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项目负责人：高翔
项目成员：汪强 孙安顺 李骏豪 丁博文
指导教师：李早
摘要： 榫卯结构是传统建筑、家具的主要连接方式。构件之间凭借榫卯就可以做到连接合理、扣合严密、间不容发。如此精妙绝伦的技艺，如今其文化传承和市场应用却令人担忧。如今，国人对榫卯结构的了解大多停留在浅层认知，我们希望配合有趣的榫卯衍生设计，发扬和传承传统文化，汲取匠人精神，激发国人尤其是青少年对榫卯结构的热爱，找寻真正适合并属于自己民族的产品。
党的十八大以来，习近平总书记对继承发扬中华优秀传统文化发表了一系列重要讲话，不仅反映了中央对文化建设的高度重视，而且彰显了以文化复兴助推民族复兴的坚定决心。2009年，我国公布了首批国家级非物质文化遗产（简称非遗）名录，中国传统木结构营造技艺被成功列入，明式家具工艺作为我国传统文化经典被录入“非遗”名录中。榫卯结构作为传统建筑、家具的主要连接方式，构件之间凭借榫卯就可以做到粗细斜直，连接合理，工艺精确，扣合严密，间不容发。而如此精妙绝伦的技艺，其如今的文化传承和市场应用状况却令人担忧。
同时，伴随经济全球化的冲击和消费刺激，国人对榫卯结构的了解大多只停留在表层，我们希望配合有趣的榫卯衍生设计，发扬和传承传统文化，激发国人尤其是青少年对榫卯的热爱，使人们获得熟悉感和认同感、找寻真正适合并属于自己民族产品。另外，立足生态建设的方针政策，发扬榫卯结构无钉无胶的连接特点，倡导生态环境保护。
榫卯构造是古代工匠们在生活生产中积累下来的智慧结晶。然而，钢筋混凝土的出现终结了木材作为大型建筑支撑的时代，家具里的各种混合金属连接件也代替了榫卯的连接功能，历经千年沉淀的传统木质构造逐渐淡出人们的生活。但如今，我们的消费观念由物质层面转向精神与文化层面，国家对于弘扬优秀传统文化也给予大力支持，在种种因素的影响下，榫卯结构的潜在市场被打开。于是，打破传统思维与结构的使用概念，对其进行改良创新，使传统智慧融于现代人们的生活，让传统工匠智慧继续发扬传承，造福人类。
本课题前期将对常见的传统榫卯结构进行整理和分析，针对部分榫卯结构进行实地调研与考察。运用三维建模软件Rhino、SketchUp建立榫卯结构模型库，然后从图解模型层面展示榫卯结构，最终设计榫卯周边产品及玩具，完成相关设计方案、技术图纸。
本研究分为四个部分，包括榫卯类型梳理、建立软件模型库、制作实物模型库、科普玩具及纪念品设计，研究框架如图1所示。
图1 研究框架
中国古建筑以木构架为主要的结构方式，由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间用榫卯相连接，构成富有弹性的框架。榫卯是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。凸出部分称为榫（或榫头），凹进部分称为卯（或榫眼、榫槽），榫和卯咬合，起到连接作用。这是中国古代建筑、家具及其他木制器械的主要结构方式。
通过互联网对现阶段已有的较为详细的榫卯结构进行分类梳理。整理出常见的榫卯约33种，按构合作用可分为三大类型：一类主要是作面与面的接合，如“槽口榫” “燕尾榫”等；另一类是作为“点”的结构方法，如“格肩榫” “锲钉榫”等；最后一类是将三个构件组合一起并相互连接的构造方法，如常见的“抱肩榫” “粽角榫”等。
针对相对复杂或难以查询的结构类型，进行实地调研考察，对调研结果建立详细的调研数据库。
拟运用Rhino、SketchUp等软件对所有的榫卯结构建模，并建立详细的榫卯模型库。
对榫卯结构模型进行样品制模，并绘制能够机械化生产的技术图纸，运用现代化加工工厂进行精模制作。
发挥项目团队成员专业特长，进行科普玩具制作及纪念品设计，绘制技术图纸并进行样品制作。
以儿童座椅为例，制作过程主要分为绘制下料图、切割、拼装、打磨与上蜡四个主要步骤。
①绘制下料图：将三维模型平面化，使用AUTOCAD软件进行模型下料图的绘制。将绘制好的导入ArtCAM 软件进行编程，计算切割方法及路径顺序。②切割：将ArtCAM 编程后的数据导入MACH3数控软件中，进行实体切割。③拼装：将切割下来的组件进行拼装，对不合适的地方进行修剪、打磨。④打磨与上蜡：将组装好的部件进行粗打磨与细打磨，最后打上一层蜂蜡保护木质。
通过互联网对现阶段已有较为详细的榫卯结构进行分类梳理，目前整理出常见的榫卯约33种（见图2）。按构合作用可分为三大类型：一类主要是作面与面的接合，如“槽口榫”“燕尾榫”等；另一类是作为“点”的结构方法，如“格肩榫”“锲钉榫”等；最后一类是将三个构件组合一起并相互连接的构造方法，常见的有“抱肩榫”“粽角榫”等。我们通过三维建模软件建立了33种常见榫卯结构的模型库，为后期的设计制作打下基础。
图2 常见榫卯结构
通过对33种榫卯结构的整理与归纳，以及建模的过程，我们深度学习了榫卯结构的特性，并将其应用到相框、台灯设计当中。我们希望将榫卯结构应用于日常的生活用品中，让大众在平常的生活中也能感受到榫卯结构带来的魅力，以及动手拼装榫卯产品的乐趣。榫卯相框的设计就是出于这样的目的。
榫卯动物系列之小猪。榫卯构件的互相嵌套，将小猪腼腆可爱的形象通过厚实的身躯得以展现，整体形象符合儿童的心理活动特征。多构件的立体化拼装组合，将榫卯的阴阳智慧展现得淋漓尽致。
榫卯动物系列之狮子。榫卯益智系列的动物化充分符合儿童的心理特征，这对于目标人群的市场占有具有重要意义。榫卯构件环环相扣，将老虎站立的姿态表现出来，动态威武的表情跃然而出。棱角化的外形，既具有榫卯的传统意象，也具有很好的外观设计感。
榫卯玩具车系列之大黄蜂。榫卯穿插的艺术构图和变形金刚的形体转变存在视觉上的相似。抽象提取变形金刚里的大黄蜂形象，榫卯构建的车体和精致的轮胎相互结合形成大黄蜂款的小轿车，在赋予榫卯创新设计意义的同时对它的材质变换做了初步尝试，将木构件与橡胶结合。
榫卯玩具车系列之擎天柱。运用时下最流行的卡通形象，对榫卯传统文化的现代适应性做了很好的尝试，是榫卯文化与外来文化的一次碰撞性检测。这款榫卯拼接车头同样采用了两种材料，对榫卯结构的材料创新做了探索（见图3）。
图3 榫卯动物、小车
图4 小老虎榫卯儿童座椅
设计意向为小老虎，为3～5岁儿童设计的益智实用座椅。造型上，将小老虎简笔卡通化后作为座椅的整体形象。材质上，采用两色木头进行结构穿插，深色木头表达小老虎身上的斑纹，浅色木头则表达小老虎身上的皮毛（见图4）。用色简单自然，最大限度地抓住小老虎灵动可爱的卡通形象。功能上，考虑儿童接受的难易程度，座椅采用了最简单的榫卯穿插结构，对中国传统榫卯工艺文化进行了转译和传承。在益智娱乐的同时，还具备落座的实际功用，方便拆卸与收藏。
设计意向为一对天鹅，为3～5岁儿童设计的益智实用座椅。造型上，将天鹅曲项沟通的典型形象予以卡通简化，用最简单的线条表达天鹅的形象特征。材质上，采用两色木头进行结构穿插，深色木头表达天鹅的羽翼和脚掌，浅色木头表达天鹅的白色羽毛。形体灵动流畅，简约生动。功能上，座椅采用了最简单的榫卯穿插结构，不使用额外的连接装置，对中国传统榫卯工艺文化进行了转译和传承。
榫卯结构在发展和演变的过程中，被赋予了丰富的人文内涵和深厚的民族精神。随着国家对于弘扬优秀传统文化的大力支持及国人消费观念的转变，本着传统工艺与现代技术相融合的理念，以榫卯为载体来创作中华独特的工艺品牌。希望有更多的人能够思考祖先留下的思想与精神，从中汲取养分，使我们的传统文化得到更好的传承与发展。
为了让传统榫卯置身于文明快速发展的现在，需要将其融入现代审美。同时，打破传统思维与传统结构的束缚，对其在结构和材料上进行改良创新，使传统智慧能够融入现代人的生活，更作为艺术的展示。中国独有的榫卯结构结合当今产品设计的方法，挖掘其在艺术设计中的独特地位，旨在拓宽产品设计的思路，丰富产品设计的形式，更好地推动现代设计的发展。
榫卯结构除了具有不着痕迹、浑然天成的审美意义以及道家阴阳结合的文化意义之外，最重要的是具有科学合理的实用意义，主要表现在不用钉子或其他金属材料辅助也能将构件牢固、严谨地组合起来并保存很长时间。一些厂商为了追求利益最大化而大量简化榫卯结构，破坏了结构的稳定性，与此同时，加大胶合剂的用量，这不仅产生了环保方面的问题，还在一定程度上破坏了其所具有的优秀传统文化内涵。我们在保证榫卯的原生智慧不被稀释的前提之下对构造材料进行创新，将木块结构以金属框架、钢化玻璃、混凝土等形式呈现，结构上不脱离传统，形式上却更为多样。
在详细调研儿童玩具市场现状后，我们发现手工拼装类或动手制作类玩具在儿童市场显得较为缺乏。另外，很多玩具是根据动画片中的人物或道具形象改编而成，儿童对于玩具的认知大多停留在形象认知层面。而榫卯玩具是面向儿童等低幼龄人群，从艺术化的形象入手（如玩具小车、玩具动物等），将玩具设计成可拼装或可组装的动态形式，在加强儿童动手能力的同时，增强其对中国传统工艺——榫卯的了解。通过对榫卯的相关知识进行艺术化科普，打造带有中国传统特色的榫卯玩具库，让此类“中国特色玩具”渐渐走向市场。另外，可探索简易的榫卯拼装单元件，由儿童通过想象自己动手组装想要的玩具模式，真正做到寓教于乐，将科普工作自然地融合于儿童的成长之路。
随着社会的发展，大机器生产成为主流，受制于成本与产能，榫卯结构越来越少地出现在人们的生产生活中。为了延续古人的智慧结晶，也为了向大众普及榫卯的基本知识，本项目成员对榫卯在21世纪的发展与应用进行了积极的探索，最终确定了鲁班榫卯益智系列玩具的课题实践。这次实践是对榫卯工艺转译传承的第一步，涉及的人群主要为3～5岁的儿童，我们在考虑儿童的年龄心理特性后，采用最简洁的榫卯结构提高儿童的逻辑思维能力和动手实践能力，普及优秀传统技艺的同时创造价值。
前期，小组成员对榫卯结构进行了网上的基本学习和到安徽黄山传统家具加工厂实地深入的调研学习，确保自身对榫卯结构有足够的知识储备和实践基础；中期，小组成员对搜集的已有榫卯结构进行整合分类，用软件建模的方式构建榫卯模型库。既方便日后对榫卯结构进行补充和创新，也方便受众对榫卯进行较为全面的学习；后期，本小组成员对已经探索的榫卯进行现代设计语言附加后的再创作，自己动手实践，分别设计了相框、台灯、小老虎儿童椅、天鹅儿童椅、小猪和狮子等玩具，种类丰富，趣味无穷。
针对不同年龄和性别的使用人群，结合现代设计语言，进行一定程度的发展和创新，榫卯衍生物的设计还有很大的发挥空间，如传统家居、时尚陈设、精品周边等。功能构件与联系构件合二为一的主要思想贯彻设计始终，对传统榫卯文化予以继承的同时，也不忘对其进行与时俱进的更新，让其更好地适应这个时代的发展趋势，这些可以在今后进行进一步的探索。
王世襄：《明式家具研究》，生活·读书·新知三联书店，2011。
谢和鹏：《明代家具对现代家具设计的启示》，《黎明职业大学学报》2008年第1期。
杨耀：《明式家具研究》，中国建筑工业出版社，1986。
李孙霞：《榫卯结构在现代实木家具中的应用研究》，中国美术学院硕士学位论文，2013。
李永斌、陈婷：《互联网背景下可拆装榫卯结构创新设计研究》，《包装工程》2017年第22期。
张玉瑜：《传统营造体系中的大木作工作图件系统：形式、特征与功能》，《建筑学报》2017年第11期。