CN105433603B - 具有Lévy曲线结构的模块化搁架 - Google Patents

Abstract

具有Lévy曲线结构的模块化搁架，涉及一种分形理论设计的模块式搁架，该搁架具有Lévy曲线结构特点的模块化搁架由多组七边形体模块以及外框组成，整个设计思路体现出了分形理论自相似的特点。搁架内部共有多组存储单元，每个存储单元由模块间彼此交叉组合形成。模块间符合一定的比例关系，可以根据用户需求自由拆卸并对应组合，本发明搁架是多功能的，不仅具有使用属性同时也具有装饰属性，在存储物品时，使用者可以自由选择搁架内不同的空间位置，既节约空间，又便于分类同时在需要的时候用户可以将搁架内部模块拆卸下来当做小凳子、小桌子或者小型的搁架来使用。本款搁架可以用在客厅、书房，也可以根据需要设在房间需要的位置。

Description

具有Lévy曲线结构的模块化搁架

技术领域

本发明涉及一种分形理论设计的模块式搁架，特别是涉及一种具有Lévy曲线结构的模块化搁架。

背景技术

分形理论是在上世纪70年代被首次提出，经过几十年的发展，已经成为一门重要的新科学，被广泛应用到自然科学和社会科学中，并已在计算机科学、艺术学、建筑学、理学等许多领域取得了重大的进展。分形几何被誉为“大自然的几何”，它是数学家为了借助数学语言来描述自然界而提出的一种新的几何学。可以说，分形是一种更加贴近自然本来面目、更能揭示自然内在结构的一种“真实”。由于中国的传统家具一贯秉承与大自然和谐相交融的文化理念，这便成为分形理论与中国的传统家具联系在一起的契机。

Lévy曲线是保罗·皮埃尔·莱维1938年发现的规律曲线，是著名的二维分形。家具的设计非常注重细节，讲求均衡与对称、和谐与统一、特异与变化、人工与自然等形式美法则。利用计算机生成的分形艺术图案神奇美丽、变幻莫测，具有自相似性以及无限精细的结构，将分形应用在家具的设计与研究中，协调好家具的形式美法则，会为人们带来强烈的时代审美感以及无法阻挡的视觉冲击力。

分形理论应用在家具设计上可以从两方面进行考虑，一方面，将分形艺术图案作为一种装饰纹样加工在家具上；另一方面可以通过研究分析分形图案的自相似结构特点，将其作为一种新的造型语言运用在家具外形的设计创作上，为家具设计提供一种新的设计思路。Lévy曲线是分形几何的著名案例之一，根据Lévy曲线的构成原理以及结构特点设计出的家具产品不仅具有实际的使用功能，在结构和功能上都取得了创新。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有Lévy曲线结构的模块化搁架，该搁架运用模块化的设计方式，从Lévy曲线中提炼抽象出十五个具有自相似分形特点的七边形体对搁架的内部空间进行了合理地划分，使之方便物品的摆放与分类、并具有美感。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述搁架包括水平单元组大模块、水平单元组小模块、斜面单元组大模块、斜面单元组小模块、竖直单元组大模块、竖直单元组小模块、搁架外框、模块固定架、销钉、加强筋；其搁架的外观及搁架的内部结构是依照Lévy曲线构成的；在不改变搁架的外观样式以及内部结构的前提下，根据需要可相应改变搁架长宽高之间的比例，制作出符合实际需用的搁架；该搁架具有多组自相似七边形体模块单元，各模块间通过彼此形体上等深度、等距离的卡槽交叉组合，对搁架内部空间进行了划分；整个搁架的内部结构以及空间划分依据分形理论自相似；多组七边形体模块将搁架内部划分成多个大小不一的空间，每个独立的空间作为物品的存储、分类单元。

所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述模块自由拆卸并对应组合，并通过销钉可以与搁架外框组合固定；模块组合即为一个搁架组合，亦可作为桌子或者凳子器具。

所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述搁架可以通过改变搁架外框与内部模块比例、增减模块数量制作搁架。

所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述搁架为十五个具有自相似特点的七边形体对搁架的内部空间进行了分割。

所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述这十五个七边形体模块上面都有若干等距离、等深度的卡槽。

所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述搁架模块间通过卡槽相互咬合，再沿着搁架外框边缘位置相邻两个镂空三角体（即模块固定架）间的空隙插入，用螺钉与模块固定架连接，再用销钉将模块与搁架外框固定在一起。

所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述搁架每三个模块一组，销钉中间有一个圆形透孔。

所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述搁架其外框转折处以及外框两侧边缘处设有加强筋以及用于固定模块的三角形模块固定架。

所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，所述搁架外框为圆角状。

本发明的优点与效果是：

1.本发明根据著名分形Lévy曲线的构造原理以及结构特点发明了一个具有多个模块可以进行组合的搁架，参照Lévy曲线的结构特点从中提炼抽象出十五个具有自相似结构特点的七边形体模块，合理地将搁架内部空间进行了分割，使得艺术和技术实现了有效的结合。将本搁架放在客厅、书房或者玄关处，既方便物品的摆放，又对室内环境起到了一定的装饰作用，增添了其艺术魅力。

2.本发明的搁架是多功能的，可以进行自由化适宜组合，由用户根据需要调整使用形式，如，需要的时候可以将模块取出来作为小凳子、小桌子或者小型搁架来使用，搁架的内部空间可以存放不同的生活用品，如书籍、模型、生活用品等，内部构造既节约了空间，又便于分类和存放；外框上可以根据需要自由放一些花盆、模型、瓷器或者日常生活中的小物件（如钥匙串）等，满足了实用性和装饰性，既美化了室内环境、又方便了日常生活。

附图说明

图1为本发明搁架效果照片；

图2 为本发明模块组合效果照片；

图3 为本发明搁架正视图；

图4 为本发明搁架左视图；

图5 为本发明搁架俯视图；

图6 为本发明水平单元组大模块三视图；

图7 为本发明水平单元组小模块三视图；

图8为本发明斜面单元组大模块三视图；

图9 为本发明斜面单元组小模块三视图；

图10 为本发明竖直单元组大模块三视图；

图11 为本发明竖直单元组小模块三视图；

图12 为本发明搁架模块效果图；

图13 为本发明销钉效果图；

图14 为本发明搁架爆炸图；

图15为本发明 Lévy（莱维）曲线的生成过程。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

本发明的理论基础 Lévy（莱维）曲线是自相似的分形曲线，由保罗·皮埃尔·莱维在其论文Planeor Space Curves and Surfaces Consisting of Parts Similar to the Whole中描述与观察出的。Lévy曲线的生成过程和结构，首先是由一条直线开始，令该线为斜边，一个等腰直角三角形在上面建立，原本的直线被三角形的两条相等边所取代；第二步，在前述两条线上各建立一个以该线段为斜边的新的等腰直角三角形，然后又被新三角形的两条相等边所取代；如此反复构造下去，每条直线都会被在它上面建立的等腰直角三角形的两条相等边取而代之。经过n个阶段，这条曲线会由2的n次方条直线组成，每条边的长度都是最初线段长度的。经过“无限”次迭代过程而形成的分形曲线就是Lévy曲线。图15所示为Lévy曲线的生成过程。

在分形的构造中lévy曲线是可以无限细分下去的，具有无限精细的结构和严格的自相似特点，但在实用产品，比如家具产品的设计中直接套用，既不现实也没有必要。因此，在本发明搁架设计中，在突出Lévy曲线结构特点的同时，删减掉无限精细的局部细节，并将其在厚度方向拉伸，除用直线段保留外框架以外，只保留十五个具有自相似结构特点的七边形结构，作为搁架空间的分割特点；同时对其进行了艺术化和功能化的增减，主要是表其意而非照搬其形，外观和内部构造都与搁架的本身功能相协调，这样既能体现Lévy曲线的结构特点，又能适当地把分形自相似的特点运用到实用产品的设计中去，体现了分形的思想。

实施例

本发明图中部件，包括：水平单元组大模块1、水平单元组小模块2、斜面单元组大模块3、斜面单元组小模块4、竖直单元组大模块5、竖直单元组小模块6、搁架外框7、模块固定架8、销钉9、加强筋10。

本发明结合Lévy曲线的结构特点以及模块化的设计思想，运用十五个具有自相似特点的七边形体对搁架的内部空间进行了分割。这十五个七边形体模块上面都有若干等距离、等深度的卡槽，如图12所示，按比例每三个一组，通过卡槽相互咬合，再沿着搁架外框边缘位置相邻两个镂空三角体（即模块固定架）间的空隙插入，用螺钉与模块固定架连接，再运用销钉将模块与搁架外框固定在一起，销钉中间有一个圆形透孔，可以作为取下时的施力位置，同时考虑到搁架外框以及搁架模块的稳固性，在其外框转折处以及外框两侧边缘处使用了加强筋以及用于固定模块的三角形固定架，并对搁架外框进行了适宜的圆角处理，保证搁架的安全与稳固。

本发明以二维分形案例---Lévy曲线的结构特点为依据，从Lévy曲线的结构形式上获得启示，将其提炼抽象并结合模块化的设计思想，设计了外观结构上具有Lévy曲线结构特点的模块化搁架。搁架可以根据个人的喜好对这十五个七边形模块进行适宜地组合，同时可以根据需要决定安装在外框上的个数与位置，搁架的使用形式由用户来控制。未安装在外框上的七边形模块通过不同的组合方式，可以做小凳子、小桌子或者小搁架使用，增加其功能，如图2所示。

本发明按照Lévy曲线的最终迭代结果，如图15所示，将其按比例缩放，保留其整体轮廓作为搁架外框的造型，同时对其内部无限精细的局部细节进行删减，只保留十五个具有自相似结构特点的七边形结构，并将其在厚度方向拉伸，以七边形体结构作为基本单元模块划分搁架内部储物空间。首先，搁架外框7造型突出了Lévy曲线的结构特点，体现了一种分形几何的特点；考虑到搁架外框7的稳固性，在其转折处设计了加强筋10，并且对搁架外框7的边缘、转折处进行了圆角处理，保证了搁架外框7使用时的稳固性与安全性；搁架外框7的顶部水平表面，以及底部表面皆可作为物品摆放空间（如花盆、工艺品、模型等），体现了其功能属性。搁架外框7两侧边缘的对应固定位置，各制作了十五个凹槽，凹槽的大小尺寸是按照销钉9的尺寸适配设计的，能够与销钉9紧紧咬合，并且在搁架外框两侧的内部边缘固定位置各打了二十个螺钉孔用于模块固定架8的固定；模块固定架8为镂空的三角体金属部件，对应固定在外框前后两侧的内部边缘的螺孔位置，每侧二十个，模块固定架8三个面的中心处各有一个螺钉孔，通过螺钉与搁架外框7和对应模块进行固定，加强了模块在外框上的稳定性，同时相邻两个模块固定架8间的空隙即为对应模块固定的位置，起到了指引作用。

搁架内部由十五个具有自相似结构特点的七边形体模块构成，造型特点源于Lévy曲线的最终迭代结果，表其意而非照搬其形，对其进行了艺术化的增减；即，保留了具有比例关系的十五个七边形结构，对搁架内部空间进行了合理的分割。搁架从上到下分成五组模块单元，分别是一组水平模块单元，由一个水平单元组大模块1和两个水平单元组小模块2构成；两组斜面模块单元，每组由一个斜面单元组大模块3和两个斜面单元组小模块4构成；以及两组竖直模块单元，每组由一个竖直单元组大模块5和两个竖直单元组小模块6构成。十五个模块每个模块上面都有若干等距离、等深度的卡槽（大模块有四个卡槽、小模块有三个卡槽），并且每个模块前后两侧对应位置各有两个螺孔用于与模块固定架8的固定，同时对每个模块的顶部两侧各制作了一个凹槽，如图12所示，凹槽的大小尺寸是按照销钉9的尺寸适配设计的，能够与销钉9紧紧咬合，通过销钉9可以与搁架外框7有效闭合固定。销钉9的中间有一个圆形的透孔，可以作为取下时的施力位置。图14为搁架的爆炸图，也为模块相互咬合的示意图，三个模块通过彼此的卡槽相互咬合，构成一组模块单元。搁架内部共有五组模块单元，各组模块结构相同，按照比例放置在搁架外框7的五个对应位置，并将搁架的内部空间划分成多个大小不一的存储空间，这样的空间划分，在存储物品时，使用者可以根据需求选择不同的空间位置放置物品。每组模块单元造型独立，一大两小的对称结构提高了其使用的稳定性，将模块拆卸下来，每组模块单元即可当做小型搁架或者小桌子、小凳子。

使用时，基于Lévy曲线设计的模块化搁架，使用方式完全由用户控制。本发明搁架适用于放在室内书房、客厅或者玄关处，既可作为书架使用；又可存放一些日常生活物品；放在玄关处可以起到隔断的作用；同时可完成对物品的分类。当有客人来家做客，发现椅子不够的时候，可以将搁架内部模块拆下组合起来当作凳子来使用。模块的功能还可以将其作为小型桌子或者缩小版的搁架来使用，搁架的外框上部可以自由摆放一些花瓶或者屋主收藏的工艺品等。

Claims (9)

1.具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述搁架包括水平单元组大模块（1）、两个水平单元组小模块（2）、斜面单元组大模块（3）、两个斜面单元组小模块（4）、竖直单元组大模块（5）、两个竖直单元组小模块（6）、搁架外框（7）、模块固定架（8）、销钉（9）、加强筋（10）；其搁架的外观及搁架的内部结构依照Lévy曲线构成；在不改变搁架的外观样式以及内部结构的前提下，根据需要可相应改变搁架长宽高之间的比例，制作出符合实际需用的搁架；上述模块为自相似七边形体模块，各模块间通过彼此形体上等深度、等距离的卡槽交叉组合，对搁架内部空间进行了划分；整个搁架的内部结构以及空间划分依据分形理论自相似；多组七边形体模块将搁架内部划分成多个大小不一的空间，每个独立的空间作为物品的存储、分类单元。

2.根据权利要求1所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述模块自由拆卸并对应组合，并通过销钉可以与搁架外框组合固定；模块组合亦可作为一个小型搁架，亦可作为桌子或者凳子器具。

3.根据权利要求1所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述搁架可以通过改变搁架外框与内部模块比例、增减模块数量来制作。

4.根据权利要求1所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述搁架的内部空间由具有自相似特点的七边形体进行分割。

5.根据权利要求4所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述多个七边形体模块上面都有若干等距离、等深度的卡槽。

6.根据权利要求5所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述多个七边形体模块通过卡槽相互咬合，再沿着搁架外框边缘位置相邻两个模块固定架间的空隙插入，用销钉与搁架外框固定在一起。

7.根据权利要求6所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述搁架每一个大模块及两个相应的小模块构成一组，销钉中间有一个圆形透孔。

8.根据权利要求7所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述搁架其外框转折处以及外框两侧边缘处设有加强筋以及用于固定模块的三角形固定架，三角形固定架通过螺钉与搁架外框和模块相连。

9.根据权利要求8所述的具有Lévy曲线结构的模块化搁架，其特征在于，所述搁架外框为圆角状。