基于榫卯结构的儿童木制玩具设计

李聪 李伟丽

摘要：研究榫卯結构在儿童木制玩具设计中的创新应用。通过设计案例分析目前市场上榫卯结构与儿童木制玩具结合的优势，并针对不足之处提出改良设计方法，创新设计出不同类型和特点的儿童木制玩具。将代表校园文化的现代校园建筑形态通过榫卯结构拼装展现，探讨榫卯结构新颖的应用方式，设计出极具榫卯结构特色的儿童木制玩具。不仅为儿童玩具创新设计实践活动提供了科学合理的方法指导，更是提升了儿童玩具的文化价值，实现了我国传统文化的创新传承发展。

关键词：榫卯结构 木制玩具 改良设计 儿童 传统文化

中图分类号：J52

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）04-0138-04

引言

当前，人们对精神文化生活的需求已经越来越高，玩具作为提高人们精神生活质量的一类产品，其市场占据很大的比例，并在逐年扩大。榫卯结构是中国文化的代表，在千年传承和改良之下，不仅有着其自身的科学性和合理性，而且与我国传统文化中提倡的人与自然协调发展思想相匹配。如今，作为中国传统文化精髓之一的榫卯结构的运用还大多停留在建筑和家具设计方面，在其他设计方面的探索与应用较少。就玩具设计而言，市场上少见具有现代设计感的中国特色玩具。因此，本文以儿童木制玩具为切入点，探索榫卯结构与儿童木制玩具结合的可能性，并针对不足之处提出改良设计方案，具体设计出一组榫卯结构与校园建筑结合的儿童木制玩具，让传统榫卯元素在现代玩具设计中焕发出新的活力，为儿童木制玩具设计提供有效参考。

一、榫卯结构分析

（一）榫卯结构的概念

榫卯结构是构件相互联结的一种结构，榫和卯相互咬合，从而起到连接作用，常见于古代建筑和家具中[3]。榫卯结构起源很早，出现在距今7000年前，其历史相比汉字更为悠久。作为中国传统结构的精华，它是中国最早具有科学设计意义的语言，它的出现体现了古人造物过程的大智慧，是非常重要的文化瑰宝。

（二）榫卯结构的分类

榫卯结构种类丰富，按构合作用可以分为点点结合、面面结合以及构件组合三种类型4，点点结合有银锭榫、楔钉榫、格肩榫等，面面结合有企口榫、槽口榫、燕尾榫等，构件组合有攒边接板、夹头榫、粽角榫等（见表1）。

（三）榫卯结构的特点

榫卯结构的特点主要体现在技术与艺术的完美结合，这也是现代设计思想的表现。榫卯结构将技术美与形式美很好地表现出来，其中技术美主要体现在榫卯结构是榫头和卯眼的结合，可以通过精巧的结构啮合从而达到坚固稳定的状态。此外，榫卯结构也综合考量人机工程学以及传统木材的加工方式和特性，从而体现出结构设计的科学性与造型设计的合理性。形式美主要体现在榫卯结构不同于螺栓连接、钉连接、键连接等单一表现形式，榫和卯之间有多种拼接方式，从而提供了更多的艺术表达空间。这也是如今设计者对其创新应用的来源之一，设计者们常常在榫卯结构的细节上进行装饰，从而提高艺术美感。

二、榫卯结构儿童玩具设计改良

榫卯结构与玩具的创新设计也就是将精巧的榫卯结构与玩具设计结合起来，榫卯结构的理性与科学性带给玩具设计的合理性，榫卯结构的多样性带给玩具设计更多的可能性[5]。在种类繁多的玩具市场上，优良的玩具设计能够激发儿童的兴趣与主动性[6]。

本节，对目前市场上榫卯结构的儿童木制玩具按设计内容进行归类，分析其优缺点，并进行改良设计。

（一）以卡通人物为造型来源

艺术化的造型（见图1），大多造型来源于电影，动画片等。此类玩具设计不仅造型丰富、可爱美观，而且熟悉的人物故事可以激发儿童兴趣，更易让儿童在拼装过程中产生乐趣，通常榫卯结构难易程度合理，儿童易上手，其很强的装饰性可以作为摆件，同时让儿童在动手的过程中了解榫卯结构，促进传承。家长往往更期待可以提升儿童认知能力与智能发展水平的玩具，但此类玩具结构简单，儿童的持久度不高，益智能力不够。鉴于此，本文对此类玩具进行改良，选择容易被儿童接受并喜爱的熊猫卡通形象（见图2），以经典电影《功夫熊猫》或者成都文化典型代表的熊猫形象作为造型原型，在结构方面使榫卯结构多样化（见图3），增强其可玩性和益智性，同时，将其作为以成都文化为主题的文创产品放置于景点售卖也会具有一定的商业价值。

（二）以功能求解为目的

较为经典的榫卯功能求解型玩具是鲁班锁（见图4），用榫卯的巧妙结构相互搭接与穿插，让玩具本身具有趣味性与一定的益智功能，这类玩具能够锻炼儿童的认知思考能力和手指灵活度，提高价值。但对于儿童来说比较困难，过难的挑战设计会让儿童产生挫败感，从而失去兴趣。因此对此类玩具的改良着重考虑多变性，不再寻求单一解，而是给予儿童更多的自由发挥空间。此改良设计将经典的儿童轨道拼接玩具和圆盘以及圆周迷宫玩具结合在一起（见图5），同时考虑到零件过多的问题，让其本身具有玩具收纳盒的功能，不仅增加了玩具的可玩性（见图6），而且让孩子在潜移默化中形成收纳意识，并逐步培养成好习惯[7]，增强儿童的自理能力。

（三）以传统建筑为载体

榫卯结构的传统用法（见图7），在拼装的过程中了解中国传统建筑，传递文化。此类玩具结构精巧，能开发儿童大脑，同时具有文化性，但由于年龄限制，儿童对古建筑的认识不足，缺少兴趣，且此类玩具拼装具有一定难度，结构复杂，儿童容易放弃。对这类玩具的改良采用传统与现代相结合的设计方式，将传统的榫卯结构与现代标志性建筑结合起来（见图8），而非经典的榫卯结构在古代建筑的应用，这是对榫卯结构的一大创新应用，同时让儿童更易接受。

三、基于榫卯结构的儿童玩具设计的流程

为探讨榫卯结构新颖的应用方式，设计出极具榫卯结构特色的儿童木制玩具，训练儿童认知能力和智能发展水平的同时提升玩具的文化价值，本文将基于榫卯结构的儿童玩具设计的流程分为设计定位、方案设计和设计验证3个阶段，详细流程（见图9）。首先通过调研确定目标人群和设计方向，然后进行方案设计，设计过程具体包括：1）明确榫卯结构儿童玩具的设计原则。2）确定玩具设计原型并进行功能区拆解，拆解过程需考虑设计原型各部分的功能，比如支撑、承接、装饰功能等。3）进行结构设计并优化整体造型，结构设计需要考虑玩具的结构科学性与玩具拼接的可玩性，即增加榫卯结构的多样性;依据形式美法则对玩具设计方案进行构件与玩具整体的造型美化，比如可以删除冗杂的装饰，进行多个功能区部分构件的比例与形态的统一。最后，为验证榫卯结构玩具的实用性，需进行设计验证，具体包括榫卯结构的结构测试（如硬度，强度）和玩具的功能性测试，对玩具模型进行可用性测试，探究产品中的结构、材质、功能及人机工程的可行性，追求艺术性与科学性的有机结合。

四、榫卯结构儿童玩具设计实践

（一）设计前期

1）明确设计原则：榫卯结构儿童玩具的设计需要遵循以下五个基本原则：1.益智性原则：在科学正确理念的引导下具体展开玩具设计，能够让儿童在玩具体验过程中增强思维能力、动手能力等;2.安全性原则：儿童预估危险的能力较差，在设计过程中应综合考虑结构、材料、色彩等的安全，比如：在榫卯结构的构件设计中，需要考虑其零件大小是否符合GB-6675，木材构件的木屑是否脱落，木材色彩漆的有毒性等问题;3.可玩性原则：突出玩具的功能，并适度具有创新性，以保证玩具具有一定的可玩性。4.传承性原则：综合考量结构的科学合理性以及材料的加工方式，对榫卯结构进行创新设计，使其在儿童木制玩具设计中得到传承和发展。5.装饰性原则：玩具具有美感，在不使用的状态下也能作为观赏物品。

2）目标人群定位：本次设计基于校园文创产品，目标为西南科技大学附属小学的学生设计具有校园文化的榫卯结构儿童玩具。儿童依据其年龄段的不同可以划分婴儿期、幼童期、学龄前期、中童时期等，儿童在不同时期有著不同的特征，生理和心理需求都有着一定的差异。本次设计具体地将目标用户确定为6-12岁具有审美和认知能力并且需要通过玩具获得更多关于榫卯结构的理解、更强的空间想象力和动手操作能力的儿童，旨在从拼接体验过程中引导提高儿童与玩具之间的有效互动，并逐步训练儿童的认知能力和智能发展水平。

3）设计方向定位：综合考虑项目背景与目标人群，依据榫卯结构儿童玩具设计改良方向：“以卡通人物为造型来源”，“以功能求解为目的”，“以传统建筑为载体”，确定设计方案主题与目标为以传统建筑为载体的榫卯结构玩具。通过问卷调研与实地考察的调研方法，重点针对儿童行为特征与家长消费心理进行研究分析，得出榫卯结构的儿童玩具设计原则优先级为：安全性，可玩性，益智性，装饰性、传承性。

（二）方案设计

1）确定玩具设计原型并进行功能区拆解：综合项目背景与用户调研结果，本设计拟从校园文化角度出发，设计基于榫卯结构的校园建筑儿童拼接玩具。以校园（西南科技大学）地标式建筑“科技之光”雕塑和图书馆长廊为产品设计形象，按照功能区分类（见图10）拆解设计原型：红色部分为支撑功能、黄色部分为承接功能、蓝色部分为装饰功能，根据所分功能区具体设计榫卯拼接结构。通过榫卯结构拼装两款建筑玩具，玩耍过程中需要考虑拼装的先后顺序，结构的匹配，这培养了儿童空间想象能力和动手操作能力，同时也深入地了解校园建筑和巧妙的榫卯结构。

2）进行结构设计并优化整体造型：本设计一共包含两款玩具模型，他们作为有很强文化内涵的装饰品（摆件）十分有利于宣扬校园文化和榫卯文化，将此款玩具作为校园纪念品，也极其具有商业价值。在该设计中，综合考虑了校园建筑结构与榫卯结构的契合性，将传统与现代文化结合起来，具有较强的装饰性和可玩性。

1.科技之光榫卯玩具设计：“科技之光”雕塑位于西南科技大学101广场中央，整体造型为火炬形态，火焰上零和一的字符串代表着随着时代的发展，科技也在不断发展进步。作为西南科技大学的地标性建筑，此座雕塑具有很强的学校文化内涵，也因此具有非常不一般的地位。此款设计（见图11-13）采用槽口榫与龙凤榫两种较为合理的榫卯结构类型进行拼接，并在适当部位进行创新，秉承着绿色设计的原则，进而精简结构，简化加工方式以达到节约成本，减少浪费的目的。

2.长廊榫卯结构玩具设计：长廊位于西南科技大学新区图书馆旁，长廊上缠绕着紫藤花叶，是学生时常休息玩乐的场所，同时这也是毕业生们常常怀念的地点。此款模型造型简洁，同样采用槽口榫与龙凤榫两种较为传统和合理的榫卯结构进行拼接（见图14-15），虽零件较多，但多为重复构件，拼装难度适中。

（三）设计验证

考虑到模型零件的加工，两个建筑模型均采用的是硬度较大，纹理较清晰的榉木[10]。模型制作主要有下料、雕刻、打磨、上色、喷漆、组装等步骤（见图16）。下料：首先根据已有的数字模型确定尺寸，综合考虑板材的厚度、零件的数目，尽量提高材料的利用率，同时，需要各个方位的尺寸需要预留多一些材料。雕刻：根据雕刻的加工方式局限性（只能雕刻单面），适当调整数字模型，并且根据零件造型选择不同的雕刻钻头。打磨：对雕刻完后的木件进行打磨，让木件表面光滑。手工打磨采用不同类型的砂纸，机器打磨采用打磨机。上色：根据效果图对颜料进行配比然后上色晾干。喷漆：对上色晾干后的木件喷亮漆，让其更有光泽感，然后静置晾干。组装：组装前期准备好的零件，模型制作完成。分析整个模型的重心以及承力点，对模型进行拆解、组装，进而对结构做进一步调整，改进后的玩具零件展开图（见图17）。

结语

榫卯结构是非常宝贵的古人智慧结晶，是世界的文化瑰宝。近年来，榫卯结构已经被运用得越来越多，尤其在家具设计方面，这也是对国家大力保护非遗文化，发展文化创意行业号召的响应。同样的，随着人们消费水平的提高，工作压力的增加，玩具市场将会不断被开拓。为将榫卯结构更加科学合理地应用到儿童玩具设计中，本文提出了基于榫卯结构的儿童木制玩具设计方法，对部分榫卯玩具进行了改良，在融入中国文化元素的同时，设计出更加符合现代儿童生理和心理的木制玩具，希望对中国特色玩具设计做出贡献。

基金项目：青年基金项目（19YJC760044）。

参考文献

[]陈静.榫卯元素在现代设计领域的拓展设计研究[J].包装工程，2017，38（06）：138-142.

[2]孙含之，苗艳凤.学龄前儿童木制玩具植入中国传统符号研究[J].家具与室内装饰，2018（09）：35-37.

[3]杨耀.明式家具研究[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4]李伟丽.榫卯结构在现代家具设计中的应用[J].设计，2020，33（08）：102-104.

[5]董华君，沈隽.榫卯结构在儿童益智玩具设计中的应用[J].林产工业，2018，45（06）：59-62.

[6]黄莉，苟锐.情感化设计在儿童玩具车中的应用[J].设计，2016（19）：18-19.

[7]宋娟，杨亚萍，张帆.基于收纳意识的儿童玩具设计[J].设计，2019，32（13）：118-120.

[8]易艳，程鲲.基于CMF的儿童木质玩具设计研究[J].工业设计，2020（02）：78-79.

[9]税梦瑶.学龄前儿童益智教育玩具研究[J].包装工程，2019，40（22）：198-202.

[10]沈建.色彩在儿童积木玩具设计中的情感表达[J].工业设计，2019（10）：55-57.