(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、より良い支持性、快適さ及び弾力性を提供しやすく、マットレスの内部環境を改善でき、マットレス内部の湿度を調整しやすく、熱損失を減らし、快適さと保温性を高めることに役立ち、さらに体の力状態を改善でき、バランスの安定性を高め、衝撃を吸収し、脊椎矯正などの機能を提供し、体とマットレスの密着度を高め、ユーザーがより早く深い睡眠状態に入ることができ、睡眠の品質を確保できる。【解決手段】３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレスを開示し、マットレス製作技術分野に属する。それは、ステップ１：３Ｄプリントによるスマートマットレスの機能及び性能のニーズを決定し、各機能ユニットの構造を設計することと、ステップ２：デジタル化協調設計の理念でスマートマットレスの３Ｄデジタルモデルデータを算出することと、ステップ３：材料データベースからスマートマットレスの要件を満たす材料を探すこととを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレスであって、以下のステップを含む工程で製造されることを特徴とする３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレス。
ステップ１：３Ｄプリントによるスマートマットレスの機能及び性能のニーズを決定し、各機能ユニットの構造を設計する。
ステップ２：デジタル化協調理念に基づきスマートマットレスの３Ｄデジタルモデルデータを算出する。
ステップ３：材料データベースからスマートマットレスの必要を満たす材料を探し、材料を改質した後に、プリント可能な材料に製作する。
ステップ４：ステップ２のデジタルモデルに対してデジタル処理を行い、３Ｄプリントの輪郭情報を得て、３Ｄプリンターでプリントし、スマートマットレスの立体構造を得る。
ステップ５：ステップ４で得られたマットレス構造に対してスマート部品の装着とテストを行うことで、最終的には人の身体的ニーズに合わせたスマートマットレス本体を得る。
【請求項２】
前記ステップ２において、デジタル化協調設計法で、人間工学に基づきスマートマットレスの３Ｄデジタルモデルデータトポロジを最適化することを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレス。
【請求項３】
前記ステップ２において、デジタル化協調理念は、３Ｄスキャンユニットと、温度制御ユニット（３）と、スマートマトリックス昇降ユニット（２）と、換気量制御ユニット（４）と、振動マッサージユニット（５）と体感感知ユニット（６）とを含み、前記温度制御ユニット（３）、スマートマトリックス昇降ユニット（２）、換気量制御ユニット（４）及び振動マッサージユニット（５）は、いずれも体感感知ユニット（６）と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレス。
【請求項４】
前記スマートマットレスは、スマートなダニ除去ユニット（７）を含み、前記スマートなダニ除去ユニット（７）は、強紫外線ビームと、高周波振動ユニットと強力吸着ユニットとを含むことを特徴とする請求項４に記載の３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットレス製作技術分野に関し、特に３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
改質材料とは、汎用材料と工事材料をもって、充填、ブレンド、強化などの方法で加工することで、難燃性、強度、耐冲撃性、靭性などの性能を向上させる材料製品である。改質されたプラスチック部品は、ある鋼材の強度性能と同じレベルを達成するだけでなく、また軽量で、色が豊富で、成形しやすいなどの一連の利点を有する。
【０００３】
３Ｄプリンターは、ファイルにおける断面情報を読み取り、液状、粉状またはシート状の材料を用いてこれらの断面を層ごとにプリントし、各層の断面を様々な方式で接着することで、３Ｄ本体を作成する。このような技術の特徴は、ほぼ任意の形の物を製作可能なことである。３Ｄプリント技術は、ラピッドプロトタイピング積層造形技術であり、３Ｄデジタルモデルデータに基づき、積層式の製造工程を通じて、モデルと完全に一致する３Ｄ本体構造を層ごとに、自動的にプリントし、デジタルモデリング、機械制御、情報工学、材料科学分野の先端技術を組み合わせる。加工精度が高く、経済的に、容易に製作でき、材料が多様であるなどの特徴を有するため、あらゆる複雑な構造を製造でき、すでに多くのパーソナライズド製品の製造分野に幅広く応用されている。マットレスは、消費者が健康で快適な睡眠を得るために用いられる人体とベッドとの間にある物品であり、マットレスを製作する材料が非常に多く、異なる材料で製作したマットレスは人に異なる睡眠効果をもたらすことができる。
【０００４】
従来のマットレスは、主に複数のバネが配列して形成されるマットレスコアと、マットレスの外面に被せるカバーとを含む。前記各バネの間は一般にワイヤで接続して固定され、そのため、一旦マットレスが完成品になると柔軟性を調整不可能なものになり、すなわち、その弾力性が一定であるため、人々のマットレスの柔軟性に対するニーズを満たすことができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術において、一旦マットレスが完成品になると柔軟性を調整できなくなり、すなわち弾力性が一定であるもので、人々のマットレスの柔軟性に対するニーズを満たすことができないという問題を解決するために、３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレスを提供することである。
【０００６】
上記目的を実現するために、本発明は以下の技術的解決手段を採用する。
【０００７】
３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレスであって、その特徴は、以下のステップを含むことである。
【０００８】
ステップ１：３Ｄプリントによるスマートマットレスの機能及び性能のニーズを決定し、各機能ユニットの構造を設計する。
【０００９】
ステップ２：デジタル化協調理念に基づきスマートマットレスの３Ｄデジタルモデルデータを算出する。
【００１０】
ステップ３：材料データベースからスマートマットレスの必要を満たす材料を探し、材料を改質した後に、プリント可能な材料に製作する。
【００１１】
ステップ４：ステップ２のデジタルモデルに対してデジタル処理を行い、３Ｄプリントの輪郭情報を得て、３Ｄプリンターでプリントし、スマートマットレスの立体構造を得る。
【００１２】
ステップ５：ステップ４で得られたマットレス構造に対してスマート部品の装着とテストを行うことで、最終的には人の身体的ニーズに合わせたスマートマットレス本体を得る。
【００１３】
好ましくは、前記ステップ２において、デジタル化協調設計法で人間工学に基づきスマートマットレスの３Ｄデジタルモデルデータトポロジを最適化し、マットレス製造のための材料とマットレスの機能を統合してカスタム設計を行い、新規な機能型マットレス構造を形成する。
【００１４】
好ましくは、前記ステップ２において、３Ｄスキャンユニットを含み、前記３Ｄスキャンユニットは、人体の形態をスキャンするために用いられ、３Ｄスキャンユニットなどのデジタル化手段を通じて人体の形態を取得し、人間工学を組み合わせてマットレスの立体形状と構造に対して設計と最適化を行い、マットレスを科学的、健康的にするとともに、人体の形態を取得することにより、任意の規格と性能のカスタマイズのサービスを提供することができ、一部の特殊な人々に対して重大な意義を持っている。
【００１５】
好ましくは、前記ステップ２において、温度制御ユニットと、スマートマトリックス昇降ユニットと、換気量制御ユニットと、振動マッサージユニットと体感感知ユニットとを含み、前記温度制御ユニット、スマートマトリックス昇降ユニット、換気量制御ユニット及び振動マッサージユニットは、いずれも体感感知ユニットに電気的に接続されており、当該スマートマットレスの上に眠っている間、体感感知ユニットは動作を続け、人体の各時間帯の生命徴候を監視し、そして必要に応じて温度制御ユニット、スマートマトリックス昇降ユニット、換気量制御ユニット及び振動マッサージなどのシステムを動作させる。
【００１６】
好ましくは、前記スマートマットレス本体は、スマートなダニ除去ユニットを含み、前記スマートなダニ除去ユニットは、強紫外線ビームと、高周波振動ユニットと強力吸着ユニットとを含み、マットレス中のダニを効果的に殺し、ダニの死体をきれいに処理し、ダニが人の皮膚にもたらす加害を減少させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
従来技術と比べて、本発明は、３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレスを提供し、以下の有益な効果を有する：
【００１８】
当該３Ｄプリントによるマットレスは、積層造形製造の方法と技術でマットレスの３Ｄ本体を直接積層製造し、またマットレスの設計と生産にさらに高い自由度を与え、マットレス全フローのデジタル化プロセスを完全に実現し、従来のマットレスの複雑なプロセス、モジュール及び生産フローを捨て去る。
【００１９】
当該３Ｄプリントによるマットレスは、デジタル化協調設計法によりマットレスの３Ｄデジタルモデルデータのトポロジ最適化を実現し、マットレス製造のための材料とマットレスの機能を統合した設計を行い、新規な機能型マットレス構造を形成する。
【００２０】
当該３Ｄプリントによるマットレスは、改質材料を用いることで難燃性、強度、耐衝撃性、靭性などの性能を高め、改質されたプラスチック部品はある鋼材の強度と同じレベルを達成するだけでなく、軽量で、色が豊富で、成形しやすいなどの一連の利点を有する。
【００２１】
当該３Ｄプリントによるマットレスは、３Ｄスキャンユニットなどのデジタル化手段を通じて人体の形態を取得し、人間工学を組み合わせてマットレスの立体形状と構造に対して設計と最適化を行い、マットレスを科学的、健康的にする。
【００２２】
また、当該新規なマットレスが任意の規格と性能のカスタマイズのサービスを提供し、一部の特殊な人々に対して重大な意義を持っている。
【００２３】
当該３Ｄプリントによるマットレスは、従来のマットレスとは全く異なる構造、形状や機能を持っており、マットレスの内部空間は、温度制御ユニット、スマートマトリックス昇降ユニット、換気量制御ユニット、振動マッサージユニットで構成され、マットレスのスマート化を実現する。
【００２４】
当該装置に係っていない部分は、いずれも従来技術と同じであるか、または従来技術で実現可能なものである。本発明は、より良い支持性、快適さ及び弾力性を提供しやすく、マットレスの内部環境を改善でき、マットレス内部の湿度を調整しやすく、熱損失を減らし、快適さと保温性を高めることに役立ち、さらに体の力受け状態を改善でき、バランスの安定性を高め、衝撃を吸収し、また脊椎矯正などの機能を提供し、体とマットレスの密着度を高め、ユーザーがより早く深い睡眠状態に入ることができ、睡眠の品質を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明で提案された3Dプリンター技術に基づくスマートマットレスのフロー構造の概略図である。
【図２】本発明で提案された3Dプリンター技術に基づくスマートマットレスの一部構造の概略図である。
【図３】本発明で提案された3Dプリンター技術に基づくスマートマットレスの平面構造の概略図である。
【図４】本発明で提案された3Dプリンター技術に基づいたスマートマットレスの局部構造の概略図である。
【図５】本発明で提案された3Dプリンター技術に基づくスマートマットレスの局部平面構造の概略図である。
【００２６】
【図６】本発明で提案した3Dプリンター技術に基づくスマートマットレスの断面構造の概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：スマートマットレス本体、２：スマートマトリックス昇降ユニット、３温度制御ユニット、４：換気量制御ユニット、５：振動マッサージユニット、６：体感感知ユニット、７：スマートなダニ除去ユニット。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明実施例の図面を組み合わせて本発明実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に記述し、当然ながら、記述された実施例は、単に本発明の一例にすぎず、全ての実施例のものではない。
【００２９】
本発明の記述において、用語の「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「内」、「外」などで指示する方向または位置関係は、添付図面に示した方向または位置関係に基づくものであり、単に本発明を説明して簡略化するためのものである。
【００３０】
また、該当する装置または部品について特定の方向性を持つか、特定の方向に構築して操作すべきことを指示しまたは暗示するものではないので、本発明を限定するものとして理解されるべきではない。
【００３１】
３Ｄプリント技術に基づくスマートマットレスであって、その特徴は、以下のステップを含むことである。
【００３２】
ステップ１：３Ｄプリントによるスマートマットレスの機能及び性能のニーズを決定し、各機能ユニットの構造を設計する。
【００３３】
ステップ２：デジタル化協調理念に基づきスマートマットレスの３Ｄデジタルモデルデータを算出する。
【００３４】
ステップ３：材料データベースからスマートマットレスの必要を満たす材料を探し、材料を改質した後に、プリント可能な材料に製作する。
【００３５】
ステップ４：ステップ２のデジタルモデルに対してデジタル処理を行い、３Ｄプリントの輪郭情報を得て、３Ｄプリンターでプリントし、スマートマットレスの立体構造を得る。
【００３６】
ステップ５：ステップ４で得られたマットレス構造に対してスマート部品の装着とテストを行うことで、最終的には人の身体的ニーズに合わせたスマートマットレス本体を得る。
【００３７】
ステップ２において、デジタル化協調設計法で人間工学に基づきスマートマットレスの３Ｄデジタルモデルデータトポロジを最適化し、マットレス製造の材料とマットレスの機能を統合したカスタム設計を行い、新規な機能型マットレス構造を形成する。
【００３８】
ステップ２において、３Ｄスキャンユニットを含み、３Ｄスキャンユニットは人体の形態をスキャンするために用いられ、３Ｄスキャンユニットなどのデジタル手段を通じて人体の形態を取得し、人間工学を組み合わせてマットレスの立体形状と構造に対して設計と最適化を行い、マットレスを科学的、健康的にするとともに、人体の形態を取得することにより、任意の規格と性能のカスタマイズのサービスを提供することができ、一部の特殊な人々に対して重大な意義を持っている。ステップ２において、温度制御ユニット３と、スマートマトリックス昇降ユニット２と、換気量制御ユニット４と、振動マッサージユニット５と体感感知ユニット６とを含み、温度制御ユニット３、スマートマトリックス昇降ユニット２、換気量制御ユニット４及び振動マッサージユニット５はいずれも体感感知ユニット６に電気的に接続されており、該スマートマットレスの上に人が眠っている間、体感感知ユニット６は動作を続け、人体の各時間帯のバイタルサインを監視し、続いて必要に応じて温度制御ユニット３、スマートマトリックス昇降ユニット２、換気量制御ユニット４及び振動マッサージなどのシステムを動作させる。
【００３９】
スマートマットレスは、スマートなダニ除去ユニット７を含み、スマートなダニ除去ユニット７は、強紫外線ビームと、高周波振動ユニットと強力吸着ユニットとを含み、マットレス中のダニを効果的に殺し、ダニの死体をきれいに処理し、ダニが人の皮膚にもたらす加害を減少させることができる。
【００４０】
本発明は、積層造形製造の方法と技術でマットレスの３Ｄ本体を直接積層製造し、またマットレスの設計と生産にさらに高い自由度を与え、マットレス全フローのデジタル化プロセスを完全に実現し、従来のマットレスの複雑なプロセス、モジュール及び生産フローを捨て去る。デジタル化協調設計法によりマットレスの３Ｄデジタルモデルデータのトポロジ最適化を実現し、マットレス製造のための材料とマットレスの機能を統合した設計を行い、新規な機能型マットレス構造を形成する。改質材料を用いることで難燃性、強度、耐衝撃性、靭性などの性能を高め、改質されたプラスチック部品はある鋼材の強度と同じレベルを達成するだけでなく、また軽量で、色が豊富で、成形しやすいなどの一連の利点を有する。３Ｄスキャンユニットなどのデジタル化手段を通じて人体の形態を取得し、人間工学を組み合わせてマットレスの立体形状と構造に対して設計と最適化を行い、マットレスを科学的、健康的にするとともに、一部の特殊な人々に対して重大な意義を持っている。当該３Ｄプリントによるマットレスは、従来のマットレスとは全く異なる構造、形状や機能を持っており、マットレスの内部空間は、温度制御ユニット３、スマートマトリックス昇降ユニット２、換気量制御ユニット４、振動マッサージユニット５で構成され、マットレスのスマート化を実現する。
【００４１】
本発明は、より良い支持性、快適さ及び弾力性を提供しやすく、マットレスの内部環境を改善でき、マットレス内部の湿度を調整しやすく、熱損失を減らし、快適さと保温性を高めることに役立ち、さらに体の力受け状態を改善でき、バランスの安定性を高め、衝撃を吸収し、脊椎矯正などの機能を提供し、体とマットレスの密着度を高め、ユーザーがより早く深い睡眠状態に入ることができ、睡眠の品質を確保できる。
【００４２】
以上は本発明を実施するための好適な形態にすぎないが、本発明の保護範囲はこれに限定されるものではなく、本技術分野に精通しているあらゆる当業者が、本発明に開示された技術範囲において、本発明の技術的解決手段及びその発明の構想に基づいて行われる均等な置き換え及び変更は、すべて本発明の保護範囲内として保護されるべきものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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