УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СПАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ
DEVICE AND METHODS FOR DETERMINING HUMAN CHARACTERISTICS FOR USE IN SLEEPING SYSTEM

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США №61/028,578, поданной 14 февраля 2008 г. в патентное ведомство США, ссылка на которую означает, что ее содержание полностью включено в текст настоящего описания.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Способы и устройства согласно настоящему изобретению, главным образом, относятся к определению особенностей человека, помещенного на спальной системе. Более конкретно, данные способы и устройства относятся к измерению и анализу характеристик отдельного человека для использования в спальной системе, к определению характеристик спальной системы, которые наиболее подходят для человека, и к рекомендации спальной системы, наиболее подходящей для человека.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время доступен широкий выбор различных спальных систем. Такие спальные системы могут включать все составляющие части кровати, в том числе матрацы, матрасные пружины, основания, основные рамы, подушки, подкладки матраца, постельное белье и, в целом, к любому изделию, влияющему на сон человека, но не ограничиваться этими составляющими. Однако каждая соответствующая спальная система может подходить одним людям и не подходить другим. Характеристики спальной системы, подходящей человеку, зависят от ряда особенностей, включая физические характеристики человека (например, вес, рост, размеры тела, распределение веса и др.), положение во сне, предпочитаемое человеком (например, сон на спине, на боку, на животе и др.), привычек во время сна и т.д.
Два очень разных главных компонента спальных систем воздействуют на общий сон человека: поддержка и комфорт. Во-первых, спальная система обеспечивает поддержку тела человека в надлежащем положении, корректирующем осанку, тогда как равномерное перераспределение веса тела человека по всей поверхности приводит к уменьшению давления на стыке. Например, матрац может обеспечивать поддержку благодаря противодействию, которое внутренние пружины оказывают направленной вниз силе, создаваемой весом тела человека.
Во-вторых, спальная система обеспечивает комфорт телу человека благодаря использованию комфортных материалов, постеленных на верхней поверхности спальной системы. Например, путем наложения фиксированных прокладок и жесткого слоя, вспененного материала высокой плотности поверх внутренних пружин могут быть изготовлены матрацы различной степени жесткости или твердости. В то же время, наложением мягких материалов поверх внутренних пружин, подобных скрученному вспененному материалу, вспененному материалу с низкой плотностью и/или волоконным материалам, таким как шерсть, шелк или кашемир, могут быть изготовлены матрацы различной степени мягкости или на ощупь напоминающими плюшевое полотно.
Следовательно, наиболее подходящей спальной системой для отдельного человека является та система, которая обеспечивает человеку наилучшую возможную комбинацию комфорта и поддержки. Кроме того, подходящие спальные системы значительно отличаются в зависимости от физических характеристик человека, привычек во сне и др.
Ряд факторов, влияющих на пригодность спальной системы для человека, являются многочисленными и взаимосвязанными. Следовательно, выбор подходящей спальной системы может оказаться для человека сложным. Кроме того, спальная система, которую человек выбирает для себя, основываясь на том, какая спальная система окажется наиболее привлекательной во время ее тестирования в выставочном зале, может оказаться не самой подходящей для него спальной системой. Напротив, человеку может потребоваться несколько недель сна на этой спальной системе, чтобы определить пригодность спальной системы в долгосрочной перспективе. Однако потенциальные покупатели спальных систем, как правило, ограничиваются таким кратким тестированием в выставочном зале.
Следовательно, существует потребность в способе объективного определения особенностей человека для использования в спальной системе, для того, чтобы определить наиболее подходящую человеку спальную систему. Кроме того, существует потребность в способе определения особенностей человека для использования в спальной системе в выставочном зале, чтобы облегчить человеку выбор подходящей спальной системы для совершения покупки и рекомендовать наиболее подходящую для человека спальную систему.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способы и устройства согласно настоящему изобретению относятся к определению особенностей человека для использования в спальной системе, измерению и анализу физических характеристик человека, расположенного на спальной системе, определению характеристик спальной системы, которая наиболее подходит для человека, и к выдаче рекомендаций для наиболее подходящей человеку спальной системы. Способы и устройства согласно настоящему изобретению также относятся к измерению и анализу воздействия человека на матрац и основание, и к выдаче рекомендаций в отношении подходящей человеку спальной системы с использованием такого анализа.
давление 1 комфортного слоя
давление 1 поддерживающего слоя
давление 1 комфортного слоя
давление 1 поддерживающего слоя
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предложен способ определения особенностей человека для использования в спальной системе, согласно которому: устанавливают давление надувного элемента комфортного слоя, расположенного внутри комфортного слоя испытательного приспособления, на начальное значение комфорта, когда человек не расположен на испытательном приспособлении; и устанавливают давление надувного элемента поддерживающего слоя, расположенного внутри поддерживающего слоя испытательного приспособления, на начальное значение поддержки; располагают человека на испытательном приспособлении в первом положении; измеряют давление надувного элемента комфортного слоя в качестве первого измеренного значения комфорта, когда человек расположен на испытательном приспособлении в первом положении; и измеряют давление надувного элемента поддерживающего слоя в качестве первого измеренного значения поддержки; вычисляют разность между первым измеренным значением комфорта и начальным значением комфорта как Δ; вычисляют разность между первым измеренным значением поддержки и начальным значением поддержки как Δ; вычисляют первый оптимальный уровень давления для надувного элемента комфортного слоя с использованием значения Δ; вычисляют первый оптимальный уровень давления для надувного элемента поддерживающего слоя с использованием Δ; и рекомендуют человеку поддерживающий элемент спальной системы с использованием вычисленного первого оптимального уровня давления, и рекомендуют человеку поддерживающего элемента спальной системы с использованием вычисленного первого оптимального уровня давления надувного элемента комфортного слоя и вычисленного первого оптимального уровня давления для надувного элемента поддерживающего слоя.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ определения особенностей человека для использования в спальной системе с применением тестовой кровати, включающей надувной элемент комфортного слоя, размещенный в нем, и надувной элемент поддерживающего слоя, размещенный в нем, причем комфортный слой размещен над поддерживающим слоем, согласно которому:
измеряют давление надувного элемента комфортного слоя в качестве первого измеренного значения комфорта;
измеряют давление надувного элемента поддерживающего слоя в качестве первого измеренного значения поддержки;
и рекомендуют человеку поддерживающий элемент с использованием первого измеренного значения комфорта и первого измеренного значения поддержки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные и другие аспекты настоящего изобретения более понятны из подробного описания поясняющих примеров осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи:
на фиг.1 изображен поперечный разрез устройства для определения особенностей человека для использования в спальной системе согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения,
на фиг.2 изображен вид в перспективе устройства для определения особенностей человека для использования в спальной системе согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения,
на фиг.3 изображен схематический чертеж датчика и пульта управления согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения,
на фиг.4 изображена блок-схема способа определения особенностей человека для использования в спальной системе согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения,
на фиг.5 изображена вторая блок-схема способа определения особенностей человека для использования в спальной системе согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения,
на фиг.6 изображен вид надувного элемента согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения,
на фиг.7А изображен поперечный разрез устройства для определения особенностей человека для использования в спальной системе, содержащего кожух для распределения третьего усилия согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения,
на фиг.7В изображен поперечный разрез устройства для определения особенностей человека для использования в спальной системе, содержащего кожух для распределения третьего усилия, согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения,
на фиг.8 изображен поперечный разрез устройства для определения особенностей человека для использования в спальной системе, в котором надувные элементы поддерживающего слоя в группе S1 надуты в соответствии с поясняющим примером осуществления настоящего изобретения,
на фиг.9А изображен вид сбоку с одного конца надувного элемента согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения, и
на фиг.9В изображен вид сверху надувного элемента согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЯСНЯЮЩИХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено подробное описание поясняющих примеров осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами.
Аспекты настоящего изобретения предлагают способ и устройства определения особенностей человека для использования в спальной системе. На фиг.1 изображен поперечный разрез устройства определения особенностей человека для использования в спальной системе согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения. Как изображено на фиг.1, тестовая кровать 101 для определения особенностей человека для использования в спальной системе содержит слой 102 матраца и расположенный под ним слой 103 основания. Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, тестовая кровать 101 является устройством, разработанным для симуляции различных компонентов спальной системы и для определения особенностей характеристик человека, располагающегося на тестовой кровати 101. Как изображено на фиг.1, тестовая кровать 101 соединена с датчиком и пультом 150 управления.
Тестовая кровать 101 может быть использована в выставочном зале магазина, чтобы помочь покупателям в выборе компонентов спальной системы, таких как матрац, матрасные пружины или подушка. Кроме того, тестовая кровать 101 может быть использована для помощи продавцам в выдаче рекомендаций покупателям в отношении того, насколько им подходят имеющиеся на складе отдельные компоненты спальной системы. Кроме того, тестовая кровать 101 может быть использована для измерения и анализа отдельных характеристик человека, так чтобы спальная система могла быть разработана и изготовлена по заказу человека.
Согласно одному поясняющему примеру осуществления изобретения, изображенному на фиг.1, слой 103 основания выполнен с возможностью симуляции блока пружин спальной системы. Слой 103 основания содержит множество пружин 104 основания. Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, пружины 104 основания установлены рядами, вытянутыми в продольном направлении тестовой кровати 101 (например, ряды пружин проходят от изголовья к изножью тестовой кровати 101). Однако настоящее изобретение не ограничено этим поясняющим примером конфигурации пружин и рядов пружин, составляющих слой основания, согласно настоящему изобретению слой пружин 104 основания может проходить в поперечном направлении поперек ширины тестовой кровати 101. Как правило, ряды пружин 104, составляющих слой основания, могут иметь любое расположение пружин, и настоящее изобретение не ограничено какой-либо конкретной конфигурацией пружин.
Кроме того, слой 103 основания содержит множество датчиков 105 основания, которые выполнены с возможностью измерения давления, оказываемого на датчики 105. В частности, каждый датчик 105 основания выполнен с возможностью измерения в режиме реального времени давления слоя 102 матраца на разные участки слоя 103 основания. Такое давление может быть создано, например, в результате расположения человека на слое 102 матраца.
Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, слой 103 основания содержит восемь датчиков 105 основания, но настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией, и согласно настоящему изобретению может быть использовано большее или меньшее количество датчиков 105 основания. Кроме того, согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, множество датчиков 105 основания сгруппированы в две группы, F1 и F2, которыми настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией, много различных видов группирования датчиков 105 основания может быть реализовано, либо группирования датчиков 105 вообще может не быть. Согласно настоящему изобретению, полученные датчиками 105 измерения обеспечивают, помимо прочего, определение особенностей человека, располагающегося на тестовой кровати 101. В частности, датчики 105 позволяют определять давление на слой 103 основания. Полученные датчиками 105 измерения позволяют выявить те основания или матрасные пружины, которые наиболее подходят человеку.
Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, слой 102 матраца выполнен с возможностью симуляции обычного матраца спальной системы. Как показано на фиг.1, слой 102 матраца содержит слой 120 для измерения/настройки комфорта и слой 130 для измерения/настройки поддержки, расположенный под слоем 120.
Слой 120 для измерения/настройки комфорта и слой 130 для измерения/настройки поддержки выполнены с возможностью измерения и настройки (среди широкого ряда других измерений) двух вышеуказанных главных компонентов спальной системы, влияющих на общий сон человека, а именно комфорта и поддержки.
Слой 120 для измерения/настройки комфорта выполнен с возможностью измерения и настройки давления, оказываемого на верхний участок тестовой кровати 101 разными областями тела человека во время расположения человека на тестовой кровати 101. В частности, слой 120 для измерения/настройки комфорта выполнен с возможностью прямых измерений и настроек для области спальной системы, которая обычно обеспечивает комфорт телу человека через использование комфортных слоев на верхнем участке поверхности для сна. Слой 120 для измерения/настройки комфорта выполнен с возможностью симуляции разных типов таких комфортных слоев.
Напротив, слой 130 для измерения/настройки поддержки выполнен с возможностью измерения и настройки давления, оказываемого на участку тестовой кровати 101 под слоем 120 для измерения/настройки комфорта, на разные части тела человека, в то время как человек расположен на тестовой кровати 101. Более конкретно, слой 130 для измерения/настройки поддержки выполнен с возможностью прямых измерений и настроек для участка спальной системы, который обычно обеспечивает поддержку тела человека через противодействие, оказываемое внутренними пружинами. Слой 130 для измерения/настройки поддержки выполнен с возможностью симуляции разных уровней поддержки, которые могут быть обеспечены в спальной системе.
Согласно нижеследующему подробному объяснению, путем измерения и настройки как слоя 120 для измерения/настройки комфорта, так и слоя 130 для измерения/настройки поддержки, можно выявить спальную систему, которая обеспечивает человеку лучшую возможную комбинацию комфорта и поддержки.
Как изображено на фиг.1, слой 130 для измерения/настройки поддержки включает слой верхних пружин 131 матраца и слой нижних пружин 132 матраца. Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, слой верхних пружин 131 матраца и слой нижних пружин 132 матраца установлены в ряды пружин, проходящие в продольном направлении тестовой кровати 101 (т.е. ряды пружин проходят от изголовья к изножью тестовой кровати 101). Однако настоящее изобретение не ограничено данной поясняющей конфигурацией пружин и рядов пружин, включающих слой верхних пружин 131 матраца и слой нижних пружин 132 матраца, которые могут проходить в поперечном направлении по ширине тестовой кровати 101 согласно настоящему изобретению. Главным образом, ряды пружин, включающие слой верхних пружин 131 матраца и слой нижних пружин 132 матраца, могут иметь любое расположение пружин, и настоящее изобретение не ограничено какой-либо специфической конфигурацией пружин.
Кроме того, согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, пружины, включающие слой верхних пружин 131 матраца и слой нижних пружин 132 матраца, включают известные из области техники карманные цилиндрические пружины, причем каждая пружина отдельно вложена в матерчатый карман. Однако настоящее изобретение не ограничено конфигурацией с использованием карманных пружин, и согласно настоящему изобретению может быть использован широкий спектр поддерживающих устройств, включая пластмассовые ленты или другие разработанные поддерживающие системы, но не ограничиваясь ими.
Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, пружины, содержащие слой верхних пружин 131 матраца, выполнены из материала большей толщины по сравнению с пружинами, содержащими слой нижних пружин 132 матраца. Например, пружины, содержащие слой верхних пружин 131 матраца, могут быть выполнены из проволоки размера 16 (т.е. более мягкие пружины), тогда как пружины, содержащие слой нижних пружин 132 матраца, могут быть выполнены из проволоки размера 14 (т.е. более жесткие пружины). По существу, когда сила приложена к верхнему слою 102 матраца (например, когда человек лежит на тестовой кровати 101), пружины, содержащие слой верхних пружин 131, легче сжимаются, чем пружины, содержащие слой нижних пружин 132 матраца.
Между слоем верхних пружин 131 матраца и слоем нижних пружин 132 матраца расположено множество надувных элементов 134 или эластичных камер поддерживающего слоя. Как изображено на фиг.1, три группы надувных элементов 134 поддерживающего слоя, обозначены как S1, S2 и S3 соответственно. Однако настоящее изобретение не ограничено конфигурацией, изображенной на фиг.1, и любое количество групп надувных элементов 134 поддерживающего слоя может быть использовано. Согласно пояснительному примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, надувные элементы 134 поддерживающего слоя являются пневматическими и соединены с насосным/вакуумным устройством 310 (изображено на фиг.3) через пневматические трубки. Однако настоящее изобретение не ограничено данной пояснительной конфигурацией, и другие газы или жидкости, кроме воздуха, могут быть использованы для надувания/сдувания надувных элементов 134 поддерживающего слоя до заданного давления. Надувные элементы 134 поддерживающего слоя могут быть выполнены из ряда материалов, включая пластмассу, винил, неопрен, резину и др., но не ограничиваясь ими. Согласно пояснительному примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, надувные элементы 134 поддерживающего слоя проходят в поперечном направлении по ширине тестовой кровати 101.
Как изображено на фиг.1 и 8, надувные элементы 134 поддерживающего слоя выполнены, так что, будучи надутыми, они прикладывают силы к слою верхних пружин 131 матраца и к слою нижних пружин 132 матраца. На фиг.1 изображен поперечный разрез тестовой кровати 101, в которой надувные элементы 134 поддерживающего слоя в группе S1 сдутыми. С другой стороны, на фиг.8 изображен поперечный разрез тестовой кровати 101, в которой надувные элементы в группе S1 надутые.
Соответственно, путем управления надуванием/спусканием надувных элементов 134 поддерживающего слоя, могут быть установлены поддерживающие характеристики тестовой кровати 101. Например, если требуется обеспечить больше поддержки в нижней области спины человека, то надувные элементы 134 поддерживающего слоя, расположенные под нижней областью спины человека, могут быть надутыми. Следовательно, надувные элементы 134 поддерживающего слоя прилагают большие силы к слою верхних пружин 131 матраца и к слою нижних пружин 132 матраца, которые расположены под нижней областью спины человека, что способствует более сильному сжатию вышеуказанных пружин и, в свою очередь, оказанию большей поддержки нижней области спины человека.
Более того, как изображено на фиг.1, тестовая кровать 101 соединена с датчиком и пультом 150 управления. Датчик и пульт 150 управления подробно проиллюстрированы на фиг.3. Согласно фиг.3, датчик и пульт 150 управления содержат множество датчиков 128 комфортного слоя, которые соответственно связаны с надувными элементами 124 комфортного слоя, обозначенными С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8, С9, С10, С11, С12, С13, С14 и С15. Кроме того, датчик и пульт 150 управления содержат множество датчиков 138 поддерживающего слоя, которые соответственно связаны с группами S1, S2 и S3 надувных элементов 134 поддерживающего слоя. Датчик и пульт 150 управления также содержат множество датчиков 105 слоя основания, которые обозначены F1 и F2 соответственно.
Более того, как изображено на фиг.3, датчик и пульт 150 управления содержат встроенный блок управления 300, насосное/вакуумное устройство 310 и вспомогательное вытяжное устройство 320. Кроме того, встроенный блок управления содержит процессор 330. Насосным/вакуумным устройством 310 могут управлять посредством встроенного блока управления 300, при необходимости, для накачивания воздуха в надувные элементы 134 поддерживающего слоя и надувные элементы 124 комфортного слоя или откачивания воздуха из указанных надувных элементов 124 и 134. Вспомогательное вытяжное устройство 320 активно или пассивно вытягивает газ или жидкость из надувных элементов 134 поддерживающего слоя и надувных элементов 124 комфортного слоя.
Как изображено на фиг.1 и 3, каждый датчик 138 поддерживающего слоя соединен с соответствующей группой надувных элементов 134 поддерживающего слоя. Например, группа из пяти надувных элементов 134 поддерживающего слоя слева от тестовой кровати 101, как изображено на фиг.1, соединена с датчиком S1 поддерживающего слоя, как изображено на фиг.1 и 3. Аналогично, группа из пяти надувных элементов 134 поддерживающего слоя в центре тестовой кровати 101, как изображено на фиг.1, соединена с датчиком S2 поддерживающего слоя. Более того, группа из пяти надувных элементов 134 поддерживающего слоя справа от тестовой кровати 101, как изображено на фиг.1, соединена с датчиком S3 поддерживающего слоя. Однако настоящее изобретение не ограничено изображенной на фиг.1 и 3 специфической конфигурацией, и согласно настоящему изобретению много других группировок датчиков 138 поддерживающего слоя может быть использовано. Более того, каждый датчик 138 может быть соединен с соответствующим одним надувным элементом 134 поддерживающего слоя.
[44] Каждый датчик 138 поддерживающего слоя выполнен с возможностью обеспечения в режиме реального времени измерений давления соответствующего надувного элемента 134 поддерживающего слоя или соответствующей группы надувных элементов 134 поддерживающего слоя. По существу, когда человек расположен на тестовой кровати 101, могут получать и анализировать измерения давления соответствующих надувных элементов 134 поддерживающего слоя. С использованием таких измерений, могут получать профиль давления поддерживающего слоя человека и использовать для определения наиболее подходящих для человека характеристик поддерживающего слоя спальной системы.
[45] Согласно пояснительному примеру осуществления изобретения, как изображено на фиг.1, слой 130 для измерения/настройки поддержки содержит пятнадцать надувных элементов 134 поддерживающего слоя, но настоящее изобретение не ограничено данной конфигурацией, и согласно настоящему изобретению могут использовать большее или меньшее количество надувных элементов 134 поддерживающего слоя.
[46] Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, изображенному на фиг.1, каждый надувной элемент 134 поддерживающего слоя выполнен с возможностью приложения сил к множеству рядов верхних пружин 131 матраца и к множеству рядов нижних пружин 132 матраца. То есть каждый надувной элемент 134 поддерживающего слоя выровнен более чем с одним рядом пружин. Согласно еще одному примеру осуществления, каждый надувной элемент 134 поддерживающего слоя может быть расположен безотносительно к положению отдельных пружин слоя верхних пружин 131 матраца и слоя нижних пружин 132 матраца. В одном примере осуществления изобретения, надувные элементы 134 поддерживающего слоя могут быть прикреплены к пружинам слоя верхних пружин 131 матраца и слоя нижних пружин 132 матраца, например, путем приклеивания каждого надувного элемента 134 поддерживающего слоя к пружинам.
[47] Более того, покрытие 135 для распределения первого усилия может быть расположено между надувными элементами 134 поддерживающего слоя и пружинами слоя верхних пружин 131 матраца. Помимо прочего, покрытие 135 для распределения первого усилия обеспечивает распределение усилия, прилагаемого каждым надувным элементом 134 поддерживающего слоя, во множестве рядов верхних пружин 131 матраца. Покрытие 135 для распределения первого усилия может быть изготовлено из широкого разнообразия материалов, включая, нетканую ткань, полистирол и др., но не ограничиваясь ими.
[48] Аналогично, покрытие 136 для распределения второго усилия может быть расположено между надувными элементами 134 поддерживающего слоя и пружинами слоя нижних пружин 132 матраца. Помимо прочего, покрытие 136 для распределения второго усилия обеспечивает рассеивание силы, прилагаемой каждым надувным элементом 134 поддерживающего слоя из множества рядов нижних пружин 132 матраца.
[49] Согласно пояснительному примеру осуществления изобретения, покрытие 135 для распределения первого усилия может быть приклеено к пружинам слоя верхних пружин 131 матраца, а покрытие 136 для распределения второго усилия может быть приклеено к пружинам слоя нижних пружин 132 матраца. Путем вставки покрытий 135 и 136 для распределения первого и второго усилий между пружинами и надувными элементами, усилие, прилагаемое посредством расширения каждого соответствующего надувного элемента, распределяется по большей площади и, следовательно, на большее количество пружин. В данной пояснительной конфигурации, покрытия 135 и 136 для распределения первого и второго усилий распределяют усилие надувных элементов для получения большего воздействия над большей площадью пружин.
[50] Кроме того, на фиг.1 показан пояснительный пример осуществления изобретения, в котором слой верхних пружин 131 матраца, слой нижних пружин 132 матраца и надувные элементы 134 поддерживающего слоя вложены в пенопластовый чехол 180.
[51] Как показано на фиг.1, верхний составной слой 190 расположен над слоем верхних пружин 131 матраца. Верхний составной слой 190 содержит множество надувных элементов 124 комфортного слоя, которые расположены над слоем верхних пружин 131 матраца и под самым верхним слоем 195. Конфигурация каждого соответствующего надувного элемента 124 комфортного слоя похожа на конфигурацию надувных элементов 134 поддерживающего слоя, о которых было рассказано выше.
[52] Согласно пояснительному примеру осуществления изобретения, как показано на фиг.1, надувные элементы 124 комфортного слоя сконфигурированы, так что, когда они надуты, они прилагают усилия к слою верхних пружин 131 матраца, к верхнему составному слою 190 и к самому верхнему слою 195. Соответственно, путем управления надуванием/сдуванием надувных элементов 124 комфортного слоя могут быть отрегулированы характеристики комфорта тестовой кровати 101. Например, можно управлять надуванием/сдуванием надувных элементов 124 комфортного слоя с целью изменения уровня комфорта тестовой кровати 101, делая слой 120 для измерения/настройки комфорта или тверже или мягче. Значит надувание или сдувание соответствующего одного из надувных элементов 124 комфортного слоя имеют эффект сжатия или уменьшения давления на верхний составной слой 190 и благодаря этому создает разные характеристики области контакта (или чувство) для человека, расположенного на тестовой кровати 101.
[53] Следовательно, если датчик и пульт 150 управления определяют необходимость сделать слой 120 для измерения/настройки комфорта более жестким в зоне под плечом человека, то соответствующий(ие) надувной(ые) элемент(ы) 124 комфортного слоя в области под плечом человека делают более надутым(и). С другой стороны, если датчик и пульт 150 управления определяют необходимость сделать слой 120 для измерения/настройки комфорта более мягким в области под плечом человека, то соответствующий(ие) надувной(ые) элемент(ы) 124 комфортного слоя в области под плечом человека делают более сдутым(и), для того, чтобы иметь большой валик в этих зонах.
[54] Кроме того, как показано на фиг.1 и 3, каждый датчик 128 комфортного слоя соединен с соответствующим одним из надувных элементов 124 комфортного слоя. Каждый датчик 128 комфортного слоя выполнен с возможностью обеспечения в режиме реального времени измерений давления в соответствующих надувных элементах 124 комфортного слоя. Согласно пояснительному примеру осуществления изобретения, как показано на фиг.1 и 3, пятнадцать надувных элементов 124 комфортного слоя соединены с пятнадцатью датчиками 128 комфортного слоя. Однако настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией, и в настоящем изобретении может быть использовано большее или меньшее количество датчиков 128 комфортного слоя.
[55] Более того, как показано на фиг.1, каждый надувной элемент 124 комфортного слоя выровнен с соответствующим одним из надувных элементов 134 поддерживающего слоя, однако, такое выравнивание не является необходимым, и пояснительные примеры осуществления изобретения могут включать конфигурации, в которых надувные элементы 124 комфортного слоя и надувные элементы 134 поддерживающего слоя не выровнены.
[56] Кроме того, согласно пояснительному примеру осуществления изобретения, показанному на фиг.1, надувные элементы 124 комфортного слоя необязательно должны быть выровнены с соответствующим рядом верхних пружин 131 матраца, соответствующие надувные элементы 124 комфортного слоя могут быть выровнены с более чем одним рядом верхних пружин 131 матраца. В другом примере осуществления, надувные элементы 124 комфортного слоя могут быть расположены безотносительно к положению отдельных верхних пружин 131 матраца.
[57] Важно отметить, что когда человек расположен на тестовой кровати 101, могут получать и анализировать измерения давления соответствующих надувных элементов 124 комфортного слоя. С использованием таких измерений могут получать характеристики давления комфортного слоя для человека и использовать их для определения наиболее подходящих для человека характеристик комфортного слоя спальной системы.
[58] Согласно настоящему изобретению, датчики 138 поддерживающего слоя и датчики 128 комфортного слоя обеспечивают возможность измерения широкого спектра данных. Например, когда человек расположен на тестовой кровати 101, могут анализировать полученные данные от датчиков 138 поддерживающего слоя и датчиков 128 комфортного слоя для определения, помимо прочего, веса человека, распределения веса, частоты дыхания, частоты сердечных сокращений, состояния сна и др.
[59] Кроме того, несмотря на то, что пояснительный пример осуществления изобретения, показанный на фиг.1, содержит слой 103 основания, слой 120 для измерения/настройки комфорта и слой 130 для измерения/настройки поддержки, настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией. Фактически, пояснительные примеры осуществления настоящего изобретения могут содержать только слой 103 основания, или только слой 120 для измерения/настройки комфорта, или только слой 130 для измерения/настройки поддержки, или любую комбинацию вышеуказанных слоев.
[60] Кроме того, в соответствии с пояснительным примером осуществления настоящего изобретения, изображенным на фиг.7А и 7В, тестовая кровать 101 может содержать покрытие 600 для распределения третьего усилия, которое обхватывает слой верхних пружин 131 матраца и слой нижних пружин 132 матраца. В соответствии с пояснительным примером осуществления настоящего изобретения, изображенным на фиг.7А и 7В, покрытие 600 для распределения третьего усилия проходит по длине тестовой кровати 101, но не проходит под изголовьем или изножьем тестовой кровати 101. Как показано на фиг.7А и 7В в пояснительных целях, покрытие 600 для распределения третьего усилия изображено неплотно охватывающим слой верхних пружин 131 матраца и слой нижних пружин 132 матраца. Однако пояснительные примеры осуществления настоящего изобретения могут содержать покрытие 600 для распределения третьего усилия, которое плотно охватывает слой верхних пружин 131 матраца и слой нижних пружин 132 матраца. Кроме того, покрытие 600 для распределения третьего усилия распределяет усилия, приложенные к слою верхних пружин 131 матраца и слою нижних пружин 131 матраца по большей площади слоя 180 пенопластового чехла (показан на фиг.1) и, следовательно, способствует предотвращению образования выпуклостей, которые могут возникнуть на верхней поверхности тестовой кровати 101.
[61] Согласно пояснительному примеру осуществления настоящего изобретения, изображенному на фиг.7А, покрытие 600 для распределения третьего усилия присоединено к нижнему краю тестовой кровати 101 (например, к окантовке) и не проходит под слоем нижних пружин 132 матраца.
[62] Согласно другому пояснительному примеру осуществления настоящего изобретения, изображенному на фиг.7В, покрытие 600 для распределения третьего усилия проходит под слоем нижних пружин 132 матраца. Кроме того, как показано на фиг.7В, два противоположных участка покрытия 600 для распределения третьего усилия соединены вместе на участке 604. Например, два противоположных участка покрытия 600 для распределения третьего усилия могут быть соединены посредством ультразвуковой сварки, сшивания, скрепления металлическими скобами и др. Однако, настоящее изобретение не ограничено двумя конфигурациями, изображенными на фиг.7А и 7В, и покрытие 600 для распределения третьего усилия может иметь разные конфигурации.
[63] На фиг.2 показан вид в перспективе устройства для определения особенностей человека для использования в спальной системе в соответствии с пояснительным примером осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.2, надувные элементы 134 поддерживающего слоя, датчики 138 поддерживающего слоя, надувные элементы 124 комфортного слоя, датчики 128 комфортного слоя, все соединены с датчиком и пультом 150 управления. Более того, как показано на фиг.2, с датчиком и пультом 150 управления соединен дисплей 250, и база данных 200 подсоединена к датчику и пульту 150 управления.
[64] Как показано на фиг.2, рядом с тестовой кроватью 101 расположен цифровой формирователь изображения 260 для получения цифрового изображения человека, расположенного на тестовой кровати 101. Цифровой формирователь изображения 260 соединен с датчиком и пультом 150 управления. В соответствии с пояснительным примером осуществления изобретения, цифровой формирователь изображения 260 выполнен с возможностью получения цифрового изображения человека, расположенного на тестовой кровати 101. Далее датчик и пульт 150 управления управляют процессором 330 для обработки полученного цифрового изображения.
[65] Несмотря на то, что выше было описано использование цифрового формирователя изображения 260 для получения цифрового изображения человека, расположенного на тестовой кровати 101, настоящее изобретение не ограничено этой конфигурацией. Конечно же, согласно настоящему изобретению, может быть использовано любое другое устройство, пригодное для измерения физических характеристик человека, расположенного на тестовой кровати 101. Более того, в соответствии с пояснительным примером осуществления настоящего изобретения, также могут получать измерения физических характеристик человека путем помещения дополнительных датчиков в тестовую кровать 101 или путем получения от человека ответов на вопросы, связанные с его физическими характеристиками. Более того, в пояснительных примерах осуществления настоящего изобретения вместо цифрового формирователя изображения 260 могут использоваться методы научного или статистического анализа.
[66] На фиг.4 изображена блок-схема способа определения особенностей человека для использования в спальной системе согласно пояснительному примеру осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.4, в операции S401 датчик и пульт 150 управления сначала инициируют режим калибровки путем надувания/сдувания каждого надувного элемента 134 поддерживающего слоя и надувного элемента 124 комфортного слоя до тех пор, пока давление каждого надувного элемента 124 и 134 не достигнет заданного значения.
[67] В операции S402 человек лежит на тестовой кровати 101 в определенном положении. Например, он может быть расположен на тестовой кровати 101 лежащим на спине, на животе, на боку или, главным образом, в любом возможном положении.
давления
давления
[68] В операции S403 человек расположен в устойчивом положении и, по существу, неподвижен, датчик и пульт 150 управления получают данные измерений от каждого датчика 105 основания, датчика 138 поддерживающего слоя и датчика 128 комфортного слоя. Затем процессор 330 вычисляет изменение давления (Δ) для каждого соответствующего датчика 105 основания, датчика 138 поддерживающего слоя и датчика 128 комфортного слоя. Путем применения разных алгоритмов к вычисленному изменению давления (Δ), процессор 330 может определить ряд полезных аналитических измерений человека.
[69] С использованием собранной датчиком и пультом 150 управления информации, и в одном пояснительном примере осуществления изобретения, также с использованием цифрового изображения, полученного цифровым формирователем изображения 260, который более подробно рассмотрен ниже, основные измерения тела и распределение веса (помимо прочего) человека, расположенного на тестовой кровати 101, могут статистически спрогнозировать. Процессор 330 может использовать эти статистически спрогнозированные значения для определения лучших комбинаций зональной поддержки и зонального комфорта, обеспечиваемых тестовой кроватью 101, которые должна создать спальная система для здорового сна. В частности, процессор 330 может анализировать общее воздействие тела человека на разные точки слоя 102 матраца и слоя 103 основания с использованием данных измерения, полученных от датчиков 105 основания, датчиков 138 поддерживающего слоя и датчиков 128 комфортного слоя.
[70] В операции S404 цифровой формирователь изображения 260 получает цифровое изображение человека, расположенного на тестовой кровати 101. Затем полученное цифровое изображение обрабатывают с помощью процессора 330 и, с использованием разных аналитических алгоритмов, могут определить ряд физических характеристик человека. Например, процессор 330 может определить рост человека, ширину плеч, обхват талии, обхват бедер и окружность головы, расстояние от головы до плеч человека и положение человека на тестовой кровати 101.
[71] Далее, в операции S405 все надувные элементы 134 поддерживающего слоя и надувные элементы 124 комфортного слоя надуты сверх меры, тогда как человек остается в устойчивом положении на тестовой кровати 101. Такое чрезмерное надувание вызывает "заполнение" тестовой кровати 101 или помогает изучить тело человека, одновременно подготавливая процесс корректировки (подробно рассмотрен ниже). По существу, чрезмерное надувание представляет собой максимальное давление, которое может меняться в зависимости от начальных показаний (очень похоже на прибор для измерения кровяного давления).
давления
давления
[72] В операции S406 оптимальные уровни давления для соответствующих надувных элементов 124 комфортного слоя и надувных элементов 134 поддерживающего слоя, на которых тестовая кровать 101 обеспечивает оптимальные для человека характеристики комфорта и поддержки, вычисленные с использованием Δ и полученного цифрового изображения. Однако согласно пояснительным примерам осуществления настоящего изобретения также могут вычислять оптимальные уровни давления для всех соответствующих надувных элементов 124 комфортного слоя и надувных элементов 134 поддерживающего слоя без использования полученного цифрового изображения. Например, могут использовать другие средства физических измерений или вычислить оптимальные уровни давления только с использованием Δ.
[73] Оптимальные характеристики комфорта и поддержки для соответствующих людей могут определить, например, посредством анализа данных, полученных путем наблюдения за множеством людей с разными физическими характеристиками (например, людьми разного роста, веса, распределения веса, охвата талии, ширины плеч и др.), по мере их расположения на различных спальных системах, в различных положениях для сна и записи таких данных наблюдения в базу 200 данных. Посредством записи этих данных наблюдения в базу 200 данных, наряду с тем, что отдельная спальная система (системы) обеспечивает каждому соответствующему человеку улучшенную поддержку (например, выравнивание позвоночника и др.), улучшенные характеристики комфорта (например, самое низкое давление и др.), могут установить и сохранить в базе данных 200 соответствие между особенными физическими характеристиками человека и подходящими спальными системами.
[74] Примеры аналитических систем, измеряющих характеристики человека и помогающих в выборе кровати, можно найти в патенте США №6,571,192, Hinshaw et al. (далее - патент №192), патенте США №6,741,950, Hinshaw et al.(далее - патент №950), патенте США №6,990,425, Hinshaw et al.(далее - патент №425) и патенте США №6,585,328, Oexman et al.(далее - патент №328), содержание которых полностью включено в текст настоящего описания посредством ссылки. В патенте №192, патенте №950 и патенте №425 раскрыто, что тестовые кровати получают данные показаний давления для множества зон, и эти данные обрабатываются для предложения одного матраца из множества на основании наиболее близких соответствующих данных. Кроме того, в патенте №328 раскрыто, что система обеспечивает розничному магазину, торгующему матрацами, сбор данных от датчика, расположенного сверху на поддерживающей поверхности для создания характеристик давления для соответствующего человека. Характеристики давления и другая информация используются для формирования определенных параметров или коэффициентов при проектировании матраца, которые затем используются при проектировании уникального матраца, изготовленного по заказу конкретного человека. Однако патент №192, патент №950, патент №425 и патент №328 являются только примерами аналитических систем, и настоящее изобретение не ограничено этими примерами.
[75] Согласно пояснительному примеру осуществления настоящего изобретения, оптимальные характеристики комфорта и поддержки для соответствующего человека могут определить с использованием антропометрических данных. Примеры таких антропометрических данных представлены в публикациях «Человек размером 1/2/3», Niles Diffrient et al., MIT Press, издание 1974 г., «Человек размером 4/5/6», Niles Diffrient et al., MIT Press, издание 1981 г., «Размеры мужчины и женщины», новая редакция, Alvin R. Tilley, John Wiley&Sons, Inc., издание 2002 г., содержание которых полностью включено в текст настоящего описания посредством ссылки.
[76] В операции S407 процессор 330 регулирует и нормализует все надувные элементы 124 комфортного слоя и надувные элементы 134 поддерживающего слоя до вычисленных оптимальных уровней давления так, что тестовая кровать 101 обеспечивает человеку оптимальные характеристики комфорта и поддержки.
[77] В заключение, в операции S408 датчик и пульт 150 управления выводят на дисплей 250 рекомендации для человека в отношении продуктов относительно подходящей спальной системы, которые обеспечивают оптимальные характеристики комфорта и поддержки, вычисленные в операции S406. Например, рекомендации могут быть связаны с размером и типом самой подходящей для человека подушки. Более того, рекомендации могут быть связаны с наиболее подходящими меняющимися установочными параметрами поддержки и меняющимися установочными параметрами комфорта, на которые может быть настроена спальная система с изменяющимся комфортом/изменяющейся поддержкой. Спальная система с изменяющимся комфортом/изменяющейся поддержкой была разработана изобретателями данной заявки и раскрыта в родственной предварительной заявке, озаглавленной «Устройства и способы обеспечения управления изменением комфорта и изменением поддержки спальной системы и ее автоматическая настройка», содержание которой полностью включено в текст настоящего описания посредством ссылки.
[78] Также могут быть предоставлены рекомендации относительно изготовленного на заказ нерегулируемого матраца, который может быть изготовлен на заказ для человека. Альтернативно, рекомендации могут быть связаны с тем, какие типы обычных матрацев, имеющихся в выставочном зале в текущее время, могут обеспечить человеку наиболее подходящие характеристики комфорта и поддержки.
[79] На фиг.5 изображена вторая блок-схема способа определения особенностей человека для использования в спальной системе согласно пояснительному примеру осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.5, операции S501, S502, S503, S504, S505, S506, S507 и S508 аналогичны операциям S401, S402, S403, S404, S405, S406, S407 и S408, рассмотренным выше со ссылками на фиг.4. Однако изображенная на фиг.5 блок-схема отличается от изображенной на фиг.4 тем, что, помимо прочих отличий, после операции S507, в которой процессор 330 регулирует и нормализует все надувные элементы 124 комфортного слоя и надувные элементы 134 поддерживающего слоя до вычисленных оптимальных уровней давления, датчик и пульт 150 управления определяют, была ли получена в операции S509 инструкция для получения измерений предпочтительного положения для сна.
[80] Если датчик и пульт 150 управления не получили инструкцию для получения измерений предпочтительного положения для сна (операция S509=NO), то выполняется операция S516.
[81] Однако если датчик и пульт 150 управления получили инструкцию для получения измерений предпочтительного положения для сна (операция S509=YES), то выполняется операция S510, в которой человек принимает предпочтительное положение для сна. Например, если обычно человек предпочитает спать на боку, то человек принимает положение на боку. С другой стороны, если человек обычно предпочитает спать, например, на животе, тогда человек принимает положение на животе, свернувшись.
[82] Далее в операции S511, когда человек расположен в устойчивом положении и, по существу, он неподвижен, датчик и пульт 150 управления инициируют переустановку режима калибровки путем надувания/сдувания всех соответствующих надувных элементов 124 комфортного слоя и надувных элементов 134 поддерживающего слоя до тех пор, пока уровень давления каждого надувного элемента примет заданное значение.
[83] Далее в операции S512, датчик и пульт 150 управления получают данные измерений от всех датчиков 105 основания, датчиков 138 поддерживающего слоя и датчиков 128 комфортного слоя. С использованием информации, собранной датчиком и пультом 150 управления, и цифрового изображения, полученного цифровым формирователем изображения 260, процессор 330 снова анализирует общее воздействие тела человека на разные точки слоя 102 матраца и слоя 103 основания.
[84] В операции S513, все надувные элементы 124 комфортного слоя и надувные элементы 134 поддерживающего слоя снова чрезмерно надуты, тогда как человек остается в устойчивом положении на тестовой кровати 101.
[85] Далее в операции S514 вычисляют оптимальные уровни давления для всех соответствующих надувных элементов 124 комфортного слоя и надувных элементов 134 поддерживающего слоя, при которых тестовая кровать 101 обеспечивает человеку оптимальные характеристики комфорта и поддержки, в то время как человек расположен в предпочтительном для него положении для сна.
[86] В операции S515 процессор 330 регулирует и нормализует все надувные элементы 124 комфортного слоя и надувные элементы 134 поддерживающего слоя до вычисленного оптимального уровня давления, так что тестовая кровать 101 обеспечивает человеку оптимальные характеристики комфорта и поддержки, в то время как человек расположен в предпочтительном для него положении для сна.
[87] В операции S516 датчик и пульт 150 управления определяют, была ли получена инструкция для получения измерений подушки. Если датчик и пульт 150 управления не получили инструкцию для получения измерений подушки (операция S516=NO), то выполняется операция S508, и человеку на дисплей 250 предоставляют рекомендации относительно подходящих для использования в спальной системе продуктов, которые обеспечивают оптимальные характеристики комфорта и поддержки, вычисленные процессором 330 в операции S506 и в операции S514.
[88] Если датчик и пульт 150 управления получили инструкцию для получения измерений подушки (операция S516=YES), то выполняется операция S517, в которой надувные элементы 124 комфортного слоя и надувные элементы 134 поддерживающего слоя, расположенные на участках, которые соответствуют области шеи человека и области верхней части спины человека, являются чрезмерно надутыми, тогда как человек остается в устойчивом положении на тестовой кровати 101.
[89] Далее в операции S518, оптимальные уровни давления для всех соответствующих надувных элементов 124 комфортного слоя и надувных элементов 134 поддерживающего слоя, расположенных на участках, соответствующих шейному отделу человека и верхней части спины человека, при котором тестовая кровать 101 обеспечивает человеку вычисленные оптимальные характеристики комфорта и поддержки.
[90] В операции S519 процессор 330 регулирует и нормализует все надувные элементы 124 комфортного слоя и надувные элементы 134 поддерживающего слоя, расположенные на участках, соответствующих области шеи человека и области верхней части спины человека, до вычисленных оптимальных уровней давления, так что тестовая кровать 101 обеспечивает человеку оптимальные характеристики комфорта и поддержки на участках, соответствующих области шеи человека и области верхней части спины человека.
[91] И в конце, выполняется операция S508, и человеку на дисплей 250 выдаются рекомендации относительно продуктов подходящей спальной системы, которые обеспечивают оптимальные характеристики комфорта и поддержки, которые были вычислены процессором 330 в операции S506, в операции S514 и в операции S518. Несмотря на то, что описанные выше пояснительные примеры осуществления изобретения относятся к определению особенностей одного человека для использования в спальной системе, настоящее изобретение также может быть использовано для определения особенностей множества людей. Например, устройства и способы согласно настоящему изобретению могут быть использованы для определения особенностей человека и его партнера на спальной системе. В соответствии с одним пояснительным примером осуществления настоящего изобретения, тестовая кровать 101 может содержать две отдельные тестовые поверхности, так что одновременно может быть выполнено определение особенностей одного или двух человек. Следовательно, благодаря устройствам и способам согласно настоящему изобретению может быть рекомендована спальная система, которая обеспечивает человеку и его партнеру оптимальные характеристики комфорта и поддержки.
[92] На фиг.6 показан вид надувного элемента 124 или 134 в согласно пояснительному примеру осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то, что на фиг.6 показан надувной элемент одной пояснительной формы и конфигурации, согласно настоящему изобретению надувные элементы 124 или 134 могут принять другие формы и конфигурации. Более того, надувные элементы 124 комфортного слоя могут иметь формы и/или конфигурации, отличающиеся от формы и/или конфигурации надувных элементов 134 поддерживающего слоя. Как показано на фиг.6, все надувные элементы содержат клапан 401.
[93] На фиг.9А показан вид сбоку с одного конца надувного элемента 124 или 134 согласно пояснительному примеру осуществления настоящего изобретения. На фиг.9В показан вид сверху надувного элемента 124 или 134 согласно пояснительному примеру осуществления настоящего изобретения.
[94] Настоящее изобретение раскрыто и представлено описание со ссылками на пояснительные примеры, однако специалисты могут осуществить изменения в форме и деталях в пределах сущности и объема настоящего изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения. Следует отметить, что пояснительные примеры осуществления настоящего изобретения целесообразно рассматривать только как описательные, но не ограничивающие изобретение. Следовательно, объем изобретения ограничен не подробным описанием настоящего изобретения, а прилагаемой формулой изобретения родственной заявки, не являющейся предварительной, и все изменения в рамках объема изобретения будут рассматриваться как включенные в настоящее изобретение.