Ортопедическая кровать с ложем, состоящим из подвижных механических сегментов, поддерживающих таз, поясницу, спину, шею и голову пользователя

Область техники
Полезная модель относится к легкой и к медицинской промышленности. Она призвана облегчить лежащему на ортопедической кровати человеку нагрузку на тазовый, поясничный, плечевой и шейный отделы позвоночника, что особо необходимо при вынужденно длительном нахождении пользователя в неподвижном состоянии, например при болезни. Механизм кровати обеспечивает равномерную поддержку сразу всему телу, лежащему в любой позе, при любом положении туловища, головы и рук.
Ортопедическая кровать с ложем, состоящим из подвижных механических сегментов, будет полезна людям, страдающим заболеваниями костно-мышечной системы туловища и шеи, заболеваниями позвоночника, а также полезна больным, проходящими реабилитацию после получения различных травм.
Уровень техники
Люди всегда старались сделать так, чтобы ложе для сна, на котором им приходится проводить добрую треть жизни, было удобным и физиологичным. Чтобы утром, после сна, у них не болела ни шея, ни поясница. Для этих целей придумывались всевозможные матрасы, натяжные сетки из кожаных ремешков или металлических пружин, надувные конструкции, всяческие подушечки, валики и многое другое, но проблема болей в шее, в спине и в суставах решена не была. Последнюю сотню лет изобретатели пытаются решить данную задачу, опираясь на современную науку и "продвинутые" технологии. Основное направление приложения усилий было нацелено, разумеется, на усовершенствование матрасов.
К примеру, автор работы, защищенной патентом РФ №2308863, придумал матрас из горизонтальных цилиндров, наполненных полистиролом или поролоном. Стоит набить нужный цилиндр до нужной степени упругости и толщины, в соответствии с линией конфигурации тела спящего на нем человека, и приятный сон - гарантирован! Но рельеф бокового профиля и рельеф спины у каждого человека сильно отличаются. И поэтому владелец такого приспособления должен для комфортного сна как минимум иметь два таких матраса, уложенных параллельно. Так, возжелав перевернуться во сне, пользователь должен будет быстро перекатиться с участка бокового рельефа на рельеф спинной или наоборот. Такое катание вряд ли улучшит показатели его сна.
Похожий недостаток имеет "Ортопедическое лечебно-восстановительное ложе" (патент РФ №2297207). Основание данной кровати выполнено в виде жесткого рельефно изогнутого профиля, изгибы которого более-менее повторяют изгибы человеческого позвоночника, как пишет автор, "в соответствии с физиологическими изгибами позвоночника кифозов и лордозов". Хоть сам изобретатель и предлагает проходить курс релаксации, лежа на спине и на боку, на своем детище, вряд ли это кому-то удастся в полной мере. Спинной и боковой рельеф у человека имеет различную конфигурацию, да и все люди разные. Многие не сумеют комфортно вписаться в изгибы лечебно-восстановительного ложа.
Решали данную проблему и иностранные граждане. Владелец патента США №4644593, кл. А47С 23/04, 24.02.1987, разместил под стандартной кроватью с толстым эластичным матрацем три коленчатых вала. В самой кровати и в матраце он проделал несколько отверстий и просунул сквозь них цепи. С помощью этих цепей коленчатые валы, раскручиваемые электромотором, периодически тянут вниз пуговицеобразные элементы, уложенные на матраце. От этого на поверхности ложа периодически появляются рельефные впадины. А когда вал поворачивается другой стороной и натяжение цепи ослабевает, матрац принимает первоначальную ровную форму. Но только до следующего поворота механизма. По мнению изобретателя, такое брутальное сотрясение ложа даст пользователю определенный ортопедический, релаксирующий эффект. Автор уверен, что найдет применение своему детищу в автомобильной промышленности, и рекомендует устанавливать матрацы со всем этим кривошипно-шатунным хозяйством в кабинах грузовиков.
Автор другого изобретения US 4222137 A (Nihon Ben Manufacturing Company), 16.09.1980, установил под матрас, состоящий из двух сотен вертикально поставленных пружин, винтовые подпорки. С их помощью можно слегка приподнять тот или иной участок матраца, создавая некоторый ортопедический эффект. Так что если у пользователя от неудобного ложа заболела спина, он должен лезть под кровать и крутить болты. Но создать более-менее значительный рельеф на этом устройстве не получится в любом случае. Все пружины установлены на жесткой основе, а сверху перекрыты обвязывающей сеткой.
Вернемся к отечественным разработкам. Существует патент РФ №2349242, защищающий права на изобретение "Ложемент пневматический регулируемый". Суть идеи автора заключается в том, что ложе кровати или сиденье кресла, возможно, автомобильного, формируется из полых эластичных сегментов - параллелепипедных камер. Внутри каждого такого, условно говоря, резинового куба, находится или пружина, или пористый полиуретан. То есть туда вложен эластичный элемент, распирающий камеру изнутри. Благодаря такому распиранию куба в него с помощью специальной трубки всасывается воздух.
Механизм полезного действия данного изобретения таков: как только на ложе, состоящее из этих структурированных эластичных сегментов, наваливается человеческое тело, некоторые полые параллелепипеды сминаются. Из них выходит воздух. Часть его по трубкам устремляется в соседние сегменты. А излишки воздуха стравливаются через имеющиеся в каждом таком отсеке клапаны. Если человек поднимается с кровати, пружины, или полиуретановые губки, распрямляют кубические емкости и они опять наполняются воздухом.
Все предельно просто и функционально. Но есть в этом изобретении три недостатка. Первое - человеческое тело имеет более значительную рельефность, чем это предполагают возможности данного изобретения. "Ложемент" не сможет обеспечить поддержку той же шее, особенно если пользователь повернулся на бок. Второе - всасывающие воздух клапаны и сопла обязательно будут забиваться постельной или иной пылью. Без дополнительной системы фильтрации воздуха и очистки сопел это устройство проработает недолго. И третье - при использовании данного изобретения в общественных местах и в общественном транспорте оно будет постоянно выходить из строя благодаря банальным проколам. Именно по этой причине надувные сиденья и матрасы, несмотря на их очевидную функциональность, до сих пор так и не нашли широкого применения в общественном пользовании.
Этот же автор в своей работе "Регулируемый механический ложемент", патент РФ №2308863, сделал попытку создания совершенного матраца из блока регулируемых по степени сжатия независимых пружин. Данная попытка, надо сказать, менее удачна, чем вышеприведенная разработка. Хотя сам принцип создания матраца, основой которого является блок независимых пружин, известен был и ранее. Вот выдержка из статьи "Матрац" в Википедии:" Пружинные матрацы… делятся на матрацы с зависимым блоком пружин «Боннель» и на матрацы на основе блока независимых. Между ними существуют различия: более удобными и более дорогими являются матрацы с блоком независимых пружин." Но в классическом матраце с независимым блоком пружин производители особое внимание уделяют строго вертикальной фиксации пружин в теле всей структуры устройства. Для этого пружины оборачиваются в ткань, они плотно составляются друг к другу, сжимаются с четырех сторон специальным вертикально ориентированным "коробом" из эластичного, но отлично держащего форму материала, а потом сверху и снизу укрываются многослойные покрытия из кокосовой койры, латекса, шерсти и синтетической ткани.
В структуре же "ложемента" мы видим пружины, одним концом жестко установленные на фанерную, вероятнее всего, основу. В середине каждой пружины пропущен тросик, фиксирующий степень сжатия этой детали. А внизу под фанерное основание установлено устройство фиксации этих самых тросов. Механизм полезного действия изобретения: пользователь давит сверху на пружины, каждая из них сжимается на определенную величину, внутрипружинные тросики проскальзывают в отверстие основания, и фиксируются там зажимными устройствами. При смене позы владелец устройства дергает за рычаг, тросики разблокируются и пружины вновь распрямляются на одинаковую высоту. Сверху какая-либо фиксация пружин койрой, или толстым слоем войлока, или латекса не предполагается. Так как изобретатель стремился создать ложе из действительно независимых пружин, не связанных чрезмерным выравнивающим действием многослойного покрытия матраца.
Таким образом, становятся очевидными некоторые просчеты автора изобретения. Первое - при нажатии сверху тросик скорее всего не будет постоянно совершать свободное погружение в полость фиксатора. Гибкий трос - это не металлический шток! Изобретатель ушел от идеи использования здесь штока, так как, видимо, хотел сделать всю структуру более мягкой и пластичной. Да и сердцевина пружинного сегмента, выполненная в виде стержня, при поломке верхнего фиксирующего упора может серьезно травмировать пользователя. Но трос в пружине будет изгибаться, постепенно складываясь в петлю. А снизу он будет загибаться и постоянно вырываться из объятий фрикционных зажимов.
Второе - фрикционные зажимы не смогут постоянно удерживать и отпускать, когда нужно, трос из-за его пластичности. Тросик обязательно выскользнет, даже если его снизу будет удерживать вторая пружина, уравновешивающая натяжение. Третье - сами пружины матраца, без серьезной боковой и верхней поддержки, будут постепенно заваливаться вбок, нарушая единство "опорной поверхности ложемента", пока окончательно не деформируются и не перепутаются между собой.
Это произойдет потому, что люди редко ложатся на кровать идеально сверху вниз, не делая резких движений. Чаще они, наоборот, падают на кровать по диагональной траектории, а некоторые это делают даже с разбега. И женщины нередко совершают на кровати различные гимнастические упражнения.
Исходя из всего вышеизложенного, приходим к выводу, что ортопедические свойства спальной мебели и кресел - задача более чем непростая.
Раскрытие полезной модели
Все эти вышеописанные недостатки учтены в "Ортопедической кровати с ложем, состоящим из подвижных механических сегментов, поддерживающих таз, поясницу, спину, шею и голову пользователя". Она не боится проколов и порезов, она способна создавать любой перепад рельефа ложа, она не гремит цепями, не требует использования электромотора и болтовой регулировки, на нее можно заваливаться по диагональной траектории, и она вполне устойчива к пылевому и иным видам загрязнения.
Основная идея создания такой кровати в том, чтобы обеспечить людям с различным ростом, телосложением, рельефом спины, изгибом шеи и посадкой головы максимально комфортное, расслабленное состояние во время отдыха и сна.
Кровать, ложе которой оснащено подвижными механическими сегментами (2), поддерживающими таз, туловище, шею и голову человека, позволит своему пользователю, если надо, "съехать" пониже, приподняться повыше, облокотясь на спинку, лечь на бок, на живот, подложить под голову или туловище руку, грелку, любое устройство медицинской реабилитации и при этом оставаться в состоянии удобства и комфорта.
Подвижные сегменты ложа примут любую предложенную для них конфигурацию, "приобнимут" лежащего пользователя за корпус, за шею, за плечи, заключат его голову в удобную полусферу и замрут, бережно оберегая покой и комфорт человека. А когда пользователь решит переместиться в более удобную позу, он ляжет как ему надо, повернет голову так, как ему удобней и слегка нажмет на ручку (12), расположенную на спинке, над головой лежащего. Выдвигающиеся из спинки паралеллепипедные сегменты опять заключат в полуобъятия тело пользователя, давая ему возможность приятно расслабиться и отдохнуть.
Данный эффект достигается за счет того, что ложе (см. фиг. 1), принимая на себя давление массы тела прилегшего на кровать человека, не создает равномерного противодавления ей по всей своей плоскости. Каждый сегментарный участок ложа реагирует на получаемую нагрузку самостоятельно и независимо от соседних элементов. Поэтому сегменты, оказавшиеся под наиболее выступающими частями тела человека, оказываются сильнее вдавленными во внутреннюю полость ложа, чем соседние аналогичные детали. Шток (3), на котором закреплен сегмент (2) с наибольшей нагрузкой, проскальзывает глубже в отверстие своего опорного фланца-патрубка и фиксируется в этом положении храповиком, состоящим из подвижной рамки (5) и собачки (6). Таким образом, затылок и изгибы спины лежащего пользователя кровати оказываются "погруженными" в углубления, образованные вдавленными сегментами. Соседние же, менее нагруженные сегменты при этом образуют подобие мягкого корсета, оказывающего дополнительную поддержку туловищу, шее и голове человека, снимая излишнюю нагрузку на поясницу, позвоночник и шейные позвонки.
Вновь сменив позу, пользователь нажимает на рычаг (12, 13). Протянутые по всему внутреннему пространству тросы (10) приводят в движение механизм всего ложа кровати. Каждый трос оттягивает прикрепленную к нему рамку храповика (5) с собачкой (6), после чего шток (3) переходит в состояние свободного движения и, увлекаемый пружиной (4), проскальзывает сквозь опорный фланец-патрубок (14), толкая вперед жестко закрепленный на себе прямоугольный рабочий сегмент (2). Подвижные сегменты (2) под суконным покрытием (1) вновь создают единый рельеф, повторяющий изгибы тела пользователя, и опять заключают его в свои полуобъятия. Пользователь отпускает ручку (12, 13), натяжение тросов ослабевает, рамки (5) с храповиками (6) фиксируют штоки (3) в том положении, в котором они остановились, и вся конструкция переходит в стабильное состояние поддержания комфорта и покоя.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 показывает общий план полезной модели. Это схематично изображенная фигура человека, лежащего на "Ортопедической кровати с ложем, состоящим из подвижных механических сегментов, поддерживающих таз, поясницу, спину, шею и голову пользователя".
Фигура 2 показывает средний план основных деталей и схему их взаимодействия между собой.
Фигура 3 показывает крупный детальный план фланцевого узла и храпового механизма.
Список отображаемых на фигурах деталей и их нумерация:
1. Суконное покрытие ложа.
2. Рабочий подвижный сегмент, состоящий из двух склеенных частей - твердой, жестко закрепляемой на подвижном штоке (3) основы (возможно, из карбона, эбонита, алюминия, или его сплавов) и мягкого эластичного навершия (возможно, из пористой резины, каучука или какого-то иного материала).
3. Подвижный четырехгранный шток, на который жестко насажена твердая основа рабочего сегмента (2). По всей длине одной из граней шток имеет поперечные прорези для сцепления с собачкой храповика (6).
4. Возвратно-стабилизирующая пружина, поддерживающая рабочий сегмент (2).
5. Подвижная рамка храповика.
6. Собачка храповика.
7. Пружина, фиксирующая собачку в рабочем положении.
8. Возвратные пружины, удерживающие рамку храповика (5) в состоянии неподвижной фиксации штока (3).
9. Конечный ограничитель движения штока.
10. Трос, оттягивающий рамку храповика (5) в положение освобождения штока для свободного хода (3).
11. Вращающиеся блоки, направляющие движение троса (10) от рычага разблокировки механизма (12, 13).
12. Ручка рычага общей разблокировки всех штоков (3) механизма для установления рабочих сегментов (2) в конфигурацию, повторяющую все изгибы ягодиц, туловища, шеи и головы лежащего на кровати пользователя.
13. Опорно-поворотная ось рычага общей разблокировки.
14. Опорный фланец-патрубок, сквозь который движется шток (3).
Осуществление полезной модели
Такие кровати целесообразно выпускать для людей с разным весом. Для этого опорно-стабилизирующие сегментарные пружины механизма должны выпускаться с различными коэффициентами сжатия, учитывая разницу массы тел пользователей, с шагом в 20 килограммов, начиная от 50.