МАТРАЦНАЯ СИСТЕМА, ТАКАЯ КАК КРОВАТЬ, ИМЕЮЩАЯ ЗОНЫ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ВЫСОТОЙ/ТВЕРДОСТЬЮ
MATTRESS SYSTEM, SUCH AS A BED, WHICH HAS THE ZONE WITH THE ADJUSTABLE HEIGHT/SOLIDITY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к матрацной системе, такой как кроватная система, имеющей, по меньшей мере, одну зону с регулируемой высотой/твердостью.
Предпосылки создания изобретения
В таких матрацных системах, как кроватная система или другие системы для сидения или мебельные системы, имеется опора, оказывающая воздействие в соответствии с весом или частью веса пользователя, причем кровать распределяет нагрузку от веса тела пользователя по части поверхности устройства. В зависимости от того, как кровать распределяет вес пользователя, кровать оказывается мягкой или твердой. Степень твердости такой кровати зависит от свойств таких элементов упругости, как упругая постоянная, и от того, как упругие элементы установлены в кровати, как, например, от степени сжатия или предварительного напряжения. Таким образом, твердость кровати обычно задают при изготовлении устройства.
Однако для разных людей требуется разная твердость. Более того, для разных частей тела может быть необходима разная твердость.
Известно выполнение кроватных систем с изменяемой твердостью. Твердость устройства может регулироваться путем деформирования упругих элементов в разной степени. Деформирующий элемент обладает способностью вызывать деформацию упругого элемента независимо от деформации упругого элемента, вызываемой человеком. Это означает, что в период задания начальных условий твердость кровати может регулироваться пользователем по своему усмотрению. К тому же твердость устройства может корректироваться таким образом, что компенсируются возможные изменения упругих свойств упругой системы с течением времени. И еще известно, как изменять твердость независимо в различных зонах/частях матраца.
Такие известные технические решения раскрыты, например, в документах ЕР 2245967 и WO 2009/120270. Оба эти документа раскрывают также возможность считывания давления, действующего на разные зоны, и регулирования твердости разных зон автоматически, чтобы уменьшить общее давление.
Кроме того, известно обеспечение изменения твердости матраца посредством расположения винтовых пружин на опорных пластинах, имеющих изменяемую высоту. Высота опорных пластин может регулироваться с помощью поворотных элементов, расположенных под опорными пластинами и имеющих эксцентрическую ось вращения. Таким образом, при повороте поворотных элементов пластины занимают различные положения по высоте. Такие средства регулировки твердости описаны, например, в документах US 3340548 и US 2011/0258772. Известно также применение аналогичной системы с опорными пластинами, имеющими изменяемую высоту подъема, в которой высота подъема опорных пластин может регулироваться с помощью смещающих элементов, выполненных в виде линейных двигателей, домкратов и подъемных механизмов других типов. Такие средства регулировки твердости рассмотрены, например, в документах AU 551300, US 4222137, US 2006/0253994, WO 99/65366 и ЕР 2245967.
Известно также создание зон с изменяемой твердостью, реализуемое посредством надувных элементов, в которых давление является изменяемым независимо с помощью средств создания повышенного давления. Такие средства регулировки твердости рассмотрены, например, в документе WO 2009/120270.
Кроме того, известно выполнение матрацев с изменяемой твердостью с помощью комбинации надувных элементов и других упругих элементов, таких как винтовые пружины, как, например, рассмотрено в документе US 5113539.
Возможно применение и других средств регулировки твердости, как, например, пропускание через матрац связующих линий, с помощью которых можно регулировать положение по высоте и/или натяжение, как, например, рассмотрено в документе US 4667357.
Однако эти известные на момент создания изобретения кроватные системы с изменяемой твердостью имеют общий недостаток, заключающийся в том, что они являются относительно сложными, тяжелыми и имеют относительно высокую стоимость изготовления. Более того, довольно часто этими известными кроватными системами, к тому же, трудно и неудобно пользоваться. Кроме того, несмотря на то что эти известные кроватные системы обеспечивают в определенной степени возможность регулировки, этого часто недостаточно для потребностей пользователей.
В связи с этим на момент создания изобретения существует необходимость в матрацной системе и, в частности, кроватной системе, с регулируемой твердостью/высотой, лишенной рассмотренных выше недостатков.
Сущность изобретения
В связи с указанным выше целью настоящего изобретения является по меньшей мере частичное устранение вышеупомянутых недостатков и создание усовершенствованной матрацной системы.
Указанные и другие цели, которые станут очевидны после ознакомления с описанием, приведенным ниже, достигаются с помощью матрацной системы и способа управления такой матрацной системой согласно прилагаемой формуле изобретения.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается матрацная система, такая как кроватная система, содержащая:
верхний матрац;
опорную конструкцию, расположенную под верхним матрацем, причем опорная конструкция содержит, по меньшей мере, один гибкий удлиненный элемент, расположенный таким образом, что он проходит между двумя удерживающими элементами, расположенными у противоположных сторон по меньшей мере одной изменяемой зоны, и натяжное отводящее устройство, выполненное с возможностью регулирования провисания указанных одного или нескольких гибких удлиненных элементов путем регулирования длины одного или нескольких гибких удлиненных элементов, заключенных между указанными удерживающими элементами, и, таким образом, регулирования высоты и/или твердости кроватной системы в указанных одной или нескольких изменяемых зонах.
Матрацная система может представлять собой кроватную систему, но возможны и другие типы систем для сидения или мебельных систем. В частности, матрацная система содержит матрацы, например, в виде кроватного матраца, подушки или аналогичного элемента для восприятия веса пользователя. Такие матрацы могут применяться, например, в сиденьях для всех видов транспортных средств, мягкой мебели, кроватных системах и т.п.
Опорная конструкция может представлять собой отдельную опорную конструкцию, такую как рама кровати или аналогичная конструкция, на которую опирается матрац. Однако опорная конструкция может быть выполнена также как единое целое с верхним матрацем, например является рамой для матраца, образующей неотъемлемую часть матраца. В последнем случае верхний матрац и опорная конструкция могут быть также вместе помещены в покрывную ткань. Опорная конструкция к тому же может образовывать опору под всем верхним матрацем или же образовывать опору только для ограниченной части верхнего матраца. Таким образом, опорная конструкция может иметь горизонтальные размеры, соответствующие горизонтальным размерам верхнего матраца или даже превышающие их, или может иметь более ограниченные горизонтальные размеры, чем верхний матрац. В случае если опорная конструкция имеет более ограниченные горизонтальные размеры, чем верхний матрац, предпочтительно, чтобы опорная конструкция имела размер по ширине, соответствующий размеру по ширине верхнего матраца или даже превышающий ее, но, таким образом, чтобы ее размер по длине был меньше или даже намного меньше размера по длине верхнего матраца.
Ощущения при применении для сна/сидения/отдыха и то, что считается удобным и неудобным, для разных людей сильно разнятся. Кроме того, нередко пользователь может находить более удобным иметь более мягкий матрац при пользовании им в положении лежа, как например, на животе, то есть положении лежа на животе, или на боку, чем при лежании в других положениях сна, как например, на спине, то есть в положении лежа на спине. В соответствии с настоящим изобретением предлагается эффективный и при этом сравнительно простой и экономичный способ изменения свойств матраца по желанию пользователя, основанный на выборе положения лежа. Установлено, что благодаря этому значительно улучшаются ощущения при применении для сна и отдыха, что обеспечивает улучшение качества отдыха и сна. Улучшение сна и отдыха к тому же приводит к улучшению состояния здоровья пользователя, и все это ведет к улучшению качества жизни.
Известные на момент создания настоящего изобретения матрацы и сиденья/кровати с регулируемыми свойствами являются сложными по конструкции, тяжелыми и дорогостоящими, а также трудоемкими и неудобными в пользовании. В отличие от них в соответствии с настоящим изобретением предлагается матрацная система, такая как кроватная система, с регулируемыми свойствами, которая имеет очень малый вес, является относительно простой по конструкции и экономичной в плане затрат на изготовление, которой пользователю легко управлять и которая легко видоизменяется, например, для использования большего или меньшего количества регулируемых зон. К тому же матрацная система очень хорошо подходит для автоматизированного и полуавтоматизированного производства.
Термин «зона» в данном описании изобретения должен истолковываться в широком смысле, обозначая всю матрацную систему или ее часть. Если имеется только одна зона, может быть предусмотрено, что эта зона проходит через всю матрацную систему. В соответствии с другим вариантом может быть предусмотрено, что изменяемая зона проходит только через часть площади матрацной системы, в результате чего имеются также одна или несколько неизменяемых зон. Кроме того, может быть предусмотрено наличие нескольких изменяемых зон. В этом случае две или больше чем две изменяемые зоны могут вместе проходить через всю площадь матрацной системы. В соответствии с другим вариантом две или более изменяемых зоны могут быть дополнены одной или несколькими неизменяемыми зонами.
Опорная конструкция, расположенная под верхним матрацем, образует изменяемую опору для одной или нескольких изменяемых зон. Опора для одной зоны и/или каждой зоны представлена одним или более чем одним гибким удлиненным элементом, каждый из которых имеет изменяемое провисание. Когда провисание уменьшается, то есть когда гибкие удлиненные элементы натянуты, высота и/или твердость зон увеличивается и когда провисание увеличивается, то есть когда гибкие удлиненные элементы ослаблены, высота и/или твердость уменьшается.
Установлено, что посредством небольшого или умеренного изменения провисания достигаются значительные изменения характеристик твердости. К тому же регулирование твердости может осуществляться очень точно и прогнозируемым образом.
Гибкие удлиненные элементы предпочтительно выполнены в виде лент или тросов и предпочтительно из податливого, но не упругого материала.
Матрацная система, кроме того, предпочтительно содержит нижний матрац, расположенный под указанным верхним матрацем, причем указанные удерживающие элементы расположены между нижним матрацем и верхним матрацем. Благодаря этому верхний матрац поддерживается нижним матрацем. Когда провисание одного или нескольких гибких удлиненных элементов увеличивается, это позволяет верхнему матрацу погрузиться в нижний матрац, в результате чего увеличивается мягкость кровати/сиденья. Когда провисание уменьшается, это мешает погружению верхнего матраца в нижний матрац, что приводит к образованию более твердой зоны. В дополнение к общему повышению комфорта применение и верхнего, и нижнего матрацев таким образом, кроме того, гарантирует, что верхняя поверхность матрацной системы всегда будет планарной независимо от того, натянуты или нет один или несколько гибких удлиненных элементов. Если нижний матрац не используется, существует опасность, что при увеличенном провисании одного или нескольких гибких удлиненных элементов верхняя поверхность будет иметь пониженные участки в одной или нескольких зонах, но при использовании нижнего матраца таким образом такой опасности нет. Нижний матрац предпочтительно является более мягким по меньшей мере в части, расположенной под одной или несколькими указанными изменяемыми зонами, чем указанный верхний матрац, что дает вышеупомянутый эффект.
Матрацная система может содержать, кроме того, раму, в которой расположен указанный нижний матрац, и при этом удерживающие элементы соединены с указанной рамой. Рама может быть изготовлена, например, из дерева, пластмассы или металла. Рама предпочтительно расположена, по меньшей мере частично, вокруг нижнего матраца. Факультативно рама может также проходить, по меньшей мере частично, вокруг верхнего матраца.
Один из указанных удерживающих элементов предпочтительно представляет собой неподвижно закрепленный удерживающий элемент, неподвижно удерживающий один конец одного или нескольких гибких удлиненных элементов, и расположенный напротив удерживающий элемент предпочтительно представляет собой устройство для удержания от смещения, обеспечивающее возможность удержания одного или нескольких гибких удлиненных элементов в различных смещенных положениях. Устройство для удержания от смещения может быть выполнено, например, в виде поверхности скольжения или валика, образующих путь между натяжным отводящим устройством и неподвижно закрепленным удерживающим элементом.
Натяжное отводящее устройство может быть расположено ниже плоскости, в которой размещены удерживающие элементы. Например, натяжное отводящее устройство может быть расположено на нижней поверхности матрацной системы, под нижним матрацем. Однако в соответствии с другим вариантом натяжное отводящее устройство может быть расположено в основном в плоскости, в которой размещены удерживающие элементы. В таком варианте осуществления изобретения натяжное отводящее устройство расположено между верхним и нижним матрацами.
Натяжное отводящее устройство предпочтительно может быть выполнено с возможностью отведения одного или нескольких гибких удлиненных элементов по меньшей мере одним из следующего: наматыванием одного или нескольких элементов на ось, волочением одного или нескольких элементов и толканием одного или нескольких элементов. Натяжное отводящее устройство предпочтительно приводится в действие с помощью по меньшей мере одного из электродвигателя и электронасоса.
Однако натяжное отводящее устройство может приводиться в действие также вручную. Например, может применяться ходовой винт или винт поступательного перемещения. В таком случае может осуществляться поворот вручную круглой ручки, маховика или рукоятки другого типа, вызывающий вращение винта, приводящее к соответствующему смещению элемента соединения с гибкими удлиненными элементами. Возможно применение других типов натяжных отводящих устройств, приводимых в действие вручную, как, например, за счет выполнения отдельных друг от друга в продольном направлении узких отверстий в гибких удлиненных элементах, которые соединены с возможностью разъединения с удерживающими пальцами или подобными элементами в различных смещенных положениях.
Один или несколько гибких удлиненных элементов, такие как одна или несколько лент или тросов, предпочтительно изготовлены из неупругого материала. Тем самым достигается улучшение регулируемости высоты/твердости. Однако могут применяться также упругие или в некоторой степени упругие гибкие удлиненные элементы.
Только один гибкий удлиненный элемент может быть расположен таким образом, чтобы он проходил под каждой из указанных зон. В этом случае гибкий удлиненный элемент предпочтительно является относительно широким, предпочтительно он проходит по значительной части ширины изменяемой зоны, например более чем по 50% ширины изменяемой зоны, и еще предпочтительнее проходит более чем по 70% ее ширины. Однако предпочтительно по меньшей мере два параллельных удлиненных элемента расположены таким образом, что они проходят под каждой из указанных изменяемых зон. Могут также применяться более двух гибких удлиненных элементов. Если матрац содержит ряд упругих элементов, таких как винтовые пружины, предпочтительно, чтобы количество гибких удлиненных элементов под каждой изменяемой зоной соответствовало количеству рядов упругих элементов зон.
Один или несколько гибких удлиненных элементов могут быть также встроены в больший по размерам общий кусок материала, например один или несколько гибких удлиненных элементов могут быть помещены в кусок тканого или нетканого полотна, или подобного материала. Это полотно может проходить по существу через всю из одной или нескольких изменяемых зон или даже через весь матрац. Один или несколько встраиваемых гибких удлиненных элементов могут быть в данном случае введены путем расположения двух удерживающих элементов на противоположных сторонах лишь ограниченной части полотна, например, соответствующей по меньшей мере изменяемой зоне, для регулирования провисания одного или нескольких указанных встраиваемых удлиненных элементов посредством регулирования длины одного или нескольких гибких удлиненных элементов, заключенных между указанными удерживающими элементами, и, таким образом, регулирования высоты и/или твердости кроватного устройства в одной или нескольких указанных изменяемых зонах. В этом случае на остальную часть полотна влияние будет оказываться только в очень ограниченной степени или вовсе не оказываться.
Матрацная система предпочтительно содержит по меньшей мере две зоны, из которых по меньшей мере одна представляет собой изменяемую зону.
Кроме того, матрацная система предпочтительно имеет по меньшей мере две изменяемые зоны, и опорная конструкция предпочтительно содержит по меньшей мере один гибкий удлиненный элемент для каждой из указанных изменяемых зон, расположенный таким образом, что он проходит между двумя удерживающими элементами, расположенными у противоположных сторон указанных изменяемых зон, и при этом натяжное отводящее устройство выполнено с возможностью регулирования провисания одного или нескольких указанных гибких удлиненных элементов для каждой из указанных зон независимо. Таким образом, в матрацной системе имеются две или большее количество зон с независимо изменяемой высотой/твердостью. Может быть предусмотрено наличие более чем двух изменяемых зон, например трех, пяти или семи. Например, может быть предусмотрено наличие разных зон с изменяемой твердостью, по меньшей мере для бедер и плеч пользователя. Может быть предусмотрено наличие таких зон также для стоп и головы пользователя. В промежутках между этими зонами могут находиться зоны с постоянной твердостью. Или же в соответствии с другим вариантом, все эти зоны могут иметь изменяемую твердость. Таким образом, в более высококачественных конструкциях может быть 7, 10 или еще больше зон с изменяемой твердостью.
Предпочтительно матрацная система и предпочтительно кроватная система дополнительно содержат по меньшей мере один датчик, причем одним или несколько указанных датчиков приспособлены для измерения физического параметра, который пропорционален действующему на матрац весу пользователя или положению лежа, используемому пользователем; и блок управления, выполненный с возможностью определения на основе поступающего на его вход сигнала от одного или нескольких указанных датчиков веса/положения лежа пользователя и управления натяжным отводящим устройством таким образом, что регулируется провисание одного или нескольких гибких удлиненных элементов установкой заранее заданных значений провисания, соответствующих определенным весу или положению лежа. Таким образом, кроватная система может автоматически адаптироваться к тому, что предпочтительно для различных пользователей, к различным положениям лежа и т.д.
Датчики предпочтительно скомпонованы в виде матрицы датчиков, расположенных в пределах по поверхности матраца. Например, датчики могут быть размещены в предпочтительно гибкой и плоской сенсорной оболочке, расположенной сверху матраца. Сенсорная оболочка может иметь характеристику полного электрического сопротивления, которая изменяется в зависимости от действующей на нее нормальной силы. В частности, сенсорная оболочка может содержать верхний гибкий электропроводный лист, содержащий верхний проводник сенсорной оболочки, нижний гибкий электропроводный лист, содержащий нижний проводник сенсорной оболочки, и гибкий промежуточный слой, такой как слой пьезорезистивного материала, имеющий активную область сенсорной оболочки, которая имеет характеристику полного электрического сопротивления, изменяющуюся в зависимости от действующей на нее нормальной силы, причем указанный промежуточный слой находится между указанными верхним и нижним электропроводными листами. Верхний и нижний листы электрически связаны с промежуточным слоем.
Датчики предпочтительно могут иметь несимметричные вольтамперные характеристики полного электрического сопротивления. Слой пьезорезистивного материала может быть выполнен, например, в виде электропроводных частиц, находящихся во взвешенном состоянии в полимерной матрице. Электропроводные частицы, например, могут быть снабжены покрытием, содержащим по меньшей мере один оксид металла, такой как оксид меди, для формирования тем самым полупроводникового p-n-перехода с указанным слоем. Оболочка предпочтительно изготовлена по меньшей мере частично из упруго растягиваемого материала и предпочтительно растягиваемого полотна. Примеры таких оболочек датчиков, которые могут применяться в рассмотренном выше матраце, раскрыты в документах US 8161826 и WO 2009/120270, причем оба из указанных документов включены в данный документ посредством ссылки.
Твердость изменяемых зон можно регулировать также вручную. Для обеспечения связи с блоком управления может применяться пульт дистанционного управления, который выполнен с возможностью поддержания связи с блоком управления, например, через беспроводный интерфейс.
Может быть также предусмотрено наличие одного или нескольких датчиков для определения положения/состояния одного или нескольких гибких удлиненных элементов и/или натяжного отводящего устройства, чтобы с помощью них определять уровень провисания гибких удлиненных элементов в текущий момент. Для этой цели, например, может быть предусмотрено наличие импульсного измерительного преобразователя или генератора импульсов в натяжном отводящем устройстве. Информация, получаемая от одного или нескольких таких датчиков, может использоваться для предоставления пользователю информации о текущем уровне провисания, например, на дисплее пульта дистанционного управления для матрацной/кроватной системы. Один или несколько датчиков могут также обеспечивать возможность автоматического возобновления одного или нескольких предварительно сохраненных положений, как, например, заранее заданных уровней провисания, чтобы возобновить заранее заданную позицию, устанавливаемую по умолчанию, и т.п.
Как указано выше, опорная конструкция может иметь горизонтальные размеры, соответствующие горизонтальным размерам верхнего матраца или даже превышающие их. Однако опорная конструкция может также иметь более ограниченные горизонтальные размеры, например, соответствующие только горизонтальным размерам одной или нескольких изменяемых зон.
Одна или несколько изменяемых зон предпочтительно проходят, по существу, по всей ширине верхнего матраца. В случае если имеется несколько зон, зоны предпочтительно разграничены в продольном направлении матраца. Поскольку обычно требуется одна и та же твердость независимо от того, лежит пользователь в центральной части или же ближе к одной из боковых сторон, обычно нет необходимости разграничивать зоны в направлении по ширине. Однако в том случае, если предполагается использование матрацной/кроватной системы более чем одним человеком одновременно или если по другим причинам существует необходимость в проведении различия между различными положениями лежа на боку, могут использоваться зоны, имеющие изменяемую твердость, которые разграничены также в направлении по ширине. В этом случае возможно использование двух отдельных и независимо приводимых в действие опорных конструкций и, например, общего верхнего матраца, расположенного сверху этих двух опорных конструкций.
Верхний матрац может быть различных типов, например имеющий надувные элементы, содержащий упругие элементы из вспененного материала, упругий каучук и т.п. Однако предпочтительно верхний матрац содержит ряд винтовых пружин и предпочтительно винтовые пружины по отдельности расположены в отдельных карманах из покрывного материала таким образом, что образован пружинный матрац с блоком независимых пружин. Нижний матрац может быть того же типа, что и верхний матрац, или другого типа.
Когда верхний матрац представляет собой пружинный матрац с блоком независимых пружин, каждая изменяемая зона предпочтительно образована из той части матраца, которая является свободно смещаемой относительно других частей матраца. Это может быть достигнуто путем формирования зон полос карманных элементов вместе посредством соединений по поверхности, как, например, с помощью адгезива, и при отсутствии выполнения таких соединений между полосами между соседними зонами.
Когда верхний матрац представляет собой пружинный матрац с блоком независимых пружин, гибкие удлиненные элементы предпочтительно выполнены в виде тросов, которые предпочтительно проходят между соседними рядами пружин, размещенных в карманах.
Согласно другой особенности изобретения предлагается способ адаптации свойств матрацной системы, включающий операции:
предоставления верхнего матраца;
обеспечения по меньшей мере одного поддерживающего гибкого удлиненного элемента под указанным верхним матрацем; и
регулирования провисания одного или нескольких указанных гибких удлиненных элементов и, таким образом, регулирования высоты и/или твердости матрацной системы по меньшей мере в одной изменяемой зоне.
Благодаря этим дополнительным аспектам изобретения могут быть достигнуты цели и обеспечены преимущества, аналогичные рассмотренным выше применительно к первому аспекту изобретения.
Краткое описание чертежей
Указанные выше и другие аспекты настоящего изобретения описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, демонстрирующие предпочтительные на момент создания изобретения варианты осуществления изобретения.
Фиг. 1 - схематический вид в перспективе конструкции кроватной системы согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2 - схематический вид в перспективе с пространственным разделением деталей кроватной системы по фиг.1;
Фиг. 3 - схематический вид в перспективе другой конструкции кроватной системы согласно настоящему изобретению;
Фиг. 4 - схематический вид в поперечном сечении кроватной системы по фиг. 3 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
Фиг. 5 - схематический вид в поперечном сечении кроватной системы по фиг. 3 в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;
Фиг. 6а-6d - схематические виды сверху различных возможных компоновок зон, которые могут быть использованы в кроватных системах в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 7а-7с - схематические виды сверху различных вариантов расположения датчиков на матраце в кроватных системах в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 8 - более подробный вид одного варианта расположения датчиков;
Фиг. 9а-9b - разные виды в перспективе, сверху и снизу, системы регулировки твердости/высоты согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 10 - вид в перспективе снизу системы регулировки твердости/высоты согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 11 - вид снизу системы регулировки твердости/высоты согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 12 - вид в перспективе опорной конструкции, имеющей более ограниченный горизонтальный размер, соответствующий горизонтальным размерам только гибкой зоны.
Подробное описание
Ниже приведено описание изобретения на примере кроватных систем. Однако специалисту в данной области техники должно быть понятно после ознакомления с текстом описания, что те же самые принципы и функции могут быть использованы в других типах матрацных систем, в которых используются матрацы, например в виде кроватного матраца, подушки или аналогичных устройств, таких как сиденья для всех видов транспортных средств, мягкой мебели и т.п. Соответственно, когда ниже ссылка дана на кровать или кроватную систему, следует понимать, что это может быть также использовано в других типах матрацных систем и, в частности, других типах мебельных систем.
Кроватная система согласно первому варианту осуществления изобретения схематически изображена на фиг. 1. Кроватная система имеет адаптивно регулируемую высоту/твердость и, более конкретно, содержит, по меньшей мере, одну зону, имеющую независимо регулируемую твердость. Кроватная система может содержать одну зону, или две, или большее количество зон. Кроме того, в случае использования нескольких зон, одна или большее количество зон могут быть изменяемыми. Кроме того, могут также использоваться одна или большее количество зон, которые являются неизменяемыми.
Кроватная система 1 по фиг. 1 представляет собой кроватную систему типа так называемой тахты-кровати и содержит верхний матрац 2. Матрацная система в этом иллюстративном варианте осуществления изобретения содержит три зоны 21, из которых зона, находящаяся посередине, является изменяемой, а остальные зоны являются неизменяемыми. Верхний матрац опирается на нижний матрац 3, который к тому же образует основание кроватной системы.
Возможность регулирования одной или нескольких изменяемых зон может быть обеспечена, как видно из фиг. 2, с помощью опорной конструкции 4, расположенной под верхним матрацем 2. Опорная конструкция содержит раму 41 и по меньшей мере один гибкий удлиненный элемент, в данном случае выполненный в виде ленты 42, расположенной таким образом, что она проходит между двумя удерживающими элементами 43, 44, расположенными на противоположных боковых сторонах рамы и одной или нескольких изменяемых зон. Один из удерживающих элементов 43 представляет собой соединительный элемент для неподвижного закрепления, неподвижно соединяющий одну или несколько лент с рамой. Другой удерживающий элемент в данном случае представляет собой соединительный элемент 44 для подвижного соединения. Соединительный элемент 44 для подвижного соединения в данном случае представляет собой поворотную ось, образующую натяжное отводящее устройство 45, приспособленное для регулирования провисания одной или нескольких лент путем регулирования длины лент, находящейся между удерживающими элементами. Этим обеспечивается регулирование высоты и/или твердости лежащего сверху верхнего матраца и, вследствие этого, кроватной системы в одной или нескольких изменяемых зонах.
Управление вращением поворотной оси 45 может осуществляться с помощью электродвигателя 46 или другого привода, под действием которого свертывание лент вызывает уменьшение провисания и увеличение высоты/твердости, тогда как развертывание вызывает увеличение провисания и уменьшение высоты/твердости. Устройство для отведения назад может быть, например, регулируемым с помощью пульта 47 дистанционного управления, который может быть соединен с приводом беспроводным или проводным соединением.
Как более подробно поясняется ниже, один или нескольких гибких удлиненных элементов могут быть также других типов, как, например, в виде тросов или аналогичных элементов. Таким образом, в каждом случае, когда упоминается лента, это может быть точно так же трос или другой подходящий гибкий удлиненный элемент, и наоборот.
В другом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3-5, кроватная система 1' представляет собой кроватную систему так называемого нордического типа и содержит верхний матрац 2, имеющий, по меньшей мере, одну зону 21. Верхний матрац опирается на рамное основание 3'. Рама может быть пустой, как показано на фиг. 4, или снабжена нижним матрацем 3'', как показано на фиг. 5.
В этом варианте осуществления изобретения, кроме того, по меньшей мере одна из зон 21 представляет собой изменяемую зону. Возможность регулирования изменяемых зон может быть обеспечена, как показано на фиг. 4 и 5, с помощью опорной конструкции 4', расположенной под верхним матрацем 2. Опорная конструкция соединена с рамой 3' и содержит по меньшей мере одну ленту 42, расположенную таким образом, что она проходит между двумя удерживающими элементами 43, 44', расположенными на противоположных сторонах рамы и у противоположных сторон одной или нескольких изменяемых зон. Один из удерживающих элементов, элемент 43, представляет собой соединительный элемент для неподвижного соединения, неподвижно соединяющий одну или несколько лент с рамой. Другой удерживающий элемент в данном случае представляет собой элемент 44' для подвижного закрепления. Элемент 44' для подвижного закрепления в данном случае представляет собой элемент для закрепления с возможностью скольжения, такой как поверхность скольжения, или элемент для закрепления с возможностью вращения, такой как валик.
Натяжное отводящее устройство 45' предназначено для регулирования провисания одной или нескольких лент путем регулирования длины лент, заключенных между удерживающими элементами. Этим обеспечивается регулирование высоты и/или твердости кроватной системы в одной или нескольких изменяемых зонах.
Натяжное отводящее устройство 45' в данном случае может быть выполнено в виде поршневого механизма, предназначенного для волочения или толкания одной или нескольких лент. Натяжное отводящее устройство 45' может быть расположено на боковой стороне рамы, как видно в иллюстративном варианте осуществления изобретения по фиг. 4, или в донной части кроватной системы, как видно в варианте осуществления изобретения по фиг. 5.
Один вариант конструктивного исполнения опорной конструкции и натяжного отводящего устройства более подробно изображен на фиг. 9а-9b. Опорная конструкция расположена на раме 3'. Рама может быть снабжена образующими основание ребрами 31', на которых может быть расположен нижний матрац, наличие которого не является обязательным. Натяжное отводящее устройство 45' в данном случае расположено в донной части рамы. По меньшей мере, одна лента 42 или гибкий удлиненный элемент другого типа расположены между двумя удерживающими элементами 43, 44', расположенными на противоположных сторонах рамы и у противоположных сторон одной или нескольких изменяемых зон. Удерживающий элемент 43 представляет собой соединительный элемент для неподвижного соединения, неподвижно соединяющий одну или несколько лент с рамой. Он может быть выполнен, например, как болтовой соединительный элемент. Другой удерживающий элемент в данном случае представляет собой элемент 44' для закрепления с возможностью смещения, здесь выполненный в виде элемента для закрепления с возможностью скольжения. На нижнем конце рамы имеется еще один фиксирующий элемент 46, в данном случае выполненный в виде элемента для закрепления с возможностью скольжения. Натяжное отводящее устройство 45' в данном случае выполнено в виде поршня, толкающего один или несколько концов одной или нескольких лент 42 дальше для уменьшения провисания.
В следующем варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 10, опорная конструкция аналогична. Однако здесь натяжное отводящее устройство 45'' вместо этого выполнено как поршень, тянущий один или несколько концов одной или нескольких лент 42 для уменьшения провисания. Твердость/высота одной или нескольких изменяемых зон может регулироваться вручную, например, с помощью пульта дистанционного управления. Однако в соответствии с другим вариантом управление одной или несколькими изменяемыми зонами может осуществляться автоматически, например, для настройки на определенные распределения веса, положения лежа или аналогичные им. Такие конструкции схематически показаны на фиг. 7а-7с. Здесь может быть предусмотрено наличие сенсорной системы 5, имеющей предпочтительно по меньшей мере один датчик 51, расположенный на каждой из зон. Датчики предпочтительно выполнены с возможностью измерения физического параметра, который является пропорциональным действующему на матрац весу пользователя в областях измерения датчиков. Для регулировки твердости/высоты зон датчики могут быть соединены с приводом. Блок 6 управления может быть выполнен с возможностью приема входного сигнала, поступающего от датчиков, и определения на основе этого входного сигнала текущего положения лежа пользователя, распределения веса пользователя, деформации матраца и т.п. Предпочтительно блок 6 управления выполнен с возможностью управления одним или несколькими приводами таким образом, чтобы осуществлять регулировку твердости зон установкой заранее заданных значений твердости, соответствующих определенным положениям лежа.
Кроватная система может содержать одну зону, имеющую изменяемую твердость, или одну зону, имеющую изменяемую твердость, в сочетании с одной или большим количеством зон, имеющих неизменяемую твердость. Однако предпочтительно кроватная система содержит по меньшей мере две зоны, имеющие независимо регулируемую твердость. Она может также содержать по меньшей мере три такие зоны и даже по меньшей мере пять зон. Например, может быть предусмотрено наличие разных зон с изменяемой твердостью по меньшей мере для ягодиц и плеча пользователя. Такие зоны могут быть предусмотрены также для ступней и головы пользователя. В промежутках между этими зонами могут быть предусмотрены зоны, выполненные с постоянной твердостью. Однако в соответствии с другим вариантом эти зоны могут также иметь изменяемую твердость. Таким образом, в конструкциях более высокого качества может быть предусмотрено 7, 10 или более зон с изменяемой твердостью.
На фиг. 6а показан пример конструкции с пятью зонами с изменяемой твердостью. Зоны в этом случае могут соответствовать голове/шее, плечам, тазу, ногам и ступням (от одной стороны до другой).
На фиг. 6b показан пример конструкции с семью зонами с изменяемой твердостью. Зоны в этом случае могут соответствовать голове/шее, плечу/верхней части спины, пояснице, ягодицам/тазу, бедру/колену, икре/голени и ступне/лодыжке (от одной стороны до другой).
На фиг. 6с имеются те же зоны, что и на фиг. 6b, но только здесь зона плеча/верхней части спины и зона ягодиц/таза имеют регулируемую твердость, тогда как остальные зоны выполнены с фиксированной, неизменяемой твердостью. Зоны бедро/колено, икра/голень и ступня/лодыжка в этом случае могут быть предусмотрены в конструкции как три отдельные зоны, как две зоны или как одна зона.
Однако рассмотренные выше компоновки зон приведены лишь в качестве примеров и возможны также другие компоновки зон с большим или меньшим количеством зон.
Предпочтительно зоны, имеющие независимо регулируемую твердость, проходят по существу по всей ширине матраца и разграничены в продольном направлении матраца. Такие конструкции показаны на фиг. 6а, 6b и 6с. Однако в случае если предполагается использование кроватной системы более чем одним человеком одновременно или если по другим причинам существует необходимость в проведении различия между разными положениями лежа на боку, могут использоваться зоны, имеющие изменяемую твердость, разграниченные также в направлении по ширине. Пример такой компоновки зон представлен на фиг. 6d. Здесь имеется семь зон в продольном направлении, как и на фиг. 6b, но, кроме того, каждая продольная зона, также, разделена на две зоны в направлении по ширине. Таким образом, в совокупности эта конструкция имеет 14 зон, каждая из которых имеет независимо регулируемую твердость. И в этом случае тоже рассмотренная выше компоновка зон приведена лишь в качестве примера, и точно так же возможно разделение на две зоны в направлении по ширине, а также более чем на три, как, например, на четыре, пять и или еще большее количество зон. Такая компоновка может использоваться, например, для двойной кровати, предназначенной для двух человек. При такой компоновке могут быть предусмотрены отдельные конструкции, которые являются независимо регулируемыми. Верхний матрац может представлять собой два матраца или один единственный матрац, проходящий сверху обеих опорных конструкций.
Датчики предпочтительно расположены наверху матраца. Возможны различные варианты компоновок в зависимости от типа применяемых датчиков и от того, насколько высокая точность требуется. На фиг. 7а-7с схематически показано несколько альтернативных компоновок.
На фиг. 7а изображена сенсорная система, имеющая по одной сенсорной области 51 в каждой зоне. Это позволяет определять давление, действующее на каждую зону. На фиг. 7b показана сенсорная система, в которой каждая зона имеет три сенсорные области 51', причем сенсорные области разграничены в направлении по ширине матраца. Это позволяет определять давление, действующее на каждую зону, но, кроме того, можно определить, как распределено давление, действующее на каждую зону, в области между центром и боковыми сторонами. На фиг. 7с сенсорная система содержит внутри каждой зоны матрицу областей 51'' датчиков, причем датчики внутри каждой зоны отделены друг от друга как в направлении по длине, так и в направлении по ширине матраца. В примере осуществления изобретения по фиг. 7с в каждой зоне в направлении по длине имеется 5 сенсорных областей и в направлении по ширине три сенсорные области, что в сумме составляет 15 сенсорных областей внутри каждой зоны. Однако может применяться большее или меньшее количество сенсорных областей и сенсорные области, к тому же, могут быть расположены в различных комбинациях. При этом количество сенсорных областей во всех разных зонах не обязательно должно быть одинаковым.
Датчики могут быть выполнены с возможностью измерения физического параметра, пропорционального действующему на матрац весу пользователя, и передачи полученной в результате измерения информации о физическом параметре в блок управления. Физическим параметром могут быть, например, давление, вес, деформация, температура и т.д. Таким образом, с помощью датчика можно измерять вес, действующий на кроватную систему. Информация, полученная в результате измерения, используется в качестве базы для регулировки твердости зон, как пояснено более подробно ниже.
Существует много разных измерительных приборов, которые могут быть применены в качестве датчиков. Например, могут быть применены один или несколько манометров, пьезоэлектрических тензодатчиков, емкостных датчиков, магнитных датчиков, пьезоэлектрических датчиков, оптических датчиков, потенциометрических датчиков и резонансных датчиков, термопарных датчиков и термисторных манометров. Датчики могут быть расположены внутри матраца, под матрацем или сверху матраца.
В иллюстративном варианте осуществления изобретения датчики выполнены в виде матрицы датчиков, расположенных в пределах поверхности матраца. Например, датчики могут быть расположены в предпочтительно гибкой и плоской сенсорной оболочке, расположенной сверху матраца. Сенсорная оболочка может иметь характеристику полного электрического сопротивления, которая изменяется в зависимости от действующей на нее нормальной силы. Такая сенсорная система схематически изображена на фиг. 8. Здесь сенсорная оболочка включает в себя верхний гибкий электропроводный лист 81, содержащий один или несколько верхних проводников 82 сенсорной оболочки, нижний гибкий электропроводный лист 83, содержащий один или несколько нижних проводников 84 сенсорной оболочки, и гибкий промежуточный слой 85, такой как слой пьезорезистивного материала, имеющий активную сенсорную область, которая имеет характеристику полного электрического сопротивления, изменяющуюся в зависимости от действующей на нее нормальной силы. Промежуточный слой 85 расположен между верхним проводящим листом 81 и нижним проводящим листом 83. Верхний и нижний листы 81, 83 в данном случае гальванически связаны с промежуточным слоем. Датчики предпочтительно могут иметь несимметричные вольтамперные характеристики полного электрического сопротивления. Пьезорезистивный слой может быть выполнен, например, в виде электропроводных частиц, находящихся во взвешенном состоянии в полимерной матрице. Электропроводные частицы могут быть снабжены, например, покрытием, содержащим по меньшей мере один оксид металла, такой как оксид меди, образующим с указанным слоем полупроводниковый p-n-переход. Оболочка предпочтительно по меньшей мере частично изготовлена из упруго растягиваемого материала и предпочтительно из растягиваемого полотна. Примерами таких сенсорных оболочек, которые могут быть применены в рассмотренной выше кроватной системе, являются сенсорные оболочки, раскрытые в документах US 8161826 и WO 2009/120270, причем оба из указных документов включены в настоящий документ посредством ссылки.
Блок управления может быть выполнен с возможностью определения на основе входного сигнала, поступившего от датчиков, текущего положения лежа пользователя непрерывно или периодически. Например, блок управления может непрерывно осуществлять текущий контроль данных датчиков и определять, произошло ли изменение положения лежа, или может выполнять такого рода оценку периодически, например каждые 15 или 30 секунд, каждую минуту или аналогично. Или же в соответствии с другим вариантом или дополнительно блок управления может быть выполнен с возможностью определения на основе входного сигнала, поступившего от указанных датчиков, текущего положения лежа пользователя, при установлении факта изменения входного сигнала, поступившего от датчиков, полученного от любого из датчиков, по сравнению с последним запомненным значением входного сигнала от датчиков на величину, превышающую заранее заданное пороговое значение.
Матрац может быть различных типов, как, например, имеющий надувные элементы, содержащий упругие элементы из вспененного материала, упругий каучук и т.п. Однако предпочтительно матрац содержит ряд винтовых пружин и предпочтительно винтовые пружины расположены в отдельных карманах из покрывного материала, образуя пружинный матрац с блоком независимых пружин.
В варианте конструктивного исполнения предлагаемого матраца в виде матраца с блоком независимых пружин каждая зона предпочтительно расположена как отдельный матрац с блоком независимых пружин, собранный вместе. Однако возможно также, чтобы это был непрерывный матрац с блоком независимых пружин, проходящий через несколько зон или через все зоны. Каждый матрац с блоком независимых пружин предпочтительно содержит ряд полос, расположенных бок о бок и соединенных друг с другом посредством поверхностного скрепления, как например адгезивом, сваркой, с помощью застежки Velcro или аналогичным способом. Каждая полоса включает в себя ряд непрерывных кожухов/карманов, образованных непрерывным материалом и отделенных друг от друга посредством поперечных швов, таких как сварные швы. Каждый кожух/карман вмещает по меньшей мере одну и предпочтительно только одну цилиндрическую винтовую пружину. Пружины могут иметь виток спирали с диаметром, равным приблизительно 2-10 см и предпочтительно 6 см.
Однако, как указано выше, в рассмотренной выше кроватной системе могут быть использованы также матрацы других типов.
Гибкие удлиненные элементы могут быть выполнены в виде лент, которые описаны в предыдущих иллюстративных вариантах осуществления изобретения. Однако гибкие удлиненные элементы могут быть выполнены также в виде тросов, таких проволоки, бечевки, шнуры, веревки или аналогичные элементы, образованные, например, из металла, пластмассы и/или текстильного материала.
В частности, целесообразно применение тросов тогда, когда верхний матрац представляет собой пружинный матрац с блоком независимых пружин, который схематически изображен на фиг. 11. Тросы 42' здесь предпочтительно расположены между рядами, образованными полосами 91 карманов 92. Полосы соединены друг с другом средствами скрепления по поверхности, расположенными между боковыми сторонами соседних полос, такими как адгезив или аналогичное средство. За счет расположения гибких удлиненных элементов между полосами, а не посередине каждой полосы, гибкие удлиненные элементы воздействуют на соединительные элементы между полосами, а не непосредственно на полосы. Благодаря этому упругость между верхним и нижним матрацами сохраняется даже тогда, когда провисание уменьшается, в результате чего повышается комфорт кроватной системы, особенно при эксплуатации с настройкой на большее значение твердости. Кроме того, изменения твердости/высоты становятся более незаметными, что ведет к повышению в целом качества ощущений во время сна/отдыха.
Средства для регулировки твердости предпочтительно приводятся в действие с помощью привода, такого как приводной двигатель, электрическим способом и/или пневматическим способом регулирующий твердость различных зон матраца.
В рассмотренных выше иллюстративных вариантах осуществления изобретения опорная конструкция образована рамой, имеющей размеры, соответствующие горизонтальным размерам верхнего матраца. Однако опорная конструкция может также иметь более ограниченные горизонтальные размеры, например соответствующие только горизонтальному размеру одной зоны. Иллюстративный вариант осуществления изобретения, демонстрирующий такое выполнение, показан на фиг. 12.
В этом варианте осуществления изобретения опорная конструкция образует коробку, корыто или аналогичную конструкцию, устроенную с возможностью размещения в ней всей ширины матраца, но только ограниченной части всей длины матраца. На фиг. 12 для лучшего обозрения матрац не показан.
Здесь опорная конструкция содержит независимую раму 41', имеющую дно, проходящее под матрацем, и две боковые стенки, проходящие по боковой стороне матраца, и, возможно, поперечные опорные стенки, например, в углах, для повышения устойчивости и жесткости. Дно и стенки могут быть несплошными и могут быть, например, снабжены соединенными между собой стержнями, брусками или аналогичными элементами. К независимой раме прикреплено натяжное отводящее устройство 45', в данном случае расположенное на дне рамы. Между двумя удерживающими элементами 43, 44', расположенными на противоположных боковых сторонах независимой рамы и у противоположных сторон одной или нескольких изменяемых зон, расположена по меньшей мере одна лента 42' или расположен гибкий удлиненный элемент другого типа. Как и в предыдущих вариантах осуществления изобретения, удерживающий элемент 43 может представлять собой соединительный элемент для неподвижного закрепления, неподвижно соединяющий одну или несколько лент с рамой, и другой удерживающий элемент может представлять собой элемент 44' для закрепления с возможностью смещения, в данном случае выполненный в виде элемента для закрепления с возможностью скольжения. На нижнем конце рамы имеется еще один элемент 46 для закрепления, в данном случае тоже выполненный в виде элемента для закрепления с возможностью скольжения. Натяжное отводящее устройство 45' здесь выполнено в виде поршня, толкающего один или несколько концов одной или нескольких лент 42 дальше для уменьшения провисания.
В варианте осуществления изобретения по фиг. 12 гибкие удлиненные элементы изображены как тросы 42' таким же образом, как рассмотрено выше в отношении фиг. 11. Однако в независимой раме могут применяться с таким же успехом и гибкие удлиненные элементы других типов, например такие, как упомянутые применительно к другим вариантам осуществления изобретения.
Независимая рама по фиг. 12 имеет горизонтальные размеры, по существу соответствующие горизонтальным размерам одной изменяемой зоны. Однако внутри независимой рамы может быть несколько зон, имеющих независимо изменяемые свойства. Кроме того, в одних и тех же матраце или кровати могут применяться несколько независимых рам для образования нескольких изменяемых зон.
Специалисту в данной области техники понятно, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается описанными выше предпочтительными вариантами его осуществления. На самом деле объем притязаний формулы изобретения охватывает множество модификаций и вариантов. Например, в зонах могут быть применены другие элементы матрацев, такие как упругие элементы, образованные вспененным материалом, каучуком, винтовыми пружинами, обитыми винтовыми пружинами, надувными элементами и т.п. Кроме того, датчики могут быть выполнены различными способами, и различными способами может быть настроен блок управления. К тому же твердость матраца может регулироваться вручную.