УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЖЕСТКОСТИ ДЛЯ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ЛЕЖАНИЯ ИЛИ СИДЕНИЯ
RIGIDITY ADJUSTMENT DEVICE FOR LYING OR SITTING STRUCTURE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству регулирования жесткости для использования в конструкции для лежания или сидения, и изделию для лежания или сидения с таким устройством регулирования жесткости. В частности, устройство регулирования жесткости может предусматривать по меньшей мере одну зону с регулируемой жесткостью в конструкции для лежания или сидения.
Уровень техники
В конструкции для лежания предусмотрена опора для воздействия на вес или часть веса пользователя, причем кровать распределяет вес тела пользователя по части поверхности устройства. В зависимости от того, как кровать распределяет вес пользователя, кровать будет казаться либо мягкой, либо жесткой. Степень жесткости такой кровати зависит от свойств эластичных элементов, таких как пружинная постоянная, и того, как эластичные элементы были установлены в кровати, в частности, степень зажима или предварительного напряжения. Таким образом, жесткость кровати, как правило, настраивается при изготовлении устройства.
Однако, разные люди хотят и нуждаются в различной жесткости. Кроме того, разные части тела могут нуждаться в различной жесткости.
Известно выполнение конструкций кроватей с регулируемой жесткостью. Путем стимуляции деформации эластичных элементов до различных степеней, регулируется жесткость устройства. Деформационный элемент способен деформировать эластичный элемент независимо от текущей деформации эластичного элемента. Это означает, что жесткость кровати может регулироваться в процессе начальной установки, в соответствии с пожеланиями пользователя. Также возможно компенсировать жесткость устройства в отношении возможных изменений упругих свойств упругой конструкции стечением времени. Кроме того, известно независимое изменение жесткости в различных зонах/частях матраса.
Такие известные решения, например, раскрыты в документах ЕР 2245967 и WO 2009/120270. Оба эти документа также раскрывают возможность измерения давления, прилагаемого к разным зонам, и автоматического управления жесткостью различных зон в целях снижения общего давления.
Кроме того, известно обеспечение регулируемой жесткости матраса за счет установки спиральных пружин на опорных пластинах, имеющих регулируемую высоту. Высоту опорных пластин можно регулировать с помощью поворотных элементов, установленных под опорными пластинами и имеющих смещенную от центра ось вращения. Таким образом, за счет вращения поворотных элементов, пластины принимают различные положения по высоте. Такие средства регулирования жесткости, например, рассмотрены в патентных документах US 3340548 и US 2011/0258772. Также известно применение аналогичной конструкции с опорными пластинами, имеющими регулируемую высоту, в которых высоту опорных пластин можно регулировать с помощью элементов перемещения в виде линейных двигателей, подъемников и других типов подъемных устройств. Такие средства регулирования жесткости, например, рассмотрены в патентных документах AU 551300, US 4222137, US 2006/0253994, WO 99/65366 и ЕР 2 245 967.
Также известно создание зон с регулируемой жесткостью, выполненных с помощью надувных элементов, в которых давление может быть изменено независимо с помощью средств создания давления. Такие средства регулирования жесткости, например, рассмотрены в патентном документе WO 2009/120270.
Кроме того, известно осуществление матрасов с регулируемой жесткостью за счет сочетания надувных элементов и других упругих элементов, таких как спиральные пружины, как, например, рассмотрено в патентном документе US 5113539.
Также возможны другие средства регулирования жесткости, например, за счет установки нитей на протяжении матраса, что обеспечивает возможность изменения положения по высоте и/или упругости, как, например, рассмотрено в патентном документе US 4667357.
Однако, общие проблемы с этими ранее известными конструкциями для лежания с регулируемой жесткостью заключаются в том, что они довольно сложные, тяжелые и дорогие в производстве. Кроме того, эти известные конструкции для лежания также часто относительно сложны и громоздки в использовании. Кроме того, даже несмотря на то, что эти известные конструкции для лежания обеспечивают некоторую степень регулируемости, она часто не соответствует нуждам пользователей.
Из этого следует, что до сих пор существует потребность в устройстве регулирования жесткости и конструкции для лежания или сидения с регулируемой жесткостью, которые уменьшают вышеупомянутые проблемы.
Раскрытие сущности изобретения
Таким образом, целью настоящего изобретения является по меньшей мере частичное преодоление этих проблем и обеспечение улучшенного устройства регулирования жесткости и конструкции для лежания и сидения.
Эти и другие цели, которые будут очевидны из нижеследующего, достигаются с помощью устройства регулирования жесткости и конструкции для лежания и сидения в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.
Согласно первому аспекту изобретения предусмотрено устройство регулирования жесткости для использования в конструкции для лежания или конструкции для сидения, содержащее:
жесткую раму с двумя противоположными сторонами;
по меньшей мере один неэластичный гибкий удлиненный элемент, проходящий между двумя противоположными сторонами, при этом каждый неэластичный гибкий удлиненный элемент снабжен двумя концами, причем каждый конец неэластичного гибкого удлиненного элемента непосредственно или опосредованно соединен с одной из противоположных сторон, и при этом по меньшей мере один из концов каждого неэластичного гибкого удлиненного элемента опосредованно соединен с одной из противоположных сторон с помощью эластичного гибкого удлиненного элемента;
множество удлиненных пружин, проходящих в ровной или изогнутой плоскости, причем каждая удлиненная пружина имеет два конца, при этом концы каждой удлиненной пружины прикреплены к одному неэластичному гибкому удлиненному элементу (элементам) в двух отдельных соединениях; и
натягивающее устройство, выполненное с возможностью сжимания и ослабления по меньшей мере одного неэластичного гибкого удлиненного элемента между указанными двумя отдельными соединениями, что обеспечивает регулирование расстояния между двумя отдельными соединениями каждого неэластичного гибкого удлиненного элемента, а также кривизны и высоты удлиненных пружин.
Новое устройство регулирования жесткости очень рентабельно в производстве и может использоваться с самыми различными матрасами, расположенными так, чтобы перекрывать или окружать устройство регулирования жесткости, как более подробно раскрывается ниже. Устройство регулирования жесткости является по существу плоским, и может быть установлено под матрасом любого типа, а также может быть предусмотрено под матрасом и кроватью или нижней пластиной сидения и/или расположено между верхним и нижним матрасами.
Опыт сна, а также то, что считается комфортным, а что нет, сильно отличается от человека к человеку. Кроме того, пользователю часто может казаться более комфортным иметь более мягкий матрас при использовании одного лежачего положения, например на животе, т.е. в положении лежа на животе или на боку, чем при отдыхе в других положениях для сна, например, на спине, т.е. в положении лежа на спине. Настоящее изобретение обеспечивает эффективный, но все же относительно простой и экономичный способ регулирования свойств матраса в зависимости от пожеланий пользователя и, например, с учетом выбора лежачего положения. Было обнаружено, что это значительно улучшает опыт сна и отдыха, что обеспечивает лучший отдых и качество сна. Лучший сон и отдых также улучшает здоровье пользователя и в целом приводит к улучшению качества жизни.
До настоящего изобретения матрасы и кровати с регулируемыми свойствами были известны как сложные, тяжелые и дорогие, а также трудные и громоздкие для использования. Напротив, настоящее изобретение обеспечивает конструкцию для лежания с регулируемыми свойствами, которая весит очень мало, относительно простая и рентабельна в производстве, с которой пользователь легко управляется, и которая легко изменяется, например, для использования большего или меньшего количества регулируемых зон. Конструкция для лежания также очень хорошо подходит для автоматизированного или полуавтоматизированного производства.
Поскольку устройство регулирования жесткости содержит очень мало относительно недорогих частей, его производство может быть малозатратным. Устройство регулирования жесткости можно установить на новых конструкциях для лежания или сидения, но также им можно легко оснастить уже имеющиеся конструкции для лежания или сидения.
Также было установлено, что новое устройство регулирования жесткости очень эффективно в обеспечении широкого диапазона плавно регулируемой жесткости и характеризуется очень точной и надежной управляемостью. Таким образом, можно предусмотреть одно или несколько устройств регулирования жесткости в конструкции для лежания или сидения, чтобы обеспечить регулируемую жесткость в одной или нескольких зонах матраса.
Было установлено, что за счет небольшого или умеренного изменения длины неэластичного гибкого удлиненного элемента (элементов) достигаются значительные изменения свойств жесткости. Жесткость также регулируется очень точно и предсказуемо.
Под «жесткой рамой» в контексте настоящего изобретения подразумевается рама, которая является достаточно жесткой в плоскости рамы, чтобы выдерживать силы от удлиненных пружин, а также гибких эластичных и неэластичных удлиненных элементов как в случае, когда удлиненные пружины сжаты и так и в случае, когда удлиненные пружины ненапряжены. Жесткость рамы предпочтительно должна быть такой, чтобы рама не деформировалась значительно под воздействием таких сил. Однако, жесткая рама может все еще быть гибкой в других направлениях, например, направлениях, перпендикулярных к плоскости рамы. Таким образом, жесткая рама может быть изогнута, например, когда матрас свернут и упакован в вакууме до очень компактного формата, для перевозки, хранения и т.п. Таким образом, устройство регулирования жесткости позволяет получить очень компактную упаковку, что имеет огромное значение.
Жесткая рама может быть изготовлена, например, из стальных лент или лент, выполненных из других материалов, и иметь толщину в направлении перпендикулярном плоскости рамы, значительно меньшую, чем ширину, проходящую в плоскости рамы. Толщина может лежать, например, в диапазоне 0,5-2 мм, а ширина может лежать в диапазоне 4-10 мм.
Неэластичные гибкие удлиненные элементы предпочтительно изготавливаются в виде полосок или струн и предпочтительно из гибкого, но неэластичного материала.
Могут быть предусмотрено только несколько, например два, неэластичных гибких удлиненных элемента. В этом случае неэластичный гибкий удлиненный элемент предпочтительно является относительно широким, предпочтительно занимает значительную часть ширины регулируемой зоны, например, занимает более 15% ширины регулируемой зоны, и еще более предпочтительно занимает более 25%. Однако, предпочтительно, по меньшей мере три, четыре или более параллельных неэластичных гибких удлиненных элементов расположены так, чтобы проходить под каждой из указанных регулируемых зон.
В одном варианте осуществления имеется такое же количество гибких неэластичных удлиненных элементов, как и удлиненных пружин, так что каждая удлиненная пружина может быть соединена с отдельным гибким удлиненным элементом. В таком варианте осуществления ширина гибких неэластичных удлиненных элементов может быть такой же или аналогичной ширине удлиненных пружин. Однако, возможно также соединить две или более удлиненных пружин с общим единым гибким неэластичным удлиненным элементом. В одном таком варианте осуществления все удлиненные пружины могут быть прикреплены к общему единому гибкому неэластичному удлиненному элементу. В таком варианте осуществления гибкий неэластичный удлиненный элемент предпочтительно имеет ширину, значительно превышающую ширину каждой эластичной пружины, и предпочтительно занимает по существу всю ширину устройства регулирования жесткости. В этом случае единый гибкий неэластичный удлиненный элемент может быть соединен с рамой с помощью единого гибкого эластичного удлиненного элемента или посредством множества гибких эластичных удлиненных элементов.
Поскольку по меньшей мере один из концов каждого неэластичного гибкого удлиненного элемента опосредованно соединен с одной из противоположных сторон рамы с помощью эластичного гибкого удлиненного элемента, общая длина эластичного и неэластичного гибкого удлиненного элементов может оставаться неизменной во время сжатия и расслабления неэластичных гибких удлиненных элементов. Эластичные гибкие удлиненные элементы также гарантируют, что неэластичный гибкий удлиненный элемент все время остается под некоторым напряжением, что поддерживает неэластичный гибкий удлиненный элемент в относительно ровной конфигурации, а также оттягивает концы неэластичного гибкого удлиненного элемента в стороны, когда неэластичный гибкий удлиненный элемент расслаблен.
В одном варианте осуществления только один из концов неэластичного гибкого удлиненного элемента опосредованно соединен с одной из противоположных сторон. Если все неэластичные гибкие удлиненные элементы соединены с помощью эластичных удлиненных элементов на одной и той же стороне, точка увеличенной жесткости будет меняться незначительно в направлении непосредственно соединенного конца, когда жесткость возрастает. Однако, для многих применений это вполне приемлемо. Кроме того, некоторые из неэластичных гибких удлиненных элементов могут быть непосредственно соединены с одной из противоположных сторон, в то время как другие непосредственно соединены с другой из противоположных сторон. Таким образом, отклонение точки увеличенной жесткости будет выравниваться между неэластичными гибкими удлиненными элементами. В одном предпочтительном варианте осуществления каждый второй неэластичный гибкий удлиненный элемент соединен с одной из противоположных сторон, в то время как каждый другой неэластичный гибкий удлиненный элемент соединен с другой из противоположных сторон.
Однако, в еще более предпочтительном варианте осуществления оба конца неэластичного гибкого удлиненного элемента опосредованно соединены с одной из противоположных сторон с помощью эластичных гибких удлиненных элементов. За счет этого точка увеличенной жесткости будет удерживаться в одном и том положении в течение всего времени при увеличении и уменьшении жесткости.
Неэластичные гибкие удлиненные элементы могут быть выполнены разными способами, например, с помощью металлических проволок, тросов и т.д. Однако, предпочтительно, неэластичные удлиненные элементы являются лентовидными с шириной, превышающей толщину. В одном варианте осуществления неэластичные гибкие удлиненные элементы представляют собой полоски, выполненные из неэластичной гибкой материи.
Аналогично, эластичные гибкие удлиненные элементы могут быть выполнены в виде эластичных шнуров, спиральных пружин и т.п. Однако, предпочтительно, эластичные удлиненные элементы являются лентовидными с шириной, превышающей толщину. В одном варианте осуществления эластичные гибкие удлиненные элементы представляют собой полоски, выполненные из эластичной гибкой материи.
Натягивающее устройство может быть расположено ниже плоскости, в которой проходят неэластичные гибкие удлиненные элементы. Например, натягивающее устройство может быть выполнено с возможностью тянуть вниз неэластичные гибкие удлиненные элементы, например, между двумя роликами, поверхностями скольжения или т.п.
Однако, в качестве альтернативы, натягивающее устройство может быть расположено по существу в плоскости, в которой проходят неэластичные гибкие удлиненные элементы. Например, неэластичные гибкие удлиненные элементы могут быть соединены с поворотным стержнем, осью или т.п., соединенным с вращательным электродвигателем/насосом или т.п., в результате чего вращение стержня/оси в одном направлении натягивает неэластичные гибкие удлиненные элементы, а в другом направлении ослабляет неэластичные гибкие удлиненные элементы.
Все неэластичные гибкие удлиненные элементы предпочтительно управляются с помощью единого натягивающего средства, регулирующего все неэластичные гибкие удлиненные элементы одновременно и равным образом. Такое решение является очень экономичным и простым в реализации. Однако, в качестве альтернативы, неэластичные гибкие удлиненные элементы могут регулироваться индивидуально, или наборы неэластичных гибких удлиненных элементов могут регулироваться по отдельности.
Натягивающее устройство предпочтительно выполнено с возможностью сжимания неэластичных гибких удлиненных элементов посредством по меньшей мере одного из наматывания гибких удлиненных элементов вокруг оси/стержня, натяжения гибких удлиненных элементов и толкания гибких удлиненных элементов.
Натягивающее устройство предпочтительно приводится в действие посредством по меньшей мере одного из электродвигателя и электронасоса. Это делает регулирование жесткости очень удобным, например, путем простого использования панели управления или дистанционного управления. Для связи с блоком управления, который управляет натягивающим устройством, можно использовать дистанционное управление, которое выполнено с возможностью установления связи с блоком управления, например, через беспроводной интерфейс.
Однако, также возможно предусмотреть механическое решение, в котором натягивающее устройство приводится в действие вручную, путем вращения колеса управления или т.п. Например, можно использовать направляющий винт или ходовой винт. Затем можно вручную поворачивать ручку, колесо или рукоятку любого другого типа, таким образом, поворачивая винт, что приводит к соответствующему смещению соединения гибких удлиненных элементов. Также возможны другие типы натягивающих устройств с ручным управлением, например, за счет обеспечения в продольном направлении отдельных отверстий в гибких удлиненных элементах, которые соединяются с возможностью отсоединения с удерживающими штифтами или т.п. в различных смещенных положениях.
Удлиненные пружины могут быть выполнены различными способами. Однако, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, удлиненные пружины представляют собой по меньшей мере одно из: змеевидных пружин, таких как пружины-змейки (англ. no-sag springs), и ленточных пружин, таких как пружины из полосовой стали. Ленточные пружины также могут быть сформированы из других эластичных материалов, таких как пластмассы, композитные материалы и т.д. Однако, змеевидные пружины особенно предпочтительны, так как они эластичны как в направлении длины, так и в направлении, поперечном направлению длины.
Змеевидные пружины предпочтительно имеют зигзагообразную структуру и предпочтительно расположены так, чтобы образовывать небольшую изогнутую вверх дугу между двумя соединениями, в том числе в расслабленном расположении, чтобы гарантировать, что пружина сгибается вверх, а не вниз при сжимании неэластичных гибких удлиненных элементов.
Самые крайние сегменты змеевидной пружины могут быть прикреплены к неэластичным гибким удлиненным элементам любым способом, включая введение самых крайних сегментов змеевидных пружин в петли, выполненные как одно целое с гибкими элементами, прикрепление их с помощью прошивания и т.п.
Каждый отрезок неэластичного гибкого удлиненного элемента имеет промежуточную часть, которая проходит по всей протяженности между соединениями с удлиненной пружиной и которая не соединена с удлиненной пружиной.
Согласно второму аспекту изобретения, предусматривается конструкция для лежания или сидения, содержащая по меньшей мере одно устройство регулирования жесткости, как раскрыто выше, причем конструкция дополнительно содержит матрас, при этом устройство (устройства) регулирования жесткости установлено/установлены под матрасом.
Матрас предпочтительно представляет собой матрас с пружинами карманного типа, содержащий множество рядов материала кожуха, причем каждый ряд определяет множество карманов, а каждый карман содержит спиральную пружину.
Устройство регулирования жесткости может быть установлено под матрасом с пружинами карманного типа, что обеспечивает приложение повышенного давления снизу на некоторые из карманов, что повышает жесткость этих карманов.
Однако, в качестве альтернативы, матрас может содержать по меньшей мере одну вырезанную часть, расположенную выше устройства регулирования жесткости. Эта вырезанная часть может быть пустой только для того, чтобы полностью или частично вмещать удлиненные пружины при сжатии. В таком варианте осуществления вырезанные части предпочтительно расположены только над удлиненными пружинами устройства регулирования жесткости, а карманы матраса расположены между ними.
Однако, вырезанная часть также может содержать вкладыш матраса, расположенный над устройством регулирования жесткости, для обеспечения ровной поверхности матраса и выравнивания повышенной и пониженной жесткости, когда удлиненные пружины сжаты и расслаблены соответственно.
Конструкция для лежания или сидения также может содержать дополнительный слой, расположенный поверх матраса, в частности, если в матрасе предусмотрены вырезы, с целью повышения комфорта и обеспечения гладкой и плоской верхней поверхности. Этот дополнительный слой может содержать слой набивочного материала и/или слой материи, и предпочтительно растягиваемой материи. В качестве альтернативы или дополнительно, дополнительный слой может также содержать дополнительный верхний матрас. Верхний матрас может быть того же типа, что и нижний матрас, например также быть матрасом с пружинами карманного типа. Верхний матрас может иметь такой же размер, что и нижний матрас, но, в качестве альтернативы, может быть тоньше. Верхний матрас предпочтительно проходит по всей поверхности нижнего матраса и предпочтительно не содержит вырезов и т.п.
В одном варианте осуществления вкладыш содержит вкладыш матраса с пружинами карманного типа. Однако, вкладыш также может содержать вкладыш из пеноматериала. На вкладыше из пеноматериала может быть предусмотрена одна или несколько вогнутых внутренних поверхностей, лежащих выше удлиненных пружин устройства регулирования жесткости.
Конструкция для лежания или сидения может содержать одно устройство регулирования жесткости для обеспечения одной зоны регулируемой жесткости. Однако, в качестве альтернативы, она может дополнительно содержать по меньшей мере две зоны с регулируемой жесткостью и по меньшей мере одно устройство регулирования жесткости, предусмотренное в каждой зоне.
Устройство регулирования жесткости предпочтительно имеет размер по ширине, превышающий 50% ширины матраса, и предпочтительно превышающий 75%, а размер по длине составляет меньше, чем 50% длины матраса, и предпочтительно меньше, чем 25%.
Регулируемая зона (зоны) предпочтительно проходит (проходят) по существу по всей ширине верхнего матраса. В случае, когда предусмотрено несколько зон, зоны предпочтительно разделены в продольном направлении матраса. Поскольку обычно требуется одинаковая жесткость, независимо от того, будет ли пользователь лежать по центру или ближе к одной из сторон, как правило, нет необходимости разделять зоны в направлении ширины. Однако, в случае, когда конструкция для лежания подлежит использованию более, чем одним человеком одновременно, или если есть необходимость проводить различие между разными боковыми положениями по другим причинам, можно использовать зоны с регулируемой жесткостью, разделенные также в направлении ширины. В этом случае, например, возможно использовать два отдельных и независимо управляемых устройства регулирования жесткости и, например, общий верхний матрас, расположенный над этими двумя устройствами регулирования жесткости.
Конструкция для лежания предпочтительно содержит по меньшей мере две зоны, по меньшей мере одна из которых образует регулируемую зону.
Кроме того, конструкция для лежания предпочтительно имеет по меньшей мере две регулируемые зоны и по меньшей мере одно устройство регулирования жесткости для каждой из указанных регулируемых зон, независимо управляемое для регулирования жесткости указанных зон. Также могут быть предусмотрены более двух регулируемых зон, например три, пять или семь. Например, могут быть предусмотрены разные зоны с регулируемой жесткостью по меньшей мере для бедренной части и плечевой части пользователя. Такие зоны могут быть также предусмотрены для части ступней и головной части пользователя. Между этими зонами, предусмотрены зоны с постоянной жесткостью. Однако, в качестве альтернативы, эти зоны также могут иметь регулируемую жесткость. Таким образом, в более усовершенствованных вариантах осуществления может быть предусмотрено 7, 10 и даже более зон с регулируемой жесткостью.
С помощью этих дополнительных аспектов изобретения, могут быть достигнуты аналогичные цели и преимущества, как было раскрыто выше в отношении первого аспекта изобретения.
Краткое описание чертежей
В целях иллюстрации, изобретение будет раскрыто более подробно в дальнейшем со ссылкой на его варианты осуществления, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах, на которых показано следующее.
На Фиг. 1 схематично показан вид в перспективе устройства регулирования жесткости в расслабленном состоянии в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 2 схематично показан вид в перспективе устройства регулирования жесткости по Фиг. 1 в немного сжатом состоянии.
На Фиг. 3 показан вид сбоку в поперечном разрезе устройства регулирования жесткости по Фиг. 1 в расслабленном состоянии.
На Фиг. 4 показан вид сбоку в поперечном разрезе устройства регулирования жесткости по Фиг. 1 в сжатом состоянии с натягивающим устройством, расположенным в той же плоскости, что и неэластичные гибкие удлиненные элементы.
На Фиг. 5 показан вид сбоку в поперечном разрезе устройства регулирования жесткости по Фиг. 1 в сжатом состоянии с натягивающим устройством, расположенным ниже неэластичных гибких удлиненных элементов.
На Фиг. 6 схематично показан вид в перспективе другого варианта осуществления устройства регулирования жесткости в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 7 схематично показан вид в перспективе устройства регулирования жесткости по Фиг. 6 в немного сжатом состоянии.
На Фиг. 8 схематично показан вид в перспективе немного сверху с пространственным разделением деталей конструкции для лежания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 9 показан вид сбоку в поперечном разрезе устройства для лежания по Фиг. 8 в сжатом состоянии.
На Фиг. 10 показан вид сверху конструкции для лежания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 11 показан вид сверху конструкции для лежания в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 12 схематично показан вид в перспективе снизу с пространственным разделением деталей конструкции для лежания в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
В последующем подробном описании будут раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения. Однако, следует понимать, что признаки различных вариантов осуществления взаимозаменяемы между вариантами осуществления и могут комбинироваться различными путями, если иное не указано специально. Можно также отметить, что для ясности размеры некоторых компонентов, проиллюстрированных на чертежах, могут отличаться от соответствующих размеров в реальных исполнениях изобретения, например, длина удлиненных пружин и т.п. Кроме того, несмотря на то, что конкретные варианты осуществления, которые будут обсуждаться далее, прежде всего относятся к конструкциям для лежания, устройство регулирования жесткости, возможно со слегка другими размерами, также можно использовать в конструкциях для сидения и т.п.
Первый вариант осуществления устройства 1 регулирования жесткости проиллюстрирован на Фиг. 1-4. Устройство регулирования жесткости можно использовать в конструкции для лежания или конструкции для сидения, что будет обсуждаться более подробно ниже. Устройство 1 регулирования жесткости содержит жесткую раму 11с двумя противоположными сторонами 11а и 11b. Рама может быть, например, прямоугольной формы, в которой две противоположные стороны 11а и 11b могут быть двумя сторонами по направлению длины прямоугольника или двумя сторонами по направлению ширины. Рама может быть изготовлена из металла, такого как сталь, но, в качестве альтернативы, может быть изготовлена из дерева, пластмассы или т.п.
Устройство регулирования жесткости дополнительно содержит множество неэластичных гибких удлиненных элементов 12, проходящих между двумя противоположными сторонами 11а и 11b. Неэластичные гибкие удлиненные элементы 12 могут быть выполнены, например, в форме неэластичных полосок с шириной, значительно превышающей толщину. Каждый неэластичный гибкий удлиненный элемент 12 снабжен двумя концами 12 а и 12b, причем каждый из этих концов 12 а, 12b непосредственно или опосредованно соединен с одной из противоположных сторон 11а, 11b. По меньшей мере один из концов 12а, 12b каждого неэластичного гибкого удлиненного элемента 12 опосредованно соединен с одной из противоположных сторон 11а, 11b с помощью эластичного гибкого удлиненного элемента 13. В иллюстративном примере оба конца 12а, 12b каждого неэластичного гибкого удлиненного элемента 12 опосредованно соединены с одной из противоположных сторон 11а, 11b с помощью эластичного гибкого удлиненного элемента 13. Таким образом, один конец каждого эластичного гибкого удлиненного элемента соединен с рамой, тогда как другой соединен с концом неэластичного гибкого удлиненного элемента 12.
Неэластичные гибкие удлиненные элементы 12 могут быть изготовлены из неэластичной материи, но, в качестве альтернативы, могут быть изготовлены полностью или частично из металла или т.п. Неэластичные гибкие удлиненные элементы могут иметь форму полосок, т.е. иметь лентовидную форму, как показано в иллюстративном варианте осуществления. Однако, в качестве альтернативы, они могут быть выполнены в виде шнуров, тросов и т.п.
Эластичные гибкие удлиненные элементы 13 могут быть изготовлены из эластичной материи, такой как эластичное трикотажное полотно, но также могут иметь вид резиновых лент, эластичных лент и т.п.В качестве альтернативы, эластичные гибкие удлиненные элементы 13 могут содержать пружины, например, удлиненные и предпочтительно относительно тонкие спиральные пружины и т.п.
Неэластичный гибкий удлиненный элемент 12 на одном или обоих концах может быть соединен с более чем одним эластичным гибким удлиненным элементом 13, например, с двумя эластичными гибкими удлиненными элементами 13, предпочтительно разделенными в продольном направлении противоположных сторон 11а, 11b рамы. Аналогично, эластичный гибкий удлиненный элемент 13 может быть соединен с более чем одним неэластичным гибким удлиненным элементом 12, например, с двумя неэластичными гибкими удлиненными элементами 12, предпочтительно разделенными в продольном направлении противоположных сторон 11а, 11b рамы. Такие варианты реализации особенно полезны в случае, если ширина эластичного и неэластичного гибких удлиненных элементов отличаются, например, когда неэластичные гибкие удлиненные элементы имеют вид полосок, а эластичные гибкие удлиненные элементы представлены в виде шнуров, или наоборот.
Устройство регулирования жесткости дополнительно содержит множество удлиненных пружин 14, проходящих в ровной или изогнутой плоскости. Удлиненные пружины 14 предпочтительно представляют собой змеевидные пружины, такие как пружины-змейки, как показано в примерном варианте осуществления на Фиг. 1-4. Однако, удлиненные пружины, в качестве альтернативы, могут быть выполнены другими способами, такими как ленточные пружины, например, пружины из полосовой стали. Все удлиненные пружины предпочтительно являются пружинами одного и того же типа. Однако, сочетание удлиненных пружин разных типов также возможно.
Каждая удлиненная пружина 14 имеет два конца 14а и 14b, и каждый из концов 14а, 14b прикреплен к одному из неэластичных гибких удлиненных элементов в двух отдельных соединениях. Предпочтительно, концы 14а соединены на концах 12а неэластичных гибких удлиненных элементов или рядом с ними, а концы 14b предпочтительно соединены на концах 12b неэластичных гибких удлиненных элементов или рядом с ними. Остальные удлиненные пружины между конечными точками 14а и 14b предпочтительно не соединены с неэластичными гибкими удлиненными элементами.
Концы удлиненных пружин могут быть соединены с неэластичными гибкими удлиненными элементами с помощью введения в образованные в них петли или другим способом, таким как сшивание, склеивание, болты, заклепки и т.д.
Натягивающее устройство 15 выполнено с возможностью сжимания и ослабления неэластичных гибких удлиненных элементов 12 между двумя отдельными соединениями. В варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 1-4, натягивающее устройство 15 расположено по существу в плоскости, в которой проходят неэластичные гибкие удлиненные элементы. В данном случае натягивающее устройство содержит поворотную ось 15а с отверстием, через которое проходит неэластичный гибкий удлиненный элемент 12. При вращении оси неэластичный гибкий удлиненный элемент наматывается на ось, за счет чего уменьшается расстояние между соединениями. Тем самым, концы 14а и 14b удлиненных пружин стягиваются, при этом удлиненные пружины 14 выступают по дуге вверх. Чем больше поворачивается ось 15а, тем выше становится дуга. Если ось поворачивается в другом направлении, то высота дуги вместо этого уменьшается. Таким образом, высоту дуги можно легко регулировать путем поворота оси в любом из двух направлений. Это проиллюстрировано на Фиг. 3 и Фиг. 4, причем на Фиг. 3 показана удлиненная пружина в опущенном расслабленном состоянии, а на Фиг. 4 показана удлиненная пружина в несколько сжатом, напряженном состоянии, в котором удлиненная пружина образует дугу, направленную вверх.
Ось 15а можно регулировать вручную, например, путем управления поворотной рукояткой или т.п. Однако, ей также можно управлять с помощью автоматического приводного блока 16, например, насоса, электродвигателя или т.п.
Неэластичные гибкие удлиненные элементы также могут быть стянуты другими путями. Один такой вариант проиллюстрирован на Фиг. 5, где неэластичные гибкие удлиненные элементы 12 направлены вниз с помощью двух роликов 15b или поверхностей скольжения. Затем неэластичные гибкие удлиненные элементы могут быть натянуты вниз с помощью поршня 15 с или т.п. Натягивание может осуществляться вниз, но также может осуществляться в плоскости рамы, например, путем направления через дополнительный ролик 15d, как показано в иллюстративном примере. В этом варианте осуществления натягивающее устройство расположено ниже плоскости, в которой проходят неэластичные гибкие удлиненные элементы. Поршнем можно управлять вручную или автоматически, например, за счет подключения к электронасосу.
На Фиг. 6 и Фиг. 7 проиллюстрирован другой вариант осуществления устройства регулирования жесткости. В данном случае удлиненные пружины выполнены в виде ленточных пружин, таких как пружины из полосовой стали. В остальном, устройство регулирования жесткости, показанное на Фиг. 6 и Фиг. 7, выполнено по существу таким же образом, как то, которое обсуждалось в отношении Фиг. 1-4, и работает аналогично. На Фиг. 6 показаны удлиненные пружины в расслабленном опущенном состоянии, а на Фиг. 7 показаны удлиненные пружины в несколько напряженном сжатом состоянии, в котором удлиненные пружины проходят по дуге, направленной вверх.
Если натягивающее устройство автоматизировано, им, например, можно управлять с помощью средств дистанционного управления, которые могут быть подключены с помощью беспроводного или проводного соединения к приводному блоку.
Устройство регулирования жесткости можно использовать в сочетании с матрасом или подушкой для образования конструкции для лежания или сидения с регулируемой жесткостью в одной или нескольких зонах. Таким образом, устройство регулирования жесткости расположено под матрасом, например на днище кровати или на нижнем матрасе, расположенном под верхним матрасом. Некоторые альтернативные варианты осуществления таких конструкций для лежания будут обсуждаться более подробно, и специалисту должно быть понятно, что те же самые или аналогичные конструкции также можно использовать в конструкциях для сидения.
Конструкция для лежания имеет адаптивную жесткость, а точнее говоря, содержит по меньшей мере одну зону с независимо регулируемой жесткостью. Конструкция для лежания может содержать одну зону, или две или более зон. Кроме того, в случае использования нескольких зон, одна или более зон могут быть регулируемыми. Кроме того, также можно использовать одну или более зон, которые не регулируются. Например, разные зоны с регулируемой жесткостью могут быть предусмотрены для ягодицы и/или плеча пользователя. Такие зоны могут быть также предусмотрены для ступни и головы пользователя. Между этими зонами и опционально вокруг них, могут быть предусмотрены зоны с постоянной жесткостью.
Предпочтительно, зона (зоны) с независимо регулируемой жесткостью проходит по меньшей мере половину ширины конструкции для лежания и может проходить, например, по существу по всей ширине конструкции для лежания.
Матрас может быть матрасом различных типов, например, содержим элементы из упругого пеноматериала, упругой резины и т.п.Однако, предпочтительно матрас содержит множество спиральных пружин, и предпочтительно спиральные пружины установлены в отдельных карманах из материала кожуха для образования матраса с пружинами карманного типа.
В матрасе карманного типа, являющемся реализацией матраса по настоящему изобретению, по меньшей мере части матраса, образующие зоны без регулируемой жесткости и, опционально, также частично или полностью зону (зоны) с регулируемой жесткостью, выполнены в виде матраса с пружинами карманного типа. Матрас с пружинами карманного типа может формировать целостный единый матрас или может быть выполнен в виде отдельных матрасов карманного типа, собранных вместе.
Как показано, например, на Фиг. 8 и Фиг. 9, матрас 2 карманного типа предпочтительно содержит множество рядов 21, соединенных друг с другом бок о бок посредством поверхностного соединения, например, клея, сварки, застежек велкро и т.п. Каждый ряд содержит множество сплошных кожухов/карманов 22, образованных непрерывным материалом кожуха, а карманы отделены друг от друга поперечными швами 23, например сварными швами. Каждый чехол/карман вмещает по меньшей мере одну, и предпочтительно только одну, винтовую спиральную пружину 24. Пружины могут иметь спиральные витки диаметром примерно от 2 до 10 см, и предпочтительно 6 см.
Однако, как обсуждалось выше, другие типы матрасов также возможно использовать в раскрытой выше конструкции для лежания.
В одном варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 8 и Фиг. 9, матрас карманного типа представляет собой единый сплошной матрас, проходящий по всей ширине и длине конструкции для лежания и как по зонам с регулируемой жесткостью, так и по зонам без регулируемой жесткости.
Устройство 1 регулирования жесткости, как обсуждалось выше, расположено под зоной матраса 2. Устройство регулирования жесткости, показанное на Фиг. 8 и Фиг. 9, является устройством типа, обсуждаемого применительно к Фиг. 6 и Фиг. 7, но можно использовать любой из вариантов осуществления, раскрытых выше.
Устройство 1 регулирования жесткости может быть свободно расположено на днище кровати (не показано), и затем матрасы свободно располагают поверх днища кровати и на устройстве регулирования жесткости. Однако, в качестве альтернативы, устройство регулирования жесткости может быть соединено с днищем кровати или другими частями кровати и/или матраса. Соединение с днищем кровати или рамой кровати может быть выполнено с помощью клея, болтов и т.п.Соединение с матрасом может быть выполнено с помощью клея, прошивания и т.п.
Когда удлиненные пружины устройства регулирования жесткости сжимаются с выступанием вверх в виде дуг, как показано на Фиг. 9, пружины в матрасе, расположенные над дугами, будут сжиматься и, следовательно, становиться более жесткими.
В другом варианте осуществления, как показано на Фиг. 10, матрас содержит по меньшей мере одну вырезанную часть 25, расположенную выше устройства регулирования жесткости. Вырезанная часть предпочтительно полностью обрамлена матрасом с пружинами карманного типа, так что по меньшей мере один или более рядов карманов расположены с каждой стороны вырезанной части в направлении ширины. Полость, образованная этой вырезанной частью, может быть заполнена вставкой 3 матраса. Вставка матраса может быть, например, также матрасом с пружинами карманного типа, но иметь, например, другие свойства, такие как большая мягкость, чем у обрамляющего матраса с пружинами карманного типа. Однако, предпочтительно вставка матраса представляет собой матрас другого типа, такой как матрас из пеноматериала.
В альтернативном варианте осуществления, как проиллюстрировано на Фиг 11, предусмотрено множество вырезанных частей 25'. В этом случае вырезанные части являются удлиненными и расположены рядом друг с другом, и выполнены по существу только для перекрытия удлиненных пружин нижележащего устройства регулирования жесткости. Вырезанные части предпочтительно имеют размер, соответствующий ширине одного кармана, что позволяет формировать вырезанные части внутри отдельных рядов и окружать вырезанные части смежными прилегающими рядами.
В этом варианте осуществления полости, образованные вырезанными частями не обязательно заполнять. Таким образом, когда удлиненные пружины устройства регулирования жесткости расслабляются, полости матраса с пружинами карманного типа будут пустыми. Таким образом, жесткость матраса в зоне с регулируемой жесткостью обеспечивается только за счет оставшихся заключенных в пакеты пружин, расположенных между вырезанными частями. Следовательно, эта зона в этом состоянии будет мягче, чем другие зоны матраса. Однако, когда удлиненные пружины устройства регулирования жесткости сжимаются, образующиеся дуги поднимаются в полости, образованные вырезанными частями, таким образом частично или полностью заполняя полости. Таким образом, жесткость будет постепенно увеличиваться, когда удлиненные пружины сжимаются, и, следовательно, жесткость регулируемой зоны будет обеспечиваться как за счет дуг удлиненных пружин, так и за счет заключенных в пакеты пружин между вырезанными частями. В таком состоянии повышенной жесткости регулируемая зона может иметь большую или значительно большую жесткость по сравнению с нерегулируемыми зонами.
Поверх матраса может быть расположен верхний слой набивки, ткани или т.п., тем самым делая вырезанные части незаметными и менее ощутимыми.
Однако, в целях повышения гладкости поверхности матраса, также можно предусмотреть вставки 3' матраса также в этих вырезанных частях 25', как это показано на Фиг. 12. Вставки могут, как это обсуждалось выше применительно к Фиг 10, также представлять собой матрасы с пружинами карманного типа, но, например, иметь другие свойства, такие как большая мягкость, чем у обрамляющего матраса с пружинами карманного типа. Однако, предпочтительно вставка матраса представляет собой матрас другого типа, такой как матрас из пеноматериала.
Также предпочтительно вставки 3' имеют внутренние поверхности, обращенные к удлиненным пружинам нижележащего устройства регулирования жесткости, которые являются вогнутыми, так что вставки толще на концах, тоньше в центральной части и имеют постепенный изогнутый переход между ними. Вогнутость предпочтительно соответствует форме дуги соответствующей удлиненной пружины, когда она поднята на соответствующую высоту.
Вставки делают верхнюю поверхность матраса более гладкой и ровной. Кроме того, вставки также обеспечивают по меньшей мере небольшое увеличение жесткости в этой части матраса, а также распределяют повышенную жесткость, обеспечиваемую удлиненными пружинами, когда они подняты с образованием дуг.
В примерном варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 12, вставки с изогнутыми внутренними поверхностями предоставлены в виде удлиненных вставок, предусмотренных в удлиненных вырезанных частях 25', образованных между рядами матраса с пружинами карманного типа.
Однако, также возможно предусмотреть такой же тип вогнутой внутренней поверхности в большой вставке 3, такой, которая обсуждалась в отношении Фиг. 10. Таким образом, вставка 3 может в этом случае иметь внутреннюю кривизну, проходящую по всей ее ширине. Однако, в качестве альтернативы, внутренняя кривизна может быть предусмотрена только в положениях, лежащих над удлиненными пружинами устройства регулирования жесткости, как в примере на Фиг. 12, и с плоской неизогнутой внутренней поверхностью между ними. Такая вставка может быть обеспечена, например, путем применения комбинации частей вставки с изогнутой внутренней поверхностью и прямоугольных сплошных частей вставки. Таким образом, каждая чередующаяся часть вставки может быть изогнутого типа, а все остальные - прямоугольного сплошного типа. Части вставок могут быть затем соединены вместе, например, с помощью клея, для образования вставки.
Специалисту в данной области техники понятно, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается предпочтительными вариантами осуществления, раскрытыми выше. Напротив, возможны многочисленные видоизменения и вариации в пределах прилагаемой формулы изобретения. Например, в зонах возможно использовать альтернативные элементы матраса, такие как упругие элементы, сформированные из пеноматериала, резины, спиральных пружин, спиральных пружин карманного типа, надувных элементов и т.п. Также, жесткость матраса можно регулировать вручную или в автоматическом режиме, используя электронасос, электродвигатель или т.п. Конструкция для лежания или сидения также может быть полностью автоматизирована, в зависимости от предварительно сохраненных предпочтений и/или на основе данных от датчика.