CN110087511A - 用于自适应睡眠系统的支撑模块和自适应睡眠系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在自适应睡眠系统中使用的支撑模块(100)并且涉及包括这种支撑模块的睡眠系统，该睡眠系统的阻力(弹力)可以以简单的方式适应于使用者的身体部位和/或姿势。用于自适应睡眠系统的支撑模块(100)包括最上面的支撑元件(110)、至少两个驱动轴(140、140’)、彼此平行地定位的至少两个板簧(130、130’)，每个板簧(130、130’)包括第一端部和第二端部，每个第一端部连接至第一支撑元件，并且每个第二端部经由联接元件(150)与相邻的驱动轴(140、140’)接触，其中，板簧(130、130’)的第二端部相对于相邻的驱动轴(140、140’)的位置决定该板簧(130、130’)的变形阻力，并且其中，联接元件(150)被构造成将至少一个驱动轴(140、140’)的旋转运动传递至板簧(130、130’)，以改变板簧(130、130’)的第二端部相对于相邻的驱动轴(140、140’)的位置。

Description

用于自适应睡眠系统的支撑模块和自适应睡眠系统

技术领域

本申请涉及自适应睡眠系统，该自适应睡眠系统允许弹性能力主动和/或被动地适应于使用者的身体部位和/或姿势。

背景技术

虽然良好的睡眠舒适度对人的精神状态有重要贡献，但很少有睡眠系统为使用者提供最佳的身体支撑。在大量睡眠系统中，使用者倚靠在由板条基部支撑的床垫上。为了向身体的各个区域提供适合的支撑，各种系统允许板条基部的弹性能力或弹力的局部调节。因此，例如，臀部水平处的区域可以比躯干水平处的区域具有更小的弹性。

许多这种系统利用成对的板条，所述成对的板条可以经由一对滑动装置来收紧，如在欧洲专利申请EP 0 919 163中所描述的。这种睡眠系统具有被预先调节并且没有考虑到使用者的卧姿的可能变化的缺点，使用者的卧姿的可能变化例如为从侧卧到仰卧。

在使用者的重量的影响下，其他睡眠系统以被动的方式将压力分布在使用者的身体上。这种系统的一个示例是水床。尽管这种睡眠系统使自身适应于使用者的姿势，但是它们通常具有不利影响，即臀部水平处的区域将下沉得太深，结果损害了良好的身体支撑。

自适应睡眠系统可以构成这些问题的解决方案。这种系统能够在人的睡眠期间以主动的方式改变身体支撑，使得可以满足关于身体支撑的最严格的要求。目前可用的这种系统的范围是有限的。欧洲专利EP 2 255 293描述了一种睡眠系统，其中，该系统中的许多不同区域基于各种测量被控制，因此这些区域能够最佳地支撑身体。这是经由单独的可充气室实现的。当使用者睡觉时，可以以完全自主的方式控制各区域。

国际专利申请WO 2015/139921描述了一种由多个基部模块构成的睡眠系统，其中，每个基部模块包括被定位在彼此之上的一组板条，并且其中，基部模块的刚性以及——引申开来——睡眠系统的刚性可以基于滑动机构来进行自适应。在这种情况下，两个滑动元件在两个或更多个板条的长度上相对于彼此移位，该移位对应于刚度的变化。

欧洲专利申请EP 0 680 715描述了一种睡眠系统，该睡眠系统包括多个横向杆，所述多个横向杆在每个端部处连接至多个弯曲的支撑件，其中，每个弯曲的支撑件的下端部终止于齿轮中，所述齿轮彼此接合。当载荷施加在床基部的一个侧部上并且因此施加在杆的连接至端部件的一个端部上时，支撑件经历变形，这引起两个支撑件的旋转运动。该运动通过杆传递至床的相反端部，因此这可以通过连接的支撑件同时再现。因此，无论载荷施加在何处，这都允许床垫的均匀变形。然而，EP 0 680 715的睡眠系统的弹性不能进行自适应。

然而，当前的自适应睡眠系统非常复杂，从而导致更大的缺陷风险。因此，可能危及正确的操作。由于普通使用者更难以检测到错误调节的事实，因而复杂性还可能降低使用者友好性。除此之外，复杂的构造还需要大量(昂贵的)材料和劳动力，这增加了生产成本和销售价格。结果是，这种复杂的系统首先被用于分析睡眠行为而不是用作例如具有背部不适的使用者日常使用的睡眠系统，因此，需要一种提供对一个或更多个前述问题的解决方案的自适应睡眠系统。

发明内容

本发明的目的和优选实施方式提供了对上述和其他缺点中的一个或更多个缺点的解决方案。为此目的，本发明以其最一般的形式涉及一种用于在睡眠系统中使用的支撑模块，该支撑模块的阻力或弹力可以以简单的方式来进行自适应。除此之外，本文中提供的睡眠系统具有各个区域的弹力可以被调节以便提供不同水平的支撑的优点，其中，该睡眠系统由根据本发明的各个支撑模块构成，并且在该睡眠系统中，不同的支撑模块形成不同的区域。此外，本文中描述的系统可以调节为包括多个支撑模块的自适应睡眠系统，该自适应睡眠系统的弹性能力可以主动地适应于使用者的身体部位和/或姿势。

发明人已经发现，与根据现有技术的睡眠系统相比，包括根据本发明的支撑模块的支撑模块和/或自适应睡眠系统实现：改善的睡眠系统的使用者友好性、舒适性、安全性和稳定性、以及机械特性的更大的调节范围以及更有效的生产成本和/或生产时间。

特别地，本发明包括以下方面：

在第一方面，本发明提供了一种用于自适应睡眠系统的支撑模块100，该支撑模块100包括：

-最上面的第一支撑元件110；

-至少两个驱动轴140、140’，驱动轴位于相对于第一支撑元件110平行的平面中；

-彼此平行地定位的至少两个板簧130、130’，每个板簧包括第一端部和第二端部，每个第一端部连接至第一支撑元件110，并且每个板簧经由联接元件150与相邻的驱动轴140接触；

其中，板簧130的第二端部相对于相邻的驱动轴140的位置决定该板簧130的变形阻力，并且

其中，联接元件150被构造成将至少一个驱动轴140的旋转运动传递至板簧130，以改变板簧130的第二端部相对于相邻的驱动轴140的位置。

应理解的是，在根据本发明的用于自适应睡眠系统的支撑模块中，板簧的弹性是能够自适应的并且取决于板簧相对于相邻的驱动轴的位置。

在优选的实施方式中，板簧130的第二端部经由多个互补元件与联接元件150形成联接。

在优选的实施方式中，第一驱动轴140的联接元件150和第二驱动轴140’的联接元件150’经由多个互补元件而彼此形成联接。

在优选的实施方式中，联接元件150和板簧130的第二端部包括彼此接合的齿、肋或槽。

在优选的实施方式中，支撑模块100还包括最下面的第二支撑元件160，每个板簧130的第二端部被夹紧在相邻的驱动轴140与第二支撑元件160之间。

在优选的实施方式中，板簧130由弹性合成材料或复合材料制造、优选地由热塑性弹性体制造。

在优选的实施方式中，其中，支撑模块还包括驱动装置190，该驱动装置190构造成驱动至少一个驱动轴140。

在优选的实施方式中，支撑模块100还包括控制单元，该控制单元配置成控制驱动装置并控制至少一个驱动轴的驱动。

在优选的实施方式中，控制单元包括一个或更多个传感器250。

在第二方面，本发明提供了一种自适应的模块化睡眠系统200，其包括多个如本文中所设想的支撑模块100，其中，所述多个支撑模块100的最上面的支撑元件110一起形成躺卧表面，即适合于身体躺卧的区域。

在优选的实施方式中，所述多个支撑模块100中的至少一些支撑模块彼此联接。

在优选的实施方式中，自适应的模块化睡眠系统200包括各自由彼此联接的一个或更多个支撑模块100构成的至少两组支撑模块，各组支撑模块具有不同的弹性能力。优选地，每组支撑模块100设置有单独的驱动装置190，单独的驱动装置190用于驱动相关组的支撑模块100内的多个支撑模块的至少一个驱动轴。

在优选的实施方式中，自适应的模块化睡眠系统200包括多个板条模块200，其中，在每个板条模块中，支撑模块100中的至少两个支撑模块被联接至水平板条210，或者其中，至少两个支撑模块100的最上面的支撑元件一起形成水平板条210，并且其中，多个板条模块200的水平板条一起形成躺卧表面。

在优选的实施方式中，所述多个支撑模块100由覆盖框架或睡眠系统支撑元件支撑。

在另一方面，本发明提供了一种根据如本文中所述的一个或更多个实施方式的支撑模块100作为自适应的模块化睡眠系统200的部件的用途。优选地，在这种用途中，弹性能力适应于自适应的模块化睡眠系统200的使用者的姿势、重量和/或身体部位。

附图说明

本文中所描述的系统的具体提供的实施方式的附图的以下描述仅通过示例的方式给出，以便更好地说明本发明的特征，并且以下描述不旨在限制本说明、其应用或使用。在附图中，对应的附图标记指代相同或对应的部件和特征。

在整个附图中，遵循以下附图标记：100、100’-支撑模块；110-最上面的第一支撑元件；130、130’-板簧；140、140’-驱动轴；150、150’-联接元件；160-最下面的第二支撑元件；190、190’-驱动装置；200-自适应的模块化睡眠系统；210-水平板条；220-框架；250-传感器。

图1示出了根据本发明的优选实施方式的支撑模块100的示意图，其中，支撑模块100以正视图(图1A)、俯视图(图1B)和仰视图(图1C)示出。

图2示出了根据本发明的另一优选实施方式的支撑模块100的示意图，其中，支撑模块100以侧视图(图2A)和俯视图(图2B)示出。

图3示出了根据本发明的优选实施方式的支撑模块100的示意图，其中，图示了变形阻力的改型。图3A示出了关于板簧130、130’的第一位置的第一状态；图3B1示出了关于板簧130、130’的第二位置的第二状态，对此，图3B2图示了相对于第一状态的变形阻力的变化；图3C1示出了关于板簧130、130’的第三位置的第三状态，对此，图3C2图示了相对于第一状态的变形阻力的变化。

图4A、图4B和图4C示出了根据本发明的优选实施方式的包括多个支撑模块100、100’的睡眠系统的各种实施方式的横截面。

具体实施方式

如下文中所使用的，单数形式“一”、“一种”、“该”包含单数和复数形式，除非上下文另有明确说明。

如下面所使用的术语“包括(comprise)”、“包含(encompass)”、“包括(comprises)”、“包含(encompasses)”与“包括性的(inclusive)”、“具有(include)”或“含有(contain)”、“含有(contains)”同义，并且是包括性或开放的且不排除其他未命名的构件、元件或程序步骤。术语“包括(comprise)”、“包含(encompass)”、“包括(comprises)”、“包含(encompasses)”将术语“含有(contain)”包括在内。

基于数值范围的数值汇总包含这些范围内的所有数值和分数以及所引用的端点。

当参照比如参数、数量、时间段等可测量值时使用的术语“约”旨在包括特定值的并从特定值开始的+/-10％或更少、优选地为+/-5％或更少、更优选地为+/-1％或更少、还更优选地为+/-0.1％或更少的变化量，只要这些变化量适于在所公开的发明中起作用即可。应当理解的是，术语“约”所涉及的值也被公开。

该描述中所引用的所有参考文献在此全部通过参引并入。

在以下段落中，更详细地限定了本发明的各个方面。除非明确地相反说明，否则如此限定的任何方面都可以与另一方面或多个方面组合。特别地，表示为“优选的”或“有利的”的特征可以与被提及为“优选的”和/或“有利的”的其他特征或性能组合。本说明书中对“一个(优选的)实施方式”或“一(优选的)实施方式”的引用表示结合该实施方式所描述的特定功能、结构或特性被用于本发明的至少一个实施方式中。当在本说明书中的各个位置提及短语“在一个(优选的)实施方式中”或“一(优选的)实施方式”中时，它们不一定是指代相同的实施方式，尽管也不排除这一点。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合，如对于本发明的主题方面的技术人员而言将基于该描述而清楚的。权利要求中所描述的(优选的)实施方式可以以任何组合使用。在本发明的本描述中，对构成本发明的一部分且图示了本发明的具体实施方式的附图进行参照。与特定元件有关的在括号中或以粗体示出的图仅将相关元件图示为示例，而不是在此对这些元件进行限制。应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其他实施方式并且可以做出结构改型或逻辑改型。以下详细描述不应视为限制性的，并且本发明的范围由所附权利要求限定。

除非另有限定，否则本发明中公开的所有术语——包括技术术语和科学术语——具有本领域技术人员通常理解的含义。作为进一步的指导原则，引入了对在本发明的描述中所使用的术语进行进一步阐明的限定。

如本文中所使用的术语物体的“端部”、特别是“板簧的端部”也包含该物体、特别是板簧的靠近该端部的一部分；更具体地，第一端部和第二端部也包含位于距该端部下述距离处的部分：该距离小于物体、特别是板簧的长度或相关尺寸的10％，优选地小于物体、特别是板簧的长度或相关尺寸的5％。

如本文中所使用的术语“垂直”可以包含相对于精确垂直的取向的某些偏差。更具体地，在下述情况下第一表面或物体被认为是相对于第二表面或物体垂直地定位：由这些物体确定的表面之间的角度在85°与95°之间、优选地为在87°与92°之间、更优选地为在88°与91°之间、并且最优选地为90°。

如本文中所使用的术语“平行”可以包含相对于精确平行的取向的某些偏差。更具体地，在下述情况下第一表面或物体被认为是相对于第二表面或物体平行地定位：由这些物体确定的表面之间的角度在0°与5°之间、优选地为在0°与2°之间、更优选地为在0°与1°之间、并且最优选地为0°。

如本文中所使用的术语“躺卧表面”表示睡眠系统的用于支撑床垫等的表面和/或用于支撑睡眠系统的使用者的表面。

如本文中所使用的术语“睡眠系统”指代通常用于睡觉的比如床的装置。然而，本领域技术人员将清楚的是，该术语不旨在表示对系统的可能使用进行限制。因此，也可以使用本文中所描述的睡眠系统来躺卧在其上，而不是必需进行睡眠。

板簧和/或支撑模块的术语“变形阻力”或“抗变形性”指代板簧和/或支撑模块的用以抵抗在来自外部的力(压力)的影响下的变形的结构性能或刚度。板簧和/或支撑模块的变形的特殊示例是屈曲(flexure)，对此(in which connection)，还可以提及“屈曲阻力”或“抗屈曲性”。该性能由许多结构和材料性能的组合决定，结构和材料性能尤其是强度、弹性、可塑性、抗断裂性等。这些性能定义为“弹簧能力”或“弹性能力”，并且可以将这些性能视为与“弹簧能力”或“弹性能力”同义。

术语“变形角度”或“变形时的角度”或特别是“弯曲角度”或“屈曲角度”与板簧的变形阻力或屈曲阻力直接相关并且由变形决定，比如由板簧相对于呈卸载形式的板簧的参考位置的移位或屈曲决定。在本发明的上下文中，该参考位置可以采取非直线和/或变形状态的形式，这取决于板簧的第二端部相对于相邻的驱动轴的位置，或者以其他的方式阐述，这取决于板簧与相邻的驱动轴之间的沿着板簧的长度的接触点的位置：在该驱动轴进行旋转运动时，该第二端部的位置将改变(或者板簧与相邻的驱动轴之间的沿着板簧的接触点的位置将改变)，并且因此该参考位置也将改变。当随后将力(压力)施加在板簧上时，板簧将变形到特定的变形状态，该变形状态取决于力(压力)的大小和变形阻力的大小。“最大变形”被定义为板簧在不会遭受比如塑性变形、断裂等的损坏的情况下可以抵抗的最大变形。在特殊示例中，这种变形也可以被测量为变形角度或屈曲角度。于是，最大变形角度或屈曲角度是板簧在不会损坏的情况下可以经受的最大屈曲。

申请人已经开发了一种用于在自适应睡眠系统中使用的支撑模块，其中，支撑模块的阻力和弹性能力并且因此包括这种支撑模块的睡眠系统的阻力和弹性能力可以借助于具有自适应的刚度的板簧以简单的方式适应于使用者的身体部位和/或姿势。由于多个这样的支撑模块定位在上表面上，因而获得了自适应睡眠系统。每个板簧的刚度或变形阻力直接决定了睡眠系统的弹性能力。由于这些支撑模块能够共同和/或单独地进行自适应，因而自适应睡眠系统的弹性能力也可以整体进行自适应或限于特定区域来进行自适应。

包括根据本发明的支撑模块的自适应睡眠系统是使用者友好的、安全的、稳定的且舒适的。由于支撑模块可以借助合成材料来简单地制造，因而根据本发明的支撑模块的构造以及——引申开来——完整的自适应睡眠系统的构造也变得非常时间有效和成本有效。除此之外，根据本发明的各个支撑模块的尺寸非常紧凑从而便于它们的存储。根据本发明的支撑模块也非常稳定和坚固，由此它们不易磨损或断裂。所有这些优点都进一步有助于本发明的时间效率和成本效率；例如，由于可以改善人力、运输成本、运输时间、安装成本、安装时间和/或存储成本。除此之外，发明人还发现，无论是在临时使用的情况下(例如在背部受伤后在医院中或者在背部不适的情况下在检查中心中)还是在长期使用的情况下(例如在家中)，根据本发明的支撑模块和/或自适应睡眠系统的使用都非常适合于增强使用者的睡眠舒适度、精神状态、身体支撑和/或健康。如本文中所描述的包括根据本发明的多个支撑模块的自适应睡眠系统非常适合于具有非常严格的舒适度要求的使用者或具有比如背痛、肩痛或异常身体部位和睡眠简档表(sleep profile)等的医疗疾病的使用者。

在第一方面，本发明涉及一种用于自适应睡眠系统的支撑模块，该支撑模块包括：(A)最上面的第一支撑元件；(B)至少一个驱动轴，优选地为至少两个驱动轴；(C)至少一个板簧，优选地为彼此平行地定位的至少两个板簧，每个板簧包括第一端部和第二端部，每个第一端部连接至第一支撑元件，并且板簧、特别是板簧的每个第二端部经由联接元件与相邻的驱动轴接触，板簧的第二端部相对于相邻的驱动轴的位置决定该板簧的变形阻力或刚度，并且联接元件构造成将至少一个驱动轴的旋转运动传递至板簧，以便以这种方式改变板簧的第二端部相对于相邻的驱动轴的位置。图1(图1A至图1C)图示了根据本发明的支撑模块的优选的实施方式，如下面论述的。

在本发明中，板簧的刚度或变形阻力是能够自适应的，并且以这种方式，支撑模块的阻力和弹性能力并且因此包括这种支撑模块的睡眠系统的阻力和弹性能力可以进行自适应。这在图3中图示出。板簧的变形阻力取决于第二端部相对于联接元件和/或驱动轴的位置。联接元件与板簧的接触点决定杠杆的接触点。在第二端部移位时，特别是在第二端部因驱动轴的旋转而移位时，该接触点在板簧的长度上移动并因此改变板簧的变形阻力。特别地，当第二端部靠近联接元件和/或驱动轴定位时——换句话说，当板簧与联接元件之间的接触点定位在板簧的第二端部处或靠近板簧的第二端部定位时(图3B1)——变形阻力将最小且变形最大(图3B2)。第二端部的位置移动得离联接元件和/或驱动轴越远——换句话说，板簧的第二端部同板簧与联接元件之间的接触点之间的距离越大(图3C1)——变形阻力升高得越多且变形(最大弹性变形)将越小(图3C2)。通过至少一个驱动轴的旋转运动可以主动地改变板簧的第二端部的位置，由此也可以改变板簧的变形阻力和变形。当随后例如由使用者将力(压力)施加在最上面的支撑元件上时，该力将被有效地支撑最上面的支撑元件的至少两个板簧吸收。

在优选的实施方式中，板簧与联接元件之间的接触点可以在板簧的至少10％或20％的总长度上移动、优选地在至少30％的总长度上移动或甚至在至少35％的总长度上移动，特别地，由此板簧与联接元件之间的接触点同板簧的端部之间的距离增加或减少了板簧的至少10％或20％的总长度、优选地增加或减少了至少30％的总长度或甚至增加或减少了至少35％的总长度，从而引起板簧的第二端部相对于联接元件和/或驱动轴的位置的对应变化。

在优选的实施方式中，板簧对称地定位且彼此平行，其中，板簧的第二端部指向位于驱动轴之间且垂直于最上面的支撑元件的假想平面。这提供了支撑元件的平衡的弯曲。结果是，支撑模块获得了对总变形阻力的主动适应，该总变形阻力是每个板簧的单独变形阻力的总和。

在其他优选的实施方式中，至少一个板簧具有与至少一个其他板簧不同的变形阻力。各种变形阻力的设定允许使最上面的支撑元件以特定角度旋转，例如从5°旋转至25°。这对于特定治疗应用和/或使用者的特定身体部位障碍而言可能是必要的。此外，一些使用者可能会觉得这样更舒适。

在一些优选的实施方式中，驱动轴位于相对于最上面的支撑元件平行地延伸的平面中。通过将驱动轴定位在该平面中，获得了支撑模块的附加的稳定性和刚性。

对于被构造成将至少一个驱动轴的旋转运动传递至板簧以便以这种方式改变板簧的第二端部相对于相邻的驱动轴的位置的联接元件而言可以考虑各种实施方式。在一些实施方式中，联接元件和板簧两者被构造成将至少一个驱动轴的旋转运动传递至板簧。以这种方式，板簧和/或联接元件可以被构造成以板簧与联接元件之间的高度摩擦为目标，例如通过由具有高的抗摩擦性的材料制造板簧和/或联接元件。

在特别优选的实施方式中，至少一个板簧的第二端部和联接元件通过互补的机械传动装置联接，以将驱动轴的旋转有效地传递至板簧。在一些优选的实施方式中，互补的机械传动装置包括多个互补结构，这些互补结构被构造成彼此接合，这些互补结构比如为齿、肋、槽、销和开口等。

互补的机械传动装置通常允许驱动轴(经由联接元件)和板簧的良好运动传递，此外还具有最小的阻塞或后退的可能性。结果是，支撑模块变得更加稳定且更加可靠。此外，具有彼此接合的互补结构的这种互补机械传动装置允许驱动轴的旋转运动被转换成离散状态，对此，例如，每个齿对应于板簧的特定状态和有关的变形阻力。在其他优选的实施方式中，板簧的第二端部的位置是连续可变的。这些各种实施方式使得支撑模块的变形阻力可以简单地适应于使用者和/或生产者的要求成为可能。

在一些实施方式中，第一驱动轴的联接元件和优选地相邻的第二驱动轴的联接元件通过互补的机械传动装置联接，该互补的机械传动装置优选地包括多个互补结构，这些互补结构被构造成彼此接合，这些互补结构比如为齿、肋、槽、销和开口等。

允许驱动轴之间的机械传动的两个或更多个驱动轴的联接元件之间的接触确保第一驱动轴的旋转导致第二驱动轴的成比例的旋转，由此(至少)两个联接的轴通过一个驱动轴的驱动而旋转，因此与各个驱动轴接触的两个板簧同时移位。这提供了支撑模块的变形阻力的非常有效的驱动和/或适应。这是因为连接至联接元件的板簧的变形阻力同时进行自适应，从而提高了支撑模块的可靠性、安全性和使用者友好性。

在一些实施方式中，支撑模块还包括最下面的第二支撑元件，该第二支撑元件构造成用于对支撑模块进行支撑。结果是，施加——比方说例如由睡眠系统的使用者施加——在支撑模块上的力(压力)还被第二支撑元件支撑。在特定实施方式中，这可以是例如床的框架或支撑板条、或者连接至这种框架或支撑板条的元件。在优选的实施方式中，驱动轴被定位在最下面的支撑元件上方且可选地具有悬架，该悬架防止驱动轴压靠在支撑元件上。在更具体的实施方式中，板簧被夹紧在至少一个相邻的驱动轴与最下面的支撑元件之间。由于板簧已被夹紧，因而不再需要另外的夹紧装置和/或联接装置来将板簧保持成稳定的。此外，这防止板簧例如在设定期间从联接元件弹开或滑回，并且促进了旋转运动从驱动轴至板簧的传递。

在一些实施方式中，最上面的支撑元件和至少两个板簧的第一端部形成单个单元，以及/或者最上面的支撑元件和至少两个板簧的第一端部以不可拆卸的方式连接。该实施方式提供了支撑模块的附加的稳定性。此外，这防止了最上面的支撑元件例如在比如大的重量的较大的力的情况下脱离。结果是，支撑模块变得更安全并且防止了在塌陷或误用的情况下的不期望的伤害。

在最一般的实施方式中，任何种类的材料都适合于板簧，只要它具有弹性性能即可。然而，特定弹性种类的材料在经过一段时间之后和/或在使用之后会经历塑性变形，结果是，它们更缓慢地或不再返回至休止状态。由此，金属板簧特别不适合作为根据本发明的支撑模块中的板簧。

在特别优选的实施方式中，板簧由弹性合成材料和/或复合材料制成。在一些优选的实施方式中，板簧由热塑性弹性体制造，比如由热塑性共聚酯弹性体(称为TPE、COPE和TPC)制造。

发明人已经发现，这种弹性合成材料和/或复合材料非常适合于本发明，因为这些材料通常在弹性与刚性之间具有良好的平衡。特别地，热塑性弹性体在长时间和/或频繁使用后几乎没有磨损，并且它们可以良好地塑性变形。此外，这些材料可以自由地获得、价格低廉且生产简单。特别地，板簧由热塑性弹性体经由注射成型工艺来简单地制造。这进一步有助于支撑模块的生产的时间效率和成本效率。

在一些实施方式中，板簧的长度(在拉伸状态下)为从至少5.0cm到至多30.0cm、优选地为从7.5cm至25.0cm、更优选地为10.0cm至20.0cm、最优选地为12.0cm至16.0cm，比如约14.0cm。在一些实施方式中，板簧的宽度为至少1cm、优选地为至少1.5cm，比如介于2cm与5cm之间。在一些实施方式中，板簧的宽度为从至少1.0cm到至多20cm、优选地为从1.5cm至10，更优选地为介于2cm与5cm之间。

在一些实施方式中，板簧构造成抵抗从至少1N到至多100N的力、优选地为从10N至80N的力、更优选地为25N至75N的力。在一些实施方式中，板簧构造成抵抗从至少1kg到至多10kg的重量、优选地为从2kg至9kg的重量、更优选地为3kg至8kg的重量。

在一些实施方式中，支撑模块被构造成抵抗从至少1N到至多2000N的力、优选地为从10N至1500N的力、更优选地为25N至1000N的力。在一些实施方式中，支撑模块被构造成抵抗从至少1kg到至多100kg的重量、优选地为从2kg至75kg的重量、更优选地为3kg至50kg的重量。术语“抵抗”应被理解为表示板簧和/或支撑模块不经历持久的结构损坏，比如塑性变形、断裂、破裂等。假定还要抵抗比所陈述的值低的值(例如，力、重量、角度)。

本发明还涉及一种自适应的模块化睡眠系统，该睡眠系统包括多个根据前述实施方式中的一个实施方式的支撑模块，其中，多个最上面的支撑元件形成躺卧表面。睡眠系统的模块化结构允许睡眠系统以简单的方式适应于使用者的需要。在一些实施方式中，自适应系统包括多个板条模块，如图4A和图4B中所示，在这种情况下，每个板条模块包括至少两个根据本发明的支撑模块，所述至少两个支撑模块特别是串联的且联接至至少一个水平板条、比如两个或三个水平板条的组，或者在这种情况下，至少两个支撑模块的最上面的支撑元件一起形成水平板条，并且在这种情况下，多个板条模块的水平板条一起形成躺卧表面。

在优选形式中，睡眠系统的躺卧表面完全由如本文中所述的多个支撑模块构成。但是，这不是必需的。在特定实施方式中，睡眠系统的躺卧表面可以部分地由一个或更多个如上所述的支撑模块形成，躺卧表面的其余部分由其他元件形成。因此，例如，可以为睡眠系统的区域提供单独的支撑模块，这些支撑模块对于身体——比如臀部或肩部水平处的区域——的支撑而言是最关键的。对于其他区域而言，可以提供另一种系统，例如常规的板条基部。

构建睡眠系统的支撑模块的精确数目可以取决于使用者，例如取决于使用者的身高。相对大量的支撑模块通常允许使睡眠系统适应于使用者的更大的自由度。睡眠系统的单独的支撑模块可以彼此相同或者可以彼此不同。

在一些实施方式中，躺卧表面被转换成睡眠元件，比如被转换成床垫，作为板条基部和其他类似物。在一些实施方式中，自适应睡眠系统适合于安置在睡眠元件的下面；例如，床垫可以被安置在多个支撑模块上。

当两个或更多个支撑模块被组合在板条模块中时，这种板条模块的水平板条可以具有不同的宽度。以这种方式，睡眠系统可以更好地适应于使用者的身体部位。然而，本发明提供的是，在其他实施方式中所有板条模块具有相同的宽度。

自适应睡眠系统的(躺卧表面)的尺寸通常由床的长度和宽度、特别是床的框架的长度和宽度来确定。此外，该框架可以用作共用的最下面的支撑元件，在该支撑元件上搁置有如本文中所描述的多个支撑模块。因此，例如，可以提供一个或更多个板，支撑模块被安置在这些板上。替代性地，可以提供完整的支撑表面，支撑模块可以被安置在该支撑表面上。因此，自适应睡眠系统的尺寸通常与床的典型尺寸具有相同的数量级并且是本领域技术人员已知的。

在特定实施方式中，睡眠系统包括框架，该框架环绕并优选地支撑彼此联接的支撑模块。可以使用这样的框架来将支撑模块在物理上及视觉上与使用者隔开。例如，框架可以保护支撑模块免受侧向力的影响。

在一些实施方式中，多个支撑模块被彼此联接或连结(link)。这种联接或连结可能涉及以下连接中的一种或更多种连接：

-各个支撑模块具有共用的驱动轴；

-各个支撑模块具有共用的最上面的支撑元件；以及/或者

-各个支撑模块由共用的驱动装置(driving gear)驱动。

多个支撑模块的这种联接允许划分出各个区域，其中，例如，对于在一个相同的区域中的支撑模块而言，可以调节出和/或可以主动地适应出一个相同的变形阻力。

在一些实施方式中，睡眠系统的躺卧表面被分成具有不同弹性能力的至少两个区域。在一些优选的实施方式中，用于睡觉的上表面被分成具有不同弹性能力的三个区域，特别地是：调节至使用者的肩部的第一区域、调节至使用者的腰部的第二区域、以及调节至使用者的骨盆区域的第三区域。这种划分提供特别舒适的实施方式。在一些实施方式中，头部区域、胸部区域和/或足部区域也可以构造成具有不同的刚度。

在一些实施方式中，睡眠系统包括这样的支撑模块，该支撑模块于每至少5cm到至多30cm、优选地5cm至20cm、更优选地10cm至20cm、最优选地10cm至15cm例如每12cm或13cm处安置。支撑模块之间的空间可以是空的，或者可以填充有诸如线缆、驱动装置、传感器、保护元件比如框架等的附加元件。发明人已经发现，优选的距离提供最佳的舒适性和稳定性。较高的值可能具有一些区域会不令人满意地适应的结果；较低的值几乎不可察觉并导致不必要的可用装置和成本的使用。然而，对于具有例如医疗问题的特定使用者而言，可能需要不同的距离。

在一些实施方式中，上述支撑模块或睡眠系统可以设置有驱动装置，该驱动装置构造成驱动根据本发明的支撑模块的至少一个驱动轴，特别地是使驱动轴旋转以用于调节板簧的第二端部相对于相邻的驱动轴的位置并因此用于调节板簧的变形阻力。可以提供驱动轴的这种旋转运动的驱动装置、驱动机构或致动器是本领域技术人员已知的。驱动装置可以靠近支撑模块定位，或者可以远离支撑模块定位，并且可以经由杆和/或另外的联接元件将旋转运动传递至驱动轴。附加地或替代性地，例如，在期望不同的变形阻力的情况下，每个驱动轴或每个支撑模块可以由单独的驱动装置驱动。在一些实施方式中，驱动装置包括手动驱动器(drive)。这可以是例如由使用者转动的旋钮或轮。在优选的实施方式中，驱动装置包括电驱动器。这可以是例如电动马达。电驱动器由于给予更快且更精确的驱动的事实而通常是更期望的。另外，这还预防使用者的困难；这对于具有医疗不适的使用者而言是另外需要的。电动马达需要电流源，电流源可以经由本领域技术人员已知的电池或连接件来输送。

一个或更多个驱动装置的使用允许自适应睡眠系统的支撑模块或单独的(成组的)支承模块的调节是自动的。在特定实施方式中，控制可以由使用者根据需要例如经由遥控装置或其他接口来进行。

以这种方式，在睡眠系统的特定实施方式中，每个支撑模块还设置有其自身的驱动装置，使得各个支撑模块的调节(在具有变形阻力的情况下)可以同时且彼此独立地改变。

在优选形式中，成组的两个或更多个比如三个或四个水平板条被连接至至少两个支撑模块。

通常的情况是，邻近的支撑模块例如根据使用者的肩部、腰部和骨盆而设置有类似的调节。这是可能的，因为一个睡眠系统内的组或区域中的两个或更多个(邻近的)支撑模块的调节经由单个驱动装置、例如经由共用的驱动轴来控制。在优选的实施方式中，各个区域由不同的驱动装置驱动。由于驱动轴的联接元件通过可以连结的机械传动装置联接至邻近的驱动轴的联接元件，因此可以实现一系列连接。结果是，可以通过驱动仅一个驱动轴来改变多个支撑模块的变形阻力。附加地或替代性地，这些区域也可以由具有多个联接点的一个驱动装置驱动。

在一些实施方式中，上述支撑模块或睡眠系统可以设置有控制单元，该控制单元配置成控制驱动装置。控制单元允许支撑模块或睡眠系统被自动控制。这可以是例如计算机或能够控制驱动装置的其他装置。

在一些实施方式中，控制单元包括遥控装置。附加地或替代性地，遥控装置也可以是通信设备，比如具有下述程序的移动电话：该程序给予对控制单元的访问或执行控制单元的功能。用于这种控制单元的无线连接对于本领域技术人员而言是已知的，例如蓝牙接收器。

在一些实施方式中，控制单元包括一个或更多个传感器，例如加速度计、位置传感器和/或压力传感器。这些传感器可以安置在第一支撑元件和/或板簧上。在特定实施方式中，传感器可以设置为可以安置在躺卧表面和/或床垫上的传感器垫。适合的传感器垫的示例是由Custom8(比利时)开发的Idoshape系统；当该传感器垫用作床垫的上表面或安置在床垫的两个层之间时，该传感器垫测量位移，或者更具体地，测量上表面的变形。适合的传感器垫的另一示例是压力垫，其中，压力传感器测量施加在最上面的支撑元件上的压力或重量，从而允许支撑模块的变形阻力适应于所测量的压力。

在一些实施方式中，至少一个支撑模块、优选地多个支撑模块还可以包括传感器。在躺卧表面上配备有传感器的睡眠系统的示例在图4C中图示出。

然而，还可以基于传感器的输出来控制驱动装置。在这些实施方式中，手动调节优选地由自动调节代替。在一些实施方式中，控制单元被配置成以取决于传感器测量的方式控制驱动器。该原理例如可以应用成使一个或更多个支撑模块、或者支撑模块的一个或更多个区域的变形阻力适应于使用者的身体轮廓比如身高和/或重量，或者替代性地，适应于睡眠轮廓比如位置和/或姿势，以随后提供理想的支撑。

在一些实施方式中，控制单元被配置成以取决于例如经由遥控装置的使用者调节的方式控制驱动器。该原理例如可以应用于特定的不适和/或障碍。例如，如果使用者声明他/她正在经历肩部疼痛，则睡眠系统中的定位在肩部水平处的一个或更多个支撑模块的变形阻力可以由控制单元自动调节，从而进一步增强舒适性和使用者体验。

例如在使用者姿势改变的事件中，基于传感器的自动调节确保一个或更多个支撑模块的调节也可以在使用者的睡眠期间改变。以这种方式，支撑模块或睡眠系统可以在几乎任何睡眠姿势中提供身体的最佳支撑。

本发明还涉及根据前述实施方式中的一个实施方式的支撑模块作为自适应睡眠系统的部件的用途。

在一些优选的实施方式中，支撑模块的弹性能力适应于使用者的位置、重量和/或身体部位。

在另一方面，本发明涉及包括多个支撑模块的根据前述实施方式中的一个实施方式的自适应睡眠系统睡眠模块的用途。在一些优选的实施方式中，自适应睡眠系统的弹性能力适应于使用者的位置、重量和/或身体部位。

示例

为了进一步阐明本发明的特性、优点和具体特征，下面参照附图更详细地阐述各个优选的实施方式。明显的是，这样的说明不应被解释为对本发明本身、特别是如在下面的权利要求中所表述的范围的限制。

示例1：支撑模块100的布置结构和动作

图1以侧视图(图1A)、俯视图(图1B)和仰视图(图1C)图示了根据本发明的特定实施方式的支承模块100。根据该示例，支撑模块100包括最上面的支撑元件110、至少两个驱动轴140、140’、彼此平行地定位的至少两个板簧130、130’，每个板簧130、130’包括第一端部和第二端部，每个第一端部连接至最上面的支撑元件110，并且每个第二端部经由联接元件150、150’与至少一个驱动轴140、140’接触，联接元件150、150’由可以被连结的机械传动装置联接。可以被连结的机械传动装置还包括多个互补结构，特别地为齿轮。

支撑模块100的变形阻力由于下述事实来决定：板簧130、130’的第二端部相对于联接元件150、150’的位置、特别是联接元件150、150’与板簧130、130’之间的接触点相对于板簧130、130’的第二端部的位置决定有关的板簧130、130’的变形阻力。在至少一个驱动轴140、140’的旋转运动被构造成将该运动传递至板簧以便以这种方式改变板簧的位置、特别是联接元件与板簧之间的接触点相对于板簧的第二端部的位置的情况下，板簧130、130’的变形阻力并且因此支撑模块100的变形阻力可以借助于联接元件来进行自适应。

图2中图示了具有加长的驱动轴140的支撑模块100的特定优选实施方式，其中，支撑模块100以侧视图(图2A)和俯视图(图2B)示出。

由于一个驱动轴140被加长，因而支撑模块100可以联接至驱动装置(图2中未示出)，例如电动马达，该驱动装置在加长的驱动轴140上施加旋转运动。该旋转运动随后经由被联接至第二联接元件150’的第一联接元件150而传递至第二驱动轴。由于两个联接元件150、150’经由齿轮联接而连接的事实，旋转运动将沿相反的第二方向传递，例如从顺时针方向到逆时针方向。这确保了两个驱动轴140、140’使相应的板簧130、130’的第二端部的位置沿期望的方向改变。

图3中图示了板簧130、130’的第二端部的这种运动。板簧的变形阻力取决于第二端部相对于联接元件和/或驱动轴的位置。特别地，图3A示出了第一参考状态，在第一参考状态下，板簧130、130’的第二端部在距驱动轴或联接元件与板簧之间的接触点一特定距离处位于联接元件和/或驱动轴的底部处。根据该实施方式的支撑模块还包括对支撑模块100进行支撑的最下面的支撑元件160，最下面的支撑元件160和驱动轴140、140’定位成使得板簧被夹紧在驱动轴140、140’与最下面的支撑元件160之间。

图3B1图示了支撑模块的第二状态，在第二状态下，板簧130、130’的第二端部的位置通过驱动轴140、140’的旋转而相对于第一参考状态改变，使得驱动轴或联接元件与板簧之间的接触点更靠近板簧的第二端部定位——也就是说，在第二状态下，驱动轴或联接元件与板簧之间的接触点同板簧的第二端部之间的距离减小。在支撑模块的该第二状态下，变形阻力将最小且变形最大，如图3B2中所示。向下的箭头表示施加在支撑模块上的力，特别地是压力。

图3C1图示了支撑模块的第三状态，在第三状态下，板簧130、130’的第二端部的位置通过驱动轴140、140’的旋转而相对于第一参考状态改变，使得驱动轴或联接元件与板簧之间的接触点更远离板簧的第二端部定位——也就是说，在第三状态下，驱动轴或联接元件与板簧之间的接触点同板簧的第二端部之间的距离增大。在支撑模块的该第三状态下，变形阻力将最大且变形最小，如图3C2中所示。因此，在图3C2(即第三状态)中，为了达到与图3B2(即第二状态)中相同的变形所需的施加力将大得多。

示例2：自适应的模块化睡眠系统200

图4图示了睡眠系统(板条模块，200)的部件的优选实施方式。两个支撑模块100、100’支撑水平板条210。每个模块的最下面的支撑元件连接至睡眠系统的框架220。驱动装置190、190’连接至支撑模块100的驱动轴，以使驱动轴旋转。图4A和图4B示出了睡眠系统的部件的不同实施方式，其中，支撑模块100、100’的驱动轴沿着水平板条210的长度定位(图4A)或者垂直于水平板条210的长度定位(图4B)。

模块化睡眠系统200还可以包括传感器250、比如压力传感器或距离传感器，这允许支撑模块的变形阻力适应于载荷。图4C示出了特殊的实施方式，其中，传感器250随后被联接至驱动装置190；这允许支撑模块以取决于传感器测量的方式自动适应。*表示测量点。

Claims (17)

1.一种用于自适应睡眠系统的支撑模块(100)，所述支撑模块(100)包括：

-最上面的第一支撑元件(110)；

-至少两个驱动轴(140、140’)，所述驱动轴位于相对于所述第一支撑元件(110)平行的平面中；

-至少两个板簧(130、130’)，所述板簧(130、130’)构造成具有能够自适应的变形阻力并且彼此平行地定位，每个板簧包括第一端部和第二端部，每个第一端部连接至所述第一支撑元件(110)，并且每个板簧经由联接元件(150)与相邻的驱动轴(140)接触；

其中，板簧(130)的所述第二端部相对于相邻的所述驱动轴(140)的位置决定所述板簧(130)的变形阻力，并且

其中，所述联接元件(150)被构造成将至少一个驱动轴(140)的旋转运动传递至所述板簧(130)，以改变所述板簧(130)的所述第二端部相对于相邻的所述驱动轴(140)的位置。

2.根据权利要求1所述的支撑模块(100)，其中，板簧(130)的所述第二端部经由多个互补元件与所述联接元件(150)形成联接。

3.根据权利要求1或2所述的支撑模块(100)，其中，第一驱动轴(140)的所述联接元件(150)和第二驱动轴(140’)的所述联接元件(150’)经由多个互补元件而彼此形成联接。

4.根据权利要求2或3所述的支撑模块(100)，其中，所述联接元件(150)和所述板簧(130)的所述第二端部包括彼此接合的齿、肋或槽。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的支撑模块(100)，其中，所述支撑模块(100)还包括最下面的第二支撑元件(160)，每个板簧(130)的所述第二端部被夹紧在相邻的所述驱动轴(140)与所述第二支撑元件(160)之间。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的支撑模块(100)，其中，所述板簧(130)由弹性合成材料或复合材料制造、优选地由热塑性弹性体制造。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的支撑模块(100)，其中，所述支撑模块还包括驱动装置(190)，所述驱动装置(190)构造成驱动至少一个驱动轴(140)。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的支撑模块(100)，其中，所述支撑模块(100)还包括控制单元，所述控制单元配置成控制所述驱动装置并控制至少一个驱动轴的驱动。

9.根据权利要求8所述的支撑模块，其中，所述控制单元包括一个或更多个传感器(250)。

10.一种自适应的模块化睡眠系统(200)，包括多个根据权利要求1至9中的一项所述的支撑模块(100)，其中，所述多个支撑模块(100)的最上面的所述支撑元件(110)一起形成躺卧表面。

11.根据权利要求10所述的自适应的模块化睡眠系统(200)，其中，所述多个支撑模块(100)中的至少一些支撑模块彼此联接。

12.根据权利要求11所述的自适应的模块化睡眠系统(200)，包括各自由彼此联接的一个或更多个支撑模块(100)构成的至少两组支撑模块，各组支撑模块具有不同的弹性能力。

13.根据权利要求12所述的自适应的模块化睡眠系统(200)，其中，每组支撑模块(100)设置有单独的驱动装置(190)，所述单独的驱动装置(190)用于驱动相关组的支撑模块(100)内的多个支撑模块的至少一个驱动轴。

14.根据权利要求10至13中的一项所述的自适应的模块化睡眠系统(200)，包括多个板条模块(200)，其中，在每个板条模块中，所述支撑模块(100)中的至少两个支撑模块被联接至水平板条(210)，或者其中，至少两个支撑模块(100)的最上面的所述支撑元件一起形成水平板条(210)，并且其中，多个板条模块(200)的水平板条一起形成躺卧表面。

15.根据权利要求10至14中的一项所述的自适应的模块化睡眠系统(200)，其中，所述多个支撑模块(100)由覆盖框架或睡眠系统支撑元件支撑。

16.一种根据权利要求1至9中的一项所述的支撑模块(100)作为自适应的模块化睡眠系统(200)的部件的用途。

17.根据权利要求16所述的用途，用于使弹性能力适应于所述自适应的模块化睡眠系统(200)的使用者的姿势、重量和/或身体部位。