DE102017120665B4 - Fluid mattress arrangement with infrasound excitation - Google Patents
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Abstract
Fluidmatratzenanordnung, aufweisend
- einen Matratzenkörper (102) mit einer Außenhülle (134), wobei ein Fluid von der Außenhülle umschlossen ist;
- einen Aktor (108, 110), der dazu ausgebildet ist, das Fluid im Matratzenkörper (102) mit einem Signal im Infraschallbereich anzuregen;
- einen Sensor (136), der dazu ausgebildet ist, zumindest eine physiologische Größe eines Nutzers der Fluidmatratzenanordnung zu erfassen; und
- eine Steuerungseinrichtung (138), die dazu ausgebildet ist, den Aktor in Abhängigkeit der erfassten physiologischen Größe anzusteuern, wodurch der Aktor (108, 110) die Anregung des Fluids im Matratzenkörper im Infraschallbereich ändert; dadurch gekennzeichnet, dass
- das Fluid großteils eine Flüsssigkeit ist; und
- die Fluidmatratzenanordnung eine Mehrzahl von Aktoren (108, 110) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung (138) dazu ausgebildet ist, die Aktoren (108, 110) so anzusteuern, dass sich in Abhängigkeit der Ansteuerung vorbestimmte Interferenzmuster auf der Fluidmatratzenanordnung ergeben.
Fluid mattress assembly comprising
- A mattress body (102) with an outer shell (134), wherein a fluid is enclosed by the outer shell;
- An actuator (108, 110) which is designed to excite the fluid in the mattress body (102) with a signal in the infrasound range;
- A sensor (136) which is designed to detect at least one physiological parameter of a user of the fluid mattress arrangement; and
- A control device (138), which is designed to control the actuator depending on the detected physiological variable, whereby the actuator (108, 110) changes the excitation of the fluid in the mattress body in the infrasound range; characterized in that
- the fluid is largely a liquid; and
- the fluid mattress arrangement has a plurality of actuators (108, 110), the control device (138) being designed to activate the actuators (108, 110) such that predetermined interference patterns result on the fluid mattress arrangement as a function of the activation.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Fluidmatratzenanordnung, bei der das Fluid, typischerweise Wasser, mit Infraschall angeregt wird.The present invention relates to an improved fluid mattress assembly in which the fluid, typically water, is infrasound excited.
Stand der TechnikState of the art
Im Stand der Technik sind so genannte Akustikliegen oder Wellnessliegen bekannt, bei denen Aktoren die Liegeauflageflächen zum Schwingen anregen. Es sind Ausführungsformen bekannt, bei denen die Schwingungen über stabile Holzplattenkonstruktionen beispielsweise in Polsterschaumatratzen oder Wasserbettenauflagen eingeleitet werden.So-called acoustic couches or wellness couches are known in the prior art, in which actuators stimulate the couch support surfaces to vibrate. Embodiments are known in which the vibrations are introduced via stable wooden panel constructions, for example in upholstered foam mattresses or waterbed pads.
Bei derartigen Liegen werden handelsübliche Aktoren eingesetzt, die in einem Frequenzbereich von etwa 40 Hz bis etwa 100 Hz abstrahlen. Dabei ist zu beobachten, dass derartige Konstruktionen nicht den physikalischen akustischen Anforderungen entsprechen. Beispielsweise sind Polsterschäume nicht geeignet, Schallwellen im Bereich von etwa 40 Hz bis 10 kHz zu übertragen, da ein derartiges Material eher als Dämmstoff wirkt und folglich lediglich stark abgeschwächte Schwingungen zum Körper übertragen kann.Commercially available actuators that emit in a frequency range of about 40 Hz to about 100 Hz are used in such couches. It can be observed that such constructions do not meet the physical acoustic requirements. For example, upholstery foams are not suitable for transmitting sound waves in the range from about 40 Hz to 10 kHz, since such a material acts more as an insulating material and can therefore only transmit greatly weakened vibrations to the body.
Bei Liegen mit einer Wasserauflage (Wassermatratze) werden wegen des hohen Gewichtes der wassergefüllten Matratzen, beispielsweise etwa 200 kg bis etwa 500 kg, stabile Unterbaukonstruktionen verwendet, die jedoch eine Grenzfrequenz aufweisen, die oberhalb wichtiger Eigenresonanzen von Körperteilen liegt, so dass eine wirkungsvolle Übertragung auf einen Nutzer auf der Matratze lediglich abgeschwächt oder gar nicht stattfindet.In the case of loungers with a water pad (water mattress), stable substructures are used because of the high weight of the water-filled mattresses, for example around 200 kg to around 500 kg, which, however, have a limit frequency that is above important natural resonances of body parts, so that an effective transmission a user on the mattress is only weakened or does not take place at all.
Zudem beschränken sich alle Ausführungsformen darauf, Entspannungsmusik im hörbaren Frequenzbereich zu übertragen. Bei einem höheren Frequenzbereich von über 100 Hz werden Kopfhörer, Handgelenksvibratoren und Fußgelenksvibratoren verwendet, die zum einen die Schwingungsempfindung verstärken sollen und zum anderen gewährleisten, dass der komplette hörbaren Frequenzbereich übertragen wird.In addition, all embodiments are limited to transmitting relaxation music in the audible frequency range. At a higher frequency range of over 100 Hz, headphones, wrist vibrators and ankle vibrators are used, which on the one hand amplify the vibration sensation and on the other hand ensure that the entire audible frequency range is transmitted.
Die
Die
Die
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine Fluidmatratzenanordnung zu schaffen, die für die Bedürfnisse des Nutzers optimiert ist.The object of the invention is to create a fluid mattress arrangement that is optimized for the needs of the user.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Fluidmatratzenanordnung nach Anspruch 1, eine Liege nach Anspruch 6 und ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beanspruchen bevorzugte Ausführungsformen.The object of the invention is achieved by a fluid mattress arrangement according to claim 1, a couch according to claim 6 and a method according to claim 9. The dependent claims claim preferred embodiments.
Eine erfindungsgemäße Fluidmatratzenanordnung umfasst einen Matratzenkörper mit einer Außenhülle, wobei ein Fluid von der Außenhülle umschlossen ist. Die Fluidmatratzenanordnung umfasst ferner einen Aktor, der dazu ausgebildet ist, das Fluid im Matratzenkörper mit einem Signal im Infraschallbereich anzuregen. Die Fluidmatratzenanordnung umfasst ferner einen Sensor, der dazu ausgebildet ist, zumindest eine physiologische Größe eines Nutzers der Matratze zu erfassen. Die Fluidmatratzenanordnung umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Aktor in Abhängigkeit der erfassten physiologischen Größe anzusteuern, wodurch der Aktor die Anregung des Fluids im Matratzenkörper im Infraschallbereich ändert.A fluid mattress arrangement according to the invention comprises a mattress body with an outer shell, with a fluid being enclosed by the outer shell. The fluid mattress arrangement also includes an actuator which is designed to excite the fluid in the mattress body with a signal in the infrasonic range. The fluid mattress arrangement also includes a sensor which is designed to record at least one physiological parameter of a user of the mattress. The fluid mattress arrangement also includes a control device that is designed to control the actuator as a function of the detected physiological variable, as a result of which the actuator changes the excitation of the fluid in the mattress body in the infrasound range.
Erfindungsgemäß wird eine Rückkopplung erzeugt, um das Signal im Infraschallbereich zum Anregen des Fluids so zu optimieren, dass sich der Nutzer auf der Fluidmatratzenanordnung möglichst wohl fühlt bzw. die für ihn wichtigen Energien punktgenau im Körper durch Interferenzbildung im dreidimensionalen Raum eingeleitet werden.According to the invention, feedback is generated in order to optimize the signal in the infrasonic range for stimulating the fluid so that the user feels as comfortable as possible on the fluid mattress arrangement or the energies important to him are introduced precisely into the body through interference formation in three-dimensional space.
Bei einer Ausführungsform kann das Fluid großteils eine Flüssigkeit sein. Das Fluid kann großteils Wasser sein. Der Ausdruck großteils ist so zu verstehen, dass das Vorhandensein anderer Fluide, beispielsweise Luft oder andere Medien mit wasserähnlichen Dichten innerhalb der Außenhülle nicht ausgeschlossen werden kann.In one embodiment, the fluid may be largely a liquid. The fluid may be mostly water. The expression largely means that the presence of other fluids, For example, air or other media with water-like densities within the outer shell cannot be excluded.
Erfindungsgemäß weist die Fluidmatratzenanordnung eine Mehrzahl von Aktoren auf. Die Steuerungseinrichtung ist dazu so ausgebildet, dass sie die Aktoren so ansteuert, dass sich in Abhängigkeit der Ansteuerung vorbestimmte Interferenzmuster auf und in der Fluidmatratzenanordnung ergeben. Durch das Aufliegen des menschlichen Körpers auf der Matratze, wird seine Masse, die zum größten Teil aus Wasser besteht und eine ähnliche Dichte hat, an das Schwingsungssystem angekoppelt. Der schwingungsfähige dreidimenionale Raum erweitert sich um diesen Körper.According to the invention, the fluid mattress arrangement has a plurality of actuators. For this purpose, the control device is designed in such a way that it activates the actuators in such a way that predetermined interference patterns result on and in the fluid mattress arrangement as a function of the activation. By laying the human body on the mattress, its mass, which consists mostly of water and has a similar density, is coupled to the vibration system. The vibrating three-dimensional space expands around this body.
Durch das Ausbilden lokaler Interferenzen können deterministisch bestimmte Stellen des Körpers eines Nutzers, der auf der Fluidmatratzenanordnung liegt, angeregt werden. Dadurch, dass eine Rückkopplung durch den zumindest einen Sensor erfolgt, ergibt sich ein selbstlernendes System mit Hilfe einer intelligenten Steuerung und eines Algorithmus, bei dem die Anregung durch das Signal im Infraschallbereich und/oder durch die lokalen Interferenzmuster so optimiert wird, dass sie an den jeweiligen Einsatzzweck beim jeweiligen Nutzer angepasst bzw. optimiert werden.Through the formation of local interference, deterministically specific points on the body of a user lying on the fluid mattress arrangement can be excited. The fact that feedback is provided by the at least one sensor results in a self-learning system with the help of an intelligent controller and an algorithm, in which the excitation is optimized by the signal in the infrasonic range and/or by the local interference pattern in such a way that it is be adapted or optimized for the respective purpose for the respective user.
Die Steuerungseinrichtung kann die Aktoren so ansteuern, dass sie ein Infraschallsignal mit einer unterschiedlichen Amplitude, an das Fluid abgeben. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung die Aktoren so ansteuern, dass sie ein Infraschallsignalsignal mit einer unterschiedlichen Frequenz an das Fluid abgeben. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung die Aktoren so ansteuern, dass sie ein Infraschallsignal mit einer unterschiedlichen Phase an das Fluid abgeben. Das Erzeugen von lokalen Interferenzen ist dem Fachmann bekannt und muss hierin nicht weiter angegeben werden.The control device can control the actuators in such a way that they emit an infrasound signal with a different amplitude to the fluid. As an alternative to this or in addition, the control device can control the actuators in such a way that they emit an infrasound signal with a different frequency to the fluid. As an alternative to this or in addition, the control device can control the actuators in such a way that they emit an infrasound signal with a different phase to the fluid. The generation of local interference is known to those skilled in the art and need not be further specified here.
Der Sensor kann ein Hirnstrom- oder Spannungssensor sein, der dazu ausgebildet ist, die Hirnströme oder Spannungen des Nutzers zu erfassen. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann der Sensor ein Pulssensor sein, der dazu ausgebildet ist, den Puls des Nutzers zu erfassen. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann der Sensor ein Blutdrucksensor sein, der dazu ausgebildet ist, den Blutdruck des Nutzers zu erfassen. Es können beliebige weitere Sensoren verwendet werden, um den Zustand des Nutzers zu erfassen. Insbesondere können die Hirnströme gemessen werden, die einzelnen Organen oder einzelnen Körperteilen zugeordnet werden können, um die Anregung und damit die Funktionalität dieser Organe bzw. Körperteile durch ein Infraschallsignal zu verbessern.The sensor may be a brainwave or voltage sensor configured to sense the user's brainwaves or voltages. As an alternative to this or in addition, the sensor can be a heart rate sensor that is designed to record the heart rate of the user. Alternatively or additionally, the sensor can be a blood pressure sensor that is designed to record the blood pressure of the user. Any other sensors can be used to capture the user's condition. In particular, the brain waves can be measured, which can be assigned to individual organs or individual body parts in order to improve the stimulation and thus the functionality of these organs or body parts by an infrasound signal.
An der Unterseite der Fluidmatratzenanordnung bzw. des Matratzenkörpers kann zumindest ein Aktor angeordnet sein. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann an einer Seitenwand der Fluidmatratzenanordnung bzw. des Matratzenkörpers zumindest ein Aktor angeordnet sein. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann an einer Seitenwand, die nicht orthogonal zur Unterseite ist, der Fluidmatratzenanordnung bzw. des Matratzenkörpers zumindest ein Aktor angeordnet sein. Diese dreidimensionale Anordnung einer Mehrzahl von Aktoren ermöglicht, dass mehr Interferenzmuster erzeugt werden können.At least one actuator can be arranged on the underside of the fluid mattress arrangement or the mattress body. As an alternative to this or in addition to this, at least one actuator can be arranged on a side wall of the fluid mattress arrangement or of the mattress body. As an alternative to this or in addition, at least one actuator can be arranged on a side wall that is not orthogonal to the underside of the fluid mattress arrangement or the mattress body. This three-dimensional arrangement of a plurality of actuators enables more interference patterns to be generated.
Die Erfindung betrifft auch eine Liege mit der zuvor beschriebenen Fluidmatratzenanordnung.The invention also relates to a lounger with the fluid mattress arrangement described above.
Die Liege kann eine Platte aufweisen, die unter der Matratze angeordnet ist und unter der zumindest ein Aktor angeordnet ist. Die Platte kann als Schwingungsplatte ausgebildet sein, die die Schwingungen des Aktors in der Fluidmatratzenanordnung verteilt. Ferner kann die Platte die Masse des Wassers stützen, so dass der Aktor nicht von der Masse des Wassers belastet wird.The couch can have a plate which is arranged under the mattress and under which at least one actuator is arranged. The plate can be designed as a vibration plate, which distributes the vibrations of the actuator in the fluid mattress arrangement. Furthermore, the plate can support the bulk of the water so that the actuator is not loaded by the bulk of the water.
Die Liege kann ferner ein Entkopplungselement aufweisen, das zwischen der Fluidmatratzenanordnung und einem Rahmen der Liege angeordnet ist und Schwingungen der Fluidmatratzenanordnung und/oder der Platte gegenüber dem Rahmen entkoppelt. Bei einer Ausführungsform kann das Entkopplungselement eine Mehrzahl Federn aufweisen, die in vertikaler Richtung zwischen der Fluidmatratzenanordnung bzw. der Platte und dem Rahmen der Liege angeordnet ist. Der Rahmen kann die Fluidmatratzenanordnung gegenüber dem Boden eines Raums abstützen.The couch can also have a decoupling element which is arranged between the fluid mattress arrangement and a frame of the couch and decouples vibrations of the fluid mattress arrangement and/or the plate relative to the frame. In one embodiment, the decoupling element can comprise a plurality of springs which are arranged in the vertical direction between the fluid mattress arrangement or the panel and the frame of the bed. The frame can support the fluid mattress assembly against the floor of a room.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Anregen eines Fluids in einer Fluidmatratzenanordnung mit dem Schritt des Anregens des Fluids in der Fluidmatratzenanordnung mit einem Signal in Infraschallbereich. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des Erfassens zumindest einer physiologischen Größe des Nutzers der Fluidmatratzenanordnung und den Schritt des Anpassens der Anregung des Fluids in der Fluidmatratzenanordnung in Abhängigkeit der erfassten physiologischen Größe des Nutzers der Fluidmatratzenanordnung.The invention further relates to a method for exciting a fluid in a fluid mattress arrangement with the step of exciting the fluid in the fluid mattress arrangement with a signal in the infrasonic range. The method also includes the step of detecting at least one physiological variable of the user of the fluid mattress arrangement and the step of adjusting the excitation of the fluid in the fluid mattress arrangement as a function of the detected physiological variable of the user of the fluid mattress arrangement.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur detaillierter beschrieben, die eine veranschaulichende und nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei
-
1 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Liege mit einer erfindungsgemäßen Fluidmatratzenanordnung zeigt.
-
1 shows a sectional view through a bed according to the invention with a fluid mattress arrangement according to the invention.
Detaillierte Beschreibung der FigurDetailed description of the figure
Ein Rahmen 112 stützt Schwingungsdämpfer 114, die ihrerseits wieder die Schwingungsplatte 118 stützen. Durch die Schwingungsdämpfer 114, die bei der gezeigten Ausführungsform als Schraubenfedern ausgebildet sind, werden keine mechanischen Schwingungen oder nur in einem sehr geringem Maße von der Schwingungsplatte 118 über die Schwingungsdämpfer 114 auf die Abstandsflächen 116 des Rahmens 112 übertragen. Dadurch wird die Schwingungsplatte mechanisch entkoppelt, so dass ihre Moden nicht von den Moden des Rahmens 112 abhängen.A
Die Liege weist ferner eine Mehrzahl Sensoren 136, beispielsweise Sensoren zum Messen von Hirnströmen oder -spannungen auf, die an eine Steuerungseinrichtung 138 gekoppelt ist. Die Steuerungseinrichtung 138 steuert die Mehrzahl erster Aktoren 108 und die Mehrzahl zweiter Aktoren 110 so an, dass sich im Wasser vorbestimmte Wellenmuster 130 bilden. Die Wellenmuster können in Abhängigkeit der von den Sensoren 136 erfassten Ströme oder Spannungen zum Optimieren genutzt werden, dass die Anregung 132 im Infraschallbereich auf den Körper eines Nutzers 104, der auf der Wassermatratze 102 liegt, für einen vorbestimmten Behandlungszweck optimiert werden. Eine Wassermatratze 102 ist bevorzugt, da das was die gleiche Dichte wie der menschliche Körper aufweist und somit die Signale im Infraschallbereich 130, 132 besonders gut von der Wassermatratze auf den Nutzer 104 übertragen werden können.The couch also has a plurality of
Die Steuerungseinrichtung 138 steuert die ersten Aktoren 108 und die zweiten Aktoren 110 so an, dass gezielt Interferenzen 130, 132, also Schwingungsmaxima mit hoher Energie und Schwingungsminima mit niedriger oder keiner Energie im Wasser im Inneren 106 der Wassermatratze sowie im Körper eines Nutzers 104 entstehen. Die Schwingungsmuster können eine Stimulation bei einzelnen Körperteilen bzw. Organen des Nutzers 104 erzeugen und so eine Heilung stimulieren. Die einzelnen Frequenzen und Frequenzmischungen können so angepasst werden, dass das gewünschte Organ stimuliert wird.The
Ein erster Aktortyp kann einen Frequenzbereich von etwa 4 Hz bis etwa 40 Hz aufweisen, beispielsweise für die Erregung mittels des Schwingungsbodens 118 mittels hoch energetische Infraschallwellen. Diese Aktoren können mit einer Antriebsleistung von bis zu etwa 2 kW und einer Schwingungsmasse von mehreren kg arbeiten. Die seitlichen Aktoren 110 können einen Frequenzbereich von etwa 0 Hz bis etwa 20 Hz aufweisen. Ferner kann Wellnessmusik mit Bassimpulsen in einem Bereich von etwa 40 Hz bis etwa 100 Hz zur Erhöhung der Stimulation von Entspannung eingebracht werden. Alle Aktoren sind entweder auf dem Schwingungsboden 116 oder an den seitlichen Wänden 124 angebracht. Der Nutzer 136 kann ferner über einen Kopfhörer im Bereich von 40 Hz bis etwa 20 kHz Entspannungsmusik hören.A first type of actuator can have a frequency range of approximately 4 Hz to approximately 40 Hz, for example for excitation by means of the vibrating
Da der menschliche Körper etwa die gleiche Dichte wie Wasser aufweist, pflanzen sich die dreidimensionalen Schwingungsformen 130, die durch die Aktoren 108, 110 erzeugt werden, im Körper des Nutzers 104 fort. Auf diese Weise können auch tiefer gelegene Organe im Inneren des Körpers des Nutzers 104 von den Wellen erreicht werden. Die Anwendung der Erfindung beruht darauf, mit dem Einbringen von Energie, gegebenenfalls im Resonanzbereich einzelner Organe bzw. Körperteile eine Reaktion in Form von Empfindungen im Gehirn auszulösen. Diese Ströme und Spannungen sind durch den Sensor 136 messbar. Dazu wird davon ausgegangen, dass zugeordnet werden kann, welche Hirnströme welchem Organ oder Körperteil angeordnet werden können und welche Hirnströme bzw. welche Muster von Hirnströmen einen positiven Beitrag zur Gesundheit des menschlichen Körpers durch den Infraschallbereich anzeigen.Because the human body has approximately the same density as water, the three-
Beispielsweise können mittels neuronaler wissenschaftlicher Intelligenz Hirnströme gemessen werden, die auf die eingebrachten Schwingungsmuster 130, 132 reagieren. Die Hirnströme als Reaktion auf die Schwingungen 130, 132 in Form von Spannungen und/oder Ströme werden wiederum von einer intelligenten Software der Steuerungseinrichtung 138 in Anregungen für die Aktoren 108, 110 umgewandelt, so dass eine geschlossene Regelung entsteht. Iterativ können folglich in vergleichsweise kurzen Zyklen die relevanten Bereiche (Hot Spots) im Körper eines Nutzers 104 erfasst werden, bei denen sich Energie mit bestimmten Frequenzen positiv auswirkt. Folglich hat die vorliegende erfindungsgemäße Liege 100 das Ziel, einem ausgewogenen Energiehaushalt im Körper eines Nutzers 104 zu erzeugen. Für jeden Nutzer 104 kann ein individuelles Schwingungsmuster erzeugt werden, das auf einem Datenträger abgespeichert werden kann. Ferner kann die Kombination aus Anregung und Sensorsignal für eine Diagnose von Krankheiten verwendet werden.For example, brain currents that react to the
Mittels des zuvor beschriebenen Kopfhörers und dem Sensor 136 können ein Tinnitus analysiert werden und Tinnitusfrequenzen ausgemessen werden, die über eine aktive akustische Eliminierung (Anti Noise) oder einem Komplementärsignal direkt in das Musiksignal eingemischt werden. Das Gehirn reagiert auf diese Stimulation derart, dass bei wiederkehrender Behandlung die Eigenproduktion des Pfeifsignals oder Rauschsignals eingestellt wird.Using the headphones described above and the
Die Liege 100 stellt mit den Aktoren 108, 110 mit einem effektiven Frequenzbereich von etwa 0 Hz bis etwa 20 kHz (Infraschallbereich und hörbarer Bereich) eine Plattform dar, mit der durch freie Ansteuerung der Aktoren 108, 110 beliebige Schwingungsphänomäne 132 im Körper eines Nutzers 104 gebildet werden können.With the
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass zum einen Infraschall dreidimensional in den Körper eines Nutzers eingebracht werden kann und andererseits sofort eine Rückmeldung über das körperliche Wohlbefinden des Nutzers erzeugt wird, so dass die Anregung durch Infraschallbereich an den jeweiligen Nutzer sofort angepasst werden kann.The invention has the advantage that, on the one hand, infrasound can be introduced three-dimensionally into the body of a user and, on the other hand, feedback about the physical well-being of the user is generated immediately, so that the excitation through the infrasound range can be immediately adapted to the respective user.
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