DE202014009784U1 - Control for the use of airbeds with airlines for hotels and trucks - Google Patents
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Abstract
Komplettsystem für eine pneumatisch regelbare, „intelligente” Matratze, bestehend aus MSR-Technik (9), diversen Sensoren und Aktuatoren, Pneumatik, 2-Richtungs-Pumpe (12), z. B. Drehschieberpumpe, bzw. 1-Richtungs-Pumpe mit Richtungs-Umschalteinheit (13), z. B. Membran- oder Kreiselpumpe, Ventilkopf (17), Schalldämpfer (10) sowie Drei-Kammer-Matratze bzw. Zwei-Kammer-Matratze.Complete system for a pneumatically controlled, "intelligent" mattress, consisting of MCR technology (9), various sensors and actuators, pneumatic, 2-directional pump (12), eg. B. rotary vane pump, or 1-direction pump with direction switching unit (13), z. B. diaphragm or centrifugal pump, valve head (17), muffler (10) and three-chamber mattress or two-chamber mattress.
Description
Verglichen mit anderen Produkten des täglichen Lebens (wie z. B. Kraftfahrzeuge, Elektrogeräte) haben Betten noch immer keinen besonderen Stellenwert in der Gesellschaft, dies im Gegensatz zur Tatsache, dass man ca. 1/3 des Tages im Bett verbringt, dieses also der am intensivsten und längsten benutzte Gegenstand ist.Compared with other everyday products (such as motor vehicles, electrical appliances), beds still do not have a special place in society, in contrast to the fact that you spend about 1/3 of the day in bed, so this the most intense and longest used object.
Selbstverständlich gibt es viele sehr hochwertige Matratzen und Betten, die ein geringer Anteil der Gesellschaft auch nutzt, die breite Masse misst dem jedoch nur geringere Bedeutung bei.Of course, there are many very high quality mattresses and beds that a small percentage of society uses, but the general public attaches less importance to them.
Diese Überlegungen führten dazu, dass wir ein hochwertiges Bett in einem Bereich ansiedeln, in dem es sich zum einen vermarkten lässt und zum anderen von vielen Menschen beachtet wird.These considerations led us to locate a high-quality bed in an area where it can be marketed and many people pay attention to it.
Im Hotel werden Dinge intensiver genutzt, durch häufigen Gastwechsel werden Matratzen viel stärker beansprucht. Deshalb liegen die Ansprüche höher als im Standard-Privatbereich.In the hotel things are used more intensively, frequent guest changes mattresses are much more stressed. Therefore, the claims are higher than in the standard private sector.
Im Bereich LKW befinden wir uns in einer sehr hochwertigen (teuren) Umgebung. Eine LKW-Zugmaschine kostet mehrere hunderttausend Euro, während die Matratze in der Fahrerkabine aktuell ca. 60,- € bis 150,- € kostet und meist ein simpler Schaumstoff ist.In the truck sector, we are in a very high-quality (expensive) environment. A truck tractor costs several hundred thousand euros, while the mattress in the driver's cab currently costs about 60, - € to 150, - € and is usually a simple foam.
Zum aktuellen Stand der Technik in der Matratzen- und Pneumatikentwicklung:
Aktuell werden von verschiedenen Herstellern zwar funktionierende, aber weder „intelligente” noch vollautomatische Steuerungen für Luftbetten angeboten.On the current state of the art in mattress and pneumatic development:
At present, various manufacturers are offering functioning, but neither "intelligent" nor fully automatic controls for air beds.
Auf dem Markt verfügbare Betten können sich nicht völlig selbsttätig auf den jeweils Schlafenden einstellen. Es muss jeder Schlafende das Bett zuerst programmieren, erst dann können die Daten gespeichert werden. As Bett „erkennt” den Benutzer jedoch nicht.Beds available on the market can not adjust completely automatically to the sleeping person. Every sleeping person has to program the bed first, only then can the data be saved. However, the bed does not "recognize" the user.
Diese Art von notwendiger Erstprogrammierung ist in der Hotellerie verpönt, da die Gäste zu einem mühseligen Studium der Technik veranlasst würden, was gerade in der Luxusklasse nicht möglich ist.This type of necessary initial programming is frowned upon in the hotel industry, as the guests would be forced to a laborious study of technology, which is not possible especially in the luxury class.
Die Matratzenindustrie bietet derzeit weltweit keine Möglichkeit, insbesondere Hotelgästen beim Wechsel des Hotels z. B. innerhalb einer Hotelkette jeweils das „gleiche” Bett anzubieten.The mattress industry currently offers no possibility worldwide, especially hotel guests when changing the hotel z. B. within a hotel chain in each case the "same" bed.
Luftbetten sind in der Hotellerie bisher kaum verbreitet, lediglich in wenigen Einzelhotels wurden bisher vereinzelt Luftbetten in Hotels eingesetzt.Air beds have hardly been used in the hotel industry so far, only a few individual hotels have used air beds in hotels.
Eine intelligente Steuerung, die sich zudem in moderne Hotelsteuerungs- und Buchungssysteme integrieren lässt, gibt es bisher überhaupt nicht.An intelligent controller, which can also be integrated into modern hotel management and booking systems, does not exist at all.
Noch nie wurde ein Bett entwickelt, mit dem man durch den Benutzer mittels APP auf dessen Handy herumreisen kann. Diese Entwicklung ist den aktuell vorhandenen Produkten am Markt voraus, die nur für einen einzelnen Benutzer in den eigenen vier Wänden hergestellt werden.Never before has a bed been developed that allows one to travel through the user's APP on their mobile phone. This development is ahead of the current marketed products that are made for a single user in their own home.
Die Ansprüche an die Entwicklung der Steuerung scheinen zunächst in der Tat simpel, der tatsächliche Anspruch an die Betten gerade bei Hotelketten ist extrem aufwendig, da der Gast ja frei ein Bett in einem anderem Zimmer eines weiteren Hotel buchen kann. Er kann in einem Doppelbett links oder rechts liegen, er kann ein breiteres oder schmaleres Bett, ein kürzeres oder längeres Bett bekommen. Allein durch diese Parameter ändern sich die Bedingungen, an denen sich die Steuerung anpassen muss, radikal.The demands on the development of the control initially seem indeed simple, the actual claim to the beds straight with hotel chains is extremely complex, since the guest can freely book a bed in another room of another hotel. It can be in a double bed on the left or right, it can get a wider or narrower bed, a shorter or longer bed. These parameters alone radically change the conditions in which the controller must adapt.
Weitere Einflüsse wie Standort des Hotels (Länder mit hoher Luftfeuchtigkeit, Höhenlage, etc.) oder die klimatischen Verhältnisse innerhalb des Gebäudes haben großen Einfluss auf die Schlafqualität und damit auf die Funktion der Steuerung, die diese Bedingungen an den Benutzer anpassen muss.Other influences such as the location of the hotel (high humidity, altitude, etc.) or the climatic conditions within the building have a major influence on the quality of sleep and thus on the function of the controller, which must adapt these conditions to the user.
Bei der Anwendung der intelligenten Steuerung in LKW-Kabinen handelt es sich ebenso wie im Hotel um Benutzer (Schlafende) in wechselnden Umgebungen. Zudem kann der Lkw-Fahrer, der dies nutzt und zu Hause ein gleiches Bett hat, ebenfalls „sein” Bett mitnehmen, und zudem per APP auch zwischendurch in einem Hotel mit gleicher Ausstattung übernachten.The use of intelligent controls in truck cabins, as well as in the hotel, are users (sleepers) in changing environments. In addition, the truck driver, who uses this and has the same bed at home, can also take "his" bed, and in addition to sleep by APP in between in a hotel with the same facilities.
Die Daten, die die Steuerung im Bett generiert, sind sehr individuell und im Prinzip hochsensible Daten. Diese Daten können aus datenschutztechnischen Gründen nicht automatisch gespeichert werden. The data that the controller generates in the bed are very individual and, in principle, highly sensitive data. These data can not be stored automatically for reasons of data protection.
Die APP an sich ist zunächst lediglich das Herunterladen einer „Fernbedienung”, die anstelle der vorhandenen Fernbedienung oder sonstigen vorhandenen Bedienung im Hotelzimmer verwendet werden kann. Damit kann auch eine gerade fehlende Fernbedienung einfach nur ersetzt werden.The app itself is initially just the download of a "remote control", which can be used instead of the existing remote control or other existing operation in the hotel room. This also just a missing remote control can only be replaced.
Erst durch die gewollte Speicherung der Daten werden diese in der Steuerung hinterlegt und personenbezogen gespeichert. Diese sind dann über das zentrale Buchungssystem über die jeweilige Buchung automatisch im nächsten Hotel für das dort gebuchte Bett (Zimmer) hinterlegt und der Gast bekommt bereits „sein” Bett. Die Fuzzy-Logic verfeinert das Schlafergebnis dabei ständig.Only through the intentional storage of the data are these stored in the controller and stored personal. These are then deposited via the central booking system via the respective booking automatically in the next hotel for the booked bed (room) and the guest already gets "his" bed. The fuzzy logic constantly refines the sleep result.
Wenn der Gast auf seinem Handy die APP herunterlädt, kann er diese Funktionen auch auf seinem Handy abspeichern, und diese in z. B. ein Hotel in der gleichen oder einer anderen Hotelkette „mitnehmen”, oder eben zu Hause in seinem eigenen Bett verwenden.If the guest downloads the APP on his mobile phone, he can also save these functions on his mobile phone, and these in z. For example, you can take a hotel with you in the same or a different hotel chain, or use it at home in your own bed.
Wenn der Hotelgast zu Hause das gleiche Bett hat, kann er mit seinem Handy die bereits gesammelten Daten auf die Steuerung im Hotel übertragen und verwenden. Dies kann er auch ohne Speicherung in der Hotelsoftware verwenden.If the hotel guest has the same bed at home, he can use his cell phone to transfer and use the data already collected to the control system in the hotel. He can use this without saving in the hotel software.
Ein LKW-Fahrer z. B. kann ebenso die Daten in einer Matratze generieren, entweder im LKW oder zu Hause, und die Daten dann an das jeweils andere Bett übertragen.A truck driver z. B. can also generate the data in a mattress, either in the truck or at home, and then transfer the data to the other bed.
1. Ausgangssituation und Motivation1. Initial situation and motivation
1.1. Ausgangssituation in der Hotelbranche1.1. Initial situation in the hotel industry
Entwicklung einer innovativen, intelligenten und hochsensiblen Pneumatik-Matratze.Development of an innovative, intelligent and highly sensitive pneumatic mattress.
Dieses nach den neuesten Erkenntnissen der Schlafforschung zu entwickelnde System hat den Anspruch, weltweit neue Standards in der Herstellung von Pneumatik-Matratzen (= Luftbetten) zu setzen um damit insbesondere den Hotelmarkt zu revolutionieren.This system, which has been developed according to the latest findings in sleep research, aspires to set new standards worldwide in the production of pneumatic mattresses (= air beds) in order to revolutionize the hotel market in particular.
Bezogen auf den ständig steigenden Innovationsdruck innerhalb der großen Hotelketten (Anzahl der Hotelzimmer bei den 20 größten Hotelketten: ≈ 5.929.000, Anzahl der Betten in den 20 größten Hotelketten: 10.672.200) kann diese Matratze einen Beitrag zur Individualisierung im Hotelzimmer liefern. Die kleineren Hotelketten entgegnen dem Druck der großen Hotelketten mit ihrer Individualität und Innovation. Die Kleinen fordern damit die Großen heraus, auch diese Individualität zu übernehmen und treiben damit den eigentlichen gewinnbringenden Fortschritt voran.Based on the constantly increasing pressure of innovation within the big hotel chains (number of hotel rooms in the 20 largest hotel chains: ≈ 5,929,000, number of beds in the 20 largest hotel chains: 10,672,200), this mattress can contribute to the individualisation in the hotel room. The smaller hotel chains are countering the pressure of the big hotel chains with their individuality and innovation. The little ones challenge the big ones to take on this individuality as well and thus drive the actual profitable progress forward.
1.2. Ausgangssituation in der LKW-Kabine1.2. Initial situation in the truck cabin
Im Bereich der LKW-Kabinen werden ebenfalls neue Maßstäbe gesetzt. Auch hier werden derzeit nur relativ einfache Schaum-Matratzen verbaut, die im Prinzip zu geringes ergonomisches Liegen ermöglichen. Der ständig steigende Leistungsanspruch an die Fahrer bedingt jedoch eine rasche und effektive Erholung in den Fahrpausen und damit eine entscheidende Steigerung der Leistungsfähigkeit, die mit effektiven Schlafsystemen zukünftig unterstützt werden sollen.New standards are also being set in the area of truck cabins. Again, only relatively simple foam mattresses are currently installed, which allow in principle to low ergonomic lying. However, the ever-increasing demand for performance on the part of the driver requires a rapid and effective recovery in the driving breaks and thus a decisive increase in performance, which should be supported by effective sleep systems in the future.
1.3. Neuartiger Lösungsansatz für Pneumatik-Matratzen (= Luftbetten)1.3. New solution for pneumatic mattresses (= air beds)
Der Großteil der derzeit am Markt angebotenen Luftbetten besitzt eine einzige große Luftkammer oder zwei oder drei Luftkammern „hintereinander”, also eine aufgeteilte Liegefläche, eingebettet in einen Schaumstoffrahmen.Most of the airbeds currently on the market have a single large air chamber or two or three air chambers "one behind the other", ie a split lying surface, embedded in a foam frame.
Unser neuartiges Produktkonzept sieht zwei Schwerpunkte vor:
- (a) Entwicklung einer adaptiven MSR-Technik (= Mess-, Steuer- und Regeltechnik) für die Intelligente Pneumatik-Matratze;
- (b) Entwicklung einer komfortablen Pneumatik-Lösung, bestehend aus zwei oder drei Einzelluftkammern, die je Luftkammer durch eine separate MSR-Schleife betrieben wird, jedoch als Luftrahmenlösung mit innenliegender Grundkammer als vollflächige Liegefläche, mit darüber liegender Funktionskammer, die aufgrund ihres wesentlich geringeren Luftvolumens sensibler auf Änderungen der Volumenströme in den Sensoren bei Bewegungen auf der Matratze reagiert.
- (a) development of an adaptive measuring and control technology for the intelligent pneumatic mattress;
- (b) Development of a comfortable pneumatic solution, consisting of two or three individual air chambers operated by a separate MSR loop per air chamber, but as an airframe solution with internal base chamber as a full-surface lying surface, with overlying function chamber, due to their much lower air volume more sensitive to changes in the volume flows in the sensors during movements on the mattress.
2. Stand der Technik2. State of the art
Die aktuellen MSR-Techniken für Luftbetten sind überwiegend außerhalb der eigentlichen Matratze angeordnet, was zu Erschwernissen oder Problemen bei der Handhabung führt. Unter dem Bett befinden sich dann das Steuerungsgerät, die Schlauchüberlänge, das separate Netzteil sowie die entsprechenden Zuleitungen.The current MSR techniques for airbeds are mostly located outside the actual mattress, resulting in difficulty or handling issues. Under the bed are then the control unit, the hose excess length, the separate power supply and the corresponding supply lines.
Der externe Anschluss dieser Steuerung bei diesen Luftbetten führt mittels Luftschlauch durch die Matratzenhülle und durchschneidet unschön den Bettunterbau (Boxspringunterbau, Lattenrost, etc. Eine nicht ordnungsgemäße Verlegung des Schlauches kann zum Abknicken und damit zum Funktionsausfall des Systems führen.The external connection of this control in these air beds leads through the mattress cover by means of an air hose and unsightly cuts through the bed base (box spring base, slatted frame, etc.). Improper installation of the hose can lead to kinking and thus to a malfunction of the system.
Durch diese Anordnung der bisherigen Lösung kann der Zustand insbesondere im Hotel unter den Hotelbetten unansehnlich und unhygienisch sein.By this arrangement of the previous solution, the state can be unsightly and unhygienic, especially in the hotel under the hotel beds.
Die Größe und Form dieser Boxen/des Gehäuses macht einen direkten Einbau in den Schaumrahmen der Matratze/des Luftbettes unmöglich. Es gibt hierfür auch keine Prüfung oder Zulassung der bisherigen Hersteller.The size and shape of these boxes / housing makes it impossible to install directly into the foam frame of the mattress / air bed. There are no tests or approvals for the previous manufacturers.
Zudem sind die Geräte relativ stör- und fehleranfällig, da es sich in der Regel um Großseriengeräte handelt, die mit sehr einfachen Bauteilen ausgestattet sind. Der Lösungsansatz beim Stand der Technik hat folgende technische Nachteile bzw. Unzulänglichkeiten:
- (1) Die Pumpe arbeitet nach dem Funktionsprinzip einer Linearpumpe mit ≈ 20 Liter Luftleistung pro Minute.
- (1) Das Laufgeräusch der Pumpe ist relativ laut und beträgt im offenen Zustand ≈ 77 dB, im geschlossenen und damit betriebsbereiten Zustand immerhin noch ≈ 62,5 dB.
- (2) Als weiteres Bauteil ist ein dreiteiliger Ventilkopf in einem einfachen Kunststoffgehäuse eingebaut. Dieser Ventilkopf ist problembehaftet, da die Dichtungen der Ventile sehr weich sind und sich leicht klebrig anfühlen. Dieses ist auch einer der Grund dafür, dass die Ventile von Zeit zu Zeit verkleben und das Gerät damit nicht mehr funktioniert.
- (1) The pump works according to the principle of operation of a linear pump with ≈ 20 liters of air per minute.
- (1) The running noise of the pump is relatively loud and in the open state ≈ 77 dB, in the closed and thus operational state after all still ≈ 62.5 dB.
- (2) As a further component, a three-piece valve head is installed in a simple plastic housing. This valve head is problematic because the seals of the valves are very soft and feel slightly sticky. This is also one of the reasons why the valves stick together from time to time and the device does not work anymore.
Bei anderen Herstellern ist das Steuerungsgerät zwar in der Matratze im Schaumrahmen angeordnet, durch mehrere Steckverbindungen außerhalb der Matratze bzw. durch ein ebenfalls am Boden liegendes Netzteil gibt es hier jedoch auch Probleme mit „Kabelsalat” außerhalb bzw. unterhalb des Bettes.In other manufacturers, the control device is indeed arranged in the mattress in the foam frame, by several connections outside the mattress or by a likewise lying on the ground power supply, there are also problems with "cable salad" outside or below the bed.
Diese Problematiken führen im Anwendungsgebiet Hotel zu massiven Beeinträchtigungen des Betriebsablaufes im Hotel bei der Zimmerreinigung, die erschwert wird, da beim Staubsaugen unter dem Bett die Steuerungseinheit bzw. das Netzteil im Weg ist.These problems lead in the application area hotel to massive disruptions to the operation of the hotel in the room cleaning, which is difficult, since when vacuuming under the bed, the control unit or the power supply in the way.
2.1. Funktionsweise des Ventilkopfes beim Stand der Technik2.1. Operation of the valve head in the prior art
Das Gehäuse hat zwei Eingänge für die Linearpumpe, zwei Ausgänge zum Anschluss von zwei Luftkammern (Einzel- oder Doppelbett) sowie eine Öffnung zum Abblasen. Beim Doppelbett kann immer nur ein Bett-Teil bedient werden, auch wenn zwei Fernbedienungsteile angeschlossen sind.The housing has two inputs for the linear pump, two outputs for connecting two air chambers (single or double bed) and an opening for blowing off. With the double bed, only one bed part can be operated, even if two remote control parts are connected.
Die drei Ventilköpfe schließen die beiden Ausgänge sowie die Öffnung zum Abblasen. Die beiden Pumpenanschlüsse führen direkt in den Ventilraum.The three valve heads close the two outlets as well as the opening for blowing off. The two pump connections lead directly into the valve chamber.
Bei der Funktion „Aufpumpen” wird ein Ausgang mittels Ventil freigeschaltet, das Bett wird härter. Bei der Funktion „Abblasen” werden ein Ausgang und die Abblasöffnung mittels zwei Ventile freigeschaltet, das Bett wird weicher.In the function "inflation", an outlet is opened by means of a valve, the bed becomes harder. In the function "Blow off", an outlet and the blow-off opening are unlocked by means of two valves, the bed becomes softer.
Ein weiterer großer Nachteil ist die Art der Geräuschentwicklung, die relativ laut ist und eine „billig wirkende” Geräuschkulisse darstellt. Der Aufblaston äußert sich in einem lauten Schnarren der Linearpumpe, der Abblaston erzeugt ein deutliches Zischen. Dazwischen sind deutlich „Plopp”-Laute für das Umschalten der Ventile zu hören. Another major drawback is the type of noise, which is relatively loud and represents a "cheap-looking" background noise. The Aufblaston manifests itself in a loud buzz of the linear pump, the Abblaston produces a significant hiss. In between there are clearly "pop" sounds for switching valves.
Nachteil 1:Disadvantage 1:
Keine durchgängige, vollständige Komplettlösung mit aufeinander abgestimmten Teilsystemen, bestehend aus Elektronik-, Pneumatik- und Drei-Kammer-Matratzensystem.No consistent, complete complete solution with coordinated subsystems consisting of electronic, pneumatic and three-chamber mattress system.
Nachteil 2:Disadvantage 2:
Relativ große Geräuschentwicklung durch die bisher eingesetzten Ventile, Pumpen, sonstige Aktoren mit bis zu über 77 dB(A). Bei dieser Geräuschentwicklung kann eine automatische Einstellung bzw. Nachführung kann daher mit dem bisherigen System nicht erfolgen.Relatively large noise development due to the previously used valves, pumps, other actuators up to more than 77 dB (A). In this noise, an automatic adjustment or tracking can therefore not be done with the previous system.
Nachteil 3:Disadvantage 3:
Relativ niedrige Lebensdauer der Mechanik-Komponenten im Hotelbetrieb. Entgegen der Angaben des Herstellers von einer Lebensdauer von 3.000–5.000 Stunden fallen erhebliche Stückzahlen der Steuerungen bereits innerhalb weniger Monate bzw. innerhalb der ersten ein bis drei Jahre aus. Die aktuelle Ausfallrate von ca. 1–5% ist im Hotelbetrieb unzumutbar, da Betriebsausfälle automatisch zu nicht buchbaren Zimmerausfällen führen, und damit hohe Ausfallschäden verursacht werden.Relatively low service life of the mechanical components in hotel operation. Contrary to the manufacturer's information, which has a service life of 3,000-5,000 hours, significant numbers of controls are already eliminated within a few months or within the first one to three years. The current failure rate of approximately 1-5% is unacceptable in hotel operations, as operational failures automatically lead to non-bookable room failures, and thus high failure losses are caused.
Nachteil 4:Disadvantage 4:
Das Abblasen des Bettes funktioniert nur einwandfrei durch den Druck, den ein darauf liegender Mensch erzeugt. Im Hotel muss die Grundeinstellung jedoch ohne eine darauf liegende Person eingestellt werden, dies führt dazu, dass die Grundeinstellung „0 mbar” nicht immer sicher erreicht wird.The blowing off of the bed only works flawlessly due to the pressure that a person lying on it creates. In the hotel, however, the basic setting must be set without a person lying on it, as a result of which the basic setting "0 mbar" is not always reached safely.
3. „Intelligente Matratze”3. "Intelligent mattress"
-
3.1 Entwicklung einer kompletten Elektronik, MSR-Technik (
9 ), Pneumatik, Pumpe (12 ), Ventilkopf (17 ) und Matratze.3.1 Development of complete electronics, MCR technology (9 ), Pneumatics, pump (12 ), Valve head (17 ) and mattress. -
3.2 Entwicklung der kompletten Pneumatik mit Pumpe, binär und nicht hörbar schaltenden Magnetventilen (
13 ,14 ), Ventilköpfen (17 ) und Drei-Kammer-Matratze mit den Bereichen Funktionskammer (C), Grundkammer (B) und Luftrahmen (A) sowie Integration der Luftdruck (15 )- und Volumenstromsensoren (16 ).3.2 Development of the complete pneumatics with pump, binary and inaudible switching solenoid valves (13 .14 ), Valve heads (17 ) and three-chamber mattress with the areas functional chamber (C), basic chamber (B) and air frame (A) and integration of air pressure (15 ) and volumetric flow sensors (16 ). -
3.3 Entwicklung der umfangreichen Sicherheitstechnik, z. B. gegenüber Überhitzung/Brandgefahr (
18 ) durch Auswahl geeigneter Bauelemente und Materialien/Textilien für das jeweilige Komplettsystem3.3 Development of comprehensive safety technology, eg B. overheating / fire hazard (18 ) by selecting suitable components and materials / textiles for the respective complete system - 3.4 Entwicklung einer intelligenten APP bzw. HTML-Programmierung für die Detailparametrierung von individuellen u. personenabhängigen Einstellparametern, die das gesunde Schlafverhalten deutlich verbessern. Die Detailparameter des jeweiligen Gastes werden im PC der Hotelrezeption gespeichert, bei einem späteren Folgebesuch des Gastes sind die Detailparameter dann in das jeweilige Zimmer beim Einchecken automatisch übertragbar.3.4 Development of an intelligent APP or HTML programming for the detailed parameterization of individual and Person-dependent setting parameters that significantly improve the healthy sleep behavior. The detailed parameters of the respective guest are stored in the PC of the hotel reception, with a subsequent subsequent visit of the guest, the detailed parameters are then automatically transferable to the respective room at check-in.
Die wesentlichen Komponenten und Systeme der „Intelligenten Matratze” sind:
- – Elektronik-Board mit Regelalgorithmen wie PID-, Fuzzy- und/oder adaptiven Systeme.
- – An die Streckenprozesse (= Matratze, menschliches Schlafverhalten) angepasste Regelungssoftware.
- – Diverse Schnittstellen zum Elektronik-Board:
– Binäre, potenzialfreie Ein-/Ausgänge (
3 ). – Analog-Ein-/Ausgänge (4 ). – APP // Fernbedienung (2 ): kabellos über Bluetooth 4.0 SMART READY Verbindung. – Alternative für Fernbedienung (2 ): Infrarot-Universalbedienung, die auch für andere Geräte wie Audio- und Videotechnik genutzt wird. – Fernbedienung (6 ): APP mit Smartphone und Betriebssystem Windows, Android, OS. - – Diverse Sensoren für Luftdruck (
11 ,15 ), Volumenstrom (16 ), Temperatur (18 ), Feuchte (8 ), Atemgeräusch (7 ), Amplitude und Frequenz der Luftdynamik bzw. Schwingungen der Matratze. - – Diverse Aktuatoren wie Pumpe (
12 ) (analoge Einstellung zwischen +/– (0 bis 12 V bzw. 0 bis 24 V), binär und geräuschlos schaltende Magnetventile (13 ,14 ,17 ). - – Gehäuse für Elektronik- und Pneumatik-Box.
- - Electronic board with control algorithms such as PID, fuzzy and / or adaptive systems.
- - Control software adapted to the route processes (= mattress, human sleep behavior).
- - Various interfaces to the electronics board: - Binary, potential-free inputs / outputs (
3 ). - Analog inputs / outputs (4 ). - APP // remote control (2 ): wirelessly via Bluetooth 4.0 SMART READY connection. - Alternative for remote control (2 ): Universal infrared control, which is also used for other devices such as audio and video technology. - Remote control (6 ): APP with smartphone and operating system Windows, Android, OS. - - Various sensors for air pressure (
11 .15 ), Volume flow (16 ), Temperature (18 ), Moisture (8th ), Breathing sound (7 ), Amplitude and frequency of the air dynamics or vibrations of the mattress. - - Various actuators like pump (
12 ) (analog setting between +/- (0 to 12 V or 0 to 24 V), binary and noiseless switching solenoid valves (13 .14 .17 ). - - Housing for electronics and pneumatic box.
Beschreibung von übergeordneten Schnittstellen Description of higher-level interfaces
a) Anschlüssea) Connections
-
– Stromanschluss für die Applikation Hotel und Privat: externes 24 V-Netzteil (= Schutzkleinspannung) (
1 ).- Power connection for the application hotel and private: external 24 V power supply (= safety extra-low voltage) (1 ). - – Stromanschluss für die Applikation LKW: direkt an die 24 V-Bordversorgung der LKW (zeichnerisch nicht dargestellt).- Power connection for the truck application: directly to the 24 V on-board supply of the truck (not shown in the drawing).
b) Potentialfreie Ausgänge (
- – Regelbare bzw. einstellbare potentialfreie Ausgänge zum Steuern von externen Bettfunktionen wie z. B. Beleuchtung oder evtl. elektrischen Lattenrosten.- Controllable or adjustable potential-free outputs for controlling external bed functions such. B. lighting or possibly electric slats.
- – Technische Ausführung der binären, potentialfreien Ausgänge muss verschleißfrei sein (z. B. Optokoppler).- Technical design of the binary, potential-free outputs must be wear-free (eg optocouplers).
c) Schnittstellen zu übergeordneter Hardware und Softwarec) Interfaces to higher-level hardware and software
-
– Internetanschluss (IP-Schnittstelle) (
5 )- Internet connection (IP interface) (5 ) - – Schnittstelle zu Hotelbuchungsprogramm MICROS (Fidelio, SIHOT (über Internet IP-Schnittstelle))- Interface to hotel booking program MICROS (Fidelio, SIHOT (via Internet IP interface))
-
– Bluetooth 4.0 SMART READY-Schnittstelle (Fernbedienung) (
2 )- Bluetooth 4.0 SMART READY interface (remote control) (2 ) - – Infrarot-Schnittstelle (Alternative für Fernbedienung)- Infrared interface (alternative for remote control)
4. Schematischer Aufbau der Matratze mit den drei definierten Bereichen:4. Schematic structure of the mattress with the three defined areas:
- – Funktionskammer (C) mit Außenabmessungen, die identisch mit den Außenkanten des Luftrahmens sind. Pneumatik-Anschluss auf der Unterseite. Höhe der Funktionskammer: ≈ 20–40 mm.- Functional chamber (C) with external dimensions identical to the outer edges of the airframe. Pneumatic connection on the bottom. Height of the functional chamber: ≈ 20-40 mm.
- – Grundkammer (B) mit einem Freiraum (= Platzreserve) zur Integration der Elektronik- und Pneumatik-Box. Höhe der Grundkammer: ≈ 180 – 200 mm.- Basic chamber (B) with a free space (= reserve space) for integration of the electronics and pneumatic box. Height of the basic chamber: ≈ 180 - 200 mm.
- – Luftrahmen (A) mit Pneumatik-Anschluss auf der Innenseite. Höhe des Luftrahmens: ≈ 200–220 mm. Umlaufende Breite des Luftrahmens: ≈ 50 mm bis 70 mm- Air frame (A) with pneumatic connection on the inside. Height of the airframe: ≈ 200-220 mm. Circumferential width of the airframe: ≈ 50 mm to 70 mm
5. Technische Funktionalitäten mit relevanten Parametern u. Alleinstellungen5. Technical functionalities with relevant parameters u. Only positions
Die technischen Funktionalitäten sowie deren relevante Parameter für die Intelligente Matratze sind wie folgt:
Programmablauf zur automatischen ProgrammierungProgram sequence for automatic programming
Nachfolgend wird dargestellt, wie der Selbstlernprozess jeweils neu bei einem neu auf dem Bett Schlafenden abläuft.The following section shows how the self-learning process takes place in each case with a newly sleeping on the bed.
Hotel, neuer Gast:Hotel, new guest:
- – Durch Zimmerbuchung (neuer Gast) befindet sich die Matratze in Grundstellung.- By room reservation (new guest) is the mattress in basic position.
- – Die Grundstellung sind Kenngrößen, die die Größe der Matratze, den Luftdruck im Zimmer, die Luftfeuchte sowie die Höhenlage der Matratze messen. Aus diesem Mikroklima wird die Härteeinstellung anhand einer zu erstellenden Kennlinie für die Grundeinstellung durchgeführt.- The basic settings are parameters that measure the size of the mattress, the air pressure in the room, the humidity and the height of the mattress. From this microclimate, the hardness setting is carried out on the basis of a curve to be created for the basic setting.
- – Die zu berechnende Kennlinie ergibt sich aus dem Verhältnis Gepumptes Luftvolumen/Härtegrad zur benötigten Zeit des Pumpvorgangs. Anhand dieser Datenerfassung (= Amplitude, Frequenz, Zeitdauer) können die Unterschiede zwischen den verschiedenen Matratzengrößen und Standorte ermittelt und abgespeichert werden. - The characteristic to be calculated results from the ratio of pumped air volume / degree of hardness to the required time of the pumping process. On the basis of this data acquisition (= amplitude, frequency, time duration) the differences between the different mattress sizes and locations can be determined and stored.
- – Eine weitere Erkenntnis ist die Tatsache, dass sich ein Mensch auf einer normalen guten Matratze etwa 50–80 mal pro Nacht im Bett dreht bzw. seine Lage verändert, auf einem Luftbett jedoch nur ca. 20–30 mal, da dieses System eine wesentlich besseren Druckausgleich hat. Durch Spitzen in der zu messenden Luftdruckkurve während des Schlafes können diese Körperbewegungen genau erfasst werden. Damit kann der Schlafende durch Druckveränderung animiert werden, sich mehr oder weniger häufig zu bewegen (drehen).- Another finding is the fact that a person turns on a normal good mattress about 50-80 times a night in bed or changes its location, but on an airbed only about 20-30 times, as this system is a significant has better pressure balance. Tips in the air pressure curve to be measured during sleep allow these body movements to be precisely recorded. In this way the sleeping person can be animated by pressure change to move (rotate) more or less frequently.
- – Der Luftdruck in der Matratze entspricht in der Grundeinstellung dem Luftdruck des umgebenden Raumes.- The air pressure in the mattress corresponds in the basic setting to the air pressure of the surrounding space.
- – Damit liegt ein Gast auch ohne Programmierung bereits so bequem, dass die Matratze im Vergleich zu einer Standard-Matratze im Komfort überlegen ist. Dieser Punkt ist wichtig, damit keine Gästebeschwerden entstehen.- Thus, a guest is already so comfortable without programming that the mattress is superior in comfort compared to a standard mattress. This point is important so that no guest complaints arise.
- – Durch die im Lufttopper (obere Lage der Drei-Kammer-Matratze) installierten Mess-Sensoren für Luftdruck und Lufbeschleunigung werden Herzfrequenz, Atemfrequenz und Bewegungen (ruhig oder unruhig); durch Temperatur- und Feuchtsensoren werden Temperatur des Bettes und Feuchtigkeit im Bett abgefragt.- Air pressure and acceleration measuring sensors installed in the air topper (upper layer of the three-chamber mattress) will monitor heart rate, respiratory rate and movements (calm or restless); Temperature and humidity sensors are used to query the temperature of the bed and the humidity in the bed.
- – Durch in der Grundkammer (untere Lage der Drei-Kammer-Matratze) befindliche Mess-Sensoren werden ebenfalls durch Druck- und Luftbeschleunigungsmessungen Bewegungen in der Matratze abgefragt.- Through in the base chamber (lower layer of the three-chamber mattress) located measuring sensors are also queried by pressure and air acceleration measurements movements in the mattress.
- – Die Werte der oberen Kammer sind sehr genaue und sehr feine Messwerte, und geben Aufschluss auf das Befinden des Schlafenden.- The values of the upper chamber are very accurate and very fine readings, and provide information on the well-being of the sleeping person.
- – Die Messwerte der unteren Kammer stellen Differenzwerte zu den oberen gemessenen Werten dar, so kann festgestellt werden, ob beim Schlafenden Druckstellen entstehen (z. B. bei sehr schweren Personen).- The measured values of the lower chamber represent difference values to the upper measured values, so it can be determined whether pressure points develop in the sleeping person (eg in the case of very heavy persons).
- – Mit diesen Messergebnissen der beiden übereinanderliegenden Kammern können die Matratzeneinstellungen nachgeführt werden, es ist zu erwarten, dass der Druck in der unteren Kammer bei sehr schweren Personen geringer sein muss, als bei leichteren Personen. Eine adaptive Einstellung der beiden Kammern zueinander ist ein wesentlicher Entwicklungsschritt.- With these results of the two superimposed chambers, the mattress settings can be tracked, it is expected that the pressure in the lower chamber must be lower for very heavy people, as in lighter persons. An adaptive adjustment of the two chambers to each other is an essential development step.
- – Zur Verbesserung der Schlafqualität (Einstellung der REM-Phasen) muss der Druck in der oberen Kammer variiert werden.- To improve the quality of sleep (adjustment of the REM phases), the pressure in the upper chamber must be varied.
- – Durch das wesentlich kleinere Luftvolumen in der oberen Kammer lassen sich genauere Messdaten liefern als bei herkömmlichen Ein-Kammer-Luftbetten.- Due to the much smaller air volume in the upper chamber can provide more accurate measurement data than conventional single-chamber air beds.
- – Diese in der ersten Phase erfassten Grunddaten und die dadurch erfolgten ersten Nachführungen der Matratze führen bereits zu einer sehr individuellen und angenehmen Schlafphase.- These basic data recorded in the first phase and the resulting first follow-up of the mattress already lead to a very individual and pleasant sleep phase.
- – Durch rhythmische Veränderungen in der Matratze mittels Luftdruckänderung wird der Schlafende in den verschiedenen Schlafphasen begleitet. Durch eine sich selbst anpassende Logik (fuzzy-logic) wird so automatisch das individuelle Schlafverhalten erfasst und kontinuierlich verbessert. Es wird damit ein komplexes Schlafprofil erstellt.- By rhythmic changes in the mattress by means of air pressure change, the sleeping person is accompanied in the different phases of sleep. Through a self-adaptive logic (fuzzy-logic) so the individual sleep behavior is automatically detected and continuously improved. It creates a complex sleep profile.
- – Durch die Buchung kann der Gast über die Fernbedienung bzw. die APP die Daten abspeichern.- By booking the guest can save the data via the remote control or the APP.
- – Die APP steht im Hotel via Hotel-TV bzw. Infotainment zum Abruf zur Verfügung. Der Gast kann damit die Daten auch auf sein Handy laden und „mitnehmen”, um sie zu Hause auszuwerten.- The APP is available in the hotel via hotel TV or infotainment for retrieval. The guest can thus load the data on his cell phone and "take along" to evaluate it at home.
Hotel, Stammgast:Hotel, regular guest:
- – Der Stammgast erhält durch die gespeicherten Daten in der Buchung ein Bett, das bereits voreingestellt ist, seine Schlafgewohnheiten sind erfasst, die automatische Anpassungsphase entfällt. Durch ideale Anpassung erreicht der Schlafende schneller seine wichtigen Schlaf-Erholungsphasen.- The regular guest receives a bed that is already preset by the stored data in the booking, his sleeping habits are recorded and the automatic adjustment phase is canceled. Through ideal adaptation, the sleeper reaches his important sleep recovery phases more quickly.
- – Er kann sich anhand seinem eigenen Biorhythmus wecken lassen, die Matratze „weckt” ihn auf Wunsch langsam aus seinem Schlaf in günstigen Phasen.- He can be aroused by his own biorhythm, the mattress "wakes" him on demand slowly from his sleep in favorable phases.
- – Durch ständiges Lernen der Steuerung wird der Gast perfekt gebettet.- Through constant learning of the control, the guest is perfectly bedded.
LKW, zusätzliche Features:Truck, additional features:
- – Für die Verwendung der Steuerung und des Mehrkammerbettes im LKW können und müssen zusätzliche Parameter erfasst werden.- For the use of the control and the multi-chamber bed in the truck additional parameters can and must be recorded.
- – Die Matratze erkennt wie lange der LKW-Fahrer während seiner Pausen geschlafen hat. Abhängig hiervon kann eine adaptive Pausenempfehlung über den Infoservice im LKW ausgegeben werden.- The mattress detects how long the truck driver slept during his breaks. Depending on this, an adaptive break recommendation can be issued via the info service in the truck.
- – Zudem könnte die Steuerung den Nachweis der Schlaftätigkeit für den LKW-Fahrer bei einer evtl. Kontrolle erbringen, da die genauen Schlafzeiten mit erfasst werden.- In addition, the controller could provide evidence of the sleep activity for the truck driver in a possible control, as the exact sleep times are included.
- – Mit dem in der Steuerung verbauten Mikrofon wird der Außenlärm gemessen und mit einer Antischall-Einrichtung in der LKW-Kabine eliminiert.- With the built-in microphone control, the external noise is measured and eliminated with an anti-noise device in the truck cabin.
Individuelle Einstellungen durch den Benutzer selbst: Individual settings by the user himself:
- – Der Benutzer kann auch eigene Einstellungen via Fernbedienung oder mit der auf seinem Mobilgerät geladenen APP vornehmen.- The user can also make their own settings via remote control or with the APP loaded on his mobile device.
- – Es kann der Härtegrad der Matratze härter oder weicher eingestellt werden. Z. B. zum Fernsehen oder für sportliche Aktivitäten im Bett benötigt der Benutzer möglicherweise eine sehr harte Einstellung, die er jedoch zum Schlafen nicht verwendet.- It can be harder or softer set the degree of hardness of the mattress. For example, for watching TV or doing sports in bed, the user may need a very tough setting, which he does not use to sleep.
- – Er kann entscheiden, ob er sich mittels Biorhythmus-Kurve wecken lassen will. Hierzu folgendes Beispiel: Ein Benutzer will sich um 07.00 Uhr wecken lassen. Seine Biorhythmus-Kurve zeigt jedoch eine Hochphase um 06.00 Uhr an. Um den Gast nicht in der letzten Stunde in eine neue Tiefschlafphase sinken zu lassen, aus der er nur mühsam um 07.00 Uhr geweckt werden kann, wird ab 06.00 Uhr der Luftdruck in der Matratze verändert, z. B. härter, damit sich der Schlafende öfter dreht und er damit nicht mehr so tief schlafen kann. Damit kann er punktgenau an seinem idealen Aufwachpunkt geleitet werden.- He can decide if he wants to wake up with a biorhythm curve. Here is the example: A user wants to wake up at 7am. His biorhythm curve, however, indicates a high phase at 6 o'clock. In order not to let the guest sink in the last hour into a new deep sleep phase, from which he can be woken up only with difficulty at 07.00 clock, is changed from 06.00 clock, the air pressure in the mattress, z. For example, harder so that the sleeper rotates more often and he can not sleep so deeply. It can be directed precisely to its ideal point of growth.
- – Er kann auswählen, ob seine Daten (z. B. im Hotel) gespeichert werden sollen.- He can choose whether his data should be stored (eg in the hotel).
- – Die Steuerung muss in der Lage sein, alle Handeinstellungen zu interpretieren und sie in die komplexen Datensätze als relevant bzw. nicht relevant einfließen lassen.- The controller must be able to interpret all manual settings and incorporate them into the complex data sets as relevant or irrelevant.
- – Die gesammelten Daten kann er mit der Software auf der APP auslesen und mit Grafiken oder Tabellen seine eigene Schlafqualität auswerten.- The collected data can be read with the software on the APP and evaluated with graphics or tables his own sleep quality.
Allgemeine automatische Einstellungen:General automatic settings:
- – Durch eine automatische Druckverlusterkennung aus den gesammelten Daten können frühzeitig Informationen über den technischen Zustand an den Benutzer bzw. an ein zuständiges Hotelpersonal übermittelt werden.- Through an automatic pressure loss detection from the collected data information about the technical condition can be transmitted to the user or to a responsible hotel staff at an early stage.
- – Eine optionale eingebaute Hygieneüberwachung meldet die Hygienezustände der Bezüge der Matratze an das zuständige Personal im Hotel. Damit kann die regelmäßige Reinigung der Bezüge entsprechend rechtzeitig geplant werden.- An optional integrated hygiene monitoring reports the hygiene conditions of the covers of the mattress to the responsible personnel in the hotel. Thus, the regular cleaning of the covers can be planned accordingly on time.
- – Eine optionale Druckverteilungsmessung mit etwa 1.000 Druckmesspunkten auf bzw. in der Funktionskammer ermöglicht die Feststellung der tatsächlichen Druckverteilung des Liegenden. Durch die vollautomatische Abstimmung der Drücke in der Funktionskammer im Verhältnis zur Grundkammer kann der Druckausgleich während des Schlafens optimiert werden.- An optional pressure distribution measurement with about 1,000 pressure measuring points on or in the function chamber enables the determination of the actual pressure distribution of the person lying down. Due to the fully automatic adjustment of the pressures in the function chamber in relation to the basic chamber, pressure equalization during sleep can be optimized.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- A Luftanschluss LuftrahmenA Air connection Air frame
- B Luftanschluss GrundkammerB air connection basic chamber
- C Luftanschluss FunktionskammerC Air connection function chamber
- D Ansaug- und AusblasöffnungD Intake and exhaust opening
-
1 Anschluss 230 V mit Steckernetzteil1 Connection 230 V with plug-in power supply -
2 Fernbedieneinheit mit Verbindung über BLUETOOTH 4.0 SMART READY2 Remote control unit connected via BLUETOOTH 4.0 SMART READY -
3 Mehrere potentialfreie Ein- und Ausgänge3 Several potential-free inputs and outputs -
4 Ein oder mehrere potentialfreie(r) 0–10 V – Ausgang/Ausgänge4 One or more floating 0-10V output (s) -
5 IP-Anschluss (LAN-Anschluss)5 IP connection (LAN connection) -
6 Steuerung über WLAN-Verbindung6 Control via WLAN connection -
7 Mikrofon zur Überwachung Geräusche7 Microphone for monitoring noises -
8 Feuchtesensor zur Überwachung Feuchtigkeit im Bett8th Humidity sensor for monitoring moisture in bed -
9 Mikroprozessoreinheit9 microprocessor unit -
10 Luftschalldämpfer10 air silencer -
11 Druckmessung Umgebungsluftdruck11 Pressure measurement Ambient air pressure -
12 Pumpe regelbar 0–24 V bzw. 0–12 V: a. Variante 1 in 2 Richtungen = ansaugen und ausblasen b. Variante 2 in 1 Richtung = ausblasen12 Pump adjustable 0-24 V or 0-12 V: a.Variant 1 in 2 directions = suck in and blow out b.Variant 2 in 1 direction = blow out -
13 Ventil-Umschalteinheit für Richtungsumkehr Pumpe13 Valve changeover unit for reversing the direction of the pump -
14 Abschaltventil14 shut-off valve -
15 Stetige Druckmessung Funktionskammer/Grundkammer/Luftrahmen15 Continuous pressure measurement functional chamber / basic chamber / air frame -
16 Messeinrichtung für stetige Messung der Luftbeschleunigung in der jeweils zu messenden Kammer16 Measuring device for continuous measurement of air acceleration in each chamber to be measured -
17 Ventil-Umschalteinheit zwischen Funktionskammer/Grundkammer/Luftrahmen (3-Kammer-System) bzw. Luftrahmen und Grundkammer (2-Kammer-System)17 Valve switching unit between functional chamber / basic chamber / air frame (3-chamber system) or air frame and basic chamber (2-chamber system) -
18 Temperaturfühler gegen Überhitzung18 Temperature sensor against overheating -
19 Überdruckventil zur Überdrucküberwachung des Luftrahmens19 Overpressure valve for overpressure monitoring of the airframe -
20 Überdruckventil zur Überdrucküberwachung der Grundkammer20 Pressure relief valve for overpressure monitoring of the basic chamber -
21 Überdruckventil zur Überdrucküberwachung der Funktionskammer21 Pressure relief valve for overpressure monitoring of the function chamber - = Steckverbindung gemäß Anforderung = Plug connection according to requirement
- = Luftführende Leitungen = Air ducts
- = Steuerungsgehäuse = Control housing
Claims (7)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE201420009784 DE202014009784U1 (en) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Control for the use of airbeds with airlines for hotels and trucks |
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-
2014
- 2014-12-12 DE DE201420009784 patent/DE202014009784U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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DE202017102920U1 (en) * | 2017-05-15 | 2018-08-17 | Dewertokin Gmbh | System for determining a quality of sleep, sensor arrangement for such a system and sleeping or rest furniture with such a system |
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US20210100367A1 (en) * | 2019-10-04 | 2021-04-08 | Dreamwell, Ltd. | Sleep concierge |
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US11864659B2 (en) * | 2019-10-04 | 2024-01-09 | Dreamwell, Ltd. | Sleep concierge |
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