DE4001100A1 - Einrichtung zur ermittlung der koerperkonturen von personen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ermittlung der Kör­ perkonturen von Personen, insbesondere von sitzenden Personen.

Bei der Gestaltung von Sitzgelegenheiten sind der tätigkeitsbedingte Bewegungsraum und die Arbeitshaltung, insbesondere aber die Körperform, ausschlaggebende Kriterien, um eine Sitzgelegenheit individuell auf eine bestimmte Person abstimmen zu können. Für die Formgebung sowie die Materialauswahl eines Kraftfahrzeugsitzes wäre eine solche Abstimmung in jedem Falle wünschenswert, um zu gewährleisten, daß sich der Fahr­ zeuginsasse selbst nach längerer Fahrt noch wohl fühlt und nicht über Beschwerden zu klagen hat.

Zwar wurden bereits Profilmessungen von Rücken- und Halskonturen an, in aufrechter Sitzhaltung, freisitzenden Personen vorgenommen (z. B. "Sitzhaltung", Taylor & Francis Ltd., London, 1976, S. 230); diese Körperhaltung ist allerdings nicht identisch mit der Körperhaltung, wenn sich die betreffende Person an eine Rückenlehne anlehnen kann. Darüberhinaus ist die Gesäßpartie sowie der Oberschenkelbereich nicht erfaßt und eine Messung nur in einer Ebene möglich.

Weitere im Stand der Technik bekannten Einrichtungen erlauben zwar eine dreidimensionale Konturenerfassung, dienen aber im Grunde genommen einem anderen Zweck.

So zeigt die DE-OS 32 08 233 ein Gerät zur punktweisen Bestimmung der Einfederung von Sitzpolstern und Rückenlehnen unter Belastung durch einen Menschen. Dabei werden Stößel zur Übertragung der Sitzverformung auf eine Meßskala in der erforderlichen Anzahl durch das Sitzpolster gestochen und soweit in den Sitz eingeführt, bis der flach ausgebildete Stößelkopf mit der Sitzoberfläche abschließt. Das spitze Ende des Stößels ragt auf der Sitzunterseite bzw. Lehnenrückseite in eine zylin­ drische Hülse, die so ausgebildet ist, daß eine größere Längsverschie­ bung des Stößels in der Hülse möglich wird. Die sich aus der Belastung durch eine Person ergebende Verschiebung der Stößel, d. h. also die Meßwerte, bleiben auch nach Aufstehen der Versuchsperson erhalten, so daß eine Ablesung nach Entlastung des Sitzes erfolgen kann.

Eine vollständige Erfassung der Körperkontur der betreffenden Person wäre damit allein schon deshalb nicht möglich, da der Sitz sich der Körperform nicht vollständig anpaßt, insbesonder im Nacken- und Lordo­ senbereich, und die vorgewählte Form des Sitzes nicht allen Personen entsprechen kann.

Die DE-OS 36 43 178 beschreibt ebenfalls eine Meßvorrichtung zur Ver­ messung der Form von Sitz-, Liege- und/oder Stützpolstern im unbesetzen und besetzen Zustand. Dies erfolgt über eine Abtastmessung, bei der die Oberfläche des Polsters mit Hilfe von Abtaststangen gemessen und ge­ speichert wird. Diese Wegmessung mit Meßwertspeicherung arbeitet dabei zerstörungsfrei.

Auch diese Meßvorrichtung stellt in ihrer Zielsetzung darauf ab, ledig­ lich die tatsächliche Form von Sitz- und Liegeflächen der betreffenden Möbel im unbesetzten und besetzten Zustand zu ermitteln und nicht die Körperkonturen der Person selbst.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die eine optimale Ermittlung der Körperkonturen von Personen, insbesondere der rückwärtigen und seitlichen Körperkonturen von sitzen­ den Personen, vollständig und mit großer Genauigkeit zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Einrichtung gelöst, die die Merkmale nach dem Patentanspruch 1 aufweist.

Mit der erfindungsgemäß aufgebauten Einrichtung ist es möglich, eine Messung der Körperkontur im Sitzen vom Bereich der Kniekehle bis in den Bereich des Nackens, gegebenenfalls unter Einbeziehung der nötigen Kopfstützenkontur bis zur unteren Kopfpartie durchzuführen. Eine genaue Anpassung der Oberfläche der Meßeinrichtung an die Körperoberfläche ohne Beeinflussung der natürlichen Körperform z. B. beim Sitzen, ist ebenfalls gewährleistet.

Auch erfolgt eine gezielte Unterstützung bestimmter Körperpartien (z. B.

Becken, Lordosenbereich), um den Körper in einer anatomisch richti­ gen Lage zu halten.

Weitere Vorteile und Merkmale sind in den Unteransprüchen dargelegt, die sich auf Ausführungsbeispiele beziehen und die Erfindung weiterbil­ den.

Sie sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ein­ richtung mit einer von ihr aufgenommenen Person,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung,

Fig. 3 eine Ansicht gemäß Pfeil III in Fig. 2 im Schnitt,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ermittlung der Körperkonturen und

Fig. 5 eine letzte Ausführungsform in Schnittdarstellung.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 in ihrer Zusammenschau hervorgeht ist die erfindungsgemäße Einrichtung 1 als Sitz ausgebildet und besteht dabei aus einem U-förmig profilierten Rahmen 2, der ein besonders ausgebilde­ tes Sitzkissen 3 aufnimmt. Der Rahmen 2 ist formstabil und dient der Unterstützung von Sitz- und Lehnenbereich des Sitzkissens 3.

Dieses wiederum besteht aus formstabilen Seitenflächen 4, die ein de­ formierbares Kissen 5 zwischen sich einschließen. Durch die Aufnahme einer Person 6 erfährt das Kissen 5 eine derartige Deformation, daß die gesamte rückwärtige Nacken-, Rücken-, Gesäß- und Oberschenkelkontur so­ wie auch teilweise die seitliche Körperkontur ausgeformt wird.

Fig. 3 zeigt das Kissen 5 in einem solchen deformierten Zustand.

Es ist dabei mit einem Granulat aus Styropor gefüllt. Dieses Granulat soll zum einen durch seine Beweglichkeit innerhalb des Kissens 5 die Anpassung der Kissenoberfläche an die Körperoberfläche sicherstellen und zum anderen die Übertragung des Körpergewichtes auf den Rahmen 2 übenehmen. Zur Verbesserung der Beweglichkeit des Granulats ist zu­ sätzlich eine Luftfüllung vorgesehen, wofür im rückwärtigen Bereich des Rahmens ein Schlauchanschluß 7 einmündet.

In dem Augenblick, in dem sich die Person 6 auf das Kissen 5 setzt, be­ steht über den Schlauchanschluß 7 ein druckausgleichender Kontakt mit der Umgebung, so daß sich aufgrund der Deformation kein Überdruck aufbauen kann. Danach wird die Luft abgesaugt, so daß es damit möglich ist, einen stabilen bleibenden Abdruck der Körperkonturen zu erhalten. Daher kann die Abtastung der Körperform in vorteilhafter Weise auch dann noch erfolgen, wenn die Person 6 das Kissen 5 bereits verlassen hat.

Die meßtechnische Erfassung der Deformation des Kissens 5 kann auf ma­ nigfaltige Weise erfolgen. In Fig. 3 ist daher nur schematisiert ein in einer Anzahl von Freiheitsgraden schwenkbarer und/oder linear beweg­ barer Meßkopf 8 angedeutet, über den beispielsweise mittels Ultraschall die gesamte Sitzkissenkontur abgetastet werden kann. Dies ist ein be­ kanntes und relativ kostengünstiges Verfahren, auf das an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden muß, da es dem Fachmann bekannt ist. Grundsätzlich gibt es aber zum Messen von Profilen oder Krümmungen eine Reihe weiterer technischer Möglichkeiten. Dabei können mechanische (z. B. gemäß dem eingangs abgehandelten Stand der Technik), elektrische, magnetische oder optische Meßmittel sowie Meßanordnungen unter Verwen­ dung von Strömungsmittel und von Wellen- oder Teilchenstrahlung zur An­ wendung gelangen. Damit wäre im einzelnen dann sowohl eine berührende als auch eine berührungslose Abtastung möglich.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung 9 gezeigt. Die Abwandlung zur vorbeschriebenen Ausführungs­ form besteht im wesentlichen darin, daß nun nicht ein einziges großes Sitzkissen 3 zur Anwendung gelangt, sondern vielmehr eine Anzahl an­ einandergereihter kleinerer Kissen 10.1-10.5. Jedes ist granulat- bzw. luftgefüllt und mit einem Schlauchanschluß 11.1-11.5 versehen. Zur Abstützung bzw. zur Aufnahme des Körpergewichtes ist wiederum ein der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 entsprechender Rahmen 2 vorgesehen. Auch in diesem Falle erfährt jedes einzelne Kissen 10.1- 10.5 eine entsprechnde Deformation und paßt sich der Körperoberfläche der sitzenden Person 6 an.

Diese Ausführungsform ermöglicht es, bestimmte Körperbereiche der Per­ son 6 durch Druckänderungen in den einzelnen Kissen 10.1-10.5 über den jeweils zugeordneten Schlauchanschluß gezielt zu unterstützen und so eine anatomisch richtige Haltung bei gleichzeitiger guter Anpassung an die Körperform zu erreichen.

Im rückwärtigen sowie im unteren Bereich des Rahmens 2 sind an diesem eine Reihe von Meßköpfen 12.1-12.5 angeordnet und jeweils einem Kis­ sen 10.1-10.5 zugeordnet. Für die Meßwerterfassung stehen wiederum, wie bereits vorstehend in Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß den Fig. 1-3 erwähnt, eine Reihe von Alternativen zur Verfügung, so daß ein weiteres Eingehen hierauf sich erübrigt. Es versteht sich von selbst, daß die ermittelten Meßwerte einer Recheneinheit zugeführt und dort weiter verarbeitet werden können.

Um die gesamte Kissenkontur erfassen zu können, muß jeder Meßkopf 12.1-12.5 in zwei Ebenen schwenkbar ausgeführt werden. Alternativ wäre eine Schwenkbewegung in lediglich einer Ebene und eine diese überla­ gernde Linearbewegung in einer zweiten Ebene oder zwei sich überlagern­ de Linearbewegungen in zwei Ebenen denkbar.

In Fig. 5 ist eine letzte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ein­ richtung 13 zur Bestimmung der Körperkonturen beschrieben. Auch in diesem Falle ist wiederum ein Rahmen 14 vorgesehen, dessen Aufbau im wesentlichen demjenigen nach den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen entspricht. Allerdings weist ein der Körperoberfläche der aufzunehmen­ den Person 6 gegenüberliegendes Rahmenteil 15 eine der Körperoberfläche in etwa angepaßte Wölbung auf. Über die gesamte, den Rücken-, Gesäß- und Oberschenkelbereich der Person 6 aufnehmende Oberfläche des Rahmen­ teiles 15 sind eine große Anzahl vorzugsweise in gleichmäßigen Abstän­ den nebeneinander angeordneter Meßfühler 16 aufgebracht. Diese stützen sich mit ihren rückwärtigen Enden am Rahmenteil 15 ab, während die ge­ genüberliegenden Endabschnitte mit der Körperkontur der Person 6 in Berührung kommen. Weiterhin sind die Meßfühler 16 längenveränderlich (z. B. teleskopierbar), so daß sie sich der Körperkontur der Person 6 anpassen können. Aufgrund der Wölbung des Rahmenteiles 15 können auch seitliche Körperkonturen erfaßt werden. Zweckmäßigerweise sind sämtli­ che Meßfühler 16 in eine biegeschlaffe, großflächige Matte 17 einge­ setzt, so daß sie als ein einziges Bauteil 18 handhabbar sind. Der an­ schließende Meßvorgang mittels einer geeigneten Meßeinrichtung ist da­ bei dergestalt, daß der Kontraktionsweg eines jeden einzelnen Meßfüh­ lers 16 von einer Referenzfläche ausgehend erfaßt wird, so daß sich da­ durch ein punktuelles Raster der gesamten Körperoberfläche ergibt.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Ermittlung der Körperkonturen von Personen, insbe­ sondere von sitzenden Personen, gekennzeichnet durch ein groß­ flächiges, die Person (6) aufnehmendes, entsprechend deren rückwär­ tiger und seitlicher Körperkontur deformierbares Volumenelement (3, 10.1-10.5, 18), dem eine Meßeinrichtung (8, 12.1-12.5) zur dreidimen­ sionalen Erfassung seiner Oberflächenkontur zugeordnet ist, wobei sich das Volumenelement (3, 10.1-10.5, 18) auf einem formstabilen Rahmen (2, 14) abstützt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Körperoberfläche gegenüberliegendes Rahmenteil (15) eine der Kör­ perform in etwa angenäherte Wölbung aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vo­ lumenelement als Sitzkissen (3) ausgebildet ist und formstabile Seitenflächen (4) aufweist, die ein deformierbares Kissen (5) zwi­ schen sich einschließen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitz­ kissen von eine Anzahl aneinandergereihter kleinerer Kissen (10.1-10.5) gebildet wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kissen (5, 10.1-10.5) eine Granulatfüllung besitzt, sowie über einen Schlauchanschluß (7, 11.1-11.5) mit Druckluft beaufschlagbar bzw. evakuierbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volu­ menelement als ein Bauteil (18) in Gestalt einer Anzahl von in einer großflächigen biegeschlaffen Matte (17) eingesetzter und in der Länge kontraktionsfähiger Meßfühler (16) ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Meßwerterfassung eine Anzahl von Meßköpfen (8, 12.1-12.5) vorgesehen ist, die in verschiedenen Ebenen schwenk­ bar und/oder linear bewegbar sind.