JPH049105A - エアマットシステム - Google Patents

エアマットシステム

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JPH049105A
JPH049105A JP11435190A JP11435190A JPH049105A JP H049105 A JPH049105 A JP H049105A JP 11435190 A JP11435190 A JP 11435190A JP 11435190 A JP11435190 A JP 11435190A JP H049105 A JPH049105 A JP H049105A
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JP
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pressure
air pressure
air
mat
control
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JP11435190A
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English (en)
Inventor
Kaoru Yamashita
馨 山下
Takanobu Nishiyama
西山 隆宣
Takayuki Ikeda
孝之 池田
Masanori Koyamoto
政則 小屋本
Koji Hori
浩二 堀
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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  • Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は空気を充填することで弾性を持たせるエアマッ
トの空気圧を自動制御するためのエアマットシステムに
関するものである。
[従来の技術〕 従来エアマットとしては実開平1−152558号に見
られるように単にマット本体内に加圧空気を充填するも
のであるため、使用者が所望する空気圧を自動的に設定
することができながった。
そのため本発明者らは加圧用のエアポンプや、排気減圧
する電磁弁、更にマット本体内の空気圧を検出するため
の圧力センサを備えるととに空気圧を設定するための設
定操作手段を備え、設定操作手段によって設定した空気
圧になるように圧力センサの検出空気圧と設定空気圧と
を比較しながら自動的にエアポンプや電磁弁を制御する
エアマットシステムを既に提案している。
[発明が解決しようとする課題] このエアマットシステムでは例えばマット本体上で人が
就寝している間に体温によりマット本体内の温度が上が
って空気圧が上昇した場合、その分だけ自動的に減圧し
、逆にマット本体から人が降りた場合、マット本体内の
温度が下かで空気圧が下降するとともに人体による荷重
が軽減されるため、その分だけ自動的に加圧してマット
本体内の空気圧を元に戻す制御が為される。
そのため本来静粛さを求められる寝室において耳障りな
エアポンプの駆動音や電磁弁の駆動音が頻繁に聞こえる
という問題があった。
本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的とするところは体温等による空気圧の変化に対して不
感状態として、自動的な圧力調整をできるだけ抑制して
、駆動音の発生を抑えたエアマットシステムを提供する
にある。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記の目的を達成するために、マット本体と、
マット本体内に加圧空気を送る加圧手段と、マット本体
内の空気を排気減圧する減圧手段と、マット本体内の空
気圧を検出する圧力センサと、マット本体内の空気圧を
設定操作する設定操作手段と、該設定操作手段による操
作に応じて加圧手段若しくは減圧手段を制御してマット
本体内の空気圧を調整し、操作停止後はその操作停止時
点の空気圧を設定空気圧として記憶し、この記憶後該設
定空気圧に基づく閾値と上記圧力センサの検出空気圧と
を比較し、この比較結果により上記加圧手段若しくは減
圧手段を制御してマット本体内の空気圧を調整する制御
手段とを備えたエアマットシステムにおいて、上記設定
操作手段による設定空気圧の設定範囲を複数に分割する
とともに、設定空気圧に対して圧力センサの検出空気圧
が一定以上になるまで制御手段による減圧手段の制御を
規制する閾値を5人体が硬さの差を感じない不感幅で、
夫々に分割範囲に対応して設定したものである。
[作用] 而して本発明によれば不感幅を設定することにより、就
寝時において体温によりマット本体内の温度が多少上っ
て、空気膨張による空気圧の上昇が圧力センサによって
検出されても、その上昇が不感幅内にあれば制御手段に
よる減圧手段の制御が規制されるため、不必要な減圧手
段の駆動による駆動音発生を抑えて寝室の静粛さを保て
ることができるのである。
[実施例] 以下本発明を実施例により説明する。
第1図〜第2図は本発明のエアマットシステムをベット
に使用した実施例を示しており、システムとしてはマッ
ト本体1と、空気圧制御装置2とから構成され、空気圧
制御装置2はベット基台3内に内蔵され、マット本体1
はベット基台3に設置されるもので、寝る人の肩部値、
腰部値、肩部値に夫々対応する3つのエアチューブ4a
〜4cを、ト下開ロ面がウレタン製の板5,6で被蔽さ
ノするチ・ツブモールドウレタン製枠8内に収納並設す
るとともに、キルテイング製カバー7をがぶせなものと
して形成されたもので、枠5内には夫々のエアチューブ
4a〜4cに接続する空気流通管14a〜14cを配管
しである。
第3図は実施例の流体回路を示しており、空気圧制御装
置2にはエアポンプ9と、このエアポンプ9と各エアチ
ューブ4a〜4cとを接続する空気流通路に挿入された
電磁弁10a〜1. Ocと、排気用電磁弁11と、エ
アポンプ9に付設されるエアフィルタ12と、排気用電
磁弁11に付設される消音器13と、電磁弁10a〜1
0cに夫々対応し、エアチューブ4a〜4cと電磁弁1
0a〜10cとを接続する空気流通路内の圧力を検出し
て対応するエアチューブ4a〜4c内の空気圧力検出を
行う圧力センサ15a〜15cとを備え、上記空気流通
管14a〜14cの一端に夫々設けたコネクタ16a〜
16cに対して上記電磁弁10a〜10cからの空気流
通管17a〜17cの端部に夫々設けているコネクタ1
8a〜18cを着脱自在に接続するようになっている。
第4図は実施例の空気圧制御装置2の基本的な概略回路
構成図を示しており、各エアチューブ4a〜4C内の空
気圧を各別に設定するための設定操作手段及び各設定空
気圧P。の所属範囲を表示する表示手段とを備えた手元
操作部19と、この手元操作部19の設定操作手段によ
る設定操作中においては電磁弁1.0 a〜10c、1
1、エアポンプ9を制御するめの制御信号を出力して圧
力調整を行うとともに圧力センサ15a〜15cの検出
空気圧P1に対応するように手元操作部19の表示手段
の表示を制御し、設定操作停止時には停止時点の圧力セ
ンサ15a〜15cの検出空気圧P1を設定空気圧P。
として記憶してその後肢設定空気圧P0に基づく閾値と
、圧力センサ15a〜15cの検出空気圧P1とを比較
してその差を検出し、その差に基づいて電磁弁10a〜
10C111、エアポンプ9を制御するめの制御信号を
出力するとともに、手元操作部19の表示手段の表示を
上記設定空気圧poに基づいて制御する制御部20と、
制御部20からの制御信号を受けて電磁弁]、 Oa〜
10c、11、エアポンプ9を駆動する駆動部21と、
制御部20からの大切信号に基づいて各部に電源供給を
行う電源部22とから構成される。
手元操作部19は操作手段として、各エアチューブ4a
〜4Cに対応して設定空気圧P。をアップ/ダウンさせ
るための加圧用押釦23a、〜23c5.減圧用押釦2
3a2〜23C2を設け、また表示手段として、空気圧
の設定可能な範囲を5つのグループに分けて設定空気圧
P0又は検出空気圧P1がいずれの範囲に属するかを表
示する5個の表示素子し1〜L、を夫々のエアチューブ
4a〜4bに対応するようにして加圧用押釦23a。
〜23c此減圧用押釦23a2〜23C2との間に設け
ており、各押釦22 al、 22 aa〜22 c、
22C2の操作信号は制御部20へ、また制御部20か
らの表示信号は手元操作部19ヘケーブル24を通じて
夫々送出されるようになっている。
また手元操作部19にはメイン電源の大切を指令するた
めの操作釦26と、電源の大切状態を表示〜8 するための表示素子L0とを設けており、上記と同様に
操作信号及び表示信号はケーブル24を通じて制御部2
0の間で授受される。25は手元操作部19と制御部2
0との間を接続するためのコネクタである。
制御部20は実際には1チツプのマイクロコンピュータ
から構成されており、その機能的な回路ブロックは第5
図に示すように各圧力センサ15a〜15cからの検出
空気圧P、に対応したアナログ電気信号をデジタル信号
に変換するA/D変換器27a〜27cと、手元操作部
19の上記押釦23 a + 、 23 a 2〜23
 c + 、 23 C2や操作釦26の操作信号を取
り込む操作信号入力部28と、信号処理部34と、信号
処理部34により作成された制御信号を外部へ送り出す
制御信号出力部35と、信号処理部34により作成され
た表示信号を外部へ送り出す表示信号出力部36と、後
述の不感幅データや、信号処理部34の演算、制御動作
のプログラムを格納したROMのようなメモリ37と、
設定空気圧データ等の読み書きに使用するRAMのよう
なメモリ29とを備えている。
信号処理部34は操作釦26の操作に応じて電源部22
の制御信号を作成したり、押釦23a23a2〜23C
I、23C2の操作に応じてエアポンプ9、電磁弁10
a〜1.Ob、1.1を制御する制御信号を作成する操
作制御信号作成機能33と、上記押釦23 al+ 2
3 az〜23 c ++ 2302の操作停止時点で
そのときの圧力センサ15a〜15cの空気圧P、値を
設定空気圧Poとして夫々のエアチューブ4a〜4Cに
対応したメモリ29の格納エリアに書き込んだり、電源
部22の大切状態をメモリ29に書き込むメモリ制御機
能30と、設定終了後において、メモリ2つに書き込ま
れた設定空気圧P0に基づく閾値とA/D変換器26a
〜26cで変換された検出空気圧Pとを比較してその差
に基づいてエアポンプ9、電磁弁10a〜10b、1]
を制御する制御信号を作成する制御信号作成機能31と
、電源部22の大切に応じた表示信号、設定空気圧P。
や検出空気圧P、に応した表示信号等の表示信号を作成
する表示制御機能32とを備えたものである。
次に本発明のエアマットシステム全体の動作を説明する
まず初めての使用に当たり、電源コンセントに電源部2
2のプラグを挿入していない電源ダウン状態ではRAM
のようなメモリ29には設定空気圧データが格納されて
いない、ここでプラグを電源コンセントに差し込むと、
電源部22を通じて制御部20に通電が為されて、制御
部20は各部をリセットして初期状態に設定する。
この状態では表示信号が手元操作部19に信号処理部3
4の表示制御機能部32から送出されないため、表示素
子L0及び各り、〜L、が消灯状態にある。
ここで手元操作部19の操作釦26が操作されると、そ
の操作信号を制御部20の操作信号入力回路27が取り
込み、電源部のデータをメモリ29に書き込む、この状
態では表示制御機能32から表示素子り。を点灯させる
表示信号を手元操作部19へ送出し、表示素子L0の点
灯で電源部を表示し、待機状態となる。尚この状態では
各電磁弁10a〜10c及び11は閉成状態となってい
る。
エアマット1の各エアチューブ4a〜4C内の圧力は無
圧状態であるため使用者は各加圧側の押釦23a1〜2
3c、を操作して加圧操作信号を制御部20に与える必
要がある。
まず例えば押釦23a1が操作されると、第6図に示す
手動操作ルーチンに基づいて制御部20が動作を開始し
て、押された押釦23+が加圧用か減圧用かの判定を行
ない、加圧用と判定した制御部20では操作制御信号作
成機能33の働きに基づいてエアポンプ9の制御信号及
び電磁弁]−〇aを開成させる制御信号、つまり加圧手
段を駆動する制御信号を駆動部21に与え、駆動部21
を通じてエアポンプ9の運転を開始すると同時に電磁弁
10aを開成させる。従ってエアチューブ4a内には加
圧空気が送り込まれることになり、エアチューブ4aの
内圧が上がる。
このエアチューブ4a内圧は圧力センサ15aにより連
続的に検出され、その検出空気圧P、に基づいて制御部
20の表示制御機能32はエアーチューブ4aに対応し
た設けである表示素子L〜Lsの表示信号を手元操作部
18へ送って検出空気圧P+の所属範囲を点灯表示させ
る。使用者はこの表示と、マット本体1上に身体を乗せ
た状態における実感とで所望の空気圧となるまで加圧を
行う。
ここで表示素子り、〜L、の表示はり、の表示で、5〜
20g/cfi2を、またLl、L2の表示で21g/
c―2〜35g/e醜2を、L、〜L3の表示で36 
g/aJ〜5 Q goes”を、L 1〜L 4の表
示で51g/C#2〜70g/cm2を、L、〜L、の
表示で71 g / cm”〜120g1ee”を夫々
示しており、上記のように圧力センサ15aの検出空気
圧P1に基づいて制御部20は順次表示素子り、〜L、
を点灯させるのである。
この範囲設定の幅は均等に割り当てておらず、人が感じ
る柔らかさとして等間隔となるように設定しである。
さて所望の空気圧が得られ、押釦23a、の押操作が解
除されると、制御部20の操作制御信号作成機能33が
働いてエアポンプ9の制御信号の出力を止め、エアポン
プ9の運転を停止させ、同時に電磁弁10aの駆動を停
止して閉成させ、エアチューブ4a内の空気圧を保持さ
せる。同時に圧力センサ15aの検出空気圧P、を設定
空気圧P0として制御部20ではメモリ29の対応する
エリアに書き込み記憶する。
また上記の空気圧が大きくて硬すぎると感じた場合には
減圧用の押釦23a2を操作すれば良く、この場合制御
部20は押釦23a2の操作に応じて減圧手段として電
磁弁10aと11の制御信号を駆動部21へ送って、電
磁弁10a、11を開成させ、この開成によりエアチュ
ーブ4a内の空気を排気して減圧する。またこの減圧に
応じて表示素子り、〜L、の消灯制御を行い、またメモ
リ29に記憶している設定空気圧P0のデータを押釦2
3a2の押操作解除時にその時点の空気圧に書き換える
。このようにして順次各エアチューブ4a〜4cの空気
圧を肩部値、腰部位、脚部位に対応して所望の硬さとな
るように設定し、夫々の検出空気圧P1を設定空気圧力
P0として記憶する。
このようにして所望の硬さとなるように各エアチューブ
4a〜4cの空気圧を設定した後は圧力自動調整ルーチ
ンに制御が移行する。
次にこの圧力自動調整ルーチンの動作について第7図の
フローチャトに基づいて説明する。
まず制御部20ではメモリ29に記憶している設定空気
圧P0が上述の5つの範囲(レベル1(=1〜n))に
属するかを判定するとともに、検出空気圧P、を一定時
間(実施例では20分)毎にサンプリングして、メモリ
29に記憶している設定空気圧P0と比較して、その圧
力差を求め、予め設定してROM30に記憶している閾
値たる不感幅ΔPi内にあるのどうかの判定を行い、不
感幅ΔPiを出ている場合には減圧或は加圧制御を行っ
て圧力調整を行うのである。出ていない場合には上述の
手動操作ルーチンによって新たに圧力設定が行われたか
否の判定を行い、新たな設定が無い場合には上述の比較
判定を引き続いて行う。
ここで不感幅ΔPiは温度上昇による空気圧の上昇や、
大気圧の変動による空気圧の変化などに即応して空気圧
制御が頻繁に行われるのを防ぐとともに5マット本体1
上への人の乗り降りによる荷重変動に伴う空気圧の変化
に対応した空気圧制御も防ぐために、官能評価で人体が
その硬さの差を感じない範囲で設定されるもので、不感
幅ΔPiは設定空気圧P0の可変範囲を分けた上記の5
つのレベルiに夫々対応して+側、−側が下表のように
設定される。
上述の比較判定はこの表に基づいて為されるわけで、圧
力センサ15a〜15cの各検出空気圧P、をサンプリ
ング(黒点でサンプリングタイミングを示す)し、その
時の空気圧がメモリ29に記憶段、定している設定空気
圧P0に対応する+側の不感幅ΔPiIの上限値を越え
ているか、戒は一側の不感幅ΔPi、の下限値を下回っ
ているがどうかを制御部20が上述のように比較判定し
て上述の圧力制御を行うのである。勿論各エアチューブ
4a〜4cに対して各別に制御が行われる。
尚−適性の変動を防ぐためにその判定結果が第8(Wに
示すように3回連続して不感幅APLを越えている場合
にのみ上記の圧力自動調整を行うようにしてもよい。
この場合検出空気圧P、が不感幅ΔPiを出ている時に
はメモリ29に所定エリアのデータに1を加え、不感幅
bPf内にある場合には所定エリアのデータをOに戻す
ようにしてカウントを行う。
また通常ベットに腰かけるときは足側か中心であるため
、腰部位、肩部位が同時に連続して30分以上腰かける
ことは少ない点や、また寝た場合に比べて、腰掛けたほ
うがエアチューブ4a〜4C内の圧力が高くなりやすい
点に鑑みて、このようなHaけ状態で空気圧制御が行わ
れないように、上記のサンプリングの間隔を設定すると
ともに、肩部位、腰部位のエアチューブ4a、4b内の
圧力P、が共に不感幅ΔPiを連続して3回出た場合に
のみ上記のように制御信号を出力して圧力自動調整を行
うようにしても良い。
さて上記の圧力自動調整において、減圧のための制御信
号を出力した場合には、電磁弁11を開成するとともに
減圧すべきエアチューブ4a〜4Cに対応する電磁弁1
1a〜11cを開成して減圧を開始すると、制御部20
は連続して減圧に対応する圧力センサ15a〜15cの
検出空気圧Pを取り込み、対応するエアチューブ4. 
a〜4(内の空気圧が上記上限値を下回って一定値(3
g/c−2)だけ低下した時点で制御信号を出力を止め
て、電磁弁11及び対応する電磁弁10a〜10Cを閉
成する。
同様に加圧の場合にはエアポンプ9を駆動するとともに
、減圧すべきエアチューブ48〜4cに対応する電磁弁
11a〜1−10を開成して加圧を開始すると、制御部
20は連続して加圧に対応ずる圧力センサ15a〜15
cの検出空気圧Plを取り込み、対応するエアチューブ
4a〜4c内の空気圧が上記下限値を越えて一定値(3
g/cva2>上昇した時点で制御信号を出力を止めて
、エアポンプ9の運転を停止させるとともに対応する電
磁弁10a〜10cを閉成するに のようにして不感幅ΔPi1の上限値を越えるかあるい
は不感幅ΔP2の下限値を下回るかを上記の条件で判断
して条件が満たされたときに減圧若しくは加圧制御を行
って、エアチューブ4aへ4C内の空気圧を設定空気圧
P0を中心として設定される不感幅bPi内に維持する
のである。勿論上記圧力調整時に設定空気圧力P0に戻
すように制御を行っても良い。
この圧力自動調整の制御動作中における表示素子り、〜
L2の表示は設定空気圧P0に応じた表示をそのまま維
持して例え実際のエアチューブ4a〜4c内の空気圧が
設定空気圧P0が属する範囲を越えたり、下回ったりし
ても表示を変化させない。
つまり見掛は上空気圧が変化してない状態を呈すること
により、表示変化による戸惑いを使用者に与えないよう
にしている。
ところでエアチューブ4a〜4bの空気圧には夫々下限
値(5g/cm2)を設定しており、この下限値に空気
圧が低下した時点で上記の加圧制御と同様に制御を行っ
て空気圧を5 g/c+*”まで上昇させる。つまりレ
ベル1の設定空気圧P。に対する不感幅ΔPi2の範囲
内に上記下限値以下の値が含まれていても、下限値を下
回った場合には上記下限値を必ず保つようにするのであ
る。
尚上記手動調整若しくは圧力自動調整における加圧動作
には上限を設けてあり、空気圧が120!rIc−2に
なれば制御部20は自動的にエアポンプ9の制御信号を
出力を止めて、運転を停止させる。
また加減圧動作の開始から時間カウントを行って動作時
間が一定時間(例えば30分)連続した場合にはメイン
電源をオフして電磁弁10a〜10C、エアボン79の
動作を停止させたり、電磁弁11の動作を停止させると
ともに表示素子り。
を点滅させるフリッカ表示信号を制御部20は手元操作
部19へ送るようになっている。
さて上記のように所望の硬さに対応した空気圧設定後に
おいて、電源遮断があった場合にはエアチューブ4a〜
4bの空気圧は電磁弁10a〜10bの閉成状態により
、維持されるため、再度電源投入があった場合には制御
部20はこのときの圧力センサ15a〜15cが検出す
るエアチューブ4a〜4b内内空気圧P、を設定空気圧
P。とじてメモリ29に書き込み、以後上述の圧力自動
調整ルーチンによる制御状態に入る。
[発明の効果] 本発明は上述のように構成したエアマットシステムにお
いて、上記設定操作手段による設定空気圧の設定範囲を
複数に分割するとともに、設定空気圧に対して圧力セン
サの検出空気圧が一定以上になるまで制御手段による減
圧手段の制御を規制する閾値を、人体が硬さの差を感じ
ない不感幅で、夫々に分割範囲に対応して設定したので
、就寝時において体温によりマット本体内の温度が多少
上りて、空気膨張による空気圧の上昇が圧力センサによ
って検出されても、その上昇が不感幅内にあれば制御手
段による減圧手段の制御が規制されるため、不必要な減
圧手段の駆動による駆動音発生を抑えて寝室の静粛さを
保てることができ、しかも上記圧力上昇は硬さの変化と
して感じさせないという効果がるある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の一部破断せる斜視図、第2図
は同上のマット本体の分解斜視図、第3図は同上の概略
回路構成図、第4図は同上の流体回路図、第5図は同上
の制御部の概念回路構成図、第6図は同上の手動操作ル
ーチンを示すフローチャート、第7図は同上の圧力自動
調整ルーチンを示すフローチャート、第8図は同上のサ
ンプリング動作説明用波形図である。 1はマット本体、2は空気圧制御装置、4a〜4cはエ
アチューブ、9はエアポンプ、10a〜10cは電磁弁
、11は排気用電磁弁、15a〜15cは圧力センサ、
19は手元操作部、20は制御部である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、マット本体と、マット本体内に加圧空気を送る
    加圧手段と、マット本体内の空気を排気減圧する減圧手
    段と、マット本体内の空気圧を検出する圧力センサと、
    マット本体内の空気圧を設定操作する設定操作手段と、
    該設定操作手段による操作に応じて加圧手段若しくは減
    圧手段を制御してマット本体内の空気圧を調整し、操作
    停止後はその操作停止時点の空気圧を設定空気圧として
    記憶し、この記憶後該設定空気圧に基づく閾値と上記圧
    力センサの検出空気圧とを比較し、この比較結果により
    上記加圧手段若しくは減圧手段を制御してマット本体内
    の空気圧を調整する制御手段とを備えたエアマットシス
    テムにおいて、上記設定操作手段による設定空気圧の設
    定範囲を複数に分割するとともに、設定空気圧に対して
    圧力センサの検出空気圧が一定以上になるまで制御手段
    による減圧手段の制御を規制する閾値を、人体が硬さの
    差を感じない不感幅で、夫々に分割範囲に対応して設定
    したことを特徴とするエアマットシステム。
JP11435190A 1990-04-27 1990-04-27 エアマットシステム Pending JPH049105A (ja)

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