NL1035506C2 - Lig- of zitmeubel met mechatronisch uitgevoerde vering. - Google Patents

Description

Lig- of zitmeubel met mechatronisch uitgevoerde vering

Achtergrond

Stoelen en bedden zijn uitgevoerd met statische elastische materialen, zoals houten of metalen 5 platte veren en spiraal veren, wol, paardenhaar, schuimmaterialen, fiber, die voor vering zorgen en met langs- en dwarsverstevigingen die voor stijfheid zorgen. Waterbedden zijn uitgerust met een statisch hydraulische vering, waarbij de veerkarakteristiek en het golfgedrag aan de oppervlakte bepaald worden door massaveiplaatsing en het passief beïnvloeden van de stromingseigenschappen van de gebruikte vloeistof.

10 Elektrische en mechanische aandrijvingen worden gebruikt om de stand van de stoel of het bed aan te passen aan de gewenste houding (zie octrooi US 3913153). Er zijn toepassingen waarbij het gehele bed gekanteld wordt als remedie tegen snurken, (zie octrooi DE 4005822). Daarnaast zijn er toepassingen waarbij een elektrische of mechanische aandrijving wordt gebruikt om te wiegen (zie octrooi GR870101611 en CN 2547223Y) of om te vibreren (CN 2559336Y).

15 Bij de huidige stand van de techniek zijn er methoden om de elastische of stijfheids eigenschappen van een stoel of een bed op maat aan te passen aan de voorkeuren of klachten van de gebruiker. Dit gebeurt éénmalig: wanneer de elastische of stijfheid eigenschappen moeten worden gewijzigd, worden onderdelen van bedden of matrassen of gehele bedden of matrassen vervangen.

20

Problemen

Met de bekende methoden is het niet mogelijk een bed of matras te maken waarvan de veerkarakteristiek voor de manzijde van de matras en die van de vrouwzij de verschillend te maken (bijvoorbeeld voor de vrouw zachter geveerd dan voor de zwaardere man) en dat bij 25 ziekte van één van de twee op eenvoudige wijze om te keren.

Bij de bekende methoden is het niet mogelijk een kuil in een matras of bed te compenseren.

Bij de bekende methoden is het niet mogelijk de hardheid van de matras van een kind in de groei aan te passen aan het toenemende gewicht.

Bij de bekende methoden is het niet mogelijk om voor een zwangere vrouw het buikslapen te 30 faciliteren.

Met de bekende methoden is het niet mogelijk een patiënt op eenvoudige wijze naar één zijde van het bed te laten rollen.

Met de bekende methoden is het niet mogelijk waterbed functionaliteit te realiseren in andere dan horizontale vlakken.

35 1035506 2

De vinding

Deze vinding houdt in dat de verende elementen in de stoel, het bed of de matras uitgevoerd worden met elektronische sensoren en lineaire motoren, zodat de hoogte, de veerkarakteristiek en de stijfheid elektronisch en met behulp van software individueel kunnen worden ingesteld. Dit 5 eventueel in combinatie met klassieke verende en verbindende elementen. De elektronische sensoren met bijbehorende lineaire motor is ondergebracht in een mechatronische pocket (figuur 4), die in een vierkantsverband, rechthoekverband of hexagonaal verband ten opzichte van elkaar zijn geplaatst, zoals in figuur 1 is aangegeven voor een tweepersoons matras.

Het verende element, de mechatronische pocket (figuur 4), bestaat uit een krachtsensor 1, een 10 positiesensor of veiplaatsingssensor 2 en een lineaire motor M. Sensoren en motor kunnen eventueel geïntegreerd zijn. De motor kan electromechanisch, pneumatisch of hydraulisch zijn uitgevoerd of in een combinatie van deze technieken. Een klassieke veer (mechanisch of pneumatisch) kan aangebracht zijn parallel of in serie met de lineaire motor. Figuur 4 toont een mechanische veer V parallel aan de lineaire motor.

15 De sensoren 1 en 2 zijn middels aanpasversterkers Al en A2 verbonden met een elektronische verwerkingseenheid VK, die de versterker A3 aanstuurt die de lineaire motor M aanstuurt, zodanig dat het geheel zich gedraagt als een verend systeem. Doordat de elektronische verwerkingseenheid programmeerbaar of parametriseerbaar is, kunnen de karakteristieken zoals veerkracht, veermassa en lineariteit elektronisch ingesteld worden. Tevens kan de nulpositie so 20 elektronisch ingesteld worden. Dit is van toepassing bij het instellen van een ideale zit- of ligpositie of bij het immobiliseren van een patiënt.

De samenhang tussen de mechatronische pockets wordt, zoals in de klassieke situatie, enerzijds bepaald door de gezamenlijke ondersteuning en omhulling, anderzijds doordat als onderdeel van deze vinding, de elektronische verwerkingseenheden VK onderling gekoppeld kunnen zijn door 25 één of meerdere elektronische verwerkingseenheden KK. Doordat de koppeling tussen de elektronische verwerkingseenheden programmeerbaar of parametriseerbaar is, kan de koppelingskarakteristiek zoals stijfheid en golfgedrag elektronisch ingesteld worden.

Door de nulposities so elektronisch te variëren middels generatoren G kunnen één of meerdere golven opgewekt worden voor het laten omrollen van een patiënt of bijvoorbeeld het stimuleren 30 van de bloedsomloop bij dreigend doorliggen.

De doelpositie s van elk van de pockets wordt middels software uitgerekend uit de kracht F op de pocket, de nulpositie so van de pocket en de posities van de omliggende pockets.

De motor wordt aangestuurd zodanig dat de doelpositie bereikt wordt.

3

De doelpositie s, de afwijking uit de nulpositie so, is een functie f van de kracht F die uitgeoefend wordt op de pocket, van de afwijkingen uit de nulposities van de omgevende pockets en van de tijd t.

In formule, voor hexagonaal geplaatste pockets (zie figuur 2), geldt voor een pocket op positie 5 x=i en y=j: sij — So,ij(t) + fjj(F y5, Sjj,t) + gij (Sj±ij±],Sij±2,t)

Door het kiezen van verschillende nulposities so is het mogelijk het meubel vóór te vormen, 10 bijvoorbeeld verschillend voor rugleuning of zitting bij een stoel of verschillend voor hoofd, lichaam en benen bij een bed. Een voorgevormd kussen behoort daarbij tot de mogelijkheden, evenals een holte voor het gezicht zoals bij een massagebed.

Door het kiezen van verschillende hoogten en slag voor de verschillende pockets, is het eveneens mogelijk het meubel vóór te vormen.

15

Door de nulposities van een matras een functie van de tijd te maken, wordt een massagebed of een therapeutisch bed gecreëerd of wordt een matras gecreëerd waarmee een patiënt kan worden omgerold.

20 Doordat de veerfunctie f voor elk van de posities i en j verschillend gekozen kan worden, kan de veerkarakteristiek voor elk van de pockets individueel bepaald worden.

Een hard bed wordt gesimuleerd door een hoge veerconstante, een zacht bed door een lage veerconstante in de functie f. Door het kiezen van een niet-lineaire functie wordt het mogelijk niet-lineair veergedrag te realiseren. Door het kiezen van de juiste tijdfimctie en hysterese 25 (geheugenwerking) wordt het mogelijk gedrag als van een strobed of traagschuim te realiseren. Door het gebruik van temperatuursensoren is het traagschuim karakter zelfs nog beter te realiseren.

Het is mogelijk de veerkarakteristiek voor verschillende zones van een stoel, bed of matras verschillend in te stellen, bijvoorbeeld voor linker en rechterzijde van een bed of voor rug en 30 zitting van een stoel.

Doordat de koppelingsfuncties g tussen de pockets in lengterichting x en breedterichting y onafhankelijk van elkaar gekozen kunnen worden, is het mogelijk de stijfheid, het golfgedrag en het verende gedrag anisotroop te maken., dat wil zeggen dat de koppeling in lengterichting en 35 breedterichting verschillend kan zijn en daarmee de stijfheid en het golfgedrag van de stoel, het 4 bed of de matras. Bijvoorbeeld wordt hangmat gedrag gesimuleerd door een sterke koppeling in de lengterichting en een minder sterke in de breedterichting van het bed en verschillende randvoorwaarden bij de randen waar i=0 of i=max en j=0 of j=max.

Waterbedgedrag wordt gesimuleerd door de randvoorwaarde dat de som van alle verplaatsingen 5 nul is, in combinatie met een isotrope koppeling en een kleine veerconstante in de functie f.

De veerfunctie f van een pocket (stijfheid en traagheid) kan eenmalig ingesteld worden bij aanschaf of installatie van het lig- of zitmeubel. De koppelingsfunctie g (isotroop of anisotroop gedrag / waterbed gedrag / hangmat gedrag) kan eenmalig ingesteld worden bij aanschaf of 10 installatie. Door echter de functies middels software parametrisch instelbaar te maken, is het ook mogelijk dat de gebruiker het gedrag van het meubel naar wens instelt, bijvoorbeeld met behulp van een bedieningseenheid.

Door softwarematig comfort zones te definiëren is het mogelijk de karakteristieken voor hoofd, schouders, heup en benen verschillend in te stellen.

15 Door karakteristieken op te slaan en terug te roepen is het bijvoorbeeld mogelijk de karakteristiek voor links en rechts om te wisselen. Tevens is het mogelijk de karakteristiek voor bijvoorbeeld hoofd en voeteneinde om te wisselen.

Het is mogelijk persoonlijke karakteristieken mee te nemen of te verzenden naar andere locaties met dezelfde of soortgelijke meubelen.

20

De besturing kan gedistribueerd zijn uitgevoerd of centraal.

In het geval van gedistribueerde uitvoering (voor hexagonaal geplaatste pockets figuur 3) heeft elke pocket een processor die de sensor signalen ontvangt van de krachtsensor 1 en van de verplaatsings- of bewegingssensor 2. Tevens ontvangt de processor van de aangrenzende 25 processoren informatie over hun toestand s. De processor stuurt de versterker aan die de lineaire motor in beweging zet totdat de berekende doelpositie bereikt is. De processor stelt informatie over zijn toestand s ter beschikking van de aangrenzende processoren en aan de bedieningseenheid B.

Elk van de processoren ontvangt parameter informatie pp, pg en pf van de bedieningseenheid B. 30 De bedieningseenheid heeft een user interface voor bepaling van de veer- en koppelingsfuncties, voor instelling van vorm en fimctieparameters en voor het monitoren van de bed toestand. Het user interface is afgestemd op gebruik door een eindgebruiker van het meubel, maar kan ook worden afgestemd op gebruik door een deskundige.

Middels de bedieningseenheid is het mogelijk de pocketprocessoren van software te voorzien, en 35 deze zo aan te passen aan veranderende wensen of inzichten van het gebruik van het bed.

5

Voordelen

Deze vinding maakt het mogelijk om de vorm en de mechanische karakteristieken van een zit- of ligmeubel vóór de ingebruikname in te stellen en tijdens het gebruik te veranderen.

5 Met de vinding is het mogelijk de vering, de hardheid en de stugheid van rugdelen en zittingdelen van zitmeubelen vóór de ingebruikname en tijdens het gebruik naar wens in te stellen.

Met de vinding is het mogelijk de vering, de hardheid en de stugheid van bedden en matrassen vóór de ingebruikname en tijdens het gebruik naar wens in te stellen.

10 Met de vinding is het mogelijk een optimale belasting van de huid waarop men zit of ligt te realiseren.

Met de vinding is het mogelijk een optimale houding te realiseren, dit zowel in termen van persoonlijk comfort als in termen van medische of therapeutische noodzaak.

Met de vinding is het mogelijk een patiënt te immobiliseren.

15 Met de vinding is het mogelijk een patiënt te masseren en te stimuleren.

Met de vinding is het mogelijk een patiënt te manipuleren, zoals te laten omrollen.

Met deze vinding is het mogelijk dat één matras het optimale comfort biedt voor meerdere personen zoals een lits-jumeaux functionaliteit in één matras.

Met deze vinding is het mogelijk om ‘even een kussentje onder te stoppen’ voor locale 20 ondersteuning van lichaamsdelen, zoals bij bedlegerige patiënten, bij zwangere vrouwen of bij een massage.

Met deze vinding is het mogelijk om nog niet bestaande matraskarakteristieken te realiseren, zoals mengvormen van waterbed en klassieke vering.

Met deze vinding is het mogelijk allerlei mogelijke soorten van matraskarakteristieken te 25 onderzoeken door simulatie.

Met deze vinding is het mogelijk waterbed functionaliteit te realiseren in niet horizontale vlakken.

1035506

Claims (25)

1. Lig- of zitmeubel, omvattende een ondergrond en een matras met als kenmerk dat het matras is uitgerust met verstelbare verende elementen en welk lig- of zitmeubel is uitgevoerd met een controlerend element voor aansturing van genoemde verende 5 elementen.

2. Meubel volgens conclusie 1, met als kenmerk dat genoemde verende elementen zijn uitgerust met een actuator.

3. Meubel volgens conclusie 2 met als kenmerk dat genoemde actuatoren van genoemde verende elementen worden aangestuurd door genoemd controlerend element.

4. Meubel volgens conclusie 2 met als kenmerk dat genoemde verende elementen zijn uitgerust met één of meerdere sensoren en een regelmechanisme.

5. Meubel volgens conclusie 2 met als kenmerk dat genoemd regelmechanisme de actuator van genoemd verende element stuurt naar een positie die afhankelijk is van door sensoren van dit verende element gemeten waarden en aansturing door genoemd controlerend 15 element.

6. Meubel volgens conclusie 5 met als kenmerk dat genoemd regelmechanisme de actuator van genoemd verende element stuurt naar een positie die tevens afhankelijk is van waarden die door sensoren van omgevende verende elementen worden gemeten.

7. Meubel volgens conclusie 3 met als kenmerk dat genoemde verende elementen zijn 20 uitgerust met één of meerdere mechanische of pneumatische veren.

8. Meubel volgens conclusie 7 met als kenmerk dat genoemde verende elementen zijn uitgerust met één of meerdere sensoren en een regelmechanisme.

9. Meubel volgens conclusie 7 met als kenmerk dat genoemd regelmechanisme de actuator van genoemd verende element stuurt naar een positie die afhankelijk is van door sensoren 25 van dit verende element gemeten waarden en aansturing door genoemd controlerend element.

10. Meubel volgens conclusie 9 met als kenmerk dat genoemd regelmechanisme de actuator van genoemd verende element stuurt naar een positie die tevens afhankelijk is van waarden die door sensoren van omgevende verende elementen worden gemeten.

11. Meubel volgens conclusie 3 met als kenmerk dat genoemd controlerend element een programma uitvoert.

12. Meubel volgens conclusie 5 met als kenmerk dat genoemd controlerend element een programma uitvoert.

13. Meubel volgens conclusie 9 met als kenmerk dat genoemd controlerend element een 35 programma uitvoert. 1035506

14. Meubel volgens conclusie 11,12 of 13 met als kenmerk dat genoemd programma een tijdfunctie is, zodanig dat de gebruiker wordt omgerold, gemasseerd of gestimuleerd.

15. Bedienend element voor een zit- of ligmeubel dat is uitgevoerd met een matras met instelbare verende elementen met als kenmerk dat genoemd bedienend element is 5 uitgerust met faciliteiten om de verende elementen van de matras aan te sturen.

16. Bedienend element volgens conclusie 15 met als kenmerk dat genoemde verende elementen individueel door genoemd bedienend element worden aangestuurd.

17. Bedienend element volgens conclusie 15 met als kenmerk dat groepen van verende elementen kunnen worden bepaald.

18. Bedienend element volgens conclusie 15 met als kenmerk dat verende elementen als groep kunnen worden aangestuurd.

19. Bedienend element volgens conclusie 15 met als kenmerk dat de gewenste veer karakteristiek en het veer gedrag van genoemde matras kan worden ingesteld.

20. Bedienend element volgens conclusie 15 met als kenmerk dat genoemd bedienend 15 element is uitgerust met faciliteiten om de toestand van genoemde verende elementen te visualiseren.

21. Bedienend element volgens conclusie 19 met als kenmerk dat de hoogteverdeling over genoemde matras gevisualiseerd wordt.

22. Bedienend element volgens conclusie 19 met als kenmerk dat de relatieve 20 hoogteverdeling over genoemde matras gevisualiseerd wordt.

23. Bedienend element volgens conclusie 19 met als kenmerk dat de drukverdeling over genoemde matras gevisualiseerd wordt.

24. Bedienend element volgens conclusie 19 met als kenmerk dat de snelheidsverdeling over genoemde matras gevisualiseerd wordt.

25. Bedienend element volgens conclusie 19 met als kenmerk dat de temperatuurverdeling over genoemde matras gevisualiseerd wordt. 1035506