WO2007009586A1

WO2007009586A1 - Messsystem

Info

Publication number: WO2007009586A1
Application number: PCT/EP2006/006484
Authority: WO
Inventors: Klaus Bock
Original assignee: Spiroplex Gmbh
Priority date: 2005-07-16
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2007-01-25
Also published as: DE202005011214U1; EP1904820A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Meßsystem für Sitz- und/oder Liegemöbel zur Erfassung von Sitz- und/oder Liegedaten. Um ein Meßsystem vorzuschlagen, das bei gleichzeitig vereinfachter Handhabung zuverlässig Sitz- und/oder Liegedaten erfaßt, wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Meßsystem mit einem Meßaufnehmer (M), mehreren daran angeschlossenen und zu einer Matrix miteinander verschalteten Sensoren (S) sowie einer Rechnereinheit (R), wobei die im Belastungsfall von den Sensoren (S) jeweils detektierten Belastungsgrößen zur Ermittlung eines matrixweiten Belastungsprofils von der Rechnereinheit (R) ausgewertet werden.

Description

Meßsystem

Die Erfindung betrifft ein Meßsystem für Sitz- und/oder Liegemöbel zur Erfassung von Sitz- und/oder Liegedaten. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Polsterelement mit einem Meßsystem.

Meßsysteme für Sitz- und/oder Liegemöbel zur Erfassung von Sitz- und/oder Liegedaten sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Gleichwohl besteht Verbesserungsbedarf, nicht zuletzt mit Blick auf die Zuverlässigkeit der vom Meßsystem erfaßten Sitz- und/oder Liegedaten.

Es ist daher die A u f g a b e der Erfindung, ein Meßsystem für Sitz- und/oder Liegemöbel zur Erfassung von Sitz- und/oder Liegedaten vorzuschlagen, das bei gleichzeitig einfacher Handhabung zuverlässig Sitz- und/oder Liegedaten erfaßt.

Zur L ö s u n g dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Meßsystem für Sitz- und/oder Liegemöbel zur Erfassung von Sitz- und/oder Liegedaten, mit einem Meßaufnehmer, mehreren daran angeschlossenen und zu einer Matrix miteinander verschalteten Sensoren sowie einer Rechnereinheit, wobei die im Belastungsfall von den Sensoren jeweils detektierten Belastungsgrößen zur Ermittlung eines matrixweiten Belastungsprofils von der Rechnereinheit ausgewertet werden.

Das erfindungsgemäße Meßsystem verfügt über einen Meßaufnehmer. An diesen Meßaufnehmer sind eine Mehrzahl von Sensoren angeschlossen, die zu einer Matrix miteinander verschaltet sind. Die im Belastungsfall von den Sensoren jeweils detektierten Belastungsgrößen werden vom Meßaufnehmer erfaßt und mittels einer an den Meßaufnehmer angeschlossenen Rechnereinheit in ein matrixweites Belastungsprofil umgerechnet. Auf diese Weise ist es erstmals möglich, Sitz- und/oder Liegedaten in Entsprechung der tatsächlichen Gegebenheiten zuverlässig zu erfassen, denn auftretende Belastungsgrößen werden mittels des erfindungsgemäßen Meßsystems nicht nur punktuell, sondern flächenhaft, das heißt matrixweit erfaßt. Je nach Ausgestaltung des Meßaufnehmers können mehrere 100 Sensoren an diesen angeschlossen sein. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung können bis zu 400 Sensoren an den Meßaufnehmer angeschlossen werden. Dabei sind die Sensoren vorzugsweise zu einer aus Spalten und Reihen bestehenden Matrix miteinander verschaltet. Mittels der Rechnereinheit können die zu einer Matrix miteinander verschalteten Sensoren einzeln abgefragt, das heißt die von den Sensoren jeweils detektierten Belastungsgrößen ermittelt werden. In der Zusammenschau aller von den Sensoren jeweils detektierten Belastungsgrößen ergibt sich so ein matrixweites Belastungsprofil. Im Unterschied zu einer lediglich punktuellen Erfassung von Sitz- und Liegedaten hat die Ermittlung eines matrixweiten Belastungsprofils den Vorteil, sehr viel genauer und damit zuverlässiger über tatsächlich vorherrschende Sitz- und/oder Liegebelastungen Auskunft zu geben. Das erfindungsgemäße Meßsystem eignet sich insofern insbesondere zur Echtzeiterfassung von auf eine in einem Bett liegende oder sitzende Person aufgrund des Liegens oder Sitzens einwirkenden Druckbelastungen, beispielsweise zum Zwecke der Dekubitusprophylaxe.

Zwecks Abfrage der von den einzelnen Sensoren der Sensormatrix jeweils detektierten Belastungsgrößen verfügt der Meßaufnehmer gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung über einen Controller, vorzugsweise in Form einer μControllerplatine. Der Controller des Meßaufnehmers verfügt zum Anschluß an die Rechnereinheit über eine entsprechende Schnittstelle. Zur Auswertung der von den Sensoren detektierten Belastungsgrößen durch die Rechnereinheit kann diese in einfacher Weise an die Schnittstelle des Controllers des Meßaufnehmers angeschlossen werden. Eine einfache Handhabung ist so ermöglicht.

Der Controller des Meßaufnehmers ist vorzugsweise integraler Bestandteil des

Meßaufnehmers. Etwaiger ansonsten notwendig werdender

Verkabelungsaufwand entfällt damit. Auch hierdurch wird eine einfache Handhabung des erfindungsgemäßen Meßsystems unterstützt.

In einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, den Meßaufnehmer in der Rechnereinheit zu integrieren. Meßaufnehmer samt Controller sowie Rechnereinheit bilden dann eine gemeinsame Baukomponente. Je nach zu detektierendem Belastungsfall kommen als Sensoren Druck-, Temperatur-, Feuchtigkeits-, Geruchs-, Bewegungs- oder dergleichen -Sensoren in Frage.

Dabei ist ein jeder Sensor, ganz gleich welcher Bauart, vorzugsweise auf einer Leiterplatte angeordnet. Zur Signalentkopplung bei Verschattung mehrerer Sensoren zu einer Matrix verfügt ein jeder Sensor vorzugsweise über eine Entkopplungsdiode.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Sensoren als Drucksensoren ausgebildet, wobei vorzugsweise Halbleitersensoren zum Einsatz kommen.

Die zu einer Matrix verschalteten Sensoren bilden vorzugsweise eine Sensormatte, die individuell und wahlweise verwendbar ist.

Polsterelementseitig wird zur L ö s u n g mit der Erfindung vorgeschlagen ein Polsterelement, insbesondere ein Polsterkissen, eine Matratze oder dergleichen, gekennzeichnet durch ein Meßsystem der vorbeschriebenen Art.

Besonders bevorzugt ist dabei ein Polsterelement, insbesondere Polsterkissen, Matratze oder dergleichen, mit einer aus einer Mehrzahl von benachbart angeordneten Federelementen gebildeten Federanordnung, die oberseitig eine zumindest teilweise aus einem elastischen Material, vorzugsweise Schaumstoff, bestehende Abdeckung trägt, wobei zwischen der Federanordnung einerseits und der Abdeckung andererseits wenigstens ein Sensor angeordnet ist. Dabei ist dieser wenigstens eine Sensor des Polsterelements Bestandteil des vorbeschriebenen Meßsystems.

Das mit der Erfindung im besonderen vorgeschlagene Polsterelement weist eine aus einem elastischen Material, welches beispielsweise ein Schaumstoffmaterial sein kann, bestehende Abdeckung auf. Diese Abdeckung wird von einer Federanordnung getragen, wobei die Federanordnung ihrerseits aus einer Mehrzahl von benachbart angeordneten Federelementen besteht. Zwischen der Federanordnung einerseits und der Abdeckung andererseits ist wenigstens ein Sensor angeordnet, der beispielsweise ein Temperatur-, ein Druck-, ein Feuchtigkeits-, ein Geruchs-, ein Bewegungs- oder dergleichen -Sensor sein kann. Sinn und Zweck des zwischen der Federanordnung und der Abdeckung angeordneten Sensors ist es, beispielsweise den auf das Polsterelement einwirkenden Druck oder die im Polsterelement herrschende Temperatur zu messen, um so Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand einer auf dem Polsterelement liegenden Person ziehen zu können.

Vorrichtungen zur Messung des von einer Person auf einer Matratze ausgeübten Drucks sind aus dem Stand der Technik nicht unbekannt. So offenbaren beispielsweise die DE 100 01 698 A1 , die DE 36 1 7 01 2 A1 oder die DE 42 40 782 A1 derlei Vorrichtungen. Den hier beschriebenen Vorrichtungen ist aber allesamt gemein, daß die zur Messung verwendeten Sensoren auf das Polsterelement, das heißt die Matratze aufgelegt werden. Eine im Polsterelement integrierte Anordnung eines solchen Sensors, wie mit der Erfindung vorgeschlagen, ist aus den vorgenannten Druckschriften nicht bekannt.

Die im Polsterelement integrierte Anordnung wenigstens eines Sensors hat verschiedene Vorteile. So besteht zum einen nicht die Gefahr, den Sensor durch eine unachtsame und ungewollte Handhabung der auf der Matratze liegenden Person zu beschädigen. Nach der Erfindung ist der wenigstens eine Sensor unterhalb der aus einem elastischen Material bestehenden Abdeckung angeordnet, wodurch dieser vor äußeren Einflüssen geschützt ist.

Das erfindungsgemäße Polsterelement hat gegenüber den vorgenannten Druckschriften zudem den Vorteil, daß der wenigstens eine Sensor dank seiner integrierten Anordnung innerhalb des Polsterelements lagesicher fixiert ist. Insofern besteht nicht die Gefahr, daß sich der wenigstens eine Sensor ungewollt verschiebt, was zwangsläufig zu unkorrekten Meßergebnissen führen würde.

Das erfindungsgemäße Polsterelement ist zudem flexibel verwendbar und kann im Austausch gegen eine herkömmliche Matratze für jedes Bett, insbesondere Kranken- und/oder Pflegebett Verwendung finden. Da der wenigstens eine Sensor im Polsterelement lagesicher fixiert ist, bedarf es keiner aufwendigen Lageausrichtung des wenigstens einen Sensors, wie dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen in nachteiliger Weise der Fall ist.

Der wenigstens eine Sensor des erfindungsgemäßen Polsterelements ist von einem Federelement der Federanordnung getragen. Der Sensor erfährt so eine definierte Abstützung, so daß stets sichergestellt ist, daß der wenigstens eine Sensor zuverlässige Meßergebnisse liefert. Ein ungewolltes Verrutschen des wenigstens einen Sensors ist nicht zu befürchten. Gleichwohl kann der wenigstens eine Sensor zur zusätzlichen Lagefixierung mit dem Federelement verbunden, beispielsweise verklebt sein.

Zur Auswertung der vom Sensor gelieferten Meßergebnisse dient eine Auswerteeinheit, die vorzugsweise außerhalb des Polsterelements angeordnet ist. Zur Vermeidung aufwendiger Verkabelungen kann eine Signalübertragung zwischen dem wenigstens einen Sensor und der Auswerteeinheit mittels Funk erfolgen.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Polsterelement über eine Mehrzahl von Sensoren, die in vorteilhafter Weise unterschiedlichen Typs sind. So kann das Polsterelement beispielsweise über Druck-, Temperatur-, Feuchtigkeits-, Geruchs-, Bewegungs- oder dergleichen -Sensoren verfügen.

Die Mehrzahl der Sensoren ist vorzugsweise auf und/oder an einer Trägermatte angeordnet. Diese Trägermatte kann beispielsweise eine aus Kunststoff gebildete Gewebematte sein. Auf diese Gewebematte können die Sensoren samt Elektronik, das heißt Verkabelung, Diode und dergleichen mehr verklebt sein. Zur vereinfachten Herstellung sind die elektronischen Bestandteile des Sensors auf einer Leiterplatte mit vorgefertigten elektrischen Verbindungen angeordnet. Als einstückige Baukomponente wird diese Leiterplatte samt der darauf angeordneten elektronischen Bauteile auf die beispielsweise als Gewebematte ausgebildete Trägermatte aufgeklebt.

Erfindungsgemäß ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Mehrzahl an Sensoren auf und/oder an der Trägermatte derart angeordnet sind, daß ein jeder Sensor von einem Federelement der darunter angeordneten Federanordnung abgestützt ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß ein jeder Sensor durch jeweils ein Federelement getragen ist, daß das Federelement also den zugehörigen Sensor abstützt, wodurch sichergestellt ist, daß die Sensoren in ihrer Gesamtheit zuverlässig Meßwerte erfassen und der erfaßten Meßwerte entsprechende Signale an die Auswerteeinheit abgeben.

Die im Polsterelement integrierten Sensoren dienen erfindungsgemäß zur kontinuierlichen Messung von Patientendaten. Je nach verwendeten Sensoren kann beispielsweise der von einer auf dem Polsterelement liegenden Person auf das Polsterelement ausgeübte Druck gemessen werden. Eine solche Druckmessung kann zur Dekubitusprophylaxe dienen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß bei einem von den Sensoren detektierten, erhöhten Druck ein Warnsignal ausgegeben wird. Im Krankenhaus- oder Pflegebereich kann das Warnsignal beispielsweise direkt an eine die im Bett liegenden Person betreuende Person weitergeleitet werden, so daß diese sofort darüber Bescheid weiß, wenn die im Bett liegende Person sich droht wund zu liegen.

Die Verwendung von Temperatursensoren dient zur Messung der Temperatur im Polsterelement. Mittels von Temperatursensoren kann beispielsweise detektiert werden, ob es einer im Bett liegenden Person objektiv zu warm oder zu kalt ist.

Bewegungssensoren können dazu dienen, das Schlafverhalten einer auf dem Polsterelement liegenden Person zu erfassen. So läßt sich mit Bewegungssensoren beispielsweise ermitteln, ob sich eine auf dem Polsterelement liegende Person im Schlaf bewegt und bejahendenfalls, wie diese Bewegung aussieht. Insbesondere bei Personen, die aufgrund einer Erkrankung nur auf dem Rücken liegen dürften, kann so festgestellt werden, ob sie sich an die ärztliche Anweisung halten. Zudem kann mittels Bewegungssensoren festgestellt werden, ob die Atmung der auf dem Polsterelement liegenden Person regelmäßig ist.

Feuchtigkeitssensoren können insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn die auf dem Polsterelement liegende Person unter Inkontinenz leidet. Sobald ein Flüssigkeitssensor einen Flüssigkeitseintritt in das Polsterelement registriert, kann Alarm ausgelöst werden, der dem behandelnden Personal anzeigt, das Polsterelement, die Bettwäsche oder dergleichen Bettutensilien auszuwechseln.

Geruchssensoren können dazu dienen, anhand gemessener Geruchsstoffe auf den Körperzustand der auf dem Polsterelement liegenden Person zu schließen. So können Geruchssensoren zur Dekubitusprophylaxe eingesetzt werden, denn läßt sich mittels Geruchssensoren die Entstehung eines Dekubitusgeschwürs erkennen. Gegenmaßnahmen zur Dekubitusprophylaxe können so unverzüglich eingeleitet werden.

Das Polsterelement kann entweder Sensoren nur einen Typs oder Sensoren unterschiedlichen Typs beinhalten, je nach gewünschtem Anwendungsfall, das heißt je nach zu überwachenden Zuständen. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise vorgesehen sein, daß mehrere Sensoren gleichen Typs zu einer Sensor-Matrix elektronisch verschaltet sind, wobei das Polsterelement in Bereiche unterteilt ist, wobei ein jeder dieser Bereiche eine Sensor-Matrix aufweist, die unterschiedlichen Typs sein können. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Polsterelement im Kopf- und Brustbereich der auf dem Polsterelement liegenden Person über miteinander zu einer Matrix verschalteten Drucksensoren verfügt. Im Beckenbereich der auf dem Polsterelement liegenden Person verfügt das Polsterelement über zu einer Matrix zusammenverschaltete Flüssigkeits- Sensoren. Diese Flüssigkeits-Sensoren können zudem mit Temperatur-Sensoren kombiniert sein. Im Bein- und Fußbereich der auf dem Polsterelement liegenden Person verfügt das Polsterelement des weiteren über Bewegungs-Sensoren. Auf diese Weise kann der Zustand einer auf dem Polsterelement liegenden Person umfassend detektiert werden. Dabei versteht es sich von selbst, daß die Anzahl, die Art und die Anordnung der Sensoren je nach Anwendungsfall frei gewählt werden kann.

Das erfindungsgemäße Polsterelement ermöglicht eine kontinuierliche Meßdatenerfassung. Die ermittelten Daten können gespeichert und über die Zeit ausgewertet werden. Auf diese Weise ist es möglich, den zeitlichen Verlauf des körperlichen Zustandes einer auf dem Polsterelement liegenden Person darzustellen. Hieraus können dann Rückschlüsse für erfolgreiche bzw. weniger erfolgreiche Behandlungsmaßnahmen gezogen werden. Etwaige

Gegenmaßnahmen bei nicht erfolgreichen Behandlungsvorgängen können so unverzüglich ergriffen werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Federanordnung aus sogenannten Twin-Federn. Bei diesen Twin-Federn handelt es sich um Federelemente, die zweiteilig ausgebildet sind und aus einem ersten Federteil sowie einem zweiten Federteil bestehen. Ein jedes dieser Federteile besteht dabei aus einem Federkörper einerseits und einem einstückig daran angeformten Auflageteller andererseits. Die Auflageteller der oberseitig angeordneten, ersten Federteile tragen bevorzugterweise die zwischen Federanordnung und Abdeckung vorgesehenen Sensoren. Ein sicherer Halt sowie eine lagesichere Fixierung der Sensoren ist so sichergestellt.

Die Federelemente der Federanordnung sind vorzugsweise mittels eines Koppelelements, das beispielsweise aus einem Kunststoffgewebe gefertigt sein kann, zu einer gemeinsamen Einheit, das heißt der Federanordnung miteinander verbunden. Eine relative Verschiebung der einzelnen Federelemente zueinander ist hierdurch unterbunden, womit gleichzeitig sichergestellt ist, daß die von den Federelementen getragenen Sensoren stets lagesicher fixiert sind. Die Ausbildung der vorbeschriebenen Federanordnung ist im Detail im deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2005 002 906.8 beschrieben, dessen Inhalt explizit miteinbezogen ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Polsterelement wird insgesamt ein Pflegesituationsmeßsystem vorgeschlagen, welches einfach in der Handhabung, vielseitig verwendbar und sicher in der Anwendung ist. Die zur Situationsmessung verwendeten Sensoren sind erfindungsgemäß im Polsterelement integriert, wodurch sie vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Die Sensoren werden von im Polsterelement angeordneten Federelementen getragen, so daß sie lagesicher positioniert sind und stets zuverlässige Meßergebnisse liefern. Das Polsterelement kann über eine Vielzahl von Sensoren auch unterschiedlichen Typs verfügen, so daß eine umfassende Messung unterschiedlichster Betriebszustände möglich ist. Ein umfassender Rückschluß auf ein Krankheitsbild einer auf dem Polsterelement liegenden Person ist so in vorteilhafter Weise möglich.

Die Sensoren bzw. die elektronischen Baukomponenten einer Sensoreinheit sind vorzugsweise auf einer Leiterplatte angebracht, die als kompakte und einfach zu handhabende Baukomponente in vorbeschriebener Weise zwischen die Federanordnung einerseits und der oberhalb der Federanordnung angeordneten Abdeckung andererseits eingebracht werden kann. Die Verwendung einer solchen Leiterplatte hat verschiedene Vorteile. So kann beispielsweise die Verdrahtung über konfektionierte Leitungen erfolgen. Dabei erfolgt die Verkabelung innerhalb des Meßbereichs kreuzungsfrei. Die Leiterplatten können auf einer die Leiterplatten tragenden Trägerplatte, die ihrerseits beispielsweise eine aus Kunststoff gebildete Gewebematte ist, lagesicher fixiert werden, beispielsweise dadurch, daß die Leiterplatte mit der Trägerplatte vernäht oder verklebt wird. Die an die Leiterplatte unter Umständen angeschlossenen Kabel zur Signalvermittlung an die Auswerteeinheit können so angelötet sein, daß sie über die Höhe der Leiterplatte nicht hinausstehen. Ungewollte Beschädigungen der Verlötungen können so verhindert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Fign. Dabei zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung das erfindungsgemäße Meßsystem;

Fig. 2 in einer schematischen Draufsicht von oben einen Sensor nach der Erfindung;

Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht einen Sensor nach der Erfindung;

Fig. 4 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht ein Polsterelement nach der Erfindung;

Fig. 5 in einer schematischen Draufsicht von oben ein Polsterelement nach der Erfindung;

Fig. 6 in schematisch-perspektivischer Darstellung ein Federelement;

Fig. 7 in schematisch-perspektivischer Darstellung ein Federteil eines Federelements;

Fig. 8 in einer Seitenansicht das Federteil nach Fig. 7 und

Fig. 9 in einer Draufsicht von oben das Federteil nach den Fign. 7 und 8.

Das erfindungsgemäße Meßsystem 30 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt.

Das Meßsystem 30 dient zur Erfassung von Sitz- und/oder Liegedaten und verfügt über einen Meßaufnehmer M, mehreren daran angeschlossenen Sensoren S sowie eine Rechnereinheit R.

Der Meßaufnehmer M besitzt einen Controller C, vorzugsweise in Form einer μControllerplatine. Der Controller C ist mittels einer Datenübertragung D an eine Rechnereinheit R angeschlossen. Die Datenübertragung D kann dabei mittels Kabel oder mittels Funk erfolgen. Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform der Erfindung ist es auch möglich, den Controller C als Bestandteil der Rechnereinheit R auszubilden, wobei in diesem Fall die Rechnereinheit R vorzugsweise Bestandteil des Meßaufnehmers M ist.

Der Meßaufnehmer M verfügt des weiteren über eine Reihe von Anschlüssen für den Anschluß von Sensoren S.

Bevorzugterweise sind an den Meßaufnehmer M eine Mehrzahl von Sensoren S angeschlossen, welche zu einer aus Reihen und Spalten bestehenden Matrix miteinander verschaltet sind, wie dies Fig. 1 erkennen läßt. Zum Zweck der Verschaltung der Sensoren S zu einer Matrix verfügt der Meßaufnehmer M über Spalten-Anschlüsse A_s und Reihen-Anschlüsse A_R. Je nach Anzahl der vorhandenen Anschlüsse ergibt sich eine Matrix mit entsprechend vielen Reihen und Spalten, wobei die Matrix S_{1 1} bis S_nn Sensoren umfaßt. Die so ausgebildete Matrix kann als Sensormatrix SM bezeichnet werden.

Zur Auswertung der im Belastungsfall von den einzelnen Sensoren jeweils detektierten Belastungsgrößen findet ein Auswerteprogramm Verwendung, das automatisch die Anzahl, die Kalibrierung und die Anordnung der einzelnen Sensoren erfaßt. Mittels des Auswerteprogrammes läßt sich ein matrixweites Belastungsprofil ermitteln, das sich aus der Einzelabfrage der von den jeweiligen Sensoren jeweils detektierten Belastungsgrößen ergibt.

Dank des Auswerteprogrammes können an die Rechnereinheit R eine oder mehrere Meßaufnehmer angeschlossen werden, wobei es einer Kalibrierung eines einzelnen Meßaufnehmers in vorteilhafter Weise nicht bedarf. Das erfindungsgemäße Meßsystem ist insofern äußerst einfach in der Handhabung.

Wie vorstehend bereits beschrieben, werden die Sensoren S₁₁ bis S_nn zu einer Sensormatrix SM miteinander verdrahtet. In der nach Fig. 1 vorgeschlagenen Ausführungsform können mit dem Controller C 25 Matrixzeilen direkt ohne zusätzlichen Verstärker betrieben werden. Jede Matrixzeile kann an 1 6 Matrixreihen angeschlossen werden, weshalb die Sensormatrix SM in der nach Fig. 1 vorgeschlagenen Ausgestaltungsform über insgesamt 400 Sensoren verfügen kann, die beispielsweise im Multiplexverfahren ausgewertet werden.

Bei den eingesetzten Sensoren handelt es sich vorzugsweise um Drucksensoren, die als Halbleiter ausgebildet sind, deren Widerstand von der auf sie einwirkenden Kraft abhängt. Die beispielhafte Darstellung eines Sensors S ist in den Fign. 2 und 3 gezeigt.

Jeder Sensor ist auf einer Leiterplatte 21 angeordnet. Die eigentliche Sensorschicht 26 ist mittels einer Klebfolie 25 mit der Leiterplatte 21 verbunden. Insofern besteht der Sensor S aus drei biegsamen Schichten, die miteinander verklebt sind. In den Fign. 2 und 3 trägt der Sensor S auch das Bezugszeichen 20.

Die elektrische Kontaktierung der Sensorschicht 26, das heißt des sensitiven Bereichs 22 erfolgt mittels der Leiterplatte 21 , was eine hinreichende Stabilität des gesamten Sensors 20 sicherstellt. Für eine elektrische Kontaktierung der Leiterplatte 21 verfügt diese über entsprechende Anschlüsse 23 und 24.

Für eine störungsfreie Matrixabfrage verfügt ein jeder Sensor 20 über eine Entkoppeldiode 27. Dabei ist die Entkoppeldiode 27 in einer Einfräsung der Leiterplatte, die auch als Ausbruch 28 bezeichnet werden kann, untergebracht, womit sie gegen Bruch, das heißt Beschädigung geschützt ist.

Alle Spalten- und Zeilenleitungen werden am Sensor 20 ebenfalls in Ausfräsungen, das heißt Ausbrüche 29 angelötet. Die dafür erforderlichen Leitungen sind vorzugsweise hochflexible Litzen, die vorkonfektioniert und vor der Montage an den Meßaufnehmer angelötet werden können.

Die Leiterplatte 21 ermöglicht eine kreuzungsfreie Montage aller Leitungen. Da alle Leitungen und die Entkopplungsdiode 27 dünner als die Leiterplatte 21 sind, ist gewährleistet, daß bei einer Messung ausschließlich die Sensorschicht 26, das heißt der sensitive Bereich 22 höher belastet wird, wodurch eine unverfälschte Messung sichergestellt ist.

Zur Stromversorgung des Meßsystems kann ein in den Fign. nicht dargestelltes Netzgerät eingesetzt werden, das mit 230 Volt Wechselspannung arbeitet. Der Transformator des Netzgeräts hat vorzugsweise eine Isolationsspannung von 4.000 Volt. Um erhöhten Sicherheitsbestimmungen gerecht zu werden, ist das Netzgerät stets an einen Schutzkontakt oder an eine Erdleitung angeschlossen. Die Ausgangsspannung des Netzgerätes beträgt vorzugsweise + /- 8 Volt. Diese Spannungen sind stabilisiert. Der gemeinsame Anschluß 0 Volt ist geerdet. Das Netzgerät hat ferner ein festes Netzkabel und bevorzugterweise ein Datenkabel zum Anschluß an die Rechnereinheit R. Als Datenkabel kommt beispielsweise ein Kabel mit der Typenbezeichnung RS 232 in Frage.

Der Meßaufnehmer kann über ein Kombinationskabel für die Versorgung und für die Schnittstelle angeschlossen werden. Im Meßaufnehmer und damit in der Nähe einer auf der Sensormatrix liegenden oder sitzenden Person sind keine gefährlichen Spannungen vorhanden.

Fig. 4 zeigt ausschnittsweise in einer teilgeschnittenen Seitenansicht ein Polsterelement 18 nach der Erfindung. Das Polsterelement 1 8 verfügt über eine Federanordnung 1 , die ihrerseits aus einer Mehrzahl von benachbart angeordneten Federelementen 2 gebildet ist. Die Federelemente 2 sind mittels einer Koppeleinheit, die aus einem vorzugsweise aus Kunststoff gebildeten Gewebe 5 besteht, miteinander verbunden und bilden so als Federanordnung 1 eine gemeinsame Einheit.

Wie in der Darstellung nach Fig. 4 zu erkennen ist, ist oberhalb der Federanordnung 1 eine Abdeckung 1 5 angeordnet, die von der Federanordnung 1 getragen ist. Diese Abdeckung 1 5 besteht aus einem elastischen Material, vorzugsweise einem Schaumstoffmaterial. Mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach Fig. 4 kann unterhalb der Federanordnung 1 eine weitere Abdeckung 1 6 angeordnet sein, die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 gleichfalls aus einem elastischen Material, vorzugsweise einem Schaumstoffmaterial, besteht. Denkbar ist aber auch, daß die untere Abdeckung 1 6 aus einem vergleichsweise unelastischen Material, wie beispielsweise Holz, Kunststoff oder dergleichen besteht. So kann die untere Abdeckung 1 6 beispielsweise als Liegeflächenelement, Sitzschale oder dergleichen ausgebildet sein.

Die Abdeckungen 1 5 und 1 6 sind, wie in der schematischen Schnittdarstellung nach Fig. 4 zu erkennen ist, beabstandet voneinander angeordnet und bilden eine Aufnahme 1 4 in Form eines Volumenraums aus. Diese Aufnahme 14 dient der Anordnung der Federelemente 2 zwischen oberer Abdeckung 1 5 einerseits und unterer Abdeckung 1 6 andererseits.

Bestehen beide Abdeckungen 1 5 und 1 6 aus einem gleichen Material, beispielsweise einem Schaumstoffmaterial, so können die Abdeckungen 1 5 und 1 6 als einseitig offene Hülle einstückig ausgebildet sein, in die die Federanordnung 1 einzuschieben ist. Vorzugsweise ist die Größe der Aufnahme 14 an die Größe der Federanordnung im wesentlichen angepaßt, so daß es nicht zu einem ungewollten Verschieben der Federanordnung 1 innerhalb der Aufnahme 14 kommt. Für eine zusätzliche Lagefixierung der Federanordnung 1 innerhalb der Aufnahme 14 kann die Federanordnung 1 auch wahlweise mit der Abdeckung 1 5 oder der Abdeckung 16 bzw. mit beiden Abdeckungen 1 5 und 1 6 verbunden, beispielsweise verklebt, vernäht oder sonstwie verbunden sein.

Zwischen der oberen Abdeckung 1 5 und der Federanordnung 1 befindet sich eine im weiteren als Meßmatte 1 7 bezeichnete Sensormatte. Diese Meßmatte 1 7 besteht aus einer Trägermatte, die beispielsweise eine aus Kunststoff gebildete Gewebematte sein kann. An und/oder auf der Trägermatte befinden sich in Fig. 4 im einzelnen nicht dargestellte Sensoren 1 9. Zusammen mit den Sensoren 1 9 bildet die Trägermatte die Meßmatte 1 7 aus. Dabei sind die Sensoren 1 9 auf und/oder in der Trägermatte derart angeordnet, daß ein jeder von der Trägermatte getragene Sensor 1 9 von einem Federelement 2 der darunter angeordneten Federanordnung 1 abgestützt ist. Eine lagesichere Fixierung der Sensoren 1 9 wird so sichergestellt. Zudem ist gewährleistet, daß ein jeder Sensor durch das jeweils zugeordnete Federelement 2 abgestützt ist, so daß Ungenauigkeiten in der Erfassung von Meßwerten ausgeschlossen sind. Bei den Sensoren 1 9 handelt es sich vorzugsweise um Sensoren 20 gemäß vorstehender Ausführung.

Die Meßmatte 1 7 kann über Sensoren 1 9 unterschiedlichen Typs verfügen, wobei Sensoren 1 9 gleichen Typs vorzugsweise zu einer Sensor-Matrix miteinander verschaltet sind.

Als Sensoren 1 9 kommen insbesondere Temperatur-, Druck-, Feuchtigkeits-, Geruchs-, Bewegungs- oder dergleichen -sensoren in Frage.

Fig. 5 zeigt in einer schematischen Draufsicht von oben das erfindungsgemäße Polsterelement 1 8. Zu erkennen ist hier, daß die einzelnen Federelemente 2 der Federanordnung 1 sowohl in Längsrichtung 1 2 als auch in Querrichtung 1 3 in Reihen bzw. Spalten benachbart zueinander angeordnet sind. Die hier gezeigte Federelementanordnung ist ausschließlich beispielhaft zu verstehen, denn es versteht sich von selbst, daß die Federelemente 2 auch in einer anderen Art und Weise als in Fig. 5 dargestellt angeordnet werden können.

Wie Fig. 5 des weiteren erkennen läßt, ist mit Bezug auf die Querrichtung 1 3 jedes zweite Federelement 2 einer Federelement-Reihe mit einem Sensor 1 9 bestückt. Es versteht sich von selbst, daß je nach Anwendungsfall auch mehr oder weniger Sensoren 1 9 Verwendung finden können. Insofern liegt es im Rahmen der Erfindung, auch ein jedes Federelement 2 mit einem Sensor 1 9 auszurüsten.

Die Federanordnung 1 verfügt - wie Fig. 4 erkennen läßt - über eine Mehrzahl von benachbart angeordneten Federelementen 2, die mittels des als Koppeleinheit dienenden Gewebes 5 zur Federanordnung 1 als gemeinsame Einheit miteinander verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind ausschnittsweise insgesamt vier Federelemente 2 dargestellt, die in Längsrichtung 1 2 nebeneinander angeordnet sind. Es versteht sich dabei von selbst, daß die Federanordnung 1 über mehr als nur vier Federelemente 2 verfügen kann, die dann sowohl in Längsrichtung 1 2 als auch in Querrichtung 1 3 benachbart zueinander angeordnet sind.

Ein jedes der Federelemente 2 besteht aus einem ersten Federteil 3 und einem zweiten Federteil 4. Das erste Federteil 3 ist in der Darstellung nach Fig. 4 oberhalb des Gewebes 5 angeordnet, wohingegen sich das zweite Federteil 4 unterhalb der durch das Gewebe 5 aufgespannten Ebene befindet.

Das Gewebe 5 ist vorzugsweise mattenförmig ausgebildet und kann dank seiner Funktion, die einzelnen Federelemente 2 zu einer gemeinsamen Einheit miteinander zu verbinden, als Verbindungsmatte bezeichnet werden. Als Materialien für das Gewebe 5 kommen insbesondere Stoffgewebe, Kunststoffgewebe oder Glasfasergewebe in Betracht.

Den genauen Aufbau eines Federelements 2 zeigt in schematisch- perspektivischer Darstellung Fig. 6. Zu erkennen sind hier das erste Federteil 3 sowie das zweite Federteil 4. Diese beiden Federteile 3 bzw. 4 werden mittels des Verbindungsmittels 9 miteinander verbunden. Im endfertigen Zustand der Federanordnung 1 befindet sich zwischen dem ersten Federteil 3 und dem zweiten Federteil 4 das Gewebe 5, welches der besseren Übersicht wegen in Fig. 6 nicht dargestellt ist.

Das Verbindungsmittel 9 besteht aus einer Stiftanordnung, wobei sowohl das erste Federteil 3 als auch das zweite Federteil 4 jeweils einen Stift 10 tragen. Einem jeden Stift 10 ist am gegenüberliegenden Federteil 3 bzw. 4 jeweils eine Bohrung 1 1 zugeordnet, in die der jeweilige Stift 10 im montierten Zustand des Federelements 2 eingreift. Um ein ungewolltes Lösen von erstem Federteil 3 und zweitem Federteil 4 zu vermeiden, kann das Verbindungsmittel 9 über entsprechende Rastmittel verfügen, die der besseren Übersicht wegen in Fig. 6 nicht dargestellt sind.

Wie eine Zusammenschau der Fign. 4 und 6 zeigt, durchragen die Stifte 10 der Federteile 3 bzw. 4 im montierten Zustand der Federanordnung 1 die vom Gewebe 5 ausgebildeten Maschen bzw. Gitterdurchtritte. Diese Ausgestaltung stellt sicher, daß zwei Federteile, die unter Zwischenordnung des Gewebes 5 miteinander verbunden sind, lagesicher und positionsgenau am Gewebe 5 angeordnet sind. Ein relatives Verschieben eines aus den beiden Federteilen 3 und 4 bestehenden Federelements 2 ist nicht möglich, weder mit Bezug auf das Gewebe 5, noch hinsichtlich der weiteren an dem Gewebe 5 angeordneten Federelemente 2. Durch diese Ausgestaltung wird zudem sichergestellt, daß die von der Federanordnung getragenen Sensoren gleichfalls in ihrer Lage fixiert sind, so daß auch diese nicht ungewollt verschoben werden können.

Wie Fig. 6 des weiteren erkennen läßt, besteht sowohl das erste Federteil 3 als auch das zweite Federteil 4 jeweils aus einem Federkörper 6 und einem Auflageteller 7. Die genaue Ausgestaltung ist am Beispiel des ersten Federteils 3 in den Fign. 7 bis 9 dargestellt.

Wie die perspektivische Darstellung nach Fig. 7 sowie die Seitenansicht nach Fig. 8 erkennen lassen, besteht das erste Federteil 3 aus einem Federkörper 6 einerseits und einem Auflageteller 7 andererseits. Das Federteil 3 ist vorzugsweise als einstückiges Spritzgußteil aus Kunststoff ausgebildet. Der Federkörper 6 ist, wie insbesondere Fig. 8 erkennen läßt, nach Art eines Kegels ausgebildet, wobei sich der Federkörper 6 ausgehend vom Auflageteller 7 in Zeichnungsebene nach unten verjüngt.

Der Federkörper 6 ist durch zwei Federarme gebildet, wie sich insbesondere aus der Draufsicht von oben nach Fig. 9 erkennen läßt. Die Federarme 8 sind wendeiförmig ausgebildet, so daß sich das Federteil 3 in Kombination mit der kegelförmigen Ausgestaltung des Federkörpers 6 auf „Null" zusammendrücken läßt. Im zusammengedrückten Zustand weist das Federteil 3 deshalb eine Erstreckung in Höhenrichtung auf, die im wesentlichen der Dicke des Auflagetellers 7 in Höhenrichtung entspricht. Im Vergleich zur Höhe des Federteils 3 weist dieses mithin einen außerordentlich langen Federweg auf. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist der Federkörper 6 im unbelasteten Zustand samt daran angeordnetem Auflageteller 7 eine Erstreckung in Höhenrichtung von 1 5 mm auf.

Wie insbesondere aus Fig. 8 ersichtlich ist, trägt das Federteil 3 an seiner dem Auflageteller 7 gegenüberliegenden Seite den schon zuvor beschriebenen Stift 10, der die Verbindung des Federteils 3 mit einem zugehörigen, zweiten Federteil 4 erlaubt. Aus dem gleichen Grunde verfügt das erste Federteil 3 über eine Bohrung 1 1 , wie in Fig. 9 dargestellt, in die im montierten Zustand der Federteile

3 bzw. 4 der Stift des in den Fign. 5 bis 7 nicht dargestellten zweiten Federteils

4 hineinragt.

Das zweite Federteil 4 ist vorzugsweise baugleich zu dem in den Fign. 7 bis 9 dargestellten ersten Federteil ausgebildet. Be z u g s z ei c h e n l i ste

1 Federanordnung

2 Federelement

3 erstes Federteil

4 zweites Federteil

5 Gewebe

6 Federkörper

7 Auflageteller

8 Federarm

9 Verbindungsmittel

10 Stift

11 Bohrung

12 Längsrichtung

13 Querrichtung

14 Aufnahme

15 Abdeckung

16 Abdeckung

17 Meßmatte

18 Polsterelement

19 Sensor

20 Sensor

21 Leiterplatte

22 sensitiver Bereich

23 Anschluß

24 Anschluß

25 Klebfolie

26 Sensorschicht

27 Entkopplungsdiode

28 Ausbruch

29 Ausbruch

30 Meßsystem

M Meßaufnehmer SM Sensormatrix

C Controller A_s Anschlußspalte

R Rechnereinheit Ap Anschlußreihe

D Datenübertragung

S Sensor

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Meßsystem für Sitz- und/oder Liegemöbel zur Erfassung von Sitz- und/oder Liegedaten, mit einem Meßaufnehmer (M), mehreren daran angeschlossenen und zu einer Matrix miteinander verschalteten Sensoren (S) sowie einer Rechnereinheit (R), wobei die im Belastungsfall von den Sensoren (S) jeweils detektierten Belastungsgrößen zur Ermittlung eines matrixweiten Belastungsprofils von der Rechnereinheit (R) ausgewertet werden.

2. Meßsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (S) zu einer aus Spalten und Reihen bestehenden Matrix miteinander verschaltet sind.

3. Meßsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßaufnehmer einen Controller (C), vorzugsweise in Form einer μControllerplatine.

4. Meßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Controller (C) eine Schnittstelle zum Anschluß an die Rechnereinheit aufweist.

5. Meßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (S) Druck-, Temperatur-, Feuchtigkeits-, Geruchs-, Bewegungs- oder dergleichen -sensoren sind.

6. Meßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Sensor (S) auf einer Leiterplatte (21 ) angeordnet ist.

7. Meßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor (S) über eine Entkoppeldiode (27) verfügt.

8. Meßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein als Halbleiter ausgebildeter Drucksensor vorgesehen ist.

9. Meßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Matrix verschalteten Sensoren (S) eine Sensormatte bilden.

10. Polsterelement, insbesondere Polsterkissen, Matratze oder dergleichen, gekennzeichnet durch ein Meßsystem (M) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9.

1 1 . Polsterelement, insbesondere Polsterkissen, Matratze oder dergleichen, mit einer aus einer Mehrzahl von benachbart angeordneten Federelementen (2) gebildete Federanordnung ( 1 ), die oberseitig eine zumindest teilweise aus einem elastischen Material, vorzugsweise Schaumstoff, bestehende Abdeckung ( 1 5) trägt, wobei zwischen der Federanordnung (1 ) einerseits und der Abdeckung (1 5) andererseits wenigstens ein Sensor (1 9) angeordnet ist.

1 2. Polsterelement nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1 9) von einem Federelement (2) getragen ist.

1 3. Polsterelement nach Anspruch 1 1 oder 1 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Sensoren (1 9) auf und/oder an einer gemeinsamen Trägermatte angeordnet sind.

14. Polsterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 1 bis 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Sensoren (1 9) auf und/oder an der Trägermatte derart angeordnet sind, daß ein jeder Sensor (1 9) von einem Federelement (2) der darunter angeordneten Federanordnung abgestützt ist.

1 5. Polsterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf und/oder an der Trägermatte Sensoren unterschiedlichen Typs angeordnet sind.

1 6. Bett, insbesondere Kranken- und/oder Pflegebett, gekennzeichnet durch ein Polsterelement (1 8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 1 bis 1 5.