Конструктивный элемент мебели, предназначенный для восприятия веса тела человека
Изобретение относится к конструкционным элементам мебели, таким как спальный матрас, и направлено на повышение возможностей регулирования желаемого уровня жесткости в конкретном конструктивном элементе. Конструктивный элемент мебели, содержащий секцию, которая содержит основание, панельный элемент, первый набор упругих элементов, группу соединений, соединительные элементы, прикрепленные к первому набору упругих элементов и к основанию, и деформационный элемент, предназначенный для перемещения панельного элемента. Каждый упругий элемент содержит упругую деталь, имеющую первую жесткостную характеристику, и гибкую оболочку, которая окружает упругую деталь. Соединения расположены между верхним и нижним концами упругих элементов с образованием верхней части с длиной (U), проходящей между верхними краями упругих элементов и указанными соединениями, и нижней части с длиной (L1, L2), проходящей между указанными соединениями и нижними концами упругих элементов. Указанная длина верхней части преимущественно не подвержена влиянию перемещения панельного элемента, а длина нижней части может регулироваться путем перемещения панельного элемента. 16 з.п. ф-лы, 8 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к конструктивным элементам мебели, таким как спальный матрац, подушка сиденья и так далее, применяемым для восприятия веса тела человека. Этот конструктивный элемент содержит по меньшей мере одну секцию, которая включает основание, предназначенное для соединения с опорой, панельный элемент, расположенный над основанием относительно опоры, первый набор упругих элементов, которые расположены рядом друг с другом на панельном элементе и соединены друг с другом посредством совокупности соединений и каждый из которых имеет длину, ограниченную верхним концом и нижним концом, и выполнен с возможностью упругой деформации вдоль указанной длины, когда конструктивный элемент мебели нагружен весом тела человека, и с возможностью воздействия на тело человека с силой, которая зависит от указанной упругой деформации, соединительные элементы, прикрепленные к первому набору упругих элементов и к основанию и проходящие через панельный элемент с обеспечением прикрепления первого набора упругих элементов к основанию, и деформационный элемент, выполненный с возможностью перемещения панельного элемента относительно основания с обеспечением различной деформации упругих элементов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Конструктивный элемент мебели, такой как спальный матрац, подушка сиденья или другие устройства, применяется для воздействия на вес или часть веса тела человека, при этом указанный конструктивный элемент распределяет вес тела человека по части поверхности устройства. В зависимости от того, как указанный конструктивный элемент распределяет вес тела человека, он является либо мягким, либо жестким. Степень жесткости такого конструктивного элемента зависит от свойств упругих элементов, таких как жесткостные характеристики, и от того, каким образом упругие элементы установлены в конструктивном элементе, например, от их степени сжатия или предварительного напряжения. Таким образом, жесткость конструктивного элемента обычно задается при его изготовлении.
В известных конструктивных элементах мебели, имеющих свойства согласно области техники, к которой относится изобретение, жесткость является регулируемой. Жесткость этого конструктивного элемента регулируется путем осуществления деформации упругих элементов до различных степеней. Деформационный элемент может деформировать упругий элемент независимо от деформации упругого элемента, вызванной телом человека. Это означает, что жесткость конструктивного элемента является непрерывно регулируемой во время его работы согласно потребностям человека. Также возможно компенсировать жесткость конструктивного элемента в ходе возможных изменений свойств упругости упругой конструкции стечением времени.
Современные конструктивные элементы мебели часто включают в себя упругие элементы с так называемой конструкцией «зачехленных пружин», когда каждый упругий элемент содержит упругую деталь и гибкую оболочку, которая окружает упругую деталь так, что упругая деталь зажата внутри оболочки. Конструкция «зачехленных пружин» имеет преимущество, состоящее в том, что каждый упругий элемент деформируется независимо от соседних упругих элементов. Однако «зачехленные пружины» не могут быть применены в известных конструктивных элементах мебели с регулируемой жесткостью без потери преимущества, обеспечиваемого конструкцией «зачехленной пружины».
В патенте США №4222137 представлен матрац с регулируемой жесткостью. Матрац содержит упругие элементы, расположенные между поверхностью и нижней плитой. Упругие элементы зажаты между поверхностью и опорой посредством соединяющих струн, прикрепленных к поверхности и к опоре. Нижняя плита может перемещаться посредством подъемного устройства, при этом деформация упругих элементов между поверхностью и нижней плитой регулируется; таким образом, жесткость матраца является регулируемой. Проблема, имеющаяся в указанном патенте, состоит в том, что деформация одной части поверхности воздействует на деформацию соседней части поверхности. Другая проблема, имеющаяся в этом патенте, состоит в том, что грузоподъемность и длина хода представленных подъемных устройств ограничены. Кроме того, подъемное устройство не обеспечивает устойчивости в направлении, перпендикулярном перемещению нижней плиты. Еще одна проблема, имеющаяся в указанном патенте США №4222137, состоит в том, что между поверхностью и нижней плитой может быть установлен только один набор пружин, потому что, если нагружена одна пружина, то работают все пружины, в результате чего вероятно возникновение отказа в месте пересечения двух наборов пружин.
В патенте США №2558288 представлен матрац с регулируемой жесткостью, имеющий конструкцию, подобную рассмотренной в патенте США №4222137, и, как следствие, имеющий ту же проблему, что и в патенте №4222137. Проблема, имеющаяся в патенте США №2558288, состоит в том, что жесткость матраца зависит от веса, которым он нагружается. Если участок области поверхности нагружен весом, то жесткость соседней области поверхности увеличится. Таким образом, если тяжелый человек нагрузит часть поверхности, для лежащего рядом человека, имеющего меньший вес, жесткость увеличится. Кроме того, проблема, имеющаяся в патенте США №2558288, состоит в том, что раскрытая в нем конструкция матраца не функциональна вследствие того, что подъемное устройство выступает выше нижней плиты в область упругих элементов. Кроме того, для подъемного устройства требуется пространство между нижней плитой и опорой, которое будет препятствовать прикреплению соединяющих пружин к опоре.
ЦЕЛЬ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного конструктивного элемента мебели, содержащего по меньшей мере одну секцию. Другая цель изобретения состоит в создании конструктивного элемента мебели с усовершенствованной системой регулирования жесткости, лишенной недостатков прототипов. Еще одна цель изобретения состоит в создании конструктивного элемента мебели, в котором можно регулировать жесткость с сохранением мягкой верхней части, которая находится в контакте с телом человека.
Эти цели достигнуты в конструктивном элементе мебели, определенного в отличительной части п.1 формулы изобретения.
Первый набор упругих элементов представляет собой множество упругих элементов, длины которых проходят, главным образом, параллельно друг другу. Верхние концы упругих элементов предназначены для восприятия, непосредственно, либо косвенным образом, веса тела человека. Нижние концы упругих элементов расположены на верхней стороне панельного элемента. Когда упругие элементы находятся под действием веса тела человека, они деформируются вдоль своих длинных участков, при этом возникает сила, противодействующая деформации.
Каждый упругий элемент содержит упругую деталь и гибкую оболочку. Упругая деталь заключена в гибкой оболочке таким образом, что упругая деталь зажата или находится под предварительным напряжением внутри оболочки. Упругая деталь - это деталь, отвечающая на деформацию с силой, противодействующей деформации. Зависимость этой силы от деформации определяется начальной жесткостью пружин упругих элементов. Упругая деталь представляет собой, например, упругий материал, цилиндрическую пружину, пластинчатую пружину и так далее.
Соединительные элементы соединяют упругие элементы и основание, при этом упругие элементы зажаты между совокупностью соединений в первом наборе упругих элементов и верхней стороной панельного элемента. Деформационный элемент выполнен с возможностью перемещения панельного элемента относительно основания, тем самым по-разному деформируя упругие элементы, находящиеся между совокупностью соединений и панельным элементом, а также регулируя степень зажатия упругих элементов между совокупностью соединений и основанием.
Упругие элементы поддерживаются параллельными друг другу посредством совокупности соединений, расположенных между верхним и нижним концами упругих элементов. Совокупность соединений соединяет упругие элементы друг с другом. Тем самым образованы верхняя часть и нижняя часть упругих элементов. Длина каждого упругого элемента представляет собой сумму верхней и нижней частей упругого элемента. Длина верхней части упругих элементов главным образом не подвержена влиянию, когда панельный элемент перемещается и увеличивает или уменьшает деформацию упругих элементов. Длина нижней части упругих элементов регулируется путем перемещения панельного элемента. Так как нижняя часть упругих элементов является регулируемой, общая длина упругого элемента аналогично является регулируемой. Таким образом, упругие элементы зажаты посредством соединительных элементов между совокупностью соединений и основанием.
В одном варианте выполнения секция конструктивного элемента мебели содержит два или более наборов упругих деталей. Однако изобретение может быть также осуществлено при помощи одного набора упругих деталей.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, деформационный элемент выполнен с возможностью увеличения жесткости упругих элементов путем увеличения деформации упругих элементов и уменьшения жесткости упругих элементов путем уменьшения деформации упругих элементов.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, соединительные элементы выполнены с возможностью задания максимального расстояния между указанной совокупностью соединений и основанием. Соединительные элементы применяются для подтягивания совокупности соединений вниз к основанию таким образом, чтобы расстояние между указанной совокупностью соединений и основанием не превышало указанное максимальное расстояние. В случае, если конструктивный элемент нагружен весом тела человека, вызывающим деформацию только верхней части упругих элементов, соединительные элементы остаются растянутыми между совокупностью соединений и основанием. В растянутом состоянии соединительные элементы воздействуют на упругий элемент с силой, которая удерживает упругий элемент по отношению к основанию на указанном максимальном расстоянии между совокупностью соединений и основанием. В случае, если конструктивный элемент нагружен весом тела человека, вызывающим деформацию как верхней, так и нижней частей упругих элементов, соединительные элементы ослабляются между совокупностью соединений и основанием на расстоянии меньшем, чем указанное максимальное расстояние между совокупностью соединений и основанием. В ослабленном состоянии соединительные элементы не воздействуют с какой-либо силой на упругий элемент или основание.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, секция содержит сетку, расположенную между упругими элементами и взаимодействующую с совокупностью соединений, при этом соединительные элементы присоединены к сетке с обеспечением прикрепления первого набора упругих элементов к основанию. Сетка предназначена для взаимодействия с совокупностью соединений таким образом, чтобы имелось соединение между упругими элементами и основанием посредством соединительных элементов.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, совокупность соединений расположена между оболочками смежных упругих элементов. Сетка имеет такую форму, что она взаимодействует с совокупностью соединений, не соприкасаясь с концами упругих элементов.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, секция содержит второй набор упругих элементов, каждый из которых имеет длину, ограниченную верхним и нижним концами, и упругую деталь, имеющую вторую жесткостную характеристику. В предпочтительном варианте выполнения указанные первая и вторая жесткостные характеристики отличаются друг от друга. Благодаря первому и второму наборам упругих элементов, указанная сила зависит от степени деформации упругих элементов. Таким образом, жесткость конструктивного элемента мебели будет зависеть от степени деформации упругих элементов.
Согласно варианту выполнения изобретения, второй набор упругих элементов расположен между первым набором упругих элементов и панельным элементом. Тем самым, деформация первого набора упругих элементов обеспечивает первую жесткость, а деформация второго набора упругих элементов обеспечивает вторую жесткость.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, конструктивный элемент мебели содержит элемент управления, выполненный с возможностью управления деформационным элементом. Элемент управления имеет средства управления перемещением панельного элемента, так что деформация упругих элементов является управляемой. Таким образом, жесткость конструктивного элемента управляется элементом управления.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, деформационный элемент содержит удлиненные элементы перемещения, проходящие рядом с соединительными элементами и взаимодействующие с панельным элементом, и приводной блок, выполненный с возможностью воздействия на элементы перемещения с обеспечением перемещения панельного элемента к указанным соединениям или к основанию.
Функция удлиненных элементов перемещения состоит в создании соединения между основанием и панельным элементом, а также в опоре для перемещения панельного элемента и первого набора (и, возможно, второго набора) упругих элементов. Функция приводного блока состоит в воздействии на элементы перемещения с обеспечением перемещения панельного элемента и увеличения или уменьшения деформации упругих элементов.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, панельный элемент имеет форму с четырьмя угловыми областями и центральной областью, и указанные элементы перемещения связаны с угловыми областями и с центральной областью панельного элемента. Благодаря такому расположению элементов перемещения обеспечена устойчивость панельного элемента в направлении, перпендикулярном длине упругих элементов.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, элементы перемещения не вращаются во время указанного перемещения. Благодаря выполнению элементов перемещения невращающимися снижается риск зацепления соединительных элементов и элементов перемещения.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, приводной блок расположен под основанием, при этом элемент перемещения проходит от панельного элемента через основание к приводному блоку. Таким образом, длина хода панельного элемента не ограничивается местом расположения приводного блока.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, приводной блок содержит приводной двигатель и приводные элементы, которые соединены с двигателем и каждый из которых взаимодействует с соответствующим элементом перемещения.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, каждый соединительный элемент содержит струну, трос или любой подобный гибкий элемент.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, каждая упругая деталь имеет центральную часть, находящуюся между верхним и нижним концом, а также верхнюю и нижнюю части, при этом центральная часть упругой детали находится во фрикционном контакте с внутренней поверхностью оболочки вдоль длины упругой детали, в то время как верхняя часть упругой детали не находится в контакте с внутренней поверхностью, причем нижняя и центральная части упругой детали подвержены деформации, вызванной перемещением панельного элемента, в то время как верхняя часть упругой детали не подвержена деформации, вызванной перемещением панельного элемента.
Посредством фрикционного контакта между центральной частью упругой детали и внутренней поверхностью оболочки и из-за отсутствия контакта между верхней частью упругой детали и внутренней поверхностью оболочки, верхняя часть упругой детали не подвержена деформации, вызванной панельным элементом. Тем самым, на жесткость верхней части упругой детали не будет влиять деформация, вызванная панельным элементом. Таким образом, конструктивный элемент мебели образует мягкую верхнюю часть и нижнюю часть с жесткостью, регулируемой путем перемещения панельного элемента.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, центральная часть каждой упругой детали более широкая, чем ее верхняя часть, так что между центральной частью упругой детали и оболочкой осуществляется фрикционный контакт. Тем самым, перемещение нижней части упругих деталей внутри оболочки ограничено.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, центральная часть оболочки является более узкой, чем ее верхняя часть, так что между центральной частью упругих деталей и оболочек осуществляется фрикционный контакт. Тем самым, перемещение нижней части упругих деталей внутри оболочек ограничено.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, упругая деталь может свободно перемещаться внутри оболочки. Тем самым, деформация упругого элемента, вызванная панельным элементом, однородна по всей длине упругого элемента.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, конструктивный элемент мебели содержит элемент управления, выполненный с возможностью управления деформационным элементом, при этом секция содержит датчик, предназначенный для измерения физического параметра, пропорционального действующему на конструктивный элемент мебели весу тела человека, и для передачи измеренной информации о физическом параметре элементу управления, при этом элемент управления выполнен с возможностью управления перемещением панельного элемента, базируясь на указанной информации. Физический параметр представляет собой, например давление, вес, деформацию, температуру и так далее. Таким образом, посредством датчика измеряется вес, действующий на конструктивный элемент мебели. Измеренная информация используется как базисное значение для регулирования положения деформационного элемента. Например, измеренная информация используется таким образом, чтобы деформация, вызванная телом человека, не превышала определенную величину.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, конструктивный элемент мебели содержит по меньшей мере первую секцию и вторую секцию, при этом жесткость каждой секции регулируется независимо от другой секции. Например, секция, которая подвергается большей нагрузке, чем другая секция, настраивается на более высокую жесткость. В другом примере, деформации двух или большего количества секций регулируются путем управления каждым деформационным элементом таким образом, чтобы две секции были деформированы в одинаковой степени телом человека. Таким образом, можно отрегулировать жесткость первой и второй секций так, что позвоночник человека, лежащего на данном конструктивном элементе мебели, будет более прямым, чем в случае конструктивного элемента мебели только с одной жесткостью, и, следовательно, будет обеспечено более эргономичное положение для тела человека на конструктивном элементе мебели.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, первая секция содержит первый датчик, а вторая секция содержит второй датчик, при этом элемент управления выполнен с возможностью управления перемещением панельного элемента первой секции и второй секции, при этом перемещение панельного элемента каждой секции основано на измеренной информации, полученной от первого и второго датчиков. Согласно одному варианту выполнения, элемент управления выполнен с возможностью регулирования положения каждого панельного элемента таким образом, чтобы деформации первой секции и второй секции были фактически равны. В одном варианте выполнения блок управления выполнен с возможностью автоматического регулирования перемещения деформационного элемента на основании заданной предельно допустимой деформации секций. Например, в автоматическом режиме регулирования элемент управления регулирует конструктивный элемент мебели до более высокой жесткости для тяжелого человека, в отличие от легкого человека, на основании измеренной информации, полученной от датчиков. В одном варианте выполнения изобретения элемент управления содержит запоминающее устройство, применяемое для хранения значений одной или более заданных жесткостей для одной или более секций конструктивного элемента мебели, при этом заданные жесткости конструктивного элемента мебели осуществляются посредством элемента управления или посредством информации от датчиков. В варианте выполнения изобретения множество секций имеют одно общее основание.
Согласно одному варианту выполнения изобретения, поверхность на верхнем конце упругого элемента воспринимает вес тела человека. В другом варианте выполнения на первом и втором наборе упругих элементов размещен третий набор упругих элементов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее изобретение будет объяснено более подробно посредством описания различных вариантов выполнения изобретения и со ссылкой на, приложенные чертежи.
На фиг.1а показан вид сбоку конструктивного элемента мебели, содержащего одну секцию, в первом положении.
На фиг.1b показан вид сбоку конструктивного элемента мебели, содержащего одну секцию, во втором положении.
На фиг.2 показаны примеры упругих элементов.
На фиг.3 показан вид сверху части конструктивного элемента мебели.
На фиг.4 показан вид снизу конструктивного элемента мебели.
На фиг.5 показан конструктивный элемент мебели, содержащий множество секций.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 показан конструктивный элемент 1 мебели с регулируемой жесткостью согласно изобретению. Этот конструктивный элемент содержит секцию 70. Жесткость секции 70 регулируется путем перемещения панельного элемента 5, который увеличивает или уменьшает деформацию, создаваемую в первом наборе 7а и во втором наборе 7b упругих элементов 7. На фиг.1 секция 70 находится в двух различных положениях с различной степенью деформации, создаваемой в упругих элементах 7. На фиг.1а и фиг.1b секция 70 находится в первом и во втором положениях соответственно. В первом положении жесткость секции 70 мала, то есть секция 70 мягкая. Во втором положении жесткость секции 70 более высокая, чем жесткость в первом положении. В первом положении показана самая низкая жесткость секции 70. Второе положение просто поясняет одну из жесткостей секции 70. Жесткость секции 70 может быть отрегулирована до более высокой жесткости, чем жесткость во втором положении. Возможная регулируемая степень жесткости секции 70 зависит от сопротивления деформированию компонентов секции 70, например, от сопротивления деформации упругих элементов 7. Аналогично, промежуточные значения жесткости между первым и вторым положениями плавно регулируемы.
Секция 70 содержит основание 3, имеющее контакт с опорой. Основание 3 обеспечивает устойчивость секции 70 и ее компонентов. Секция 70 также содержит панельный элемент 5, расположенный над основанием 3. Панельный элемент 5 является предпочтительно плоским телом. Панельный элемент 5 имеет плоскую верхнюю сторону, которая применяется для поддержания по меньшей мере первого набора 7а упругих элементов 7. На фиг.1 на панельном элементе 5 размещены первый 7а и второй наборы 7b упругих элементов 7. В каждом наборе упругих элементов 7а, 7b отдельные упругие элементы 7 расположены рядом друг с другом.
Каждый упругий элемент 7 имеет удлиненную форму с длиной Н1, Н2, проходящей между верхним концом 10а, 10b и нижним концом 11а, 11b. Нижние концы 11b второго набора упругих элементов 7b расположены на верхней стороне панельного элемента 5. Нижние концы 11а первого набора упругих элементов 7а расположены на верхних концах 10b второго набора упругих элементов 7b. Изобретение не ограничивается одним или двумя наборами упругих элементов 7а, 7b - на панельном элементе 5 может быть размещено любое количество наборов упругих элементов 7а, 7b.
Упругие элементы 7 в каждом наборе упругих элементов 7а, 7b связаны друг с другом посредством совокупности соединений 9, при этом соседние упругие элементы 7 связаны друг с другом так, что части упругих элементов 7 в каждом наборе 7а, 7b, соответствующие их длине, преимущественно параллельны. Совокупность соединений 9 представляет собой, например, упругое соединение, типа клеевого соединения, между двумя соседними упругими элементами 7а, 7b. Предпочтительно, упругие элементы 7 в каждом наборе упругих элементов 7а, 7b имеют одинаковую длину. Например, все нижние концы 11b второго набора упругих элементов 7b опираются на верхнюю сторону панельного элемента 5. Аналогично, нижние концы 11а первого набора упругих элементов 7а опираются на верхние концы 10b второго набора упругих элементов 7b. Совокупность соединений 9 расположена вдоль длины упругих элементов 7 как для первого, так и для второго набора упругих элементов 7а, 7b между верхним концом 10а, 10b и нижним концом 11а, 11b. Таким образом сформированы верхняя часть 26 и нижняя часть 28 первого набора упругих элементов 7а.
Каждый упругий элемент 7 содержит удлиненную упругую деталь 22, которая заключена внутри гибкой оболочки 24. Каждая упругая деталь 22 имеет длину, а также верхний конец 10 и нижний конец 11. Предпочтительно, совокупность соединений 9 прикреплена к оболочкам 24 соседних упругих элементов 7. Упругая деталь 22 является элементом, который реагирует на деформацию с силой, противодействующей деформации. Упругая деталь 22 имеет жесткостную характеристику, которая определяет величину противодействующей силы, возникающей, когда упругая деталь 22 деформируется вдоль своей длины. Упругая деталь 22 представляет собой, например, упругие пружины различных типов, либо другие упругие детали 22, обладающие способностью создавать противодействующую силу. Упругая деталь 22 имеет в ненагруженном состоянии длину, которая превышает длину оболочки 24. Таким образом, упругая деталь 22 зажата или предварительно стянута внутри оболочки 24. Упругие детали 22 первого и второго наборов упругих элементов 7а, 7b имеют различные жесткостные характеристики. Однако, возможно применить первый и второй наборы упругих элементов 7а, 7b с одинаковыми жесткостными характеристиками. Предпочтительно, первая жесткостная характеристика ниже, чем вторая жесткостная характеристика.
Оболочка 24 является гибкой и имеет форму в соответствии с заключенной внутри нее упругой деталью 22. Оболочка 24 имеет прочность достаточную, чтобы сжимать или предварительно стягивать упругую деталь 22 до заранее заданной длины, которая короче, чем длина упругой детали 22 в несжатом состоянии. Оболочка 24 является гибкой в том смысле, что она следует за деформацией упругого элемента 7. В то же время оболочка 24 является негибкой в том смысле, что упругая деталь 22 ограничивается по максимальной заданной длине установленной длиной оболочки. Каждая упругая деталь 22 имеет удлиненную форму, например, форму цилиндра, эллипсоида, параллелепипеда и так далее.
Множество соединительных элементов 15 присоединены к сетке 30 и к основанию 3. Сетка 30 связана с совокупностью соединений 9, при этом совокупность соединений 9 соединена с оболочкой 24 упругих элементов 7. Сетка 30 предпочтительно представляет собой элемент в форме прочной решетки, проходящий между соседними упругими деталями. Соединительные элементы 15 проходят от сетки 30 вниз через сквозные отверстия в панельном элементе 5 к основанию 3. Таким образом, посредством соединительных элементов 15 установлено соединение между первым набором упругих элементов 7а, в месте нахождения соединений 9, и основанием 3. Соединительные элементы 15 определяют максимальное расстояние D между соединениями 9 и основанием 3. Максимальное расстояние D имеет место, когда конструктивный элемент 1 находится в ненагруженном состоянии независимо от положения панельного элемента 5. Нижняя часть 28 первого набора упругих элементов 7а и весь второй набор упругих элементов 7b зажаты между местом прикрепления соединительных элементов 15 к упругим элементам 7а и местом прикрепления соединительных элементов 15 к основанию 3. Посредством прикрепления соединительных элементов 15 к упругим элементам 7, между соединениями 9 и верхними концами 10а первого набора упругих элементов 7а сформирована верхняя часть 26 первого набора упругого элемента 7а. Верхняя часть 26 имеет верхнюю длину U, которая преимущественно не изменяется при перемещении панельного элемента 5. Функция верхней части 26 первого набора упругого элемента 7а состоит в том, чтобы обеспечивать независимую деформацию упругих элементов 7. Следовательно, верхняя часть 26 каждого упругого элемента в первом наборе упругих элементов 7а деформируется без взаимодействия с соседними упругими элементами 7. Таким образом, верхняя часть 26 первого набора упругих элементов 7а имеет характеристики «зачехленной пружины» с мягким верхним слоем. Длина нижней части 28 первого набора упругих элементов 7а проходит от указанной совокупности соединений 9 у упругих элементов 7 к концам На первого набора упругих элементов 7а. Нижняя часть 28 первого набора упругих элементов 7а подвержена влиянию перемещения панельного элемента 5. Следовательно, длина нижней части 28 первого набора упругих элементов 7а регулируется, так что жесткость нижней части 28 первого набора упругих элементов 7а является регулируемой.
Соединительные элементы 15 сжимают нижнюю часть 28 первого набора упругих элементов 7а и весь второй набор упругих элементов 7b между местом размещения указанной совокупности соединений 9 и основанием 3. Таким образом, жесткость нижней части 28 первого набора упругих элементов 7а и второго набора упругих элементов 7b регулируется деформацией, вызванной перемещением панельного элемента 5. Сравнивая фиг.1а и 1b, можно видеть, что панельный элемент 5 на фиг.1b был перемещен в поднятое положение по сравнению с конечным положением у основания 3 на фиг.1а. В результате этого, длина верхней части U первого набора упругих элементов 7а сохранилась, в то время как длина нижней части 28 первого набора упругих элементов 7а была сжата от первой длины L1 до второй длины L2. В результате деформации нижней части 28 первого набора упругих элементов 7а на фиг.1b, по сравнению с фиг.1а, жесткость нижней части 28 первого набора упругих элементов 7а увеличилась, в то время как жесткость верхней части 26 первого набора упругих элементов 7а по существу сохранилась неизменной.
Панельный элемент 5 применяют для перемещения относительно основания 3 посредством деформационного элемента 20. Деформационный элемент 20 содержит множество удлиненных элементов 50 перемещения, которые проходят от основания 3 параллельно соединительным элементам 15 к панельному элементу 5. Элементы 50 перемещения применяют для перемещения панельного элемента 5, параллельно длинам упругих элементов 7, к соединениям 9 или к основанию 3. Деформационный элемент 20 также содержит приводной блок 52, применяемый для воздействия на элементы 50 перемещения и для передачи им мощности для перемещения панельного элемента 5 в необходимом направлении.
На фиг.4 конструктивный элемент 1 показан снизу. Видны пять удлиненных элементов 50 перемещения. Четыре элемента 50 перемещения размещены в угловых областях 60 основания 3, и один элемент перемещения расположен в центральной области 62 основания 3. Элементы 50 перемещения соответственно связаны с панельным элементом 5 (не показан). На элементы 50 перемещения воздействует приводной блок 52, содержащий приводной двигатель 53, передаточный элемент 54, например, ремень, цепь и так далее, и множество приводных элементов 56. Двигатель 53 передает вращение к приводному элементу 56 посредством передаточного элемента 54, например, приводного ремня. Каждый приводной элемент 56 связан с каждым элементом перемещения. Например, приводной элемент 56 представляет собой гайку с внутренней резьбой, и каждый такой приводной элемент 56 взаимодействует с наружной резьбой на соответствующем элементе 50 перемещения. Передаточный элемент 54 вращает приводные элементы 56 таким образом, что каждый элемент 50 перемещения перемещается без вращения вверх к упругим элементам 7 или вниз к основанию 3. Передаточный элемент 54 соединен с образованием контура с каждым из приводных элементов 56 с обеспечением передачи мощности от двигателя 53 элементам 50. Двигатель 53 представляет собой, например, электродвигатель, гидравлический двигатель, пневматический двигатель и так далее.
На фиг.2а и 2b представлены примеры упругих элементов 7, пригодных для применения в изобретении. На каждом из фиг.2а и 2b показаны по два упругих элемента 7. На примере левого упругого элемента в разрезе показано внутреннее пространство упругого элемента, а на правом упругом элементе показана его внешняя сторона. Соединения 9 соединяют левый и-правый упругие элементы 7 в центральной части 70 вдоль длины упругих элементов 7 на участке между верхними и нижними концами 10а, 10b, 11а, 11b. Сетка 30 связана с соединениями 9, при этом соединительные элементы 15 применяются для присоединения к сетке 30. Каждый упругий элемент 7 содержит удлиненную упругую деталь 22 и оболочку 24. Оболочка 24 имеет такую форму, что она окружает упругую деталь 22. Упругая деталь 22 содержит центральную часть 80 и верхнюю часть 82. Упругая деталь 22 представляет собой предпочтительно пружину сжатия, например, цилиндрическую пружину, винтовую пружину и так далее. Путем перемещения панельного элемента 5 нижняя длина L1, L2 упругого элемента регулируется, в то время как верхняя длина U остается по существу неизменной.
На фиг.2а показано, что центральная часть 80 каждой упругой детали 22 более широкая, чем ее верхняя часть 82, так что центральная часть 80 находится во фрикционном контакте с внутренней поверхностью оболочки 24, в то время как верхняя часть 82 каждой упругой детали 22 не входит в контакт с внутренней стороной оболочки. Фрикционный контакт обозначен на чертеже стрелками. Посредством фрикционного контакта между центральной частью 80 упругой детали 22 и оболочки 24, перемещение центральной части 80 каждой упругой детали 22 внутри оболочки 24 ограничено. Следовательно, нижние части 28 упругих элементов 7 подвержены влиянию перемещения панельного элемента 5, так что жесткость нижних частей 28 является регулируемой. С другой стороны, верхние части 26 упругих деталей 22 могут свободно перемещаться внутри верхней части оболочки 24 таким образом, что верхние части упругих элементов 7 фактически не подвержены влиянию перемещения панельного элемента 5. Следовательно, верхняя часть 26 упругих элементов 7 представляет собой мягкий нерегулируемый верхний слой, а нижняя часть 28 упругих элементов 7 представляет собой нижний слой с регулируемой жесткостью.
На фиг.2b центральная часть 80 и верхняя часть 82 каждой упругой детали 22 имеют по существу одинаковую ширину, так что упругая деталь 22 может свободно перемещаться внутри оболочки 24. Так как каждая упругая деталь 22 может свободно перемещаться внутри своей оболочки 24, жесткость всей упругой детали 22 подвержена влиянию перемещения панельного элемента 5. Таким образом, жесткость верхней 26 и нижней 28 частей упругих элементов 7 будет фактически одинаковой.
На фиг.3 показана сверху часть конструктивного элемента 1. Можно видеть четыре удлиненных упругих элемента 7 с круговыми верхними краями. Каждый упругий элемент 7 соединен со своим ближайшим соседним упругим элементом 7 посредством соединений 9. Совокупность соединений 9 связана с оболочкой 24 упругих элементов 7. Соединительный элемент 15 присоединен к сетке 30 в месте, которое находится между упругими элементами 7, предпочтительно в свободном пространстве между четырьмя упругими элементами 7, например, на пересечении двух направлений сетки 30. Соединительные элементы 15 проходят от сетки 30 вдоль длины упругого элемента, через панельный элемент 5, вниз к основанию 3, где прикреплены соединительные элементы 15. Таким образом, упругие элементы 7 зажаты между местом расположения соединений 9 и основанием 3.
На фиг.5а и 5b показан вид сбоку конструктивного элемента мебели, содержащего десять по существу идентичных секций 70, где тело человека воздействует с разным весом на секции 70, что обусловлено различным весом различных частей тела человека. Жесткость каждой секции 70 регулируется отдельно. Каждая секция 70 содержит компоненты необходимые для достижения регулировки жесткости согласно описанному изобретению. Таким образом, каждая секция содержит основание 3, панельный элемент 5, по меньшей мере первый набор упругих элементов 7а и предпочтительно второй набор упругих элементов 7b, множество соединительных элементов 15 и деформационный элемент 20. В примере секции 70 помещены на возвышенную площадку, так что секции 70 подняты над полом. На фиг.5 показано, что каждая секция 70 имеет основание 3. Однако, возможно также, что все секции 70 будут иметь одно общее основание 3. Секции 70 помещены друг рядом с другом так, чтобы верхние концы 10 секций 70 были выровнены фактически на одном уровне.
На фиг.6а и 5b первый набор упругих элементов 7а размещен над вторым набором упругих элементов 7b. Панельный элемент 5 каждой секции 70 применяется для независимого перемещения. Каждая секция 70 содержит также два датчика 72. Например, датчики 72 размещены внутри упругого элемента 7 или на верхнем конце упругого элемента 7. На чертеже показано, что датчики 72 размещены по периферии каждой секции 70. Датчик применяют для измерения физического параметра, пропорционального весу тела человека, например, давления, веса, деформации, температуры и так далее.
На фиг.6а показано, что панельные элементы 5 всех десяти секций 70 имеют одинаковое положение по вертикали. Следовательно, все секции 70 имеют фактически одинаковые жесткости. В результате, те секции 70, на которые действуют тяжелые части тела человека, деформируются сильнее, чем секции 70, на которые действуют менее тяжелые части тела человека. Например, секция, находящаяся под действием веса тазобедренной части человека, деформируется сильнее, чем секция 70, находящаяся под действием веса плечевой части, поскольку тазобедренная часть человека обычно более тяжелая, чем плечевая часть.
На фиг.5b панельные элементы 5 десяти секций 70 имеют отдельное регулируемое положение. Тем самым, различные секции 70 имеют различные жесткости. Секция 70, находящаяся под действием веса тазобедренной части и плечевой части человека, отрегулирована так, чтобы секции 70 были деформированы по существу в одинаковой степени. Благодаря этому позвоночник человека, как показано на фиг.5b, принимает более прямое положение, чем то, которое показано на фиг.6а. Следовательно, на фиг.5b представлено более эргономичное положение для человека, по сравнению с фиг.6а. Предпочтительно конструктивный элемент 1 содержит такое количество секций 70, которое достаточно для осуществления регулировки жесткости секций 70 таким образом, чтобы позвоночник человека принимал по существу прямое положение.
В примере использования регулируемых по отдельности секций 70, секция 70, находящаяся под действием веса головы человека, имеет более высокую жесткость относительно секций 70, находящихся под действием веса остальной части корпуса человека. Благодаря этому, тело человека будет деформировать упругие элементы 7 сильнее, чем голова, так что тело человека будет размещаться на более низком вертикальном уровне, по сравнению с уровнем головы. В некоторых ситуациях, например, при медицинских показаниях или в случаях персональных предпочтений, желательно размещать голову на более высоком уровне, чем уровень тела. Таким образом, посредством раздельно регулируемой жесткости различных секций 70 конструктивного элемента 1, различные части тела человека могут быть размещены на различных уровнях друг относительно друга.
Данное изобретение не ограничено раскрытыми вариантами выполнения и может быть изменено и модифицировано в рамках объема нижеприведенной формулы изобретения.
1. Конструктивный элемент (1) мебели, предназначенный для восприятия веса тела человека, содержащий по меньшей мере одну секцию (70), которая содержит:
- основание (3), предназначенное для соединения с опорой,
- панельный элемент (5), расположенный над основанием (3) относительно опоры,
- первый набор упругих элементов (7a), расположенных рядом друг с другом на панельном элементе (5) и соединенных друг с другом посредством совокупности соединений (9), при этом каждый упругий элемент имеет длину (H1, H2), ограниченную верхним концом (10) и нижним концом (11), и выполнен с возможностью упругой деформации вдоль указанной длины (H1, H2), когда он нагружен весом тела человека, и с возможностью воздействия на тело человека с силой, которая зависит от указанной упругой деформации,
- соединительные элементы (15), присоединенные к первому набору упругих элементов (7a) и к основанию (3) и проходящие через панельный элемент (5) с обеспечением прикрепления первого набора упругих элементов (7a) к основанию (3),
- деформационный элемент (20), выполненный с возможностью перемещения панельного элемента (5) относительно основания (3) с обеспечением различной деформации упругих элементов (7a),
отличающийся тем, что каждый упругий элемент (7a) из первого набора упругих элементов содержит упругую деталь (22), имеющую первую жесткостную характеристику, и гибкую оболочку (24), которая окружает упругую деталь (22) с обеспечением зажатия упругой детали (22) внутри оболочки (24), при этом указанные соединения (9) расположены между верхним (10) и нижним (11) концами упругих элементов (7a) из первого набора упругих элементов с образованием верхней части (26) с длиной (U), проходящей между верхними концами (10) упругих элементов (7a) из первого набора упругих элементов и соединениями (9), и нижней части (28) с длиной (L1, L2), проходящей между соединениями (9) и нижними концами (11) упругих элементов (7a) из первого набора упругих элементов, при этом указанная длина (U) верхней части преимущественно не подвержена влиянию перемещения панельного элемента (5), а длина (L1, L2) нижней части может регулироваться путем перемещения панельного элемента (5), при этом
каждая упругая деталь (22) из первого набора упругих элементов имеет центральную часть (80), находящуюся во фрикционном контакте с оболочкой (24) на уровне указанной совокупности соединений (9), при этом жесткость верхней части (26) упругих элементов (7a) из первого набора упругих элементов фактически не подвержена влиянию перемещения панельного элемента (5), а жесткость нижней части (28) упругих элементов (7a) из первого набора упругих элементов является регулируемой.
2. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что деформационный элемент (20) выполнен с возможностью увеличения жесткости упругих элементов (7a) путем увеличения их деформации и с возможностью уменьшения жесткости упругих элементов (7a) путем уменьшения их деформации.
3. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что соединительные элементы (15) выполнены с возможностью задания максимального расстояния (D) между указанной совокупностью соединений (9) и основанием (3).
4. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что указанная секция (70) содержит сетку (30), расположенную между упругими элементами (7a) и связанную с совокупностью соединений (9), при этом соединительные элементы (15) прикреплены к сетке (30) с обеспечением прикрепления, таким образом, первого набора упругих элементов (7a) к основанию (3).
5. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что соединения (9) расположены между оболочками (24) смежных упругих элементов (7a).
6. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что он содержит второй набор упругих элементов (7b), каждый из которых имеет длину, ограниченную верхним концом (10b) и нижним концом (11b), и содержит упругую деталь (22), имеющую вторую жесткостную характеристику.
7. Конструктивный элемент (1) по п.6, отличающийся тем, что второй набор упругих элементов (7b) расположен между первым набором упругих элементов (7a) и панельным элементом (5).
8. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что он содержит элемент (40) управления, выполненный с возможностью управления деформационным элементом (20).
9. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что деформационный элемент (20) содержит удлиненные элементы (50) перемещения, проходящие рядом с соединительными элементами и взаимодействующие с панельным элементом (5), и приводной блок (52), выполненный с возможностью воздействия на элементы (50) перемещения с обеспечением перемещения панельного элемента (5) к соединениям (9) или к основанию (3).
10. Конструктивный элемент (1) по п.9, отличающийся тем, что панельный элемент (5) имеет форму с четырьмя угловыми областями (60) и центральной областью (62), при этом указанные элементы (50) перемещения взаимодействуют с угловыми областями (60) и с центральной областью (62) панельного элемента (5).
11. Конструктивный элемент (1) по п.9, отличающийся тем, что элементы (50) перемещения не вращаются в ходе указанного перемещения.
12. Конструктивный элемент (1) по п.9, отличающийся тем, что приводной блок (52) расположен под основанием (3), при этом элементы (50) перемещения проходят от панельного элемента (5) через основание (3) к приводному блоку (52).
13. Конструктивный элемент (1) по п.9, отличающийся тем, что приводной блок (52) содержит приводной двигатель (53) и приводные элементы (56), которые соединены с приводным двигателем (53) и каждый из которых взаимодействует с соответствующим элементом (50) перемещения.
14. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что каждый соединительный элемент (15) представляет собой струну, трос или любой подобный гибкий элемент.
15. Конструктивный элемент (1) по п.1, отличающийся тем, что он содержит элемент (40) управления, выполненный с возможностью управления деформационным элементом (20), при этом указанная секция (70) содержит датчик (72), предназначенный для измерения физического параметра, пропорционального весу человека, действующему на конструктивный элемент (1), и передачи измеренной информации, относящейся к указанному физическому параметру, элементу (40) управления, при этом элемент (40) управления выполнен с возможностью управления перемещением панельного элемента (5) на основе на указанной информации.
16. Конструктивный элемент (1) по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере первую секцию (70) и вторую секцию (70), при этом жесткость каждой секции (70) может регулироваться независимо от другой секции.
17. Конструктивный элемент (1) по п.16, отличающийся тем, что первая секция (70) содержит первый датчик (72), а вторая секция (70) содержит второй датчик (72), при этом элемент (40) управления выполнен с возможностью управления перемещением панельного элемента (5) первой секции (70) и второй секции (70), причем перемещение панельного элемента (5) каждой секции (70) основано на измеренной информации от первого датчика (72) и от второго датчика (72).
