Устройства и способы анализа комфортабельности и опорных характеристик спальной опоры - RU2480134C2

Чертежи

Описание

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[01] По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США №61/ 075796, поданной 26 июня 2008 г. в патентное ведомство США, ссылка на которую означает, что ее содержание полностью включено в текст настоящего описания.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[02] Настоящее изобретение относится к анализу комфортабельности и опорных характеристик спальной опоры и к определению, является ли приемлемой твердость идентифицированной спальной опоры. Помимо прочего, устройства и способы согласно настоящему изобретению относятся к испытанию твердости спальной опоры после ее изготовления, но до схода с производственной линии. Кроме того, данные устройства и способы относятся к определению факта создания в изготовленных на заказ спальных опорах комфортабельности и опорных характеристик, оптимальных для конкретного человека (для конкретных людей) в соответствии с требуемыми техническими условиями.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[03] В настоящее время известно много различных спальных систем. Такие спальные системы могут включать все составляющие части кровати, в том числе, помимо прочего, матрасы, пружинные блоки, основания, каркасы кроватей, подушки, наматрасники, постельное белье и, по существу, любое изделие, влияющее на сон человека. Однако каждая соответствующая спальная система может подходить одним людям и не подходить другим.

[04] Особенно важным для матраса и/или основания является обеспечение создания для использующего их человека надлежащих комфортабельности и опорных характеристик. Например, матрас может служить опорой благодаря сопротивлению, которое оказывают внутренние пружины направленной вниз силе, создаваемой весом тела человека.

[05] Однако обычные способы производства не могут гарантировать, что изготовленный матрас обеспечит покупателю комфортабельность и опорные характеристики в пределах допуска. Кроме того, покупатель не может удостовериться, что доставленный ему на дом матрас имеет те же комфортабельность и опорные характеристики, что и матрас, который покупатель испытывал в магазине. Следовательно, существует потребность в способе объективной оценки годности приобретенного матраса.

[06] Надлежащие комфортабельность и/или опорные характеристики матраса для конкретного человека можно определить, подвергая матрас испытанию на твердость. Для проведения такого испытания можно использовать, например, испытательную установку для испытаний на вдавливание и прогиб (Indention/Load/Deflection (ILD)). Такая испытательная установка обычно используется для проверки твердости матраса или основания путем измерения прогиба поверхности матраса или основания под действием некоторой силы (т.е. нагрузки). Обычные испытательные установки для испытаний на вдавливание и прогиб производят измерения через постоянные интервалы (например, полдюйма или один дюйм (1,8 или 2,5 см)).

[07] Хотя такие обычные испытательные установки для испытаний на вдавливание и прогиб иногда используются для приблизительной оценки твердости матрасов или оснований в одной партии путем проведения испытаний одного матраса или основания из партии на стадии разработки, не существует системы, позволяющей испытать твердость каждого матраса (или основания), изготовленного на производственной линии. Следовательно, существует потребность в системе для анализа комфортабельности и опорных характеристик на поточной производственной линии. Такая система может (помимо других преимуществ) способствовать гарантированию того, что изготовленный на заказ матрас и/или основание (т.е. матрас и/или основание, изготовленный на заказ по техническим условиям конкретного пользователя) подходит пользователю (пользователям). Кроме того, существует потребность в усовершенствованной системе для анализа комфортабельности и опорных характеристик для целей НИОКР.

[08] Известные испытательные установки для испытаний на вдавливание и прогиб оказались непригодны для этих задач, а известные средства не обеспечивают вышеупомянутых преимуществ. Известные испытательные установки для испытаний на вдавливание и прогиб не использовались на производственной линии для проведения испытаний матрасов, не говоря уже о проведении испытаний каждого изготовленного матраса. Более того, известные испытательные установки для испытаний на вдавливание и прогиб обычно используются только для определения твердости при заданном прогибе и, по существу, не используются для проведения сравнений с использованием всей кривой, характеризующей зависимость прогиба от вдавливания (т.е. показывающей соотношение различных нагрузок со значениями прогиба). Однако зачастую такая кривая, характеризующая матрасы и основания, не является линейной (т.е. они не характеризуются постоянством приложенной силы на единицу длины в соответствии с законом Гука F=-frx).

[09] Стоит отметить, что кривая, характеризующая зависимость прогиба от вдавливания для многих матрасов и оснований, представляет собой более сложную кривую, потому что многие матрасы или основания изготовлены из множества компонентов и слоев, которые обеспечивают варьирование уровней твердости. Например, обычно верхняя часть матраса содержит материалы, обеспечивающие комфорт, такие как пеноматериалы или волоконные материалы, которые характеризуются кривыми зависимости прогиба от вдавливания, отличающимися от таких кривых поддерживающих слоев, содержащих внутренние пружины, расположенные под слоями, обеспечивающими комфорт.

[10] Соответственно, система анализа комфортабельности и опорных характеристик на производственной линии окажется полезной производителям для обеспечения гарантии качества и позволит производителям быть уверенными в правильности способов изготовления. Например, система анализа комфортабельности и опорных характеристик на производственной линии позволит производителям гарантировать, что каждый изготовленный матрас обеспечивает покупателю комфортабельность и опорные характеристики в пределах заданных допусков. Кроме того, такая система для анализа комфортабельности и опорных характеристик на производственной линии позволяет заказчикам объективно различать матрасы.

[11] Кроме того, система для анализа комфортабельности и опорных характеристик, использующая кривую для такого анализа не одну точку измерения, дает более точную оценку характеристик спальной опоры. Более того, измерение кривой анализа комфортабельности и опорных характеристик при отводе испытательной поверхности от матраса (помимо измерения кривой анализа комфортабельности и опорных характеристик при вдавливании испытательной поверхности в матрас) обеспечивает анализ восстановительных характеристик материала спальной опоры.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[12] Согласно настоящему изобретению предложены устройства и способы анализа комфортабельности и опорных характеристик спальной опоры. Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложен способ проведения испытаний спальной опоры, согласно которому идентифицируют спальную опору, определяют полученное испытанием значение комфортабельности и опорных характеристик для идентифицированной спальной опоры перед ее предоставлением заказчику и определяют, находится ли полученное испытанием значение комфортабельности и опорных характеристик для идентифицированной спальной опоры в пределах заданного допуска целевого значения комфортабельности и опорных характеристик.

[13] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложено устройство для проведения испытаний спальной опоры, содержащее идентификационный блок, сконфигурированное для идентификации спальной опоры, испытательный блок для проведения испытаний комфортабельности и опорных характеристик, сконфигурированный для определения полученного испытанием значения комфортабельности и опорных характеристик для идентифицированной спальной опоры перед ее предоставлением заказчику и аналитический блок, сконфигурированный для определения, находится ли полученное испытанием значение комфортабельности и опорных характеристик для идентифицированной спальной опоры в пределах заданного допуска целевого значения комфортабельности и опорных характеристик.

[14] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ проведения испытаний спальной опоры, согласно которому идентифицируют спальную опору, определяют полученное испытанием значение комфортабельности и опорных характеристик для идентифицированной спальной опоры и определяют, находится ли полученное испытанием значение комфортабельности и опорных характеристик для идентифицированной спальной опоры в пределах предварительно заданного допуска целевого значения комфортабельности и опорных характеристик, в котором целевое значение комфортабельности и опорных характеристик содержит, по меньшей мере, одну заданную кривую, характеризующую зависимость прогиба от вдавливания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[15] Вышеуказанные и другие аспекты настоящего изобретения более понятны из подробного описания поясняющих примеров осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

[16] на фиг.1 схематически изображена аналитическая система для анализа комфортабельности и опорных характеристик спальной опоры согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения, а

[17] на фиг.2 схематически изображены первая система для анализа комфортабельности и опорных характеристик и вторая система для анализа комфортабельности и опорных характеристик, сконфигурированные для проведения испытаний двух противоположных сторон спальной опоры согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[18] Ниже приведено подробное описание поясняющих примеров осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

[19] На фиг.1 изображена производственная линия 100 для производства спальной опоры согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения. Поясняющий пример осуществления производственной линии 100 содержит производственную площадку 25 для производства спальной опоры 50. Спальная опора 50 может содержать различные компоненты, в том числе, помимо прочего, матрас и/или основание.

[20] Согласно изображенному на фиг.1 поясняющему примеру осуществления изобретения каждую изготовленную спальную опору 50 передают на конвейер 20, который транспортирует ее от производственной площадки 25 к упаковочной машине 30, которая готовит опору 50 для отгрузки путем упаковки.

[21] Пока спальная опора 50 находится на конвейере 20, ее идентичность определяется с помощью считывателя 40 на основе идентификатора 42, размещенного на поддерживающем элементе 50 или в нем. Идентификатор 42 может включать, помимо прочего, штрих-код или радиометку (RFID), а считыватель 40 может включать, например, считыватель штрих-кода или радиометки. Однако настоящее изобретение не ограничено вышеуказанными поясняющими конфигурациями, и согласно настоящему изобретению могут использоваться другие идентификаторы и считыватели.

[22] Согласно одному примеру осуществления изобретения идентификатор 42 может включать разнообразную информацию, относящуюся к спальной опоре 50, в том числе, помимо прочего, целевые технические характеристики, целевые кривые анализа комфортабельности и опорных характеристик, целевые допуски, тип спальной опоры, идентификаторы завода, на котором изготовлена спальная опора, дату изготовления, информацию об используемых материалах, информацию для потребителя и т.д. Согласно одному поясняющему примеру осуществления изобретения идентификатор 42 содержит ссылочную информацию, относящуюся к базе данных, файлу данных и т.п. информации о целевых технических характеристиках, целевых кривых анализа комфортабельности и опорных характеристик, целевых допусках, типе спальной опоры, идентификаторах завода, на котором была изготовлена спальная опора, дате изготовления, об используемых материалах, информации для потребителей и т.д.

[23] С помощью системы 10 для анализа комфортабельности и опорных характеристик можно испытать твердость спальной опоры 50. Однако изобретение этим не ограничено. Система 10 может быть установлена на производственной линии или вне ее для целей НИОКР. Система 10 может содержать, помимо прочего, контактную поверхность, которая прикладывает нагрузку в конкретном месте к спальной опоре 50, и тензометр, который измеряет прогиб спальной опоры 50. При увеличении нагрузки на спальную опору 50 в конкретном месте увеличивается ее прогиб.

[24] Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения контактная поверхность вдавливается в конкретном месте на заданное расстояние в спальную опору 50 и анализируется соответствующее усилие, приложенное к спальной опоре 50. Например, измерения соответствующих сил, выполненные приблизительно на глубину два дюйма (5,4 см) от верхней поверхности спальной опоры 50, могут дать приближенное значение типичной толщины материалов, обеспечивающих создание комфорта, используемых в матрасе и могут быть использованы для вычисления показателя комфортабельности. Кроме того, измерения соответствующих усилий, выполненные от глубины два дюйма от верхней поверхности спальной опоры 50 на глубину приблизительно семь дюймов (17,8 см) от верхней поверхности спальной опоры 50, могут дать приближенное значение типичной толщины поддерживающих материалов в матрасе и могут быть использованы для вычисления показателя опорных характеристик. Однако настоящее изобретение не ограничено вышеуказанным поясняющим примером осуществления, и для вычисления показателя комфортабельности и показателя опорных характеристик могут быть использованы измерения на разной глубине, поскольку в матрасах толщина материалов, обеспечивающих создание комфорта и поддерживающих материалов может отличаться, а в вышеуказанном примере осуществления изобретения для этих материалов использованы лишь общие приближенные значения. Более того, согласно поясняющему примеру осуществления изобретения измерения соответствующих усилий, выполненные в верхней части спальной опоры 50, могут предоставить приближенное значение типичной толщины материалов, обеспечивающих создание комфорта, используемых в матрасе, и могут быть использованы для вычисления показателя комфортабельности, а измерения соответствующих усилий, выполненные в нижней части спальной опоры 50, могут быть использованы для вычисления показателя опорных характеристик.

[25] Согласно другому поясняющему примеру осуществления изобретения контактная поверхность вдавливается в спальную опору 50 в конкретном месте до тех пор, пока не будут измерены соответствующее усилие, приложенное к спальной опоре 50, и соответствующее расстояние, на которое контактная поверхность вдавливается в спальную опору 50. Вышеуказанное соответствующее усилие можно, например, сопоставить с измерениями антропометрических данных конкретного человека.

[26] Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения считыватель 40 считывает идентификатор 42 спальной опоры 50 для получения целевых технических характеристик, содержащих целевые кривые анализа комфортабельности и опорных характеристик, для каждой изготовленной спальной опоры 50. Использование кривых для анализа комфортабельности и опорных характеристик вместо измерения одной точки обеспечивает более точный анализ комфортабельности и опорных характеристик спальной опоры 50. Например, когда очень широкоплечий человек спит на боку, нагрузка на спальную опору 50 в конкретном месте будет намного больше, чем когда он спит на спине, когда нагрузка распределяется на большее количество мест спальной опоры 50. Благодаря использованию целевых кривых анализа комфортабельности и опорных характеристик вместо одной целевой точки, характеризующей зависимость прогиба от вдавливания, спальная опора 50 может быть испытана с возможностью гарантировать (помимо прочего), что она имеет соответствующую твердость для каждого положения во время сна.

[27] Кроме того, согласно поясняющему примеру осуществления изобретения система 10 для анализа комфортабельности и опорных характеристик содержит контактную поверхность, которая прикладывает нагрузку к спальной опоре 50 в конкретном месте и измеряет кривую анализа комфортабельности и опорных характеристик при отводе контактной поверхности от спальной опоры 50. Похожим образом могут быть проанализированы восстановительные характеристики материала спальной опоры 50.

[28] После получения целевых характеристик для изготовленной спальной опоры 50 система 10 измеряет кривую анализа комфортабельности и опорных характеристик по меньшей мере в одном месте на идентифицированной спальной опоре 50 путем выполнения для нее запрограммированного испытания. Испытанием управляет, например, контроллер 60, содержащий процессор и память. Согласно настоящему изобретению система 10 может содержать несколько испытательных установок, например, для проведения испытаний обеих сторон изготовленной на заказ спальной опоры, в которой каждая сторона имеет различные характеристики.

[29] При необходимости использования нескольких мест систему 10 перемещают в направлениях по оси х и/или по оси у, как изображено на фиг.1, от одного подходящего места поверх спальной опоры 50 к следующему подходящему месту поверх нее. В каждом месте нагрузку на спальную опору 50 постепенно увеличивают и системой 10 определяют величину прогиба спальной опоры 50. Полученная измерениями кривая анализа комфортабельности и опорных характеристик оказывается созданной на основе соответствующих величин прогиба для каждой отличающейся нагрузки.

[30] В отличие от обычных испытательных установок для испытаний на вдавливание и прогиб, обеспечивающих измерение средневзвешенной зависимости прогиба от вдавливания, настоящее изобретение обеспечивает измерение для анализа как комфортабельности, так и опорных характеристик. Главный недостаток (помимо прочих) использования обычного средневзвешенного значения зависимости прогиба от вдавливания заключается в том, что две спальные опоры могут иметь одинаковое средневзвешенное значение зависимости прогиба от вдавливания, но совершенно разные комфортабельность и опорные характеристики (т.е. два матраса создают совершенно разные «ощущения»).

[31] Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения для имитирования физических характеристик предполагаемого пользователя (пользователей) спальной опоры 50 используются несколько мест для анализа. Например, нажимные устройства могут быть установлены так, что место каждого из них имитирует часть тела предполагаемого пользователя (пользователей), вдавленного в спальную опору 50, как описано, например, в патенте США №6585328, озаглавленном «Система оценки изготовленного на заказ матраса» (Customized Mattress Evaluation System), и в предварительной заявке на патент США №61/028599, озаглавленной «Способ и устройство для проведения испытаний матраса» (Method and Apparatus for Testing a Mattress), ссылка на которые означает, что их содержание полностью включено в текст настоящего описания. Такие нажимные устройства могут быть использованы, например, для измерения кривых анализа комфортабельности и опорных характеристик в отношении величин прогибов спальной опоры 50 в разных местах под действием каждого из нажимных устройств, соответственно. Кроме того, такие нажимные устройства могут быть использованы для продавливания спальной опоры 50 в нескольких местах с увеличивающимся до определенного значения усилием и возможной последующей оценки результирующего прогиба спальной опоры 50.

[32] Согласно поясняющему примеру осуществления настоящего изобретения с использованием систем и способов, описанных в предварительной заявке на патент США №61/028578, озаглавленной «Устройство и способ оценки человека для спальной системы» (Apparatus and Methods for Evaluating a Person for a Sleep System), ссылка на которую означает, что ее содержание полностью включено в текст настоящего описания, во-первых, можно произвести оценку человека для определения оптимальных для него опорных характеристик и комфортабельности. Затем можно изготовить матрас по техническим условиям заказчика, который имеет заданные оптимальные комфортабельность и опорные характеристики. И в конце может быть использован поясняющий пример осуществления настоящего изобретения для оценки, в точности ли изготовленный на заказ матрас соответствует заданным оптимальным комфортабельности и опорным характеристикам в пределах заданных допусков. Например, измерения, относящиеся к телу заказчика, могут быть произведены в магазине или на складе спальных опор с использованием систем и способов, описанных в предварительной заявке на патент США №61/028578, и далее результаты таких измерений могут быть переданы указанным нажимным устройствам, установленным для имитации продавливания частью тела предполагаемого пользователя (пользователей) спальной опоры 50, как описывается в патенте США №6585328.

[33] Результаты, полученные при помощи системы 10, далее сравниваются с целевыми кривыми анализа комфортабельности и опорных характеристик. Идентифицированной спальной опоре 50 присваивается статус "приемка" или "браковка" в зависимости от факта выхода отклонений кривых анализа комфортабельности и опорных характеристик от целевых кривых из заданного допуска (например, ±2%, ±10%, ±20% и т.п.). Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения заданный допуск меньше для спальной опоры, изготовленной точно по техническим условиям заказчика (т.е. спальной опоры, разработанной точно в соответствии с конкретными физическими характеристиками пользователя), чем для спальной опоры для общего пользования (т.е. спальной опоры, разработанной для пользователей со схожими физическими характеристиками). Таким образом, покупатель спальной опоры, изготовленной по техническим условиям заказчика, может быть уверен, что матрас и/или пружинный блок точно удовлетворяет целевым характеристикам.

[34] Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения каждая спальная опора 50, изготовленная с использованием конкретной производственной линии, подвергается испытанию при помощи системы 10 для того, чтобы быть уверенными, что каждая спальная опора 50 соответствует требуемым техническим условиям.

[35] В одном примере осуществления изобретения спальная опора 50, которой присвоен статус "браковка" в отношении кривых анализа комфортабельности и опорных характеристик для индивидуального изделия, бракуется. В другом примере осуществления изобретения, если подвергнутой испытаниям спальной опоре 50 присвоен статус "браковка" в отношении целевых кривых анализа комфортабельности и опорных характеристик для индивидуального изделия, то полученные измерениями кривые анализа комфортабельности и опорных характеристик подвергнутой испытаниям спальной опоры 50 сравниваются с целевыми кривыми анализа комфортабельности и опорных характеристик других изделий, хранящимися в базе данных в памяти контроллера 60 или внешней базе данных. Если полученные измерениями кривые анализа комфортабельности и опорных характеристик подвергнутой испытаниям спальной опоры 50 совпадают с целевыми кривыми анализа комфортабельности и опорных характеристик другого изделия, в пределах заданного допуска, то подвергнутой испытаниям спальной опоре 50 присваивается статус другого изделия, для которого эта опора имеет статус "приемка", и, таким образом, предотвращается отбрасывание матраса.

[36] После этого спальная опора 50 отправляется к упаковочной машине 30 для подготовки к отправке, например, заказчику или в местный магазин, или на склад. Распечатка, показывающая фактические полученные измерениями кривые анализа комфортабельности и опорных характеристик, сопоставленные с целевыми кривыми анализа комфортабельности и опорных характеристик, может быть включена в изделие для гарантирования заказчику соответствия доставленной спальной опоры техническим характеристикам.

[37] Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, изображенному на фиг.2, для проверки твердости спальной опоры 50 также может быть использована вторая система 11 для анализа комфортабельности и опорных характеристик. Например, система 10 может быть сконфигурирована для проведения испытаний одной стороны спальной опоры 50, а вторая система 11 может быть сконфигурирована для проведения испытаний противоположной стороны спальной опоры 50. Согласно поясняющему примеру осуществления изобретения, изображенному на фиг.2, например, две противоположные стороны спальной опоры 50 могут быть испытаны одновременно, и можно имитировать физические характеристики двух предполагаемых пользователей спальной опоры 50 (например, двух человек, спящих вместе).

[38] Поскольку настоящее изобретение раскрыто и описано со ссылками на пояснительные примеры, следует понимать, что специалисты могут осуществить изменения в форме и деталях в пределах сущности и объема настоящего изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения. Следует отметить, что пояснительные примеры осуществления настоящего изобретения целесообразно рассматривать только как описательные и не ограничивающие изобретение. Объем изобретения определен не подробным описанием настоящего изобретения, а формулой изобретения, изложенной в соответствующей не предварительной заявке, а все изменения в рамках объема изобретения будут рассматриваться как включенные в настоящее изобретение.

Реферат

Изобретение относится к анализу комфортабельности и опорных характеристик спальной опоры и направлено на более точный подбор спальной опоры определенному пользователю. Способ проведения испытаний спальной опоры, согласно которому идентифицируют спальную опору посредством идентификационного блока, определяют посредством испытательного блока полученные испытанием показатель комфортабельности и показатель опорных характеристик для идентифицированной спальной опоры перед ее предоставлением заказчику и определяют посредством аналитического блока, находятся ли полученные испытанием показатели комфортабельности и показатель опорных характеристик в пределах заданного допуска целевого показателя комфортабельности и показателя опорных характеристик для идентифицированной спальной опоры. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула