СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ АДАПТИВНОЙ НАКЛАДКИ ПОД ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕЛА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ И ПЕРЕНОСНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК A47C27/08 A47C7/62 B60N2/90 A61B5/103 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к способу формирования посредством переносного измерительного мата индивидуальной адаптивной накладки под конкретные (индивидуальные) геометрические параметры тела пользователя, размещаемой на универсальном каркасе, для которого она предназначена.

Подобные накладки можно использовать в различных областях промышленности для индивидуальной подгонки под каждого пользователя универсальных по геометрии каркасов, на которые опираются (ложатся, садятся или соприкасаются) живые существа, преимущественно, человек, например, таких как автомобильные кресла, пассажирские кресла салона самолета, компьютерные кресла, мебель для отдыха, индивидуальные средства защиты, кровати лежачих больных, автомобильные шлемы, мотоциклетные шлемы, кресла аттракциона виртуальной реальности и т.д.

Рассмотрим ситуацию на примере автомобильной промышленности. Некоторые дорогие автомобили люксовых серий предлагают возможность комплектации сидений дополнительными регулировками (набор приводимых в движение при нажатии водителем клавиатуры валиков и опорных подушек, обеспечивающих удобную посадку). Такой комплект регулировок позволяет оперативно менять форму сиденья неограниченное количество раз, при этом он может содержать функцию "памяти" для быстрой настройки геометрических параметров сиденья автомобиля под сменившегося водителя, в случае повторной эксплуатации, и, безусловно, очень удобен. Но, поскольку сиденье дополняется целым набором сложного электромеханического оборудования, это довольно дорогая опция и многие покупатели ее игнорируют, при этом по ряду причин настроить геометрию сиденья «идеально» все равно не возможно по причине ограниченности возможности такого оборудования, настроенного на среднестатистические геометрические параметры тела пользователя. Подобная ситуация аналогична для всех областей промышленности, где используются универсальные по геометрии предметы мебели, одежды и т.п. Не смотря на то, что их часто разграничивают по размерам, полу и т.д., пытаясь сделать удобнее, существует потребность в более детальной адаптации таких каркасов к особенностям геометрии тела конкретного пользователя.

В настоящее время существуют альтернативные варианты обеспечения комфортной эксплуатации и индивидуальной подгонки таких предметов быта, как водительские сиденья, предметы мебели и т.д., например, при помощи адаптивных накладок, сформированных посредством измерения геометрии тела пользователей на специальном приспособлении.

Из уровня техники известна заявка на изобретение RU 2015145474 A, которая раскрывает способ индивидуальной подгонки сиденья транспортного средства, в котором получают данные, связанные с распределением веса пассажира или водителя по испытательному сиденью в испытательной конфигурации, и включающему в себя подушку, спинку и множество датчиков силы, распределенных по подушке и спинке, данные получаются с использованием датчиков, после чего определяют индивидуальную заказную конфигурацию для сиденья транспортного средства на основании данных распределения веса пассажира или водителя. Данный способ реализуется устройством для индивидуальной подгонки сиденья транспортного средства, выполненным в виде испытательного сиденья, имеющего подушку и спинку, присоединенную к ней множество датчиков силы в соответственных местоположениях вдоль подушки и спинки и электронные схемы, соединенные с множеством датчиков и запрограммированные ассоциировать силы, считанные таковыми из множества датчиков силы, с их соответственными местоположениями и выводить считанные силы и ассоциированные зоны. Как видно, указанный способ обеспечивается сложным, крупногабаритным и дорогостоящим оборудованием, а именно, специальным измерительным креслом, предназначенным исключительно для адаптации только автомобильных кресел, причем определенных типов, что не делает его легкодоступным и универсальным решением.

Прототипом предложенного решения принято техническое решение, раскрытое в заявке на изобретение US 2011272979 A1, который раскрывает способ формирования адаптивной накладки под геометрические параметры тела пользователя посредством переносного измерительного мата, размещаемого на нейтральной раме сидения и содержащего легко перемещаемое наполнение, которое адаптируется к контуру тела соответствующего испытуемого. После того, как испытуемый садится на измерительный мат, наполнение измерительного мата фиксируется на месте посредством приложения отрицательного давления, путем выкачивания из него текучей среды и фиксации тем самым формы мата. Геометрические данные контура поверхности измерительного мата определяются и сохраняются для каждого испытуемого. Подобные испытания проводятся много раз с разными испытуемыми, обладающими разными размерами и формами тела, после чего измеренные контуры поверхности накладываются друг на друга. Это дает средний поверхностный контур, который впоследствии может быть дополнительно незначительно изменен при адаптации для большего количества пользователей сидений. Модифицированный таким способом контур поверхности создается в качестве основы для серийного производства несущей оболочки сиденья.

Однако известное техническое решение направлено на создание отдельных сидений со среднестатистическим контуром в серийном производстве, то есть на создание, по сути, внутреннего наполнения сиденья, располагаемого на его каркасе. Оно предназначено для выявления наиболее оптимальных геометрических параметров сиденья и позволяет создать максимально возможное по удобству для всех универсальное сиденье. Однако, указанные способ и реализующее его устройство не предназначены для обеспечения необходимой адаптации уже готового сиденья под индивидуальные особенности строения тела пользователя, а также адаптации отличных от сидений типов поверхностей адаптации. Кроме того наличие наполнителя, фиксируемого на месте путем приложения отрицательного давления, делает его тяжелым и габаритным, что не обеспечивает должную мобильность. При этом, для его работы необходимо дополнительное трудное в обращении и дорогостоящее оборудование, которое может определить геометрию контура, например, 3d сканер.

Таким образом, технической проблемой является устранение указанных недостатков и создание простого и мобильного способа формирования адаптивной накладки под геометрические параметры тела пользователя посредством переносного измерительного мата, а также самого переносного мата, способного обеспечить осуществление такого способа и реализовать индивидуальную подгонку под разнообразные объекты адаптации.

Технический результат заключается в упрощении формирования адаптивной накладки под геометрические параметры тела пользователя посредством переносного облегченного измерительного мата с одновременным расширением разнообразия объектов адаптации и повышением точности их подгонки под геометрические параметры пользователя.

В части способа поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что согласно способу формирования адаптивной накладки под геометрические параметры тела пользователя посредством переносного измерительного мата, включающему следующие этапы:

a) размещают измерительный мат на объекте адаптации;

b) размещают пользователя на измерительном мате;

c) обеспечивают подгонку формы измерительного мата под геометрические параметры тела пользователя;

d) фиксируют данные о форме измерительного мата в момент ее оптимального соответствия геометрическим параметрам тела пользователя;

e) используют фиксируемые данные формы измерительного мата для изготовления адаптивной накладки для объекта адаптации;

на этапе «с» для обеспечения подгонки формы измерительного мата под геометрические параметры тела пользователя увеличивают объем ее внутренней полости, образованной эластичной оболочкой с опорной и контактной стенками, для чего в нее нагнетают текучую среду;

а на этапе «d» данные о форме измерительного мата фиксируют в момент полного прекращения контакта во всем множестве точек измерительного мата между опорной и контактной стенками полости посредством определения, передачи и сохранения данных о расстояниях между указанными стенками полости во множестве точек измерительного мата.

При этом на этапе «d» в момент полного прекращения контакта между опорной и контактной стенками полости измерительного мата в нее прекращают нагнетать текучую среду, а данные о расстояниях между стенками полости во множестве точек измерительного мата определяют посредством измерительной сети, содержащей датчики, распределенные по площади опорной и контактной стенок.

Определение, передачу и сохранение данных о расстояниях между опорной и контактной стенками полости во множестве точек измерительного мата осуществляют посредством передачи данных измерения каждого датчика на контроллер, с последующей передачей на компьютерное устройство для их обработки и сохранения в соответствии с распознаванием местоположения датчиков в структуре измерительного мата по присвоенным им меткам положения.

В одном из вариантов, на этапе «d» программно-аппаратным способом осуществляют моделирование адаптивной накладки.

Кроме этого, на этапе «a», размещая измерительный мат на объекте адаптации, его положение центруют относительно продольной оси симметрии, причем в качестве объекта адаптации выбирают автомобильное кресло, пассажирское кресло салона самолета, компьютерное кресло, мебель для отдыха, индивидуальные средства защиты, кровать лежачего больного, автомобильный шлем, мотоциклетный шлем или кресло аттракциона виртуальной реальности.

В части устройства поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что переносной измерительный мат для формирования адаптивной накладки под геометрические параметры тела пользователя содержит эластичную оболочку с опорной и контактной стенками, образующую внутреннюю полость, и средство сопряжения с устройством нагнетания текучей среды, снабжен измерительной сетью, содержащей множество датчиков, распределенных по площади опорной и контактной стенок, каждый из которых содержит пару чувствительных элементов, выполненных с возможностью определения расстояния между ними при увеличении объема внутренней полости оболочки посредством нагнетания текучей среды, причем один чувствительный элемент указанной пары расположен на опорной стенке, а другой - напротив него на контактной стенке, причем измерительная сеть выполнена с возможностью подключения к компьютерному устройству.

Каждый датчик снабжен индивидуальной меткой положения, выполненной с обеспечением возможности распознавания местоположения этого датчика в структуре измерительного мата.

Предпочтительно, внутреннее пространство указанной оболочки измерительного мата выполнено сегментированным, с размещением в каждом из сегментов одного из датчиков измерительной сети. В одном варианте сегменты выполнены изолированными друг от друга, а средство сопряжения выполнено с возможностью нагнетания текучей среды в каждый из сегментов, в другом варианте сегменты связаны между собой для нагнетания в них текучей среды. Измерительная сеть выполнена с возможностью взаимодействия с контроллером, который обеспечивает сбор и передачу показаний датчиков на компьютерное устройство для обработки результатов измерений.

Кроме того, чувствительные элементы, предпочтительно, расположены внутри полости, а опорная стенка снабжена жесткими пластинами, причем площадь каждой из указанных пластин равна или больше площади четырех указанных сегментов.

На фиг.1 - общий вид переносного измерительного мата;

на фиг.2 - внутренняя конструкция сегментированного измерительного мата;

на фиг.3 - внутренняя конструкция сдутого сегментированного измерительного мата;

на фиг.4 - изображено формирование матрицы показаний измерительной сети;

на фиг.5 - внутренняя конструкция надутого измерительного мата, расположенного на ровной поверхности;

на фиг.6 - внутренняя конструкция надутого измерительного мата, расположенного на неровной поверхности.

В ходе эксплуатации предлагаемый переносной измерительный мат 1 (см. фиг.1) размещают на объекте адаптации 2 для формирования адаптивной накладки 3 под конкретные геометрические параметры тела конкретного пользователя (на фигурах позицией не обозначено). Под объектом адаптации 2 подразумевается любой используемый для опоры на него объекта (тело пользователя контактирует с какой-то поверхностью объекта), например, автомобильное кресло, пассажирское кресло салона самолета, компьютерное кресло, мебель для отдыха, индивидуальные средства защиты, кровать лежачего больного, автомобильный шлем, мотоциклетный шлем или кресло аттракциона виртуальной реальности и т.п. Измерительный мат 1 (см. фиг. 2-3, 5-6) содержит эластичную оболочку, которая посредством герметично соединенных между собой или посредством боковой стенки 5, опорной стенки 6, предназначенной для взаимодействия с объектом адаптации 2, и контактной стенки 7, предназначенной для взаимодействия с телом пользователя, образует внутреннюю полость 8. Эластичная оболочка выполнена из материала, не пропускающего текучую среду, такую как жидкость и/или газ, предпочтительно - воздух, и может быть заключена в обивку 9.

Измерительный мат 1 также содержит средство 10 сопряжения указанного мата 1 с устройством 11 нагнетания текучей среды, таким как насос, компрессор и т.д., посредством которого обеспечивается нагнетание текучей среды во внутреннюю полость 8 для надувания эластичной оболочки, увеличивающее тем самым ее внутренний объем. Эластичная оболочка может быть выполнена, вариативно, как из растягивающегося в процессе ее надувания материала, так и из не растягивающегося упругого материала, а устройство 11 нагнетания воздуха для быстрого сдувания эластичной оболочки измерительного мата 1 может быть выполнено с возможностью высасывания текучей среды из внутренней полости 8 измерительного мата 1.

Предпочтительно, внутренняя полость 8 указанной оболочки измерительного мата 1 разделена на сегменты 12, разграниченные внутренними стенками 13. Причем, в одном варианте, представленном например на фиг.2, указанные сегменты 12 могут быть связаны между собой для нагнетания в них текучей среды посредством сообщающихся между собой каналов 14, выполненных в стенках 13. В случае, когда внутреннее пространство 8 не сегментировано или указанные сегменты 12 связаны между собой каналами 14, указанное средство 10, обеспечивающее сопряжение с устройством 11 нагнетания текучей среды, выполнено в виде одного шланга, проходящего через одно отверстие 15 в указанной упругой оболочке, а устройство 11 нагнетания текучей среды обеспечивает нагнетание воздуха через любой один сегмент 14.

В другом варианте (на фигурах не показан), сегменты 14 выполнены изолированными друг от друга, то есть стенки 13 не содержат каналы 14, а средство 10 сопряжения выполнено в виде множества шлангов с возможностью нагнетания текучей среды через множество отверстий в каждый сегмент 14 одновременно. Кроме этого, может быть комбинированное выполнение (также на фигурах не представлен) сегментов 14, то есть комбинация изолированных и не изолированных сегментов 14 с образованием при этом изолированного отсека, состоящего из множества сообщающихся сегментов 14. В этом варианте, должна быть обеспечена подача текучей среды в каждый такой изолированный отсек одновременно.

Для снятия показаний измерительный мат 1 снабжен измерительной сетью 16 (см. фиг.4), содержащей множество датчиков 17, распределенных, предпочтительно равномерно, по площади опорной 6 и контактной 7 стенок.

Каждый датчик 17 содержит пару чувствительных элементов (см. фиг.2), причем один чувствительный элемент 18 (A1, B1, C1, D1, …) указанной пары расположен на опорной стенке 6, а другой чувствительный элемент 19 (A, B, C, D, …) расположен напротив него на контактной стенке 7. Указанные датчики 17, а, следовательно, и указанные чувствительные элементы 18 и 19, предпочтительно, установлены во внутренней полости 8 и закреплены на указанных стенках 6 и 7, однако, они могут быть расположены как в указанных стенках 18 и 19, так и снаружи их. При сегментировании внутренней полости 8 датчики 17 распределяются по сегментам 14, то есть каждый сегмент 14 содержит один датчик 17, следовательно, количество датчиков 17 равно количеству сегментов 14.

Для измерения меняющегося расстояния между чувствительными элементами 18 и 19 в качестве датчика 17 может быть выбран, любой известный из уровня техники датчик, соответствующий заданным требованиям и обеспечивающий такую возможность.

Например, можно использовать индуктивные датчики - преобразователи параметров. Принцип их работы заключается в изменении индуктивности путем изменения магнитного сопротивления датчика. Индуктивные датчики используются для измерения перемещений в интервале от 1 микрометра до 20 мм. В нашем случае диагностируемый параметр (расстояние) преобразуется чувствительными компонентами в перемещение, далее эта величина поступает на индуктивный преобразователь.

Индуктивность катушки вычисляется по формуле: L = WФ/I

Где W - количество витков; Ф - магнитный поток; I - сила тока, протекающего по катушке. Сила тока взаимосвязана с магнитодвижущей силой следующим отношением: I = Hl/W

Из этой формулы получаем: L = W²/Rm

Где R m = H*L/Ф - магнитное сопротивление.

Работа датчика заключается в свойстве дросселя, изменять индуктивность при увеличении или уменьшении воздушного промежутка, который возникает при нагнетании воздуха в систему.

Конструкция датчика включает в себя ярмо, которое крепится к одному чувствительному элементу 18 (нижней пластине), витки обмотки и якорь, который фиксируется на другом чувствительном элементе 19 (верхней пластине). По сопротивлению поступает переменный ток на обмотку.

Сила тока в нагрузочной цепи вычисляется:

L - индуктивность датчика, rd - активное дроссельное сопротивление. Оно является постоянной величиной, поэтому изменение силы тока I может осуществляться только путем изменения составляющей индуктивности XL=IRн, зависящей от размера воздушного промежутка δ.

Каждой величине зазора соответствует некоторое значение тока, определяющего падение напряжения на резисторе Rн: Uвых=I*Rн - является сигналом выхода датчика. Можно определить следующую зависимость U вых = f (δ), то есть вычислить расстояние f в конкретном сегменте.

Или, например можно использовать модуль датчика Холла (аналоговый), Class Bihor magnetic sensor KY-035. Аналоговый датчик Холла KY-035 преобразуют индукцию поля в напряжение. Величина, показанная датчиком, зависит от полярности поля и его силы.

Устройство позволяет измерять индукцию магнитного поля. Его назначение контроль дистанции до магнита и определение полюса магнита. Совместно с KY-035 для измерения различных величин применяют простые приспособления позволяющие преобразовать механическое перемещение в направлении магнита в изменение магнитного поля, которое измеряется датчиком Холла.

Указанные чувствительные элементы 18 и 19 выполнены с возможностью определения расстояния между ними, в том числе, и отсутствия расстояния между ними (см. фиг.3), т. е. наличия контакта, когда эластичная оболочка находится в сдутом состоянии. Таким образом, чувствительные элементы 18 и 19 обеспечивают возможность отслеживания увеличения объема внутренней полости 8 эластичной оболочки при нагнетании текучей среды. При этом измерительная сеть 16 выполнена с возможностью подключения к компьютерному устройству 20 для обработки и сохранения данных о расстоянии между элементами 18 и 19 в соответствии с распознаванием местоположения соответствующих датчиков 17 в структуре измерительного мата по присвоенным им меткам координат местоположения, образуя тем самым матрицу (см. фиг.4). Для этого каждый датчик 17 снабжен индивидуальной меткой положения, выполненной с обеспечением возможности распознавания местоположения этого датчика 17 в структуре измерительного мата 1.

Измерительная сеть 16 выполнена с возможностью взаимодействия с контроллером 21, который обеспечивает сбор и передачу показаний датчиков в каждый момент измерения или в конечный момент измерения на компьютерное устройство 20 для обработки результатов измерений. Контроллер 21 может быть, как встроен в структуру измерительного мата 1, так и взаимодействовать посредством соединения с измерительной сетью 16, проводами или дистанционно.

Для того чтобы выступающие части тела пользователя при измерении не продавливали объект адаптации 2, то есть измерения были максимально корректными, без внесения корректив в его геометрию надавливающим сверху предметом, то есть телом пользователя, опорная стенка 6 может быть снабжена жесткими пластинами 22, причем площадь каждой из указанных пластин 22, предпочтительно, равна или больше площади четырех указанных сегментов 12.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Рассмотрим способ формирования адаптивной накладки 3 с сегментированной внутренней полостью 8 под геометрические параметры тела пользователя посредством переносного измерительного мата 1 на примере автомобильного кресла при покупке серийного автомобиля. В процессе покупки автомобиля пользователь может заказать опцию, включающую адаптацию водительского сиденья автомобиля под особенности его тела, то есть под его вес и геометрические особенности. Это просто можно осуществить посредством измерительного мата 1 согласно предложенному изобретению.

Для этого измерительный мат 1 в сдутом состоянии, то есть когда парные чувствительные элементы 18 и 19 всех датчиков 17 соприкасаются между собой, размещают на объекте адаптации 2, то есть, в данном примере, на водительском сидении автомобиля и центруют его положение относительно продольной оси симметрии. Затем измерительный мат 1 соединяют с устройством 11 нагнетания текучей среды с помощью средства 10 сопряжения и подключают измерительную сеть 16 измерительного мата 1 к компьютерному устройству 20, например, через контроллер 21 или напрямую. После этого размещают пользователя на измерительном мате 1, предпочтительно, чтобы пользователю было максимально удобно, и он повторил положение, в котором он будет располагаться в реальных условиях.

С этого момента контроллерное устройство 21 имеет возможность собирать показания датчиков 17 и передавать их на компьютерное устройство 20, также показания датчиков 17 могут напрямую передаваться на указанное компьютерное устройство 20. Далее будет рассмотрен пример с наличием контрольного устройства 21, но должно быть понятно, что функция сбора и передачи информации от датчиков 17, может быть реализована любым удобным способом и устройством.

Далее, обеспечивают подгонку формы измерительного мата 1 под геометрические параметры тела пользователя. Для чего, в начале этого процесса, эластичная оболочка полностью сдута, текучая среда в нее не поступает, чувствительные элементы 18 и 19 датчиков 17 соприкасаются или находятся некотором расстоянии друг от друга, а это расстояние принимается соответствующим нулевой отметке. При этом контроллерное устройство 20 собирает показания датчиков 17, по существу, отсутствии этого расстояния (т.е. наличии контакта элементов 18 и 19) и передает их на компьютерное устройство 20. Компьютерное устройство 20 в режиме реального времени по меткам положения датчиков 17 может отслеживать эти показания и, в одном из вариантов, моделировать форму адаптивной накладки 3 или просто сохранять данные с заданным промежутком времени. Модель или сохраненные данные могут быть представлены в виде матрицы, количество и номер ячеек которой соответствует количеству и метке положения датчиков 17 и соответственных им сегментов 14.

Далее, посредством устройства 11 нагнетания текучей среды через устройство 10 сопряжения во внутреннюю полость 8 измерительного мата 1 начинают подавать текучую среду, например, воздух, который поступает одновременно во все множество точек эластичной оболочки, которая постепенно надувается, увеличивая свой внутренний объем. Так как внешнее давление на измерительный мат 1 в разных точках будет разное, что обосновано геометрией тела пользователя, то и толщина измерительного мата 1 в разных точках (в разных сегментах) также будет разной, так как в разных точках измерительного мата 1 необходимо преодолеть разное этому сопротивление внешнего давление тела пользователя.

Таким образом, в процессе подачи во внутреннюю полость 8 текучей среды все больше и больше чувствительных элементов 18 и 19 датчиков 17 выходят из соприкосновения или за нулевую отметку, удаляясь друг от друга. Процесс надувания, преимущественно, осуществляют до того момента, когда последний датчик 17 измерительной сети 16, к которому прикладывает наибольшее из всех точек измерительного мата 1 внешнее давление (обычно в зоне тазовой кости или лопаток), сигнализирует, что его чувствительные элементы 18 и 19 вышли из соприкосновения или за нулевую отметку.

В этот момент, считающийся оптимальным, фиксируют данные о форме измерительного мата 1, то есть определяют расстояние между чувствительными элементами 18 и 19 во множестве точек измерительного мата 1, а, следовательно, и между опорной стенкой 6 и контактной стенкой 7 внутренней полости 8, передают указанные данные контроллерным устройство 21 на компьютерное устройство 20 и сохраняют их. Как уже указывалось, для более надежного определения данных о форме измерительного мата 1, в момент полного прекращения контакта между опорной и контактной стенками 6 и 7 во внутреннюю полость 8 измерительного мата 1, предпочтительно, прекратить нагнетать текучую среду, тем самым остановив изменение ее объема, а, следовательно, и формы измерительного мата 1. При этом, при отсутствии возможности или необходимости постоянной автоматической фиксации, сбор и сохранение данных со всех датчиков 17, по существу, достаточно осуществить только в этот указанный оптимальный момент времени.

После того, как данные были сохранены и обработаны на компьютерном устройстве 20, оно может осуществить моделирование адаптивной накладки 3 и/или передать эти данные на удаленный адресат, например, при помощи интернета, чтобы по ним изготовили ее материальную копию, то есть адаптивную накладку 3. Указанные данные о форме адаптивной накладке 3 могут быть направлены на автозавод вместе с заказом на конкретный автомобиль, для конкретного заказчика с его конкретным отпечатком, или иному изготовителю адаптивных накладок, который потом предоставит его автозаводу.

Адаптивную накладку 3 возможно изготовить при помощи 3D принтера из мягких, используемых сегодня материалов, например, мягкие пластмассы или латекс. После отливки полученный матрас, предположительно, перфорируется для придания ему воздухопроводных свойств и устанавливается автозаводом под обивкой готового сиденья между базовой обивкой и внешним покрытием, согласно отцентровке, как и в автосалоне при замере. В результате автомобиль поступает к пользователю уже с полностью адаптированным под него сиденьем с расположенной под его обивкой адаптивной накладкой 3. Возможно изготовить и установить накладку 3 и после сборки автомобиля, в этом случае она располагается поверх обивки готового сиденья.

Изготовить адаптивную накладку 3 можно также иным промышленным способом, например, использовав станок с ЧПУ, который выкраивает его лазерным раскройным ножом послойно. Это слои, которые могут иметь разную толщину, из различных натуральных, экологически чистых материалов, таких как разные сорта натуральной кожи, хлопковые ткани, пластины из прессованной кокосовой стружки, шерсть, армирующие металлические материалы, нагревательные элементы, вибрирующие элементы, электромагнитные элементы и прочие элементы, в том числе, с медицинскими свойствами. Выкроив слои, их склеивают или сшивают строго вертикально друг на друга согласно техническому заданию из выбранных компонентов так, что итоговая объёмная форма изделия будет идентична заданной общей объемной форме, при сложном, наборном и неоднородном внутреннем содержании. Такой способ немного более затратный в производстве и дороже, но, несомненно, более высокого качества.

При наличии изготовленной адаптивной накладки 3 на сидении, по форме которого она сделана, пользователь ощущает полный контакт с сиденьем, нагрузка на спину и прочее распределяется равномерно и не вызывает усталости.

Таким образом, полученная адаптивная накладка 3 пригодна для использования конкретным пользователем на конкретном объекте 2 адаптации, в данном случае, на конкретное сиденье конкретной марки автомобиля, на котором происходил замер.

Подобным образом формируется адаптивная накладка 3 и для других объектов 2 адаптации.

Так, например, в медицине, для снятия отпечатков тела лежачих подолгу больных. Адаптивная накладка 3 увеличивает площадь соприкосновения тела больного и кровати, препятствуя нарушению подкожного кровотока, возникновению пролежней и пр. Адаптивная накладка 3 может быть укомплектована дополнительной дышащей системой (через предусмотренные при производстве капиллярные воздушные ходы или перфорацию). Через эти воздушные капилляры или перфорацию может проветриваться как комнатным, так и более тёплым воздухом, или специально обработанным с антибактериальными составом воздухом.

В авиастроении, адаптивная накладка 3 может быть использована для индивидуальной подгонки кресел VIP персон.

В космической отрасли - для снятия лишних напряжений космонавтов при взлете.

В мебельной промышленности - при изготовлении индивидуальной мебели на заказ.

В средствах индивидуальной защиты - в качестве наполнения пространства между бронежилетом и телом бойца. Измерительный мат 1 в этом случае имеет форму майки и одевается для осуществления замера на тело бойца под бронежилет. Затем бронежилет застегивается, а в измерительный мат 1 подаётся воздух под давлением. Изготовленную адаптивную накладку 3 для бойца изготавливается, и он надевает ее под свой бронежилет. Такое использование позволяет более ровно распределить шоковую ударную нагрузку на ребра и тело при попадании пули и уменьшает количество и степень синяков и переломов.

Таким образом, изобретение позволяет изготавливать индивидуальные адаптивные накладки для разнообразных объектов адаптации, тем самым расширяя область их применимости. При этом способ упрощает формирование адаптивной накладки, а представленный переносной измерительный мат может использоваться практически везде и не требует высокой квалификации специалиста.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу формирования посредством переносного измерительного мата индивидуальной адаптивной накладки. Согласно предлагаемому способу размещают измерительный мат на объекте адаптации, размещают пользователя на измерительном мате, обеспечивают подгонку формы измерительного мата под геометрические параметры тела пользователя с увеличением объема ее внутренней полости посредством нагнетания текучей среды, фиксируют данные о форме измерительного мата в момент полного прекращения контакта во всем множестве точек измерительного мата между опорной и контактной стенками полости посредством определения, передачи и сохранения данных о расстояниях между указанными стенками полости во множестве точек измерительного мата. Переносной измерительный мат содержит эластичную оболочку с опорной и контактной стенками, образующую внутреннюю полость, средство сопряжения с устройством нагнетания текучей среды, измерительную сеть, содержащую множество датчиков, распределенных по площади опорной и контактной стенок, каждый из которых содержит пару чувствительных элементов, выполненных с возможностью определения расстояния между ними при увеличении объема внутренней полости оболочки посредством нагнетания текучей среды. Один чувствительный элемент указанной пары расположен на опорной стенке, а другой – напротив него на контактной стенке. Изобретение позволяет упростить формирование адаптивной накладки под геометрические параметры тела пользователя посредством переносного измерительного мата с одновременным расширением разнообразия объектов адаптации и повышением точности их подгонки под геометрические параметры пользователя. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ формирования адаптивной накладки под геометрические параметры тела пользователя посредством переносного измерительного мата, включающий следующие этапы:

a) размещают измерительный мат на объекте адаптации;

b) размещают пользователя на измерительном мате;

c) обеспечивают подгонку формы измерительного мата под геометрические параметры тела пользователя;

d) фиксируют данные о форме измерительного мата в момент ее оптимального соответствия геометрическим параметрам тела пользователя;

e) используют фиксируемые данные формы измерительного мата для изготовления адаптивной накладки для объекта адаптации;

отличающийся тем, что

на этапе «с» для обеспечения подгонки формы измерительного мата под геометрические параметры тела пользователя увеличивают объем ее внутренней полости, образованной эластичной оболочкой с опорной и контактной стенками, для чего в нее нагнетают текучую среду;

на этапе «d» данные о форме измерительного мата фиксируют в момент полного прекращения контакта во всем множестве точек измерительного мата между опорной и контактной стенками полости посредством определения, передачи и сохранения данных о расстояниях между указанными стенками полости во множестве точек измерительного мата.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе «d» в момент полного прекращения контакта между опорной и контактной стенками полости измерительного мата в нее прекращают нагнетать текучую среду.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что на этапе «d» данные о расстояниях между стенками полости во множестве точек измерительного мата определяют посредством измерительной сети, содержащей датчики, распределенные по площади опорной и контактной стенок.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что определение, передачу и сохранение данных о расстояниях между опорной и контактной стенками полости во множестве точек измерительного мата осуществляют посредством передачи данных измерения каждого датчика на контроллер, с последующей передачей на компьютерное устройство для их обработки и сохранения в соответствии с распознаванием местоположения датчиков в структуре измерительного мата по присвоенным им меткам положения.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что на этапе «d» программно-аппаратным способом осуществляют моделирование адаптивной накладки.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе «a», размещая измерительный мат на каркасе, его положение центруют относительно продольной оси симметрии.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве каркаса выбирают автомобильное кресло, пассажирское кресло салона самолета, компьютерное кресло, мебель для отдыха, индивидуальные средства защиты, кровать лежачего больного, автомобильный шлем, мотоциклетный шлем или кресло аттракциона виртуальной реальности.

8. Переносной измерительный мат для формирования адаптивной накладки под геометрические параметры тела пользователя, содержащий эластичную оболочку с опорной и контактной стенками, образующую внутреннюю полость, и средство сопряжения с устройством нагнетания текучей среды, отличающийся тем, что снабжен измерительной сетью, содержащей множество датчиков, распределенных по площади опорной и контактной стенок, каждый из которых содержит пару чувствительных элементов, выполненных с возможностью определения расстояния между ними при увеличении объема внутренней полости оболочки посредством нагнетания текучей среды, причем один чувствительный элемент указанной пары расположен на опорной стенке, а другой – напротив него на контактной стенке, причем измерительная сеть выполнена с возможностью подключения к компьютерному устройству.

9. Измерительный мат по п. 8, отличающийся тем, что каждый датчик снабжен индивидуальной меткой положения, выполненной с обеспечением возможности распознавания местоположения этого датчика в структуре измерительного мата.

10. Измерительный мат по любому из пп. 8, 9, отличающийся тем, что внутреннее пространство указанной оболочки измерительного мата выполнено сегментированным, с размещением в каждом из сегментов одного из датчиков измерительной сети.

11. Измерительный мат по п. 10, отличающийся тем, что сегменты выполнены изолированными друг от друга, а средство сопряжения выполнено с возможностью нагнетания текучей среды в каждый из сегментов.

12. Измерительный мат по п. 10, отличающийся тем, что сегменты связаны между собой для нагнетания в них текучей среды.

13. Измерительный мат по любому из пп. 9-12, отличающийся тем, что измерительная сеть выполнена с возможностью взаимодействия с контроллером, который обеспечивает сбор и передачу показаний датчиков на компьютерное устройство для обработки результатов измерений.

14. Измерительный мат по любому из пп. 9-13, отличающийся тем, что чувствительные элементы расположены внутри полости.

15. Измерительный мат по п. 14, отличающийся тем, что опорная стенка снабжена жесткими пластинами.

16. Измерительный мат по п. 15, отличающийся тем, что площадь каждой из указанных пластин равна или больше площади четырех указанных сегментов.