JPH049108A - エアマットシステム - Google Patents

エアマットシステム

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JPH049108A
JPH049108A JP11435590A JP11435590A JPH049108A JP H049108 A JPH049108 A JP H049108A JP 11435590 A JP11435590 A JP 11435590A JP 11435590 A JP11435590 A JP 11435590A JP H049108 A JPH049108 A JP H049108A
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JP
Japan
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air pressure
pressure
air
mat
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JP11435590A
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English (en)
Inventor
Kaoru Yamashita
馨 山下
Takanobu Nishiyama
西山 隆宣
Takayuki Ikeda
孝之 池田
Masanori Koyamoto
政則 小屋本
Koji Hori
浩二 堀
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は空気を充填することで弾性を持なぜるエアマッ
トの空気圧を自動制御するためのエアマットシステムに
関するものである。
[従来の技術] 従来エアマットとしては実開平1〜152558号に見
られるように単にマット本体内に加圧空気を充填するも
のがあったが、使用者が所望する空気圧を目動的に設定
することができなかった。
そのため本発明者らは加圧用のエアポンプや、排気減圧
する電磁弁、更にマット本体内の空気圧を検出するため
の圧力センサを備えるとともに空気圧を設定するための
設定操作手段を備え、設定操作手段によって設定した空
気圧が保持されるように圧力センサの検出空気圧と設定
空気圧に基づいた閾値とを比較しながら自動的にエアポ
ンプや電磁弁を制御するエアマットシステムを既に提案
している。
[発明が解決しようとする課題] ところでこのエアマットシステムでは空気圧の表示を数
値表示や或はバーグラフによるアナログ表示て行ってい
た。しかしながら実際に人体に感じるマット本体の柔ら
かさの変化は圧力が高くなれば成程、圧力の変化に比べ
て小さくなるため、圧力表示が刻々更新されていても人
体が感じる柔らかさの変化とは異なり、ずれが生じると
いう問題がある。
またバーグラフ表示などは表示素子の数を多くしければ
ならないという問題もある。
本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的とするところは、人体の感じる柔らかさの変化と圧力
表示の変化とが一致して、違和感を与えないエアマット
システムを提供するにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記の目的を達成するために、マット本体と、
このマット本体内に加圧空気を送る加圧手段と、マット
本体内の空気を排気減圧する減圧手段と、マット本体内
の空気圧を検出する圧力センサと、マット本体内の空気
圧を設定操作する設定操作手段と、該設定操作手段によ
る操作に応じて加圧手段若しくは減圧手段を制御してマ
ット本体内の空気圧を調整し、操作停止後はその操作停
止時点の空気圧を設定空気圧として記憶し、この記憶後
該設定空気圧に基づく閾値と上記圧力センサの検出空気
圧とを比較し、この比較結果により上記加圧手段若しく
は減圧手段を制御してマット本体内の空気圧を調整する
制御手段とを備えたエアマットシステムにおいて、上記
設定空気圧の設定可能範囲を複数に分けるとともに、各
分割範囲の設定可能範囲を官能評価により人体が感じる
柔らかさとして等間隔となるように設定し、これら各分
割範囲単位で空気圧表示を行う表示手段を備えたもので
ある。
[作用] 而して本発明は、設定空気圧の設定可能範囲を複数に分
けるとともに、各分割範囲の設定可能範−3= =4 囲を官能評価により人体が感じる柔らかさとして等間隔
となるように設定し、これら各分割範囲単位で空気圧表
示を行う表示手段を備えたものであるから、表示手段で
表示される表示は柔らかさの変化として見ることができ
、空気圧の設定時において、空気圧を変化させた場合に
おいても表示の変化と人体が感じる柔らかさの変化との
間で違和感を感じることがない。
[実施例] 以下本発明を実施例により説明する。
第1図〜第2図は本発明のエアマットシステムをベット
に使用した実施例を示しており、システl\とじてはマ
ット本体1と、空気圧力検出W2とから構成され、空気
圧制御装置2はベット基台3内に内蔵され、マット本体
1はベット基台3に設置されるもので、寝る人の肩部位
、腰部位、脚部位に夫々対応する3つのエアチューブ4
a〜4cを、上下開口面がウレタン製の板5,6で被蔽
されるチップモールドウレタン製枠8内に収納並設する
とともに、キルテイング製カバー7をかぶせたものとし
て形成されたもので、枠5内には夫々のエアチューブ4
a〜4cに接続する空気流通管14 a〜14cを配管
しである。
第3図は実施例の流体回路を示しており、空気圧制御装
置2にはエアポンプ9と、このエアポンプ9と各エアチ
ューブ4a〜4cとを接続する空気流通路に挿入された
電磁弁10a〜1. Ocと、排気用電磁弁11と、エ
アポンプ9に付設されるエアフィルタ12と、排気用電
磁弁1]に付設される消音器13と、電磁弁10a〜1
0cに夫々対応し、エアチューブ4a〜4cと電磁弁1
0a〜10cとを接続する空気流通路内の圧力を検出し
て対応するエアチューブ4a〜4c内の空気圧力検出を
行う圧力センサ15a〜15cとを備え、上記空気流通
管14a〜14cの一端に夫々設けたコネクタ16a〜
1.6 cに対して上記電磁弁108〜10cからの空
気流通管17a〜17 cの端部に夫々設けているコネ
クタ18 a〜18cを着脱自在に接続するようになっ
ている。
第4図は実施例の空気圧制御装置2の基本的な概略回路
構成図を示しており、各エアチューブ4a〜4c内の空
気圧を各別に設定するための設定操作手段及び各設定空
気圧P。の所属範囲を表示する表示手段とを備えた手元
操作部19と、この手元操作部1つの設定操作手段によ
る設定操作中においては電磁弁10a〜10c、11、
エアポンプ9を制御するめの制御信号を出力して圧力調
整を行うとともに圧力センサ15a〜15cの検出空気
圧P1に対応するように手元操作部19の表示手段の表
示を制御し、設定操作停止時には停止時点の圧力センサ
15a〜15cの検出空気圧P、を設定空気圧P0とし
て記憶してその後肢設定空気圧P0に基づく閾値と、圧
力センサ15a〜15cの検出空気圧P、とを比較して
その差を検出し、その差に基づいて電磁弁10aNlO
c。
11、エアポンプ9を制御するめの制御信号を出力する
とともに、手元操作部19の表示手段の表示を上記設定
空気圧P0に基づいて制御する制御部20と、制御部2
0からの制御信号を受けて電磁弁10a〜10c、11
.エアポンプ9を駆動する駆動部2】と、制御部20か
らの大切信号に基づいて各部に電源供給を行う電源部2
2とから構成される。
手元操作部19は操作手段として、各エアチューブ4a
〜4Cに対応して設定空気圧P。をアップ/ダウンさせ
るための加圧用押釦23a1〜23c+、X圧用押釦2
3a2〜23C2を設け、また表示手段として、空気圧
の設定可能な範囲を5つのグループに分けて設定空気圧
P。又は検出空気圧P1がいずれの範囲に属するかを表
示する5個の表示素子り、〜Lsを夫々のエアチューブ
4a〜4bに対応するようにして加圧用押釦23a+〜
23clと減圧用押釦23a2〜23C2との間に設け
ており、各押釦22a+、22a2〜22c22c2の
操作信号は制御部20へ、また制御部20からの表示信
号は手元操作部19ヘケーブル24を通じて夫々送出さ
れるようになっている。
また手元操作部19にはメイン電源の大切を指令するた
めの操作釦26と、電源の大切状態を表示するための表
示素子L0とを設けており、上記と同様に操作信号及び
表示信号はケーブル24を通じて制御部20の間で授受
される。25は手元操作部19と制御部20との間を接
続するためのコネクタである。
制御部20は実際には1チツプのマイクロコンピュータ
から構成されており、その機能的な回路ブロックは第5
図に示すように各圧力センサ15a〜15cからの検出
空気圧P、に対応したアナログ電気信号をデジタル信号
に変換するA/D変換器27a〜27cと、手元操作部
19の上記押釦23a+、23az〜23c+、23c
zや操作釦26の操作信号を取り込む操作信号入力部2
8と、信号処理部34と、信号処理部34により作成さ
れた#1#信号を外部へ送り出す制御信号出力部35と
、信号処理部34により作成された表示信号を外部へ送
り出す表示信号出力部36と、後述の不感幅データや、
信号処理部34の演算、制御動作のプログラムを格納し
たROMのようなメモリ37と、設定空気圧データ等の
読み書きに使用するRAMのようなメモリ29とを備え
ている。
信号処理部34は操作釦26の操作に応じて電源部22
の制御信号を作成したり2押釦23a23a2〜23C
1,23C2の操作に応じてエアポンプ9、電磁弁10
a〜10b、11を制御する制御信号を作成する操作制
御信号作成機能33と、上記押釦23a+、23a2〜
23c+、23c2の操作停止時点でそのときの圧力セ
ンサ15a〜15cの空気圧P、値を設定空気圧P0と
して夫々のエアチューブ4a〜4Cに対応したメモリ2
9の格納エリアに書き込んだり、電源部22の大切状態
をメモリ29に書き込むメモリ制御機能30と、設定終
了後において、メモリ29に書き込まれた設定空気圧P
0に基づく閾値とA/D変換器26a〜26cで変換さ
れた検出空気圧Pとを比較してその差に基づいてエアポ
ンプ9、電磁弁10a〜10b、11を制御する制御信
号を作成する制御信号作成機能31と、電源部22の大
切に応じた表示信号、設定空気圧P。や検出空気圧P、
に応じた表示信号等の表示信号を作成する表示制御機能
32とを備えたものである。
次に本発明のエアマットシステム全体の動作を説明する
まず初めての使用に当たり、電源コンセントに電源部2
2のプラグを挿入していない電源ダウン状態ではRAM
のようなメモリ29には設定空気圧データが格納されて
いない。ここでプラグを電源コンセントに差し込むと、
電源部22を通じて制御部20に通電が為されて、制御
部20は各部をリセットして初期状態に設定する。
この状態では表示信号が手元操作部19に信号処理部3
4の表示制御機能部32から送出されないため、表示素
子L0及び各り、〜L、が消灯状態にある。
ここで手元操作部19の操作釦26が操作されると、そ
の操作信号を制御部20の操作信号入力回路27が取り
込み、電源部のデータをメモリ29に書き込む。この状
態では表示制御機能32から表示素子L6を点灯させる
表示信号を手元操作部19へ送出し、表示素子L0の点
灯で電源部を表示し、待機状態となる。尚この状態では
各電磁弁10a〜10c及び11は閉成状態となってい
る。
エアマット1の各エアチューブ4a〜4c内の圧力は無
圧状態であるため使用者は各加圧側の押釦23 a +
〜23c、を操作して加圧操作信号を制御部20に与え
る必要がある。
まず例えば押釦23a1が操作されると、第6図に示す
手動操作ルーチンに基づいて制御部20が動作を開始し
て、押された押釦23.が加圧用か減圧用かの判定を行
ない、加圧用と判定した制御部20では操作制御信号作
成機能33の働きに基づいてエアポンプ9の制御信号及
び電磁弁10aを開成させる制御信号、つまり加圧手段
を駆動する制御信号を駆動部21に与え、駆動部21を
通じてエアポンプ9の運転を開始すると同時に電磁弁1
0aを開成させる。従ってエアチューブ4a内には加圧
空気が送り込まれることになり、エアチューブ4aの内
圧が上がる。
このエアチューブ4a内圧は圧力センサ15aにより連
続的に検出され、その検出空気圧P、に基づいて制御部
20の表示制御機能32はエアーチューブ4aに対応し
た設けである表示素子り。
〜L9の表示信号を手元操作部18へ送って検出空気圧
P、の所属範囲を点灯表示させる。使用者はこの表示と
、マット本体1上に身体を乗せた状態における実感とで
所望の空気圧となるまで加圧を行う。
ここで表示素子し、〜L5の表示はLlの表示で、5〜
20 glen2を、またLl、L2の表示で21g/
c請2〜35g/c1112を、L1〜L、の表示で3
6g/CllI2〜50g/cI62を、L1〜L4の
表示で51. g/cw12〜70g7cm2を、Ll
〜L、の表示で71g/Cm’〜120g/cI112
を夫々示しており、上記のように圧力センサ1.5 a
の検出空気圧P、に基づいて制御部20は順次表示素子
L 、〜L5を点灯させるのである。
この範囲設定の幅は均等に割り当てておらず、人が感じ
る柔らかさとして等間隔となるように設定しである。
さて所望の空気圧が得られ、押釦23a1の押操作が解
除されると、制御部20の操作制御信号作成機能33が
働いてエアポンプ9の制御信号の出力を止め、エアポン
プ9の運転を停止させ、同時に電磁弁10aの駆動を停
止して閉成させ、エアチューブ4a内の空気圧を保持さ
せる。同時に圧力センサ15aの検出空気圧P’+を設
定空気圧P、とじて制御部20ではメモリ29の対応す
るエリアに書き込み記憶する。
また上記の空気圧が大きくて硬すぎると感じた場合には
減圧用の押釦23a2を操作すれば良く、この場合制御
部20は押釦23a2の操作に応じて減圧手段として電
磁弁10aと11の制御信号を駆動部21へ送って、電
磁弁10a、11を開成させ、この開成によりエアチュ
ーブ4a内の空気を排気して減圧する。またこの減圧に
応じて表示素子L1〜L、の消灯制御を行い、またメモ
リ2つに記憶している設定空気圧P0のデータを押釦2
3a2の押操作解除時にその時点の空気圧に書き換える
。このようにして順次各エアチューブ4a〜4cの空気
圧を肩部値、腰部値、脚部値に対応して所望の硬さとな
るように設定し、夫々の検田楽気圧P、を設定空気圧力
P0として記憶する。
このようにして所望の硬さとなるように各エアチューブ
11a〜4cの空気圧を設定した後は圧力自動調整ルー
チンに制御が移行する。
次にこの圧力自動調整ルーチンの動作について第7図の
フローチャトに基づいて説明する。
まず制御部20ではメモリ2つに記憶している設定空気
圧P0が上述の5つの範囲(レベル1(=1□−n))
に属するかを判定するとともに、検出空気圧P1を一定
時間(実施例では20分)毎にサンプリングして、メモ
リ29に記憶している設定空気圧P。と比較して、その
圧力差を求め、予め設定してROM30に記憶している
閾値たる不感幅bPi内にあるのどうかの判定を行い、
不感幅ΔPiを出ている場合には減圧或は加圧制御を行
って圧力調整を行うのである。出ていない場合には上述
の手動操作ルーチンによって新たに圧力設定が行われた
か否の判定を行い、新たな設定が無い場合には上述の比
較判定を引き続いて行う。
ここで不感幅ΔPiは温度上昇による空気圧の上昇や、
大気圧の変動による空気圧の変化などに即応して空気圧
制御が頻繁に行われるのを防ぐとともに、マット本体1
上への人の乗り降りによる荷重変動に伴う空気圧の変化
に対応した空気圧制御も防ぐために、官能評価で人体が
その硬さの差を感じない範囲で設定されるもので、不感
幅ΔPiは設定空気圧P0の可変範囲を分けた上記の5
つのレベルiに夫々対応して+側、−側が下表のように
設定される。
上述の比較判定はこの表に基づいて為されるわけで、圧
力センサ1.5 a〜15cの各検出空気圧P、をサン
プリング(黒点でサンプリングタイミングを示す)し、
その時の空気圧がメモリ29に記憶設定している設定空
気圧P0に対応する+側の不感幅ΔPi+の上限値を越
えているか、或は側の不感幅ΔPi2の下限値を下回っ
ているかどうかを制御部20が上述のように比較判定し
て上述の圧力制御を行うのである。勿論各エアチューブ
4a〜4cに対して各別に制御が行われる。
尚−過性の変動を防ぐためにその判定結果が第8図に示
すように3回連続して不感幅ΔPiを越えている場合に
のみ上記の圧力自動調整を行うようにしてもよい。
この場合検出空気圧P1が不感幅ΔPiを出ている時に
はメモリ2つに所定エリアのデータに1を加え、不感幅
ΔPi内にある場合には所定エリアのデータをOに戻す
ようにしてカウントを行う。
また通常ベットに腰かけるときは足側か中心であるため
、腰部位、肩部位が同時に連続して30分以上腰かける
ことは少ない点や、また寝た場合に比べて、腰掛けたほ
うがエアチューブ4a〜4C内の圧力が高くなりやすい
点に鑑みて、このような腰掛は状態で空気圧制御が行わ
れないように、上記のサンプリングの間隔を設定すると
ともに、肩部位、腰部位のエアチューブ4a、4b内の
圧力P1が共に不感幅ΔPiを連続して3回出た場合に
のみ上記のように制御信号を出力して圧力自動調整を行
うようにしても良い。
さて上記の圧力自動調整において、減圧のための制御信
号を出力した場合には、電磁弁1]を開成するとともに
減圧すべきエアチューブ4a〜4Cに対応する電磁弁1
1a〜llcを開成して減圧を開始すると、M御部20
は連続して減圧に対応する圧力センサ15a〜15cの
検出空気圧P1を取り込み、対応するエアチューブ4a
〜4c内の空気圧が上記上限値を下回って一定値(38
/cm2)だけ低下した時点で制御信号を出力を止めて
、電磁弁11及び対応する電磁弁10a〜1゜Cを閉成
する。
同様に加圧の場合にはエアポンプ9を駆動するとともに
、減圧すべきエアチューブ4a〜4cに対応する電磁弁
11a〜1 ]、 cを開成して加圧を開始すると、制
御部20は連続して加圧に対応する圧力センサ15a〜
15cの検出空気圧P、を取り込み、対応するエアデユ
ープ4a〜4c内の空気圧が上記下限値を越えて一定値
(3g/am2)上昇した時点で制御信号を出力を止め
て、エアポンプ9の運転を停止させるとともに対応する
電磁弁10a〜10cを閉成する。
このようにして不感幅ΔPi、の上限値を越えるかある
いは不感幅ΔP2の下限値を下回るかを上記の条件で判
断して条件が満なされたときに減圧若しくは加圧制御を
行って、エアチューブ4a〜4C内の空気圧を設定空気
圧P。を中心として設定される不感幅ΔPi内に維持す
るのである。勿論上記圧力調整時に設定空気圧力P。に
戻すように制御を行っても良い。
この圧力自動調整の制御動作中における表示素子り、〜
L2の表示は設定空気圧P。に応じた表示をそのまま維
持して例え実際のエアチューブ4a〜4c内の空気圧が
設定空気圧P。が属する範囲を越えたり、下回ったりし
ても表示を変化させない。
つまり見掛は上空気圧が変化してない状態を呈すること
により、表示変化による戸惑いを使用者に与えないよう
にしている。
ところでエアチューブ4a〜4bの空気圧には夫々下限
値(5g/am2)を設定しており、この下限値に空気
圧が低下した時点で上記の加圧制御と同様に制御を行っ
て空気圧を5 g/am2まで上昇させる。つまりレベ
ル1の設定空気圧P。に対する不感幅ΔPi2の範囲内
に上記下限値以下の値が含まれていても、下限値を下回
った場合には上記下限値を必ず保つようにするのである
尚上記手動調整若しくは圧力自動調整における加圧動作
には上限を設けてあり、空気圧が120g7cm2にな
れば制御部20は自動的にエアポンプ9の制御信号を出
力を止めて、運転を停止させる。
また加減圧動作の開始から時間カウントを行って動作時
間が一定時間(例えば30分)連続した場合にはメイン
電源をオフして電磁弁10a〜10c、エアポンプ9の
動作を停止させたり、電磁弁11の動作を停止させると
ともに表示素子L0を点滅させるフッリカ表示信号を制
御部20は手元操作部19へ送るようになっている。
さて上記のように所望の硬さに対応した空気圧設定後に
おいて、電源遮断があった場合にはエアチューブ4a〜
4bの空気圧は電磁弁10a〜10bの閉成状態により
、維持されるため、再度電源投入があった場合には制御
部20はこのときの圧力センサ15a〜15cが検出す
るエアチューブ4a〜4b内の空気圧P、を設定空気圧
P0としてメモリ2つに書き込み、以後上述の圧力自動
調整ルーチンによる制御状態に入る。
[発明の効果] 本発明は、上述のように構成したエアマットシステムに
おいて、設定空気圧の設定可能範囲を複数に分けるとと
もに、各分割範囲の設定可能範囲を官能評価により人体
が感じる柔らかさとして等間隔となるように設定し、こ
れら各分割範囲単位で空気圧表示を行う表示手段を備え
たものであるから、表示手段で表示される表示は柔らか
さの変化として見ることができ、空気圧の設定時におい
て、空気圧を変化させた場合においても表示の変化と人
体が感じる柔らがさの変化との間で違和感を感じること
がなく、しかも表示手段の素子数も空気圧の変化を直接
的に示す場合に比べて少なく済むという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の一部破断せる斜視図、第2図
は同上のマット本体の分解斜視図、第3図は同上の概略
回路構成図、第4図は同上の流体回路図、第5図は同上
の制御部の概念回路構成図、第6図は同上の手動操作ル
ーチンを示すフローチャート、第7図は同上の圧力自動
調整ルーチンを示ずフローチャート、第8図は同上のサ
ンプリング動作説明用波形図である。 1はマット本体、2は空気圧制御装置、4a〜4cはエ
アチューブ、9はエアポンプ、1.0 a〜10cは電
磁弁、11は排気用電磁弁、15a〜15cは圧力セン
サ、1−9は手元操作部、2oは制御部、L1〜L5は
表示素子である。 代理人 弁理士 石 1)長 七 手続補正書く自発) 平成2年6月7日 平成2年特許願第114355号 2、発明の名称 エアマットシステム 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真1048番地名称(58
B)松下電工株式会社 代表者  三  好  俊  夫 4、代理人 郵便番号 530 住 所 大阪市北区梅田1丁目12番17号5、補正命
令の日付  自 発 6、補正により増加する請求項の数 なし7、補正の対
象  図面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、マット本体と、このマット本体内に加圧空気を
    送る加圧手段と、マット本体内の空気を排気減圧する減
    圧手段と、マット本体内の空気圧を検出する圧力センサ
    と、マット本体内の空気圧を設定操作する設定操作手段
    と、該設定操作手段による操作に応じて加圧手段若しく
    は減圧手段を制御してマット本体内の空気圧を調整し、
    操作停止後はその操作停止時点の空気圧を設定空気圧と
    して記憶し、この記憶後該設定空気圧に基づく閾値と上
    記圧力センサの検出空気圧とを比較し、この比較結果に
    より上記加圧手段若しくは減圧手段を制御してマット本
    体内の空気圧を調整する制御手段とを備えたエアマツト
    システムにおいて、上記設定空気圧の設定可能範囲を複
    数に分けるとともに、各分割範囲の設定可能範囲を官能
    評価により人体が感じる柔らかさとして等間隔となるよ
    うに設定し、これら各分割範囲単位で空気圧表示を行う
    表示手段を備えたこと特徴とするエアマットシステム。
JP11435590A 1990-04-27 1990-04-27 エアマットシステム Pending JPH049108A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007301411A (ja) * 1994-11-01 2007-11-22 Select Comfort Corp 空気ベッド用の改良された空気圧制御システム

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JP2007301411A (ja) * 1994-11-01 2007-11-22 Select Comfort Corp 空気ベッド用の改良された空気圧制御システム

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