ES1295652U - Cojin con amortiguacion personalizada - Google Patents

Abstract

Cojín con amortiguación personalizada, aplicable a las zonas de apoyo para las nalgas/piernas (asientos), a las zonas de apoyo para los brazos (reposabrazos) y a la zona de apoyo para la espalda (respaldos) caracterizado por comprender un cuerpo de estructura de celosía o enrejada (2) de material elástico o resiliente, definida por un entramado de paredes (2a) y celdas (2b), las cuales presentan espesor y densidad variables entre unas zonas (a) y otras (b) de dicha estructura del cojín (1) adaptable a partir de la distribución de masas y presiones aplicadas en posición sentada por cada usuario individualmente al que se destina cada cojín (1) plasmadas en un mapa (3) de calor.

Description

DESCRIPCIÓN

COJÍN CON AMORTIGUACIÓN PERSONALIZADA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un cojín con amortiguación personalizada que aporta, a la función a que se destina, ventajas y características, que se describen en detalle más adelante, que suponen una mejora del estado actual de la técnica.

El objeto de la presente invención recae en un cojín para sentarse que, preferentemente destinado a su uso por enfermedad, trabajo o discapacidad pero sin que ello suponga una limitación, se distingue por consistir en un producto diseñado de forma personalizada para cada individuo y fabricado mediante tecnología de impresión 3D, con una estructura de celosía definida por un entramado de paredes enrejadas de espesor y densidad variables adaptadas de modo individual para cada usuario en función de la distribución de masas y presiones aplicadas por dicho usuario en posición sentada.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación de accesorios y muebles de asiento, centrándose particularmente en el ámbito de los cojines de asiento incluyendo los asientos de los automóviles.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, si bien se conocen en el mercado múltiples tipos y modelos de cojines de asiento con diferentes estructuras, algunas de ellas definidas por diseños ergonómicos destinados a adaptarse a la anatomía corporal, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ninguno, ni de ninguna otra invención de aplicación similar, que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas iguales o semejantes a las que presenta el que aquí se reivindica, siendo su objetivo esencial proporcionar al mercado un producto personalizado en base a la morfología y necesidades particulares de cada usuario concreto.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El cojín con amortiguación personalizada que la invención propone se configura como una solución óptima al objetivo anteriormente señalado que, a su vez, supone una mejora del estado actual de la técnica, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que lo distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.

Concretamente, lo que la invención propone, como se ha apuntado anteriormente, es un cojín para sentarse que se distingue esencialmente por contar con una estructura de celosía definida por un entramado de paredes enrejadas de material elástico o resiliente de espesor y densidad variables entre unas zonas y otras de dicha estructura del cojín, las cuales, están específicamente adaptadas de modo individual para cada usuario en función de la distribución de masas y presiones aplicadas por dicho usuario en posición sentada.

Se debe entender como cojín para sentarse, aquel cojín que está en contacto con el cuerpo del usuario cuando este está en posición sentada. Por lo tanto, se debe entender como cojín para sentarse aquel que está en contacto con las nalgas del usuario, pero también aquel que está en contacto con la espalda del usuario y el que está en contacto con los brazos del usuario entre otros.

El cojín con amortiguación personalizada para el asiento objeto de la invención es, pues un cojín cuyo carácter innovador reside en su estructura personalizada para cada individuo, ofreciendo una respuesta mecánica totalmente individualizada y adaptada a la distribución de masas y presiones aplicadas por el usuario en posición sentado. El resultado es una estructura de cojín individualizada y de carácter terapéutico que distribuye de forma óptima la presión ósea y muscular, optimizando la comodidad del usuario y contribuyendo a aliviar y/o corregir:

- Malos hábitos posturales

- Úlceras por presión

- Dolores lumbares

- Traumatismos

Para lograrlo, mediante la aplicación del diseño paramétrico y generativo así como de las tecnologías de impresión 3D, se desarrolla una estructura enrejada, en torno a la cual orbita la propuesta de valor del cojín de la invención. Esta estructura enrejada proporciona al producto las siguientes ventajas:

- Obtención de una estructura ligera y reducción en el uso de material.

- Compresión personalizada con un diseño de estructura a medida de las diversas zonas funcionales dentro del producto, ajustando cada una de estas zonas a las propiedades mecánicas de cada usuario.

- Acolchado altamente transpirable

- Producto enfocado en mejorar el retorno de energía a través de redes elastoméricas, superando el rendimiento limitado por la compresibilidad lineal de la espuma que ofrecen productos con aplicaciones similares.

- Obtención de una red conforme, en la que la estructura enrejada está alineada con la dirección de la tensión, otorgando mayor efectividad en la respuesta a los esfuerzos que con una red uniforme.

El cojín objeto de la invención puede tener una configuración cuadrangular con unas dimensiones generales de 400x400x50 mm. donde, en todo caso, la estructura enrejada del cojín presenta diferentes densidades y espesores según la magnitud de la presión ejercida por el usuario en posición sentado. Este cojín puede ser utilizado como un cojín accesorio a un asiento existente, tal como una silla de oficina.

El cojín objeto de la invención puede tener otras dimensiones y no solo consistir en un cojín accesorio a un asiento existente, sino también formar parte íntegra del asiento, ya sea por ejemplo como el cojín que entra en contacto con las nalgas del usuario o como el cojín que entra en contacto con la espalda del usuario.

De preferencia, para el diseño de esta estructura enrejada se utilizarán mapas de calor que indicarán la distribución precisa de masa y presiones aplicadas por cada individuo en posición sentado. A partir del resultado del mapa de presión se genera la estructura enrejada, formada por unidades individuales, cada una de ellas diseñadas para disipar la alta presión que aplica el usuario al estar sentado.

A continuación, se explica con mayor detalle la metodología empleada para obtener el diseño de un cojín.

El parámetro "presión ejercida por el usuario cuando está sentado” es el que definirá la geometría del cojín.

Por tanto, si el objetivo es que el cojín adquiera una u otra forma según las zonas de mayor o menor presión ejercida por el usuario, lo que se hace es subdividir el cojín en "x” vóxels (píxeles volumétricos) o unidades volumétricas que por repetición conformen todo el volumen del cojín. Estos vóxeles contendrán una tipología de celda unitaria (red que contiene vigas, o puntales, y nodos o bolas) común, pero con un espesor variable según las zonas de presión ejercida por el usuario.

De este modo, al parámetro "presión ejercida por el usuario cuando está sentado”, se añaden tres nuevos parámetros que darán forma al producto: densidad de voxelización, tipología de celda y espesor de mallado o enrejado.

A continuación, se expone una explicación de estos cuatro parámetros:

- Presión ejercida por el usuario cuando está sentado: Según las zonas de mayor o menor apoyo, el cojín adoptará una forma determinada. Para ello, se utilizarán mapas de calor que representan la distribución de las presiones de cada usuario al estar sentado.

- Densidad de voxelización: Se refiere a la cantidad de subdivisiones en unidades volumétricas dentro del volumen total del cojín.

- Tipología de celda unitaria: Se refiere a la disposición de las vigas, o puntales, y nodos o bolas que alberga cada uno de los vóxeles.

- Espesor de mallado: El espesor de la estructura enrejada, que será mayor en zonas de mayor presión por parte del usuario y menor en zonas de presión más reducida.

Así pues, se parte de una referencia dimensional definida inicialmente, preferentemente un cerco cuadrangular, cuyo contenido interior estará condicionado por la información aportada por el mapa de calor para que así el producto se comporte de una u otra forma según las diferentes presiones ejercidas por el usuario. Para ello, se subdivide el volumen definido inicialmente en entidades más pequeñas e independientes (llamadas vóxeles) que albergarán un determinado tipo de celda unitaria (disposición de vigas, o puntales, y nodos o bolas) que tendrán diferentes características y espesores según las zonas de presión otorgadas por el mapa de calor.

Para poder dar entrada a los cuatro parámetros mencionados anteriormente y configurar así el diseño del cojín, se ha aplicado el diseño computacional mediante la generación de un código en Grasshopper, un lenguaje de programación visual, que permite diseñar y adaptar de forma paramétrica el producto a cada usuario.

Así pues, de preferencia, los usuarios a los que va dirigido el producto se dividen en tres segmentos:

- Usuarios por enfermedad: personas con patologías de dolor como hemorroides, úlceras por presión en la parte de los glúteos, dolor de coxis y espalda baja (lumbares) y traumatismos.

- Usuarios por trabajo: personas con trabajos de tipo sedentario, como tareas de oficina, recepción, gamers, puestos de cajas de pago en los supermercados, conductores de largos recorridos como transportistas o conductores de autobús, etc., en donde pasar muchas horas sentados puede provocar la aparición de úlceras por presión en la parte de los glúteos o dolor de espalda baja, por lo general lumbalgias. Se incluye también las personas que conduzcan y que busquen un mayor confort.

- Situación de discapacidad: personas en situación de discapacidad en silla de ruedas. Por su condición de movilidad reducida padecen úlceras por presión.

Finalmente, cabe destacar que el cojín para sentarse objeto de la invención puede consistir en un cojín accesorio a un asiento, pero también consistir com parte integra (no accesorio) de

- Mobiliario y complementos: entendiéndose los productos diseñados para sentarse y/o acostarse sobre ellos. Por ejemplo: sillas de oficina, sillas de hogar, colchones, etc.

- Asientos de Automoción: comprendiendo en este grupo las máquinas que se desplazan por la acción de un motor, especialmente el automóvil.

En ambos casos, es decir en el caso de que el cojín forme parte integra de mobiliario, complementos o asientos de automoción, el concepto de diseño del cojín descrito en este documento es aplicable además de a las zonas de apoyo para las nalgas/piernas (asientos) también a las zonas de apoyo para los brazos (reposabrazos), como la espalda (respaldos). Simplemente habría que aplicar la información extraída de mapas de calor de presión de cada una de estas zonas corporales a una geometría inicial definida previamente que delimite el volumen del objeto y así generar la estructura de celosía adecuada.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un plano en el que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Las figuras número 1 y 2.- Muestran sendas vistas, en perspectiva y planta superior respectivamente, de un ejemplo de realización del cojín con amortiguación personalizada objeto de la invención, apreciándose la configuración general del mismo;

la figura número 3.- Muestra una vista en perspectiva de una porción ampliada del cojín de la invención mostrado en las figuras precedentes, apreciándose con mayor detalle la diferencia de espesor de las paredes del enrejado que define la estructura de celosía del cojín;

la figura número 4.- Muestra una vista en planta superior de otro ejemplo de realización del cojín con amortiguación personalizada, según la invención; y

las figuras número 5-A, 5-B y 5-C.- Muestran respectivas imágenes de lo que se parte para realizar el cojín de la invención, es decir, la referencia dimensional, el mapa de calor y la subdivisión de la referencia en pequeñas entidades independientes.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las descritas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas sendos ejemplos de realización no limitativa del cojín con amortiguación personalizada de la invención, el cual comprende lo que se describe en detalle a continuación.

Así, tal como se observa en dichas figuras, el cojín (1) objeto de la invención que se distingue esencialmente por el hecho de estar conformado a partir de un cuerpo de estructura de celosía o enrejada (2) de material elástico o resiliente, definida por un entramado de paredes (2a) y celdas (2b) en forma de malla, las cuales presentan espesor y densidad variables entre unas zonas (a) y otras (b) de dicha estructura del cojín (1), las cuales, están específicamente adaptadas de modo individual para cada usuario en función de la distribución de masas y presiones aplicadas por dicho usuario en posición sentada, por ejemplo plasmadas en un mapa (3) de calor.

En las figuras 2 y 4 se aprecian respectivas representaciones de los renderizados 3D de dos ejemplos de diseño de la estructura enrejada que conforma el cojín (1) según la invención.

De los cuatro parámetros comentados en el apartado anterior para la obtención de dichos diseños, que dan forma al diseño del cojín, el parámetro "presión ejercida por el usuario cuando está sentado” es el mismo para los dos ejemplos (es decir, se ha utilizado el mismo mapa (3) de calor), mientras que los parámetros "densidad de voxelización”, "tipología de celda unitaria” y "espesor de mallado” son diferentes en cada uno de ellos.

En la vista superior dichas figuras 2 y 4, se puede observar cómo para ambos ejemplos del cojín (1) la densidad de la estructura enrejada (2) cambia según la distribución del calor del mapa (3) de presiones del usuario. Donde hay más zona de apoyo, es decir, más presión (a), la estructura enrejada (2) presenta una malla más densa, con paredes (2a) más gruesas o más juntas y celdas (2b) más pequeñas, mientras que en las zonas de menor presión (b), la malla será menos densa, con paredes (2a) más finas o separadas y celdas (2b) más amplias.

El mapa (3) de calor del ejemplo utilizado en dichos ejemplos corresponde al de un hombre de 44 años, de 1,70 cm de altura y 82 kg.

Los valores de los parámetros que definen cada una de estas estructuras enrejadas (2) son:

Tipología de celda unitaria tipo "cubic” del ejemplo de la figura 1, 2 y 3: divisiones o capas de celdas (2b) en eje Z (es decir, en vertical o grosor (g) del cojín) dos; longitud máxima de celda (2b): 30 mm; espesor mínimo de las paredes (2a) de mallado: 2.5 mm; espesor máximo de las paredes (2a) del mallado: 4 mm.

Tipología de celda unitaria tipo "star tet” del ejemplo de la figura 4: divisiones o capas de celdas (2b) en eje Z (es decir, en vertical o grosor (g) del cojín) tres; longitud máxima de celda (2b): 15 mm; espesor mínimo de las paredes (2a) de mallado: 1.5 mm; espesor máximo de las paredes (2a): 3 mm

Cabe destacar que, tanto el número de divisiones en el eje Z como la longitud máxima de celda (2b) forman parte del parámetro de "densidad de voxelización”, mientras que el espesor mínimo y máximo de las paredes (2a) del mallado conforman el parámetro de "espesor de mallado".

En la figura 3 se observa una vista de detalle en sección del ejemplo del cojín (1) mostrado en la figura 1 y 2, para poder apreciar el cambio de espesores en las paredes (2a) internas de la estructura del cojín.

De preferencia, la estructura enrejada (2) se obtiene a partir de la impresión 3D. Para ello, se usará, preferentemente, la tecnología de la compañía Carbón Digital Light Synthesis, o Carbon DLS, un proceso de impresión 3d con base de resina que utiliza proyección de luz digital, ópticas permeables al oxígeno y materiales complejos para poder producir piezas poliméricas con buenas propiedades mecánicas, una resolución más que excelente y un acabado superficial extraordinario.

Además, presenta una velocidad de impresión bastante superior al resto del mercado, lo cual resulta un factor muy importante para la fabricación de estos cojines.

De preferencia, el material de la estructura enrejada (2) del cojín (1) es un elastómero, concretamente un material denominado EPU 44, de la compañía Carbon, que es un elastómero resistente, rígido, duradero y flexible. Es un material excelente ya que permite imprimir estructuras enrejadas de espesores muy bajos sin la preocupación de que se pueda romper al recibir algún impacto. Por otro lado, es un material sostenible, con un 40% de contenido de base biológica.

Finalmente, las figuras 5-A, 5-B y 5-C muestran respectivos ejemplos de los elementos de los que se parte para la realización del cojín (1) de la invención. Concretamente, la figura 5-A muestra un ejemplo de la forma que tiene la referencia dimensional (4) definida inicialmente, cuyo contenido interior estará condicionado por la información aportada por el mapa de calor (3), mostrado en la figura 5-B, para que así el producto se comporte de una u otra forma según las diferentes presiones ejercidas por el usuario. Para ello, como muestra la figura 5-C, se subdivide el volumen de la referencia dimensional (4) definido inicialmente en entidades más pequeñas e independientes (5) (llamados vóxeles) que albergarán un determinado tipo de celda unitaria (2b) (disposición de vigas, o puntales, y nodos o bolas) y que tendrán diferentes características y espesores según las zonas de presión (a, b, c...) representadas en el mapa de calor (3).

De preferencia, el cojín (1) tiene una forma plantar cuadrangular, con unas dimensiones preferidas de 400mm en cada lado (l) y 50mm de grosor (g).

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. - Cojín con amortiguación personalizada, aplicable a las zonas de apoyo para las nalgas/piernas (asientos), a las zonas de apoyo para los brazos (reposabrazos) y a la zona de apoyo para la espalda (respaldos) caracterizado por comprender un cuerpo de estructura de celosía o enrejada (2) de material elástico o resiliente, definida por un entramado de paredes (2a) y celdas (2b), las cuales presentan espesor y densidad variables entre unas zonas (a) y otras (b) de dicha estructura del cojín (1) adaptable a partir de la distribución de masas y presiones aplicadas en posición sentada por cada usuario individualmente al que se destina cada cojín (1) plasmadas en un mapa (3) de calor.

2. - Cojín con amortiguación personalizada , según la reivindicación 1, caracterizado porque la densidad de la estructura enrejada (2) es adaptable según la distribución del calor del mapa (3) de presiones del usuario del que se parte para su diseño, de tal modo que en las zonas donde hay más presión (a) de apoyo, la estructura enrejada (2) presenta un mallado más denso, con paredes (2a) más gruesas o más juntas y celdas (2b) más pequeñas, mientras que en las zonas de menor presión (b), el mallado es menos denso, con paredes (2a) más finas o separadas y celdas (2b) más amplias.

3. - Cojín con amortiguación personalizada, según la reivindicación 1 y 2, caracterizado porque la estructura de celosía o enrejada (2) presenta dos capas de celdas (2b) en eje Z; con una longitud máxima de celda (2b) de 30 mm; un espesor mínimo de las paredes (2a) de mallado de 2.5 mm; y un espesor máximo de las paredes (2a) del mallado: de 4 mm.

4. - Cojín con amortiguación personalizada, según la reivindicación 1 y 2, caracterizado porque la estructura de celosía o enrejada (2) presenta tres capas de celdas (2b) en eje Z; con una longitud máxima de celda (2b) de 15 mm; un espesor mínimo de las paredes (2a) de mallado de 1.5 mm; y un espesor máximo de las paredes (2a) del mallado: de 3 mm.

5. - Cojín con amortiguación personalizada, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura de celosía o enrejada (2) es una estructura obtenida a partir de la impresión 3D.

6. - Cojín con amortiguación personalizada, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura de celosía o enrejada (2) es de un material elastómero.

7. - Cojín con amortiguación personalizada, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tiene una forma plantar cuadrangular, con unas dimensiones preferidas de 400mm en cada lado (l) y 50mm de grosor (g).