Cuerpo para pedal instrumentado y procedimiento de producción del mismo.

Un cuerpo (1, 1') para un pedal instrumentado (100) para una bicicleta o similar, que comprende:

• una porción superior de soporte de pie

(11) apta para definir una base plana y que tiene una abertura pasante (111), tal como para delimitar un área periférica (112) de la misma;

• un bloque inferior (14) que comprende:

- un par de elementos (141) que son cada uno en forma de U, teniendo cada elemento (141) un elemento transversal longitudinal (1411) dispuesto en paralelo respecto a dicha base de plano y un par de porciones verticales (1412) rígidamente conectadas a la misma sustancialmente en dicha área periférica (112); definiendo dichas porciones verticales (1412) cuatro regiones de medición de deformación asociadas a una carga de carrera del pedal, siendo los elementos transversales longitudinales (1411) paralelos entre los mismos y estando configurados para estar contenidos dentro de un puerto definido por dicha abertura pasante (111);

- un componente central (142) interpuesto entre dicho par de elementos en forma de U (141) y conectado a los mismos a lo largo de los respectivos elementos transversales longitudinales (1411), estando dicho componente central (142) también contenido dentro del puerto definido por dicha abertura pasante (111); caracterizado porque dicho cuerpo (1, 1') está fabricado en una pieza.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2011/002654.

Solicitante: Universita' Degli Studi Roma Tre.

Inventor/es: D\'ALESSIO,TOMMASO, CONFORTO,SILVIA, SCHMID,MAURIZIO, BIBBO,DANIELE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO... > PROPULSION POR EL CONDUCTOR DE VEHICULOS DE RUEDAS... > Estructura de manivelas accionadas a mano o a pie > B62M3/08 (Pedales)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS TERRESTRES QUE SE DESPLAZAN DE OTRO MODO... > PROPULSION POR EL CONDUCTOR DE VEHICULOS DE RUEDAS... > Propulsión por el conductor de vehículos de ruedas... > B62M6/50 (caracterizados por detectores o sensores, o su disposición)

PDF original: ES-2530352_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cuerpo para pedal instrumentado y procedimiento de producción del mismo

La presente invención se refiere a un cuerpo para un pedal instrumentado y a un procedimiento para su fabricación. La presente invención se refiere además a un pedal instrumentado, que permite, asociando a dicho cuerpo un sistema para la detección y el procesamiento de cantidades relacionadas con una carrera de pedal, valerse en tiempo real de una monitorlzación de la potencia y de una evaluación de la eficiencia de la propia carrera del pedal.

Historia de la tecnología

Se conocen en la técnica sistemas de control de potencia y para la evaluación de la eficiencia de la carrera del pedal directamente acoplados al pedal de una bicicleta.

Descripción de la técnica anterior

Los sistemas de la técnica anterior para la medición de la carrera del pedal presentes en la literatura prevén la interposición de una célula de carga comercializada o fabricada específicamente entre el acoplador rápido del calzado para bicicleta del ciclista y el sistema para el anclaje del pedal a la manivela del pedal. Como es sabido, la presión ejercida por un ciclista en el cuerpo del pedal se descarga directamente en la célula de carga mediante la reacción de restricción proporcionada solo por el sistema de anclaje en la propia célula. Un sistema de extensómetros adecuadamente dispuestos en la célula es capaz de medir su deformación y por lo tanto, rastrear la carga aplicada sobre la misma.

La medición del ángulo de inclinación entre el cuerpo de pedal y el sistema de anclaje a la manivela de pedal se obtiene típicamente por un codificador giratorio interpuesto entre el cuerpo de pedal, integral al calzado de ciclismo y el eje de rotación integral a la manivela del pedal. Estos dos elementos están conectados, en uno cualquiera de un pedal instrumentado o no instrumentado de la bicicleta, mediante cojinetes de rodamiento o de deslizamiento, o por cojinetes que sin embargo permiten la rotación exclusivamente relativa con respecto a un eje común, bloqueando todos los demás grados de libertad en el espacio. Un cuerpo de pedal instrumentado para una bicicleta según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce a partir del documento CN2118994Y.

Inconvenientes de la técnica anterior

Los sistemas conocidos de la técnica mencionados anteriormente, aunque comúnmente utilizados hasta la fecha, conllevan inconvenientes notables.

Los sistemas de la técnica conocida, que contemplan solo el acoplamiento de una célula de carga a un cuerpo de pedal, de ninguna manera pueden ser fabricados por un procedimiento de moldeado de fundición a presión, ya que normalmente tienen uno o más rebajes que harían imposible su extracción del molde.

Además, en casos en los que el bloque que constituye la célula de carga está colocado dentro de una brida para la conexión al sistema de manivela del árbol del pedal, la realización de una abertura pasante en dicho bloque, para obtener en el mismo regiones verticales necesarias para la medición de la deformación, resulta prácticamente imposible a menos que sea por procedimientos extremadamente complicados y por lo tanto costosos.

Por último, este tipo de elaboraciones inevitablemente implican un aumento en las dimensiones con respecto a un pedal no instrumentado, con un aumento consecuente e inevitable en el peso del mismo.

Objetos de la invención

Objeto de la presente invención es resolver los inconvenientes mencionados anteriormente proporcionando un cuerpo de pedal instrumentado según se define sustancialmente en la reivindicación 1 y un pedal instrumentado según se define sustancialmente en la reivindicación 13.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un procedimiento de producción del cuerpo de pedal instrumentado según se define sustancialmente en la reivindicación 1.

Otras características de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes correspondientes de las mismas.

Ventajas de la invención

La presente invención, mediante la superación de los problemas mencionados de la técnica conocida, conlleva varias ventajas evidentes.

El cuerpo de pedal Instrumentado objeto de la presente Invención tiene una geometría tal que no tiene cortes sesgados, que de otro modo no permitiría la producción del cuerpo por un procedimiento de moldeo de fundición a presión. Tal geometría se alcanza, como se hará evidente en la descripción detallada de dos realizaciones preferidas de la misma, a pesar del hecho de que el cuerpo objeto de la invención comprende porciones configuradas para la detección de cargas que actúan sobre el pedal.

Ventajosamente, la opción de usar un procedimiento de fundición por inyección a presión hace posible una producción en masa, reduciendo drásticamente sus tiempos y costes con respecto a la fabricación de pedales instrumentados de un tipo conocido hasta la fecha.

Se apreciará que el cuerpo objeto de la presente invención alternativamente podría fabricarse también mediante mecanizado por fresado.

En última instancia, el pedal instrumentado de acuerdo con la invención tiene características mecánicas y geométricas tal como para estar lo más cerca posible en forma, peso y tamaño de un pedal de tipo comercializado.

De hecho, el pedal instrumentado está fabricado tal como para minimizar el peso y el tamaño: el cuerpo de pedal, excluyendo el eje para la conexión con la manivela de pedal y el accesorio para el anclaje al muelle del calzado de ciclismo, fue ideado y fabricado en una sola pieza, que tiene algunas partes cuyas deformaciones se asocian, por una relación unívoca, a la carga aplicada en la parte mismo del pedal en contacto con el calzado de ciclismo.

El ángulo del cuerpo con respecto al eje se mide preferiblemente por un codificador de efecto Hall, que implica el uso de un imán integral al eje del pedal y alojado en su extremo opuesto a la manivela de pedal, frente (no en contacto directo con) un componente electrónico incorporado, integral con el cuerpo y capaz de detectar variaciones del campo magnético, es decir, la rotación relativa entre el eje y el cuerpo.

El cuerpo de acuerdo con la invención es compatible con los ejes de los cojinetes de los sistemas de tipología estándar, que aseguran el acoplamiento a la manivela del pedal de forma análoga a lo que se tenía para la fijación de los pedales no Instrumentados disponibles en el mercado.

Además, el pedal de acuerdo con la invención es compatible con sistemas de fijación de la tipología estándar, como por ejemplo, de tipo SPD-SL para calzado de ciclismo, donde se entiende por "taco" en general un elemento de plástico, fijado sobre la suela del calzado de ciclismo, que tiene la función de anclaje este último a medios de acoplamlento/llberación, obtenidos en lugar del pedal.

Otra ventaja del pedal instrumentado objeto de la invención consiste en la opción de alojar, incorporada en el cuerpo del pedal en sí, la electrónica para la recogida de señales de los sensores que se encuentran en las partes sensibles antes mencionadas, para el acondicionamiento y retrasmisión en modo inalámbrico de dichas señales.

Además, la electrónica de a bordo es capaz de calcular parámetros sintéticos derivados de las medidas de fuerza y de ángulo y de enviarlos igualmente a una estación receptora también en un modo compatible con las normas comerciales para las transmisiones inalámbricas (ANT/ANT+).

Por lo tanto, el pedal de acuerdo con la invención implica la opción de usar un eje y los cojinetes relacionados, necesarios para operar la conexión giratoria entre el eje y el cuerpo, de tamaño, forma y peso comparables con las soluciones adoptadas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un cuerpo (1, 1') para un pedal instrumentado (1) para una bicicleta o similar, que comprende:

una porción superior de soporte de pie (11) apta para definir una base plana y que tiene una abertura pasante (111), tal como para delimitar un área periférica (112) de la misma;

un bloque inferior (14) que comprende:

- un par de elementos (141) que son cada uno en forma de U, teniendo cada elemento (141) un elemento transversal longitudinal (1411) dispuesto en paralelo respecto a dicha base de plano y un par de porciones verticales (1412) rígidamente conectadas a la misma sustancialmente en dicha área periférica (112); definiendo dichas porciones verticales (1412) cuatro regiones de medición de deformación asociadas a una carga de carrera del pedal, siendo los elementos transversales longitudinales (1411) paralelos entre los mismos y estando configurados para estar contenidos dentro de un puerto definido por dicha abertura pasante (111);

- un componente central (142) interpuesto entre dicho par de elementos en forma de U (141) y conectado a los mismos a lo largo de los respectivos elementos transversales longitudinales (1411), estando dicho componente central (142) también contenido dentro del puerto definido por dicha abertura pasante (111); caracterizado porque dicho cuerpo (1, 1') está fabricado en una pieza.

2. El cuerpo (1') para un pedal instrumentado (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dicha abertura pasante (111) define sobre dicha porción de apoyo (11) una forma sustancialmente de paralelogramo.

3. El cuerpo (1') para un pedal instrumentado (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que cada porción vertical (1412) está conectada a dicha porción de apoyo (11) sustancialmente en un vértice respectivo del paralelogramo.

4. El cuerpo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha abertura pasante (111) da a dicha área periférica (112) una forma sustancialmente a modo de C.

5. El cuerpo (1, 1') para un pedal instrumentado (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho componente central (142) está separado de dicha base de plano.

6. El cuerpo (1, 1') para un pedal instrumentado (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha porción superior de apoyo (11) comprende unos medios de acoplamiento/liberación (12, 13) para un calzado de ciclismo.

7. El cuerpo (1, 1') para un pedal instrumentado (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una placa de transmisión de carga (3), colocada en dicha abertura pasante (111) y conectada a dicha porción de apoyo (11) en dicha área periférica (112).

8. El cuerpo (1, 1') para un pedal instrumentado (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho componente central (142) tiene un orificio pasante (1421) obtenido a lo largo de una dirección sustancialmente paralela a dichos elementos transversales longitudinales (1411).

9. El cuerpo (1, 1') para un pedal instrumentado (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, que comprende además un árbol (2) alojado de manera giratoria dentro de dicho orificio (1421), pudiéndose asociar dicho árbol (2) a una manivela de pedal de una bicicleta.

1. Un procedimiento de producción de un cuerpo (1, 1') para un pedal instrumentado que se puede asociara una manivela de un pedal de una bicicleta, que comprende las etapas de:

fabricar un cuerpo (1, 1') de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7;

hacer un orificio (1421) dentro de dicho componente (142) a lo largo de una dirección sustancialmente paralela a dicho elementos transversales longitudinales (1411)

alojar de manera giratoria un árbol (2) dentro de dicho orificio (1421).

11. El procedimiento de producción de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dicho cuerpo (1, 1') está fabricado mediante moldeo.

12. El procedimiento de producción según las reivindicaciones 8 o 9, en el que dicho orificio (1421) se hace en dicho componente (14) mediante mecanizado por fresado.

13. Un pedal instrumentado (1) para una bicicleta o similar, que comprende:

un cuerpo (1, 1') de acuerdo con la reivindicación 9;

medios (5, 6) para detectar una cantidad relacionada con una carrera del pedal realizada por un ciclista, estando dichos medios (5, 6) acoplados a dicho cuerpo (1, 1');

medios de procesamiento asociados a dichos medios de detección (5, 6), alojados en dicho pedal (1) y configurados para devolver una cantidad indicativa de potencia y una cantidad indicativa de eficiencia de la carrera del pedal.

14. El pedal instrumentado (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dichos medios de detección (5, 6) comprenden unos primeros medios de medición (5) configurados para detectar una posición angular de dicho árbol (2) respecto a dicho cuerpo (1, 1').

15. El pedal instrumentado (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dichos primeros medios de medición (5) comprenden un codificador (5) colocado en un extremo de dicho árbol (2).

16. El pedal instrumentado (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 15, en el que dichos medios de detección (5, 6) comprenden unos segundos medios de medición (6) configurados para detectar una deformación de dicho bloque Inferior (14).

17. El pedal Instrumentado (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dichos segundos medios de medición (6) comprenden una pluralidad de extensómetros (6) situados sobre dichas cuatro regiones de medición para detectar una fuerza ejercida por el ciclista en dicha porción superior de apoyo (11).

18. El pedal Instrumentado (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dicha pluralidad de extensómetros (6) comprenden conjuntos plurales de extensómetros, estando los extensómetros (6) de cada conjunto conectados entre ellos mediante un diagrama de circuito de puente de Wheatstone, siendo cada conjunto apto para medir un componente respectivo de la fuerza ejercida respecto a un sistema de referencia predefinido.

19. El pedal instrumentado (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 18, en el que dichos medios de procesamiento están configurados para devolver dicha cantidad indicativa de potencia y dicha cantidad indicativa de eficiencia de la carrera del pedal a una unidad remota de modo inalámbrico.