Aparato de entrenamiento ergométrico.

Dispositivo de ejercicio ergonométrico estacionario con un accionamiento operado por las manos o los pies que comprende dos elementos de accionamiento operados alternativamente (16),

preferiblemente pedales accionados por los pies, en el que el accionamiento está conectado a un volante (18) mediante un mecanismo de engrane, así como a un medio de medición (50) para medir la fuerza de accionamiento aplicada por medio del accionamiento o el momento de giro relacionado con el mismo, y una disposición de medición (30) para medir la posición en movimiento, particularmente la posición angular, del accionamiento, caracterizado por que el aparato presenta un par de dispositivos sensores (31, 32), que están dispuestos, con respecto a una rueda (19) conectada con un movimiento sincronizado al accionamiento, en posiciones con respecto a la rueda (19), mediante lo cual se genera una señal cuando la rueda (19) está dispuesta en una de dos posiciones angulares específicas, estando desplazadas las posiciones angulares específicas 180º y correspondiendo las posiciones de movimiento de un cambio de carga entre los elementos de accionamiento operados alternativamente (16).

Aparato de entrenamiento ergométrico

La invención se refiere a un dispositivo de ejercicio ergométrico estacionario con una unidad operada manualmente (mano o pie) con dos elementos alternos de conducción, donde el accionamiento está conectado a través de un mecanismo de engrane a un volante, y con un medio de medición para medir la fuerza de accionamiento aplicada a través del accionamiento o la fuerza de momento de giro asociada a la misma y una disposición de medición para medir la posición en movimiento, en particular la posición angular del accionamiento. Los elementos de accionamiento son preferiblemente pedales, similares a los de una bicicleta, pero también puede haber otros tipos, tales como los pedales de los aparatos llamados steppers.

Un dispositivo de entrenamiento de este tipo se describe en el documento US 5.027.303. Para medir parámetros como el momento de giro, trabajo, potencia, velocidad angular y la duración de un giro de una disposición de pedales, se mide el momento de giro por medio de tiras de medición de alargamiento, que aplica a los componentes cargados de la disposición de pedales. De esta medida tiene lugar una medición del momento de giro total y el momento de giro del pedal izquierdo y derecho (pierna izquierda o derecha); lo que permite calcular el trabajo realizado y el rendimiento.

El documento EP 0 925 096 B1 describe un sistema de ejercicios electrónico con un monitor para la actividad física, que tiene un dispositivo sensor y de registro, que durante un primer período recoge y registra datos de la actividad física. El dispositivo de ejercicio presenta un productor de resistencia, tal como un freno de Foucault, y un controlador que utiliza los datos registrados de la actividad física con el fin de controlar el funcionamiento del dispositivo de ejercicio.

El documento US 5.354.251 describe una máquina de ejercicios, donde se montan en un marco alargado un asiento y un eje de resorte giratorio. El eje de giro está conectado a un volante y tiene aparatos de resistencia. Como aparatos de resistencia se divulgan por ejemplo, un freno centrífugo, un volante abierto tipo molinete, y una rueda de freno de Foucault, en la que se integra un ventilador para enfriamiento.

Otros aparatos de ejercicio se describen en los documentos US 2002/0004439 A1, US 2007/0117680 A1, US 5.611.759 y US 5.749.807.

Del documento JP 05 201374 A se desprende una medida del par producido en la cadena de una bicicleta. En la línea superior de la cadena, se dispone un detector de tensión para medir la tensión es siempre, concretamente un piñón, que toque la cadena desde el exterior, y un calibrador de tensión, que mide la fuerza aplicada por la cadena al engrane.

El documento DE 19919154 A1 describe un procedimiento y un aparato para aplicar una fuerza de pretensado en un elemento de accionamiento sin fin, en particular, una cadena. Un soporte de presión se presiona por medio de un tensor de cadena con una fuerza predeterminada externo a la cadena. La fuerza de pretensado resultante de la cadena se introduce en un sistema de control electrónico en función de los datos del sensor sobre datos de vibración u otros parámetros pertinentes.

El documento US 4.141.245 describe un aparato para medir el trabajo y potencia mecánicos, que se transmite a un elemento de conducción entre dos ruedas motrices. Un elemento de medición de fuerza con un rodillo está presionado por la fuerza del resorte contra el elemento de accionamiento, y el grado de desplazamiento se utiliza para medir la tracción de transmisión. Las diversas realizaciones incluyen un rodillo aplicado interna o externamente, o una combinación de al menos un rodillo interno y al menos un rodillo aplicado externamente.

Otros dispositivos de medición para medir el momento de giro de accionamiento en un sistema de accionamiento, por ejemplo, tal como una bicicleta, se presentan en los documentos US 4.909.086 y US 2007/0099735 A1.

El documento DE 42 27 586 A1 muestra un dispositivo de ejercicio de pedales con medición de fuerza separada para cada palanca de pedal, en concreto, por medio de un calibrador de tensión respectiva en las dos palancas de pedal, y con un codificador, por lo que es evaluar la secuencia de movimiento, como en un diagrama polar. El documento DE 44 35 174 A1 también sugiere que los calibradores de tensión se colocarán en diagonal en cada palanca del pedal.

Otros enfoques para la medición de la fuerza durante el movimiento de los pedales se describen en los documentos US 2007/0149364 A1, US 5573481, WO 02/47551 A2 y EP 1 362 552 A1.

Estos conocidos equipos de ejercicios y medición consiguen medir la fuerza utilizada por los deportistas o los pares asignados a las diversas formas de ejercicio que son a menudo muy complicadas y complejas. Especialmente cuando se desea una visión diferenciada de varias partes de la secuencia, es decir, una división entre los dos pies (o equipo operado manualmente entre las dos manos), los métodos conocidos son muy caros.

Es un objetivo de la presente invención crear un dispositivo de ejercicio en el que sea posible una medición de la fuerza/fuerza de momento de giro aplicada a los movimientos que tienen lugar a la izquierda / derecha con éxito.

Este objetivo se consigue a partir de un dispositivo de ejercicio del tipo mencionado al principio, en el que de acuerdo con la invención, el aparato presenta un par de medios sensores, que están dispuestos en relación con una rueda conectada con un movimiento sincronizado al accionamiento, en posiciones con respecto a la rueda, mediante lo cual se genera una señal cuando la rueda está dispuesta en una de dos posiciones angulares específicas, estando desplazadas las posiciones angulares específicas 1802 y correspondiendo las posiciones de movimiento a un cambio de carga entre los elementos alternos de conducción.

Esta solución permite una fácil detección de cambios de carga entre la extremidad izquierda y derecha, y por lo tanto una distinción entre estas fuerzas o el trabajo realizado. Además, esto se traduce en una simplificación del proceso de medición y una evaluación más fiable de los datos registrados de la fuerza en función de la posición del pie o el ángulo de giro. La rueda es, por ejemplo, un piñón montado sobre el eje del pedal, o puede ser conectado a través de un mecanismo de engrane al eje del pedal, siempre que la aplicación permita una inferencia suficiente de la posición angular de la posición de la rueda en el movimiento del accionamiento.

En una forma de realización preferida de la invención, que representa una aplicación especialmente eficaz de los modos de solución en los que se basa la invención, los dos medios sensores están formados como piezas sensoras fijadas a la rueda en posiciones opuestas entre sí; está dispuesto al menos un sensor de manera fija, con ayuda del cual puede detectarse el paso de la pieza sensora en una posición específica angular de la rueda, correspondiendo la posición angular de una posición en movimiento de un cambio de carga entre los dos elementos de accionamiento.

Sin embargo, también es apropiado cuando los dos medios sensores están diseñados como sensores dispuestos de manera fija, y también por lo menos está prevista una pieza sensora fijada a la rueda, donde se puede detectar utilizando los sensores el paso del al menos un sensor que se presenta en determinadas posiciones angulares mutuamente opuestas de la rueda que corresponden a las posiciones angulares de cada posición en movimiento de un cambio de carga entre los dos elementos de accionamiento.

Para una detección eficaz sin contacto de las partes en movimiento, es ventajoso si las piezas sensoras son imanes, en particular imanes permanentes, y los sensores son sensores de campo magnético.

Por otra parte, con el fin de lograr una simplificación de la medición de la fuerza aplicada por los dispositivos de medición utilizados, es ventajoso cuando el medio de medición para medir la fuerza de accionamiento en un medio de tracción, especialmente en una cadena, hay un brazo de transmisión de la tracción que presiona el lado de tracción ligeramente y un sensor de medición para medir la fuerza ejercida por el medio de tracción.

De una manera ventajosa es posible proporcionar una evaluación para proporcionar señales de los medios de medición sobre la fuerza de accionamiento ejercida o la fuerza de momento de giro asociado con la misma y basándose en las señales proporcionadas por los medios de medición de los tiempos de la fuerza de accionamiento o el par y de las que se pueden derivar las magnitudes para calcular y analizar periódicamente. La evaluación puede también aceptar señales del sistema de medición... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de ejercicio ergonométrico estacionario con un accionamiento operado por las manos o los pies que comprende dos elementos de accionamiento operados alternativamente (16), preferiblemente pedales accionados por los pies, en el que el accionamiento está conectado a un volante (18) mediante un mecanismo de engrane, así como a un medio de medición (50) para medir la fuerza de accionamiento aplicada por medio del accionamiento o el momento de giro relacionado con el mismo, y una disposición de medición (30) para medir la posición en movimiento, particularmente la posición angular, del accionamiento, caracterizado por que el aparato presenta un par de dispositivos sensores (31, 32), que están dispuestos, con respecto a una rueda (19) conectada con un movimiento sincronizado al accionamiento, en posiciones con respecto a la rueda (19), mediante lo cual se genera una señal cuando la rueda (19) está dispuesta en una de dos posiciones angulares específicas, estando desplazadas las posiciones angulares específicas 180a y correspondiendo las posiciones de movimiento de un cambio de carga entre los elementos de accionamiento operados alternativamente (16).

2. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la disposición de medición (30) presenta un par de piezas sensoras (32) fijadas a la rueda (19) y al menos un sensor (31), estando dispuesto el sensor (31) de manera fija con respecto a la rueda (19), detectándose el paso de un sensor (31) por cada pieza sensora (32) por medio de las piezas sensoras (32), que pueden moverse con la rueda (19) con respecto al por lo menos un sensor (31) al funcionar el accionamiento, cuando la rueda (19) está dispuesta en una correspondiente de dos posiciones angulares específicas, estando desplazadas las posiciones de movimiento 180° y correspondiendo la posición en movimiento de un cambio de carga entre los elementos de accionamiento operados alternativamente (16).

3. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la disposición de medición (30) presenta un par de sensores (31) dispuestos de manera fija con respecto a la rueda (19) y al menos una pieza sensora (32) fijada a la rueda (19), pudiendo moverse la por lo menos una pieza sensora (32) con la rueda (19) con respecto a los sensores (31) al funcionar el accionamiento, mediante lo cual cada uno de los sensores (31) detecta una pieza sensora (32) que pasa, cuando la rueda (19) se encuentra en una correspondiente de dos posiciones angulares específicas en movimiento, estando desplazadas las posiciones de movimiento 180°y correspondiendo la posición en movimiento a un cambio de carga entre los elementos de accionamiento operados alternativamente (16).

4. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que las piezas sensoras (32) son imanes y los sensores (31) son sensores de campo magnético.

5. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el medio de medición (50) para medir la fuerza de accionamiento es un brazo colocado en un medio de tracción, en particular una cadena, del mecanismo de engrane, que presiona ligeramente el medio de tracción, y por que el medio de medición (50) presenta además un sensor de medición (53) para medir la fuerza de regulación ejercida por el medio de tracción sobre el brazo.

6. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un dispositivo de evaluación (40, 41), que está configurado para recibir señales desde el medio de medición (50) concernientes a la fuerza de accionamiento aplicada, o a la fuerza de momento de giro relacionada con la misma, y para calcular y emitir continuamente el progreso temporal de la fuerza de accionamiento, o de la fuerza de momento de giro, así como variables deñvables de las mismas, basándose en las señales facilitadas por el medio de medición (50).

7. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que el dispositivo de evaluación (40, 41) está además configurado para recibir señales desde la disposición de medición (30) concernientes a los tiempos de las alternancias de carga entre los elementos de accionamiento (16) operados alternativamente y para asociar, por medio de los tiempos determinados por la disposición de medición (30) de un cambio de cargas, las variables calculadas gracias a las señales proporcionadas por el medio de medición (50), alternativamente a una extremidad derecha o izquierda de una persona que entrena.

8. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que las variables calculadas gracias a las señales proporcionadas por el medio de medición (50) se emiten por medio de los tiempos determinados por la disposición de medición (30) de un cambio de carga, a las extremidades derecha o izquierda.

9. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el volante (18) presenta un dispositivo frenable por rozamiento de aire y está conectado a un freno que actúa por vía electromecánica (20).

10. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que el dispositivo frenado se encuentra en un alojamiento que presenta medios (15a, 15b) para ajustar la cantidad de corriente de aire que se mueve como resultado del movimiento del volante (18).

11. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que el alojamiento presenta aberturas (15a, 15b), cuya amplitud y/o permeabilidad al aire pueden modificarse y con cuya ayuda puede ajustarse la corriente de aire que circula a través del alojamiento.

12. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que el dispositivo frenable por rozamiento de aire es una rueda de paletas (21) que está unida de manera fija con respecto al giro al volante (18).

13. Dispositivo de ejercicio de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por que la rueda de paletas (21) presenta una pluralidad de hojas de paleta alineadas en paralelo al eje de giro.

14. Procedimiento para determinar la potencia de entrenamiento de una persona que entrena en un dispositivo de ejercicio ergonométrico estacionario de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, con las siguientes etapas:

(i) medir la fuerza de accionamiento aplicada a través de los elementos de accionamiento (16) o la fuerza de momento de giro asociada con la misma;

(ii) detectar los tiempos de un cambio de carga entre los elementos de accionamiento operados alternativamente (16); y

(iii) calcular y emitir continuamente el progreso temporal de la fuerza de accionamiento o de la fuerza de

momento de giro así como variables derivables de las mismas gracias a los valores de medición obtenidos en las

etapas (i) y (ii).

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, además caracterizado por la siguiente etapa:

(iv) asociar las variables calculadas en la etapa (iii) alternativamente a una extremidad derecha o izquierda de la persona que entrena en función de los tiempos detectados en la etapa (ii) de un cambio de carga.

16. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado por que la velocidad angular de los elementos de accionamiento (16) se calcula gracias a los tiempos detectados en la etapa (ii) de un cambio de carga.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado por que la velocidad angular de los

elementos de accionamiento (16) se usa para determinar la posición en movimiento de los elementos de

accionamiento (16) entre un cambio de carga al crearse un diagrama polar que representa la fuerza de

accionamiento a través del ángulo de giro de los elementos de accionamiento (16).