ES1101230U

ES1101230U - Dispositivo sensor del par de pedaleo que un ciclista desarrolla con cada pierna y aparato medidor de potencia

Info

Publication number: ES1101230U
Application number: ES201490004U
Authority: ES
Inventors: Pablo Carrasco Vergara
Original assignee: Rotor Componentes Tecnologicos SL
Current assignee: Rotor Componentes Tecnologicos SL
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-02-25
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: ES1101230Y; WO2013017465A3; WO2013017465A2; TW201307145A; DE202012012932U1; WO2013017465A4; DE212012000134U1; US20140200835A1; EP2739950A2

Abstract

1. Un dispositivo sensor del par de pedaleo para bicicletas que mide el par ejercido por la pierna de un ciclista cuando opera un pedal en la dirección del eje de rotación de un pedalier, que comprende una biela de bicicleta (1) realizada de una sola pieza recta tubular, la cual conecta dicho pedal con dicho eje de pedalier, que tiene un plano de simetría (10) que contiene al eje de rotación del pedalier (3) y al eje de rotación del pedal (4), y al menos una pareja de medidores de deformación (2) fijados en el interior de dicha biela (1) con la función de medir el valor de su momento de flexión en la dirección del eje de rotación del pedalier (3) y estando dichos medidores de deformación conectados mediante cableado (20) a un módulo electrónico (30) que transforma el desplazamiento reproducido por los medidores en una señal eléctrica por medio de una configuración en puente de Wheatstone y envía dichos datos de deflexión medidos a una CPU (35), caracterizado por - tener la sección transversal de dicha biela (1) cerrada y simétrica con respecto a dicho plano de simetría (10) y es simétrica con respecto al plano que siendo ortogonal a dicho plano de simetría (10) contiene al eje longitudinal principal de dicha biela (7); - dicha biela (1) está provista de al menos un par de par de agujeros rectos ciegos taladrados (5, 6) respectivamente simétricos respecto al mencionado plano de simetría (10), realizados en el extremo de la biela correspondiente al eje de rotación del pedalier (3), de manera que estos agujeros forman cavidades longitudinales dentro de dicha biela (1) y están realizados formando una sola pieza con la biela (1) anteriormente mencionada, resultando una sección cerrada que disminuye el peso, pero mantiene la rigidez mecánica y el volumen de la biela (1); - y cada uno de los medidores de deformación (2) pertenecientes a una pareja de ellos, está fijado de manera no desmontable en el interior de la biela (1), en la pared interior dentro del agujero recto ciego taladrado (5, 6), siendo la ubicación de estos medidores de deformación simétrica con respecto al mencionado plano de simetría (10). 2. Un aparato medidor de potencia de pedaleo (40) que comprende un dispositivo sensor del par de pedaleo para cada una de las dos piernas del ciclista, medios para medir o estimar la velocidad angular instantánea del conjunto de bielas y una CPU (35) responsable de integrar y procesar las diferentes señales recibidas procedentes de dichos sensores y medios; siendo la función de dicho aparato medidor de potencia de pedaleo (40) calcular de manera conjunta y por separado la potencia instantánea suministrada por cada pierna del ciclista y enviar estos datos de manera inalámbrica, permitiendo al usuario visualizarlos o guardarlos en su monitor o ciclo computador (50), caracterizado porque cada uno de los dos dispositivos sensores del par de pedaleo son según la reivindicación 1.

Description

DISPOSITIVO SENSOR DEL PAR DE PEDALEO QUE UN CICLISTA DESARROLLA CON CADA PIERNA Y APARATO MEDIDOR DE POTENCIA

En el sector de las bicicletas, la presente invención se refiere a los instrumentos para medir el par y la potencia que aplica el ciclista con cada una de sus piernas al pedalear, de forma que sirva para analizar la implicación de los distintos grupos musculares y las posibles asimetrías entre

ambas: piernas, no sólo en laboratorio, sino también como equipo

autónomo: en su propia bicicleta, para mejorar la calidad de sus

entrenamientos y su rendimiento deportivo.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Existen varios sistemas para medir fuerzas o par motor aplicado por el ciclista, y por tanto también capaces de medir la potencia si se conoce la velocidad o la velocidad angular correspondiente.

Los sistemas que se están aplicando en ciclismo obtienen el dato de par, a menudo basándose en el uso de galgas extensiométricas, mediante la medición de la deformación elástica de algún componente de la transmisión ante las solicitaciones que introduce el ciclista al pedalear. El par calculado en el pedalier multiplicado por la velocidad de giro de las bielas supone la medición de la potencia instantánea. Considerando que la velocidad de las bielas es aproximadamente constante en cada revolución, la cadencia de pedaleo es suficiente para estimar los datos de velocidad angular instantánea y por consiguiente para estimar el valor de potencia instantánea como el producto de estos valores de par y velocidad angular.

El componente más común para medir esta deformación elástica y con ello el par suele ser la araña que porta los platos. Otros sistemas miden deformaciones en el eje de pedalier, cadena, buje de la rueda trasera…En el caso de medición en el eje, el dato de par que se obtiene es el correspondiente a una sola de las piernas, la del lado opuesto a los platos.

Sin embargo basados en la potencia total producida por el ciclista, se pierde una importante información sobre la biomecánica del pedaleo,

pues interesa saber cuánto se trabaja con cada pierna y la forma en que se hace, por ejemplo si se trabaja durante la subida del pedal o si aplicamos la fuerza de una forma uniforme.

En laboratorios ya trabajan con los datos de cada pierna por separado, normalmente utilizando dos potenciómetros de araña convencionales y dos cadenas, uno para cada una de las piernas del ciclista. También existen sistemas de medida de par y potencia individualizados para cada pierna basados en la instrumentación de los pedales, las bielas o incluso con plantillas en los zapatos del ciclista con sensores de presión, siendo estas últimas muy poco precisas cuando tratamos de saber la fuerza efectiva aplicada en cada pedal.

En los últimos años hay varias marcas líderes en monitorización deportiva en general y en concreto del ciclismo que han mostrado futuros productos de medida de par o de potencia basados en sensores instalados en los ejes de los pedales, como es el caso de Metrigear adquirido por Garmin, líder en soluciones de navegación portátiles que han creado un sistema para medir la potencia de un ciclista pedaleando a través de dos sensores separados que se colocan en los dos ejes del pedal , tal y como se revela en el documento US2010/0024590, y también la empresa Polar en alianza con Look descrito en la patente FR2878328A1.

Considerando que estos sistemas aún no han llegado al mercado pasado el tiempo transcurrido desde que fueran respectivamente anunciados, puede llegarse a intuir la complejidad del sistema de medida basado en los pedales, especialmente considerando que muchas de las fuerzas aplicadas sobre los pedales no son generadoras de par motor y por tanto no generan potencia. Por tanto, resulta lógico pensar que los datos de flexión en el eje de cada pedal obtenidos necesiten de algoritmos de corrección de errores según distintos mapas de uso ya que una fuerza aplicada en el pedal en dirección tangencial al desplazamiento, genera flexión en el eje del pedal y por tanto sí genera par motor; pero momentos aplicados en el pedal y alineados con la biela (por ejemplo por balancear la bicicleta de un lado a otro cuando se pedalea de pie) también generan una flexión en el eje del pedal, pero ésta no se corresponde con una generación de par motor. Por lo expuesto, por la complejidad añadida al reducido espacio, y por su delicada ubicación tan expuesta a posibles golpes, consideramos que estos sistemas de medida ubicados en los pedales no son apropiados para lograr un producto capaz de llegar al mercado y lograr medidas fiables con un producto sólido.

Finalmente, en algunos casos se emplean sistemas que obtienen el par aplicado por el ciclista midiendo la flexión de cada biela en el plano de pedaleo, mediante la colocación de galgas extensiométricas en las bielas. Un problema de estos sistemas es su aparatosidad, o simplemente su exposición a golpes y erosiones, y además, la complejidad añadida en la electrónica necesaria para obtener el par de torsión a partir de datos locales de deformación medido por varios medidores. Por lo tanto, su aplicación se ha centrado en cicloergómetros y bicicletas de laboratorio, como pueden ser las bielas MEP de AIP Studio cuya descripción se puede ver en el documento WO2011030215.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo sensor del par de pedaleo formado por una biela instrumentalizada en su interior con el fin de conocer su flexión en el plano de pedaleo y por tanto y de forma directa el par motor que desarrolla cada una de las piernas de un ciclista.

Este dispositivo sensor del par de pedaleo será usado además para la construcción de un aparato medidor de potencia para bicicletas.

Dicho dispositivo sensor del par de pedaleo se basa en una biela simétrica respecto al plano que contiene al eje de pedalier y al eje de pedal. Esta biela dispone de dos agujeros longitudinales respectivamente simétricos respecto de dicho plano, con dichos dos agujeros ejecutados en el extremo de la biela correspondiente al pedalier, de manera que esos agujeros forman dos cavidades longitudinales en el interior de dicha biela.

Estos agujeros alojan uno o varios conjuntos de galgas extensiométricas en sus paredes internas, siendo la disposición de dichas galgas simétrica respecto al plano que contiene al eje de pedalier y al eje del pedal.

Para funcionar, esta biela instrumentalizada está necesariamente conectada a un módulo electrónico cuya misión es transformar la deformación de las galgas extensiométricas, que reproduce la deformación de la propia biela, en una señal eléctrica. Debido a la disposición simétrica de las galgas en esta biela instrumentalizada, y una vez conectadas eléctricamente en configuración opuesta, se consigue que sólo en el caso de mediciones de deformaciones opuestas haya una señal de salida. De esta manera, esta configuración de las galgas sólo responde a las deflexiones de la biela en la dirección de trabajo de la biela, es decir, la dirección ortogonal al eje longitudinal de la biela incluida en el plano de simetría, dando valores nulos para todos los otros esfuerzos de la biela: esfuerzos de tracción-compresión, de torsión (a lo largo de su eje longitudinal) y desviación lateral (normal al plano de simetría), obteniendo directamente desde el módulo electrónico una señal de salida lineal que es proporcional al valor del momento de flexión de la biela según su dirección de trabajo. Y debido a que esta dirección es, por la propia naturaleza geométrica de la biela, prácticamente coincidente con el eje de pedalier, el momento de flexión medido por el dispositivo sensor de acuerdo con la invención se aproxima con precisión al par ejercido por la pierna del ciclista en el eje de pedalier.

Esto elimina la necesidad de correcciones electrónicas o de programación computacional, que tienen algunos de los sistemas de medición de par incluidos en la técnica anterior, para transformar los datos recogidos por los sensores correspondientes, ya que en el caso de la presente invención, dicho valor de deflexión se obtiene sin más conversión que la homotecia necesaria para cambiar las unidades de datos medidos, tras un proceso de calibración previa para este dispositivo sensor de par de pedaleo.

Los problemas técnicos existentes en el Estado de la Técnica anterior que resuelve el dispositivo sensor de par de pedaleo de acuerdo con la invención se derivan de esta configuración geométrica y son tanto estructurales como funcionales. Estructuralmente porque utiliza una biela convencional en uso y proporciones para alojar las galgas extensiométricas, manteniendo así el peso y la rigidez mecánica de la biela requeridos para su uso incluso en el ciclismo profesional, tanto en carretera como en MTB (bicicleta de montaña); además, da una protección total a la zona equipada con las galgas contra los elementos externos, evitando por lo tanto la voluminosidad, el exceso de peso y de volumen de otras configuraciones. Por otra parte, funcionalmente se alcanza una relación directa entre la entrada y la salida, es decir, entre el par y la señal eléctrica, lo cual ayuda a tener una alta precisión en la medición con un consumo de energía eléctrica más bajo en las baterías necesarias para el funcionamiento.

También es objeto de la presente invención un aparato medidor de potencia que comprende dos sensores de par con sus correspondientes módulos electrónicos descritos anteriormente , medios para medir o estimar la velocidad angular instantánea de las bielas y una CPU responsable de integrar las diferentes señales recibidas desde los sensores y medios mencionados , con el fin de calcular la potencia instantánea suministrada por las piernas del ciclista y para enviar esta información a través de señales inalámbricas a un ordenador, a un ciclo computador, etc. La comunicación de dichas señales entre los módulos electrónicos, la CPU y los medios para medir la velocidad angular instantánea del juego de bielas se realiza preferentemente a través de tecnología inalámbrica, por lo cual se necesitan antenas y baterías comprendidos en estos componentes.

Como este medidor de potencia utiliza dos dispositivos de sensor de par de pedaleo, obtiene los datos de potencia de forma independiente y continua para cada una de las piernas del ciclista.

Esto no sólo hace que sea posible calcular y mostrar los datos porcentuales de potencia distribuido entre las dos piernas, llamado BALANCE IZQUIERDA-DERECHA, sino que también hace que sea posible calcular y mostrar la relación entre la potencia entregada durante la fase descendente de pedaleo y la potencia suministrada durante la fase ascendente del pedal para cada pierna, llamado BALANCE EMPUJE-ARRASTRE, calculando además esta relación para cada pierna y/o para ambas en conjunto.

Finalmente, otro aspecto que proporcionamos al Estado de la técnica anterior con el aparato medidor de potencia de acuerdo con la invención, es una utilidad añadida para la técnica de entrenamiento del pedaleo, que consiste en un modo de señalización por medio de alertas o señales sonoras, opcionalmente activadas por el ciclista, de tal manera que cuando esta utilidad detecta un par negativo de una de las piernas del ciclista, produce una señal de aviso que puede ser incluso diferente para cada pierna.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

•: FIGURA 1 muestra un dispositivo sensor de par de pedaleo que comprende una biela de bicicleta (1) y las indicaciones de sus más importantes elementos geométricos: el eje de rotación del pedalier (3), el eje de pedal (4), el eje longitudinal principal de la biela (7) y el plano longitudinal de simetría de la biela (10).

•: FIGURA 2 muestra dicho dispositivo sensor de par de pedaleo que comprende una biela (1) mostrada en vista lateral y de sección longitudinal H-H' a lo largo de un plano ortogonal a su plano de simetría (10) que muestra los dos orificios (5,6) a lo largo de la biela que albergan los medidores de deformación o galgas extensiométricas (2); también hay un orificio central (8).

•: FIGURA 3 es una vista en perspectiva de la sección de un dispositivo sensor de par de pedaleo que comprende una biela (1) y que muestra uno de los medidores de deformación (2) alojado en su interior, junto con su cableado eléctrico (20) necesario para conectar un módulo electrónico correspondiente (30).

•: FIGURA 4 muestra la sección L-L' transversal del dispositivo sensor de par de pedaleo que comprende una biela (1) donde podemos ver su simetría respecto a sus dos ejes principales y los agujeros realizados en su interior (5, 6, y 8).

•: FIGURA 5 y FIGURA 6 muestran un conjunto de dos dispositivos sensores de par de pedaleo comprendiendo una biela (1) en las que uno de ellos está fijado al eje de pedalier (9), y en el que podemos ver las ranuras

(91) hechas en dicho eje de pedalier para permitir el paso del cableado eléctrico (20).

•: FIGURA 7 muestra una de las posibles formas de realización del aparato medidor de potencia (35) situado unido a uno de los dispositivos de sensor de par de pedaleo.

•: FIGURA 8 muestra un diagrama de una posible configuración de las conexiones entre los diferentes elementos de un sistema completo de medición y gestión electrónica de los datos recogidos por ambos dispositivos de sensor de par de pedaleo, con sus correspondientes módulos electrónicos

(30) y el sensor de posición angular (14) que envía los datos al aparato medidor de potencia (40) que incluye una CPU (35) para finalmente enviarlos a un ciclo computador (50) para el procesamiento, manejo, almacenamiento y/o visualización por el usuario.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE UN MODO PREFERENTE DE REALIZACIÓN

Se propone una biela (1) que además de su misión estructural de convertir las fuerzas ejercidas sobre el pedal acoplado a ella en par motor sobre el eje de pedalier al que ella misma se acopla, se convierte en un sensor de dicho par de torsión una vez que se ha instrumentalizado. Este dispositivo sensor de par de pedaleo consiste por tanto en una biela de construcción especial equipada internamente con medidores de deformación o galgas extensiométricas (2), que están conectados a un módulo electrónico correspondiente (30) para conocer su flexión en el plano de pedaleo y por lo tanto directamente el par motor aplicado por cada una de las piernas del ciclista. Además, se propone un aparato medidor de potencia (40) que comprende dos dispositivos de sensor de par de pedaleo como los mencionados anteriormente.

Este dispositivo sensor de par de pedaleo para bicicletas para medir el par ejercido por la pierna de un ciclista cuando opera un pedal en la dirección del eje de pedalier, comprende una biela de bicicleta (1) realizada de una sola pieza recta tubular, que conecta dicho pedal con dicho eje de pedalier, que tiene un plano de simetría (10) que contiene el eje de rotación del pedalier

(3) y el eje de rotación del pedal (4), y al menos una pareja de medidores de deformación (2) fijados a dicha biela (1) para medir el valor de su momento de flexión en la dirección del eje de rotación del pedalier (3) y estando dichos medidores de deformación (2) conectados mediante cableado (20) a un módulo electrónico (30) que transforma el desplazamiento reproducido por los medidores en una señal eléctrica por medio de una configuración en puente de Wheatstone de dichos medidores y que envía los datos de deflexión medidos a una CPU (35), caracterizado porque la sección transversal de dicha biela (1) está cerrada y es simétrica respecto al plano de simetría (10) y también respecto al plano que siendo ortogonal a dicho plano de simetría (10) contiene el eje longitudinal principal de la biela (7), además, dicha biela (1) está provista de al menos un par de agujeros rectos ciegos taladrados (5, 6) respectivamente simétricos respecto al mencionado plano de simetría (10), realizados en el extremo de la biela correspondiente al eje de rotación del pedalier (3), de manera que estos agujeros forman cavidades longitudinales dentro de dicha biela (1) y están realizados formando una sola pieza con la biela (1) anteriormente mencionada, resultando una sección cerrada que disminuye el peso, pero mantiene la rigidez mecánica y el volumen de la biela (1); además, cada uno de los medidores de deformación (2) pertenecientes a una pareja de ellos, está fijado de manera no desmontable en el interior de la biela (1), en la pared interior dentro del agujero recto ciego taladrado (5, 6), siendo la ubicación de estos medidores de deformación simétrica con respecto al mencionado plano de simetría (10).

Es una biela de metal simétrica respecto del plano (10) que contiene a los ejes de rotación (3 y 4) que corresponden respectivamente al eje de pedalier y al eje del pedal, cuyo brazo es recto y dispone de dos agujeros rectos (5 y 6) practicados longitudinalmente en el extremo del brazo de biela correspondiente al eje de pedalier y respectivamente simétrico respecto a dicho plano (10), de manera que estos agujeros forman dos cavidades longitudinales dentro de dicha biela , de manera que la sección transversal del brazo de biela determinado por el plano L-L' (figura 4), es simétrica respecto de los dos ejes principales de esta sección transversal y es constante a lo largo de la biela. Siendo preferiblemente los agujeros rectos antes mencionados (5,6) taladrados. Cada una de estos dos agujeros aloja uno o más medidores de deformación (2) fijados en sus paredes interiores, siendo la disposición de dichos medidores simétrica alrededor del mencionado plano

(10) que contiene el eje de pedalier y el eje del pedal.

Consideramos un sistema de coordenadas cartesiano (XYZ), como se muestra en la Figura 1, con origen en el punto de intersección entre el eje de rotación del pedalier (3) y el eje longitudinal principal de la biela (7), donde el eje X coincide con dicho eje de rotación del pedalier (3), y donde el plano XY contiene al eje de rotación del pedal (4), de modo que se corresponde con el plano de simetría de la biela (10). El eje Z corresponde por tanto a la dirección de las fuerzas efectivas aplicadas sobre el pedal considerando la biela como un cuerpo rígido. El eje longitudinal principal de la biela (7), también llamado Y' está por tanto, contenido en el plano XY y prácticamente alineado con la dirección Y, aunque hay un cierto ángulo de apertura por razones ergonómicas para liberar algo de espacio y así evitar golpes y fricciones con los tobillos del ciclista. Por tanto, podemos definir el ángulo de apertura (12) como el ángulo existente entre el eje principal Y' (coincidente con el eje longitudinal principal de la biela (7)) y el eje Y.

La disposición de los medidores de deformación en ambos agujeros es como se describe anteriormente, de manera que sus coordenadas en X e Y son idénticas, pero con valores opuestos en la coordenada Z. Con esta disposición podremos conocer con exactitud el momento de flexión de dicha biela (1) normal al plano Y'Z, y como el ángulo de apertura (12) es pequeño, dentro del rango de 0 a 5 grados, se puede considerar que el momento en X queda aproximado con precisión por ese valor. En cualquier caso el error en la medición será más pequeño cuanto más pequeña sea la deformación a torsión según Y’ que sufra el brazo de la biela desde la posición donde se sitúan las galgas o medidores de deformación hasta el eje de pedalier; y dicha deformación puede ser por diseño muy contenida gracias a la construcción tubular de la biela y a minimizar la distancia entre los medidores de deformación y el eje de pedalier.

A fin de que los medidores de deformación (2) proporcionen los datos de deformación correctos, deben someterse a las mismas deformaciones que las paredes de los agujeros de la biela, por lo que la operación de fijación de los medidores de deformación es extremadamente importante.

Estos medidores de deformación (2) tienen que estar conectados mediante cableado eléctrico (20) a un módulo electrónico correspondiente (30), que transforma el desplazamiento reproducido por los medidores en una señal eléctrica por medio de una configuración en puente de Wheatstone de dichos medidores. Debido a la disposición simétrica de dichos medidores de deformación (2) en el interior de la biela de bicicleta (1), y una vez conectados eléctricamente en este puente, con configuración opuesta, se consigue que sólo en el caso de mediciones de deformaciones contrarias dé lugar a una señal de salida al módulo electrónico (30). Así esta configuración de los medidores de deformación (2) sólo responde a las deflexiones de la biela en su dirección de trabajo , es decir, ortogonal al eje longitudinal principal de la biela incluido en el plano de simetría, dando valores nulos para todos los otros esfuerzos de la biela: de tracción-compresión, de torsión (a lo largo de su eje longitudinal) y de flexión lateral (normal al plano de simetría), obteniendo directamente desde el módulo electrónico (30) una señal de salida lineal que es proporcional al valor del momento de flexión de la biela según su dirección de trabajo. Y puesto que esta dirección es, por la naturaleza geométrica de las bielas, prácticamente coincidente con la del eje de rotación del pedalier, el momento de flexión medido por el dispositivo sensor de par de pedaleo de la invención, se aproxima con precisión el par ejercido por la pierna del ciclista alrededor del eje de rotación del pedalier (3).

Esta disposición elimina la necesidad de posteriores correcciones electrónicas o de programación que tienen algunos de los sistemas de medición de par incluidos en el Estado de la Técnica anterior, para transformar los datos recogidos por los sensores medidores correspondientes, puesto que en el caso de este dispositivo sensor de par de pedaleo objeto de la invención, dicho valor de la flexión según su dirección de trabajo y por lo tanto el par desarrollado por cada una de las piernas del ciclista, se obtiene sin más conversión que la homotecia necesaria para cambiar las unidades de los datos medidos, después de un previo proceso de calibración para cada dispositivo sensor de par de pedaleo en particular, de manera que la deformación experimentada por los medidores de deformación (2) que se traduce a las unidades de tensión (mili voltios) en el módulo electrónico (30), se puede traducir en unidades de par (Newton*metros) en una CPU (35) y puede ser visualizado en un ciclo computador (50) o el PC.

Así, otro aspecto de la presente invención es un aparato medidor de potencia (40) como el que muestra en la figura 8, que comprende dos dispositivos sensores del par de pedaleo correspondientes a cada una de las dos piernas del ciclista, con los módulos electrónicos correspondientes (30) como se han descrito anteriormente, medios para medir o estimar la velocidad angular instantánea de bielas y una CPU (35) responsable de integrar y procesar las diferentes señales recibidas de los sensores y los medios mencionados, con el fin de calcular de manera conjunta y por separado la potencia instantánea suministrada por cada pierna del ciclista y enviar estos datos de manera inalámbrica, permitiendo al usuario ver o guardarlos en su monitor o ciclo computador (50).

Este aparato puede estar dispuesto, entre otras configuraciones, dentro de un alojamiento resistente al agua acoplado a uno de los dispositivos sensores del par de pedaleo como se muestra en la Figura 7. Como el juego de bielas es un componente rotativo, el aparato medidor de potencia (40) necesita baterías y una o más antenas para la comunicación entre estos diferentes componentes: desde el módulo electrónico (30) a la CPU (35), y desde la CPU (35) al ciclo computador (50).

Los anteriormente mencionados medios para la medida o la estimación de la velocidad angular instantánea del juego de bielas pueden estar basados en un sensor de posición angular (14) de las bielas, en un sensor de cadencia, en acelerómetros, etc. Aunque la cadencia podría ser también obtenida filtrando la propia señal del par, esto podría llevarnos a una menor precisión y un mayor consumo eléctrico.

Por otra parte, esta CPU (35) procesa la información del sensor de posición angular (14) sincrónicamente con las señales recibidas de cada uno de los dispositivos sensores de par de pedaleo, obteniendo la distribución de potencia para cada pierna en función de la posición angular del juego de bielas. A continuación, el aparato medidor de potencia (40) envía esta información, por lo general a través de tecnología inalámbrica, a un ordenador

o ciclo computador (50), para su posterior análisis y visualización por el usuario: ciclista, entrenador, director deportivo o científico.

Esto permite que el aparato medidor de potencia (40) calcule el BALANCE IZQUIERDA-DERECHA y también el BALANCE EMPUJE-ARRASTRE, permitiendo además tener este porcentaje de balance independiente para cada pierna y/o para ambas en conjunto.

FORMAS ALTERNATIVAS DE REALIZACIÓN

Estructuralmente , el dispositivo sensor del par de pedaleo comprende un brazo de biela (1) que puede tener además un taladro central (13) longitudinalmente ejecutado en el interior de dicha biela (1) desde su extremo correspondiente al eje de rotación del pedalier (3), cuyo eje longitudinal coincide con el eje longitudinal principal de la biela (7), que aligera su peso y también se puede utilizar bien para alojar algún otro sensor tal como un acelerómetro o incluso algunos componentes del aparato medidor de potencia (40), o bien para ayudar estructuralmente y servir de soporte para la CPU (35), acoplada en el exterior.

Este biela puede tener un mayor número de medidores de deformación

(2) con el fin de mejorar la precisión de la medición de par, y para obtener otros datos secundarios como el momento de torsión (en el eje Y'), la flexión lateral (en el plano XY) o la tracción-compresión del brazo de biela, lo que nos ayudaría a mejorar algunos otros aspectos de la ergonomía del ciclismo. En este caso la CPU (35) sería más compleja y el consumo de energía sería más alto.

En otra forma de realización del aparato medidor de potencia de pedaleo (40), la CPU (35) puede estar unida estructuralmente a uno de los dos dispositivos sensores del par de pedaleo integrando su correspondiente módulo electrónico (30), mientras que la conexión con el otro módulo electrónico (30) correspondiente al otro dispositivo sensor del par de pedaleo se realiza a través de comunicación inalámbrica.

Cuando el eje de pedalier (9) se encuentra estructuralmente unido a los dos dispositivos sensores del par de pedaleo, podemos disponer las conexiones de cableado a través del interior del eje de pedalier. Por tanto, se propone otra realización alternativa de la invención, integrando ambos módulos electrónicos (30) en la CPU (35) alojada por ejemplo, en el interior del eje de pedalier (9), donde tendría espacio suficiente para su ubicación incluyendo los conectores de cableado eléctrico. También podemos albergar la CPU (35) estructuralmente unida a uno de los dos dispositivos sensores del par de pedaleo. Debido a que la conexión del cableado de los medidores de deformación se realiza a través del eje de pedalier, la única desventaja sería la responsabilidad del usuario final en la desconexión del cableado eléctrico

(20) mientras se realiza el desmontaje de las bielas en caso de mantenimiento mecánico o simplemente sustitución. En esta configuración al colocar el cableado a través del interior del eje de pedalier (9), este eje tiene unas ranuras (91) en su interior, con el fin de permitir que el cableado eléctrico (20) penetre en dicho eje evitando el cierre que suponen los tornillos que garantizan la fijación estructural del conjunto de bielas.

En otra forma de realización, la CPU (35) se acopla al cuadro de la bicicleta, estando ambos dispositivos sensores del par de pedaleo antes mencionados conectados de manera inalámbrica. Así que podemos desplazar una cantidad significativa del consumo de electricidad a un componente de la bicicleta no estructural, fácil de quitar para el usuario cuando sea necesario para recargar o incluso para la descarga de datos desde un módulo de memoria incorporado a la CPU para este propósito.

Por último, debido al interés que muchos ciclistas tienen de entrenar la fase ascendente del pedal, con el fin de detectar si la pierna está en realidad trabajando durante esta fase ascendente del pedal y así poder corregir la técnica de pedaleo, se propone una utilidad informática añadida implementada en la CPU (35) o en el ciclo computador (50). Esta utilidad consiste en un modo de señalización por medio de alertas de sonido o pitidos, opcionalmente activados por el ciclista: cuando esta utilidad detecta que una

de las piernas del ciclista realiza un par negativo, produce una señal de advertencia que incluso puede ser diferente para cada pierna.

Claims

REIVINDICACIONES

1) Un dispositivo sensor del par de pedaleo para bicicletas que mide el par ejercido por la pierna de un ciclista cuando opera un pedal en la dirección del eje de rotación de un pedalier, que comprende una biela de bicicleta (1) realizada de una sola pieza recta tubular, la cual conecta dicho pedal con dicho eje de pedalier, que tiene un plano de simetría (10) que contiene al eje de rotación del pedalier (3) y al eje de rotación del pedal (4), y al menos una pareja de medidores de deformación (2) fijados en el interior de dicha biela

(1) con la función de medir el valor de su momento de flexión en la dirección del eje de rotación del pedalier (3) y estando dichos medidores de deformación conectados mediante cableado (20) a un módulo electrónico (30) que transforma el desplazamiento reproducido por los medidores en una señal eléctrica por medio de una configuración en puente de Wheatstone y envía dichos datos de deflexión medidos a una CPU (35), caracterizado por -tener la sección transversal de dicha biela (1) cerrada y simétrica con respecto a dicho plano de simetría (10) y es simétrica con respecto al plano que siendo ortogonal a dicho plano de simetría (10) contiene al eje longitudinal principal de dicha biela (7); -dicha biela (1) está provista de al menos un par de par de agujeros rectos ciegos taladrados (5, 6) respectivamente simétricos respecto al mencionado plano de simetría (10), realizados en el extremo de la biela correspondiente al eje de rotación del pedalier (3), de manera que estos agujeros forman cavidades longitudinales dentro de dicha biela (1) y están realizados formando una sola pieza con la biela (1) anteriormente mencionada, resultando una sección cerrada que disminuye el peso, pero mantiene la rigidez mecánica y el volumen de la biela (1); -y cada uno de los medidores de deformación (2) pertenecientes a una pareja de ellos, está fijado de manera no desmontable en el interior de la biela (1), en la pared interior dentro del agujero recto ciego taladrado (5, 6), siendo la ubicación de estos medidores de deformación simétrica con respecto al mencionado plano de simetría (10).

2) Un aparato medidor de potencia de pedaleo (40) que comprende un dispositivo sensor del par de pedaleo para cada una de las dos piernas del

ciclista, medios para medir o estimar la velocidad angular instantánea del conjunto de bielas y una CPU (35) responsable de integrar y procesar las diferentes señales recibidas procedentes de dichos sensores y medios; siendo la función de dicho aparato medidor de potencia de pedaleo (40) calcular de

5 manera conjunta y por separado la potencia instantánea suministrada por cada pierna del ciclista y enviar estos datos de manera inalámbrica, permitiendo al usuario visualizarlos o guardarlos en su monitor o ciclo computador (50),

10 caracterizado porque cada uno de los dos dispositivos sensores del par de pedaleo son según la reivindicación 1.