ES2290711T3 - Bicicleta de gimnasio que usa el efecto de las luces estroboscopicas para el control visual inmediato de la velocidad de giro del volante de inercia del usuario. - Google Patents
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Abstract
Bicicleta de gimnasio del tipo que está provista de un volante de inercia (D) accionado mediante pedales y una unidad de control electrónico (I), interconectada a un teclado adecuado (M) y un monitor (R), capaz de medir la velocidad del volante de inercia (D) por medio de un sensor (L) y de mostrarla en el monitor (R), caracterizada por el hecho de que, una vez que la velocidad que el usuario debería mantener durante la sesión de entrenamiento ha sido fijada en la unidad de control (I), la unidad de control (I) puede permitir el funcionamiento de una luz estroboscópica según una frecuencia de activación igual a la velocidad angular o a números enteros múltiplos o submúltiplos de la velocidad que el volante de inercia (D) debería mantener para mantener la velocidad predeterminada del ejercicio; siempre que la luz estroboscópica sea dirigida a una o más marcas reflectantes (H) montadas sobre la superficie del volante de inercia (D).
Description
Bicicleta de gimnasio que usa el efecto de las
luces estroboscópicas para el control visual inmediato de la
velocidad de giro del volante de inercia del usuario.
La presente solicitud de patente se refiere a
una bicicleta de gimnasio que usa el efecto de unas luces
estroboscópicas para el control visual inmediato de la velocidad de
giro del volante de inercia del usuario.
Como es sabido, las bicicletas de gimnasio han
experimentado una profunda evolución en los últimos años, pasando
de ser un equipo de rehabilitación o entrenamiento suave (es decir,
bicicletas estáticas tradicionales) a equipos de mantenimiento
físico y entrenamiento fuerte (es decir, bicicletas de spinning
modernas), como las descritas en los documentos
US-B-6482130;
DE-A-3031313.
La nueva actividad física que usa este último
tipo de bicicleta (conocida como "spinning") se realiza en
grupos: un número determinado de atletas (cada uno de ellos en su
propia bicicleta) trabaja bajo la estricta supervisión del
entrenador, quien decide los ejercicios a realizar y la velocidad de
pedaleo.
Con esta visión, parece evidente que el trabajo
en grupo puede garantizar resultados excelentes sólo si el
entrenador puede evaluar la calidad del ejercicio en tiempo real
para cada atleta individual y, más específicamente, la capacidad de
los atletas de cumplir con las instrucciones, con referencia
especial a la frecuencia de pedaleo y consecuentemente a la
velocidad alcanzada por el usuario.
El control inmediato por parte del entrenador es
también crucial para garantizar la seguridad de los atletas durante
el ejercicio, ya que permite comprobar si los atletas pueden
soportar el esfuerzo requerido por la actividad.
Particularmente, sería muy importante para el
entrenador descubrir inmediatamente que el atleta no puede mantener
el ritmo de pedaleo para comprender que el esfuerzo físico es
superior a sus capacidades físicas con el consiguiente agotamiento
con posibles consecuencias peligrosas, tal como por ejemplo un
incremento anormal de su frecuencia cardíaca.
Sin embargo, los actuales modelos de bicicletas
de spinning no permiten este tipo de verificación instantánea y
"centralizada" por parte del entrenador.
Pueden mostrar el valor de la frecuencia de
pedaleo (o la velocidad alcanzada por el usuario) en un monitor
asociado con el manillar. Sin embargo, parece evidente que dicho
dato puede ser usado de manera ventajosa sólo por el usuario
específico de la bicicleta de spinning y no por el entrenador, a
pesar de que él o ella podrían estar interesados en comprobar la
frecuencia de pedaleo de varios atletas simultáneamente.
Siguiendo con esta evaluación crítica del estado
actual de la técnica, la invención ha sido concebida para
proporcionar un principio de control para las sesiones de
entrenamiento de un grupo de atletas en bicicletas de spinning, que
proporciona al entrenador la posibilidad de comprobar inmediatamente
si los atletas pueden cumplir con las instrucciones dadas por el
entrenador.
La selección del nuevo principio de control ha
estado condicionada por la necesidad de evitar el incremento de
peso de las bicicletas de spinning con dispositivos sofisticados, ya
que este tipo de bicicletas deben ser siempre minimalistas, ligeras
y fáciles de usar.
Particularmente, la invención hace uso del
volante de inercia de la bicicleta de spinning para adquirir
información del ritmo de pedaleo del usuario en tiempo real, ya que
el volante de inercia es muy visible desde cierta distancia en
vista de la típica estructura básica de las modernas bicicletas de
spinning.
La bicicleta de spinning de la invención está
caracterizada porque el volante de inercia está adecuadamente
provisto de varias marcas radiales y recibe la luz estroboscópica
emitida por una serie de leds situados en un círculo frente al
volante de inercia y dirigida a las marcas reflectantes mediante un
prisma óptico.
La bicicleta de spinning de la invención debe
estar equipada con una unidad de control electrónico usada para
comprobar la velocidad del volante de inercia y generar la
frecuencia de activación de los leds para obtener el efecto
estroboscópico.
Antes de usar la bicicleta de spinning, el
atleta debe fijar la unidad de control a la velocidad deseada, que
se corresponde con una determinada velocidad angular del volante de
inercia.
En cuanto el atleta empieza a pedalear, la
unidad de control empieza a monitorizar la velocidad del volante de
inercia y, simultáneamente, genera una frecuencia de activación de
los leds igual a la velocidad angular del volante de inercia,
siempre que el atleta respete las instrucciones dadas por el
entrenador acerca de la velocidad a
mantener.
mantener.
\newpage
En caso de que esto ocurra (es decir, que el
atleta consiga mantener la frecuencia de giro predefinida del
volante de inercia), debido a un efecto visual, el ojo humano puede
discriminar las marcas sobre el volante de inercia, exactamente
igual que si el volante de inercia estuviese parado.
Parece evidente que el entrenador podrá
comprobar el modo de ejecución del ejercicio realizado por los
atletas bajo su supervisión en tiempo real simplemente mirando al
volante de inercia para ver si están manteniendo la velocidad
predefinida.
Particularmente, el entrenador puede estar
seguro de que todos los atletas están manteniendo la velocidad
angular predefinida en caso de "inmovilidad virtual" de los
volantes de inercia de las bicicletas de spinning.
En caso de que el atleta reduzca el ritmo de
pedaleo, la velocidad angular del volante de inercia se hará
inferior a la frecuencia de activación de los leds; en este caso el
efecto óptico producido será un giro inverso de las marcas
reflectantes del volante de inercia con respecto al giro de los
pedales, como si el volante de inercia estuviera girando hacia
atrás.
Por el contrario, en caso de que el atleta
mantenga un ritmo de pedaleo superior al predefinido, debido al
efecto óptico producido, las marcas reflectantes girarán en la misma
dirección de giro que los pedales, exactamente como si todo el
volante de inercia girara hacia delante.
El entrenador podrá usar estos dos "efectos
ópticos" para identificar a los usuarios en el grupo que no
pueden mantener el ritmo de pedaleo predefinido o que están
pedaleando a un ritmo más elevado.
En aras de una mayor claridad la descripción de
la invención continúa con referencia a las figuras adjuntas, que
tienen únicamente propósitos ilustrativos y no tienen sentido
limitativo, en las que:
- la Figura 1 es un diagrama de bloques de la
instalación que proporciona la bicicleta de gimnasio de la invención
con monitorización óptica remota tal como se ha indicado
anteriormente;
- las Figuras 2 y 3 son una vista frontal y
lateral del volante de inercia de la bicicleta de la invención,
respectivamente.
Con referencia a la Figura 1, la bicicleta de
gimnasio de la invención está equipada con una unidad de control
electrónico (I) usada para comprobar la velocidad del volante de
inercia (D) y generar la frecuencia de activación de los leds para
obtener el efecto estroboscópico. La unidad de control electrónico
(I) se programa con la velocidad del volante de inercia (D) de la
bicicleta de spinning según el tipo de ejercicio que deben realizar
los atletas bajo la supervisión del entrenador.
Este parámetro puede ser fijado en la unidad de
control electrónico por el usuario en modo manual por medio de un
teclado (M) provisto en la bicicleta de spinning, o en modo
automático si el dato es transmitido por un ordenador central (N)
usado por el entrenador a todas las bicicletas de spinning bajo su
supervisión.
El atleta puede comprobar los parámetros y modos
de ejecución del ejercicio por medio de un monitor estándar (R)
asociado al teclado (M) y conectado a la unidad de control (I).
La transmisión de información desde el ordenador
central (N) del entrenador a cada bicicleta de spinning de los
atletas es realizada preferentemente en modo wireless, lo que
significa que se realiza por medio de radiotransmisores
bidireccionales adecuados, uno de los cuales (Q) está instalado en
cada bicicleta de spinning y el otro (P) está instalado en el
ordenador central (N) del entrenador.
Tras recibir el parámetro de la velocidad del
volante de inercia (D), la unidad de control electrónico (I)
empieza a monitorizar la velocidad gracias a un sensor (L),
conectado adecuadamente con el volante de inercia. Por medio de su
propio monitor (R), el usuario puede comprobar inmediatamente la
velocidad actual del volante de inercia (D) y la velocidad que
debería mantener el volante de inercia para cumplir con las
instrucciones del entrenador.
Al mismo tiempo, permite la generación de una
frecuencia de activación de los leds (F) usada para el efecto
estroboscópico, cuyas emisiones luminosas son dirigidas a la
superficie del volante de inercia (D) con las marcas reflectantes
(H) en el borde perimetral gracias a la presencia de un prisma
óptico adecuado.
Tal como se ha indicado anteriormente, los
efectos estroboscópicos se hacen visibles inmediatamente sobre el
volante de inercia (D) simplemente mirando a los movimientos de las
marcas (H) sobre el volante de inercia (D). De hecho, las marcas
parecerán estar en reposo cuando la velocidad angular del volante de
inercia (D) sea igual a la frecuencia de activación de los leds (F)
determinada electrónicamente. Por el contrario, las marcas
parecerán girar hacia atrás o hacia delante cuando la velocidad
angular del volante de inercia (D) sea respectivamente inferior o
superior a la frecuencia de activación de los leds (F).
Puede permitirse a la unidad de control
electrónico (I) enviar los datos adquiridos de los modos de
ejecución de cada bicicleta de spinning al ordenador central (N)
que proyectará sobre una pantalla gigante la imagen (en formato
digital) de las marcas (H) de los volantes de inercia (D) de todos
los parámetros del ejercicio por medio de un sistema proyector de
video (O).
De esta manera el ritmo de pedaleo de cada
atleta se hace visible para cualquiera que esté supervisando la
sesión de entrenamiento del grupo (entrenador, público, otros
atletas que esperan al inicio de su sesión de entrenamiento).
Tal como se ha indicado anteriormente, las
Figuras 2 y 3 ilustran la estructura de la bicicleta de spinning
provista de la función de monitorización "visual" según la
presente invención.
La bicicleta tiene una estructura tubular
tradicional (1) que soporta un volante de inercia (D) puesto en
rotación por el usuario por medio de los pedales y una cadena
tradicional (2).
El volante de inercia (D) gira junto con una
barra con eje horizontal (3) soportado por la estructura tubular
(1) a la que está unido el piñón (4) (en el que se engrana la cadena
(2)).
La estructura (1) está también provista de un
estante (1a) usado para soportar un sensor (L) en una posición útil
para detectar el giro del borde perimetral del volante de inercia
(D).
Un prisma óptico fijo (E) con planta circular
está montado en posición opuesta al lado exterior del volante de
inercia (D), y un disco fijo (4) está montado en la posición
exterior, provisto con leds (F) con un circuito electrónico en el
perímetro; asegurándose que el prisma (E) y el disco (4) tengan una
posición concéntrica paralela con respecto al volante de inercia
(1).
El mismo lado exterior del volante de inercia
(D) está provisto de varias marcas (H) situadas sobre el borde
perimetral y que pueden reflejar la luz producida por los leds
(F).
La estructura y la posición del prisma óptico
(E) entre el volante de inercia (D) y el disco (4) que soporta los
leds (F) debe ser tal que, cuando los leds (F) se activan, la luz
emitida por los leds (F) pueda ser dirigida a las marcas
reflectantes (H) del volante de inercia (D).
Particularmente, el modelo de volante de inercia
mostrado en la Figura 2 está provisto de cuatro marcas (H) situadas
a intervalos de 90º, aunque puede usarse un número diferente de
marcas, a intervalos regulares, ya que el número de marcas visibles
sobre el volante de inercia en la condición de inmovilidad virtual
depende de la frecuencia de visualización definida
electrónicamente.
Por ejemplo, si la velocidad angular predefinida
del volante de inercia (D) se fija a 60 rpm, cuando el volante de
inercia gira a la velocidad fijada y los impulsos de luz generados
por los leds (F) tienen una frecuencia igual a la velocidad angular
predefinida del volante de inercia (D), el ojo humano puede
discriminar un número de marcas (H) igual al número de marcas sobre
el volante de inercia (D).
Por el contrario, si la unidad de control (I) se
fija para permitir una frecuencia de activación de los leds (F) que
es el doble de la velocidad angular predefinida del volante de
inercia (D), el ojo humano puede discriminar un número de marcas
que es el doble del número de marcas sobre el volante de inercia (D)
y la mitad de las marcas si la unidad de control (I) es fijada con
una frecuencia de activación de los leds (F) que es igual a la
mitad de la velocidad angular del volante de inercia.
Sin embargo, debe notarse que estas dos últimas
posibilidades dependen de la posibilidad de que la unidad de
control (I) permita una frecuencia de activación de los leds (F) que
se corresponda a números enteros múltiplos o submúltiplos de la
velocidad angular del volante de inercia (D) fijado de vez en
cuando.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citadas por el inventor
es solamente para conveniencia del lector. La misma no forma parte
del documento de patente europea. A pesar de que se ha tenido mucho
cuidado durante la recopilación de las referencias, no deben
excluirse errores u omisiones y a este respecto la EPO (Oficina
Europea de Patentes) se exime de toda responsabilidad.
\bullet US 6482130 B
\bullet DE 3031313 A
Claims (5)
1. Bicicleta de gimnasio del tipo que está
provista de un volante de inercia (D) accionado mediante pedales y
una unidad de control electrónico (I), interconectada a un teclado
adecuado (M) y un monitor (R), capaz de medir la velocidad del
volante de inercia (D) por medio de un sensor (L) y de mostrarla en
el monitor (R), caracterizada por el hecho de que, una vez
que la velocidad que el usuario debería mantener durante la sesión
de entrenamiento ha sido fijada en la unidad de control (I), la
unidad de control (I) puede permitir el funcionamiento de una luz
estroboscópica según una frecuencia de activación igual a la
velocidad angular o a números enteros múltiplos o submúltiplos de
la velocidad que el volante de inercia (D) debería mantener para
mantener la velocidad predeterminada del ejercicio; siempre que la
luz estroboscópica sea dirigida a una o más marcas reflectantes (H)
montadas sobre la superficie del volante de inercia (D).
2. Bicicleta de gimnasio según la reivindicación
1 caracterizada porque la luz estroboscópica es producida
por una serie circular de leds (F) aplicados en un disco fijo (4)
montado en una posición concéntrica paralela opuesta al volante de
inercia (D), con la interposición de un prisma óptico (E) usado para
dirigir la luz emitida por los leds (F) hacia el borde perimetral
del volante de inercia (D) con las marcas reflectantes (H).
3. Bicicleta de gimnasio según la primera
reivindicación o las dos reivindicaciones anteriores
caracterizada porque la velocidad a mantener por el usuario
durante el pedaleo es fijada en la unidad de control electrónico
(I) con el teclado (M).
4. Bicicleta de gimnasio según la primera
reivindicación o las dos reivindicaciones anteriores
caracterizada porque la velocidad a mantener por el usuario
durante el pedaleo es fijada en la unidad de control electrónico
(I) desde un ordenador central (N) conectado a la bicicleta en modo
wireless, por medio de radiotransmisores bidireccionales adecuados
(Q, P).
5. Bicicleta de gimnasio según una o más de las
reivindicaciones anteriores caracterizada porque la unidad
de control (I), por medio del transmisor (Q), puede enviar los datos
de los modos de ejecución de la bicicleta de spinning a un
ordenador central (N) que proyectará sobre una pantalla gigante (O)
la imagen (en formato digital) de las marcas (H) del volante de
inercia (D) de la bicicleta.
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