ES2485116B1 - Dispositivo de cambio de desarrollo para bicicletas movido por actuadores lineales controlados electrónicamente y con procesador de radio frecuencia - Google Patents

Abstract

Dispositivo de cambio de desarrollo para bicicletas movido por actuadores lineales controlados electrónicamente y con procesador de radiofrecuencia, que se basa en el principio tradicional cuyo cambio se realiza mediante el desvío de la cadena de la bicicleta para su alineación con el plato o piñón al que se desea cambiar pero combinando componentes eléctricos y mecánicos para producir estos desvíos. El dispositivo está compuesto por 4 conjuntos. Conjunto desviador trasero que utiliza un actuador lineal de tipo interno (1) controlado electrónicamente para hacer rotar un husillo (3) que provoca el movimiento de un mecanismo y éste desencadena la alineación de la polea desviadora y la sitúa cerca del piñón deseado. Conjunto desviador delantero que también utiliza un actuador lineal de tipo interno (35) controlado electrónicamente para hacer rotar un husillo (37) que produce un desplazamiento lineal del componente desviador (52) alineándolo con el plato deseado. Conjunto de potencia y control compuesto por módulos electrónicos, para controlar y manejar una batería, 2 motores eléctricos y un procesador de radiofrecuencia y otros componentes eléctricos que junto a un algoritmo proporcionan tres modos de cambio, estos componentes interconectados van cajeados por una cubierta inferior (55) y otra superior (54) y situarán probablemente al conjunto en posición bajo el sillín. Y un conjunto de pulsadores con al menos 2 botoneras utilizadas para efectuar los cambios y algunos ajustes que irán situadas en el manillar y su diseño se ajustará al tipo de manillar que se esté utilizando para que los botones se puedan accionar de manera ergonómica.

Description

DISPOSITIVO DE CAMBIO DE DESARROLLO PARA BICICLETAS MOVIDO POR ACTUADORES LINEALES CONTROLADOS ELECTRÓNICAMENTE Y CON PROCESADOR DE RADIO FRECUENCIA

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención, según se expresa en el enunciado de este documento, se trata de un dispositivo electro-mecánico para realizar las operaciones de cambio de desarrollo en bicicletas. Los cambios de desarrollo en bicicletas tradicionalmente se han venido realizando moviendo unas palancas indexadas de gran tecnología que mediante cable metálico desplazan un mecanismo cuyo objetivo es el alineamiento de la cadena de la bicicleta con el piñón o plato al que se desea cambiar. la precisión de estos mecanismos es alta y los modelos de más alta gama realmente desarrollan su función muy bien pero hay que decir que esta precisión puede ser mejorada, también la velocidad del cambio ya que el desplazamiento de las palancas· de cambio toma tiempo debido a su recorrido, los mecanismos aun los de alta gama han de ser regulados cada cierto tiempo debido a pequeñas deformaciones de componentes y dilataciones de los cables. Estos problemas entre otros son los que han hecho diseñar al autor de este documento un dispositivo electro-mecánico para realizar esta función de cambio de desarrollo en bicicletas que mejora ampliamente las prestaciones de los modelos de cambio únicamente mecánicos así como añade nuevas prestaciones ya que incorpora un procesador de radio frecuencia que se puede comunicar con un ordenador de bicicleta para transmitir desde el dispositivo datos como el piñón y el plato en los que se está, estado de la batería, posibles errores del dispositivo y recibir datos de los distintos sensores de parámetros que hoy en día utilizan gran número de bicicletas, a través del ordenador de bicicleta principalmente, como velocidad y potencia desarrollada por el ciclista así como parámetros propios del ciclista como pueden ser el umbral funcional de potencia, el peso corporal, etc y de la bicicleta como el número de dientes en cada plato y piflón.

Como los modelos clásicos de cambio de desarrollo el dispositivo tiene un Conjunto Desviador Trasero y un Conjunto de Desviador Delantero, conjuntos que realizan los cam bias y cuyo movimiento se realiza con actuadores lineales del tipo interno cuyo husillo rota cuando son actuados produciendo un desplazamiento lineal de una tuerca guiada a una velocidad determinada, con una fuerza máxima de empuje también delenninada y que han de ser las apropiadas para el correcto funcionamiento del dispositivo. Estas tuercas van acopladas a mecanismos que producen el correcto movimiento de los componentes desvjadorE~S y de esta manera se produce el cambio. Los actuadores lineales como motores elédricos que son han de estar controlados electrónicamente para que su rotación SE!a la adecuada en cada momento y por supuesto han de ser alimentados de la corriente eléctrica y la diferencia de potencial óptimos para su correcto funcionamiento, para lo que se necesita una batería (paquete de células de batería recargables) que ¡proporcione esta potencia. El dispositivo contiene un Conjunto de Potencia y Control que consiste en una caja donde se introducen varios módulos electrónicos, el paquete de baterías así como los interruptores, conectores y LEDs necesario:s para el correcto funcionamiento y control del dispositivo. A este Conjunto de Potencia y Control se conectan los motores así como un Conjunto de Pulsadores formado por 2 botoneras con 2 pulsadores cada una que sirven para el manejo del dispositivo por el ciclista. Estos conjuntos van todos conectados al control por cuatro grupos de cables con el número de cables apropiado cada uno bien sea para conectar un motor/c:odificador o una botonera (generalmente 8 polos para cada motor/codificador y tres poliOS para cada botonera).

Estos cuatro conjuntos están ilustr.ados en la figura 1 de este documento y posteriormente en otras figuras se ilustran independientemente cada uno y desmontados. Los conjuntos desviadores se acoplan a la bicicleta de la manera más estándar utilizada hoy en día para los difl:uentes tipos de bicicleta, el Conjunto de Potencia y Control se puede situar debajo del sillín acoplándose a las barras de este y al tubo sillín mediante abrazaderas ajustadas con tomillos ligeros y el Conjunto de Pulsadores se acoplan al manillar de la bicideta con abrazaderas y tomillos ligeros en posición adecuada para el tipo de manillar de que se trate, bien sea este de bicicleta de montaña ó urbana, de carretera ó de contra-reloj ó triatlón.

El dispositivo descrito y expuesto E~n este documento posee una batería de última tecnología y gran densidad de carga para proporcionar una larga duración y gran número de ciclos de carga/descarga y además posee un módulo electrónico para su manejo y control que optimiza la operaci';ln de esta, posee módulos electrónicos de control de los actuadores que poseen componentes de la más moderna tecnología que optimizan las prestaciones de estos y su consumo de energía, posee un módulo procesador de radio frecuencia que puede intercambiar información con un ordenador de bicicleta que permite al sistema junto con un algoritmo de propio desarrollo la existencia de 3 modos de cambio de desarrollo posibles: el "Habitual" de piñón y plato individual y por separado accionando un Ibotón para cada plato ó piñón, un modo innovador que es el modo de "Cambio de Desarrollo" a un desarrollo mayor °a uno menor con lo que una sola pulsación de botón podría cambiar ambos plato y piñón de una vez y un tercer modo de cambio también innovador similar al anterior en que cambia directamente el desarrollo pero lo hace por si mismo "Cambio Automático~, según sea la entrada de la señal de potenc;ia desarrollada por el ciclista y transmitida desde un sensor de potencia al ordenadClr de la bicicleta y de acuerdo al nivel de potencia que el ciclista quiera desarrollar de modo continuo durante su sesión de entrenamiento y con un adecuado margen de variabilidad establecido por el ciclista. Todo sin la intervención del ciclista que ha de concentrarse únicamente en pedalear y por supuesto dirigir la bicicleta. Se puede Célmbiar de un modo de cambio de desarrollo a otro solo con la pulsación de ciertos botones en un corto espacio de tiempo (alrededor de 2.5 segundos).

Todo el dispositivo ha de estar realizado utilizando materiales avanzados de alta resistencia y baja densidad como Aluminio, Fibra de Carbono, Titanio, Cerámica, etc, se consigue un peso del dispositüvo similar al de los modelos clásicos completamente mecánicos. A su vez se ha de realizar de manera que su operación y estado sea resistente al agua en todo momento por lo que todos los conjuntos han de superar la norma de estanqueidad 1P67 qLH:! se considera necesaria para la operación y durabilidad del dispositivo que aquí se describe.

Por consiguiente el sistema que reivindica esta invención consiste en un sistema de cambio de desarrollo para bidcletas electro-mecánico con mecanismo innovador, actuadores innovadores, control innovador y transmisión de datos también innovadora que permite excelentes prestaci4:>nes de cambio.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

El estado de la técnica nos muestra que existen ya dispositivos electromecánicos de cambio de desarrollo para bicicletas fabricados por las principales marcas productoras de estos componente-s pero estos son muy diferentes al aquí expuesto ya que en estos la parte mecánica de ambos desviadores es de similares características que las de dispositivos entE~ramente mecánicos, conteniendo un gran número de componentes, utilizando unos micro motores eléctricos para producir el movimiento que en los dispositivos complc:!tamente mecánicos proporciona el cable metálico al accionar las palancas de mando. Estos utilizan a su vez batería recargable y el sistema de control de los motores adecuado para estos. Estos dispositivos proporcionan precisión y velocidad en los movimientos de los desviadores pero solo disponen de un único modo de cambio de desarrollo que es el "Habituar de plato y piñón individualmente y por separado aClcionando un interruptor para cada caso. Aunque alguno posee el uso de radio frecuencia para comunicar con el ordenador de la bicicleta de su propia fabricación y protocolo de transmisión de datos no hacen uso de datos que podrían ser transmitidos al dispositivo como pueden ser la potencia desarrollada por el ciclista, peso corporal del ciclista, la velocidad de la bicicleta, etc.

Por consiguiente estos dispositivos de cambio de desarrollo para bicicleta ya existentes en el mercado solo son similares al dispositivo expuesto en este documento en el uso del principio de desvío de la cadt~na de la bicicleta para producir el cambio de plato ó piñón, utilizando sub-dispositivos con diferentes características tanto eléctricas como mecánicas al dispositivo aquí expuesto para producir estos desvíos.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

El dispositivo electro-mecánico qu.e se describe en este documento está formado por 4 conjuntos todos ellos con Cl:lmpOnentes eléctricos y mecánicos y que son el Conjunto Desviador Trasero (ver figuras 2 y 3), el Conjunto Desviador Delantero (ver figuras 9 y 10), el Conjunto de Potencia y Control (ver figura 12) y el Conjunto de Pulsadores (ver figuras 14,16 Y 18) este Ijltimo de diferente conftguración para los diferentes tipos de manillar existentes.

El Conjunto Desviador Trasero se puede dividir a su vez en 4 subconjuntos:

El Subconjunto Actuador se muestra en la figura 5 desmontado y en esta se pueden ver cada uno de sus componentes, el más importante es el actuador lineal (motor eléctrico) (1) que se posiciona a un :angulo en el plano ZY (siendo el plano XY el definido por el circulo de la rueda de la bicicleta) que podría ser cualquiera aunque se considera como más apropiado un ángulo entre 300 y 450 para que el motor no sobresalga demasiado del cuerpo de la bicicleta y tampoco se aumente demasiado el recorrido total del movimiento lineal, se podría también usar otro ángulo alrededor del eje Y. También se puede ver el codificador (2) del motor que suministra la posición de rotación del husillo del motor al control de este en cualquier instante y que se utiliza para ajustar y corregir cualquier desviación de posición que haya ocurrido debido a un exceso de vibración del motor, a un sobreesfuerzo que haya provocado el calado del motor, etc. El codificador ilustrado y utilizado por el autor es un codificador incremental de tipo óptico aunque podría ser de otro tipo pero para la operación de posicionamiento a lo largo de un eje este se considera adecuado y concretamente el ilustrado de tamaño lo suficientemente p4~ueño y ligero. Se puede también ver el husillo del motor (3) de paso adecuado para conseguir la precisión requerida y que asoma unos milímetros, al menos han de ser 6 mm., que se introducen en el codificador para poder este determinar su posición. Se puede ver una pieza de fijación

(4)

que se atornilla en la pinza de montaje del desviador trasero de la bicicleta y en la que se fijan el motor y la cubierta (12) de este mediante los tomillos motor (10), que serán de material resistente como el Acero ó el Titanio, y los tomillos cubierta (11) más grandes y que serán más ligeros de material preferiblemente Aluminio. También se puede ver la tuerca motor (5) que es el componente primero en desplazarse linealmente para producir el movimiento del desviador, esta ha de tener una rosca compatible con el husillo de manera que cuando este rote esta se desplace linealmente con precisión y lo hará también sin rotación ya que la composición del resto del conjunto sirve de guía e impide E~Sta. El resto del subconjunto está formado por los componentes de acoplamiento (6) (7) que el primero va anclado a la tuerca motor mediante ligeros tomillos (8) y unas arandelas de presión (9) intermedias que ayudan al no desenroscado y el segundo que se ajusta a presión en el primero después de introducir la pieza guía (23) que se deslizará por su oquedad según sea necesario para mantener la tensión de la cadena de la bicicleta.

El Subconjunto Posicionamiento que se muestra en la figura 6 posee varios componentes que permiten el deslizamiento lineal y rotacional reduciendo al máximo la fricción, que no son otros que rodamientos lineales y rotacionales. El componente posición (17) tendrá internamente introducido en su hueco menor un muelle de torsión

(19)

de dimensiones adecuadamente diseiíadas y pre-tensionado tanto angular como axialmente de manera que su torsión y recuperación se produzcan ejerciendo la fuerza necesaria para la correcta operación tensionado de la cadena de la bicicleta en su nueva configuración. Ambos movimientos se producen automáticamente ya que los dos muelles de torsión existentes (19) (24) producirán las fuerzas necesarias yen el sentido adecuado para que esto así sea. En la figura 6 se observan un rodamiento de agujas (22) que se introduce a presión en el otro hueco mayor del componente posición y interiormente a este rodamiento un componente alojamiento (18) donde se aloja un rodamiento lineal (21) que permite el suave deslizamiento del vástago (20). Este subconjunto se ajusta sobre la pieza de fijación (4) del Subconjunto Actuador y se fija a la pinza de montaje de la bicicleta utilizando el Subconjunto Fijación que se muestra desmontado en la figura 7. Tanto I'a pieza de fijación (4) como el componente

posición (17) tienen un tope, como se puede ver en la figura 3, que impide la rotación del componente posición más allá de este e, imposibilita movimientos indeseados.

El Subconjunto Fijación posee solo cuatro componentes, un tomillo de fijación

(13) de material resistente (Acero o Titanio) de roscado métrico M10, una arandela de seguridad (14) que junto con el tomillo de ajuste (15), que se ajusta rascándolo a la arandela, impiden que el Conjunto Desviador Trasero se desplace a posiciones indeseadas por diseño donde se producirían interferencias con otros componentes de la bicicleta y otro componente que es un anillo estándar que impide movimientos relativos axiales indeseados del tomillo y loa arandela. La arandela de seguridad y el anillo se posicionan entre la pieza de fijación y la pinza de montaje y el tomillo de fijación se introduce por el hueco del comp'Dnente posición y la pieza de fijación y s~ atornilla con un par adecuado a la pinza dE~ montaje de la bicicleta. Este tomillo es el verdadero anclaje del Conjunto Desviador Trasero a la bicicleta y ha de estar fuertemente fijado a la pinza por lo que el par de apriete ha de ser bien diseñado para cumplir esta función durante toda la operación de la bicicleta.

El Subconjunto Guía/Polea posee un componente realmente poli-funcional que el autor denomina componente guía (23), en el se inserta a presión el vástago (20), se introduce el muelle de torsión (24), posee una rosca interior donde se ajusta el tomillo polea 1 (31), tiene un saliente que topará con el tope polea (33) para impedir una rotación inadecuada de la polea y lo que en si es la guía que consiste en un saliente hueco, curvo y alargado cuya oquedad se introduce entre los acoplamientos por donde se deslizará suavemente debido a un diseñ() dimensional adecuado y al tratamiento de las superficies deslizantes con tecnologías para reducir la fricción y su desgaste. De este modo cuando el componente guía Sl~ desplace linealmente empujado por los acoplamientos, el mecanismo se deslizará linealmente con poca fricción por la unión entre el vástago (20) y el rodamiento lineal (21) Y el componente guía impedirá a la tuerca motor su rotación. Cuando el Subconjunto de Posicionamiento rote alrededor del tomillo de fijación (13), el ángulo adeclJado paral que la cadena se encuentre lo suficientemente tensa y que se produce dE~bido a la fuerza ejercida por el muelle de torsión (19) de este subconjunto, el Subconjunto Guía/Polea también rotará de igual manera pero debido a la trayectoria de la olquedad y al rodamiento de agujas (22), lo hará además en sentido contrario alrededor del rodamiento y se deslizará a lo largo de la oquedad por la unión de los acoplamientos tanto como sea necesario, de manera que la polea se mantenga en el mismo plano que los piñones de la bicicleta sin que se produzca ninguna indinación que distorsione el suave movimiento de la cadena a través de la polea y no se produzca la rotura del conjunto en funcionamiento. Al mismo tiempo la polea rotará alrededor del tomillo de polea 1 (31), el ángulo adecuado en el que la cadena se encuentre lo suficientemlente tensa y que se produce por la fuerza ejercida por el muelle de torsión (24) de este subconjunto. Esta rotación se realizará con suavidad debido al rodamiento axial (30) srtuado en la placa posterior de la polea (26). la polea tiene un disei'lo prácticamente estándar con dos pif\ones, superior e inferior, con el número de dientes adecuado para el sistema de piñones (10 u 11), dos rodamientos de tamaño estándar para polea de desviador trasero que podrían tener materiales como la cerámica (Nitruro de Silíceo) en sus bolas y/o anillos que reducirían la fricción, el desgaste y el peso. Posee do~:; placas, delantera y trasera (25) (26), que sujetan los rodamientos y los piñones, un rodamiento axial (30) Que facilita la rotación de la polea junto con una tapa plástica que impide la penetración de polvo, agua, etc, en este rodamiento y dos tomillos (31) (32) que unen por completo este subconjunto.

El Conjunto Desviador Trasero aunque no se ilustre debido a que según sea el diseño final del conjunto su geometría puede variar mucho, ha de tener una carcasa fonnada probablemente por una parte delantera y otra trasera que completamente cubran el conjunto y lo protejan de posibles impactos y de material externo que pudiese ocasionar daños irreversibles al mecanismo, así como hacerlo resistente al agua. Esta carcasa ha de ser ligera y resistente por lo que un material como la Fibra de Carbono podría ser ideal para este fin.

El Conjunto Desviador Delantero que se ilustra en las figuras 9 y 10 desde distintas perspectivas es el encargado de llevar a cabo el cambio de plato cuando el control de motores produce la rotación del husillo del actuador delantero. Este actuador es de características similares al trasero aunque no ha de ser igual ya que el requerimiento de carga es diferente y la velocidad y fuerza de empuje no han de ser iguales. El paso y diámetro del husillo aunque no tienen que ser iguales si se han dibujado y probado del la misma dimensión. El codificador es preferible que sea idéntico ya que su tamaño es pequeño es ligero y se utiliza con un husillo de idéntico paso y diámetro. En la figura 11 se puede ver este conjunto desmontado y se observa el motor eléctrico (35) similar en aspecto al del conjunto trasero pero de tamaño menor (tamaño correspondiente al estándar NEMA 11 ), el codificador (36) igual al trasero, el husillo (37) igual pero de menor longitud que el trasero, una pieza de fijación (38) que junto con la pieza de atornillado (46) la arandela (48) y los tomillos vertical (47) y horizontal (49) fijan completamente el conjunto al tipo de enganche estándar (45) del cuadro de la bicicleta que es más usado hCly en día, permitiendo el ajuste. Esta pieza de fijación será de diferente forma si el conjunto desviador delantero se fuese a utilizar en una bicicleta de doble suspensión con segundo amortiguador vertical ya que el conjunto debería ir situado en posición deitrás del tubo sillín, como se ilustra en la figura 9 en color gris, ya que no habría probablemente espacio suficiente delante del tubo sillín. En la figura 11 se puede a su Vlez obselVar la tuerca motor (39) delantera que podría ir unida al acoplamiento delantero (40) en modo similar al trasero mediante tornillos ligeros (43) y arandelas de presi6n (44). El acoplamiento delantero ha de ir guiado de algún modo para evitar su rotación y que se desplace linealmente de modo adecuado por esto se puede ver en la pieza de fijación una pequeña varilla que se introduce por el pequeño agujero en el componente acoplamiento delantero situado entre el agujero del husillo y el agujero roscado donde se sitúa el componente desviador (52). Utilizando la pieza de ajustE~ (41) y el tornillo desviador (42) y al ser el agujero del componente desviador mayor que el diámetro del tomillo desviador, este componente desviador se puede ajustar al tamaño de los platos desplazándolo arriba

o abajo según sea necesario y posteriormente apretar el tornillo al par de diseño apropiado. En la figura 11 también se puoden obselVar los pequeños y resistentes tomillos motor (50) para fijar el motor a la pil:2a de fijación y otros tomillos cubierta (51) más grandes pero ligeros para cerrar el cubrimiento del motor con su cubierta (53). Las partes deslizantes de estos conjuntos, E~xceptuando los rodamientos, que serán de material Aluminio pueden ir tratados superlficialmente con tecnologías existentes hoy en día y muy utilizadas que reducen muy sinnificativamente la fricción y el desgaste de los elementos deslizantes.

Este conjunto ha de tener una especie de funda que proteja el mecanismo de partlculas externas y del agua por lo que una pieza de material tipo goma adaptada a la geometría y con un fuelle que se extiend~J en el movimiento sería lo suficientemente útil para este fin. Este último componente junto con la cubierta del motor han de ser suficientes para proteger el conjunto del agua y que supere la norma de estanqueidad IP67.

La figura 12 muestra el Conjunto de Potencia y Control donde se ven las abrazaderas de fijación al sillín formando p.arte de la cubierta inferior (55), aunque no son visibles en la parte inferior de esta cubierta el conjunto llevaría cuatro conectores para los cables que vienen de los pulsadores y los actuadores, y la cubierta superior (54). En la figura 13 se muestra el conjunto sin cubiertas donde se pueden ver los módulos electrónicos de control y manejo de baterla (57), de control de motores (58) y el módulo prodesador de radio frecuencia (59), se puede ver el paquete de baterías (56), los LEOs de comprobación de estado de baterias y errores del sistema, el pulsador (62) para chequear este estado, el interruptor de potencia del dispositivo y la conexión del cargador. Los cableados internos no se ilustran pero por supuesto han de ser los adecuados con respecto a diseño. Si se ilustran todos los tomillos y tuercas necesarias para el cierre del conjunto (65) (66) Y para la fijación al sillín junto con las abrazaderas (67) (68).

El Conjunto de Potencia y Control él de ser completamente resistente al agua cuando está completamente montado pclr lo que todos los interruptores, LEOs, conexiones y unión entre cubiertas han de cumplir al menos la nonna IP67.

El diagrama de flujo que muestra la 'figura 20 describe los módulos electrónicos del Conjunto de Potencia y Control y el Ordenador de Bicicleta, sus funciones, las conexiones entre estos (interfaces estándar) y las entradas y salidas de botones y a motores eléctricos respectivamente.

El módulo electrónico 1 muy probablemente incluirá el micro controlador maestro y a su vez circuitería y circuitos integrados que llevaran a cabo funciones como la protección de preCisión de multi-cé~ulas de batería en serie, control de carga y descarga de la batería, balanceo autom~itico de células de batería así como un medidor del estado de esta. Funciones que optimizan el uso de la batería mejorando su proceso y su vida útil. El circuito impreso será fabricado en los materiales adecuados con las capas necesarias y con ,el proceso de última tecnología al igual que el proceso de montaje de componentes, de manera que la calidad del producto sea óptima.

El módulo electrónico 3 incluirá un procesador de radio frecuencia de banda 2.4 GHz con componentes de última tecnol~lía para ofrecer altas prestaciones y bajo consumo y con un protocolo fácil de compaltibilizar con otros dispositivos que trabajen en la banda de 2.4GHz (banda sin neces1dad de licencia y para cortas distancias). Este módulo tendrá preferiblemente 8 o más canales y transmitirá y recibirá entre otros datos los listados a continuación:

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Existencia de Radio y tipo de Ordenador.

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Parámetros de Estado de Batería.

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Errores de Sistema: Batería y Módulos.

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Características de Bicicleta: número de Platos, número de Piñones, número de Dientes en Platos y número de Dientes en Piñones.

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Características del Ciclista: Umbral Funcional de Potencia y Peso corporal.

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Características de Sesión de Entr4:mamiento: Factor de Intensidad y Margen de Variabilidad.

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Características de Operación: Lecturas de Potencia, Lecturas de Velocidad, número de Plato Operativo, número de Piñón Operativo, Desarrollo y Cadencia de Pedaleo.

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Etc .. .

El circuito impreso será fabricado también en los materiales adecuados con las capas necesarias y con el proceso de última tecnología al igual que el proceso de montaje de componentes, para que la calid,ad del producto sea óptima.

El diagrama de flujo de las figuras 21a, b, c y d comprende el proceso del algoritmo principal cargado en el módulo de control de motores. La figura 21a contempla la inicialización y parametrizaciól'l de los motores eléctricos, donde se han de configurar las características de funcionamiento de estos como pueden ser los valores de corriente y potencial, velocidad máxima, aceleración, desaceleración, etc, datos ya introducidos en el algoritmo al cargarse este. Continuando el proceso lógico el algoritmo solicita a través de la interfaz 1 información sobre el sistema de ordenador de bicicleta, si este no posee radio, si la p()see con sensor de velocidad o si lo hace también con sensor de potencia, solicitud qlue es pasada al ordenador a través de las interfaces 2 y 3 Y si es posible el usuario introducirá la información correcta y esta será enviada de vuelta a través de las interfaces como entrada al algoritmo. Si no existiese radio el usuario deberá dar entrada manualmente con las botoneras adecuadas del número de piñones y número de platos que posee la bicicleta. Si la bicicleta posee radio el usuario dará entrada de estos datos a través del ordenador y el algoritmo recibirá los datos como entrada por medio de las interfaces y a su vez el usuario también dará entrada a los valores correspondientes al número de dientes en cada plato y en cada piñón y con estos el micro-controlador del módulo de motores podrá ejecutar un sub-algoritmo para calcular los desarrollos del sistema de transmisión mecánica de la bicicleta. Posteriormente ell algoritmo de nuevo solicitará un dato que no es otro que el método de ajuste para determinar las coordenadas de las posiciones donde se han de mover los actuadores para llevar a cabo los cambios de plato y piñón (ver figura 21 b). El cambio manual consistirá en presionar el botón adecuado para que el desviador avance poco a poco hasta cad;;) una de las coordenadas y cuando esté en cada posición correctamente presionar el blltón adecuado para definir la coordenada y guardarla en memoria. los controladores; existentes hoy en día son capaces de detectar la fuerza de empuje que están ejerciendo en cada momento los motores y el método de ajuste automático utiliza esne valor de fuerza para determinar las coordenadas de cada posición de cambio de manera que una vez determinado el punto de inicio ó coordenada 1 el motor se deja en movimiento y los valores de fuerza leidos se analizan, cuando se experimenta un punto de inflexión en estos que representa un punto de cambio se adjudica este valor a la coordenada adecuada y esta es guardada en memoria.

Continuando el proceso y si existiesle radio con sensor de potencia el algoritmo solicitará información sobre si se trata de una sesión de entrenamiento, si no fuese así se procedería a la detección del cambio dE~seado, después de ajustar los ejes tras la comparación con la senal de cada codificador, tras recibir la senal de la pulsación del botón correspondiente. Partiendo del modo de cambio MHabitual" se comprueba si se desea modificar el modo de cambio a cambio de desarrollo, si no es así se chequea si hay motivo de cambio y si así es se iría al sub-algoritmo del movimiento determinado (ver flQura 21c), si se desea modificar el modo de cambio a "Cambio de Desarrollo' se comprobaría si se quiere regresar al cambio MHabrtual" en primer lugar y si no es así se comprueba si hay motivo de cambio y se iría al sub-algoritmo del movimiento detenninado si asl fuese (ver figura 21d).

A continuación se comprueban variéiS cosas, en primer lugar se comprueba si se desea parar la ejecución del algoritmo y reiniciar el sistema, a continuación si se quiere entrar en una sesión de entrenamiento con entrada de parámetros del cicJista y por último si se quiere entrar en sesión de entrenamiento sin entrada de parámetros del ciclista.

En el caso de querer parar y reiniciar el algoritmo regresaría al principio del proceso perdiendo todos los valores introducidos, esta solución se llevaría a cabo principalmente cuando se cambie el numero de platos ylo piñones o su número de dientes, se instale un ordenador superior o t.lImbién cuando el dispositivo se cambie de bicicleta que también podría ocurrir, mientréllS que cuando el sistema se apaga con el botón de potencia el proceso del algoritmo se pararía en el punto donde estaba cuando se produjo la interrupción y todos los valores hasta ese momento introducidos permanecerían inalterados en memoria, medida que se ha de tomar entre sesiones de ciclismo para no consumir energía.

En el caso de querer entrar en una sesión de entrenamiento el algoritmo iría al punto de proceso correspondiente y solic'itaria los valores de los parámetros del ciclista ó de la sesión de entrenamiento seglin corresponda.

Después de estas comprobaciones se regresa al inicio del bucle detección de cambio yendo de nuevo a través de este pmceso una y otra vez.

La figura 22 contiene el diagrama de flujo del sub-algoritmo ~Calcular Desarrollo~ el cual calcula todos los desarr()lIos posibles con los pii\ones y platos de que dispone la bicicleta, almacena sus valores en una matriz (i, j) donde el valor de i es el número del plato y j el número del pifión. A continuación sitúa estos valores en un vector (h) ordenados de mayor a menor. Ct,;lando el algoritmo principal detennina una subida o bajada de desarrollo llama al sutr;::.lgoritmo correspondiente y este envía los valores actuales de i y j al sub-algoritmo ~Calcular Desarrollo~ que obtiene el valor correspondiente de la matriz, lo compélra con el vector y obtiene el valor correspondiente de h. Si se ha de subir o ba~ar desarrollo se obtiene el valor de h+1 ó h-1 y se obtiene su valor, se compara el nuevo valor con la matriz y se obtienen los nuevos valores de plato y piñón que se retoman al sub-algoritmo desde donde este fue llamado.

Las figuras 23 y 24 contienen los diagramas de flujo de Jos sub-algoritmos utilizados para subir y bajar platos y piñone$. A continuación solo se describe el subalgoritmo aSubir Pifión~ ya que el proceso JÓ!~ico de los otros 3 sub-algoritmos es igual solo variando el sentido del movimiento y el molor Que se mueve. El primer paso del proceso es en el caso de existir radio y senSior de velocidad solicitar el valor de esta a través de las interfaces y recibir como entrada este valor. Este valor de velocidad pennite calcular la velocidad angular de phlllo y de piñón y la cadencia de pedaleo cuando el desarrollo es conocido, como es el caso.

Cadencia de Pedaleo = Velocidad I (Circunferencia de Rueda * Desarrollo)

Si el valor de velocidades angulares· o cadencia, según diseño, son inferiores al límite inferior pennitido para efectuar un cambio de desarrollo este no se autorizará y el proceso retomará al algoritmo principal. Si el valor es superior al límite exigido el cambio de desarrollo se autorizará. A continuación se comprobará si la nueva posición está autorizada y esto ocurre si la nueva posición realmente existe, es decir si hay un plato o piñón en esa posición, si estamos en el piñón superior por mucho que pulsemos el botón para subir piñón el alCtuador no debería moverse. También se comprueba llamando al algoritmo "Posición Cruzada~ si la posición deseada es una en la que el plato sería el superior y el piñón el inferior o viceversa, posiciones que son indeseables y se han de evitar ya que la cadena estaría muy cruzada y por lo tanto muy cargada pudiéndose dañar, por lo que estas posiciones cruzadas no se autorizan y el proceso retoma al algoritmo principal. Una vez comprobadas y superadas estas circunstancias se puede iniciar el movimiento, cuando el motor para se comprueba en primer lugar si el motor se ha calado antes de llegar a destino y si no es así se ajusta el eje con la información del codificador correspondiente y se comprueba si la posición actual es la posición destino, si no es así se iniciaría un bucle regresando al inicio del movimiento del motor hasta que la posición sea la correcta, cuando esto es así se da salida al nuevo valor de plato o piñón a tu-avés de las interfaces y se comprueba la señal del botón por si hubiese deseo de nUlevos movimientos del mismo motor y en el mismo sentido.

Si el motor se hubiese calado en pri mer lugar se ajustaría el eje y se iniciaría el movimiento para retomar a la posición de olrigen, una vez parado el motor se ajustaría el eje de nuevo y se comprobaría si la posición es la deseada, si no fuese así se iniciaría un bucle regresando al movimiento de retomo al ortgen del motor, circulando en el bucle hasta que la posición sea correcta, cuando se retoma al algoritmo principal.

Para cada movimiento de cada motor el proceso ha de ser el descrito para garantizar en todo momento la correcta posición de los desviadores.

los sub-algoritmos uSubir Desarrollo~ y "Bajar Desarrollo~ son similares a los arriba descritos solo que después de comprobar las velocidades se ha de llamar al sub-algoritmo "Calcular Desarrollo" para recibir los nuevos valores de plato y piñón y después de autorizarse la nueva posición de ambos desviadores proceder con los movimientos como si se tratara de movimiEtntos individuales según lo descrito arriba y segun se muestra en la figura 25.

Si se desease una sesión de entrenamiento el algoritmo solicitaría la entrada de datos de parámetros necesarios para llevar a cabo el cambio en el modo de "Cambio AutomáticoD, estos parámetros son en primer lugar el Umbral Funcional de Potencia y Peso Corporal del ciclista, valt:>res que indican el estado de forma del ciclista y fundamentales para el correcto entrenamiento de este, en segundo lugar el Factor de Intensidad y el Factor de Variabi~idad deseados para dicha sesión, valores que representan el tipo de sesión de entrenamiento que el ciclista desea realizar en ese momento. El Factor de Intensidad es el porcentaje del Umbral Funcional de Potencia al que se quiere trabajar y el segundo es un porcentaje de variabilidad del primero que define el intervalo de potencia permitido para la sesión de entrenamiento. Estos valores se pueden modificar en cualquier momento mediante su modificación en el ordenador de la bicicleta y el algoritmo recibirá los valores instantáneos según el proceso circula por el bucle de detección de cambio. Con estos valores se calculan los límites superior e inferior para la sesión de entrenamiento así como el límite de recuperación, la potencia desarrollada por t~1 ciclista es un indicador muy signmcativo del nivel de esfuerzo realizado por el ciclisté:l y es muy utilizado hoy en día por casi la totalidad de ciclistas profesionales y muchos semi profesionales. Si la potencia en watios es dividida por el peso corporal de'l cidista obtenemos lo que se denomina Potencia Normalizada cuyo valor es incluso más significativo del nivel de esfuerzo realizado por el ciclista. Debido a la importancia de la Potencia Normalizada para evidenciar el esfuerzo del ciclista el dispositivo de este documento lo utiliza como referencia para realizar el cambio de des,arrollo de modo automático. El algoritmo cuando en modo de "Cambio Automático~ s()licita lecturas de potencia al ordenador de la bicicleta durante un periodo de tiempo :adecuado (unos segundos), se calcula la media de estas y este valor se normaliza a continuación el valor calculado se compara con los límites calculados anteriormente después de normalizarlos, si el valor procedente de las lecturas es superior al límite superior el algoritmo irá al subalgoritmo "Bajar DesarroUoD ya que el ciclista estará desarrollando más potencia que debiera para la sesión, si el valor es inferior al límite inferior el algoritmo irá al subalgoritmo "Subir DesarrollaD ya que el ciclista debería desarrollar más potencia para que la sesión sea adecuadamente eficaz y si el valor es inferior al limite de recuperación el algoritmo continuara su pmceso lógico que será volver al inicio del bude detección de cambio. Si al estar dentnJ del bucle y estando dentro de una sesión de entrenamiento deseáramos cambiar el desarrollo en cualquiera de los otros dos modos de cambio esto se podría realizar Siin ningún problema presionando el botón correspondiente. El modo de "Cambio Aut,omáticoft aunque descrito para su uso en sesiones de entrenamiento su utilización es también posible en pruebas de contra-reloj y de triatlón ya que en estas se intenta intencionadamente correr a un ritmo de potencia lo más constante posible. También sería posible utilizar10 en situaciones en que se quiera ir a un ritmo más o menos constante sin necesidad de estar en competición, simplemente adaptando los vallares del Factor de Intensidad y del factor de Variabilidad apropiado para lo que se quiere realizar. Un ciclista experimentado lo podría utilizar en multitud de situaciones canllbiando al modo "Habituar eventualmente.

Debido a vibraciones de los conjuntos desviadores o al posible calado de los motores el rotor de los estos puede tener ml)vimientos indeseados que son detectados por los codificadores, estos movimientos se han de corregir para que la posición de los desviadores sea siempre la correcta. Pclfa esto se compara la posición actual registrada en los controladores de los rnotores con la posición de los husillos determinada por los codificadores. Los sub-algoritmos "Ajustar Ejes" se encargan de esta función y además producen el movimiento de los motores para corregir la diferencia en el valor de posición, moviendo el valor de la diferencia y corrigiendo las coordenadas del correspondiente eje. Movimientos que se realizan con la seguridad del proceso de movimiento anteriormente descrito para todos los movimientos. La figura 26 muestra este proceso de ajuste de ambos ejes.

la ftgura 27 contiene el diagrama de flujo del sub-algoritmo que comprueba una posible posición cruzada de la cadena para si así es no autorizar el movimiento. Como muestra el diagrama si la posición deseada es el plato mayor con el piñón menor o el plato menor con el piñón mayor la posición no se autoriza, si esta es otra cualquiera se autoriza en este sentido. La autorización cuando el plato o piñón deseados no existen se realiza en los sub-algoritmos de movimientos de cambio.

las figuras 14 y 15 muestran las boftoneras que irán situadas en el manillar de una bicicleta de carretera. las abrazaderas se unirán al manillar en el centro del arco del manillar justo debajo de las manetas dE~ freno y los botones apoyados contra las manetas por su parte interior y con una l:lrientación aproximada de 45° según se ilustra, aunque esta ha de ser la más ergonómica para que estos botones se pulsen con los dedos pulgares de las manos, siendc) el botón superior para subir plato o piñón y el inferior para bajar estos. la figura 15 muestra una botonera desmontada donde se pueden ver los componentes, un cajeado soporte (69), dos interruptores de alta calidad y buen tacto para saber perfectamente cuando este está accionado (71) (72), un cableado (75), un componente cierre (70) y un ligero conjunto de tomillo-tuerca (73)

(74) que ajusta la botonera al manillar.

El Conjunto de Pulsadores ha de ser también completamente resistente al agua cuando está completamente montado por los que los interruptores, cierre y paso de cableado también han de cumplir al menos la norma IP67.

Las figuras 16 y 17 muestran el Conjunto de Pulsadores para bicicletas de montaña o urbanas que poseen un manillm plano y fijando las botoneras junto a las manetas de freno con la abrazadera mostrada los botones se pueden pulsar perfectamente con los pulgares de forma lo suficientemente ergonómica. Se puede observar que los componentes aunque con distinta numeración son iguales a los anteriores (aunque no tendrían por qué ser así) exceptuando el cajeado soporte (76) que está adaptado a las características del manillar.

las figuras 18 y 19 muestran el Conjunto de Pulsadores para bicicletas de contra-reloj o triatlón que poseen un manillar con dos posiciones de apoyo por lo que se necesitarían dos Conjuntos de Pulsadores, conectados en serie o paralelo según sea la señal al ser estos pulsados, y podrían ser similares al diseño mostrado en las figuras que pueden ser pulsados perfectamente con los pulgares de forma lo suficientemente ergonómica. Se puede observar de nuevo que los componentes aunque con distinta numeración son iguales a los anteriores (aunque no tendrían por qué ser así) exceptuando el cajeado sopclrte (83) que está también adaptado a las características del manillar.

BREVE DESCRIPClélN DE LOS DIBUJOS

Figura 1.-Ilustración de los cuatro conjuntos que componen el dispositivo de cambio de desarrollo para bicicletas objeto de este documento.

Figura 2.-Conjunto Desviador Trasero visto desde la perspectiva trasera de la bicicleta.

Figura 3.-Conjunto Desviador TrasE~ro visto desde la perspectiva delantera de la bicicleta.

Figura 4.-Conjunto Desviador Trasero visto desde la perspectiva frontal ilustrando posiciones intermedias que reflejan las características de su movimiento de este desviador.

Figura 5.-Subconjunto Actuador del Conjunto Desviador Trasero desmontado e ilustrando todos sus componentes. Figura 6.-Subconjunto de Posicionamiento del Conjunto Desviador Trasero desmontado e ilustrando todos sus componentes. Figura 7.-Subconjunto Fijación del Conjunto Desviador Trasero desmontado e ilustrando todos sus componentes. Figura 8.-Subconjunto Guía/Polea del Conjunto Desviador Trasero desmontado e ilustrando todos sus componentes.

Figura 9.-Conjunto Desviador Delantero visto desde la perspectiva frontal, ilustrando en posición delante de tubo sillín que es normalmente utilizada en bicicletas sin doble suspensión y en posición detrás de tubo sillín normalmente utilizada en bicicletas con doble suspensión.

Figura 10.-Conjunto Desviador Del¡:lntero visto desde la perspectiva delantera de bicicleta.

Figura 11 .-Conjunto Desviador Delantero desmontado e ilustrando todos sus componentes.

Figura 12.-Conjunto de Palencia y Control visto en perspectiva.

Figura 13.-Conjunto de Potencia y Control sin cubiertas e ilustrando sus componentes.

Figura 14.-Conjunto de Pulsadores ¡para bicicleta de carretera.

Figura 15.-Conjunto de Pulsadores para bicicleta de carretera desmontado e ilustrando todos sus componentes.

Figura 16.-Conjunto de Pulsadores para bicicleta de montaña ó urbanas.

Figura 17. -Conjunto de Pulsadon;!s para bicicleta de montaña ó urbanas desmontado e ilustrando todos sus componentes.

Figura 18.-Conjunto de Pulsadores ¡para bicicleta de contra-reloj ó triatlón.

Figura 19.-Conjunto de Pulsadore:s para bicicleta de contra-reloj 6 triatl6n desmontado e ilustrando todos sus componentes.

Figura 20.-Diagrama de flujo de los módulos electrónicos del Conjunto de Potencia y Control indicando su función, intE!ñaces, entradas y salidas.

Figura 21a.-Diagrama de flujo de la parte a del algoritmo principal descargado en el módulo de control de los motores.

Figura 21b.-Diagrama de flujo de la parte b del algoritmo principal descargado en el módulo de control de los motores.

Figura 21c.-Diagrama de flujo de la parte c del algoritmo principal descargado en el módulo de control de los motores.

Figura 21d.-Diagrama de flujo de la parte d del algoritmo principal descargado en el módulo de control de los motores.

Figura 22.-Diagrama de flujo de la parte del algoritmo descargado en el módulo de control de los motores para calcular desarrollos superiores e inferiores.

Figura 23. -Diagrama de flujo del sub-algoritmo descargado en el módulo de control de los motores para subir o bajar plafto.

Figura 24.-Diagrama de flujo del sub-algoritmo descargado en el módulo de control de Jos motores para subir o bajar pifión.

Figura 25.-Diagrama de flujo del sub-algoritmo descargado en el módulo de control de los motores para subir O bajar des;arrollo.

Figura 26. -Diagrama de flujo del sub-algoritmo descargado en el módulo de control de los motores para ajustar la posiCión de cada eje de operación con señal de codificadores.

Figura 27.-Diagrama de flujo del sub-algoritmo descargado en el módulo de control de los motores para la comprobación de posibles posiciones cruzadas y no autorizarlas.

DESCRIPCiÓN DE UNA FORMA DE REALIZACiÓN PREFERIDA

Todas los conjuntos del dispositivo E~xpuesto se pueden montar manualmente previa manufacturación de cada uno de sus: componentes. Su montaje con utilización de maquinaria de automatización necesitaríal un estudio aparte.

Existirán componentes fabricadlos en plásticos técnicos (Poliamida, Elaslómeros, etc), Aluminio de alta resistencia como el 7075 T651, Trtanio Gr. 5, Fibra de Carbono, Aceros y materiales compueSitos y cerámicos. Todos materiales de alta tecnología muy utilizados en el sector de la automoción y específicamente en el del ciclismo de alto nivel y competición.

Para el diseño de los componente:s mecánicos del dispositivo, aparte de su diserío primario de forma y funcionami,ento, se necesitará realizar un análisis estructural (estático y dinámico) adecuado para el nivel de carga al que el dispositivo esté expuesto en todas sus condiciones dE~ operación. Es recomendable utilizar para este análisis un "programa de análisis por E~lementos finitosM de última generación y de calidad reconocida en el sector de la ingenil~ría mecánica.

La fabricación de los componentes se realiza utilizando las últimas técnicas de fabricación mediante mecanizado CNC, moldeo por inyección de plástico, moldeo de fundición y otros materiales.

los componentes eléctricos como son los pulsadores, interruptores, conectores y LEOs se pueden obtener ya manufacturados y con las características apropiadas de los grandes fabricantes de estos componentes, teniendo únicamente que soldar adecuadamente los cables correspondientes a sus puntos de soldadura.

Los componentes electrónicos como son los módulos 1, 2 Y 3 son módulos prácticamente estándar cuyo diseño dE~ referencia, diagrama esquemático de circuitería y guías de desarrollo es ofrecido con garantías de funcionamiento apropiado por los grandes fabricantes de los circuitos integrados que se utilizan en estos módulos para desarrollar su función. Si bien es necesario el diserío por parte del departamento de ingeniería eléctrica para lel desarrollo de los módulos en el tamaño adecuado para la aplicación, la integración correcta de ellos y el desarrollo del software necesario para llevar a cabo su función correctamente. Estos módulos tendrán el número de capas necesario y se fabricaran con los materiales más apropiados para su correcto funcionamiento y su manufacturación se hará como es estándar actualmente en la industria, primero se fabricará el circuito impreso de manera automatizada y en serie y postetriormente se procede al montaje de los componentes igualmente de manera automatizada y en serie.

El montaje del dispositivo en su tot~llidad se podría realizar en un único banco de trabajo solo con la necesidad de una prensa para el ajuste a presión de componentes de pequeno tamafio, una soldadora y una llave dinamométrica de precisión, aparte por supuesto de otras herramientas de taller características.

También habría que realizar la operélción de inspección de los componentes al ser recibidos y del dispositivo una vez montado para comprobar su correcto funcionamiento.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

   1. DISPOSITIVO DE CAMBIO DE DESARROLLO PARA BICICLETAS MOVIDO POR ACTUADORES LINEALES CONTROLADOS ELECTRÓNICAMENTE Y CON PROCESADOR DE RADIO FRECUENCIA, Que estando compuesto por

   componentes mecánicos y eléctricos se caracteriza por tener un Conjunto Desviador Trasero con movimiento llevado a cabo por un actuador lineal eléctrico y un mecanismo que efectúan el desplazamiento de la polea desviadora y el tensionado de la cadena, por tener un Conjunto Desviadllr Delantero con movimiento llevado a cabo por un actuador lineal eléctrico y un mecanismo que efectúan el desplazamiento del desviador delantero de la cadena, por tener un Conjunto de Potencia y Control que contiene un paquete de baterías recargables y componentes eléctricos que permiten el manejo y control del dispositivo y la comunicación con otros dispositivos de la bicideta.

   El Conjunto de Potencia y Contro,1 que posee dos cubiertas superior (54) e

   inferior (55) unidas a modo de cajeado con unión con tomillos (65) (66) en cuyo interior

   se alojan diversos componentes que son un paquete de baterías recargables (56), un módulo electrónico (57) con el micro-controlador maestro del dispositivo y también

   destinado al control y manejo de la batería, un segundo módulo electrónico (58) con

   algoritmos en él cargados para el manejo y control de los actuadores del dispositivo, un tercer módulo electrónico (59) con procesador de radio frecuencia en la banda de
2. 2.4 GHz y con un protocolo compatible con otros dispositivos como un ordenador de la

   biedeta y otros sensores que actúan en la misma banda para el intercambio de datos.

   Los dos últimos módulos conectados al primero mediante interfaces de entrada y salida. Las cubiertas tienen agujeros donde se instalan componentes eléctricos que son el interruptor de potencia (60) del dispositivo, una conexión (61) para la carga de la baterra, 5 LEDs (63) para mostrar posibles errores del disposilivo y el estado de la baterfa cuando se presiona el pulsador (62) conectado al módulo de control y manejo de esta y en la parte inferior de la cubierta inferior se posicionan cuatro conectores circulares donde se conectarán los grupos de cables Que vienen de los actuadores/codificadores y de los pulsadores y que van conectados a entradas/salidas del módulo electrónico (58) de control y manejo de los actuadores. Este Conjunto de Polencia y Control posee dos abrazaderas o bridas en la cubierta inferior para el anclaje del conjunto y se ajustan con gruP()S tomillo/tuerca (67) (68).

   El módulo electrónico de control de los actuadores con algoritmos y subalgoritmos descargados en él, algunos sub-algoritmos realizan las funciones de los movimientos de los actuadores, que lIamaldos desde el algoritmo principal la primera acción que realizan es solicitar a través de las interfaces del sistema electrónico la velocidad de la bicicleta, que se recibe por radio frecuencia desde los sensores de este parámetro o desde el ordenador de bicicleta, una vez recibidos estos valores el sub-algoritmo correspondiente puede calcular y calcula el valor de la velocidad angular de platos y piñones ya que conoce los vellores de la circunferencia de la rueda y el desarrollo en uso. Si el valor calculado es superior a un valor determinado definido en el dispositivo como el limite mlnlmo el sub-algoritmo procede con el proceso de movimiento de los actuadores o regresa al algoritmo principal si el valor calculado es inferior a este limite.

   Otro de los sub-algoritmos recibo a través de las interfaces del sistema electrónico datos correspondientes al número de dientes en cada plato y piñón de la bicicleta que son introducidos por el usuario de esta cuando se inicializa el dispositivo. El sub-algoritmo calcula todos los desarro.lIos posibles dividiendo los dientes en cada plato por los dientes en cada piñón y los almacena en una matriz (i, j) donde i especifica el número de plato y j el número de piñón. A continuación el sub-algoritmo ordena por su valor los desarrollos y los almacena en un vector (h), utilizando este sub-algoritmo el dispositivo puede realizar un modo de cambio en el que la pulsación de un solo botón proporciona el cambio a un desarrollo superior o a uno inferior llevando a cabo el cambio tanto de plato cc)mo de piñón, si fuera necesario, para subir O bajar el desarrollo, Cuando el algoritmo principal detecta la señal del botón correspondiente estando en modo de cambio de desarrollo a través de las entradas de este módulo electrónico, el algoritmo llamará a un sub-algoritmo para subir desarrollo o a otro para bajar desarrollo según cuál sea la senal recibida, estos algoritmos después de determinar si la velocidad de la bicicleta permite el movimiento del actuador llamarán al sub-algoritmo de cálculo de desarrollos enviando los valores de plato y piñón actuales i y j y el valor que indique si se ha de determinar el desarrollo superior o inferior, con estos valores el algoritmo determina el valor del desarrollo actual almacenado en la matriz y comparando este valor con el vector que almacena los desarrollos ordenados determina la posición del desarrollo actual y entonces el valor del desarrollo mayor o menor que corresponda, el cual de nuevo se compara con los desarrollos de la matriz para determinar los nuevos valores de plato y piñón retornando estos al sub-algoritmo desde donde este fue llamado, Después de que el

   sub-algoritmo correspondiente comprueba que la nueva posición está autorizada ordena los movimientos de los actuadores correspondientes a plato y piñón a las nuevas posiciones.

   El algoritmo principal y sub-algoritmos descargados en el módulo electrónico de control de los actuadores también posibilitan el modo de cambio automático que efectúa el cambio de desarrollo expuesto Eln el párrafo anterior a un desarrollo superior

   o inferior de manera automática. Si la bicicleta posee sensores para determinar la potencia desarrollada por el ciclista, el dispositivo es capaz de recibir estos datos a través del módulo de radio frecuencia y tr.:lnsmitirtos al algoritmo principal a través de las diferentes interfaces del sistema electrónico cuando el modo de cambio actuando es el automático, modo que el ciclista activa cuando quiere desarrollar un nivel de potencia lo más constante posible como debe ocurrir durante una sesión de entrenamiento. Cuando esto ocurre el algoritmo principal solicita a través de las interfaces del sistema electrónico al ordenador de bicicleta los parámetros del ciclista Umbral Funcional de Potencia y Peso Corporal que el usuario deberá introducir en el ordenador y a continuación el algoritmo solicitará al ordenador los parámetros de la sesión de entrenamiento Factor de Intensidad, que es un porcentaje del Umbral Funclonal de Potencia, y Margen de Varia.bllidad que es otro porcentaje cuyo nombre define. Con estos valores el algoritmo calcula la intensidad de potencia correspondiente a la sesión de entrenami,ento asf como los límites superior e inferior de esta y entonces los correspondiente:s valores límite de Potencia Normalizada, definida como potencia dividida por peso corporal del ciclista , definiendo el intervalo de Potencia Normalizada en el que el ciciista quiere realizar su sesi6n de entrenamiento. Según recibe el algoritmo principal las lecturas de potencia calcula una media de esta durante un periodo de tiempo determinado, este valor medio también se normaliza y se compara con los valores limite calculados, 51 el valor medio de Potencia Normalizada es superior al valor límite superior de Potencia Normalizada el ciclista estará realizando un esfuerzo mayor del deseado por lo que el algoritmo llamará al sub-algoritmo mencionado para que el dispositivo realice un cambio a un desarrollo inferior y llamará al sub-algoritmo para subir desarrollo y que el dispositivo realice un cambio a un desarrollo superior si el valor medio de Potencia Normalizada es inferior al valor límite inferior de Potencia Normalizada ya que el ciclista estará realizando un esfuerzo menor del deseado. Si el ciclista desarrolla un nivel medio de Potencia Normalizada por debajo del nivel considerado de recuperaci6n el algoritmo continuará su proceso que es volver al inicio de bucle para detectar un nuevo cambio de

   desarrollo. El algoritmo permite al ciclist'3 iniciar una nueva y diferente sesión de entrenamiento modificando los parámetros personales y de la sesión de entrenamiento

   o únicamente los parámetros de la sesión de entrenamiento mediante la presión de determinados botones cuyas señales enviarlan el proceso del algoritmo al lugar de solicitud de los parámetros deseados.

   El dispositivo también contiene un Conjunto de Pulsadores para realizar ciertos ajustes en el dispositivo y los cambios de desarrollo manuales.
3. 2. DISPOSITIVO DE CAMBIO DE DESARROLLO PARA BICICLETAS MOVIDO POR ACTUADORES LINEALES CONTROLADOS ELECTRÓNICAMENTE Y CON PROCESADOR DE RADIO FRECUENCIA, según reivindicación 1, se

   caracteriza por tener un Conjunto Desviador Trasero que utiliza para efectuar los movimientos un actuador lineal eléctrico de tipo interno (1), con un codificador (2), ambos conectados a un control electrónico, y con un husillo (3) cuya posición angular el codificador envía al control electrónico. El actuador se ancla en la pieza de fijación

   (4) mediante tomillos pequeños (10) y a esta pieza también se ancla una cubierta (12) del actuador con tomillos (11).
4. 3. DISPOSITIVO DE CAMBIO DE DESARROLLO PARA BICICLETAS MOVIDO POR ACTUADORES LINEALES CONTROLADOS ELECTRÓNICAMENTE Y CON PROCESADOR DE RADIO FRI:CUENCIA, según reivindicación 1, se

   caracteriza por tener un Conjunto Desviador Trasero, que posee un mecanismo formado por una tuerca motor (5) roscada al husillo (3), tuerca que se ancla al resto

   del mecanismo con tomillos (8) que la unen al componente acoplamiento 1 (6) utilizando arandelas de presión (9) entre ambos componentes. En el hueco del otro extremo del componente acoplamiento 1 se inserta mediante ajuste a presión el

   acoplamiento 2 (7) después de introducir Elntre estos el componente guia (23), por su

   saliente con ranura pasante, en un espacio dejado entre ambos acoplamientos.

   El mecanismo posee un subconjunto denominado de Posicionamiento con un componente de posición (17) cuyo cuerpo posee dos huecos, uno de ellos tiene introducido en su interior un muelle de torsión (19), ambos componentes se sobreponen en un extremo de la pieza de fijación (4) para ser ajustados con el tomillo de fijación (13) permitiendo la rotación del componente de posición alrededor del tomillo y el extremo de la pieza de fijación. En el airo hueco del componente de posición se ajusta a presión un rodamiento de agujas (22) e interiormente a este una

   pieza denominada componente alojamiento (18) cuya forma obedece a su inserción en el rodamiento de agujas y a un hueco donde se aloja mediante ajuste a presión un

   rodamiento lineal (21) por el interior del cual se desliza el componente vástago (20).

   El mecanismo también posee un subconjunto denominado Guía/Polea con un componente poli-funcional denominado componente guia (23) cuyo cuerpo tiene un hueco en el que se inserta a presión el componente vástago (20), en el lado opuesto posee otro hueco donde se introduce el muelle de torsión (24) ya continuación de este hueco una rosca interior donde se ajusta 191 tomillo polea 1 (31), tiene un saliente que topará con el tope polea (33) para que la 'polea rote adecuadamente y lo que en si es la guía que consiste en un saliente del CUt:trpo del componente con un hueco o ranura pasante de forma curva y alargada, curva cuya trayectoria se define para que cuando

   el componente posición (17) rola el componente guia (23) se deslice y al tiempo haga rotar al componente alojamiento (18) alrededor del rodamiento de agujas (22) un

   ángulo determinado y el piñón superior dl3 la polea (27) se encuentre siempre en su alineación inicial. Las orientaciones del husillo (3) y del deslizamiento del componente guía (23) solo permiten el desplazamiento lineal de la tuerca motor.

   El rodamienlo axial (30), eslá siluado en la parte posterior de la placa posterior

   de la polea (26) y atravesado por el tomillo polea 1 (31) antes de rascarse este último en el componente guía. El rodamiento axial está protegido de partfculas exteriores por

   una lapa plástica (34).
5. 4. DISPOSITIVO DE CAMBIO DE DESARROLLO PARA BICICLETAS MOVIDO POR ACTUADORES LINEALES CONTROLADOS ELECTRÓNICAMENTE Y CON PROCESADOR DE RADIO FRECUENCIA, según reivindicación 1, se

   caracteriza por tener un Conjunto Desviador Delantero que utiliza para efectuar los

   movimientos un actuador lineal eléclrico ele tipo intemo (35), con un codificador (36),

   ambos conectados a un control electrónico, y con un husillo (37) cuya posición angular el codificador envía al control electrónico. El actuador se ancla a un extremo de la pieza de fijación (38), mediante tomillos p43queños (50) y a esta también se anda una

   cubierta (53), de forma adaptada a los componentes actuador y Codificador delanteros, lambién con tomillos (51). El componente de fijación (38) tiene un brazo que se atomilla con el tomillo vertical (47) a la pinza de atornillado (46) y el tornillo horizonlal

   (49) que pasa a través de la arandela (48) también se atornilla a la pieza de atornillado.
6. 5. DISPOSITIVO DE CAMBIO DE DESARROLLO PARA BICICLETAS MOVIDO POR ACTUADORES LINEALES CONTROLADOS ELECTRÓNICAMENTE Y CON PROCESADOR DE RADIO FRECUENCIA, según reivindicación 1, se

   caracteriza por tener un Conjunto Desviador Delanlero con un mecanismo formado por

   una tuerca motor delantera (39) roscada al husillo (37), tuerca que se ancla al resto del

   mecanismo con tornillos (43) que la unen al componente acoplamiento delantero (40)

   utilizando arandelas de presión (44) entre ambos componentes. El cuerpo del

   acoplamiento delantero es atravesado por el husillo (37) por un hueco pasante y posee otro hueco con una rosca interna donde SEt atornilla el tomillo desviador (42) que fija el

   componente desviador (52) y la pieza de ajuste (41). El diámetro de los agujeros del

   componente desviador, donde se acopla la pieza de ajuste, es más grande que el diámetro del tomillo desviador por lo que se permite un pequeño movimiento relativo entre ambos para proporcionar un ajuste adicional del componente desviador antes del apriete del tomillo desviador. El acoplamiento delanlero está también atravesado en un

   orificio de su cuerpo por una varilla que forma parte de la pieza de fijación (38) y que

   solo permite el desplazamiento lineal de la tuerca motor. Este conjunto tiene una cubierta elástica adaptada en forma al mecanismo.
7. 6. DISPOSITIVO DE CAMBIO DE DESARROLLO PARA BICICLETAS MOVIDO POR ACTUADORES LINEALES CONTROLADOS ELECTRÓNICAMENTE Y CON PROCESADOR DE RADIO FRECUENCIA, según reivindicación 1, se

   caracteriza por tener un Conjunto Pulsadores formado por botoneras que contienen interruptores/pulsadores (71) (72), un cajeado soporte (69), un cierre (70), un conjunto tomillo tuerca (73) (74) Yun cableado (75) conectado al control. La botonera para una bicicleta de carretera tienen una abrazadera en el cajeado soporte en parte central de cada arco de agarre, cuerpo este que ha de estar orientado en un ángulo determinado para que se pueda pulsar cada botón dEt forma ergonómica. Para una bicicleta de montaña O urbana las botoneras lienen un cajeado soporte (76) de manera que las

   abrazaderas se sitúan en la parte superior del cuerpo del cajeado soporte y se puedan pulsar los botones de forma ergonómica. Para una bicicleta de contra-reloj o triatlón las abrazaderas se sitúan en la parte exterior derecha e izquierda de los cuerpos de

   los cajeados soporte (83) y orientados para poder realizar la pulsación de manera

   ergonómica.