ES2676353B1 - Sistema de propulsion para tablas de snowboard mediante ruedas de oruga motorizadas retractiles y control remoto - Google Patents

Description

DESCRIPCION

Sistema de propulsion para tablas de snowboard mediante ruedas de oruga motorizadas retractiles y control remoto

SECTOR DE LA TECNICA

Toda clase de tablas de snowboard para adultos con los agujeros de las fijaciones estandarizados.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Los precedentes existentes relativos a la propulsion de tablas de snowboard son bastante escasos. A continuation se resumen aquellas patentes que presentan cierta similitud con la invention que aqul se presenta.

En la patente ES 2120856, del 17 de Mayo de 1995, se describe una tabla deslizadora con motor y oruga o banda sinfln basculante, para uso en terrenos de nieve o analogos. Este invento consiste en una tabla de esqul que incorpora un motor y un sistema de transmision de fuerza al suelo en su parte inferior, mediante una oruga o una banda sinfln. Este sistema puede desacoplarse para evitar el contacto con la nieve.

En la patente US 5662186, del 2 de Septiembre de 1997, se describe una tabla de snowboard modificada para poder acoplar un sistema de propulsion. Consta de una tabla con la parte trasera ligeramente inclinada (6°), donde se incorpora el motor y el sistema de impulsion.

En la patente ES 2393199, del 21 de Noviembre de 2005, se describe un vehlculo personal con chasis de eje longitudinal con plataforma para el usuario. Consta de dos unidades de oruga (frontal y posterior), una de las cuales, como mlnimo, esta motorizada.

La funcion que cumplen estos artilugios es muy parecida a la que se expone aqul, pero la diferencia basica reside en el hecho de que se trata de un conjunto que incluye tabla y sistema propulsor, mientras que la invencion expuesta en este documento consta de un propulsor independiente concebido para incorporarse a cualquier tabla de snowboard comercializada.

Las siguientes patentes corresponden a accesorios para propulsar la tabla de snowboard, es decir, que se pueden acoplar y desacoplar de dicho objeto.

En la patente US 6193003, del 27 de Febrero de 2001, se describe un artilugio de propulsion concebido para ser usado por esquiadores, practicantes de snowboard y similares. Consiste en un dispositivo que impulsa al usuario mediante el contacto con el suelo, y se une al esquiador mediante una barra rlgida que se fija a este gracias al uso de cinturon. Cuando no se usa el propulsor, se puede transformar en una mochila para facilitar el transporte.

En la patente US 6698540, del 2 de Marzo de 2004, se describe un aparato de propulsion para plataformas como una tabla de snowboard. Consta de un sistema de impulsion que se une a la parte trasera del objeto deslizante y permite su rotacion respecto a este.

En la patente US 2004/0154849, del 12 de Agosto de 2004, se describe un aparato de propulsion para snowboard. Consta de un sistema con motor y ruedas de oruga que se monta en la parte inferior de detras de la tabla, de forma que esta queda ligeramente inclinada hacia delante. Si se desmonta tambien se puede llevar como mochila.

EXPLICACION DE LA INVENCION

La invencion esta constituida por diversos sistemas. El mas importante es el sistema motor compuesto por dos ruedas de oruga como las de la Figura 4, situadas a ambos lados de la tabla de snowboard (27), y formadas por: la cinta de oruga (15), la rueda dentada motorizada (14) que trasmite el movimiento a la cinta de oruga y dos rodillos lisos (16, 16’) que tensan la cinta y garantizan el contacto de la cinta con el suelo. Todo el conjunto esta unido a cada lado mediante una barra (17) en forma de T, que esta articulada en los ejes (18, 19, 20). Cada rueda de oruga esta unida al sistema de cambio de estado de dicha rueda gracias a un utillaje (21) en forma de U, uno para cada rueda. El utillaje esta articulado a la rueda a traves de los agujeros pasador (20', 20'') y al sistema de cambio de estado en el agujero pasador (9'). El saliente que contiene el agujero (9') esta soldado a la barra en forma de U (21).

El usuario acciona manualmente el sistema que permuta el estado de las ruedas (ver Figura 3) y, a traves del sistema de control remoto (ver Figura 5), emite ordenes para realizar cambios sobre el estado del propulsor, que solo puede ser accionado cuando las dos ruedas de oruga se encuentran en contacto con el suelo. De controlar la posicion de las ruedas se encargan los sensores (33, 33'). El sistema de suministro de energia contenido en la carcasa (13) alimenta el sistema motor. Este ultimo transforma la energia electrica en energia mecanica en forma de rotacion del eje de las ruedas dentadas. El sistema de contacto con el suelo aprovecha la rotacion del eje del motor para desplazar el aparato gracias al engranaje entre la rueda dentada (14) y la cinta de oruga (15). La velocidad de avance se regula con un sistema regulador basado en un potenciometro conectado al motor y regido por las ordenes emitidas por el usuario. Dicha velocidad y otros datos de interes se muestran al usuario mediante el sistema de visualizacion presente en el control remoto. Finalmente, el sistema de proteccion se encarga de proteger la invention y el sistema de sujecion (ver Figura 7) la ancla a la tabla de snowboard.

a) Sistema motor

Dos motores electricos son los encargados de transformar la energia electrica en mecanica. Cada motor electrico esta contenido dentro de una rueda dentada (14) que transmite el movimiento a la cinta de oruga. La propia rueda dentada forma parte del conjunto de la rueda de oruga (ver Figura 4). El funcionamiento de la invencion consiste en:

1) Reception de corriente que proviene de las baterias contenidas en la carcasa (13), de magnitud regulada por la unidad de control.

2) Transformation de la energia electrica en energia mecanica de rotacion.

3) Transmision de la rotacion a la cinta de oruga mediante los dientes de la rueda motorizada (14).

Los motores solo pueden ser encendidos a requerimiento del usuario con el control remoto que aparece en la Figura 5, siempre y cuando las cintas de oruga (15, 15') esten en posicion de contacto con el suelo. Se encienden y se apagan de forma simultanea y transmiten el mismo par al eje.

b) Sistema de contacto directo con el suelo.

Las dos ruedas de oruga son las responsables de hacer avanzar la tabla de snowboard sobre una superficie de nieve gracias a la energia mecanica obtenida del motor electrico ubicado en el interior de la rueda dentada (14). En contacto directo contra la nieve esta la cinta de oruga (15) que se mueve gracias al giro de la rueda dentada motorizada (14) (ver Figura 4) y se encarga de dar velocidad lineal a la tabla gracias al rozamiento con el suelo.

La razon de que la invencion conste de dos ruedas que se despliegan de forma simetrica respecto el eje longitudinal de la tabla (ver Figura 2) se debe a que el sumatorio de momento respecto dicho eje debe ser igual a cero para que las ruedas desplacen linealmente la tabla de snowboard. En el caso de que el sumatorio de momentos en el eje longitudinal fuera diferente de cero, es decir, que las ruedas se encontraran a distancias diferentes de dicho eje, la tabla giraria sobre si misma.

Las ruedas de oruga estan unidas al sistema de cambio de estado mediante un utillaje (21) (ver Figura 6). Las uniones del utillaje con la barra (3) y el eje de la rueda dentada (14) son articuladas. La posicion y la velocidad de giro de las ruedas de oruga son detectadas por los sensores que se encuentran en dichas ruedas:

1) Los sensores de posicion se encargan de controlar la posicion de las ruedas e informar a la unidad de control contenida en la carcasa (13) para evitar que las ruedas dentadas (14) se pongan en funcionamiento sin estar las ruedas de oruga en contacto con el suelo. Se trata de unos sensores situados la estructura de dichas ruedas que controlan en cada momento la distancia al suelo.

2) Los sensores de velocidad determinan la velocidad a que estan girando los motores de las ruedas dentadas (14) e informan a la unidad de control contenida en la carcasa (13) para liberar el eje del motor en caso que la velocidad sea excesiva. c) Sistema de cambio de estado de las ruedas

Es necesario poder elevar las ruedas para evitar que esten en contacto con el suelo cuando se esta realizando un descenso por las pistas de esqui. Ademas, para evitar que la incorporation del sistema influya en el normal desarrollo de la actividad, cuando las ruedas se pliegan no deben sobresalir de la anchura de la tabla de snowboard. La invencion se encarga de permitir la permutation de la posicion de las ruedas de un estado de trabajo en contacto con el suelo a un estado de reposo sin contacto con el suelo y viceversa y garantiza el equilibrio en ambas posiciones. El cambio de estado de las ruedas debe ser realizado manualmente por el usuario. El funcionamiento de la invencion consiste en:

1) Cuando no se precise del funcionamiento del sistema propulsor, se mantiene la posicion elevada de las ruedas.

2) Cuando sea necesario propulsar la tabla de snowboard porque la pendiente de la pista de esqu es insuficiente, el usuario puede desplegar las ruedas hasta llegar al contacto con el suelo.

Como se puede ver en la Figura 3, el sistema contiene unos muelles (1, 1’) que son los responsables de garantizar las dos posiciones de equilibrio de las ruedas. El cambio de estado lo produce el usuario con la rotacion de la barra (3) respecto al pasador (8) con una fuerza que vence a la ejercida por los muelles (1, 1'). Estos muelles tambien realizan la funcion de amortiguar las ruedas de cintas de oruga (15, 15').

Hay dos conmutadores de estado de las ruedas de oruga y cada uno despliega una rueda hacia un lado de la tabla de snowboard. Con las ruedas desplegadas en contacto con el suelo, el sistema de propulsion si sobresale de la tabla, pero como el despliegue de las dos ruedas se realiza de forma simetrica respecto el eje longitudinal de la tabla, el centro de gravedad del conjunto sigue encima de dicho eje (ver Figura 2).

d) Sistema de control remoto

Cuando las ruedas estan en contacto con el suelo, la velocidad de giro de las ruedas de oruga puede ser controlada remotamente mediante el mando que aparece en la Figura 5, que emite information de forma inalambrica para la modification del estado del motor del propulsor. Si las ruedas no estan en position de contacto con el suelo, cualquier action realizada en el control remoto no tendra ninguna repercusion en el sistema de propulsion. El funcionamiento de la invencion consiste en:

1) Al presionar el gatillo (10) del control remoto de la Figura 5 se genera una senal proporcional al angulo girado por este desde su posicion de equilibrio.

2) La senal es emitida hacia un receptor situado en la unidad de control que esta contenida en la carcasa (13), la cual realiza las acciones necesarias sobre el motor de la rueda dentada (14) .

El diseno que se puede ver en la Figura 5 esta ideado para coger el mando con la palma de la mano por la empunadura y controlar el gatillo con el dedo mdice. El mando se enciende y se apaga por el boton (11) y esta alimentado con una bateria situada en (12).

e) Sistema de suministro de energ'ta

El sistema motor es alimentado por unas baterias electricas situadas en el interior de la carcasa (13) que suministran la potencia necesaria para poder funcionar, es decir, para que se pueda realizar el par necesario para desplazar debidamente la tabla de snowboard con el usuario encima. La cantidad de potencia suministrada es requerida por el usuario con el control remoto a traves del gatillo (10) (ver Figura 5) y la encargada de regular la potencia de salida de las baterias es la unidad de control. Ademas, los sensores de posicion (33, 33') de las ruedas necesitan ser alimentados y son las mismas baterias las responsables de hacerlo.

f) Sistema de sujecion

La invencion va anclada a la tabla de snowboard mediante la placa agujereada (22) que se coloca en contacto con la superficie superior de la tabla, situandose entre la tabla y las fijaciones de las botas de esqu (ver Figura 2). Los agujeros de esta placa estan debidamente situados para que los agujeros necesarios para instalar las fijaciones de las botas coincidan con los utilizados para fijar la placa a la tabla, evitando asi hacer nuevos agujeros (ver Figura 7). En esta placa se atornillan los dos sistemas conmutadores de estado de las ruedas de oruga en los conjuntos de agujeros (25, 26), restringiendo cualquier movimiento de dichos sistemas respecto la tabla de snowboard. En esta placa tambien va fijada la carcasa (13) que contiene los componentes electricos y electronicos del sistema de propulsion.

g) Sistema de visualizacion de datos

Para informar del estado de la invencion al usuario se utilizan las indicaciones luminosas (29, 30, 31, 32) situadas en el control remoto (ver Figura 5). El funcionamiento consiste en:

1) El indicador (29) se enciende cuando las ruedas se encuentran en posicion de trabajo. Si este se encuentra apagado la invention no responde a las ordenes del usuario des del control remoto.

2) El indicador (30) informa del estado del motor. Si se enciende en rojo implica que el motor no funciona correctamente debido a algun problema tecnico y si esta en verde el motor esta funcionando.

3) La fila de luces (31) indica el nivel de bateria siendo maxima cuando todos estan encendidos y nula si estan todos apagados.

4) El conjunto de indicadores (32) informa de la velocidad de rotation del eje del motor; cuando todas las luces estan encendidas la velocidad es maxima y cuando estan apagadas el motor no ejerce par sobre el eje.

La misma bateria situada en (12) que alimenta el sistema de emision de ordenes se encarga de suministrar energia al sistema de visualization de datos.

h) Sistema regulador de la velocidad

Para modificar la velocidad de avance es necesario aumentar o reducir el voltaje de entrada de los motores en funcion de las consignas transmitidas por el sistema emisor de ordenes. El sistema regulador de la velocidad esta compuesto por un potenciometro regulado por la unidad de control que actua conforme la information recibida del control remoto a traves de un receptor inalambrico. El funcionamiento consiste en:

1) Segun la position del gatillo (10) del control remoto, la unidad de control actua proporcionalmente modificando el valor de la resistencia variable del potenciometro. De esta manera, se transmite mas o menos voltaje hacia los motores electricos.

2) En funcion del voltaje electrico trasmitido al motor, se modifica la velocidad de giro de la rueda dentada (14).

i) Sistema de proteccion

La carcasa (13) fija a la placa de sujecion completamente aislada del exterior cubre y protege la unidad de control, el sistema regulador de la velocidad y el sistema de suministro de energia de posibles golpes durante la manipulation, transporte o uso de la tabla de snowboard.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Figura 1. Vista global del sistema de propulsion situado en la tabla de snowboard con las ruedas plegadas.

Figura 2. Vista global del sistema de propulsion situado en la tabla de snowboard con las ruedas desplegadas.

Figura 3. Mecanismo encargado de cambiar el estado de las ruedas.

Figura 4. Ruedas de oruga con la rueda dentada motorizada.

Figura 5. Control remoto con gatillo e indicadores visuales de estado.

Figura 6. Utillaje para la union de las ruedas de oruga con el conmutador de estado de dichas ruedas.

Figura 7. Placa de sujecion del sistema propulsor y unidad de control.

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

Entre las diferentes maneras de aplicar esta invention, se expone a modo de ejemplo una posible configuration:

a) Sistema de cambio de estado de las ruedas

Consta de dos muelles (1, 1’) sujetos a cuatro salientes (2, 2', 2'', 2''') que ejercen una determinada fuerza en ambos estados de las ruedas de oruga para minimizar el movimiento de la barra (3) respecto a la barra (4) y garantizan el punto de equilibrio en las dos posibles posiciones de dichas ruedas. La barra (4) es solidaria al soporte (5) que esta fijo a la tabla gracias a las uniones atornilladas en los agujeros (6). En estado de trabajo el angulo formado por dichas barras es mayor de 180° y en estado de reposo el angulo es de 30°, estando la barra (3) en contacto con el tope (7) y las ruedas entre las piernas del usuario de la tabla de snowboard, sin sobresalir de la anchura de la tabla. La union entre la rueda y este sistema se realiza a traves de la articulation en el agujero pasador (9).

b) Sistema de control remoto

El dispositivo que se puede ver en la Figura 5 se trata de un mando integrado por unos componentes que detectan el angulo que recorre el gatillo (10) y envlan la information a traves de un emisor inalambrico hacia el receptor que se encuentra en la unidad de control contenida en la carcasa (13). El mando funciona a pilas que se situan en (12).

c) Sistema motor

Se basa en dos ruedas dentadas motorizadas internamente (14), una en cada rueda de oruga. Cada rueda dentada incluye en el interior un motor electrico alimentado con corriente continua de 1,1 kW, capaz de transmitir par de giro al eje de dichas ruedas, logrando una velocidad maxima de 10 km/h. El voltaje nominal de los motores es de 93,6 V y pesan aproximadamente 1 kg cada uno. Los dientes de las ruedas dentadas coinciden perfectamente con las ranuras de la cinta de oruga (15).

d) Sistema de suministro de energia

Esta constituido por un conjunto de baterlas de litio de voltaje total 96 V y capacidad 2200 mAh, que pueden proporcionar la potencia que requiere desplazar el conjunto deportista-tabla y tienen autonomla suficiente para todo un dla de esqul. Se ha calculado que la potencia maxima requerida por el sistema motor es de 2 kW en caso de ir a la velocidad maxima. Las baterlas estan contenidas en la carcasa protectora (13) que se encuentra fija en el sistema de sujecion, tal y como se ve en la Figura 7.

e) Sistema de contacto directo con el suelo.

Se trata de dos ruedas de oruga, cuyo diseno se puede ver en la Figura 4, formadas por: la cinta de oruga (15), la rueda dentada motorizada (14) que trasmite el movimiento a la cinta de oruga y dos rodillos lisos (16, 16’) que tensan la cinta y garantizan el contacto de la cinta con el suelo. Todo el conjunto esta unido a cada lado mediante la barra (17) en forma de T, que esta articulada en los ejes (18, 19, 20). Cada rueda de oruga esta unida al sistema de cambio de estado de dicha rueda gracias a dos utillajes en forma de U, uno para cada rueda (ver Figura 6). El utillaje (21) esta articulado a la rueda a traves de los agujeros pasador (20, 20’) y al sistema de cambio de estado en el agujero pasador (9). El saliente que contiene el agujero (9) esta soldado a la barra en forma de U (21).

Para saber si las ruedas de oruga estan o no en contacto con el suelo se utilizan unos sensores de posicion ultrasonicos (33, 33') que permiten la deteccion eficaz de la posicion de dicha rueda mediante ondas de sonido ultrasonicas que envian y reciben. El suelo refleja las ondas de sonido y la distancia es calculada mediante medicion del tiempo de vuelo. Estos sensores se encuentran en la barra (17) de las ruedas de oruga. Para determinar la velocidad de los motores hay un sensor cuentavueltas en cada una de las ruedas dentadas (14) de las dos ruedas de oruga que mide cuantas vueltas da el eje del motor por intervalo de tiempo y lo comunica a la unidad de control. Toda la information recopilada por los sensores es enviada a la unidad de control.

f) Sistema de sujecion

Esta constituido por la placa (22) con dos conjuntos de agujeros pasadores, (23, 24), y dos conjuntos de agujeros entrantes, (25, 26) (ver Figura 7). Los conjuntos de agujeros pasadores (23, 24) permiten la sujecion de las fijaciones a la tabla como en su uso habitual y son los encargados de asegurar la placa a la tabla (27). Los conjuntos de agujeros entrantes (25, 26) permiten el anclaje de los sistemas que conmutan la position de las ruedas de oruga a la placa. Estos ultimos se encuentran a cada lado de la carcasa (13) escalonados para evitar que estando las ruedas de oruga en posicion de no contacto con el suelo, es decir, con las ruedas plegadas, estas no se toquen entre si (ver Figura 1).

g) Sistema de visualizacion de datos

Las indicaciones luminosas que se ven en la Figura 5 son diodos LED de distintos colores. El indicador (29) es un LED de color verde. El indicador (30) es un LED bicolor, rojo y verde. Las filas de indicadores (31, 32) constan de LEDs de un mismo color, la fila (31) rojo y la fila (32) verde. Todos los diodos LED estan alimentados por la pila situada en (12).

h) Sistema regulador de la velocidad

El potenciometro utilizado para modificar el voltaje que va hacia los motores electricos esta fijado en la placa base y contenido en la carcasa (13), proporcionara un voltaje nulo, si no se esta utilizando, o de entre 12 V y 96 V, en funcionamiento, segun la velocidad requerida por el usuario.

i) Sistema de proteccion

La carcasa (13) va atornillada a la placa base de manera que su interior quede completamente aislado del exterior. Entre la placa base y la carcasa se situa una junta de goma para evitar que entre agua.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de propulsion para tablas de snowboard mediante ruedas de oruga motorizadas retractiles y control remoto, caracterizado porque consta de ruedas de oruga motorizadas electricamente con dos posiciones, en contacto con el suelo o plegadas encima de la tabla, y constituidas cada una por una cinta de oruga (15), una rueda dentada motorizada (14) que trasmite el movimiento a la cinta de oruga y unos rodillos lisos (16, 16’) que tensan la cinta y garantizan el contacto de la cinta con el suelo, y todo el conjunto esta unido a cada lado mediante una barra (17) en forma de T, que esta articulada en unos ejes (18, 19, 20), siendo accionada por un control remoto.

2. Sistema de propulsion para tablas de snowboard mediante ruedas de oruga motorizadas retractiles y control remoto, segun la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de cambio de posicion de las ruedas esta compuesto por: una barra articulada (3, 4) que enlaza la rueda con la tabla de snowboard, un soporte (5) a la tabla de snowboard que impide cualquier movimiento de la barra que no sea el de giro respecto un eje longitudinal de la tabla y unos muelles (1, 1’) que garantizan las dos posiciones del sistema plegado y desplegado.

3. Sistema de propulsion para tablas de snowboard mediante ruedas de oruga motorizadas retractiles y control remoto, segun las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el sistema de propulsion se trata de un accesorio externo a la tabla de snowboard que puede ser incorporado a cualquier tabla con los agujeros de las fijaciones para las botas estandarizados a traves de un soporte (5).

4. Sistema de propulsion para tablas de snowboard mediante ruedas de oruga motorizadas retractiles y control remoto, segun las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las ruedas estan equipadas con unos sensores de posicion (33, 33') y un cuentavueltas en la rueda dentada (14), que transmiten information a una unidad de control.

5. Sistema de propulsion para tablas de snowboard mediante ruedas de oruga motorizadas retractiles y control remoto, segun las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque la velocidad de avance de la tabla de snowboard proporcionada por el dispositivo propulsor es controlada inalambricamente a traves de un control remoto.

6. Sistema de propulsion para tablas de snowboard mediante ruedas de oruga motorizadas retractiles y control remoto, segun la reivindicación 5, caracterizado porque el control remoto dispone de un sistema de visualization de datos compuesto por unos indicadores luminosos (29, 30, 31, 32) que informan de la position de las ruedas, del estado del motor, del nivel de baterla y de la velocidad de rotation del eje del motor.