ES2944738A1

ES2944738A1 - Metodo de ajuste de los componentes regulables por el usuario de una bicicleta estatica

Info

Publication number: ES2944738A1
Application number: ES202131198A
Authority: ES
Inventors: Avila César Orts; Avila Jose Orts
Original assignee: Cecotec Research and Development SL
Current assignee: Cecotec Research and Development SL
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2023-06-23

Abstract

Método de ajuste de los componentes regulables por el usuario de una bicicleta estática. Invención que introduce el modelo de bicicleta en un software a partir de una base de datos previamente establecida; la obtención, de la base de datos, de las dimensiones del modelo de bicicleta seleccionado y los niveles de regulación de los componentes regulables y de los ángulos de trabajo de las principales articulaciones del cuerpo del usuario que intervienen en el proceso de pedaleo; la introducción de las medidas antropométricas del usuario a un software; y el cálculo del nivel de la regulación de los componentes regulables por el usuario de la bicicleta a partir de al menos las dimensiones del modelo de la bicicleta y las medidas antropométricas del usuario introducidos en el software y los ángulos de trabajo de las articulaciones que intervienen en el proceso de pedaleo previamente establecidos en la base de datos del software.

Description

DESCRIPCIÓN

MÉTODO DE AJUSTE DE LOS COMPONENTES REGULABLES POR EL

USUARIO DE UNA BICICLETA ESTÁTICA

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se encuentra en el campo técnico de los aparatos de fitness y musculación y, más concretamente, en el de las máquinas de ejercicio cardiovasculares como son las bicicletas estáticas o de spinning.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son ampliamente conocidas en el estado de la técnica las máquinas cardiovasculares como son las bicicletas estáticas o de spinning.

Como bicicleta estática o de spinning, se entiende comúnmente a una máquina que simula el pedaleo de una bicicleta convencional, sin moverse del sitio, formada por un bastidor fijo, donde se incluyen elementos básicos de una bicicleta como son el sillín, el manillar y los pedales, un sistema de transmisión, un volante de inercia al que se transmite el movimiento de los pedales y un sistema de regulación de dureza del pedaleo que actúa sobre este volante de inercia. Este sistema de regulación suele ser mecánico, donde el proceso de frenado se consigue por el rozamiento entre el volante y una zapata de fricción; o magnético, donde se produce por el principio físico de la ley de Faraday.

Uno de los principales problemas que surge al utilizar este tipo de máquinas, es la dificultad de encontrar una posición de pedaleo cómoda, eficiente y segura para el usuario.

Para tratar de solucionar este problema, han sido publicados múltiples documentos en el estado de la técnica. Por ejemplo, el documento US2007142177 presenta un método para obtener las medidas adecuadas en una bicicleta convencional a la hora de elegir modelo y talla o ajustar la posición de pedaleo adecuada en una bicicleta ya comprada. Para realizar el estudio se acoplan una serie de LEDs en las articulaciones que intervienen en el pedaleo y se analiza el movimiento de estos puntos, con un receptor, durante el pedaleo.

También pertenece al estado de la técnica el documento WO2014046928A1 donde se propone una bicicleta estática autoajustable a las medidas del usuario. Esta máquina no tiene finalidad de entrenamiento, sino que está orientada a la realización de un estudio biomecánico con el fin de obtener las medidas correctas para la venta de bicicletas con estos resultados. Para obtener la geometría deseada, se dispone de una bicicleta con ajuste motorizado en cada uno de los elementos, obteniendo una máquina muy compleja.

En conclusión, los sistemas para conseguir una correcta regulación de los componentes regulables por el usuario de la bicicleta estática están orientados al ajuste de las medidas en bicicletas convencionales ya sea para usuarios que deseen mejorar su postura como obtener el tallaje correcto a la hora de comprar una nueva máquina. En el estado de la técnica no hay ningún documento que preste atención a la regulación de las bicicletas estáticas o de spinning ya que tienen formas muy diferentes unas de otras.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención divulga un método para conseguir una regulación óptima de los principales componentes regulables de cualquier bicicleta estática o de spinning.

El propósito principal de la invención es superar uno o más de los inconvenientes del estado de la técnica. Para superar estos inconvenientes, la invención presenta un método de ajuste de los componentes regulables por el usuario de una bicicleta estática o de spinning para la obtención de la posición óptima de trabajo de un usuario en cualquier bicicleta de spinning. Esta posición óptima del usuario, también referida como postura óptima de pedaleo, se obtiene en función de las medidas antropométricas de los usuarios y los ángulos de sus articulaciones cuando están en posición de trabajo, de las dimensiones o geometría de la bicicleta y del grado de regulación disponible de los componentes regulables por el usuario de la bicicleta de spinning.

Mediante el método de la presente invención, el usuario puede ajustar los componentes regulables por el usuario de cualquier bicicleta estática o de spinning obteniendo de este modo la posición adecuada para sus medidas antropométricas, es decir, una posición cómoda, eficiente y segura de trabajo.

La obtención del nivel de regulación de los componentes regulables por el usuario de la bicicleta estática para conseguir la postura de pedaleo óptima para cada usuario se obtiene a partir de un software. El software dispone de una base de datos con diferentes modelos de bicicletas estáticas, sus dimensiones y los niveles de regulación de cada componente regulable por el usuario de la bicicleta. Además, a este software se le introducen medidas antropométricas o de la distribución corporal del usuario.

El software calcula el nivel o grado de regulación adecuados de los distintos componentes regulables de la bicicleta estática teniendo en cuenta las medidas antropométricas o distribución corporal de cada usuario, la biomecánica del pedaleo, común para todos los usuarios, las dimensiones del bastidor de la máquina, dependiendo del modelo de bicicleta que tenga el usuario, y los diferentes niveles de regulación disponibles de cada componente regulable por el usuario.

Para llevar a cabo el método de la invención, el usuario indica un software el modelo de bicicleta estática que posee. Una vez seleccionado el modelo, el software obtiene de su base de datos las dimensiones del modelo seleccionado, los niveles de regulación de cada componente regulable por el usuario y las distintas medidas del componente regulable según el nivel de regulación elegido.

El usuario toma las medidas de distintas partes de su cuerpo y una vez tiene sus datos de distribución corporal, los introduce en el software. Interiormente el software tiene factores correctores para adaptar las medidas introducidas por el usuario en medidas útiles de trabajo que corresponden con la posición espacial de los centros de rotación de las articulaciones. De este modo se consigue que las medidas antropométricas necesarias para que el software haga el cálculo correcto sean fácilmente medibles por un usuario genérico, sin necesidad de que tenga conocimientos antropométricos.

Con las medidas antropométricas introducidas por el usuario, los ángulos óptimos de trabajo de las principales articulaciones que toman partido en el proceso de pedaleo, como las rodillas, tobillos, cadera, hombros y codos, y los parámetros internos de las dimensiones del chasis de la bicicleta incluidos en la base de datos de todos los modelos disponibles, mediante cálculos trigonométricos se saca la posición espacial, tanto en el eje X como en el eje Y de los principales componentes regulables por el usuario de la bicicleta como son el sillín y/o el manillar.

Una vez obtenida la posición exacta de cada componente regulable por el usuario, el software extrapola estas distancias a un valor concreto dentro de los niveles disponibles de la regulación del modelo, que el usuario previamente ha definido, consiguiendo así la postura óptima de manera sencilla y sin necesidad de sensores externos que monitoreen el proceso de pedaleo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1: Diagrama de flujo del método.

Figura 2: Postura que debe realizar el usuario para medir la altura de su entrepierna

Figura 3: Postura que debe realizar el usuario para medir su tronco

Figura 4: Postura que debe realizar el usuario para medir su muslo

Figura 5: Postura que debe realizar el usuario para medir su espinilla Figura 6: Postura que debe realizar el usuario para medir su brazo

Figura 7: Postura que debe realizar el usuario para medir su antebrazo

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de esta memoria, y en los que se muestran a modo de ilustración realizaciones preferentes específicas en las que la invención puede llevarse a cabo. Estas realizaciones se describen con el suficiente detalle como para permitir que los expertos en la técnica lleven a cabo la invención, y se entiende que pueden utilizarse otras realizaciones y que pueden realizarse cambios lógicos estructurales, mecánicos, eléctricos y/o químicos sin apartarse del alcance de la invención. Para evitar detalles no necesarios para permitir a los expertos en la técnica llevar a cabo la descripción detallada no debe, por tanto, tomarse en un sentido limitativo.

La presente invención propone un método de ajuste de los componentes regulables por el usuario de una bicicleta estática. Este método de ajuste es especialmente ventajoso porque está destinado al usuario de cualquier bicicleta estática o de spinning.

En una realización preferente, los componentes regulables de la bicicleta estática son el sillín y el manillar. En una realización preferente, las posiciones de regulación de los componentes regulables son la altura del sillín, el retroceso del sillín, la distancia sillín-manillar y la diferencia de altura entre el sillín y el manillar, donde:

• La altura del sillín es la distancia comprendida desde el centro del sillín hasta el centro del eje de pedalier. La medida se realiza uniendo estos dos puntos, conservando la inclinación que haya entre ellos.

• El retroceso del sillín es la distancia en el eje X entre la punta del sillín y el centro del eje de pedalier.

• La distancia-sillín manillar es la distancia entre la punta del sillín y el centro del tubo del manillar.

• La diferencia de altura entre el sillín y el manillar es la distancia en el eje Y entre la parte superior del sillín y el centro del manillar.

En una realización preferente, el método de ajuste sirve para una bicicleta estática o de spinning que comprende un bastidor, pedales, el sillín, un volante de inercia, un sistema de transmisión que transmite el movimiento de los pedales producido por el usuario al volante de inercia, un sistema de regulación de la dureza del pedaleo que actúa sobre el volante de inercia y elementos cobertores de seguridad para tapar las partes móviles peligrosas.

La disposición del volante de inercia de la bicicleta estática puede estar en posición delantera o trasera, dependiendo de la morfología de la estructura de la bicicleta, accionado mediante correa o cadena engranada con los pedales donde el usuario aplica la fuerza.

La regulación de la dureza de pedaleo puede ser por fricción o magnética, regulada por el usuario de manera directa o indirecta.

En una realización de la invención, el usuario introduce en el software el modelo de bicicleta estática con el que va a trabajar. A continuación, el software obtiene de su base de datos las dimensiones del modelo seleccionado, los niveles de regulación de cada componente regulable por el usuario y las distintas medidas del componente regulable según el nivel de regulación elegido.

Ya que cada usuario de la bicicleta tiene una relación antropométrica distinta, el método presta más atención a la biomecánica de pedaleo, al rango de movimiento, que a las medidas corporales del usuario. Se busca conseguir que independientemente de las medidas antropométricas del usuario, sus ángulos de trabajo sean siempre los mismos.

Para la realización de un método de ajuste de los componentes regulables de cualquier bicicleta estática se ha buscado conseguir una posición del usuario que respete los ángulos óptimos de trabajo de las principales articulaciones que intervienen en el proceso de pedaleo.

En una realización de la invención, el sillín tiene que estar a una altura que permita tener una apertura de la rodilla del usuario de entre 145° y 155° cuando el pedal está en el punto muerto inferior.

Durante el proceso de pedaleo, los brazos no hay que tenerlos totalmente extendidos para evitar hiperextensión y lesiones, estableciendo la apertura de los mismos en 160°. Además, la inclinación del tronco debe estar próxima a los 45° para tener una posición agresiva pero sin ser lesiva para el usuario.

Los ángulos de trabajo de las articulaciones se mantienen iguales para cada usuario, independientemente de la altura y su distribución antropométrica. Estableciendo los ángulos de trabajo de las articulaciones se obtiene mediante trigonometría cada punto de regulación o posición espacial de los componentes regulables por el usuario de la bicicleta estática utilizada por el usuario.

Para poder llevar a cabo el método por un método trigonométrico, son necesarias las medidas corporales del usuario.

El usuario toma sus medidas antropométricas y las introduce en el software. En una realización de la invención, el software indica al usuario que le introduzca las medidas de su entrepierna, muslo, brazo, pierna, tronco, antebrazo y la de la longitud de su pie.

En una realización de la invención el software indica visualmente una serie de posturas sencillas para que el usuario, sin necesidad de conocimientos especializados ni ayuda de una tercera persona, pueda realizarlos fácilmente y de manera correcta.

Una vez el usuario ha obtenido todas las medidas necesarias por el software y las ha introducido en él, el software aplica unos factores correctores con el propósito de ajustar la medida tomada por el usuario con la medida realmente útil para el estudio, ya que, como se ha mencionado anteriormente, se centra en el ángulo óptimo de las articulaciones. Aplicando estos factores correctores, se obtiene la distancia real entre los puntos de rotación de las articulaciones.

Teniendo las aperturas óptimas y las distancias entre centros de rotación de las articulaciones, se realiza el cálculo trigonométrico para posicionar espacialmente los componentes regulables por el usuario a su punto óptimo de regulación.

Finalmente, una vez obtenida la postura ideal para cada usuario, es decir, una vez obtenidos los posicionamientos espaciales de cada componente regulable por el usuario, el software extrapola esta postura idónea a la más aproximada que se pueda conseguir según el modelo de bicicleta que haya seleccionado el usuario de la base de datos, determinando la posición o nivel de regulación de los diferentes componentes regulables por el usuario como son el manillar y el sillín. El proceso simplificado del método se puede observar en la figura 1.

EJEMPLO:

El usuario introduce en el software el modelo de bicicleta estática que va a utilizar. El software obtiene de su base de datos las dimensiones del modelo introducido, los niveles de regulación de cada componente regulable por el usuario y las distintas medidas de cada nivel de regulación del componente regulable.

Para este caso práctico, la bicicleta de spinning utilizada es un modelo genérico con regulación numérica para el sillín y manillar, tanto en altura como en profundidad para ambos componentes. En este ejemplo se va a mostrar el proceso de regulación de la altura del sillín, así como la de la distancia entre el sillín y el manillar.

Tras la selección del usuario del modelo de bicicleta estática que va a utilizar, el software comprueba su base de datos. El modelo elegido por el usuario tiene 7 regulaciones distintas de la altura del sillín. Entre una regulación y otra hay una diferencia de 2,5 cm. Además, el manillar de la bicicleta seleccionada tiene 5 regulaciones distintas. Entre una regulación y otra hay 2 cm de diferencia.

Las distintas medidas de los niveles de regulación del sillín de la bicicleta se presentan en la tabla 1.

Tabla 1. Medidas de los niveles de regulación de altura del sillín de la bicicleta estática

Las distintas medidas de los niveles de regulación del sillín de la bicicleta se presentan en la tabla 2.

Tabla 2. Medidas de los niveles de regulación del manillar de la bicicleta estática

El usuario tiene una altura de 1,88 m. El software indica al usuario que le introduzca las medidas de su entrepierna, muslo, brazo, pierna, tronco, antebrazo y la de la longitud de su pie. Además, indica las posturas que debe realizar el usuario para su medida. Las posturas indicadas por el software son las siguientes:

- Para la altura de la entrepierna, el usuario de pie y descalzo mide la distancia libre que hay entre el suelo y la entrepierna (Figura 2).

- Para la medida del tronco, el usuario debe sentarse en una superficie recta, como un taburete, de tal manera que quede a 90° con la pierna y a 90° la rodilla (Figura 3). Una vez el usuario está en la posición correcta, debe medir la distancia desde la parte superior del hombro hasta esta superficie de asiento. - Para la medida del muslo, en la misma posición que el punto anterior, debe medir la distancia que hay entre la parte delantera de la rodilla hasta la parte trasera de la pierna (Figura 4).

- Para medir la longitud de la parte baja de la pierna, la espinilla, manteniendo la posición anterior, el usuario debe medir la distancia que hay entre el suelo, apoyando el pie descalzo en el suelo, hasta la parte superior de la rodilla (Figura 5).

- Manteniendo la posición anterior, estirando el brazo, el usuario debe medir la distancia que hay entre la parte trasera del hombro hasta el centro del puño con la mano cerrada (Figura 6).

- Para la medida del antebrazo, en la misma posición que el punto anterior, el usuario debe flexionar el brazo por el codo de la siguiente manera, formando un ángulo recto. Se medirá desde la parte trasera del codo hasta el puño (Figura 7).

- Por último, el usuario debe medir la longitud del pie descalzo.

En la tabla 3 se pueden observar las medidas antropométricas tomadas por el usuario y el valor que se obtiene una vez introducidas en el software. (Una vez obtenidas las medidas se llevan a la realidad para comprobar que se consigue una postura óptima para un usuario concreto).

Tabla 3. Medidas antropométricas del usuario

Los ángulos de trabajo de las principales articulaciones están introducidos en la base de datos del software. Estos ángulos están representados en la tabla 4. También pueden observarse en la figura 8.

Tabla 4. Ángulos de trabajo de las principales articulaciones

Sabiendo los ángulos de trabajo y las medidas corporales, aplicando cálculos trigonométricos se obtiene la posición espacial de los componentes regulables por el usuario correspondientes a este usuario.

Para determinar la altura del sillín, con las medidas de la pierna y la longitud del pie, sabiendo que el ángulo de la articulación de la rodilla tiene que ser 150°, la medida exacta para el usuario es de 72,7 cm. Al extrapolarlo a las medidas disponibles de altura de sillín de la bicicleta se obtiene que la regulación óptima del usuario es el nivel 6.

El software indica al usuario que debe regular la altura del sillín a la posición 6/7.

Para determinar la posición del manillar, con las medidas de la parte superior del torso del usuario, queriendo conseguir un ángulo de cadera de 45°, la medida exacta para el usuario es de 56,35 cm. Al extrapolarlo a las medidas disponibles de la posición del manillar, se obtiene que la regulación óptima es la 4/5 ya que es la más próxima disponible.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método de ajuste de los componentes regulables por el usuario de una bicicleta estática, donde el método incluye

a. Introducción del modelo de bicicleta en un software a partir de una base de datos previamente establecida

b. Obtención, de la base de datos, de las dimensiones del modelo de bicicleta seleccionado y los niveles de regulación de los componentes regulables

c. Obtención, de la base de datos, de los ángulos de trabajo de las principales articulaciones del cuerpo del usuario que intervienen en el proceso de pedaleo

d. Introducción de las medidas antropométricas del usuario a un software

e. Cálculo del nivel de la regulación de los componentes regulables por el usuario de la bicicleta a partir de al menos las dimensiones del modelo de la bicicleta y las medidas antropométricas del usuario introducidos en el software y los ángulos de trabajo de las articulaciones que intervienen en el proceso de pedaleo previamente establecidos en la base de datos del software f. Comunicación al usuario del nivel de regulación de los componentes regulables por el usuario calculado en (e).

2. Método de ajuste de los componentes regulables por el usuario de una bicicleta estática según la reivindicación 1 donde el cálculo del nivel de regulación de los componentes regulables por el usuario incluye

a. un primer cálculo de la posición espacial teórica de los componentes regulables

b. un segundo cálculo de extrapolación de la posición espacial obtenida en (a) a los niveles de regulación de los componentes regulables por el usuario disponibles.

3. Método de ajuste de los componentes regulables por el usuario de una bicicleta estática según la reivindicación 1 donde las medidas antropométricas del usuario son al menos las medidas de la entrepierna, del muslo, del brazo, de la pierna, del tronco, del antebrazo y/o la de la longitud de un pie.