ES2991708T3

ES2991708T3 - Sistema y método para asegurar, recargar y operar una bicicleta eléctrica

Info

Publication number: ES2991708T3
Application number: ES18831174T
Authority: ES
Inventors: David Saint-Germain; Sébastien Bossan; Daniel Levesque; Mario Belanger; Alain St-Jacques
Original assignee: PBSC Urban Solutions Inc
Current assignee: PBSC Urban Solutions Inc
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2024-12-04
Anticipated expiration: 2038-07-13
Also published as: PL3653028T3; EP3653028C0; EP3653028A4; CA3069577A1; AR127276A2; WO2019010582A1; US20200231053A1; MX2020000486A; US20230322102A1; BR112020000776A2; AR112505A1; EP3653028B1; EP3653028A1; US11712975B2; CL2020000100A1

Abstract

Un sistema de fijación para fijar una bicicleta eléctrica a un bastidor de anclaje de bicicleta incluye un conjunto de conexión hembra montable en el bastidor de anclaje de bicicleta y un conjunto de conexión macho montable en la bicicleta eléctrica y dimensionado para ser recibido dentro de un hueco cónico del conjunto de conexión hembra. Cuando se reciben así, los primeros elementos de acoplamiento de corriente del conjunto hembra interactúan eléctricamente con los segundos elementos de acoplamiento de corriente del conjunto macho, lo que puede permitir el flujo de corriente entre ellos para cargar una batería de la bicicleta eléctrica. Un sistema de portabicicletas incluye bicicletas eléctricas, anclajes para bicicletas, un módulo de carga que puede funcionar para recibir energía eléctrica de una fuente de energía externa y un controlador de carga para ajustar el nivel de energía eléctrica proporcionada a los módulos de carga del lado del anclaje que cargan módulos de batería de bicicletas eléctricas acopladas al mismo. También se proporciona un método para gestionar la carga. Una bicicleta eléctrica puede funcionar para recibir un perfil de conducción del usuario desde un dispositivo externo y un módulo de control del motor de la misma puede funcionar para ajustar el funcionamiento del motor de la bicicleta eléctrica en función del perfil de conducción del usuario. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCION

Sistema y método para asegurar, recargar y operar una bicicleta eléctrica

Solicitud de patente relacionada

La presente solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de los EE.UU. N.° 62/532.434 presentada el 14 de julio de 2017 con el título "SYSTEM AND METHOD FOR SECURING AND RECHARGING AN ELECTRIC BICYCLE".

Campo técnico

La presente divulgación se relaciona en general con sistemas y métodos para asegurar y recargar una bicicleta eléctrica y más en particular con sistemas y métodos en los que conjuntos de conexión macho y hembra emparejables proveen el aseguramiento de una bicicleta eléctrica a un bastidor de acoplamiento al mismo tiempo que también permiten la recarga de la bicicleta eléctrica.

Antecedentes

El tener la capacidad de asegurar y trabar selectivamente una bicicleta a un bastidor de acoplamiento es útil en diversas aplicaciones. Por ejemplo, diversos sistemas de uso compartido de bicicletas utilizan estacionamientos de bicicletas en que cada uno tiene una pluralidad de bastidores de acoplamiento. Los estacionamientos de bicicletas están distribuidos geográficamente. Un usuario puede alquilar una bicicleta retirando la bicicleta del bastidor de acoplamiento de un primer estacionamiento de bicicletas, conducir la bicicleta a otra área geográfica donde está ubicado un segundo estacionamiento de bicicletas y devolver la bicicleta anclando la bicicleta en el bastidor de acoplamiento en el segundo estacionamiento de bicicletas.

La patente de los EE.UU. N.° 8,061,499 describe un método y un aparato para asegurar un elemento móvil a una estructura que se puede utilizar para trabar selectivamente una bicicleta en un bastidor de acoplamiento de un estacionamiento de bicicleta.

El documento WO 2016/136061 describe un dispositivo de carga que comprende una primera unidad formada por un primer conector, un primer miembro de soporte y un miembro de fijación; y una segunda unidad formada por un segundo conector, un segundo miembro de soporte, un miembro protector y un miembro elástico. El miembro protector es apoyado por el segundo miembro de soporte para ser capaz de ser desplazado entre una posición protegida y una posición expuesta. El miembro elástico empuja al miembro protector hacia el lado de la primera unidad. Una porción que recibe del primer miembro de la ayuda se forma para ser capaz de ser empujado tan lejos como la posición expuesta del miembro que protege. El miembro de fijación está conformado para permitir que el primer miembro de soporte se desplace, en relación con un soporte de estacionamiento o con un vehículo eléctrico, entre una actitud estándar y una actitud inclinada. El documento WO 2016/136061 A1 describe un sistema de seguridad para asegurar una bicicleta eléctrica a un cuadro de acoplamiento de bicicletas, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Resumen

De acuerdo con un aspecto, se provee un sistema de seguridad para asegurar una bicicleta eléctrica en un bastidor de acoplamiento de bicicleta. El sistema de seguridad incluye un conjunto de conexión hembra montable en el bastidor de acoplamiento de bicicleta y un conjunto de conexión macho montable en la bicicleta eléctrica. El conjunto de conexión hembra incluye un cuerpo eléctricamente aislante que tiene paredes laterales opuestas que miran hacia dentro definiendo una cavidad cónica y primeros elementos de acoplamiento de corriente ubicados en una respectiva de las paredes laterales opuestas. El conjunto de conexión macho incluye un cuerpo cónico eléctricamente aislado que tiene paredes laterales opuestas que convergen una hacia la otra y con un tamaño como para ser recibidas dentro de la cavidad cónica del conjunto de conexión hembra y segundos elementos de acoplamiento de corriente que son recibidos en una respectiva de las paredes laterales opuestas, en que cada segundo elemento de acoplamiento de corriente está ubicado para interconectarse eléctricamente con un correspondiente primer elemento de acoplamiento de corriente sobre el cuerpo cónico eléctricamente aislado del conjunto de conexión macho que es recibido dentro de la cavidad cónica del conjunto de conexión hembra.

De acuerdo con otro aspecto, se provee un sistema de estacionamiento para bicicletas que comprende una pluralidad de bicicletas eléctricas, una pluralidad de dársenas para bicicletas, un módulo de máximo nivel de carga y un controlador de carga. Cada bicicleta eléctrica incluye un módulo de batería para almacenar energía eléctrica y un motor alimentado por la energía eléctrica almacenada en el módulo de batería y que es operativo para proveer energía mecánica a por lo menos una rueda de la bicicleta eléctrica. La pluralidad de dársenas para bicicletas en que cada una está configurada para recibir una de las bicicletas eléctricas anclada en la misma y cada dársena tiene un módulo de carga del lado de la dársena que es operativo para proveer selectivamente una corriente eléctrica al módulo de batería de la bicicleta eléctrica anclada en la misma. El módulo de máximo nivel de carga es operativo para recibir energía eléctrica de una fuente de energía externa y proveer selectivamente energía eléctrica al módulo de carga del lado de la dársena de una o más de las dársenas para bicicletas. El controlador de carga está configurado para ajustar el nivel de energía eléctrica provisto por el módulo de máximo nivel de carga a los módulos de carga del lado de la dársena de las una o más dársenas para bicicletas.

De acuerdo con aún otro aspecto no reivindicado, se provee un método para gestionar la carga de una o más bicicletas eléctricas de un sistema de estacionamiento para bicicletas. El método incluye recibir dentro de una pluralidad de dársenas para bicicletas del sistema de estacionamiento para bicicletas, una o más bicicletas eléctricas, en que cada bicicleta comprende un módulo de batería para almacenar energía eléctrica y un motor alimentado por la energía eléctrica almacenada en la batería y en que cada dársena para bicicleta tiene un módulo de carga del lado de la dársena que es operativo para proveer selectivamente una corriente eléctrica al módulo de batería de la bicicleta eléctrica anclada en la misma y ajustar selectivamente el nivel de energía eléctrica recibida de una fuente de energía externa y proveerla a los módulos de carga del lado de la dársena de las dársenas para bicicletas.

De acuerdo con aún otro aspecto no reivindicado, se provee una bicicleta eléctrica que tiene un módulo de batería para almacenar energía eléctrica, un motor alimentado por la energía eléctrica almacenada en el módulo de batería y que es operativo para proveer energía mecánica a por lo menos una rueda de la bicicleta eléctrica, un módulo de comunicaciones configurado para recibir un perfil de marcha del usuario desde un dispositivo externo y un módulo de control del motor para ajustar el funcionamiento del motor en base al perfil de marcha del usuario.

De acuerdo con aún otro aspecto no reivindicado, se provee un método para controlar el funcionamiento de una bicicleta eléctrica que tiene un módulo de comunicaciones para la comunicación de datos, un módulo de batería para almacenar energía eléctrica y un motor alimentado por la energía eléctrica almacenada en el módulo de batería y que es operativo para proveer energía mecánica a por lo menos una rueda de la bicicleta eléctrica. El método incluye recibir un perfil de marcha del usuario desde un dispositivo externo hacia la bicicleta eléctrica y ajustar el funcionamiento del motor en base al perfil de marcha del usuario.

Breve descripción de las figuras

Para una mejor comprensión de las formas de realización descritas en la presente y para mostrar más claramente cómo se pueden llevar a cabo, ahora se hará referencia, solamente a modo de ejemplo, a las figuras adjuntas que muestran al menos una forma de realización ejemplificativa y en las que:

La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva posterior izquierda de un estacionamiento de bicicleta que tiene un bastidor de acoplamiento y una bicicleta que está siendo retirada del estacionamiento de bicicleta de acuerdo con una forma de realización de la técnica previa,

La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva posterior derecha de un estacionamiento de bicicleta que tiene un bastidor de acoplamiento y una bicicleta que está siendo retirada del estacionamiento de bicicleta de acuerdo con la forma de realización de la técnica previa,

La Figura 3 ilustra una vista en perspectiva frontal de un estacionamiento de bicicleta que tiene un bastidor de acoplamiento y una bicicleta que está siendo retirada del estacionamiento de bicicleta de acuerdo con la forma de realización de la técnica previa,

La Figura 4A ilustra una vista en perspectiva posterior de una bicicleta que está siendo asegurada en el estacionamiento de bicicleta de acuerdo con la forma de realización de la técnica previa,

La Figura 4B ilustra una vista en primer plano de la bicicleta que está siendo asegurada en el estacionamiento de bicicleta de acuerdo con la forma de realización de la técnica previa,

La Figura 5A ilustra una vista parcialmente detallada del sistema de seguridad de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 5B ilustra una vista en planta frontal de un conjunto de conexión hembra de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 6A ilustra una vista parcialmente recortada de un conjunto de polarización de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 6B ilustra una vista parcialmente recortada de un conjunto de polarización de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa alternativa,

La Figura 6C ilustra una vista en primer plano de una interfase entre la placa de soporte, el elemento de polarización conductor y el cable aislado del conjunto de polarización de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa alternativa,

La Figura 7A ilustra una vista en perspectiva de un conjunto de conexión macho del sistema de seguridad de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 7B ilustra una vista en primer plano del conjunto de conexión macho con el miembro de tapa retirado de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 7C ilustra una vista superior detallada del conjunto de conexión macho de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 7C ilustra una vista inferior detallada del conjunto de conexión macho de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 8A ilustra una vista en perspectiva del sistema de seguridad en una posición asegurada de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 8B ilustra una vista en corte del sistema de seguridad en una posición asegurada de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa,

La Figura 9 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa, y

La Figura 10 ilustra un diagrama esquemático de los módulos operativos de un sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado de acuerdo con un ejemplo de divulgación no reivindicado.

Se puede apreciar que por simplicidad y claridad de ilustración los elementos mostrados en las figuras no han sido necesariamente dibujados a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos pueden estar exageradas en relación con otros elementos en aras de la claridad.

Descripción detallada

Se puede apreciar que, por simplicidad y claridad de ilustración, cuando se considere apropiado, los números de referencia pueden estar repetidos entre las figuras para indicar elementos o pasos correspondientes o análogos. Además, se exponen numerosos detalles específicos con el fin de proveer una comprensión exhaustiva de las formas de realización ejemplificativas descritas en la presente. Sin embargo, los expertos en la técnica entenderán que las formas de realización descritas en la presente se pueden practicar sin estos detalles específicos. En otros casos no se han descrito en detalle los métodos, procedimientos y componentes bien conocidos de modo de no oscurecer las formas de realización descritas en la presente. Además, esta descripción no se debe considerar de ninguna manera como limitativa del alcance de las formas de realización descritas en la presente, sino más bien como que meramente describe la implementación de las diversas formas de realización descritas en la presente.

Una "bicicleta eléctrica" en la presente se refiere a una bicicleta que tiene un motor eléctrico integrado que se puede utilizar para propulsión. La bicicleta eléctrica tiene una o más baterías recargables que proveen energía eléctrica al motor.

En términos generales diversas formas de realización ejemplificativas descritas en la presente se relacionan con un sistema de seguridad para asegurar una bicicleta eléctrica en un bastidor de acoplamiento de bicicleta de un estacionamiento de bicicleta. Un conjunto de conexión hembra montado en el bastidor de acoplamiento se puede aparear con un conjunto de conexión macho montado en una bicicleta eléctrica. El apareamiento de los conjuntos de conexión asegura físicamente la bicicleta eléctrica en el bastidor de acoplamiento. Los conjuntos de conexión hembra y macho tienen elementos cooperantes de acoplamiento de corriente que permiten la carga de la bicicleta eléctrica.

La Figura 1 es una vista en perspectiva posterior de un estacionamiento de bicicleta que tiene una cerradura electrónica montada en el mismo de acuerdo con una forma de realización con una bicicleta retirada del estacionamiento de bicicleta.

Ahora con referencia a las Figuras 1 a 3, en las mismas se ilustran unas vistas en perspectiva de un estacionamiento de bicicleta 100 que tiene un bastidor de acoplamiento 120 y una bicicleta 104 que está siendo retirada del estacionamiento de bicicleta de acuerdo con una forma de realización de la técnica previa que, por ejemplo, se describe en la Patente de los EE.UU. N.° 8.061.499 que se incorpora a la presente a modo de referencia en su totalidad. El estacionamiento de bicicleta 100 de la técnica previa incluye una cerradura electrónica 102 montada en el bastidor de acoplamiento 120.

La cerradura electrónica 102 de la técnica previa comprende unos primero y segundo miembros de conexión cooperantes complementarios, en que cada uno está montado de forma fija en uno respectivo de la bicicleta 104 y el estacionamiento de bicicleta 100. En la forma de realización ilustrada, el primer miembro de conexión comprende un conector hembra 106 montado en el estacionamiento de bicicleta 100 y el segundo miembro de conexión comprende un correspondiente conector macho complementario 108 montado en la bicicleta 104, tal como se muestra mejor en la Figura 2.

El conector macho 108 y el conector hembra 106 se pueden enganchar entre sí en una posición asegurada y cerrable.

En la forma de realización de la técnica previa que se muestra en las Figuras 1 a 3, la bicicleta 104 comprende una horquilla delantera 110, una rueda delantera 112 y un manillar 114. Más específicamente, la horquilla delantera 110 comprende un primer extremo inferior 116 que tiene la rueda delantera 112 montada de forma giratoria y un segundo extremo superior opuesto 118 en el que está montado de manera fija el manillar 114. El destinatario experto puede apreciar que, en tal forma de realización, el manillar 114 se puede utilizar para hacer girar la rueda delantera 112.

Todavía en la forma de realización de la técnica previa que se muestra en las Figuras 1 a 3, el conector macho 108 está montado de manera fija en la horquilla delantera 110 de la bicicleta 104. Esta configuración tiene una gran ventaja ya que facilita el enganche de la bicicleta 104 en el estacionamiento de bicicleta 100.

Todavía con referencia a las Figuras 1 a 3, el estacionamiento de bicicleta 100 comprende un bastidor de acoplamiento alargado, hueco y sustancialmente vertical 120 que tiene un primer extremo inferior 122 unido fijamente a una base 124 y un extremo superior opuesto 126 que comprende una cavidad de fijación de conector hembra 128. El conector hembra 106 está montado de manera fija en la cavidad de fijación 128 del conector hembra utilizando medios de fijación (que no se muestran), tales como pernos y tornillos. El destinatario experto puede apreciar que se puede considerar cualquier otro medio de fijación adaptado para asegurar de manera fija el conector hembra 106 en la cavidad 128.

La base 124 comprende una estructura adaptada para montar al menos un estacionamiento de bicicleta sobre la misma. La base 124 puede tener una superficie de suelo sustancialmente horizontal, tal como una playa de estacionamiento, una acera, una porción de una calle o similar.

El conector hembra 106 se puede ubicar verticalmente a un nivel que sustancialmente se corresponde con el nivel del conector macho 108 cuando la rueda delantera 112 de la bicicleta 104 está apoyada sobre la base 124. Esta configuración ayuda al usuario de la bicicleta 104 a guiar al conector macho 108 hacia el conector hembra 106 sin tener que levantar la bicicleta 104, lo que es una gran ventaja.

El estacionamiento de bicicleta 100 puede ser parte de una estación de alquiler de bicicletas y donde la estación de alquiler de bicicletas forma parte de un sistema de alquiler de bicicletas. Se puede apreciar que tal estación de alquiler de bicicletas se instala en general en un área pública. Por lo tanto, para prevenir que el conector hembra 106 sea manipulado, robado o vandalizado de otra forma, los medios de fijación del conector hembra (que no se muestran) son ventajosamente robustos y confiables.

Los medios de fijación del conector hembra pueden incluir sujetadores provistos de una correspondiente herramienta de desconexión especial, en que la herramienta de desconexión especial está en posesión de un operador del sistema de alquiler de bicicletas. De manera ventajosa, esta configuración permite al operador retirar selectivamente el conector hembra del estacionamiento de bicicleta con propósitos de mantenimiento u otros fines, al mismo tiempo que evita un retiro no deseado del conector hembra 106 del estacionamiento de bicicleta 100 por parte de una persona no autorizada.

La fijación del conector hembra puede comprender como alternativa la soldadura del conector hembra 106 dentro de la cavidad de fijación 128 del conector hembra. Sin embargo, se puede apreciar que se puede considerar cualquier otro medio adaptado para prevenir un retiro no autorizado del conector hembra 106 del estacionamiento de bicicleta 100.

El conector hembra 106 y el bastidor de acoplamiento alargado y hueco 120 pueden formar una estructura integral.

Como se muestra mejor en la Figura 3, el estacionamiento de bicicleta 100 ilustrado además comprende una ranura vertical de recepción de rueda 300 definida en el bastidor de acoplamiento alargado y hueco 120, en que esta ranura de recepción de rueda 300 está adaptada para recibir en la misma la rueda delantera 112 de la bicicleta 104.

El bastidor de acoplamiento alargado y hueco 120 puede comprender además un par de miembros de guiado de rueda 130, 132 que se extienden verticalmente entre el extremo inferior 122 y el extremo superior opuesto 126 del estacionamiento de bicicleta 100, en que los miembros de guiado de rueda 132, 134 están ubicados a ambos lados de la ranura de recepción de rueda 300, tal como se muestra mejor en la Figura 2.

Los miembros de guiado de rueda 130, 132 permiten el guiado de la rueda 112 de la bicicleta hacia delante cuando se engancha la bicicleta 104 con la ranura de recepción de rueda 300. Se puede apreciar que los miembros de guiado de rueda 130, 132 y la ranura de recepción de rueda 300 pueden contribuir a la alineación del conector macho 108 con el conector hembra 106, como será evidente a continuación.

El destinatario experto puede apreciar que se pueden considerar otras diversas configuraciones del estacionamiento de bicicleta 100.

Ahora, con referencia a las Figuras 4A y 4B, se muestra una bicicleta 104 asegurada en un estacionamiento de bicicleta 100 utilizando la cerradura electrónica 102.

Se puede apreciar que en la forma de realización mostrada en las Figuras 4A y 4B, el conector macho 108 y el correspondiente conector hembra 106 están enganchados entre sí en la posición asegurada y trabable, mientras que en la forma de realización mostrada en las Figuras 1 a 3, el conector macho 108 está desenganchado del correspondiente conector hembra 106.

Se puede además apreciar que en la forma de realización mostrada en las Figuras 4A y 4B, la rueda delantera 112 de la bicicleta 104 está enganchada en la ranura de recepción de rueda 300, mientras que en la forma de realización mostrada en las Figuras 1 a 3, la rueda delantera 112 de la bicicleta 104 está desenganchada de la ranura de recepción de rueda 300.

Ahora se describirá la operación de enganchar el conector macho 108 y el conector hembra 106 entre sí en la posición trabable de acuerdo con una forma de realización y con referencia a las Figuras 1 a 4A.

La bicicleta 104 se ubica en primer lugar cerca del estacionamiento de bicicleta 100, el conector macho 108 está orientado en general hacia el conector hembra 106, tal como se muestra en las Figuras 1 a 3. Un usuario utiliza el manillar 114 para hacer girar la rueda delantera 112 de la bicicleta 104 hasta que la rueda delantera 112 se alinea con la ranura de recepción de rueda 300.

Ahora, se puede desplazar a la bicicleta 104 hacia adelante en una dirección F utilizando el manillar 114, de tal manera que la rueda delantera 112 de la bicicleta 104 se engancha con la ranura de recepción de rueda 300, tal como se muestra en las Figuras 4A y 4B. Se puede apreciar que los miembros de guiado de rueda 130, 132 contribuyen además a guiar la rueda 112 de la bicicleta hacia delante dentro de la ranura de recepción de rueda 300.

Se puede apreciar además que, en esta forma de realización, el guiado hacia adelante de la rueda delantera 112 de la bicicleta hace que el conector macho 108, montado en la horquilla 110 de la bicicleta, sea guiado hacia el conector hembra 106.

La bicicleta es además desplazada hacia delante en la dirección F hasta que el conector macho 108 y el conector hembra 106 se enganchan entre sí en la posición asegurada y trabable. Una vez que están enganchados en la posición asegurada y trabable, la cerradura electrónica 102 se puede utilizar para trabar los conectores 106, 108 entre sí y de este modo trabar la bicicleta 104 en el estacionamiento de bicicleta 100.

Ahora con referencia a la Figura 5A, en la presente se ilustra una vista parcial detallada del sistema de seguridad 200 de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa. La Figura 5B ilustra una vista en planta frontal del conjunto de conexión hembra 208 de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa. El sistema de seguridad 200 es operativo para asegurar la bicicleta 104 en el estacionamiento de bicicleta 100. El sistema de seguridad 200 es además operativo para utilizarlo con una bicicleta eléctrica, por lo que la batería eléctrica de la bicicleta eléctrica se puede cargar a través del sistema de seguridad 200. El sistema de seguridad 200 también es eficaz para asegurar bicicletas no eléctricas convencionales.

En la presente que la bicicleta 104 esté "asegurada" en el estacionamiento de bicicleta 100 se refiere a que la bicicleta 104 está enganchada físicamente de manera suficiente con el estacionamiento de bicicleta, de modo que se necesita aplicar una fuerza mecánica suficiente para desasegurar la bicicleta 104 del estacionamiento de bicicleta 100. Por consiguiente, la bicicleta 104 no se retira fácilmente del estacionamiento de bicicleta 100, tal como cuando se vuelca por no estar en equilibrio. La bicicleta 104 se puede trabar en el estacionamiento de bicicleta 100 utilizando un mecanismo de trabado, tal como el cerrojo electrónico 102 descrito en la presente, pero se entenderá que la bicicleta 104 no está necesariamente trabada al estacionamiento de bicicleta 100 cuando está asegurada.

Se puede proveer el sistema de seguridad 200 en lugar de la cerradura electrónica 102 del estacionamiento de bicicleta de la técnica previa 100 y la bicicleta de la técnica previa 104 descritos en la presente con referencia a las Figuras 1 a 4A. El sistema de seguridad 200 se puede instalar en un estacionamiento de bicicleta recientemente fabricado 100 y en bicicletas recientemente fabricadas 104. El sistema de seguridad 200 también se puede adaptar a estacionamientos para bicicletas existentes 100 y/o para bicicletas existentes 104 a fin de reemplazar las cerraduras electrónicas existentes 102.

El sistema de seguridad 200 incluye un conjunto de conexión hembra 208 y un conjunto de conexión macho 216. El conjunto de conexión hembra 208 se puede montar en el estacionamiento de bicicleta 100 en el mismo lugar y sustancialmente de la misma manera que el cerrojo electrónico previo 102. Se debe entender que pueden requerirse conexiones eléctricas y electrónicas adicionales, tal como se describe en otra parte de la presente.

El conjunto de conexión hembra 208 incluye un cuerpo de conector hembra 220 que aloja parcialmente diversos componentes electrónicos del conjunto de conexión hembra 208. El cuerpo de conector hembra 220, cuando se instala en el estacionamiento de bicicleta 100, es eléctricamente aislado para prevenir el flujo de corriente a los componentes electrónicos a través del cuerpo de conector hembra 220. Como se describe en otra parte de la presente, unas porciones del cuerpo de conector hembra 220 pueden ser eléctricamente no conductoras.

Se entenderá que, aunque en las Figuras 5A y 5B se ilustran porciones del cuerpo de conector hembra 220 como que están abiertas, tales porciones se cierran cuando el cuerpo de conector hembra 220 se instala apropiadamente dentro del bastidor de acoplamiento 120 del estacionamiento de bicicleta 100. Cuando están así instaladas, las paredes del cuerpo de conector hembra 220 cooperan con las paredes internas del bastidor de acoplamiento 120 para sustancialmente cerrarse en los componentes electrónicos.

El cuerpo de conector hembra 220 incluye un par de paredes laterales opuestas que miran hacia dentro 224. Las paredes laterales 224 definen una cavidad cónica 232 del cuerpo eléctricamente aislado. El cuerpo de conector hembra 220 puede incluir además elementos de asiento opuestos 240 que se extienden hacia dentro desde las paredes laterales opuestas que miran hacia dentro 224. Los bordes de los miembros de asiento opuestos 240 pueden definir una ranura 248 entre los mismos.

El conjunto de conexión hembra 208 además incluye unos primeros elementos de acoplamiento de corriente 256. Los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 están conectados a unos conectores eléctricos 260 que además conectan los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 con una fuente de corriente eléctrica.

Con referencia ahora solamente a la Figura 5B, los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 están ubicados en una respectiva de las paredes opuestas 224, de modo que los mismos forman parte de la superficie de las paredes opuestas 224. Por ejemplo, y como se ilustra, los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 se elevan desde sus respectivas superficies de las paredes laterales opuestas 224. Los elementos de acoplamiento de corriente 256 pueden tener una forma esférica o elíptica. Cada pared lateral opuesta 224 puede tener un orificio pasante conformado en la misma y los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 sobresalen a través del orificio pasante desde sus respectivas paredes laterales opuestas 224.

Ahora con referencia a la Figura 6A - 6C, en las mismas se ilustran vistas de un conjunto de polarización 264 de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa y una forma de realización ejemplificativa alternativa. Se puede proveer una pluralidad de conjuntos de polarización 264 dentro del conjunto de conexión hembra 208. El conjunto de polarización 264 incluye uno de los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 y uno de los conectores eléctricos 264. El conjunto de polarización 264 además incluye un elemento de polarización 272, tal como un elemento de resorte, que engancha el primer elemento de acoplamiento de corriente 256. El elemento de polarización 272 impulsa al primer elemento de acoplamiento de corriente en una dirección I, que se corresponde con una dirección hacia la otra pared lateral opuesta 224 cuando el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 está ubicado apropiadamente dentro de su pared lateral 224. El conjunto de polarización 264 además incluye un cable aislado 288 que provee una trayectoria eléctricamente conductora entre el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 y el conector eléctrico 260.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa y como se ilustra en las Figuras 6A y 6B, el conjunto de polarización 264 incluye un cuerpo eléctricamente conductor 273 que define un canal 274. El primer elemento de acoplamiento de corriente 256 tiene la forma de una bola y está ubicado en una porción frontal del cuerpo eléctricamente conductor 273. Una porción del primer elemento de acoplamiento de corriente 256 sobresale de una abertura frontal del cuerpo eléctricamente conductor 273. El elemento de polarización 272 también está ubicado dentro del canal 274 e impulsa al primer elemento de acoplamiento de corriente 256 hacia la parte frontal del cuerpo eléctricamente conductor 273 de manera que el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 hace contacto con el cuerpo eléctricamente conductor 273 y forma una trayectoria eléctricamente conductora con el mismo. El diámetro del primer elemento de acoplamiento de corriente 256 puede ser mayor que el diámetro de la abertura frontal del cuerpo eléctricamente conductor 273 de manera que el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 es retenido entre la porción frontal del cuerpo eléctricamente conductor 273 y el elemento de polarización 272. El cuerpo eléctricamente conductor 273 además incluye una porción de placa de soporte 275 en un extremo posterior del cuerpo eléctricamente conductor 273. Un extremo posterior del elemento de polarización 272 colinda contra una superficie interna de la porción de placa de soporte 275. En una forma de realización, y como se ilustra, un pasador macho eléctricamente conductor 276 se extiende desde una superficie exterior de la porción de placa de soporte 274. El cuerpo eléctricamente conductor 273 provee una trayectoria eléctricamente conductora entre el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 y el pasador macho eléctricamente conductor 276. El cable aislado 288 puede estar conectado con el pasador conductor 276 de modo de proveer además una trayectoria eléctricamente conductora entre el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 y el conector eléctrico 260. El conjunto de polarización 264 además incluye un manguito eléctricamente aislado 290 que se envuelve alrededor de las paredes laterales del cuerpo eléctricamente conductor 273. Como se ve mejor en la Figura 8B, el manguito aislado 290 (y el elemento de polarización 272) se extienden a través de un canal formado en una respectiva de las paredes laterales opuestas 224 del cuerpo aislado 216. El manguito aislado 290 previene el contacto eléctrico no deseado del conjunto de polarización 264 con otros componentes eléctricos y/o electrónicos del conjunto de conexión hembra 208. El manguito aislado 290 puede permitir que el conjunto de polarización 264 cumpla diversos criterios de seguridad, tales como los definidos en IEC60950-1 y -22 (principalmente relacionados con la línea de fuga y la distancia de aislamiento). La combinación del primer elemento de acoplamiento de corriente 256, el elemento de polarización 272, el cuerpo eléctricamente conductor 273 con la porción de placa de soporte 275 y el manguito eléctricamente aislado 290 conforman un mecanismo de émbolo de bola.

De acuerdo con otra forma de realización ejemplificativa, y como se ilustra en las Figuras 6B y 6C, el elemento de polarización 272 es eléctricamente conductor y forma parte de la trayectoria conductora entre el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 y el conector eléctrico 260. El conjunto de polarización alternativo 264' puede incluir además una placa de soporte 296. La placa de soporte 296 forma una interfase conductora eléctrica entre el elemento de polarización eléctricamente conductor y el cable 288. La Figura 6D ilustra una vista en primer plano de una interfase entre la placa de soporte 296, el elemento de polarización conductor 272 y el cable aislado 288. Un extremo del elemento de polarización conductor 272 hace contacto físicamente con una superficie frontal de la placa de soporte 296 para formar una conexión eléctrica. De forma similar, un extremo expuesto del cable aislado 288 entra en contacto con una superficie posterior de la placa de soporte 296 para formar una conexión eléctrica. El cable aislado 288 puede formar una soldadura fuerte 298 con la superficie posterior de la placa de soporte 296. Además, y como se ilustra, el conjunto de polarización alternativo 264' puede incluir una funda eléctricamente aislado 304 que aloja elementos eléctricamente conductores, tal como el elemento de polarización eléctricamente conductor 272, la placa de soporte 296 y el extremo expuesto del cable aislado 288. La funda 304 incluye una abertura 312 para exponer el primer elemento de acoplamiento de corriente 256. La combinación del primer elemento de acoplamiento de corriente 256, el elemento de polarización 272, la placa de soporte 296 y la funda eléctricamente aislante 304 conforman un mecanismo de émbolo de bola.

El conjunto de polarización 264 está ubicado dentro del cuerpo eléctricamente aislado 216 del conjunto de conexión hembra 208. Como se ve mejor en la Figura 8B, la funda aislada 304 (y el elemento de polarización 272) se extienden a través de un canal formado en una respectiva de las paredes laterales opuestas 224 del cuerpo aislado 216. El alojamiento aislante 304 previene un contacto eléctrico no deseado del conjunto de polarización alternativo 264' con otros componentes eléctricos y/o electrónicos del conjunto de conexión hembra 208.

Con referencia nuevamente a la Figura 5A, el sistema de seguridad 200 además incluye el conjunto de conexión macho 216 configurado para cooperar con el conjunto de conexión hembra 208. La Figura 7A ilustra además una vista en perspectiva de un conjunto de conexión macho 216. El conjunto de conexión macho 216 incluye un cuerpo cónico eléctricamente aislado 328 que tiene una cámara interna 332 (Figura 7B). Diversos componentes electrónicos del conjunto de conexión macho 216 están alojados dentro de la cámara interna 332. Se puede proveer un miembro de tapa 334 para encerrar a la cámara interna 332. El cuerpo cónico eléctricamente aislado 328 tiene un tamaño como para ajustarse estrechamente dentro del cavidad cónica 232 definida por el cuerpo de conector hembra 220 del conjunto de conexión hembra 208. Se puede hacer avanzar al cuerpo cónico eléctricamente aislado 328 en la dirección F para ser insertado en la cavidad cónica 232.

En el funcionamiento, el conjunto de conexión macho 216 está montado sobre una bicicleta eléctrica. El conjunto de conexión macho 216 se puede montar de la misma manera que el conector macho 108 del estacionamiento de bicicleta de la técnica previa 100 que se describe en la presente con referencia a las Figuras 1 a 4A. El conjunto de conexión macho 216 se puede montar sobre la horquilla delantera 110 de una bicicleta 104. El conjunto de conexión macho 216 puede incluir una porción posterior (que no se ilustra) que se monta sobre la horquilla 110. El cuerpo cónico 328 está unido a la porción posterior por medio de una bisagra 335 (Figura 7C) por lo que el cuerpo cónico 328 puede pivotar con respecto a la porción posterior.

El cuerpo cónico eléctricamente aislado 328 del conjunto de conexión macho 216 tiene paredes laterales opuestas 336 que definen el cuerpo cónico 328. Las paredes laterales opuestas 336 definen un ángulo que sustancialmente corresponde a un ángulo definido por las paredes laterales opuestas 224 del conjunto de conexión hembra 208. Por consiguiente, cuando el cuerpo cónico 328 del conjunto de conexión macho 328 es recibido dentro de la cavidad 232 del conjunto de conexión hembra 208, cada pared lateral opuesta 336 se alinea con una correspondiente pared lateral 224 opuesta.

El conjunto de conexión macho 216 además incluye unos segundos elementos de acoplamiento de corriente 344. Los segundos elementos de acoplamiento de corriente 344 están conectados con unos conectores eléctricos 352 que además conectan los segundos elementos de acoplamiento de corriente 344 con una batería recargable de la bicicleta eléctrica en la que está montado el conjunto de conexión macho 216.

Los segundos elementos de acoplamiento de corriente 344 están ubicados sobre la superficie de una respectiva de las paredes laterales opuestas 336 del cuerpo cónico 328. La ubicación de cada segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 sobre su respectiva pared lateral 336 es tal que el segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 está alineado con un correspondiente primer elemento de acoplamiento de corriente 256 y en interfase con el mismo sobre el cuerpo cónico eléctricamente aislado 328 que es recibido dentro de la cavidad 232 del conjunto de conexión hembra 208.

Sobre cada primer elemento de acoplamiento de corriente 256 que hace interfase con un correspondiente segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 se forma un acoplamiento eléctrico entre cada par de los primero y segundo elementos de acoplamiento de corriente 256, 344.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa, el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 está conformado por un material eléctricamente conductor y el segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 también está conformado por un material eléctricamente conductor. Cuando el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 hace interfase con un correspondiente segundo elemento de acoplamiento de corriente 344, el acoplamiento eléctrico entre los mismos se forma por el contacto físico entre los elementos de acoplamiento de corriente 256, 344. La corriente puede fluir entre los elementos de acoplamiento de corriente en interfase 344 a través de ese punto de contacto físico.

De acuerdo con otra forma de realización ejemplificativa, el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 incluye uno o más sub-elementos de acoplamiento inductivo, tales como bobinas electromagnéticas. De forma similar, los segundos elementos de acoplamiento de corriente 256 también incluyen uno o más sub-elementos de acoplamiento inductivo, tales como bobinas electromagnéticas. Cuando el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 hace interfase con un correspondiente segundo elemento de acoplamiento de corriente 344, el acoplamiento eléctrico entre los mismos se forma a partir de los elementos de acoplamiento de corriente 256, 344 que están lo suficientemente cerca uno del otro de manera que el flujo de corriente en uno de los elementos de acoplamiento de corriente induce el flujo de corriente en el otro de los elementos de acoplamiento de corriente.

Se entenderá que, en la presente, acoplamiento eléctrico, acoplamiento de corriente o variantes de los mismos se refieren tanto al flujo de corriente a partir del contacto entre los elementos eléctricamente conductores como al flujo de corriente por inducción.

Una superficie de cada segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 que hace interfase con el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 del conjunto de conexión hembra 208 puede tener la forma como para cooperar con la forma del primer elemento de acoplamiento de corriente 256. Por ejemplo, la superficie de interfase del segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 puede ser cóncava (por ejemplo, semi-esférica o semi-elíptica) para cooperar con la forma de bola (esférica o elíptica) del primer elemento de acoplamiento de corriente 256. Cuando hacen interfase cooperativamente uno con otro, la porción del primer elemento de acoplamiento de corriente 256 que sobresale de las paredes laterales opuestas 224 del cuerpo de conector hembra 220 es recibida dentro de la cavidad cóncava del segundo elemento de acoplamiento de corriente 344. Se puede apreciar que el primer elemento de acoplamiento de corriente 256 puede ser impulsado hacia el segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 a partir de la fuerza de polarización provista por el elemento de polarización 272 de su conjunto de polarización 264.

La interfase de los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 con los correspondientes segundos elementos de acoplamiento de corriente 344 hace que el conjunto de conexión macho 216 se asegure temporalmente con el conjunto de conexión hembra 208. Se puede apreciar que la interfase de los primero y segundo elementos de acoplamiento de corriente 256, 344 provee tanto un acoplamiento físico (que provee la fijación temporal) como un acoplamiento eléctrico (que permite el flujo de corriente entre los elementos de acoplamiento de corriente 256, 344).

El conjunto de conexión macho 216 está asegurado temporalmente en el conjunto de conexión hembra 208 para el que se requiere la aplicación de una fuerza suficiente como para desenganchar y extraer el conjunto de conexión macho 216 del conjunto de conexión hembra 208. Por consiguiente, cuando el conjunto de conexión hembra 208 está instalado apropiadamente sobre el poste 120 del estacionamiento de bicicleta 100 y el conjunto de conexión macho 216 está montado apropiadamente sobre una bicicleta 104, el conjunto de conexión macho 216 queda asegurado temporalmente en el conjunto de conexión hembra 208 que hace que la bicicleta 104 quede asegurada temporalmente en el bastidor de acoplamiento 120 del estacionamiento de bicicleta 100.

El conjunto de conexión macho 216 se puede separar del conjunto de conexión hembra 208 aplicando una fuerza mecánica suficiente sobre el conjunto de conexión macho 216 en la dirección opuesta a la dirección F. Esta fuerza es suficientemente fuerte como para hacer que el elemento de polarización 272 de cada conjunto de polarización 264 se comprima lo suficiente de modo tal que los primero y segundo elementos de acoplamiento de corriente 256, 344 se desenganchen uno respecto del otro.

Ahora con referencia a la Figura 7B, en la misma se ilustra una vista en primer plano de la cámara interna definida por el cuerpo cónico 328 (con el miembro de tapa 330 que está oculto). Una porción posterior 356 de cada uno de los segundos elementos de acoplamiento de corriente 344 está alojada dentro de la cámara interna 332 y está conectada eléctricamente con los cables eléctricos 360 que además se conectan con unos conectores eléctricos 352.

Tal como se describe en la presente, diversos componentes electrónicos, tales como unos componentes para la comunicación de datos, también están alojados dentro de la cámara interna 332. Por ejemplo, y como se ilustra en la Figura 7B, dentro de la cámara interna 332 está alojada una placa de circuito impreso 368 que implementa componentes electrónicos y que está conectada con los cables para señales de datos 376.

Con referencia ahora a las Figuras 7C y 7D, en las mismas se ilustra una vista superior detallada y una vista inferior detallada, respectivamente, del conjunto de conexión macho 216 de acuerdo con una forma de realización ejemplificativa. Cada una de las paredes laterales opuestas 336 del cuerpo cónico 328 define una cavidad de recepción 384 y un orificio pasante 392 ubicado dentro de la cavidad de recepción 384 que provee la comunicación entre la cámara interna 332 del cuerpo cónico 328 y el espacio exterior del cuerpo cónico 328.

Cada segundo conector de acoplamiento de corriente 344 está ubicado dentro de la cavidad de recepción 384 de su respectiva pared lateral opuesta 336. Cada segundo conector de acoplamiento de corriente 344 tiene además su porción posterior 356 que se extiende a través del orificio pasante 392 y hacia la cámara interna 332 del cuerpo cónico 328. Una porción delantera 396 del segundo conector de acoplamiento de corriente 344 está orientada en la misma dirección que la superficie externa de la pared lateral opuesta 336 y tiene la forma como para interconectarse con un correspondiente primer conector de acoplamiento de corriente 256.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa, y como se ilustra, el conjunto de conexión macho 216 además incluye miembros de junta no conductores 400 que son recibidos dentro de la cavidad de recepción 384 de una respectiva de las paredes laterales opuestas 336. Cada miembro de junta 400 define además una cavidad de recepción interna 408 que tiene un orificio pasante 416. Cuando cada miembro de junta no conductor 400 es recibido dentro de la cavidad de recepción 384 de la respectiva pared lateral opuesta 336, la cavidad de recepción interna 408 y el orificio pasante 416 están alineados con el orificio pasante 392 de la pared lateral opuesta 336. El segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 es recibido dentro de la cavidad de recepción interna 408 y la porción posterior 356 del segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 sobresale a través de los orificios pasantes 416 y 392 para conectarse con los cables eléctricos 360. Se pueden proveer miembros de anilla 361 dentro de la cámara interna 332 que se enganchan con los segundos elementos de acoplamiento de corriente 344 para ser retenidos en su lugar con sus respectivas paredes laterales opuestas 336.

Se puede apreciar que cuando cada segundo elemento de acoplamiento de corriente 344 está apropiadamente ubicado dentro de la cavidad de recepción interna 408 del miembro de junta no conductor 400, la porción delantera 396 del segundo acoplamiento de corriente 344 está rodeada por el miembro de junta no conductor 400 Esto asegura que la corriente solamente fluya entre los primero y segundo elementos de acoplamiento de corriente 256, 344 cuando están apropiadamente en interfase uno con el otro y previene la fuga de corriente a otros elementos del conjunto de conexión hembra 208 o del conjunto de conexión macho 216.

Un dedo de trabado 418 se extiende desde un lado inferior del cuerpo cónico 328 del conjunto de conexión macho 216. El dedo de trabado 418 se puede enganchar mediante un miembro de trabado móvil del conjunto de conexión hembra 208 cuando el cuerpo cónico 328 es recibido dentro de la cavidad 232. Este enganche hace que el conjunto de conexión macho 208 se trabe con el conjunto de conexión hembra 216 y de este modo traba la bicicleta eléctrica en el bastidor de acoplamiento 120. El miembro de trabado móvil y el dedo de trabado 418 pueden ser parte de un conjunto de trabado (elemento 506), tal como se describe en la Patente de los EE.UU. N.° 8.061.499.

Ahora con referencia a la Figura 8A, en la misma se ilustra una vista en perspectiva del sistema de seguridad 200 en una posición asegurada. El cuerpo cónico 328 del conjunto de conexión macho 216 es recibido dentro de la cavidad 232 definida por el conjunto de conexión hembra 208.

La Figura 8B ilustra una vista en corte del sistema de seguridad 200 en la posición asegurada. Se puede apreciar que las paredes laterales opuestas 224 del cuerpo 216 del conjunto de conexión hembra 208 siguen el contorno y están alineadas con las paredes laterales opuestas 336 del cuerpo cónico 328 del conjunto de conexión macho 208. Además, los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 que son elementos de bola, hacen interfase con la superficie frontal cóncava de los segundos elementos de acoplamiento de corriente 344. Los elementos de resorte 272 empujan a los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 dentro de los segundos elementos de acoplamiento de corriente 344 cóncavos para formar un acoplamiento mecánico. Como se describe en otra parte, esta interfase de los primero y segundo elementos de acoplamiento de corriente 256, 344 hace que el conjunto de conexión macho 216 y el conjunto de conexión hembra 208 estén asegurados temporalmente entre sí.

Cuando está en la posición asegurada, un lado inferior del cuerpo cónico 328 es soportada por los miembros de asiento 240 del cuerpo de conector hembra 220. El dedo de trabado 418 del cuerpo cónico 328 puede ser recibido en la ranura 248 entre los miembros de asiento 240. El dedo de trabado 418 está alineado con el miembro de trabado móvil del conjunto de conexión hembra 208 y puede recibir al miembro de trabado móvil para trabar los conjuntos de conexión macho y hembra 208, 216.

Como se describe en otra parte de la presente, los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 están conectados por medio de los conectores eléctricos 260 con una fuente de energía eléctrica. La fuente de energía puede incluir uno o más convertidores de alta potencia (por ejemplo: 3 kVA, 58 V de salida) y convertidores de reserva (por ejemplo: 24 V de corriente continua) que convierten la corriente alterna de la red eléctrica en corriente continua que es eficaz para cargar una o más bicicletas eléctricas.

El sistema de seguridad 200 además incluye un sistema de control electrónico para controlar la carga de una bicicleta eléctrica. El sistema de control electrónico incluye un controlador para recibir una o más señales de datos y transmitir las señales de control para controlar si la corriente fluye o no fluye desde la fuente de energía a los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 para además cargar una bicicleta eléctrica. El sistema de control electrónico puede ser alimentado por una fuente de baja tensión (por ejemplo, de 12 V). Se puede proveer un convertidor de retroceso (por ejemplo, de 5 - 8 W) para suministrar la fuente de baja tensión.

El controlador descrito en la presente se puede implementar en hardware o software o una combinación de ambos. Se puede implementar en un dispositivo de procesamiento programable, tal como un microprocesador o microcontrolador, una unidad de procesamiento central (CPU), un procesador de señales digitales (DSP), una matriz de puertas programable en campo (FPGA), un procesador de propósito general y similares. En algunas formas de realización, el dispositivo de procesamiento programable se puede acoplar a la memoria del programa que almacena las instrucciones utilizadas para programar el dispositivo de procesamiento programable para ejecutar el controlador. La memoria del programa puede incluir medios de almacenamiento no transitorios, tanto volátiles como no volátiles, que incluyen pero no se limitan a memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM), memoria estática de acceso aleatorio (SRAM), memoria de solo lectura (ROM), memoria de solo lectura programable (PROM), memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM), memoria de solo lectura programable y borrable eléctricamente (EEPROM), memoria flash, medios magnéticos y medios ópticos.

El controlador del sistema de seguridad 200 de una determinada dársena para bicicleta es operativo para determinar el tipo de bicicleta (eléctrica o no eléctrica) que es recibida dentro de dicha dársena para bicicleta. Más en particular, el sistema de control electrónico incluye un sensor para leer una etiqueta de identificación en la bicicleta recibida en el poste. La etiqueta de identificación indica el tipo de bicicleta. La etiqueta de identificación se puede proveer dentro del conjunto de conexión macho 216 y el sensor puede leer la etiqueta de identificación sobre el cuerpo cónico 328 del conjunto de conexión macho 216 que es recibido dentro de la cavidad 232 del conjunto de conexión hembra 208. Por ejemplo, la etiqueta de identificación puede ser una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID). El controlador está configurado para transmitir señales de control para permitir la carga a través de los primeros elementos de acoplamiento de corriente 256 solo cuando los primero y segundo elementos de acoplamiento de corriente 256, 344 están apropiadamente en interfase uno con el otro y la etiqueta de identificación indica que la bicicleta es una bicicleta eléctrica.

El sistema de control además incluye uno o más sensores para detectar la presencia de una o más condiciones que afectan si se debe llevar a cabo la carga. Como alternativa o, además, el sistema de control incluye un dispositivo de comunicaciones para recibir datos que indican la presencia de una o más condiciones que afectan si se debe llevar a cabo la carga.

Un sensor de temperatura o una señal de datos de temperatura de una fuente de información externa puede indicar la temperatura actual en el medio ambiente que rodea a la bicicleta. Un sensor de temperatura también puede estar incluido dentro del módulo de batería de una bicicleta eléctrica para medir la temperatura del módulo de batería. El controlador puede estar configurado para permitir la carga de una bicicleta eléctrica solo cuando la temperatura actual excede un umbral de temperatura predeterminado.

Un sensor o una señal de datos también pueden indicar un mal funcionamiento en el regulador de corriente de carga. El controlador está configurado para detener la carga de la bicicleta eléctrica en el caso de mal funcionamiento.

Un sensor puede detectar un desequilibrio entre las líneas eléctricas y tierra. Por ejemplo, un bus de alta tensión puede ser terminado solamente en sus conexiones de fin de línea por resistencias de alta impedancia iguales a la tierra de la estación (por ejemplo: 12 V de corriente continua negativa). Estas resistencias se pueden utilizar para detectar la presencia de un desequilibrio.

De acuerdo con una forma de realización ejemplificativa, el conjunto de conexión macho 216 además incluye un subsistema de comunicaciones que está configurado para estar en comunicación de datos con un subsistema de comunicaciones del sistema de control electrónico del conjunto de conexión hembra 208 sobre el cuerpo cónico 328 que es recibido dentro de la cavidad 232. Este enlace de comunicaciones puede ser un enlace de datos bidireccional (es decir, el conjunto de conexión macho 216 puede transmitir datos y recibir datos desde el conjunto de conexión hembra 200 y viceversa). El enlace de comunicaciones puede ser un enlace de radiofrecuencia y los subsistemas de comunicaciones en cada uno del conjunto de conexión macho 216 y el conjunto de conexión hembra 208 son subsistemas de comunicaciones de radiofrecuencia. El subsistema de comunicaciones puede recibir datos detectados desde uno o más sensores de la bicicleta eléctrica en la que está montado el conjunto de conexión macho 216. Los datos detectados pueden indicar un estado del controlador del motor, un estado de la batería (por ejemplo, nivel de carga, vida útil de la batería, cantidad de cargas). Esta información puede ser comunicada al sistema de control electrónico y se puede ajustar el control de la carga de la bicicleta eléctrica en base a esta información (datos que se transmiten desde el conjunto de conexión macho 216 al conjunto de conexión hembra 208). Por ejemplo, el controlador solo permite cargar la bicicleta eléctrica si el nivel de carga de la batería está por debajo de un umbral predeterminado dado. El controlador puede estar configurado para deshabilitar la carga si se detecta mal funcionamiento en uno de los componentes de la bicicleta eléctrica. En algunas formas de realización ejemplificativas, el controlador está configurado para controlar la cerradura electrónica del conjunto de conexión hembra 208 y la cerradura electrónica se puede destrabar solamente cuando el nivel de carga de la bicicleta eléctrica excede un umbral de carga predeterminado. Los datos también se pueden transmitir desde el sistema de control electrónico a la bicicleta eléctrica (datos que se transmiten desde el conjunto de conexión hembra 208 al conjunto de conexión macho 216). Por ejemplo, tales datos pueden indicar cómo se va a utilizar la bicicleta eléctrica (por ejemplo, ganancia de par de torsión, energía máxima, velocidad máxima). Estos parámetros operativos se pueden definir en perfiles de asistencia personalizados para cada usuario de la bicicleta eléctrica.

Las actualizaciones de microprograma también se pueden transmitir de forma remota por medio de los subsistemas de comunicaciones.

Nuevamente con referencia a la Figura 5A, los componentes electrónicos del conjunto de conexión hembra 208 que incluye el sistema de control electrónico están alojados dentro del cuerpo de conector hembra 220. Por ejemplo, y como se ilustra, los componentes electrónicos están implementados en una placa de circuito impreso 424. También se provee un conector de energía 432. El conector de energía 432 puede proveer el circuito de alta tensión para cargar la bicicleta eléctrica, como así también el circuito de baja tensión para alimentar el sistema de control electrónico.

Nuevamente con referencia a las Figuras 7B, 7C y 7D, los componentes electrónicos 368 que incluyen la etiqueta de identificación del conjunto de conexión macho 216 pueden estar alojados dentro de la cámara interna 320 del cuerpo cónico 328. El bus de señales 376 conecta los componentes 368 con otros diversos sensores de la bicicleta eléctrica en la que está montado el conjunto 320.

Con referencia ahora a la Figura 9, en la misma se ilustra una vista en perspectiva de un sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440 que es operativo para cargar una o más bicicletas eléctricas. Se debe entender que uno o más sistemas de sujeción 200 descritos en la presente están instalados dentro del sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440 y proveen la interfase eléctrica entre las bicicletas eléctricas 444 y el sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440. En el ejemplo ilustrado, cada una de una pluralidad de bicicletas está asegurada a una dársena para bicicletas con posibilidad de carga 448. Una bicicleta puede ser una bicicleta eléctrica 444 y se puede cargar en una dársena para bicicletas con posibilidad de carga 448. Una bicicleta también puede ser una bicicleta no eléctrica 104 y se asegura, pero no se carga cuando está anclada en una dársena para bicicleta con posibilidad de carga 448.

El sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440 incluye una caja de alimentación que incluye componentes para proveer la fuente de energía que se utiliza para recargar las bicicletas eléctricas. La caja de alimentación puede incluir la conexión a la red eléctrica (por ejemplo, de 110 V, 240 V, 480 V), suministros de control de tensión, uno o más convertidores de alta tensión y convertidores de tensión de reserva.

El sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440 además incluye un quiosco principal 456. La caja de alimentación puede estar alojada dentro del quiosco principal 456. El quiosco principal 456 puede incluir sistemas electrónicos que son operativos para monitorear y controlar la carga que se provee a una o más bicicletas eléctricas ancladas en el estacionamiento de bicicletas mejorado. Por ejemplo, los sistemas electrónicos pueden estar configurados para ajustar la carga entre una pluralidad de bicicletas ancladas en base a los niveles de carga de las bicicletas y la carga total.

El sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440 además incluye las dársenas para bicicletas con posibilidad de carga 448 en que cada dársena está adaptada para recibir una bicicleta anclada. También incluye el cableado para proveer corriente para la carga de las bicicletas, para la comunicación de datos y para proveer energía a la parte electrónica del conjunto de conexión hembra 208 en una o más de las dársenas 448. En una forma de realización ejemplificativa, las dársenas para bicicletas con posibilidad de carga 448 están más cerca de la caja de alimentación 440. Se pueden conectar en cadena más dársenas para bicicletas sin posibilidad de carga después de las más externas dársenas para bicicletas con posibilidad de carga 448 (por ejemplo, las más alejadas de la caja de alimentación).

En una forma de realización ejemplificativa, cada bastidor de acoplamiento incluye un convertidor de CC a CC flotante, no aislado de 190 W que suministra corriente regulada para recargar la batería de la bicicleta desde el bus de alta tensión (por ejemplo: bus de corriente continua de 58 V). La bicicleta eléctrica puede incluir circuitos internos de la batería y no se suministra la corriente de carga a la batería a menos que la solicitud se haga desde un controlador de batería de los circuitos.

Ahora con referencia a la Figura 10, en la misma se ilustra un diagrama esquemático de los módulos operativos de un estacionamiento de bicicletas mejorado 440 de acuerdo con un ejemplo no reivindicado. Uno o más módulos pueden ser módulos de procesamiento de datos y se pueden implementar como módulos de software y/o módulos de hardware, tales como dentro de un dispositivo de procesamiento programable. Otros módulos pueden ser componentes mecánicos y/o eléctricos. Los módulos se distribuyen dentro de los componentes del sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440 (quiosco 456, dársenas 448 y bicicletas eléctricas aseguradas 444).

La bicicleta eléctrica 104 en el ejemplo ilustrado incluye un subsistema de comunicaciones 504, un módulo de batería 508, un módulo de monitoreo de batería 512, un motor eléctrico 516, un módulo de control de motor 520, un perfil de configuraciones de marcha 524 y un módulo de interfaz de usuario 528.

Tal como se describe en otra parte de la presente, el subsistema de comunicaciones 504 que puede estar alojado en el conjunto de conexión macho 216 de la bicicleta eléctrica 444 es operativo para formar un enlace de datos bidireccional con el subsistema de comunicaciones 532 del conjunto de conexión hembra 208 en el que está acoplado. Como también se describe en otra parte de la presente, el enlace de datos bidireccional puede ser un enlace de datos de radiofrecuencia. El subsistema de comunicaciones 504 es operativo para transmitir y recibir datos hacia y desde el subsistema de comunicaciones 532 del conjunto de conexión hembra 208 o la dársena para bicicleta 448. Un identificador de la bicicleta eléctrica 444 también puede ser transmitido por el subsistema de comunicaciones 504.

El módulo de batería 508 almacena energía eléctrica que es útil para alimentar el motor eléctrico 516. Como se ilustra, el módulo de batería 504 está conectado con los segundos elementos de acoplamiento de corriente 344 para recibir energía eléctrica.

El módulo de monitoreo de batería 512 es operativo para monitorear uno o más parámetros operativos del módulo de batería 508. El módulo de monitoreo de batería 512 puede ser operativo para monitorear un nivel de carga del módulo de batería 508 y una temperatura del módulo de batería 508. Otros parámetros pueden incluir corriente, tensión, etcétera. El nivel de carga indica si el módulo de batería 508 requiere carga (por ejemplo, se requiere carga si el nivel de carga cae por debajo de un umbral predeterminado). El nivel de carga también puede indicar si la bicicleta eléctrica 444 está lista para operar (por ejemplo, no se debe operar la bicicleta eléctrica 444 en modo eléctrico si el nivel de carga está por debajo de un umbral predeterminado,). Los parámetros operativos detectados por el módulo de monitoreo de batería 512 pueden ser transmitidos por el subsistema de comunicaciones 504.

El motor eléctrico 516 recibe energía eléctrica del módulo de batería 508 y convierte la energía en energía mecánica rotacional. La energía mecánica acciona por lo menos una rueda de la bicicleta eléctrica 444. También se puede proveer un sensor de par de torsión para medir un nivel de par de torsión suministrado por el motor 516.

El módulo de control del motor 520 provee señales de control para controlar el funcionamiento del motor eléctrico 516. Por ejemplo, el módulo de control del motor 520 controla el motor eléctrico 516 de modo que un nivel de par de torsión deseado es suministrado por el motor eléctrico 516. Este control se puede basar en el nivel de par de torsión recibido del sensor de par de torsión. El módulo de control del motor 520 también controla al motor eléctrico 516 de modo que la bicicleta eléctrica funciona de acuerdo con las configuraciones de marcha del usuario definidas en el perfil de marcha del usuario 524.

El perfil de marcha del usuario 524 define las configuraciones de marcha del usuario que corresponden a cómo se debe operar la bicicleta eléctrica 444. En particular, las configuraciones de marcha del usuario definen el nivel de asistencia que el motor eléctrico 516 debería proveer cuando un usuario está montado en la bicicleta eléctrica 444. Se puede apreciar que las configuraciones de marcha del usuario pueden afectar la experiencia de usuario al conducir la bicicleta eléctrica 444. Las configuraciones de marcha del usuario pueden definir una ganancia de par de torsión deseada, la energía máxima y/o la velocidad máxima. Estos pueden afectar la cantidad de ejercicio requerida por el usuario, la aceleración máxima de la bicicleta eléctrica 444 y la velocidad máxima de la bicicleta eléctrica 444. Por ejemplo, un usuario que utiliza una bicicleta eléctrica 444 por primera vez puede elegir un perfil de marcha del usuario 524 que provee menor nivel de asistencia del motor 516. A medida que el usuario se siente más cómodo con la asistencia del motor 516, el usuario puede entonces elegir otro perfil de marcha del usuario 524 que provee un mayor nivel de asistencia.

El perfil de marcha del usuario 524 puede ser recibido por medio del subsistema de comunicaciones 504. Por ejemplo, un usuario puede utilizar un dispositivo externo a la bicicleta eléctrica para elegir un perfil de marcha del usuario preconfigurado y/o para definir un perfil de marcha del usuario personalizado. El usuario puede seleccionar o definir el perfil de marcha del usuario utilizando al menos uno de una aplicación móvil, un sitio web, una interfaz de usuario del quiosco 456 y se transmite el perfil de marcha del usuario al subsistema de comunicaciones. Uno o más perfiles de usuario preconfigurados 524 también se pueden almacenar dentro de la bicicleta eléctrica 444.

La interfaz de usuario 528 puede proveer una realimentación visual con información relacionada con la operación de la bicicleta eléctrica. Por ejemplo, la interfaz de usuario 528 puede ser una serie de indicadores de luz (por ejemplo, LED). Como alternativa, la interfaz de usuario 528 puede ser una pantalla electrónica. La interfaz de usuario 528 puede indicar un nivel de asistencia provisto por el motor 516 (por ejemplo, en base al par de torsión detectado por el sensor de par de torsión) y/o si el nivel de carga del módulo de batería 508 es bajo. Esta información puede ser útil para orientar sobre el uso que hace el usuario de la bicicleta eléctrica 444.

La dársena 448 que abarca un conjunto de conexión hembra 208 incluye un subsistema de comunicaciones 532, un módulo de carga 536 y un módulo controlador de carga del lado de la dársena 540.

Como se describe en otra parte de la presente, el subsistema de comunicaciones 532 del conjunto de conexión hembra 208 transmite datos y recibe datos del subsistema de comunicaciones 504 del conjunto de conexión macho 216 que está asegurado en el conjunto de conexión hembra 208 (cuando la bicicleta eléctrica 444 está anclada dentro la dársena para bicicletas 448). El subsistema de comunicaciones 532 también está en el subsistema de comunicaciones de datos 544 del quiosco 456. Por ejemplo, el subsistema de comunicaciones 532 puede recibir perfiles de marcha del usuario y/o microprograma del subsistema de comunicaciones 544 del quiosco 456 y transmitir posteriormente estos datos y microprograma al subsistema de comunicaciones 504 de la bicicleta eléctrica anclada 444. El subsistema de comunicaciones 532 de la dársena 448 también puede recibir parámetros de la batería (por ejemplo, nivel de carga y/o temperatura de la batería) del subsistema de comunicaciones 504 de la bicicleta eléctrica 444 y transmitirlos posteriormente al módulo de comunicaciones 544 del quiosco 456.

El subsistema de comunicaciones de la dársena 448 también puede recibir uno o más parámetros de la condición de la bicicleta eléctrica desde el subsistema de comunicaciones 504 de la bicicleta eléctrica y transmitirlos posteriormente al módulo de comunicaciones 544 del quiosco 456. Estos parámetros de la condición se pueden transmitir posteriormente desde el quiosco 456 a un dispositivo que es externo del sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440. El dispositivo externo puede estar ubicado de forma remota respecto del sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440. Los parámetros de la condición de la bicicleta eléctrica pueden ser parámetros que indican un estado de operación de la bicicleta eléctrica y si la bicicleta eléctrica requiere mantenimiento (por ejemplo, información de diagnóstico respecto de la bicicleta eléctrica). Por ejemplo, los parámetros de la condición pueden incluir cualquiera de estado de batería (nivel de carga, cantidad de cargas), millaje desde el último mantenimiento, presión de neumáticos, etcétera. Los parámetros de la condición recibidos en el dispositivo externo se pueden utilizar para organizar el envío de técnicos a diversos sistemas de estacionamiento para bicicletas 440 para mantener o reparar las bicicletas eléctricas ancladas. El módulo de carga 536 abarca el conjunto de circuitos que provee corriente eléctrica al módulo de batería 508 de la bicicleta eléctrica anclada para cargar el módulo de batería 508. Como se describe en otra parte de la presente, los primeros elementos de acoplamiento 256 del conjunto de conexión hembra 208 hacen interfase con los segundos elementos de acoplamiento 344 del conjunto de conexión macho 216 cuando la bicicleta eléctrica 444 está anclada y la corriente de carga fluye a través de esta interfase. El módulo de carga 536 recibe corriente eléctrica del módulo de carga 552 del quiosco 456.

El módulo controlador de carga del lado de la dársena 540 es operativo para implementar algoritmos locales para controlar el nivel de corriente eléctrica y la energía eléctrica alimentada al módulo de batería 508 para cargarlo. Como se describe en otra parte de la presente, el nivel de corriente eléctrica provista puede variar de acuerdo con las condiciones operativas que están presentes. Esto puede incluir la cantidad de energía disponible provista por la infraestructura disponible (por ejemplo, red eléctrica), la cantidad de bicicletas eléctricas 544 que están ancladas dentro del sistema 440 y que requieren carga y los niveles de carga de las diversas bicicletas eléctricas 444, etcétera. Por consiguiente, el nivel de corriente eléctrica que se provee a una bicicleta eléctrica determinada 444 se puede ajustar para mejorar/optimizar el uso de la energía disponible y para mejorar/optimizar la distribución de la energía entre las bicicletas eléctricas 444 actualmente ancladas que requieren carga. El módulo controlador de carga del lado de la dársena 540 puede operar en tándem con un controlador de máximo nivel de carga 548 del quiosco. El subsistema de comunicaciones 532 puede recibir uno o más parámetros de carga desde el quiosco 456 y el controlador de carga del lado de la dársena 540 implementa el control de la carga en la dársena en base a los parámetros de carga recibidos. El módulo controlador de carga 540 también puede implementar uno o más controles de seguridad, tales como, cuando se requiera, reducir el nivel de corriente o hacer cesar la alimentación de corriente al módulo de batería 508 de la bicicleta eléctrica anclada. Esto se puede hacer para protegerla contra condiciones operativas peligrosas, tales como proveer demasiada corriente cuando el módulo de batería 508 se sobrecalienta o si se detecta un desequilibrio.

El quiosco 456 incluye un módulo de comunicaciones 544, un controlador de máximo nivel de carga 548, un módulo de carga 552 y un módulo de gestión 556. El quiosco 456 también puede incluir un módulo de batería de reserva 560.

El módulo de comunicaciones 544 es operativo para transmitir datos y recibir datos desde el módulo de comunicaciones 532 de una o más dársenas del estacionamiento de bicicletas mejorado 440, tal como se describe en otra parte de la presente.

El módulo de carga 552 es conectable a una fuente de energía externa para recibir energía eléctrica de la misma. La energía eléctrica extraída de la fuente de energía externa es además provista a los módulos de carga del lado de la dársena 536 para cargar los módulos de batería 508 de las bicicletas eléctricas 444.

El módulo controlador de máximo nivel de carga 548 es operativo para recibir uno o más parámetros operativos dentro del sistema de estacionamiento para bicicletas 440. Estos pueden incluir parámetros del módulo de batería 508 de cada una de las bicicletas eléctricas 444 actualmente anclada en una dársena 448 del sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440. Estos parámetros operativos pueden incluir, para cada módulo de batería 508, un nivel de carga de corriente, la antigüedad de la batería, la cantidad de cargas, una temperatura actual de la batería, etcétera. El módulo controlador de máximo nivel de carga 548 puede entonces controlar el módulo de carga 552 en base a estos parámetros operativos. El módulo controlador de máximo nivel de carga 548 está configurado para ajustar el nivel de energía eléctrica extraído por el módulo de carga 552 de la fuente de energía externa y que se provee a los módulos de carga del lado de la dársena 536 en función de los uno o más parámetros operativos.

El módulo controlador de máximo nivel de carga 548 también puede detectar la cantidad de bicicletas eléctricas 104 actualmente ancladas en una dársena 120. Esta información se puede detectar en base a los datos recibidos de los módulos de comunicación 532 de las dársenas 120.

El módulo controlador de máximo nivel de carga 548 también puede detectar la energía eléctrica disponible. También puede hacer el seguimiento del uso de energía a lo largo del tiempo.

La carga de cada uno de los módulos de batería 508 se puede realizar de modo de garantizar la carga segura, carga a tiempo, uso eficiente de la energía disponible, limitar el consumo de energía en base a los parámetros de funcionamiento, ajustar la carga como una función de la temperatura y asegurar una mayor vida útil de la batería de los módulos de batería.

Para cualquier bicicleta eléctrica individual determinada 444, el módulo controlador de máximo nivel de carga 548 puede operar para proveer carga al módulo de batería 508 de esa bicicleta eléctrica 444 de una manera que prolonga la vida útil de la batería del módulo de batería 508. Por ejemplo, el módulo controlador de máximo nivel de carga 548 se puede configurar para controlar el módulo de carga 552 y/o el controlador de carga del lado de la dársena 540 para evitar cargar el módulo de batería 508 cuando el nivel de carga está por encima de un umbral de nivel de carga predeterminado. Esto se puede llevar a cabo para permitir ciclos de agotamiento y recarga más completos del módulo de batería 508.

Para cualquier bicicleta eléctrica individual determinada 444, el módulo controlador de máximo nivel de carga 548 puede operar para ajustar la cantidad de corriente provista en base a la temperatura actual del módulo de batería 508 de la bicicleta eléctrica 444. Por ejemplo, para una alta temperatura del módulo de batería 508, se reduce la corriente suministrada a ese módulo de batería 508 para garantizar condiciones seguras de operación.

Cuando actualmente están ancladas múltiples bicicletas eléctricas 444 en las dársenas 120 del estacionamiento de bicicletas mejorado 440, el controlador de máximo nivel de carga 548 puede controlar el módulo de carga 552 para ajustar el nivel de energía eléctrica extraída de la fuente de energía externa y suministrada por los módulos de carga 552 (por ejemplo: rectificadores de 58 V).

Por ejemplo, cuando actualmente están ancladas una cantidad más pequeña de bicicletas eléctricas 444 (otras dársenas están vacías o tienen bicicletas no eléctricas), se puede aumentar el nivel de energía eléctrica suministrado a los módulos de carga 536 de cada dársena 120 que tiene una bicicleta eléctrica 444 para proveer una carga más rápida. Cuando actualmente están ancladas una mayor cantidad de bicicletas eléctricas 444, se puede aumentar o disminuir el nivel de energía eléctrica suministrada a los módulos de carga 536 de cada dársena 448. Se puede apreciar que esto reduce el consumo de entrada por cada módulo de batería 508. Se puede realizar esta limitación de la corriente de salida para asegurar que el consumo de energía total esté dentro de una envolvente de energía predeterminada.

Cuando actualmente en las dársenas 448 están ancladas múltiples bicicletas eléctricas 444, el controlador de máximo nivel de carga 548 también puede ajustar de forma variable la energía eléctrica suministrada al módulo de batería 508 de cada bicicleta eléctrica de modo individual. Por ejemplo, ninguna corriente de carga es provista a algunas bicicletas eléctricas (por ejemplo, que tienen un alto nivel de carga), se provee un bajo nivel de carga de la corriente de carga a otras bicicletas eléctricas (por ejemplo, que tienen un nivel de carga medio) y se provee un alto nivel de corriente de carga a aún otras bicicletas eléctricas (por ejemplo, que tienen un alto nivel de carga). Este ajuste selectivo de la corriente de salida se puede realizar para garantizar que el consumo total de energía se encuentre dentro de una envolvente de energía predeterminada.

El controlador de máximo nivel de carga 548 también se puede configurar para ajustar el nivel de energía eléctrica suministrada por el módulo de carga 552 en base a la demanda de bicicletas eléctricas y/o la demanda de electricidad.

En una situación operativa, se puede aumentar la energía eléctrica de salida (por ejemplo, más cerca de la envolvente de energía máxima permitida) para proveer una carga más rápida durante las horas del día o cerca de las mismas en las que se espera una mayor demanda de bicicletas. Por ejemplo, estos momentos del día pueden estar cerca de la hora punta de un día de trabajo y durante la misma. La corriente de salida total se puede reducir cuando la demanda es más pareja, tal como los fines de semana.

En una situación operativa, se puede reducir la energía eléctrica de salida (por ejemplo, que sea sustancialmente menor que la envolvente de energía máxima permitida) para proveer una carga más lenta durante las horas del día en las que la energía eléctrica es más costosa, tal como durante el anochecer. La energía eléctrica de salida total se puede aumentar (por ejemplo, más cerca de la envolvente de energía máxima permitida) para proveer una carga más rápida durante las horas del día cuando la energía eléctrica es más barata, tal como en las primeras horas de la mañana.

En otra situación operativa, se puede hacer el seguimiento a lo largo del tiempo del nivel de energía eléctrica suministrada. La energía eléctrica suministrada se puede ajustar a lo largo del tiempo en base a la cantidad total de energía eléctrica suministrada durante un período de tiempo determinado. Por ejemplo, se puede hacer el seguimiento de la cantidad total de energía eléctrica suministrada dentro de un mes y se puede reducir el nivel inmediato de energía eléctrica suministrada cuando el total excede un umbral predeterminado. Este ajuste de la energía eléctrica suministrada puede ser efectivo para garantizar que la cantidad total de energía eléctrica suministrada durante un intervalo de tiempo determinado no exceda una cantidad presupuestada de energía consumida.

Los componentes para implementar el módulo de carga 552 y los módulos de carga 536 de las dársenas 448 se pueden elegir para permitir un consumo de energía máximo (por ejemplo, de 6 kW). Se puede apreciar que el módulo controlador de máximo nivel de carga 548 y los módulos controladores de carga del lado de la dársena 540 permiten un ajuste selectivo del consumo de energía. Por consiguiente, el módulo controlador de máximo nivel de carga 548 y los módulos controladores de carga del lado de la dársena 540 permiten que el estacionamiento de bicicletas mejorado 440 se despliegue fácilmente para diferentes infraestructuras de energía disponibles (por ejemplo, una fuente de energía externa que solo provee 1 kW de energía). El módulo controlador de máximo nivel de carga 548 y los módulos controladores de carga del lado de la dársena 540 se pueden preconfigurar en el despliegue de acuerdo con la infraestructura de energía disponible. Esto permite que el estacionamiento de bicicletas mejorado 440 se adapte fácilmente a una variedad de entornos operativos.

De acuerdo con un método ejemplificativo no reivindicado para gestionar la carga de una o más bicicletas eléctricas 444 del sistema de estacionamiento para bicicletas mejorado 440, una o más bicicletas eléctricas 444 son recibidas dentro de las dársenas para bicicletas 448 a lo largo del tiempo. El nivel de energía eléctrica recibido de una fuente de energía externa y que se provee a los módulos de carga del lado de la dársena 536 se ajusta entonces selectivamente cuando se cargan los módulos de batería 508 de las bicicletas ancladas 444. Como se describe en otra parte de la presente, se puede realizar el ajuste del nivel de energía eléctrica en base a uno o más parámetros de funcionamiento detectados dentro del sistema de estacionamiento para bicicletas 440, tal como se describe en otra parte de la presente.

Continuando con la Figura 10, el quiosco 456 incluye además un módulo de gestión 556 que es operativo para administrar cuentas de usuario. El módulo de gestión 556 puede estar en comunicación a través de una red, que puede ser una red privada o una red de área amplia, tal como Internet, con un servidor 572. El servidor 572 puede almacenar uno o más perfiles de usuario. En particular, cada perfil de usuario puede incluir un perfil de pago de usuario y un perfil de marcha del usuario. El perfil de pago define los métodos de pago y el historial de pagos del usuario. Como se describe en otra parte de la presente, el perfil de marcha del usuario define las configuraciones de marcha personalizadas del usuario. El módulo de gestión 556 está configurado para identificar al usuario y recuperar el perfil de marcha del usuario desde el servidor 572. El módulo de gestión 556 también está configurado para detectar si un usuario ha provisto el pago por el uso de una bicicleta eléctrica. Un usuario puede acceder al módulo de gestión 556 a través de una interfaz de usuario provista en el quiosco 456 que provee la identificación de usuario, contraseña, pago, etcétera. El usuario también puede personalizar su perfil de marcha y/o seleccionar entre una pluralidad de perfiles de marcha preconfigurados a través de la interfaz de usuario del quiosco 456. Como alternativa, el usuario puede utilizar un dispositivo electrónico 580, tal como una "tablet", teléfono inteligente, sitio web, etcétera para proveer el pago, personalizar su perfil de marcha y/o seleccionar un perfil de marcha preconfigurado. Al recibir el perfil de marcha del usuario, el módulo de gestión 556 puede enviar el perfil de marcha del usuario por medio de los dispositivos de comunicación 504, 532 y 544 para que el perfil de marcha del usuario sea recibido en la bicicleta eléctrica 444 seleccionada por el usuario de modo que esta bicicleta eléctrica 444 será operada de acuerdo con el perfil determinado de marcha del usuario.

La batería de reserva 560 almacena una cantidad de energía de reserva. Esto puede ser útil para garantizar que el estacionamiento de bicicletas mejorado 544 continúe operando cuando no hay energía disponible desde la fuente de energía externa, tal como cuando hay un corte de energía. En tales situaciones, el estacionamiento de bicicletas mejorado 544 puede seguir siendo operativo para identificar usuarios, aceptar pagos y hacer que las bicicletas estén disponibles para su uso (trabando y destrabando las bicicletas de las dársenas 120) pero no se provee la recarga de las bicicletas eléctricas.

El alcance de la invención se define en las reivindicaciones adjuntas en la presente.

Claims

REIVINDICACIONES

Un sistema de seguridad (200) para sujetar una bicicleta eléctrica (104, 444) a un cuadro de acoplamiento de bicicletas (120), comprendiendo el sistema de seguridad:

un conjunto de conexión hembra (208) que se puede montar en el cuadro de acoplamiento de la bicicleta (120), el conjunto de conexión hembra (208) que tiene:

un cuerpo aislado eléctricamente (220) que tiene paredes laterales opuestas orientadas hacia dentro (224) que definen

una cavidad cónica (232); y

primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) situados cada uno en una de las paredes laterales opuestas (224); y

un conjunto de conexión macho (216) que se puede montar en la bicicleta eléctrica (104), el conjunto de conexión macho (216) que tiene:

un cuerpo cónico aislado eléctricamente (328) que tiene paredes laterales opuestas (336) convergentes entre sí y dimensionadas para que se reciban dentro de la cavidad cónica (232) del

conjunto de conexión hembra (208); y segundos elementos de acoplamiento de corriente (344); los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) se elevan desde sus respectivas superficies de las paredes laterales opuestas (224);

caracterizado porque:

los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) tienen forma esférica o elíptica;

el conjunto de conexión hembra comprende además conjuntos de polarización (264) situados en una respectiva de las paredes laterales opuestas (224), cada conjunto de polarización que tiene uno de los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256), y un elemento de polarización (272) que empuja el primer elemento de acoplamiento de corriente hacia fuera para que sobresalga de la pared lateral, y un conector eléctrico (260) para conectar el elemento de acoplamiento de corriente (256) a una fuente de corriente;

cada segundo elemento de acoplamiento de corriente (344) que se recibe en una respectiva de las paredes laterales opuestas (336), la superficie de interconexión del segundo elemento de acoplamiento de corriente (344) es cóncava para cooperar con la forma esférica o elíptica de los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) y cada segundo elemento de acoplamiento de corriente (344) que se coloca para interconectar eléctricamente con un primer elemento de acoplamiento de corriente correspondiente (256) sobre el cuerpo cónico (328) aislado eléctricamente del conjunto de conexión macho (216) que se recibe dentro de la cavidad cónica (232) del conjunto de conexión hembra (208), y

cuando se interconectan cooperativamente entre sí, la parte del primer elemento de acoplamiento de corriente (256) que sobresale de las paredes laterales opuestas (224) del cuerpo del conector hembra (220) se recibe dentro de la cavidad cóncava del segundo elemento de acoplamiento de corriente (344), y los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) son impulsados hacia sus correspondientes segundos elementos de acoplamiento de corriente por una fuerza de polarización proporcionada por el elemento de polarización (272) de su conjunto de polarización (264), de modo que la interconexión de los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) y los segundos elementos de acoplamiento de corriente (344) proporciona tanto un acoplamiento físico como un acoplamiento eléctrico, lo que hace que el conjunto de conexión macho (216) y el conjunto de conexión hembra (208) se aseguren temporalmente entre sí.

El sistema de la reivindicación 1, en el que cada pared lateral opuesta del conjunto de conexión macho comprende una cavidad de recepción (384) y un orificio pasante (392) con en la cavidad de recepción que proporciona comunicación entre un interior del cuerpo cónico (328) y un exterior del cuerpo cónico;

en el que cada segundo elemento de acoplamiento de corriente (334) sobresale a través del orificio pasante (392) de la una respectiva de las paredes laterales opuestas para entrar en contacto con un conector eléctrico respectivo.

El sistema de la reivindicación 2, en el que el conjunto de conexión macho (216) comprende además un miembro de junta no conductora (400) recibido dentro de la cavidad de recepción (384) de cada pared lateral opuesta (336) del conjunto de conexión macho, el miembro de junta no conductora que define una cavidad de recepción interior (408) tiene un orificio pasante (416), la cavidad de recepción interior (408) y el agujero pasante (416) se alinean con el agujero pasante (392) de la cavidad de recepción (384) de cada una de dicha pared lateral opuesta (336); y en el que cada segundo elemento de acoplamiento de corriente (344) está situado dentro de la cavidad de recepción interior (408) del miembro de junta no conductora (400), donde por una parte frontal (396) del segundo elemento de acoplamiento de corriente (344) está rodeado por el miembro de junta no conductor (400) y una parte trasera (356) del segundo elemento de acoplamiento de corriente (344) sobresale a través de los orificios pasantes (416, 392) para conectarse a cables eléctricos (360).

El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los segundos elementos de acoplamiento de corriente (344) reciben selectivamente corriente eléctrica de los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) cuando están interconectados con estos.

5. El sistema de seguridad de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) son eléctricamente conductores o comprenden elementos de acoplamiento inductivo;

en el que los segundos elementos de acoplamiento de corriente (344) son eléctricamente conductores o comprenden elementos de acoplamiento inductivo; y

en el que los segundos elementos de acoplamiento de corriente (344) reciben corriente de los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) desde un contacto físico entre estos o desde un acoplamiento inductivo entre estos.

6. El sistema de seguridad de la reivindicación 1, en el que el primer elemento de acoplamiento de corriente (256) de cada subconjunto de polarización opuesto es un elemento de bola; y

en el que el elemento de polarización (272) de cada subconjunto de polarización opuesto es un elemento de resorte eléctricamente conductor que proporciona una trayectoria conductora entre el elemento de bola y el conector eléctrico (260).

7. El sistema de seguridad de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el segundo elemento de acoplamiento de corriente (344) está conectado eléctricamente a una batería para almacenar energía eléctrica que alimenta la bicicleta eléctrica; y

en el que la corriente recibida en los segundos elementos de acoplamiento de corriente (344) desde los primeros elementos de acoplamiento de corriente (256) cuando están interconectados se utiliza para recargar la batería.

8. El sistema de seguridad de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el conjunto de conexión macho (216) comprende además una etiqueta de identificación legible por máquina que indica un tipo de bicicleta en la que está montado el conjunto de conexión macho; y

en el que el conjunto de conexión hembra (208) comprende un subsistema de control electrónico configurado para leer la etiqueta de identificación cuando el cuerpo cónico del conjunto de conexión macho se recibe dentro de la cavidad cónica del conjunto de conexión hembra y habilitar selectivamente el suministro de corriente de carga al conjunto de conexión macho (216) en función del tipo de bicicleta.

9. Un sistema portabicicletas (440) operable para cargar una o más bicicletas eléctricas (440), el sistema portabicicletas que comprende, instalado en el mismo, uno o más sistemas de seguridad (200) como se establece en cualquiera de las reivindicaciones 1-8 que proporcionan interfaz eléctrica entre las bicicletas eléctricas (444) y el sistema portabicicletas.