IT202100007700A1 - Dispositivo sensore di forza, in particolare per una parete da arrampicata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo sensore di forza. In generale, la presente invenzione riguarda un apparato per la misurazione della forza, adattato in maniera particolare ad applicazioni specifiche.

La presente invenzione trova un?applicazione preferita e vantaggiosa nel settore sportivo e del monitoraggio delle performance biomeccaniche, nonch? nel recupero funzionale e nella psicomotricit?.

Arte nota

La presente invenzione verr? presentata, per miglior intelligibilit?, con particolare riferimento al settore dell?arrampicata, intendendo che essa non sia per? limitata esclusivamente a questa applicazione.

L?arrampicata su parete artificiale ? una delle forme pi? comuni di allenamento nonch? l?unica forma attualmente utilizzata per le competizioni ufficiali di arrampicata, nelle tre discipline riconosciute ?Lead?, ?Boulder? e ?Speed?.

Nell?arrampicata, l?esercizio sia in allenamento che in competizione consiste nel tentare di eseguire una sequenza di movimenti che permetta di andare da una coppia di appigli denominati di ?Start? ad un appiglio finale denominato di ?Top? utilizzando unicamente un determinato gruppo di appigli, che nelle gare sono gli unici appigli disponibili mentre in allenamento sono identificati con colori e/o etichette.

Ai fini della valutazione delle capacit? di arrampicata di un atleta, ? molto utile conoscere la forza esercitata su ciascun appiglio per capire come e perch? un atleta ? riuscito o meno a eseguire una certa sequenza.

Ci? che viene considerato tipicamente ai fini dell?allenamento, riguarda quasi esclusivamente l?incremento delle capacit? dell?atleta (forza, resistenza e mobilit?), mentre poco ? stato fatto per analizzare quantitativamente come queste capacit? vengono ?spese? ai fini dell?arrampicata.

Esistono anche esempi di strumenti tecnologici che permettono di indagare le capacit? tecniche dell?atleta mediante una misura oggettiva.

In generale, esistono dispositivi sensori di forza, cio? apparati atti ad essere sollecitati da una forza e/o momento e misurarne l?entit?.

Il documento US5490427A si riferisce a un sensore di forza in cui la deformazione viene misurata esclusivamente da estensimetri applicati su gambe a forma di L o T; ciascuna di queste gambe ha almeno due braccia ortogonali l'una all'altra. Ogni gamba ha due estensimetri a taglio montati su bracci ortogonali per misurare le forze in direzioni ortogonali.

Il documento WO2019123038A1 si riferisce a un dispositivo dotato di cella di carico triassiale comprendente due prime coppie di estensimetri e due seconde coppie di estensimetri posizionate rispettivamente in due piani distinti tra loro, paralleli tra loro e paralleli al piano costituito da una parete da arrampicata su cui sono installate prese di arrampicata.

Tuttavia, soluzioni dell?arte nota non risultano pienamente efficaci, in particolare per la misurazione tridimensionale di forze con un buon livello di segnale.

Inoltre, nell?esempio non limitativo delle pareti da arrampicata, soluzioni dell?arte nota soffrono di problemi di collegamento alla parete da arrampicata, causando anche discontinuit? di interfaccia tra il sensore e il pannello della parete da arrampicata, costituito tipicamente da una superficie in legno multistrato.

Sintesi dell?invenzione

Scopo della presente invenzione ? quello di ovviare a inconvenienti della tecnica nota.

Ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello consentire una pi? efficace misurazione tridimensionale di forze agenti su un elemento sollecitabile.

Ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di effettuare una misurazione che consente di rigettare il contributo di momenti flettenti o torcenti agenti su un elemento sollecitabile.

Ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di presentare un sistema che sia collegabile ed applicabile in maniera migliore ad una parete da arrampicata.

Questi e altri scopi sono raggiunti da un dispositivo sensore di forza secondo le caratteristiche delle allegate rivendicazioni, che formano parte integrante della presente descrizione.

Un?idea alla base della presente invenzione ? di prevedere un dispositivo sensore di forza, applicabile preferibilmente ma non limitativamente ad una parete da arrampicata, avente un elemento sensibile con un corpo allungato e almeno una curva, per costituire un corpo angolato su cui applicare sei sensori di deformazione, configurati per misurare rispettive sei componenti indipendenti di detta forza e rigettare cos? la misura di momenti flettenti o torcenti.

Pertanto, l?invenzione prevede un dispositivo sensore di forza, comprendente: un elemento di montaggio configurato per essere vincolato a una superficie; un elemento di collegamento configurato per connettersi meccanicamente ad un elemento sollecitabile da detta forza; un elemento sensibile comprendente un corpo allungato strutturalmente collegante l?elemento di montaggio con l?elemento di collegamento e configurato per la misurazione di componenti della forza. Il corpo allungato comprende almeno una curva tale da dipartire almeno localmente da una retta immaginaria congiungente l?elemento di montaggio con l?elemento di collegamento. L?elemento sensibile comprende almeno sei sensori di deformazione configurati per misurare rispettive sei componenti indipendenti della forza.

Vantaggiosamente, il dispositivo sensore di forza della presente invenzione compone la misura di forza a partire da sei momenti agenti sull?elemento sensibile, grazie alla particolare geometria comprendente la curva. In particolare, l?utilizzo di almeno sei misure di deformazione per ricostruire i tre valori di forza consente di rigettare, attraverso moltiplicazione del vettore di deformazioni misurate per opportuna matrice di taratura, il contributo dei momenti sulla misura, e anche di rigettare il contributo degli errori nel posizionamento dei sei o pi? sensori di deformazione sulla misura.

Vantaggiosamente, il dispositivo sensore di forza della presente invenzione ? pi? efficace nella misura di forza tridimensionale, con un buon livello di segnale.

Vantaggiosamente, in una forma di realizzazione preferita e non limitativa, il dispositivo sensore di forza della presente invenzione consente di conservare un?interfaccia di una parete da arrampicata che sia del tutto analoga a quella utilizzata comunemente.

Vantaggiosamente, il design del dispositivo sensore di forza della presente invenzione permette una realizzazione a basso costo, indispensabile per applicazioni nelle quali ? richiesto un numero consistente di sensori, tramite l?assemblaggio di componenti a geometria piana facilmente ottenibili con lavorazioni su macchine a due assi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata fatta qui di seguito, di forme di realizzazione preferite, non limitative, della presente invenzione, e dalle rivendicazioni dipendenti che delineano forme di realizzazione preferite e particolarmente vantaggiose dell?invenzione.

Breve descrizione dei disegni

L?invenzione ? illustrata con riferimento alle seguenti figure, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

? La Figura 1 illustra un dispositivo sensore di forza secondo la presente invenzione, applicabile in maniera preferenziale a una parete da arrampicata.

- La Figura 2 illustra una vista in esploso del dispositivo sensore di forza di Figura 1.

- La Figura 3 illustra una vista dal retro del dispositivo sensore di forza di Figura 2.

- La Figura 4 illustra una forma di realizzazione del corpo di un dispositivo sensore di forza secondo la presente invenzione.

- La Figura 5 illustra una forma di realizzazione alternativa del corpo di un dispositivo sensore di forza secondo la presente invenzione.

- Le Figure 6A-6F illustrano ulteriori forme di realizzazione alternative di dispositivi sensori di forza secondo la presente invenzione.

Nelle differenti figure, elementi analoghi saranno identificati da numeri di riferimento analoghi.

Descrizione di dettaglio

La Figura 1 esemplifica in maniera non limitativa l?applicazione di un dispositivo sensore di forza 100 secondo la presente invenzione a una parete da arrampicata 10.

Il dispositivo sensore di forza 100 ? configurato per essere vincolato ad una superficie, per esempio per essere meccanicamente applicato, mediante opportuna bulloneria, alla parete da arrampicata 10.

Il dispositivo sensore di forza 100 ? ulteriormente configurato per connettersi meccanicamente ad un elemento sollecitabile da una forza, per esempio per connettersi mediante opportuna bulloneria ad un appiglio 11 della parete da arrampicata 10.

Il dispositivo sensore di forza 100 ? dotato di un elemento sensibile configurato per la misurazione di componenti della forza applicata all?elemento sollecitabile cio? all?appiglio 11 da parte di un atleta.

Come evidente, in un?esemplificazione non limitativa il dispositivo sensore di forza 100 ? atto all?applicazione su una parete da arrampicata 10, ed in particolare ha le seguenti caratteristiche.

Il dispositivo sensore di forza 100 ? progettato in modo da essere agganciato sulla parte posteriore della parete da arrampicata 10 e sporgere dalla parte anteriore di pochi millimetri: questo permette di avere la parete da arrampicata attrezzata in tutto o in parte con una pluralit? di dispositivi sensore di forza e in tutto o in parte popolato di appigli 11, senza ledere la funzionalit? della parete da arrampicata. Appigli potranno essere posizionati sia con un interposto dispositivo sensore di forza, oppure direttamente alla parete da arrampicata oppure su un semplice supporto non sensorizzato applicato a sua volta alla parete da arrampicata.

Grazie al dispositivo sensore di forza 100, l?appiglio 11 collegato non perde caratteristiche e funzionalit? tipiche del suo utilizzo, ovvero l?atleta potr? utilizzare l?appiglio 11 senza percepire una differenza significativa dovuta alla presenza del dispositivo sensore di forza 100 e alle particolarit? del pannello 10.

Vantaggiosamente, il dispositivo sensore di forza 100 ? agganciato alla parete da arrampicata 10 ed all?appiglio 11, rendendo la misura di forza non sensibile alla presenza di eventuali forze applicate alla parete da arrampicata 10 in altri punti; questo ? particolarmente importante per l?analisi dell?arrampicata di un atleta con quattro arti che esercitano contemporaneamente forze su appigli differenti posti sulla medesima parete da arrampicata.

Il dispositivo sensore di forza 100 ? progettato in modo da poter accogliere un appiglio 11 commerciale da arrampicata che viene collegato al dispositivo sensore di forza 100 invece che direttamente alla parete da arrampicata 10. Vantaggiosamente, il collegamento pu? avvenire con bulloneria analoga a quella utilizzata per appigli senza sensore.

La Figura 2 illustra una vista in esploso del dispositivo sensore di forza 100.

Il dispositivo sensore di forza 100 comprende un elemento di montaggio 101 configurato per essere vincolato a una superficie, in particolare per essere meccanicamente applicato alla parete da arrampicata, preferibilmente mediante apposita bulloneria e/o spessori.

Il dispositivo sensore di forza 100 comprende ulteriormente un elemento di collegamento 102 configurato per connettersi meccanicamente ad un elemento sollecitabile quale un appiglio 11 della parete da arrampicata, preferibilmente mediante apposita bulloneria e/o spessori. Preferibilmente, l?elemento di collegamento 102 comprende ulteriormente un elemento di spessore 102b interposto con l?appiglio 11; l?elemento di spessore 102b ha vantaggiosamente uno spessore sostanzialmente uguale a uno spessore della parete da arrampicata 10, cos? da realizzare una parete di arrampicata sostanzialmente piano quando l?appiglio 11 non ? ancora applicato all?elemento di collegamento 102. Inoltre, preferibilmente, l?elemento spessore 102b e l?elemento di collegamento 102 ? posto un secondo spessore, di pochi mm, che ha la funzione di portare la superficie anteriore dell?elemento spessore 102b pochi mm davanti alla superficie anteriore della parete di arrampicata 10. In questo modo, l?appiglio 11 pu? muoversi nelle tre dimensioni senza toccare la parete 10, anche quando il profilo dell?appiglio11 eccede quello dell?elemento spessore 102b.

Il dispositivo sensore di forza 100 comprende ulteriormente un elemento sensibile 103 comprendente un corpo allungato 104 strutturalmente collegante l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102 e configurato per la misurazione di componenti della forza applicata all?elemento sollecitabile, cio? all?appiglio 11.

Il corpo allungato 104 comprende almeno una curva 105 tale da dipartire almeno localmente da una retta immaginaria congiungente l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102, come sar? descritto ulteriormente.

Preferibilmente, il dispositivo sensore di forza 100 comprende ulteriormente un elemento limitatore di escursione 106 applicato all?elemento di collegamento 102 e configurato per andare in battuta con un retro della parete da arrampicata 10, in modo da impedire un?escursione eccessiva al di fuori del piano della parete quando l?appiglio 11 ? sollecitato da forze ingenti.

Infine, preferibilmente, il dispositivo sensore di forza 100 comprende ulteriormente una centralina di processamento segnali 107, connesso ad opportune interfacce per consentire la misurazione di forza da uno o pi? dispositivi sensori di forza.

La Figura 3 illustra una vista dal retro del dispositivo sensore 100, da cui ? possibile apprezzare chiaramente che il corpo allungato 104 comprende almeno una curva 105 tale da dipartire almeno localmente da una retta immaginaria 20 congiungente l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102.

In una forma di realizzazione preferita, la curva 105 definisce un angolo di 90? nel corpo allungato 104. In generale, la almeno una curva 105 ? giacente su un piano a cui appartengono l?elemento di montaggio 101, l?elemento di collegamento 102 e l?elemento sensibile 103.

La Figura 4 illustra in maggior dettaglio il corpo sensibile del dispositivo sensore di forza 100 secondo la presente invenzione.

L?elemento sensibile 103 comprende almeno sei sensori di deformazione 200 configurati per misurare rispettive sei componenti indipendenti della forza.

I sensori di deformazione 200 possono essere estensimetri (o strumenti equivalenti di misura delle deformazioni), preferibilmente secondo la configurazione a ?mezzo ponte di Wheatstone?.

Gli almeno sei sensori di deformazione 200 sono in particolare configurati per misurare componenti triassiali della forza, rigettando la misura di momenti mediante una matrice di taratura del dispositivo sensore di forza 100.

Entrando nello specifico della disposizione dei sei sensori di deformazione 200, essi sono disposti rispettivamente allineati a due a due, in tre coppie di sensori: 200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2 disposte sul corpo allungato 104.

In generale, in forme di realizzazione preferite, il corpo allungato 104 comprende tratti rettilinei su cui sono posizionati gli almeno sei sensori di deformazione 200. In altre varianti, il corpo allungato 104 potrebbe essere costituito da un quarto di cerchio o altres? da un semicerchio, sempre comprendendo infatti almeno una curva.

Nella forma di realizzazione preferita, ciascuno dei sei sensori di deformazione ? a sua volta costituito da una rispettiva coppia di sensori estensimetrici, pertanto:

- 200-X1 composto da 200-X1A e 200-X1B;

- 200-X2 composto da 200-X2A e 200-X2B;

- 200-Y1 composto da 200-Y1A e 200-Y1B;

- 200-Y2 composto da 200-Y2A e 200-Y2B;

- 200-Z1 composto da 200-Z1A e 200-Z1B;

- 200-Z2 composto da 200-Z2A e 200-Z2B.

in cui ciascuna coppia di ponti estensimetrici (per esempio, 200-X1A e 200-X1B o in generale 200-**A e 200-**B dove ?*? definisce un carattere jolly, analogamente a come indicato in informatica) ? disposta su superfici opposte di una medesima sezione longitudinale del corpo allungato 104.

Preferibilmente, una prima coppia di sensori 200-X1, 200-X2 ? separata mediante la curva 105 da una seconda coppia di sensori 200-Y1, 200-Y2 e da una terza coppia di sensori 200-Z1, 200-Z2. Inoltre, la seconda coppia di sensori 200-Y1, 200-Y2 e la terza coppia di sensori 200-Z1, 200-Z2 sono disposte su piani differenti di superfici esterne del corpo allungato 104.

In generale, preferibilmente, le tre coppie di sensori sono disposte su tre rispettivi piani differenti X-Y-Z delle superfici esterne del corpo allungato 104. Inoltre, i due sensori di ciascuna coppia (in generale 200-*1 e 200-*2) di dette tre coppie di sensori sono disposti su sezioni trasversali del corpo allungato 104 che sono differenti tra loro.

Preferibilmente, le tre coppie di sensori 200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2 sono rispettivamente su tre facce differenti tra loro del corpo allungato.

Inoltre, preferibilmente, due sensori di ciascuna coppia delle tre coppie di sensori (in generale 200-*1 e 200-*2) sono disposti su sezioni trasversali del corpo allungato 104 che sono differenti tra loro.

Inoltre, dal momento che la curva 105 definisce un angolo di 90? nel corpo allungato 104, le tre coppie di sensori 200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2 sono disposte sul corpo allungato 104 su tre rispettivi piani X-Y-Z che sono perpendicolari tra loro.

Il tecnico del ramo apprezza immediatamente che si potrebbe utilizzare un numero maggiore di sensori di deformazione, per esempio nove oppure dodici, per raggiungere una maggiore o equivalente funzionalit? del dispositivo sensore di forza 100.

A titolo esemplificativo, i segnali misurati ai sei sensori di deformazione 200 possono essere trasformati nei valori delle tre componenti tridimensionali della forza attraverso una trasformazione algebrica illustrata di seguito.

In fase di taratura vengono eseguite prove di carico, in maniera da sollecitare il sensore con vettori 6-dimensionali (forza, momento) in cui assumiamo che le prime tre componenti rappresentino le componenti di forza e le ultime tre rappresentino le componenti del momento. Le prove devono essere progettate in maniera che la matrice ottenuta affiancando gli vettori abbia rango pieno. Durante ciascuna di queste prove, le 6 componenti di forza e momento generano segnali sugli ponti estensimetrici. Chiamiamo gli vettori di questi segnali. Nell?ipotesi di piccole deformazioni, che si suppone verificata in condizioni di normale utilizzo del sensore, vale la relazione lineare dove ? una matrice incognita che dipende dalla geometria del sensore, ma anche dagli inevitabili piccoli errori di posizionamento dei ponti estensimetrici sul sensore. A ciascuna delle prove corrisponde un valore teorico di forza (quindi un vettore di tre elementi) che coincide con i primi tre elementi di Possiamo riunire i vettori delle prove nella matrice

dove la notazion dica le prime tre righe

della matrice Vale dunque la relazione dove ? la matrice dei segnali misurati sui ponti estensimetrici, e ? la matrice di taratura che possiamo identificare risolvendo l?equazione qui sopra ai minimi quadrati. Una volta identificata la matrice dato un vettore di segnali misurati sui ponti estensimetrici, il valore corrispondente del vettore forza, indipendentemente dal punto di applicazione di tale forza, ? dato dalla relazione

La Figura 5 illustra una forma di realizzazione alternativa del corpo di un dispositivo sensore di forza 101?.

In questa forma di realizzazione, il corpo allungato 104? ha una sezione con bordi stondati, diversamente dal corpo allungato 104 di cui sopra avente bordi retti.

In generale, il corpo allungato ha sezione sostanzialmente rettangolare o quadrata, per esempio a meno di eventuali stondature o raccordi, che definisce facce piane tra loro opposte.

In generale, l?elemento di montaggio 101, l?elemento di collegamento 102 e l?elemento sensibile 103 sono vantaggiosamente realizzati in un unico pezzo, preferibilmente mediante taglio di una lamiera metallica piana cos? da contenere i costi di realizzazione.

Le Figure 6A-6F illustrano ulteriori forme di realizzazione alternative di dispositivi sensori di forza secondo la presente invenzione.

In generale, nel dispositivo sensore di forza secondo la presente invenzione, il corpo allungato 104 comprende almeno una curva 105 tale da dipartire almeno localmente da una retta immaginaria 20 congiungente l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102.

In Figura 6A il corpo allungato 104 ha una curva di 90? che congiunge l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102 in una conformazione a L.

In Figura 6B il corpo allungato 104 ha una curva di 90? che congiunge l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102 in una conformazione pi? compatta, in cui i bordi dell?elemento di montaggio 101 e dell?elemento di collegamento 102 non sono paralleli alle direzioni principali del corpo allungato 104.

In Figura 6C il corpo allungato 104 ha una curva di circa 45? che congiunge l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102 in una conformazione pi? aperta.

In Figura 6D il corpo allungato 104 ha una coppia di curve di 90? che congiungono l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102 in una conformazione a S.

In Figura 6E il corpo allungato 104 ha una coppia di curve di 90? che congiungono l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102 in una conformazione a C.

In Figura 6C il corpo allungato 104 ha una curva di circa 135? che congiunge l?elemento di montaggio 101 con l?elemento di collegamento 102 in una conformazione pi? ripiegata.

Applicabilit? industriale

In un?applicazione preferita, il dispositivo sensore di forza 101 ? utilizzabile, come esempio, in una parete da arrampicata cio? una struttura a pannelli che pu? essere utilizzata per allenamento e/o competizioni, in grado di accogliere sensori di forza 3D secondo la presente invenzione da interporre tra la struttura e gli appigli, preferibilmente appigli commerciali comunemente utilizzati. In tal caso, i dati misurati dal dispositivo sensore di forza 101 vengono inviati in tempo reale, tramite connessione cablata o wireless, a un ricevitore (uno smartphone, un PC o un qualsiasi contatore elettronico programmabile con memorizzazione e visualizzazione dei dati registrati ed elaborati), dove vengono interpretati da un software. Questo software, a titolo esemplificativo, pu? illustrare con una infografica quanta forza sta esercitando/ha esercitato l?arrampicatore su ogni appiglio durante la sequenza di movimenti. Dalla misura nel tempo della forza su ciascuno degli appigli, ? possibile ricostruire l?andamento nel tempo della forza esercitata da ogni arto. Ad ogni appiglio pu? essere assegnato un peso di valutazione, espresso come una singola quantit? scalare o meglio come una tabella di coppie (peso, direzione), che descrive quanta forza ? possibile esercitare su un appiglio in una certa direzione spaziale. Mediante una parete da arrampicata dotata di una pluralit? di dispositivi sensori di forza secondo la presente invenzione, sar? cos? possibile confrontare il lavoro muscolare di un atleta in ripetizioni diverse di un dato esercizio, oppure confrontare tra loro atleti diversi nell?esecuzione di uno stesso esercizio.

In un?altra applicazione esemplificativa, si prevede di utilizzare una pluralit? di dispositivi sensori di forza secondo la presente invenzione per realizzare una struttura di test per calzature, in particolare per calzature da arrampicata. In questo caso, si prevede di applicare cinque dispositivi sensori di forza su un pannello di circa un metro di larghezza e due metri di altezza, posizionando tre dispositivi nella parte bassa e due dispositivi nella parte alta. Il sistema cos? ottenuto corrisponde a una superficie piana di minori dimensioni rispetto ad una parete da arrampicata. Come menzionato, sui tre elementi di collegamento dei dispositivi inferiori potranno essere applicati elementi sollecitabili diversi (per esempio: prese d'arrampicata, frammenti di roccia, altri materiali, etc.) mentre sui due elementi di collegamento dei dispositivi superiori potranno essere previste semplici maniglie o manopole, per migliore presa da parte di un utente. In fase di test, atleti potranno eseguire protocolli di prova per evidenziare differenze prestazionali di combinazioni di gomme e calzature.

In ancora un?altra applicazione esemplificativa, si prevede di applicare uno o pi? dispositivi sensori di forza secondo la presente invenzione per realizzare una struttura elementi sollecitabili a maniglia, che un atleta o un paziente di trattamento psicomotorio o riabilitativo possano posare mani o piedi, ed eseguire diversi esercizi a corpo libero (ad esempio flessioni, trazioni, esercizi alla sbarra, etc.) consentendo ad un operatore sportivo o sanitario di monitorare lo svolgimento dell?esercizio.

Altre possibili applicazioni di dispositivi sensori di forza secondo la presente invenzione possono essere il settore delle strutture civili o industriali, il settore automotive ed altri contesti specifici in cui dispositivi sensori con queste peculiarit? di forma e performance siano vantaggiosi.

Considerando la descrizione qui riportata, il tecnico del ramo potr? congegnare ulteriori modifiche e varianti, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche.

Per esempio, anche se il dispositivo sensore di forza 101 ? stato descritto con un corpo sostanzialmente realizzato in un unico pezzo, esso potrebbe essere realizzato da pi? componenti separati assemblati tra loro.

Le forme di realizzazione qui descritte sono pertanto da intendersi esempi illustrativi e non limitativi dell?invenzione.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo sensore di forza (100), comprendente: - un elemento di montaggio (101) configurato per essere vincolato a una superficie (10);

- un elemento di collegamento (102) configurato per connettersi meccanicamente ad un elemento sollecitabile (11) da detta forza;

- un elemento sensibile (103) comprendente un corpo allungato (104) strutturalmente collegante detto elemento di montaggio (101) con detto elemento di collegamento (102) e configurato per la misurazione di componenti di detta forza,

caratterizzato dal fatto che detto corpo allungato (104) comprende almeno una curva (105) tale da dipartire almeno localmente da una retta immaginaria (20) congiungente detto elemento di montaggio (101) con detto elemento di collegamento (102),

e dal fatto che detto elemento sensibile (103) comprende almeno sei sensori di deformazione (200) configurati per misurare rispettive sei componenti indipendenti di detta forza.

2. Dispositivo sensore di forza secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento di montaggio (101) ? configurato per essere meccanicamente applicato ad una parete da arrampicata (10), e in cui detto elemento sollecitabile ? un appiglio (11) di detta parete da arrampicata.

3. Dispositivo sensore di forza secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti sei sensori di deformazione (200) sono disposti rispettivamente allineati a due a due, in tre coppie di sensori (200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2) disposte su detto corpo allungato.

4. Dispositivo sensore di forza secondo la rivendicazione 3, in cui una prima coppia di sensori (200) ? separata mediante detta curva (105) da una seconda coppia di sensori (200) e da una terza coppia di sensori (200),

e in cui detta seconda coppia di sensori (200) e detta terza coppia di sensori (200) sono disposte su piani differenti di superfici esterne di detto corpo allungato (104).

5. Dispositivo sensore di forza secondo la rivendicazione 4, in cui dette tre coppie di sensori (200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2) sono disposte su tre rispettivi piani differenti di superfici esterne di detto corpo allungato (104),

e in cui due sensori di ciascuna coppia di dette tre coppie di sensori (200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2) sono disposti su sezioni trasversali di detto corpo allungato (104) che sono differenti tra loro.

6. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui dette tre coppie di sensori (200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2) sono rispettivamente su tre facce differenti tra loro di detto corpo allungato (104).

7. Dispositivo sensore di forza secondo la rivendicazione 6, in cui due sensori di ciascuna coppia di dette tre coppie di sensori (200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2) sono disposti su sezioni trasversali di detto corpo allungato (104) che sono differenti tra loro. 8. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui detta curva (105) definisce un angolo di 90? in detto corpo allungato (104),

e in cui dette tre coppie di sensori (200-X1, 200-X2; 200-Y1, 200-Y2; 200-Z1, 200-Z2) sono disposte su detto corpo allungato (104) su tre rispettivi piani perpendicolari tra loro.

9. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui detta almeno una curva (105) ? giacente su un piano a cui appartengono detto elemento di montaggio (101), detto elemento di collegamento (102) e detto elemento sensibile (103).

10. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui detto elemento di montaggio (101), detto elemento di collegamento (102) e detto elemento sensibile (103) sono realizzati in un unico pezzo, preferibilmente mediante taglio di una lamiera metallica piana.

11. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detto corpo allungato (104) comprende ulteriormente tratti rettilinei su cui sono posizionati detti almeno sei sensori di deformazione (200).

12. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui detti sei sensori di deformazione (200) comprendono sei rispettive coppie di ponti estensimetrici (200-X1A, 200-X1B; 200-X2A, 200-X2B; 200-Y1A, 200-Y1B; 200-Y2A, 200-Y2B; 200-Z1A, 200-Z1B; 200-Z2A, 200-Z2B), ciascuna coppia di ponti estensimetrici essendo disposta su superfici opposte di una medesima sezione longitudinale di detto corpo allungato (104).

13. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui corpo allungato (104) ha sezione sostanzialmente rettangolare o quadrata che definisce facce piane tra loro opposte.

14. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 13, ulteriormente comprendente un elemento limitatore di escursione (106) applicato a detto elemento di collegamento (102) e configurato per andare in battuta con un elemento esterno cos? da limitare un?escursione massima di detto elemento sollecitabile (11).

15. Dispositivo sensore di forza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, in cui detti almeno sei sensori di deformazione (200) sono ulteriormente configurati per misurare componenti triassiali di detta forza rigettando la misura di momenti mediante una matrice di taratura di detto dispositivo sensore di forza (100).