IT202100030326A1 - Sistema e metodo di misura per biciclette - Google Patents

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IT202100030326A1
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IT
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arc
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pedal
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IT102021000030326A
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Inventor
Stefano Favero
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Favero Electronics S R L
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?SISTEMA E METODO DI MISURA PER BICICLETTE?
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione riguarda un sistema e metodo di misura per biciclette. In particolare, la presente invenzione concerne la determinazione di dati prestazionali sulla base della misura della forza esercitata da un ciclista durante una o pi? pedalate.
ARTE ANTERIORE
Sono noti sistemi ed apparecchi elettronici di misura per biciclette, generalmente indicati con ?apparecchi misuratori di potenza? (power meter apparatuses), che vengono montati su un pedale o su una pedivella di una bicicletta per determinare una serie di dati prestazionali che caratterizzano le performance fisiche del ciclista, durante la sua pedalata.
Gli apparecchi misuratori di potenza sopra citati sono comunemente provvisti di sensori che misurano una serie di grandezze fisiche, quali ad esempio la forza esercitata dal ciclista sul pedale, la velocit? di rotazione del pedale e la cadenza, ed una unit? elettronica che elabora tali grandezze fisiche misurate per determinare i suddetti dati prestazionali, indicati generalmente anche con il termine tecnico ?metriche?.
Le metriche attualmente determinate tramite gli apparecchi misuratori di potenza sopra descritti sono molteplici. I dati prestazionali delle metriche maggiormente diffuse comprendono ad esempio: la potenza totale, la fase di potenza (power phase), l?efficienza di coppia (torque effectiveness), l?uniformit? di pedalata (power smoothness), ed altre grandezze fisiche che sono correlate in modo diretto o indiretto alla forza esercitata dal ciclista.
Sebbene le metriche attuali offrano un ampio spettro di dati prestazionali utilizzabili per consentire l?effettuazione di valutazioni tecniche e atletiche sulle performance del ciclista, esiste attualmente l?esigenza, specie nei settori associati al ciclismo praticato a livello agonistico, di poter ottenere dei dati prestazionali maggiormente specifici, utili e selettivi, attraverso i quali ? possibile effettuare delle analisi tecniche per determinare maggiori informazioni sulla pedalata del ciclista.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione ? quindi quello di fornire un sistema ed un metodo che siano in grado di soddisfare la suddetta esigenza.
Questo scopo viene raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa ? relativa ad un sistema elettronico di misura per biciclette, realizzato secondo quanto definito nelle relative rivendicazioni di sistema allegate.
Secondo la presente invenzione viene inoltre fornito un metodo di misura per biciclette secondo quanto definito nelle relative rivendicazioni di metodo allegate.
Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la Figura 1 ? una vista prospettica con parti in scala ingrandita di un sistema elettronico di misura per biciclette realizzato secondo i dettami della presente invenzione, - la Figura 2 mostra uno schema a blocchi del sistema elettronico di misura per biciclette realizzato secondo i dettami della presente invenzione,
- le Figure 3 e 4 mostrano rispettive circonferenze di pedalata ed archi di pedalata,
- la Figura 5 mostra un dispositivo di interfaccia utente del sistema elettronico di misura realizzato secondo i dettami della presente invenzione,
- le Figure 6 e 7 mostrano uno spostamento di un pedale all?interno di un arco di pedalata,
- la Figura 8 mostra un dispositivo di interfaccia utente del sistema elettronico di misura realizzato secondo una possibile forma realizzativa della presente invenzione, - la Figura 9 mostra un diagramma di flusso delle operazioni implementate dal sistema elettronico di misura secondo la presente invenzione.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL?INVENZIONE
La presente invenzione verr? ora descritta in dettaglio con riferimento alle Figure allegate per permettere ad una persona esperta di realizzarla ed utilizzarla. Varie modifiche alle forme di realizzazione descritte saranno immediatamente evidenti alle persone esperte ed i generici principi descritti possono essere applicati ad altre forme di realizzazione ed applicazioni senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Pertanto, la presente invenzione non deve essere considerata limitata alle forme di realizzazione descritte ed illustrate, ma le si deve accordare il pi? ampio ambito protettivo conforme ai principi e alle caratteristiche qui descritte e rivendicate.
Con riferimento alla Figura 1, con il numero 1 ? indicato nel suo complesso un sistema elettronico di misura per biciclette. Come verr? descritto in dettaglio in seguito il sistema elettronico di misura 1 ? configurato in modo tale da fornire delle metriche comprendenti dei dati prestazionali dell?utente durante una o pi? pedalate.
Le metriche ossia i dati prestazionali sono determinate/i dal sistema elettronico di misura 1 sulla base di almeno una forza esercitata da un utente (ciclista) durante almeno una pedalata, in una condizione in cui la pedalata causa lo spostamento della bicicletta 3 su un piano di appoggio, ad esempio su una strada o similari.
Resta inteso che la presente invenzione non ? limitata a metriche/dati prestazionali determinate/i dal sistema elettronico di misura 1 sulla base della pedalata effettuata dall?utente tramite un singolo pedale 2, ma ? applicabile in modo del tutto analogo a quanto verr? descritto in seguito, per determinare metriche/dati prestazionali dell?utente, sulla base delle pedalate effettuate dall?utente sui due pedali 2 (pedale destro e pedale sinistro) della bicicletta 3.
La bicicletta 3 ? di tipo noto e non essendo l?oggetto della presente invenzione, non verr? ulteriormente descritta se non per precisare (Figura 1) che essa comprende un telaio, un manubrio, due pedivelle 4 accoppiate ad un gruppo di trasmissione montato sul mozzo del telaio della bicicletta 3 in modo tale da ruotare attorno ad un asse di rotazione A, e due pedali 2 che sono accoppiati sulle rispettive pedivelle 4. I pedali 2 della bicicletta 3 comprendono ciascuno un perno-pedale (non illustrato) che ? accoppiato alla pedivella 4 e si estende lungo un asse B ortogonale all?asse della pedivella 4. Il pedale 2 comprende inoltre un corpopedale 6, che ? accoppiato al perno-pedale in modo tale da ruotare liberamente attorno all?asse B ed ? atto a formare, in uso, la struttura di supporto/appoggio del piede dell?utente e/o la struttura di fissaggio della sua calzatura.
Con riferimento alle Figure 3 e 4, in uso, ciascun pedale 2 descrive/segue una traiettoria di pedalata sostanzialmente circolare, che definisce una circonferenza di pedalata CP quando la rispettiva pedivella 4 compie un giro completo attorno all?asse di rotazione A compiendo un angolo di rotazione di 360? misurato rispetto ad un asse di riferimento V, rappresentato da un asse verticale cui corrisponde un angolo di rotazione della pedivella 4 di 0?.
Con riferimento alle Figure 3 e 4, nella trattazione che segue, con il termine ?arco di pedalata? verr? inteso un tratto della circonferenza di pedalata CP che ? definita a sua volta dalla traiettoria di pedalata percorsa dal pedale 2 durante un giro completo (360?). In altre parole, l?arco di pedalata indicato con AP nelle Figure allegate, ? un segmento o porzione di circonferenza che unisce due punti della circonferenza di pedalata CP definenti precisamente le estremit? dell?arco di pedalata AP stesso. Nelle Figure 3 e 4, le estremit? dell?arco di pedalata AP della circonferenza di pedalata CP sono unite con il centro della circonferenza tramite due raggi R1 e R2. Negli esempi illustrati, il primo raggio R1 forma un angolo ?1 con l?asse di riferimento V ed il secondo raggio R2 forma un angolo ?2>?1 con il medesimo asse di riferimento V. La differenza angolare ?2-?1 definisce un angolo di pedalata ?3 che ? compreso tra i due raggi R1, R2 e definisce l?ampiezza angolare dell?arco di pedalata AP. L?arco di pedalata AP ? caratterizzato da una lunghezza di pedalata LP minore della lunghezza della circonferenza di pedalata CP. Secondo la presente invenzione l?arco di pedalata AP presenta inoltre un angolo di pedalata ?3 minore di 360?.
Nella trattazione che segue con il termine forza risultante (resultant force) si intende la forza totale applicata dall?utente sul pedale 2. Nelle Figure 6 e 7, la forza risultante ? indicata con FT.
Nella trattazione che segue con il termine forza efficace (effective force) si intende la componente della forza risultante FT che agisce radialmente alla pedivella 4 nel punto di applicazione del pedale 2 (tangenzialmente alla circonferenza di pedalata CP). Resta inteso che la forza efficace, indicata nelle Figure 6 e 7 con FR, essendo un vettore, pu? essere una forza efficace positiva (quando il suo verso ? concorde con il verso di rotazione della pedivella 4 attorno all?asse A - verso orario osservando il lato della bicicletta provvisto della pedivella), oppure una forza efficace negativa (negative effective force) quando il suo verso ? opposto al verso di rotazione della pedivella attorno all?asse A.
Nella trattazione che segue con il termine forza assiale (axial force) si intende la componente della forza totale FT orientata lungo l?asse della pedivella 4. Nelle Figure 6 e 7, la forza assiale ? indicata con FS.
Con riferimento ad una preferita forma realizzativa mostrata nelle Figure 1 e 2, il sistema elettronico 1 comprende un dispositivo di interfaccia utente 7 elettronico, che ? configurato in modo tale da permettere ad un utente di definire/selezionare almeno un arco di pedalata AP nella circonferenza di pedalata CP. Il dispositivo di interfaccia utente 7 ? configurato in modo tale da fornire un comando-utente S1 contenente dei dati-comando che sono indicativi dell?arco di pedalata AP definito/selezionato dall?utente.
Il sistema elettronico 1 comprende, inoltre, almeno un apparecchio misuratore di potenza 8 elettronico, che ? montato su un pedale 2. Resta inoltre inteso che secondo una possibile forma realizzativa, in alternativa e/o in aggiunta l?apparecchio misuratore di potenza (indicato nella Figura 1 con 8? per aumentare la chiarezza) pu? essere disposto sulla pedivella 4.
Resta inoltre inteso che il sistema elettronico 1 pu? comprendere due apparecchi misuratori di potenza 8 montati sui rispettivi pedali 2 e/o sulle rispettive pedivelle 4; in questo caso il dispositivo di interfaccia utente 7 ? configurato in modo tale da permettere ad un utente di definire/selezionare almeno un arco di pedalata AP nella circonferenza di pedalata CP per ciascuno dei due pedali 2.
L?apparecchio misuratore di potenza 8 ? configurato in modo tale da: essere operativamente collegato con il dispositivo di interfaccia utente 7 per ricevere il comandoutente S1 contenente l?arco di pedalata AP selezionato dall?utente, misurare almeno una forza esercitata dall?utente durante la pedalata, quando il pedale 2 si sta spostando nell?arco di pedalata AP, determinare almeno una grandezza di misura associata alla forza misurata nell?arco di pedalata AP, e determinare i dati prestazionali dell?utente nell?arco di pedalata AP sulla base della grandezza di misura determinata.
Secondo la preferita forma realizzativa mostrata in Figura 1, l?apparecchio misuratore di potenza 8 ? configurato in modo tale da misurare almeno una forza esercitata da un utente sul pedale 2 nella circonferenza di pedalata CP o nell?arco di pedalata AP, determinare una o pi? grandezze di misura sulla base della forza misurata sul pedale 2 quando il pedale 2 si sposta all?interno dell?arco di pedalata AP selezionato/stabilito dall?utente, e fornire i dati prestazionali di pedalata associati alla forza misurata nell?arco di pedalata AP, sulla base della detta una o pi? grandezze di misura determinate.
L?effetto tecnico ottenuto ? quello di permettere ad un utente di approfondire notevolmente la conoscenza sulle sue prestazioni in un tratto specifico contenuto nella circonferenza di pedalata CP. In questo modo, ? possibile monitorare e/o mappare i parametri che caratterizzano il movimento di pedalata eseguito dall?utente specificamente all?interno dell?arco di pedalata cos? da poter fare delle elaborazioni tecniche mirate che consentono di migliorare l?analisi del detto movimento al fine di correggerlo in tempo reale se le prestazioni rilevate si discostano da quelle richieste.
Secondo una preferita forma realizzativa mostrata in Figura 1, il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? essere convenientemente compreso in, o essere, un ciclo computer posizionato sulla bicicletta 3 (nel manubrio in Figura 1).
Resta tuttavia inteso che la presente invenzione non ? limitata al dispositivo di interfaccia utente 7 di un ciclo computer 9 ma pu? prevedere, come mostrato nella Figura 1, in aggiunta e/o in alternativa, un dispositivo di interfaccia utente 7 compreso in, o corrispondente a, un qualsiasi dispositivo computer quale ad esempio uno smart-phone, un tablet, o un computer portatile o qualsiasi altro dispositivo elettronico di calcolo e/o comunicazione similare.
Secondo una preferita forma realizzativa, il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? essere configurato per permettere ad un utente di regolare/variare l?arco di pedalata AP ed ? atto a codificare la regolazione effettuata nei dati di comando contenuti nel segnale di comando S1 fornito all?apparecchio misuratore di potenza 1. La regolazione effettuabile dall?utente tramite il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? essere selettiva e comprendere: la variazione della lunghezza LP dell?arco di pedalata AP, e/o la variazione dell?ampiezza angolare ?3 dell?arco di pedalata AP, la variazione della posizione dei punti di estremit? dell?arco di pedalata AP nella circonferenza tramite, ad esempio, la variazione dell?angolo ?1 e/o dell?angolo ?2. Tale regolazione pu? essere codificata nei dati di comando contenuti nel segnale di comando S1. I dati di comando possono quindi contenere i parametri geometrici sopra descritti che caratterizzano l?arco di pedalata AP definito dalla regolazione effettuata.
In alternativa e/o in aggiunta, il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? essere inoltre configurato per permettere ad un utente di selezionare un arco di pedalata AP compreso tra una pluralit? di archi di pedalata AP prestabiliti e di codificare tale selezione nei dati di comando del segnale di comando-utente S1. Ciascuno degli archi di pedalata AP prestabiliti e selezionabili pu? presentare dei parametri geometrici diversi da quelli che caratterizzano i restanti altri archi di pedalata AP selezionabili.
Con riferimento alla Figura 2, secondo una possibile forma realizzativa, il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? comprendere: una unit? di comando 7a per mezzo della quale l?utente impartisce i suddetti dati comando tramite il segnale di comando S1. L?unit? di comando 7a pu? comprendere ad esempio un pannello e/o una tastiera, e/o un display. Il display pu? essere convenientemente di tipo touch-screen o similare. L?unit? di comando 7a pu? essere configurata in modo tale da permettere all?utente di definire/selezionare un arco di pedalata AP tramite comandi manuali e/o vocali, o qualsiasi altro tipo di comando similare.
Il dispositivo di interfaccia utente 7 comprende inoltre una unit? di comunicazione 7b che ? configurata per effettuare una comunicazione bidirezionale, preferibilmente senza fili (Wireless) tramite un sistema di comunicazione 100 con l?apparecchio misuratore di potenza 8 per fornirgli il segnale di comando S1 e/o per ricevere dallo stesso i dati prestazionali di pedalata. Il sistema di comunicazione 100 pu? essere un sistema wireless a corto raggio (WPAN) (comunicazione Bluetooth o similari) e/o un sistema wireless a lungo raggio (comunicazione telefonica cellulare o similari).
Con riferimento alla Figura 2, secondo una possibile forma realizzativa, il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? comprendere inoltre una unit? di uscita 7c che ? operativamente collegata all?unit? di comunicazione 7b per ricevere dalla stessa i dati prestazionali di pedalata, ed ? configurata in modo tale da comunicare i dati prestazionali di pedalata all?utente.
Con riferimento alla Figura 2, secondo una possibile forma realizzativa, il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? comprendere inoltre una unit? di processamento 7d che controlla il funzionamento di tutte le unit? presenti nel dispositivo di interfaccia utente 7 sopra descritte.
Secondo una conveniente forma realizzativa mostrata nella Figura 2, l?apparecchio elettronico misuratore di potenza 8 pu? comprendere un modulo di comunicazione 8a atto a comunicare con l?unit? di comunicazione 7b del dispositivo di interfaccia utente 7 attraverso il sistema di comunicazione 100 per ricevere il segnale di comando S1 e per fornire i dati prestazionali di pedalata.
Secondo una conveniente forma realizzativa mostrata nella Figura 2, l?apparecchio elettronico misuratore di potenza 8 pu? comprendere, inoltre, un circuito di misura CM8 provvisto di un dispositivo sensore 8b configurato in modo da misurare una forza esercitata dall?utente sul pedale 2.
Con riferimento alla preferita forma realizzativa mostrata nelle Figure 1, 2, 6 e 7, la forza misurata dall?apparecchio misuratore di potenza 8 montato sul pedale 2 pu? comprendere a scelta una o pi? delle seguenti forze: la forza risultante FT e/o la forza efficace FR e/o la forza assiale FS.
Resta inteso che nel caso in cui l?apparecchio misuratore di potenza 8 sia montato sulla pedivella 4, la forza misurata pu? comprendere la forza ortogonale all?asse della pedivella 4 e/o la forza coassiale all?asse della pedivella 4.
Come mostrato in Figura 2, il dispositivo sensore 8b ? atto a fornire la/e forza/e misurata/e. Il dispositivo sensore 8b pu? comprendere preferibilmente degli estensimetri (strain gauges) accoppiati stabilmente al perno-pedale del pedale 2 (o alla pedivella 4) per misurarne la deformazione. Gli estensimetri possono essere collegati tra loro in modo da formare uno o pi? circuiti a ponte di Weatstone.
Il dispositivo sensore 8b pu? essere realizzato, ad esempio, secondo quanto descritto nelle domande italiane di brevetto n. 102019000022536, 102017000052407, 102020000017662 della Richiedente, i cui contenuti (descrizione e tavole) si intendono qui completamente incorporati per riferimento
Il circuito di misura CM8 pu? comprendere, inoltre, uno o pi? dispositivi sensori 8c atti a misurare istante per istante la velocit? angolare di rotazione ? della pedivella 2. I dispositivi sensori 8c possono comprendere ad esempio degli accelerometri e/o giroscopi ad uno o pi? assi.
Il circuito di misura CM8 pu? comprendere inoltre uno o pi? dispositivi sensori 8d atti a determinare, istante per istante, la posizione angolare ?i della pedivella 4. I dispositivi sensori 8d possono comprendere ad esempio un giroscopio e/o dei magneti.
L?apparecchio elettronico misuratore di potenza 8 pu? comprendere, inoltre, un dispositivo di memoria 8e ed un dispositivo di processamento 8f atto a ricevere e a memorizzare nel dispositivo di memoria 8e dei dati di misura comprendenti le seguenti grandezze di misura: la/le forza/e misurata/e tramite i dispositivi sensori 8b, la velocit? angolare ? della pedivella 4 misurata dai dispositivi sensori 8c e la posizione angolare ?i della pedivella 4 misurata dai dispositivi sensori 8d. Preferibilmente, le grandezze di misura sopra indicate possono essere misurate tramite i relativi dispositivi sensori e memorizzate nel dispositivo di memoria 8e dal dispositivo di processamento 8f ed in modo continuativo ad istanti prestabiliti e/o angoli prestabiliti quando la pedivella 4 ruota attorno all?asse A. Convenientemente le grandezze di misura sopra indicate comprese nei dati di misura possono essere misurate ed elaborate per calcolare rispettivi valori ?medi? ad intervalli angolari di rotazione prestabiliti della pedivella 4, ad esempio ogni circa 5?.
Il dispositivo di processamento 8f pu? essere inoltre configurato in modo tale da: ricevere in ingresso il segnale di comando S1 cos? da determinare l?arco di pedalata AP definito dall?utente, ed elaborare i dati di misura determinati nell?arco di pedalata AP selezionato, in modo tale da fornire convenientemente i dati prestazionali di pedalata associati specificamente (solamente) all?arco di pedalata AP stesso.
Secondo una preferita forma realizzativa, il dispositivo di processamento 8f ? convenientemente configurato in modo tale da implementare una prima metrica per determinare dei primi dati prestazionali di pedalata indicativi della potenza utile o potenza propulsiva PP(AP) generata dall?utente nell?arco di pedalata AP. La potenza propulsiva PP(AP) pu? essere calcolata dal dispositivo di processamento 8f almeno sulla base della forza efficace FR(AP) e della velocit? angolare ?(AP) misurate dal circuito di misura CM8 nell?arco di pedalata AP.
Preferibilmente, il dispositivo di processamento 8f ? convenientemente configurato in modo tale da determinare un primo profilo prestazionale contenente le potenze propulsive PP(AP) generate dall?utente nell?arco di pedalata AP e memorizzate durante una pluralit? di giri della pedivella 4 attorno all?asse A. Il primo profilo prestazionale pu? quindi convenientemente essere indicativo dall?andamento della potenza propulsiva PP(AP) generata dall?utente in un arco di pedalata AP durante le pedalate effettuate dall?utente, ad esempio, in un ciclo di allenamento (pluralit? di pedalate).
Secondo una preferita forma realizzativa, il dispositivo di processamento 8f ? convenientemente configurato in modo tale da implementare una seconda metrica per determinare dei secondi dati prestazionali di pedalata indicativi dell?efficienza di forza EF dell?utente nell?arco di pedalata AP. L?efficienza di forza EF(AP) pu? essere calcolata dal dispositivo di processamento 8f tramite la formula EF=FR(AP)/FT(AP) sulla base della forza efficace FR(AP) e della forza risultante FT(AP) misurate dal circuito di misura nell?arco di pedalata AP.
Preferibilmente il dispositivo di processamento 8f ? convenientemente configurato in modo tale da determinare un secondo profilo prestazionale contenente le efficienze di forza EF(AP) dell?utente nell?arco di pedalata AP determinate durante una pluralit? di pedalate. Il secondo profilo prestazionale pu? quindi essere indicativo dall?andamento del profilo di efficienza di forza dell?utente nel medesimo arco di pedalata AP durante le pedalate effettuate dall?utente stesso, ad esempio, in un ciclo di allenamento.
Secondo una preferita forma realizzativa, il dispositivo di processamento 8f ? convenientemente configurato in modo tale da implementare una terza metrica per determinare dei terzi dati prestazionali di pedalata indicativi dell?indice di efficienza IE(AP) (Index of effectiveness) dell?utente nell?arco di pedalata AP. L?indice di efficienza IE(AP) pu? essere calcolato dal dispositivo di processamento 8f tramite la formula IE(AP)=EF(AP)/FT(AP) sulla base del rapporto tra l?efficienza di forza EF(AP) nell?arco di pedalata AP e la forza risultante FT(AP) nell?arco di pedalata AP.
Preferibilmente, il dispositivo di processamento 8f ? convenientemente configurato in modo tale da determinare un terzo profilo prestazionale contenente l?indice di efficienza IE(AP) dell?utente nell?arco di pedalata AP quando la pedivella compie una pluralit? di giri completi attorno all?asse A. Il terzo profilo prestazionale pu? quindi essere convenientemente indicativo dell?andamento dell?indice di efficienza IE(AP) dell?utente durante le pedalate effettuate dall?utente stesso, ad esempio, in un ciclo di allenamento (pluralit? di pedalate).
Secondo una preferita forma realizzativa il dispositivo di processamento 8f ? convenientemente configurato in modo tale da memorizzare in modo selettivo i primi dati prestazionali e/o i secondi dati prestazionali e/o i terzi dati prestazionali, solo quando si verifica/viene soddisfatta, durante un giro di pedalata, una condizione di pedalata prestabilita. Tale condizione di pedalata prestabilita pu? essere verificata/soddisfatta convenientemente, ad esempio, quando: la potenza propulsiva PP ? compresa in un intervallo di potenze prestabilito, e/o la cadenza della pedivella 4 in un intervallo di cadenze prestabilito, e/o l?utente ? in una condizione posturale prestabilita (ad esempio ? seduto oppure ? in piedi).
Secondo una preferita forma realizzativa, il dispositivo di interfaccia utente 7 ? atto a permettere all?utente di comandare all?apparecchio misuratore di potenza 8, tramite l?invio di dati comando contenuti nel segnale di comando S1 l?implementazione, la determinazione e la fornitura: della prima metrica e/o della seconda metrica e/o della terza metrica, e/o del primo profilo prestazionale e/o del secondo profilo prestazionale e/o del terzo profilo prestazionale.
Secondo una preferita forma realizzativa il dispositivo di interfaccia utente 7 ? atto inoltre a permettere all?utente di selezionare/comandare tramite l?invio di dati comando contenuti nel segnale di comando S1, la condizione di pedalata prestabilita per la memorizzazione selettiva dei primi dati prestazionali, e/o i secondi dati prestazionali, e/o i terzi dati prestazionali.
Il dispositivo di processamento 8f dell?apparecchio misuratore di potenza 8 ? convenientemente configurato in modo da implementare/determinare, sulla base dei dati comando contenuti nel segnale di comando S1: la prima metrica e/o seconda metrica e/o la terza metrica, e/o il primo profilo prestazionale, e/o il secondo primo profilo prestazionale, e/o il terzo primo profilo prestazionale.
Il dispositivo di processamento 8f dell?apparecchio misuratore di potenza 8 ? convenientemente configurato in modo da implementare, sulla base dei dati comando del segnale di comando S1, la memorizzazione selettiva dei primi dati prestazionali, e/o i secondi dati prestazionali, e/o i terzi dati prestazionali sulla base della condizione di pedalata stabilita dall?utente.
Il dispositivo di processamento 8f dell?apparecchio misuratore di potenza 8 ? inoltre configurato in modo tale da fornire al dispositivo di interfaccia utente 7, attraverso l?unit? di comunicazione 8a, i dati prestazionali relativi a: la prima metrica e/o seconda metrica e/o la terza metrica, e/o il primo profilo prestazionale, e/o il secondo profilo prestazionale, e/o il terzo profilo prestazionale.
Con riferimento alla Figura 8, in aggiunta o in alternativa, il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? essere configurato in modo tale da fornire dei dati comando nel segnale di comando S1 contenenti l?arco di pedalata AP determinato a sua volta sulla base di una previa selezione da parte di un utente di un gruppo muscolare M1 dell?arto inferiore che movimenta il pedale 2.
Secondo questa forma realizzativa, il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? essere configurato in modo tale da: permettere ad un utente di selezionare almeno un gruppo muscolare del detto arto inferiore compreso in un gruppo di organi muscolari prestabiliti ed associati a rispettivi archi di pedalata AP e di fornire i dati comando nel segnale di comando S1 contenenti l?arco di pedalata AP associato al gruppo muscolare selezionato. In altre parole, la selezione dell?arco di pedalata AP pu? essere effettuato in modo indiretto, sulla base cio? di un comando utente indicato con M1 nella Figura 2 che indica un gruppo muscolare. In questa forma realizzativa, l?unit? di memoria 7e contiene una serie di archi di pedalata AP prestabiliti e per ciascun arco di pedalata AP un rispettivo gruppo muscolare.
Nell?esempio illustrato nella Figura 8, la selezione di un gruppo muscolare relativo agli estensori dell?anca (Hip Extensors- indicato con HE in Figura 8) causa automaticamente la selezione di un arco di pedalata AP compreso tra ?1=0? e ?2=70?; la selezione di un gruppo muscolare associato agli estensori del ginocchio (Knee Extensors indicato con KE in Figura 8) causa automaticamente la selezione di un arco di pedalata AP compreso tra ?1=70? a ?2=150?; la selezione di un gruppo muscolare associato ai muscoli flessori plantari (Ankle Plantar Flexors - indicato con APF in Figura 8) causa automaticamente la selezione di un arco di pedalata AP compreso tra ?1= 150? e ?2= 180?; la selezione di un gruppo muscolare associato ai muscoli Dorsiflessori della caviglia (Ankle Dorsiflexors- indicato con ADF in Figura 8) causa automaticamente la selezione di un arco di pedalata AP compreso tra ?1=180? e ?2= 220?; la selezione di un gruppo muscolare associato ai muscoli flessori del ginocchio (Knee Flexors - indicato con KF in Figura 8) causa automaticamente la selezione di un arco di pedalata AP compreso tra ?1=220? e ?2=290?; la selezione di un gruppo muscolare associato a ai muscoli flessori dell'anca (Hip Flexors- indicato con HF in Figura 8) causa automaticamente la selezione di un arco di pedalata AP compreso tra ?1=290? e ?2=360?.
L?effetto tecnico ottenuto ? quello di permettere ad un utente di verificare le performance di specifici organi muscolari durante la pedalata eseguendo il monitoraggio della forza esercitata esclusivamente negli archi di pedalata AP nei quali vengono azionati i gruppi muscolari stessi. In altre parole i dati prestazionali dell?arco di pedalata AP sono indicativi della prestazione del gruppo muscolare associato all?arco di pedalata AP stesso.
Resta inteso che la presente invenzione non ? limitata alla selezione di un singolo arco di pedalata AP e/o di un singolo gruppo muscolare ma pu? prevedere la selezione da parte dell?utente di una serie di archi di pedalata AP e/o una serie di organi muscolari. In questo caso il sistema elettronico 1 ? atto a fornire selettivamente i dati prestazionali determinati dall?apparecchio misuratore di potenza per ciascun arco di pedalata stabilito direttamente o indirettamente (tramite la selezione dell?gruppo muscolare) dall?utente attraverso il dispositivo di interfaccia utente 7.
Resta inoltre inteso che il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? essere configurato in modo tale da permettere all?utente di selezionare e/o definire archi di pedalata AP almeno parzialmente sovrapposti. In questo caso, l?apparecchio misuratore di potenza 8 ? configurato per fornire i dati prestazionali per ciascun arco di pedalata AP selezionato.
Resta inoltre inteso che il dispositivo di interfaccia utente 7 pu? essere configurato in modo tale da permettere all?utente di selezionare e/o definire delle metriche comprendenti dati prestazionali di un arco di pedalata AP selezionato, che sono diverse da un altro arco di pedalata AP selezionato.
Resta inoltre inteso che il sistema elettronico 1, secondo una forma realizzativa pu? prevedere che l?apparecchio misuratore di potenza 8, memorizzi nel dispositivo di memoria 8e solamente le grandezze di misura determinate nell?arco di pedalata AP e comunichi tali grandezze di misura al dispositivo di interfaccia utente. Secondo questa forma realizzativa le elaborazioni effettuate dal dispositivo di processamento 8f possono essere effettuate dall?unit? di processamento 7d. L?effetto tecnico di questa forma realizzativa ? quella di ottenere una riduzione della potenza di calcolo richiesta da parte del dispositivo di processamento 8f.
Con riferimento alla Figura 9 verranno di seguito descritte le fasi operative del metodo di funzionamento del sistema elettronico di misura 1 sopra descritto in cui si ipotizza una selezione di un singolo arco di pedalata AP.
L?utente seleziona tramite il dispositivo di interfaccia 7 un arco di pedalata (blocco 100). La selezione dell?arco di pedalata AP pu? essere effettuata ad esempio in modo diretto sulla base di una serie di archi di pedalata AP prestabiliti o tramite la definizione/regolazione dei parametri geometrici che caratterizzano l?arco di pedalata AP (Figura 5). Resta inteso, che la selezione dell?arco di pedalata AP pu? essere effettuata ad esempio in modo indiretto, sulla base di un comando utente indicativo del gruppo muscolare selezionato dall?utente (Figura 8). In questo caso, il dispositivo di interfaccia utente 7 determina l?arco di pedalata AP sulla base del gruppo muscolare selezionato dall?utente.
L?utente pu? inoltre stabilire/selezionare tramite il dispositivo di interfaccia 7 la richiesta di visualizzare: la prima metrica, e/o la seconda metrica, e/o la terza metrica, e/o il primo profilo prestazionale, e/o il secondo profilo prestazionale e/o il terzo profilo prestazionale (blocco 110).
L?utente pu? inoltre stabilire la condizione di pedalata che verr? usata dall?apparecchio misuratore di potenza 8 per memorizzare selettivamente i primi dati prestazionali e/o i secondi dati prestazionali e/o i terzi dati prestazionali (blocco 120).
L?apparecchio misuratore di potenza 8 riceve il segnale di comando-utente S1 e determina l?arco di pedalata AP.
L?apparecchio misuratore di potenza 8 misura la/le forze nell?arco di pedalata AP e determina le grandezze di misura (Blocco 130).
L?apparecchio misuratore di potenza 8 elabora le grandezze di misura determinate nell?arco di pedalata AP e determina sulla base delle stesse e dei dati di comando contenuti nel segnale di comando S1 ricevuto uno o pi? dei seguenti dati prestazionali: la prima metrica e/o la seconda metrica e/o la terza metrica, e/o il primo profilo prestazionale, e/o il secondo primo profilo prestazionale, e/o il terzo primo profilo prestazionale (blocco 140).
La memorizzazione dei primi dati prestazionali, e/o i secondi dati prestazionali, e/o i terzi dati prestazionali pu? essere convenientemente effettuata in modo selettivo sulla base della condizione di pedalata stabilita dall?utente.
L?apparecchio misuratore di potenza 8 comunica (trasmette) i dati prestazionali dell?utente determinati nell?arco di pedalata AP al dispositivo di interfaccia utente 7 (blocco 150). L?apparecchio misuratore di potenza 8 pu? comunicare, tramite il sistema di comunicazione 100 al dispositivo di interfaccia utente 7 sulla base della selezione effettuata dall?utente, i dati prestazionali relativi a: la prima metrica, e/o seconda metrica, e/o alla terza metrica, e/o il primo profilo prestazionale, e/o il secondo profilo prestazionale, e/o il terzo profilo prestazionale.
Il dispositivo di interfaccia utente 7 comunica, preferibilmente tramite visualizzazione, all?utente i dati prestazionali ricevuti dall?apparecchio misuratore di potenza 8 (blocco 160).
Il sistema sopra descritto consente vantaggiosamente ad un ciclista di allenarsi per migliorare i dati prestazionali in una specifica fase della pedalata, ad esempio quando, nella fase di risalita del pedale, la gamba viene sollevata per contrastarne anche il suo peso. L?utente pu? selezionare vantaggiosamente un arco di pedalata, ad esempio compreso tra 220? e 320?, visualizza in tempo reale i dati prestazionali in tale arco di pedalata e correggere il proprio movimento per aumentare le prestazioni. Se l?utente necessita invece di migliorare i dati prestazionali nella fase di spinta indietro del pedale, cio? nella parte inferiore del ciclo di pedalata pu? selezionare un arco di pedalata compreso tra 140? a 220?. Anche in questo caso l?utente ottiene in tempo reale i dati prestazionali e pu? correggere il suo movimento per aumentare le prestazioni durante la spinta.
Inoltre nel caso in cui l?utente desideri monitorare per un intero ciclo di allenamento i dati di prestazione, ad esempio la ?potenza utile? oppure la ?efficienza di forza? su determinati archi di pedalata pu? visualizzare/scaricare i profili di prestazione memorizzati in modo da permettere una analisi tecnica sulla base dei parametri di interesse per gli archi di pedalata desiderati.
Inoltre il sistema fornisce informazioni utili per valutare le performance di specifici gruppi muscolari dell?atleta che vengono azionati in specifici archi di pedalata al fine evidenziarne eventuali carenze, cos? da poter pianificare degli esercizi specifici per migliorare selettivamente i gruppi muscolari.
I dati prestazionali associati all?arco di pedalata determinati dal sistema possono essere esaminati da un biomeccanico o preparatore atletico al fine di individuare i gruppi muscolari sui quali intervenire con specifici allenamenti. La memorizzazione dei profili prestazionali nel tempo consente di effettuare dei confronti con profili precedenti allo scopo di rilevare dei miglioramenti/peggioramenti prestazionali.

Claims (15)

R I V E N D I C A Z I O N I
1. Sistema elettronico di misura (1) configurato in modo tale da determinare dati prestazionali di un utente relativi ad una o pi? pedalate esercitate dall?utente su un pedale (2) di una bicicletta (3),
detta bicicletta (3) ? provvista di due pedivelle (4) atte a ruotare attorno ad un asse di rotazione (A), e due pedali (2) che sono accoppiati alle rispettive due pedivelle (4) in modo tale da descrivere ciascuno una circonferenza di pedalata (CP) durante la rotazione completa della relativa pedivella (4) attorno al detto asse di rotazione (A), il sistema elettronico di misura (1) comprende:
un dispositivo di interfaccia utente (7) che ? configurato in modo tale da permettere ad un utente di selezionare/definire almeno un arco di pedalata (AP) compreso nella detta circonferenza di pedalata (CP) e fornire un comando-utente (S1) contenente detto arco di pedalata (AP), ed
almeno un apparecchio misuratore di potenza (8) che ? configurato in modo tale da:
essere operativamente collegato con il detto dispositivo di interfaccia utente (7) per ricevere il detto comandoutente (S1) contenente l?arco di pedalata (AP) selezionato dal detto utente,
misurare almeno una forza esercitata dal detto utente durante la pedalata, quando il pedale (2) si sta spostando nel detto arco di pedalata (AP),
determinare almeno una grandezza di misura associata alla detta forza misurata nel detto arco di pedalata (AP), e
determinare i dati prestazionali del detto utente nel detto arco di pedalata (AP) sulla base della detta grandezza di misura determinata.
2. Sistema elettronico di misura secondo la rivendicazione 1, in cui detto apparecchio misuratore di potenza (8) ? inoltre configurato in modo tale da fornire al dispositivo di interfaccia utente (7) i dati prestazionali del detto utente determinati nel detto arco di pedalata (AP); detto dispositivo di interfaccia utente (7) ? configurato in modo tale da comunicare al detto utente i detti dati prestazionali determinati nel detto arco di pedalata (AP).
3. Sistema elettronico di misura secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui detto dispositivo di interfaccia utente (7) ? configurato in modo tale da: permettere ad un utente di selezionare almeno un gruppo muscolare, determinare almeno un arco di pedalata (AP) associato al detto gruppo muscolare selezionato, e fornire al detto apparecchio misuratore di potenza (8) il detto comandoutente (S1) contenente il detto arco di pedalata (AP) determinato.
4. Sistema elettronico di misura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto apparecchio misuratore di potenza (8) ? inoltre configurato in modo tale da implementare almeno una metrica per determinare dati prestazionali comprendenti: la potenza propulsiva (PP) e/o l?efficienza di forza (EF) e/o l?indice di efficienza (IE) del detto utente nel detto arco di pedalata (AP).
5. Sistema elettronico di misura secondo la rivendicazione 4, in cui detto apparecchio misuratore di potenza (8) ? configurato in modo tale da determinare un profilo prestazionale del detto utente nel detto arco di pedalata (AP); detto profilo prestazionale contiene i detti dati prestazionali determinati nell?arco di pedalata (AP) durante una pluralit? di pedalate.
6. Sistema elettronico di misura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il detto apparecchio misuratore di potenza (8) ? inoltre configurato in modo tale da determinare i detti dati prestazionali solamente all?interno del detto arco di pedalata (AP), escludendo contestualmente da tale determinazione, le grandezze di misura determinate sulla base della forza che viene misurata quando il detto pedale (2) si sta spostando nella detta circonferenza di pedalata (CP) all?esterno del detto arco di pedalata (AP).
7. Sistema elettronico di misura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il detto apparecchio misuratore di potenza (8) ? montato su un pedale (2) per misurare la forza esercitata sul detto pedale (2).
8. Sistema elettronico di misura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il detto apparecchio misuratore di potenza (8) ? montato su una pedivella (4) per misurare la forza esercitata sulla detta pedivella (4).
9. Metodo per determinare dati prestazionali di un utente relativi alla pedalata esercitata dall?utente su un pedale (2) di una bicicletta (3),
detta bicicletta (3) ? provvista di due pedivelle (4) atte a ruotare attorno ad un asse di rotazione (A), e due pedali (2) che sono accoppiati alle rispettive due pedivelle (4) in modo tale da descrivere ciascuno una circonferenza di pedalata (CP) durante la rotazione completa della relativa pedivella (4) attorno al detto asse di rotazione (A), il metodo comprende le fasi di:
misurare, tramite un apparecchio misuratore di potenza (8), almeno una forza esercitata del detto utente durante la pedalata, quando il pedale (2) si sta spostando in un arco di pedalata (AP),
determinare almeno una grandezza di misura associata alla detta forza misurata quando il pedale (2) si sta spostando nel detto arco di pedalata (AP), e
determinare i dati prestazionali del detto utente nel detto arco di pedalata (AP) sulla base della detta grandezza determinata.
10. Metodo secondo la rivendicazione 9, comprendente: selezionare/definire tramite un dispositivo di interfaccia utente (7) almeno un arco di pedalata (AP) compreso nella detta circonferenza di pedalata (CP) e fornire un comando-utente (S1) contenente detto arco di pedalata (AP),
ricevere tramite il detto apparecchio misuratore di potenza (8) il detto comando-utente (S1) contenente l?arco di pedalata (AP).
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, comprendente la fase di fornire tramite il detto apparecchio misuratore di potenza (8) detti dati prestazionali relativi al detto arco di pedalata (AP) al dispositivo di interfaccia utente (7); comunicare all?utente tramite il detto dispositivo di interfaccia utente (7) i detti dati prestazionali.
12. Metodo secondo le rivendicazioni 10 o 11, comprendente la fase di selezionare tramite il detto dispositivo di interfaccia utente (7) un gruppo muscolare, determinare almeno un arco di pedalata (AP) associato al detto gruppo muscolare selezionato, e fornire al detto apparecchio misuratore di potenza (AP) il comando-utente (S1) contenente il detto arco di pedalata (AP) determinato.
13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 12, comprendente la fase di implementare almeno una metrica per determinare dati prestazionali comprendenti: una potenza propulsiva (PP), e/o un?efficienza di forza (EF), e/o un indice di efficienza (IE) del detto utente nel detto arco di pedalata (AP).
14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 13, comprendente la fase di determinare i detti dati prestazionali solamente all?interno del detto arco di pedalata (AP), escludendo contestualmente da tale determinazione, le grandezze di misura determinate sulla base della forza che viene misurata quando il detto pedale (2) si sta spostando nella circonferenza di pedalata (CP) all?esterno del detto arco di pedalata (AP).
15. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14, comprendente la fase di montare il detto apparecchio misuratore di potenza (8) su un pedale (2) o sulla pedivella (4) per misurare almeno una forza esercitata dall?utente sul detto pedale (2), o sulla detta pedivella (4).
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