ITMI20071861A1 - Veicolo a movimentazione gravitazionale e relativo funzionamento - Google Patents

Description

Descrizione dell’Invenzione avente per titolo:

“VEICOLO A MOVIMENTAZIONE GRAVITAZIONALE E RELATIVO FUNZIONAMENTO”

La presente invenzione concerne un veicolo a movimentazione gravitazionale, in particolare un veicolo per le discese su neve, sabbia o erba, ed il relativo funzionamento.

Sono stati proposti diversi veicoli a movimentazione gravitazionale per le applicazioni in ambito sportivo, in particolar modo per gli sport invernali, ad esempio per la discesa su pendii innevati.

I primi veicoli per gli sport invernali sono stati realizzati per consentire la discesa su neve anche a persone affette da handicap. Tali veicoli generalmente comprendono un telaio fissato a sci o ad una tavola da neve. Il telaio ha la funzione di supportare l'utente seduto e per questa ragione può essere associato ad un sellino. Alcuni veicoli sono inoltre provvisti di un manubrio impugnabile dall'utente.

Recentemente anche tra le persone normo-dotate si è diffusa la tendenza ad utilizzare i veicoli a movimentazione gravitazionale per la pratica sportiva, ad esempio per le discese lungo pendìi innevati, su sabbia o sull’erba.

Il brevetto statunitense US 4,097,055, a nome

descrive un veicolo destinato alla discesa su neve, comprendente un telaio per il supporto del passeggero e due pattini, o sci, previsti in linea. Il telaio è vincolato allo sci posteriore con un accoppiamento rigido, senza gradi di libertà, ed è vincolato allo sci anteriore per mezzo di un manubrio girevole. In altre parole, lo sci anteriore del veicolo è azionato in rotazione attorno ad un asse verticale dal manubrio del veicolo. Lo sci anteriore è incernierato al manubrio e può ruotare attorno ad un asse orizzontale trasversale alla lunghezza dello sci. Un ammortizzatore è interposto tra il manubrio ed il relativo sci per smorzare le sollecitazioni imposte allo sci anteriore.

Un inconveniente è dato dal fatto che l’utente deve indossare un paio di sci ai piedi per poter guidare efficacemente il veicolo secondo US 4,097,055. Il veicolo, infatti, non è sufficientemente stabile e guidabile da consentire all’utente di controllare la discesa lungo pendìi innevati senza usare sci propri. Il funzionamento del veicolo è mostrato nella figura 4 del brevetto. In pratica, durante la discesa, gli sci dell’utente vanno ad affiancarsi agli sci del veicolo.

Il brevetto statunitense US 5,863,051, a nome , descrive un veicolo “skibob” per le discese su pendìi innevati nel quale il telaio è vincolato ad uno sci anteriore e ad uno sci posteriore per mezzo di cerniere e sospensioni. In particolare, il manubrio del veicolo è vincolato allo sci anteriore per mezzo di un sistema articolato, provvisto del relativo smorzatore, e la porzione posteriore del telaio, provvista di un sellino per il passeggero, è vincolata allo sci posteriore per mezzo di un braccio oscillante incernierato alle sue estremità e frenato da uno smorzatore. I vincoli tra il telaio e gli sci consentono il movimento verticale del telaio rispetto agli sci e la rotazione dello sci anteriore insieme al manubrio, per consentire la sterzata. Il veicolo è di tipo collassabile o “richiudibile”, cioè può essere portato in una configurazione compatta per ridurre gli ingombri e facilitare il trasporto. Anche questo veicolo è caratterizzato da una scarsa guidabilità. Le sterzate risultano difficili e le reazioni del veicolo poco prevedibili per l’utente.

La domanda di brevetto statunitense US 2006/0197294, a nome Chi Lam Yau, descrive un veicolo a movimentazione gravitazionale dotato di una singola tavola da sci, ad esempio uno snowboard, alla quale è vincolato un telaio provvisto di manubrio e sellino per il supporto del guidatore. Sulla superficie superiore della tavola sono previste due staffe, disposte in linea, fissabili ciascuna in almeno due posizioni predefinite. La staffa anteriore consente l’accoppiamento della tavola con il manubrio del veicolo e la staffa posteriore consente l’accoppiamento della tavola alla porzione posteriore del telaio che supporta il sellino. Sia il manubrio che la porzione posteriore de! telaio sono provvisti di sospensioni per lo smorzamento delle sollecitazioni alle quali il veicolo è sottoposto durante la guida. In particolare, la porzione posteriore del telaio è vincolata alla tavola per mezzo di un quadrilatero articolato incernierato alla staffa posteriore e il manubrio è imperniato alla staffa anteriore. Il vincolo tra il quadrilatero articolato e la staffa posteriore permette esclusivamente rotazioni orarie/antiorarie del quadrilatero stesso rispetto all’asse della cerniera (movimenti di beccheggio del quadrilatero), cioè un asse orizzontale, trasversale alla tavola. Il manubrio, simile a quello di una bicicletta, è solidale ad un’asta girevole in un cannotto di sterzo del telaio. L’estremità inferiore dell’asta è fissata ad un eccentrico a sua volta imperniato alla staffa anteriore della tavola. L’eccentrico è girevole rispetto alla staffa attorno ad un asse verticale, cioè un asse ortogonale al piano della tavola e l'asta è fissata all’eccentrico in modo da risultare inclinata rispetto alla verticale.

Rispetto alle soluzioni anteriori, il veicolo secondo US 2006/0197294 è provvisto di pedane poggiapiedi per il passeggero, anch’esse vincolate al telaio in posizione rialzata rispetto alla tavola. La posizione di guida del veicolo è simile a quella di uno scooter e non è richiesto l’utilizzo di sci propri da parte dell’utente. Agendo sul manubrio, l’utente impartisce una corrispondente forza sulla parte anteriore della tavola, che tende ad inclinarsi rispetto al piano di appoggio e a far lavorare le lamine sulla neve, consentendo il cambiamento di direzione al veicolo. In pratica, una rotazione oraria/antioraria del manubrio produce una rotazione dell’eccentrico, il quale a sua volta trasmette un momento alla staffa anteriore che tende a torcere la porzione anteriore (punta) della tavola attorno all’asse longitudinale della tavola stessa, rispettivamente in senso antiorario/orario (guardando la tavola dalla sua parte posteriore).

Anche il veicolo secondo brevetto statunitense US 2006/0197294 si è dimostrato scarsamente guidabile. Rotazioni di pochi gradi impartite al manubrio provocano infatti rapide torsioni della punta della tavola, con evidenti difficoltà per il guidatore nel controllare il veicolo. In altre parole, la reattività del veicolo alle rotazioni impartite dal guidatore al manubrio è eccessiva, ed il veicolo risulta difficile da controllare con precisione.

Scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un veicolo a movimentazione gravitazionale, in particolare un veicolo per le applicazioni in ambito sportivo, ad esempio per le discese su pendìi innevati, sabbiosi o erbosi, che risolva in modo semplice ed efficace gli inconvenienti delle soluzioni fino ad ora proposte, risultando estremamente semplice da guidare e facile da controllare.

E’ un ulteriore scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un veicolo a movimentazione gravitazionale che consenta sterzate e cambi di direzione agevoli e facilmente controllabili, senza prevedere la torsione della tavola da sci vincolata al manubrio.

Questi ed altri scopi sono ottenuti dal veicolo a movimentazione gravitazionale per la discesa lungo pendìi caratterizzato secondo la rivendicazione 1.

Secondo la presente invenzione, il veicolo comprende una tavola adatta a scivolare sulla neve, sull’erba o sulla sabbia e un telaio, provvisto di pedane per il supporto del guidatore e di un manubrio, vincolato alla tavola in almeno due punti lungo il relativo asse longitudinale. In alternativa alla tavola, il veicolo può comprendere una struttura sostanzialmente rigida dotata di almeno due ruote allineate in direzione longitudinale. Vantaggiosamente, almeno una porzione del telaio è lateralmente traslabile e/o inclinabile e/o ruotabile, rispetto al piano verticale che contiene l’asse della tavola, per assecondare il guidatore che sposta il proprio baricentro lateralmente per impostare e/o controllare una sterzata.

Rispetto alle soluzioni fino ad ora proposte, il veicolo secondo la presente invenzione si differenzia per il fatto di prevedere lo spostamento del telaio, o di parte di esso, lateralmente rispetto alla tavola appoggiata al suolo. Questo permette di spostare il baricentro dell’insieme veicolo-guidatore durante l'utilizzo del veicolo, a destra o a sinistra rispetto alla direzione longitudinale della tavola. In pratica, restando seduto, oppure restando in piedi sulle pedane, il guidatore può spostarsi lateralmente, con movimenti traslatori o rotatori di rollio del telaio o di una sua porzione, sbilanciando quindi il veicolo quel tanto che basta per variare in modo controllato il peso che agisce sui fianchi della tavola, ad esempio sulle lamine della tavola da neve (snowboard).

Secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione, il telaio comprende una prima struttura, vincolata ad una porzione posteriore della tavola, avente la funzione di supportare la sella del veicolo, e una seconda struttura, vincolata ad una porzione anteriore della tavola, avente la funzione di supportare il manubrio ed il relativo albero di sterzo. Alla prima struttura e/o alla seconda struttura sono consentiti movimenti di rollio e/o movimenti laterali rispetto al piano verticale che contiene l’asse longitudinale della tavola.

La seconda struttura dei telaio comprende un albero di sterzo, o una forcella, fissato/a al manubrio.

La seconda struttura, alla quale sono consentiti i movimenti di rollio e/o movimenti laterali rispetto ai piano verticale, è vincolata alla tavola per mezzo di giunti, snodi, leve e/o una loro combinazione. La prima struttura, alla quale sono interdetti i movimenti di rollio e/o movimenti laterali rispetto al piano verticale, è incernierata alla tavola ed è ruotabile nel piano verticale.

Preferibilmente, la seconda struttura del telaio è vincolata alia tavola in corrispondenza dell’estremità inferiore dell’albero di sterzo o della forcella. In questo modo l’azione del guidatore sul manubrio è trasmessa rapidamente al vincolo che collega la seconda struttura alla tavola.

La prima struttura del telaio è vincolata alia seconda struttura in modo girevole. Ad esempio, la prima struttura e la seconda struttura sono vincolate in corrispondenza dell’albero di sterzo o in corrispondenza di un montante di sostegno della sella, per mezzo di vincoli meccanici girevoli. In alternativa, la prima struttura e la seconda struttura sono vincolate per interposizione di elementi elastici e/o flessibili che, deformandosi, permettono rotazioni relative della prima struttura rispetto alla seconda struttura attorno ad un asse incidente al piano della tavola.

In una seconda forma di realizzazione della presente invenzione, il telaio è formato da una struttura rigida, alla quale sono consentiti i movimenti di rollio e/o movimenti laterali rispetto al piano verticale. La struttura del telaio è vincolata alla tavola in almeno due punti lungo il rispettivo asse (della tavola), in ciascun punto per mezzo di giunti, snodi, leve e/o una loro combinazione. Ciò che importa è che il vincolo permetta rotazioni orarie e antiorarie della struttura attorno ad un asse incidente, ad esempio ortogonale, al piano della tavola.

Di seguito verranno descritte le caratteristiche del veicolo comuni alla prima e alla seconda forma di realizzazione.

Sia nella prima che nella seconda forma di realizzazione, il telaio è realizzato con elementi tubolari o con profilati, in metallo, in plastica, in fibra di carbonio o in fibre composite, connessi tra loro. La prima struttura e/o la seconda struttura del telaio sono vincolate alla tavola, direttamente o per interposizione di un sistema articolato, girevole attorno ad un asse incidente o ortogonale alla tavola.

Preferibilmente, il veicolo comprende anche una prima sospensione interposta tra la prima struttura del telaio e la tavola, per lo smorzamento delle sollecitazioni meccaniche trasmesse al telaio durante l’uso del veicolo. Più preferibilmente, il veicolo comprende, inoltre, una seconda sospensione interposta tra la seconda struttura del telaio e la tavola. Le sospensioni anteriore e posteriore possono essere regolabili (pre-carico, estensione e freno idraulico) per adattare le reazioni del veicolo al peso del guidatore e massimizzare la velocità dei cambi di direzione.

Come optional, il veicolo può prevedere due pedali vincolati all’albero di sterzo. Tali pedali hanno la funzione di consentire il controllo del veicolo in sterzata, da parte dell’utente, anche con i piedi.

La tavola può essere realizzata in metallo, in legno, in materiali plastici e/o compositi. Ad esempio, la tavola può essere uno snowboard, una tavola per la discesa su sabbia, una tavola per la discesa su erba, ecc..

A titolo preferenziale, lo snodo o il giunto che collega l'albero di sterzo alla tavola, è ad azionamento idraulico. In questo caso, il veicolo comprende un apposito circuito idraulico dotato di leve, applicate al manubrio o alle pedane, per l’azionamento in rotazione oraria/antioraria dello snodo o del giunto.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione del veicolo, alternativa alle precedenti, il telaio è esso stesso elasticamente deformabile in direzione trasversale alla tavola per assecondare gli spostamenti laterali del baricentro del guidatore.

Una quarta forma di realizzazione del veicolo secondo la presente invenzione è dotata di mezzi elastici per consentire gli spostamenti laterali del telaio. Preferibilmente il telaio stesso è realizzato con elementi elasticamente deformabili, cioè il telaio è elasticamente flessibile in direzione trasversale alla tavola per assecondare gli spostamenti di carico laterali del guidatore. Più preferibilmente, anche questa forma di realizzazione consente gli spostamenti antero-posteriori del baricentro del guidatore, cioè il telaio deformandosi, o per interposizione di ammortizzatori o sistemi deformabili, si muove nel piano verticale che contiene l’asse longitudinale della tavola.

Il tecnico del ramo comprenderà che il veicolo secondo la presente invenzione può essere realizzato combinando le caratteristiche di una o più delle realizzazioni precedentemente descritte. Ad esempio, il telaio del veicolo può essere in parte deformabile elasticamente, ma allo stesso tempo può essere ruotabile sui rispettivi perni di fissaggio alla tavola.

Il veicolo secondo la presente invenzione trova applicazione in ambito sportivo, ad esempio per le discese su pendìi innevati, sabbiosi o erbosi, o su strada (quando alla tavola è sostituita una terza struttura di supporto per almeno due ruote in linea). Rispetto alle soluzioni tradizionali, il veicolo secondo la presente invenzione è estremamente semplice da guidare e facile da controllare.

La guida del veicolo è semplice e intuitiva. Il guidatore imposta le sterzate spostando il proprio baricentro rispetto al piano verticale che contiene l’asse longitudinale della tavola, cioè spostando il proprio peso a destra o a sinistra rispetto al veicolo. Il telaio asseconda i movimenti del guidatore. In pratica i movimenti laterali e/o di rollio del telaio, o di una delle sue strutture, consentono di accompagnare il guidatore nei trasferimenti di peso da un lato all'altro del veicolo e quindi di sterzare. In questo modo, tra l’altro, si varia la pressione agente sulle lamine laterali della tavola. Inoltre i vincoli del telaio alla tavola consentono anche movimenti di beccheggio del telaio stesso (ovvero movimenti antero-posteriori rispetto alla lunghezza della tavola) che promuovono i trasferimenti di carico nella direzione dell’asse longitudinale della tavola. Il guidatore, spostando il proprio baricentro lateralmente o in avanti e indietro, può riprodurre i tipici movimenti della pratica dello sci alpino e controllare il veicolo.

Il veicolo secondo la presente invenzione permette di sterzare spostando il lateralmente il peso del corpo, come peraltro avviene nel caso dello sci alpino, anche restando seduti, come avviene quando si affronta una curva con un motoveicolo.

Grazie alla configurazione del telaio, le sterzate e i cambi di direzione sono agevoli e facilmente controllabili. Il guidatore non deve agire sullo sterzo per generare una torsione della tavola (come previsto in US 2006/0197294), ma agisce sul manubrio per controllare le rotazioni del telaio, o di una sua struttura di supporto (la prima o la seconda), rispetto alla tavola, cioè per controllare i relativi movimenti laterali traslatori o di rollio. Le reazioni offerte dal veicolo, in particolare sulla neve, sono prevedibili e facilmente gestibili, con evidenti vantaggi per quanto concerne la guidabilità e il comfort del guidatore.

La presente invenzione verrà ora descritta in modo dettagliato con riferimento ai disegni allegati a titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista laterale di una prima forma di realizzazione del veicolo secondo la presente invenzione, “a risposo"; la figura 2 è una vista in prospettiva del veicolo mostrato in figura 1;

- la figura 3 è una vista frontale del veicolo mostrato in figura 1, in una prima configurazione;

la figura 3A è una vista dall’alto del veicolo mostrato in figura 3; la figura 3B è uno schema di principio relativo al funzionamento del veicolo nella configurazione mostrata in figura 3;

la figura 3C è un dettaglio ingrandito dì figura 3;

la figura 3D è una vista frontale del veicolo mostrato in figura 1 , in una seconda configurazione;

la figura 4 è una vista frontale del veicolo mostrato in figura 1, in una terza configurazione;

la figura 5 è una vista in prospettiva posteriore di una seconda forma di realizzazione del veicolo secondo la presente invenzione, “a riposo”;

la figura 6 è uno schema di principio di una terza forma di realizzazione del veicolo secondo la presente invenzione, “a riposo”;

la figura 7 è uno schema di principio di una quarta forma di realizzazione del veicolo secondo la presente invenzione, “a riposo”;

la figura 8 è una vista dall'alto di una quinta forma di realizzazione del veicolo secondo la presente invenzione, in una prima configurazione.

Con riferimento alle figure 1 e 2, è mostrata, in una vista prospettica posteriore, un veicolo a movimentazione gravitazionale 1, cioè destinato a muoversi per azione della forza gravitazionale lungo pendìi e dislivelli, secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione. In generale il veicolo 1 comprende una tavola 2 adatta a scivolare sulla neve, sull'erba o sulla sabbia e un telaio 3, provvisto di un manubrio 31, vincolato alla tavola 2 in almeno due punti lungo il relativo asse longitudinale X (che è anche la direzione di avanzamento del veicolo 1), e pedane 32 per il supporto del guidatore.

A differenza dei veicoli fino ad ora disponibili, almeno una porzione del telaio 3 è destinata a spostarsi lateralmente a destra e a sinistra rispetto al piano verticale che contiene l’asse X, ad esempio è traslabile e/o inclinabile con movimenti di rollio. Questa caratteristica fa si che il telaio 3, o parte di esso, si muova per assecondare gli spostamenti del baricentro del guidatore quando questo imposta e/o controlla una sterzata.

Nella prima forma di realizzazione, il telaio 3 è formato da almeno due strutture di supporto 3A e 3B. La prima struttura di supporto 3A ha il compito di sostenere una sella, o sellino, 4 ed è vincolata alla tavola 2 in posizione arretrata lungo l’asse X. La seconda struttura di supporto 3B ha il compito di sostenere il manubrio 31. Ad esempio, il telaio 3 può essere realizzato con elementi tubolari o con profilati interconnessi, in diversi materiali, ad esempio in metallo, in plastica, in fibra di carbonio o in fibre composite.

Nella realizzazione mostrata, la prima struttura di supporto 3A è formata dagli elementi tubolari 38, 39 e 40 e preferibilmente comprende l'ammortizzatore 41. Il montante 40 sorregge la sella 4 ed è vincolato al forcellone 39, a sua volta connesso all'elemento tubolare 38. L'elemento tubolare 38 e ('ammortizzatore 41 sono incernierati al supporto B della tavola 2, ad esempio una staffa d’ancoraggio posteriore. L’asse della cerniera è ortogonale alla direzione X e, quindi, alla prima struttura di supporto sono consentiti movimenti di beccheggio, ma non movimenti laterali o di rollio. In altre parole, la prima struttura di supporto 3A può compiere rotazioni orarie/antiorarie nei piano verticale che contiene l’asse longitudinale X (movimenti di beccheggio), ma non può compiere movimenti laterali o di rollio rispetto allo stesso piano. Anche il forcellone 39 e l’elemento tubolare 38 sono incernierati per consentire all'ammortizzatore 41 di estendersi o comprimersi durante la marcia del veicolo 1. Il forcellone 39 è incernierato anche al montante 40.

La seconda struttura di supporto 3B è formata dagli elementi tubolari 33, 34, 35, 36 e 37, saldati o meccanicamente accoppiati tra loro. L'elemento tubolare 33 è un albero di sterzo, oppure un cannotto di sterzo contenente l'albero di sterzo 331, che sostiene il manubrio 31 ed è a sua volta vincolato in modo movibile alla tavola 2, in particolare per interposizione di un sistema articolato. Il sistema articolato comprende una forcella 36 incernierata all’albero dì sterzo 33 e alla staffa d'ancoraggio anteriore B. E’ importante notare che oltre ad essere incernierata alla staffa d’ancoraggio A, la forcella 36 è anche imperniata sulla stessa staffa A e pertanto può ruotare in un piano verticale e anche in un piano orizzontale. In altre parole, la forcella 36 e l'albero di sterzo 331 possono ruotare in senso orario e antiorario in un piano orizzontale parallelo al piano delia tavola 2 e posso ruotare in un piano verticale attorno alia cerniera di connessione alla staffa A.

Il movimento rotatorio dell’albero di sterzo attorno al perno di connessione della forcella 36 alla staffa A permette di spostare il baricentro del sistema guidatore-veicolo e impostare le sterzate, come verrà descritto più in dettaglio in seguito.

Dal momento che, a differenza di quanto previsto per la seconda struttura di supporto 3B, la prima struttura di supporto 3A non può ruotare nel piano orizzontale, il vincolo tra le due strutture 3A e 3B deve consentire la rotazione relativa tra esse.

In generale, l’elemento di collegamento tra la prima struttura di supporto 3A e la seconda struttura di supporto 3B è un giunto meccanico, una cerniera, un perno o un accoppiamento equivalente, oppure un elemento elastico deformabile, che permette la rotazione della seconda struttura 3B rispetto alla prima struttura 3A.

Nella prima forma di realizzazione, il collegamento tra la prima struttura di supporto 3A e la seconda struttura di supporto 3B è in corrispondenza del montante 40. In pratica l’elemento tubolare 37 ruota sul montante 40, funzionando come una cerniera con asse verticale o incidente al piano della tavola 2,

Il funzionamento del veicolo verrà ora descritto con riferimento alle figure 3-3D, Tali figure mostrano la sequenza delle configurazioni che il guidatore imposta per sterzare.

La figura 3 è una vista frontale del veicolo 1 lungo la direzione di avanzamento X, in una prima configurazione nella quale la seconda struttura di supporto 3B è disallineata rispetto alla direzione X e rispetto alla prima struttura di supporto 3A. Il guidatore (non mostrato) con i piedi appoggiati sulle pedane 32 impugna il manubrio 31 e impartisce gli spostamenti laterali desiderati all’albero di sterzo 331, coassiale al canotto di sterzo 33.

Nella prima configurazione, l’albero di sterzo 331 è ruotato a sinistra rispetto alla direzione di avanzamento X per impostare una sterzata, cioè per affrontare una curva con la tavola da neve 2. In figura 3 la forcella 36, che è imperniata al supporto 361 della staffa A, è ruotata in senso antiorario rispetto alla direzione X. In questa configurazione il baricentro del sistema guidatore-veicolo 1 è spostato lateralmente rispetto al piano verticale che contiene la direzione X, e questo genera un momento IVI attorno allo stesso asse X. L’effetto che si ottiene è quello di generare un momento d’inerzia che, in combinazione, con una variazione del punto di applicazione del baricentro del conducente in avanti, o indietro, induce il veicolo 1 a curvare. Anche la pressione la pressione agente sulla lamina 21 della tavola 2 aumenta rispetto alla pressione agente sulla lamina opposta 22. In queste condizioni il veicolo 1 tende a curvare, cioè inizia a virare a sinistra rispetto alla direzione X.

La figura 3A mostra il veicolo 1 nella prima configurazione, dall’alto. Si può notare che la prima struttura di supporto 3A, formata dagli elementi tubolari 38, 39 e 40 e dairammortizzatore 41, resta allineata alla direzione X, mentre la seconda struttura di supporto 3B, formata dagli elementi tubolari 33, 34, 35, 36 e 37, è ruotata in senso antiorario di un angolo a pari a circa 15°.

La figura 3C è una vista ingrandita del veicolo 1 mostrato in figura 3, cioè nella prima configurazione. Sono visibili in dettaglio la staffa A, il supporto 361 e la forcella 36. Si noti che la forcella 36 è incernierata e imperniata al supporto 361 (rotazioni nella direzione R e attorno all’asse Z) ed è incernierata all’albero di sterzo 331 (rotazioni attorno all’asse Y). L’elemento tubolare 37 ruota attorno al montante 40 per consentire la rotazione della seconda struttura di supporto 3B rispetto alla prima struttura di supporto 3A.

Una volta che il veicolo 1 inizia a sterzare, il guidatore può agevolmente controllare il raggio di curvatura della sterzata agendo sul manubrio 31 e modificando la pressione che insiste sulla lamina 21, come descritto sopra, in pratica spostando il proprio baricentro rispetto alla verticale.

La figura 3B è uno schema di principio relativo alla guida del veicolo 1 da parte di un guidatore D. Il guidatore D, dopo aver impostato la sterzata, controlla il veicolo 1 agendo sul manubrio 31 e variando il punto di applicazione del proprio baricentro (e quindi anche il baricentro del sistema guidatore D - veicolo 1), cioè sposta il punto d'applicazione della forza peso P rispetto al piano verticale dove giace la direzione X. Allontanando il punto d’applicazione della forza P rispetto al piano verticale aumenta anche il modulo del momento M e l'inclinazione della tavola 2 rispetto al piano. Viceversa, diminuendo la distanza del punto d’applicazione della forza P rispetto al piano verticale, si riduce il modulo del momento M e si riduce l’inclinazione della tavola 2, che tende a riportarsi in appoggio completo sul piano.

Risulta evidente che il veicolo 1 può essere guidato semplicemente agendo sul manubrio 31 e riproducendo i tipici movimenti dello sci alpino, ovvero variando la pressione che insìste sulle lamine 21 o 22 della tavola 2. Questo è possibile grazie al fatto che la struttura 3A del telaio 3 è traslabile e/o inclinabile lateralmente, rispetto al piano verticale che contiene l’asse longitudinale X.

La figura 3D mostra frontalmente il veicolo 1 in una seconda configurazione, quando la sterzata è in atto, ovvero in una fase successiva alla prima configurazione. Il guidatore (non mostrato) ha già impostato la sterzata e la controlla agendo sul manubrio 31 come descritto sopra, in pratica variando il peso agente sulla lamina 21 e aumentando o riducendo l’angolo β tra la tavola e il terreno G.

La figura 4 mostra il veicolo 1, frontalmente, in una terza configurazione, equivalente a quella mostrata in figura 3, ma con la seconda struttura di supporto 3B ruotata in senso orario per impostare una sterzata a destra rispetto alla direzione X. In questa configurazione, il guidatore (non mostrato) inizia a spostare il proprio baricentro a destra rispetto alla direzione di avanzamento X per aumentare la pressione che insiste sulla lamina 22 della tavola 2.

Il tecnico del settore comprenderà che il funzionamento del veicolo 1 nelle sterzate a destra è identico al funzionamento nel caso delle sterzate a sinistra descritto sopra.

In generale, il guidatore D può controllare il veicolo 1 stando in piedi sulle pedane 32 o, quando possibile, restando seduto sul sellino 4. Ciò che conta è che il telaio 3 asseconda gli spostamenti di carico impartiti dal guidatore per impostare le sterzate.

L’interasse tra le staffe A e B è regolabile, cioè le staffe A e B possono essere fissate alla tavola 2 in differenti posizioni lungo l’asse X, per variare il comportamento del veicolo 1 a seconda delle necessità, ad esempio a seconda delle caratteristiche della pista da sci che si percorre.

La figura 5 mostra una seconda forma di realizzazione del veicolo 1 secondo la presente invenzione, che si differenzia dalla prima forma realizzativa per il fatto che il telaio 3 è rigido, cioè non è formato da strutture di supporto movibili una rispetto all’altra. Nella seconda forma di realizzazione, il telaio 3 è formato dagli elementi tubolari 33, 34, 35, 351, e 37 rigidamente connessi tra loro come mostrato in figura 5 (ad esempio saldati).

Al telaio 3, avente una struttura rigida, sono consentiti ì movimenti di rollio e/o movimenti laterali rispetto al piano verticale passante per l’asse X, e anche movimenti di beccheggio. Il telaio 3 è vincolato alla tavola 2 in almeno due punti e lungo il rispettivo asse longitudinale X, in ciascun punto per mezzo di giunti, snodi, leve e/o una loro combinazione. Preferibilmente, come mostrato in figura 5, il telaio 3 è vincolato alla tavola 2 per mezzo di uno snodo anteriore A1 e uno snodo posteriore B1. In particolare, un forcellone 39 collega la porzione posteriore del telaio 3 allo snodo B1 ed una forcella 36 collega l’albero di sterzo 331 allo snodo A1. Lo snodo A1 permette rotazioni della forcella 36 attorno ad un asse K ortogonale o incidente al piano della tavola 2, e lo snodo B1 permette rotazioni del forcellone 39 attorno ad un asse W anch’esso ortogonale o incidente al piano della tavola 2.

Il funzionamento della seconda forma realizzativi del veicolo 1 è semplice. Gli spostamenti del baricentro del guidatore sono assecondati dal telaio 3 che ruota in senso orario e antiorario rispetto alla direzione X, facendo perno sull’asse W. In altre parole, il guidatore D comanda gli spostamenti del manubrio 31, cioè le relative rotazioni attorno all’asse K, ed il telaio 3 nel suo complesso ruota sul perno B1. Il risultato è che il baricentro del sistema guidatore-veicolo 1 si sposta, e viene conseguentemente generato un momento d'inerzia che, insieme ad eventuali spostamenti di carico in avanti o in indietro, inducono il veicolo 1 a sterzare. Inoltre si varia il carico agente sulla lamina 21 o sulla lamina 22. Il controllo del veicolo è quindi analogo a quanto previsto per la prima forma di realizzazione.

Il veicolo 1 mostrato in figura 5 comprende un ammortizzatore anteriore 42.

Secondo una realizzazione alternativa, il giunto A1 è ad azionamento idraulico. In figura 5 sono schematizzate due leve di comando 311 e 312 che azionano il giunto A1, mettendo in pressione il fluido di lavoro, ad esempio olio, e provocandone la rotazione oraria/antioraria. L’azionamento della leva 311 da parte del guidatore provoca una rotazione antioraria del giunto A1, e quindi una corrispondente rotazione del telaio 3 attorno al giunto B1. Analogamente, l’azionamento della leva 312 provoca una rotazione oraria del giunto A1 , e quindi una corrispondente rotazione del telaio 3 attorno al giunto B1. L’azionamento idraulico del giunto A1 facilita la guida e rende più rapidi i trasferimenti di carico destra-sinistra.

Le figure 6 e 7 mostrano, rispettivamente, una terza ed una quarta forma di realizzazione del veicolo 1 secondo la presente invenzione. Queste realizzazioni si differenziano dalla prima forma di realizzazione per il fatto che la prima struttura di supporto e la seconda struttura di supporto del telaio 3 sono connesse con leve 50, 51 oppure con elementi deformabili, ad esempio una cinghia 52.

In generale quindi, il telaio 3 del veicolo 1 può essere realizzato con la prima 3A e la seconda 3B struttura di supporto funzionalmente connesse tra loro per mezzo di elementi elasticamente deformabili, ad esempio giunti in gomma, cinghie, flessibili in metallo, eco..

Secondo un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, la tavola 2 può essere dotata di ruote, oppure può essere sostituita con una struttura dotata di almeno due ruote in linea. In figura 7 sono indicate in tratteggio una ruota anteriore R1 ed una ruota posteriore R2, ciascuna vincolata alla tavola 2 girevole attorno al proprio asse. Le ruote R1 e R2 sono destinate a consentire le discese su pendìi o strade asfaltate o in terra battuta, su erba, ecc.. La dinamica del veicolo 1 non varia rispetto a quanto descritto con riferimento alle altre forme realizzative.

La figura 8 mostra una quinta forma di realizzazione del veicolo 1 secondo la presente invenzione, nel quale i telaio 3, indipendentemente dal numero di elementi con il quale è realizzato, è elasticamente deformabile in direzione trasversale alla direzione X (nei due sensi, a destra e a sinistra della direzione X). Il veicolo 1 in figura 8 è dotato di un telaio 3 monoblocco, vincolato alla tavola 2 posteriormente per interposizione della staffa fissa B2 e anteriormente per mezzo della forcella 36 vincolata allo snodo A2. La porzione anteriore 33 del telaio 3 è cava per alloggiare l’albero di sterzo 331. il telaio 3 è realizzato con una sezione tale da consentire la deformazione elastica del relativo materiale, ad esempio plastica, metallo o fibre composite trasversalmente alla direzione X. Nella figura 8, il telaio 3 è deformato elasticamente verso sinistra, in pratica è curvato rispetto alla direzione di avanzamento X, in una prima configurazione. Il telaio è preferibilmente deformabile anche per consentire gli spostamenti antero-posteriori del guidatore.

Tutte le forme di realizzazione del veicolo 1 a movimentazione gravitazionale secondo la presente invenzione presenta diversi vantaggi rispetto ai veicoli oggi disponibili.

Il veicolo 1 trova applicazione soprattutto in ambito sportivo, ad esempio per le discese su pendìi innevati, sabbiosi o erbosi. Vantaggiosamente il veicolo 1 è semplice da guidare e controllare. La dinamica del veicolo, infatti, è simile alla dinamica dello sci alpino. Il guidatore sposta il proprio baricentro lateralmente rispetto alla direzione di avanzamento X per variare il momento d’inerzia che agisce sulla tavola in direzione longitudinale e/o trasversale e variare anche la pressione che insìste su una delle lamine della tavola 2, impostando di fatto una sterzata, in questo modo i cambi di direzione sono agevoli e facilmente controllabili.

A differenza delle soluzioni tradizionali, il veicolo 1 non prevedere la torsione della tavola 2 per impostare una sterzata.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Veicolo (1) a movimentazione gravitazionale per la discesa lungo pendìi, comprendente un elemento di appoggio (2) adatto a scivolare sulla neve, sull’erba o sulla sabbia e un telaio (3), provvisto di un manubrio (31), vincolato all’elemento di appoggio (2) in almeno due punti lungo il relativo asse longitudinale (X), caratterizzato dal fatto che almeno una porzione (3A, 3B) di detto telaio (3) è lateralmente traslabile e/o inclinabile e/o ruotabile, rispetto al piano verticale che contiene l’asse longitudinale (X) dell’elemento di appoggio (2), quando il guidatore sposta il proprio baricentro lateralmente per impostare e/o controllare una sterzata.
2. 2. Veicolo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto elemento di appoggio (2) è una tavola e detto telaio (3) comprende una prima struttura (3A), vincolata ad una porzione posteriore della tavola (2), per il supporto di una sella (4), e una seconda struttura (3B), vincolata ad una porzione anteriore della tavola (2), per il supporto di detto manubrio (31), in cui ad almeno una tra detta prima struttura (3A) e detta seconda struttura (3B) sono consentiti movimenti di rollio e/o movimenti laterali rispetto a detto piano verticale.
3. 3. Veicolo secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, pedane (32) per il supporto del guidatore.
4. 4. Veicolo secondo la rivendicazione 2 o dalla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta seconda struttura (3B) comprende un albero di sterzo (331), e/o una forcella (36), fissato/a a detto manubrio (31).
5. 5. Veicolo secondo una qualsiasi delle rivendicazione 2-4, caratterizzato dal fatto che detta seconda struttura di supporto (3B), alla quale sono consentiti i movimenti di rollio e/o movimenti laterali rispetto a detto piano verticale, è vincolata alla tavola (2) per mezzo di un giunto (A), uno snodo, leve e/o una loro combinazione, e detta prima struttura dì supporto (3A), alla quale sono interdetti i movimenti di rollio e/o movimenti laterali rispetto a detto piano verticale, è incernierata alla tavola (2) ed è ruotabile nel piano verticale.
6. 6. Veicolo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta seconda struttura (3B) è vincolata alla tavola in corrispondenza dell’estremità inferiore dell'albero di sterzo (331) o della forcella (36).
7. 7. Veicolo secondo una delle rivendicazioni dalla 2 alla 6, caratterizzato dal fatto che detta prima struttura (3A) è vincolata a detta seconda struttura (3B) in modo girevole.
8. 8. Veicolo secondo una delle rivendicazioni dalla 2 alla 7, caratterizzato dal fatto che detta prima struttura (3A) e detta seconda struttura (3B) sono vincolate per interposizione di elementi elastici e/o flessibili (50, 51, 52) che, deformandosi, permettono rotazioni relative di detta prima struttura di supporto (3A) rispetto a detta seconda struttura di supporto (3B) attorno ad un asse incidente al piano della tavola (2).
9. 9. Veicolo secondo una delle rivendicazioni dalla 2 alla 8, caratterizzato dal fatto che detta prima struttura (3A) e detta seconda struttura (3B) sono vincolate in corrispondenza di detto albero di sterzo (331) o in corrispondenza di un montante (40) di sostegno della sella (4).
10. 10. Veicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto telaio (3) è formato da una sola struttura rigida, alla quale sono consentiti i movimenti di rollìo e/o movimenti laterali rispetto a detto piano verticale, vincolata alla tavola (2) in almeno due punti lungo il rispettivo asse longitudinale (X), in ciascun punto per mezzo di un giunto (A1, B1), uno snodo, leve e/o una loro combinazione.
11. 11. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-10, caratterizzato dal fatto che detto telaio (3) è realizzato con elementi tubolari o con profilati, in metallo, in plastica, in fibra di carbonio o in fibre composite, connessi tra loro.
12. 12. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 2-11, caratterizzato dal fatto che detta prima struttura (3A) e/o detta seconda struttura (3B) è/sono vincolata/e alla tavola (2), direttamente o per interposizione di un sistema articolato (36, 361; 38, 39, 41), girevole attorno ad un asse (K, W) incidente o ortogonale alla tavola (2).
13. 13. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 2-12, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, una prima sospensione (41) interposta tra detta prima struttura (3A) e detta tavola (2), per lo smorzamento delle sollecitazioni meccaniche trasmesse alla prima struttura (3A) durante l’uso del veicolo (1).
14. 14. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 2-13, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, una seconda sospensione (42) interposta tra detta seconda struttura (3B) e detta tavola (2), per lo smorzamento delle sollecitazioni meccaniche trasmesse alla seconda struttura (3B) durante l’uso del veicolo (1).
15. 15. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 3-14, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, due pedali vincolati a detto albero di sterzo (331) per consentire il controllo del veicolo (1), da parte dell’utente, anche con i piedi.
16. 16. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta tavola (2) è uno snowboard, una tavola per la discesa su sabbia, una tavola per la discesa su erba,
17. 17. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-15, caratterizzato dal fatto di comprendere, in sostituzione a detta tavola (2), almeno due ruote in linea, una ruota anteriore (R1) e una ruota posteriore (R2), supportate da una terza struttura vincolata al telaio (3).
18. 18. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 4-17, caratterizzato dal fatto che detto snodo o giunto (A1) è ad azionamento idraulico e dal fatto di comprendere leve (311, 312), applicate al manubrio (31) o alle pedane (32), per l’azionamento in rotazione oraria/antioraria di detto snodo/giunto (A1).
19. 19. Veicolo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-18, caratterizzato dal fatto che detto telaio (3) è elasticamente deformabile in direzione trasversale alla direzione longitudinale (X) per assecondare gli spostamenti di carico laterali del guidatore.