ITMI20090146A1 - Apparato di simulazione per barche a vela - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

APPARATO DI SIMULAZIONE PER BARCHE A VELA

La presente invenzione ha per oggetto un apparato di simulazione in particolare per barche a vela del tipo precisato nel preambolo della prima rivendicazione.

Sono attualmente note alcune tipologie di apparati di simulazione per barche a vela.

Gli stessi sono, infatti, utilizzati nelle stagioni e nei luoghi nei quali risulta problematico utilizzare la vera barca a vela in acqua, ossia in mare o nei laghi. I detti apparati di simulazione sono costituiti principalmente da sistemi virtuali. Gli stessi comprendono quindi schermi, comandi e piattaforme mobili che simulano le reazioni e il comportamento di una barca a vela in acqua.

I detti apparati virtuali di simulazione presentano alcuni importanti inconvenienti.

Infatti, come noto, gli apparati virtuali non possono dare all’utilizzatore la stessa sensazione di un apparato reale.

Per quanto sofisticato, infatti, il software presenta approssimazioni e valutazioni che non coincidono con le situazioni e le reazioni di una barca reale.

Inoltre, le sensazioni dell’utente sono attenuate ed alterate dalla consapevolezza di trovarsi in un sistema virtuale.

Conseguentemente, gli apparati virtuali di simulazione non sono pienamente adatti ad insegnare ad un neofita o a impratichire un amatore.

Gli apparati virtuali sono infine molto costosi e complicati.

Sono poi stati realizzati alcuni apparati meccanici che sfruttano la forza del vento e di alcuni elementi elastici atti a simulare parzialmente il comportamento di una barca a vela in acqua.

Questi ultimi risolvono parzialmente alcuni degli inconvenienti citati, ma sono troppo approssimati e grossolani per simulare una situazione di navigazione in mare o su un lago in maniera ottimale.

In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ ideare un apparato di simulazione per barche a vela in grado di ovviare sostanzialmente agli inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico à ̈ un importante scopo dell'invenzione ottenere un apparato di simulazione per barche a vela che simuli al meglio le reazioni e il comportamento di una barca a vela in acqua e che dia all’utilizzatore sensazioni e impressioni simili a quelle ottenute su una barca a vela in acqua. Un altro importante scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un apparato di simulazione per barche a vela semplice ed economico.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da un apparato di simulazione per barche a vela come rivendicato nella annessa Rivendicazione 1. Esecuzioni preferite sono evidenziate nelle sottorivendicazioni.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di una esecuzione preferita dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali:

la Fig. 1 mostra un apparato di simulazione in una vista d’insieme in assonometria;

la Fig. 2 illustra una vista dall’alto dell’apparto di simulazione;

la Fig. 3a evidenzia una vista dall’alto dell’apparto di simulazione in una prima condizione; e

la Fig. 3b evidenzia una vista dall’alto dell’apparto di simulazione in una seconda condizione.

Con riferimento alle Figure citate, l’apparto di simulazione 1 secondo l'invenzione à ̈ globalmente indicato con il numero 1.

Esso à ̈ associabile ad una barca a vela 30, eventualmente dopo alcune modifiche alla stessa, come in seguito meglio precisato.

L’apparato di simulazione 1 comprende, per sommi capi, una struttura fissa 7 di base, una piattaforma 2, almeno parzialmente liberamente girevole intorno ad un asse sostanzialmente verticale 2a, un dispositivo di sostegno 3 posizionato sulla piattaforma 2, oscillabile e atto a sostenere la barca a vela 30.

Più nei dettagli, la struttura fissa 7 sostiene la piattaforma 2 e l’intero apparato 1.

Essa à ̈ posizionabile sul suolo ed eventualmente dotata di ruote 7a, atte al trasporto, e di supporti fissi 7b e regolabili atti al vincolo al suolo (Fig. 1).

La struttura fissa 7 comprende inoltre quattro bracci di sostegno 12 telescopici, di lunghezza opportuna e atti ad impedire il ribaltamento dell’apparato 1 includente la barca 30.

La piattaforma 2 à ̈ quindi sostenuta dalla struttura fissa 7 ed à ̈ atta a ruotare in riferimento alla stessa lungo l’asse verticale 2a.

La piattaforma 2 comprende preferibilmente una base 13 includente una guida circolare 13a, o disco, sagomata a cerchio con centro posizionata nella direzione dell’asse 2a.

La base 13 Ã ̈ sostenuta da elementi ruotabili 14, o cuscinetti a sfera, a loro volta vincolati alla struttura fissa 7, e posizionati in direzioni tangenziali rispetto alla detta guida circolare 13a. Gli elementi ruotabili 14 sono quindi atti a vincolare il movimento della base 13 in direzione radiale ed a consentire il movimento della stessa in direzione tangenziale.

Conseguentemente la base 13 può muoversi in direzione di rotazione intorno all’asse verticale 2a e, concordemente con la stessa la piattaforma 2, può ruotare liberamente, se soggetta a forze esterne come quella del vento, intorno all’asse verticale 2a.

La piattaforma 2 comprende, inoltre, preferibilmente un primo motore 6 atto a realizzare la stessa rotazione intorno all’asse verticale 2a su attivazione di un utilizzatore.

Il primo motore 6 à ̈ preferibilmente idraulico e comprende una ruota dentata mobile 15, o un pignone per catena, connessa ad ruota dentata fissa 16, collegata alla struttura fissa 7 e con centro posizionato lungo l’asse verticale 2a. Lo stesso primo motore 6 à ̈ poi funzionalmente collegato a un timone 31, preferibilmente elettricamente o idraulicamente mediante valvole a centri aperti e un attuatore a valvola a flusso proporzionale ed eventualmente ad un attuatore elettronico e/o meccanico. Gli stessi primo motore 6 e timone 31 sono quindi atti a simulare il comportamento di una barca in seguito a comandi dati dalla manovra del timone 31 attraverso un rilancio a funi collegato dal timone 31 ad un Joystik di tipo idraulico e/o elettronico.

Il primo motore 6 à ̈, inoltre, atto a consentire movimentazioni libere o almeno parzialmente libere perché soggette agli attriti ed alla forza dello stesso primo motore 6. Esso à ̈ quindi preferibilmente costituito da un motore idraulico, che consente la libera movimentazione delle ruote dentate 15 e 16 senza intervenire sulle stesse, quando sollecitate soltanto da forze esterne. Tale libera movimentazione avviene per effetto dello scarico regolabile del circuito idraulico alla uscita del motore, che funge anche da frizione idraulica simulando la forza idrodinamica dell’acqua sulla deriva rallentando notevolmente la rotazione.

Il dispositivo di sostegno 3 à ̈ vincolato alla piattaforma 2 ed à ̈ quindi girevole intorno all’asse 2a insieme alla piattaforma stessa.

Esso à ̈ inoltre oscillabile angolarmente intorno ad un asse longitudinale 3a, preferibilmente disposto nel piano orizzontale e coincidente, durante l’utilizzo, con l’asse longitudinale della barca 30.

Le dette oscillazioni avvengono lungo una guida 4 e in contrasto a mezzi di contrasto 5.

Il dispositivo di sostegno 3 Ã ̈ atto a sostenere la barca 30 ed ha quindi una struttura di supporto sagomato approssimativamente a settore di cilindro e comprendente degli elementi di bloccaggio 17 o appoggio e apposite spalle di sostegno della barca 30.

Questi ultimi comprendono una sede longitudinale 17a, con appositi supporti, atta ad essere posta a contatto dell’asse centrale e inferiore 32 dello scafo 34 (Fig. 2), ed elementi laterali 17b, atti ad essere posizionati a contatto di porzioni di scocca laterali della barca 30, come illustrato in Fig. 1.

La sede longitudinale 17a à ̈ preferibilmente verticalmente allineata all’asse longitudinale 3a del dispositivo di sostegno 3.

Gli elementi laterali 17b sono inoltre disponibili in posizioni regolabili a seconda delle dimensioni della barca 30.

Il dispositivo di sostegno 3 à ̈ mobile lungo almeno una guida 4 sagomata preferibilmente ad arco di circonferenza disposto su un piano verticale e con centro lungo l’asse longitudinale 3a.

In particolare la guida 4 definisce un arco di circonferenza di ampiezza compresa tra 10° e 80° a seconda delle caratteristiche necessarie.

La guida 4 à ̈ preferibilmente costituita da un binario 4a solidale al dispositivo di sostegno 3 e vincolato ad una pluralità di ruote 4b, o cuscinetti, solidali alla piattaforma 2. Le ruote 4b sono quindi preferibilmente atte a scorrere all’interno del binario 4a, come illustrato nelle Figg. 3a e 3b.

Il movimento lungo la guida 4 avviene in contrasto a dei mezzi di contrasto 5. Questi ultimi comprendono preferibilmente degli elementi elastici 8 costituiti da molle di compressione in acciaio dotate di tiranti da entrambe i lati.

Gli elementi elastici 8 sono collegati, tramite una fune 18, sia alla piattaforma 2 che al dispositivo di sostegno 3, in modo tale che la posizione di equilibrio del dispositivo di sostegno 3 sia simmetrica rispetto all’asse verticale 2a (Fig. 3a) e in modo che ogni spostamento della stessa lungo la guida 4 corrisponda ad un allungamento della fune 18 e ad una conseguente contrazione degli elementi elastici 8 (Fig. 3b).

Possono inoltre essere previste due funi 18 ognuna dotata di propri mezzi di contrasto 5 o semplicemente di propri mezzi elastici 8 e ancorate su due punti simmetrici del dispositivo di sostegno 3.

Inoltre, i mezzi di contrasto 5 comprendono inoltre preferibilmente, in particolare se destinati a barche pesanti, un secondo motore 9, atto ad attivarsi in particolare quando l’inclinazione del dispositivo di sostegno 3 raggiunge, rispetto alla piattaforma 2, un angolo superiore ad un valore di soglia, preferibilmente compreso tra 20° e 30°.

Il detto secondo motore 9 agisce preferibilmente direttamente sul dispositivo di sostegno 3 simulando la forza idrodinamica dell’acqua sulla deriva che tenta il raddrizzamento della barca.

Il secondo motore 9 à ̈ infine anch’esso preferibilmente posizionato solidalmente alla piattaforma 2 ed anch’esso di tipo idraulico.

Il dispositivo di sostegno 3 comprende inoltre un accelerometro 19, atto a misurare la forza esercitata dalla barca 30 sullo stesso dispositivo 3 in direzione dell’asse longitudinale 3a. L’accelerometro 19 o trasduttore à ̈ preferibilmente posizionato sui supporti 17a e/o 17b o sul punto di bloccaggio della deriva ridotta.

L’apparato di simulazione 1 comprende poi preferibilmente un elaboratore elettronico atto a comandare lo stesso apparato 1 e connesso al timone 31, all’accelerometro 19, ai motori 6 e 9 e altro.

L’apparato di simulazione 1 comprende, infine, un collegamento con la rete elettrica o con un generatore allo scopo di rifornire il primo e secondo motore 6 e 9, l’elaboratore elettronico ed eventuali altri organi. Si evidenzia che à ̈ prevista inoltre una connessione elettrica 10 di tipo parzialmente mobile ed atta a trasmettere corrente elettrica da una porzione fissa ad una girevole.

La connessione elettrica 10 à ̈ preferibilmente di tipo a spazzole o brushless ed à ̈ posizionata sostanzialmente lungo l’asse verticale 2a tra la struttura fissa 7 e la piattaforma 2.

Il funzionamento di un apparato di simulazione, sopra descritto in termini strutturali à ̈ il seguente.

L’apparato di simulazione 1 viene posizionato in corrispondenza di un luogo preferito. In particolare in un luogo ventoso o in prossimità di grossi ventilatori o simili.

Una barca a vela 30, in particolare di tipo a derive mobili, laser o simile, viene posta sul dispositivo di sostegno e resa solidale allo stesso.

La barca a vela 30 può essere appositamente modificata, ad esempio può essere accorciata la deriva.

L’apparato di simulazione 1 à ̈ quindi pronto ad essere utilizzato.

Un utilizzatore si dispone sulla barca 30 e la utilizza esattamente come una barca in acqua.

Attraverso le vele 33 l’utilizzatore esercita, tramite la forza del vento, una forza in direzione longitudinale 3a, rilevata dall’accelerometro 19 e comunicata ad appositi mezzi di comando elettrici o meccanici.

L’utilizzatore può inoltre compiere virate tramite le vele 33 o usare il timone 31. Nel primo caso la barca 30 esercita una forza in direzione perpendicolare alla direzione longitudinale 3a. La barca 30 ruota intorno all’asse verticale 2a e all’asse longitudinale 3a (Fig. 3b) in contrasto ai mezzi di contrasto 5.

I mezzi di contrasto 5 simulano quindi la spinta raddrizzante dell’acqua, inizialmente solo tramite gli elementi elastici 8 e in un secondo momento anche tramite il secondo motore 9.

I mezzi di contrasto 5 possono inoltre essere regolati in base alla velocità rilevata, tramite l’elaboratore elettronico e l’accelerometro 19 che comandano preferibilmente il secondo motore 9.

Quando la barca 30 ruota intorno all’asse verticale 2a con essa ruotano la piattaforma 2 e il dispositivo di sostegno 3.

La resistenza alla rotazione della barca 30 può inoltre essere variata dal primo motore 6 attraverso il circuito idraulico mediante valvole di regolazione allo scarico e/o da un dispositivo elettronico nel caso che il motore fosse di tipo elettrico per simulare il reale comportamento della barca 30 in acqua.

L'invenzione consente importanti vantaggi.

Infatti, l’apparato di simulazione 1, consente di simulare l’andatura in barca a vela su una barca a vela reale, che presenta inclinazioni, comportamento e reazioni identiche a una barca 30 utilizzata in acqua.

Inoltre la barca 30 sull’apparato 1 reagisce al vento, naturale o provocato, come una barca 30 in acqua.

L’utilizzatore si abitua quindi alla reale andatura di una barca e può esercitarsi in qualsiasi situazione ambientale e anche a distanza dal mare.

I mezzi di contrato 5, il primo motore 6, l’accelerometro 19, il timone 31 e mezzi di comando idraulici, meccanici o elettronici, completano inoltre la simulazione dei comportamenti della barca a vela 30.

L'invenzione à ̈ suscettibile di varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti ed i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di simulazione (1) per barca a vela (30) comprendente: una struttura fissa (7) atta a sostenere al suolo detto apparato di simulazione (1) un dispositivo di supporto (3) atto a sostenere detta barca a vela (30) connesso a detta struttura fissa (7) caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una guida (4), posta tra detta struttura fissa (7) e detto dispositivo di sostegno (3), dal fatto che detto dispositivo di sostegno (3) Ã ̈ atto a oscillare angolarmente intorno a un asse longitudinale (3a), lungo detta guida (4), e dal fatto di comprendere mezzi di contrasto (5) atti a contrastare spostamenti di detto dispositivo di sostegno (3) lungo detta guida (4).
2. 2. Apparato di simulazione (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto asse longitudinale (3a) Ã ̈ posto su un piano sostanzialmente orizzontale.
3. 3. Apparato di simulazione (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui detti mezzi di contrasto (5) comprendono degli elementi elastici (8).
4. 4. Apparato di simulazione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di contrasto (5) comprendono un secondo motore (9).
5. 5. Apparato di simulazione (1) secondo le rivendicazioni 2 e 4, in cui detto secondo motore (9) Ã ̈ atto a intervenire su detto dispositivo di sostegno (3) per angoli di inclinazione di detta barca a vela (30) superiori ad un valore di soglia.
6. 6. Apparato di simulazione (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti comprendente una piattaforma (2), girevole intorno ad un asse sostanzialmente verticale (2a), sostenuta da detta struttura fissa (7) e sostenente detto dispositivo di sostegno (3).
7. 7. Apparato di simulazione (1) secondo la rivendicazione 6, comprendente un primo motore (6) atto a ruotare detta piattaforma (2) rispetto a detta struttura fissa (7), intorno a detto asse verticale (2a).
8. 8. Apparato di simulazione (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detto primo motore (9) Ã ̈ di tipo idraulico.
9. 9. Apparato di simulazione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente una connessione elettrica (10) atta a trasmettere corrente elettrica da una porzione fissa ad una girevole, disposta sostanzialmente lungo detto asse verticale (2a) e atta a connettere elettricamente detta struttura fissa (7) e detta piattaforma (2).
10. 10. Apparato di simulazione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di sostegno (3) comprende un accelerometro (19) atto a rilevare la forza esercitata da detta barca a vela (30) in direzione di detto asse longitudinale (3a) di detta barca (30).