ITMI20090328U1 - Dispositivo per il rilevamento di parametri significativi dell'attivita' fisica necessaria per la propulsione umana effettuata mediante sistemi a doppia leva - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per MODELLO DI UTILITÀ’ avente per titolo:

“DISPOSITIVO PER IL RILEVAMENTO DI PARAMETRI SIGNIFICATIVI DELL’ATTIVITÀ FISICA NECESSARIA PER LA PROPULSIONE UMANA EFFETTUATA MEDIANTE SISTEMI A DOPPIA LEVA”

La presente invenzione concerne un dispositivo per il rilevamento di parametri significativi dell’attività fisica necessaria per la propulsione umana effettuata mediante sistemi a doppia leva, quali, tra i vari esempi, la messa in rotazione con arti inferiori della pedivella di una bicicletta o con arti superiori di un verricello, quale quello di una barca a vela.

Per semplicità d’ora in poi si farà principale riferimento all’attività di un ciclista e pertanto alla pedivella di una bicicletta evidenziando sin d’ora in ogni caso l’applicabilità del trovato ad altri sistemi analoghi quale quello ulteriormente citato (verricello).

La presente invenzione trova principale impiego nel monitoraggio di attività di tipo sportivo, ed in particolare, ma non esclusivamente, è destinata al ciclismo. L’oggetto della presente invenzione è quindi applicabile su qualsiasi tipologia di bicicletta esistente o analogo veicolo o sistema di movimentazione a propulsione umana.

Com’è noto, esistono diversi sistemi e dispositivi destinati al rilevamento di dati e parametri significativi, quali per esempio, velocità istantanea, velocità media, distanza percorsa, calorie consumate, pulsazioni cardiache e simili, inerenti al moto delle biciclette e all’ attività fisica dei ciclisti.

Fra i vari sistemi ed i dispositivi noti, si possono distinguere due sistemi in grado di rilevare i parametri significativi dell’attività fisica che consentono di fornire indicazioni sulla potenza erogata durante le pedalate dei ciclisti.

Un primo sistema di rilevamento è costituito da una prima pedivella la quale è provvista di un appropriato elemento di accoppiamento raggiato fissabile su uno degli ingranaggi della corona di trasmissione della bicicletta. L’elemento di accoppiamento presenta una configurazione a stella le cui razze definiscono rispettivi punti di aggancio per l’accoppiamento stabile della prima pedivella alla corona di trasmissione. Una seconda pedivella è impegnata, tramite un opportuno perno centrale di connessione, alla prima, in modo tale da formare e definire, unitamente agli ingranaggi della corona di trasmissione, la guarnitura della bicicletta.

Il primo sistema è inoltre provvisto di idonei sensori di torsione mediante i quali risulta possibile rilevare, sostanzialmente in corrispondenza dell’elemento di accoppiamento e della corona di trasmissione, l’intensità complessiva della coppia generata durante lo sforzo atletico di un ciclista. In questo modo, risulta quindi possibile misurare la potenza generata dal ciclista durante l’utilizzo della propria bicicletta.

Naturalmente, essendo il primo sistema di rilevamento costituito da una pluralità di elementi che corrispondono ai componenti già presenti sulle biciclette, lo stesso richiede necessariamente la sostituzione, ad eccezione degli ingranaggi della corona di trasmissione, di tutta la componentistica che costituisce la guarnitura della bicicletta. In pratica, Γ installazione del primo sistema di rilevamento della potenza erogata, richiede la sostituzione delle pedivelle e del perno centrale di connessione.

Un secondo sistema di rilevamento oggi in uso, applicabile direttamente in corrispondenza della ruota posteriore, prevede Γ utili zzo di idonei sensori di torsione che sono in grado di rilevare il valore della coppia, ed il momento torcente, prodotti in corrispondenza del pacco pignoni.

Contrariamente alla modalità di montaggio del primo sistema, Γ installazione del secondo sistema richiede solamente il disimpegno momentaneo della ruota posteriore per consentirne la corretta applicazione dello stesso sul pacco pignoni.

A differenza del primo sistema, il secondo sistema di rilevamento non consente la misura della potenza erogata dal ciclista, ma il rilevamento della potenza utile alla movimentazione della bicicletta.

Sebbene i summenzionati sistemi di rilevamento permettano la misurazione di valori relativi alla potenza durante lo sforzo atletico di un ciclista, la Richiedente ha riscontrato che non sono tuttavia esenti da alcuni inconvenienti e sono migliorabili sotto diversi aspetti, principalmente in relazione all’analisi accurata dell’applicazione delle forze che il ciclista genera sui componenti che costituiscono la guarnitura della bicicletta, al rilevamento della potenza relativa alla pedivella destra ed alla pedivella sinistra, nonché ad un’analisi della postura del ciclista durante ratti vita fisica del medesimo, sia in condizione di sforzo controllato sia in condizione di sforzo massimo.

In particolare, la Richiedente ha riscontrato che i sistemi per il rilevamento della potenza sopra citati sono solamente in grado di fornire un dato generico sulla potenza erogata dal ciclista o utile alla movimentazione della bicicletta. Tali sistemi non riescono a fornire dati più specifici che sono fondamentali ai fini dell’ ottimizzazione delle attività di tipo agonistico e di una comprensione delle modalità di svolgimento dello sforzo fisico. In altre parole, i sistemi noti non sono in grado di assistere gli atleti ed i rispettivi preparatori tecnici nello studio dell’assetto ideale per l’ottenimento dei massimi risultati, né di fornire parametri dettagliati e pre-impostabili dall’utente.

Scopo principe della presente invenzione è quello di risolvere i problemi riscontrati nelle tecnica nota.

Uno scopo della presente invenzione è pertanto quello di proporre un dispositivo di rilevamento che sia in grado di analizzare accuratamente l’attività fìsica del ciclista.

Un’ulteriore scopo delle presente invenzione è provvedere un dispositivo di rilevamento in grado di analizzare le forze generate durante l’attività fisica dei ciclisti e i parametri ad esse correlate in corrispondenza di ciascuna pedivella. E’ pertanto uno scopo della presente invenzione proporre un dispositivo in grado di misurare l’intensità delle forze e dei momenti torcenti generati su ciascuna pedivella e per ricavare la potenza espressa su quest’ ultima durante ciascuna pedalata.

E’ un ulteriore scopo della presente invenzione monitorare e fornire una serie di dati sulla postura del ciclista durante l’attività fisica dello stesso.

E’ anche uno scopo della presente invenzione fornire indicazioni sulla modalità di pedalata del ciclista sia in fase di spinta, vale a dire in relazione alla discesa dei pedalini, che in fase di tiro, vale a dire in relazione alla salita dei pedalini. E altresì uno scopo della presente invenzione proporre un dispositivo modulare di tipo universale che si presti ad essere applicato su qualsiasi tipologia di bicicletta esistente.

Questi scopi ed altri ancora sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo per il rilevamento di parametri significativi dell’attività fìsica di un ciclista e/o del movimento di una bicicletta o un simile veicolo a propulsione umana, secondo quando espresso nelle unite rivendicazioni.

Viene ora riportata, a titolo esemplificativo e non limitativo, la descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita di un dispositivo per il rilevamento di parametri significativi dell’attività fisica di un ciclista e/o del movimento di una bicicletta o un simile veicolo a propulsione umana, in cui: la figura 1 è una vista prospettica di una dispositivo per il rilevamento di parametri significativi dell’attività fisica di un ciclista e/o del movimento di una bicicletta o un simile veicolo a propulsione umana, in accordo la presente invenzione;

la figura 2 è un’ulteriore vista prospettica del dispositivo di cui alla figura 1;

la figura 3 è una vista in pianta del dispositivo di cui alla figura 1 ;

la figura 4 è una vista prospettica in esploso del dispositivo di cui alle figure 1 e 3;

la figura 5 è una vista prospettica in esploso del dispositivo illustrato in figura 2;

la figura 6 è una sezione del dispositivo di cui alle figure precedenti eseguita secondo una piano mediano orizzontale;

la figura 7 è una vista schematica in alzato di due componenti del dispositivo di cui alle figure precedenti;

la figura 8 è una prima vista prospettica di uno dei componenti illustrato nella figura 7;

la figura 9 è un’ulteriore vista prospettica del componente illustrato in figura 8;

la figura 10 è un primo schema di un quadro di monitoraggio del dispositivo di cui alle figure precedenti;

la figura 11 è un secondo schema di un quadro di monitoraggio del dispositivo di cui alle figure da 1 a 10;

la figura 12 è un terzo schema di un quadro di monitoraggio del dispositivo di cui alle figure da 1 a 11.

Con riferimento alle unite figure con 1 è complessivamente indicato un dispositivo per il rilevamento di parametri significativi dell’attività fisica necessaria per la propulsione umana effettuata mediante sistemi a doppia leva, quali, tra i vari esempi, la messa in rotazione con arti inferiori della pedivella di una bicicletta o con arti superiori di un verricello, quale quello di una barca a vela.

Per semplicità d’ora in poi si farà principale riferimento all’attività di un ciclista e pertanto alla pedivella di una bicicletta evidenziando sin d’ora in ogni caso l’applicabilità del trovato ad altri sistemi analoghi quale quello ulteriormente citato (verricello).

L’oggetto della presente invenzione è quindi applicabile su qualsiasi tipologia di bicicletta esistente o analogo veicolo o sistema di movimentazione a propulsione umana.

Come visibile nelle figure da 1 a 6, il dispositivo 1 comprende una prima leva o pedivella 2 operativamente impegnabile al telaio di un sistema di movimentazione a propulsione umana, in dettaglio di una bicicletta (non rappresentata). La prima pedivella 2 presenta un’estremità di connessione 3 predisposta ad impegnare operativamente il telaio della corrispettiva bicicletta su cui il dispositivo 1 viene montato, ed un’estremità libera 4, disposta da parte opposta rispetto all’estremità di connessione 2 e predisposta a supportare, tramite una prima sede di impegno 4a (figure 4 e da 6 a 9), un primo mozzo 5 (figure da 1 a 3, 5 e 6) di un rispettivo primo elemento di spinta o pedalino (non illustrato).

Come visibile nelle figure da 1 a 6, il dispositivo 1 comprende una seconda leva o pedivella 6, preferibilmente identica alla prima pedivella 2, ed operativamente impegnabile al telaio della medesima bicicletta da parte opposta rispetto alla prima pedivella 2. La seconda pedivella 6 presenta un’estremità di connessione 7 predisposta ad impegnare operativamente il telaio della corrispettiva bicicletta su cui il dispositivo 1 viene montato, ed un’estremità libera 8, disposta da parte opposta rispetto all’estremità di connessione 7 e predisposta a supportare, tramite una seconda sede di impegno 8a, un secondo mozzo 9 (figure da 1 a 3, 5 e 6) di un rispettivo secondo elemento di spinta o pedalino (non rappresentato). Sempre con riferimento alle figure da 1 a 6, il dispositivo 1 comprende inoltre un perno di connessione 10 interponibile fra le pedivelle 2, 6 per unire queste ultime in modo che siano in grado di ruotare attorno ad un rispettivo asse di rotazione “X” che si estende lungo il perno di connessione 10 quando quest’ultimo è collocato operativamente all’ interno di una corrispettiva sede (non visibile nelle figure allegate) della bicicletta (o diverso sistema di movimentazione) su cui il dispositivo 1 viene montato. In particolare, quando il dispositivo 1 viene montato su una rispettiva bicicletta il perno di connessione 10 attraversa la corrispettiva sede del telaio della bicicletta assicurando l’unione delle pedivelle 2, 6.

Con riferimento alle figure da 1 a 11, l’estremità di connessione 3, 7 di ciascuna pedivella 2, 6 è provvista di una sede di impegno 11, 12, preferibilmente dentata, per Γ inserimento assiale di una corrispettiva estremità 13, preferibilmente dentata, del perno di connessione 10.

La dentatura ricavata all’intemo della sede di impegno 11, 12 di ciascuna pedivella 2, 6, e la dentatura ricavata esternamente sulle estremità 13 del perno di connessione 10, assicurano il preciso accoppiamento fra il perno di connessione 10 e le pedivelle 2, 6 e la sicura ed affidabile unione in rotazione di questi ultimi.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende mezzi sensori 14 (figure 6 e 7) per il rilevamento di almeno un parametro significativo del lavoro compiuto durante l’azionamento da parte dell’utilizzatore che agisce sul sistema di movimentazione, ovvero durante la pedalata del ciclista che utilizza la bicicletta su cui risulta montato il dispositivo 1.

Come visibile nelle figure da 5 a 7 e 9, ciascuna pedivella 2, 6 è provvista di un vano di alloggiamento 15 per l’impegno di una corrispettiva strumentazione elettronica 16 (figura 6) dei mezzi sensori 14.

In particolare, la strumentazione 16 che viene disposta all’intemo dei rispettivi vani di alloggiamento 15 delle pedivelle 2, 6, può includere per esempio, un dispositivo per la ricarica elettrica delle batterie che alimentano i mezzi sensori 14 e/o eventuali dispositivi stabilizzatori di segnale, e/o dispositivi amplificatori di segnale e/o dispositivi di comunicazione “wireless” che sfruttano ad esempio i protocolli “Bluetooth” e/o unità elettroniche programmabili.

Preferibilmente, il perno di connessione 10 è sostanzialmente tubolare per consentire Γ attraversamento di uno o più connettori elettrici IOa (figure 4 e 6) e/o elettronici fra le strumentazioni 16 poste all’ interno del vano di alloggiamento 15 di ciascuna pedivella 2, 6.

Con riferimento alle figure 1, 2, 4 e 6, il vano di alloggiamento 15 di ciascuna pedivella 2, 6 è chiudibile da un rispettivo coperchio 17 che ne protegge il contenuto isolandolo completamente dall’ambiente esterno e da eventuali agenti atmosferici.

Preferibilmente, i mezzi sensori 14 sono disposti sulla prima 2 e la seconda pedivella 6. I mezzi sensori 14 sono in grado di rilevare e misurare l’intensità delle forze applicate sui pedali (in particolare rilevando le componenti normale/verticale e tangenziale/orizzontale della forza applicata su ciascuno dei pedalini), ed anche del momento torcente MT sull’asse di sviluppo della pedivella, generati durante ciascuna pedalata del ciclista, e sono in grado di consentire il monitoraggio della potenza erogata PDX, PSX, espressa in Watt, in corrispondenza della prima e della seconda pedivella 2, 6.

Ovviamente per ottenere tale valore sarà necessario pre-impostare il valore della lunghezza della pedivella.

Vantaggiosamente, i mezzi sensori 14 comprendono un prefissato numero di ponti estensimetrici (figure da 6 e 7), in particolare tre per ciascuna pedivella, operativamente impegnati su ciascuna pedivella 2, 6 per rilevare le componenti ortogonali della forza generata dal ciclista su ciascun pedalino ed il momento torcente generato lungo la struttura della pedivella durante la pedalata. Ciascun set di estensimetri destro e sinistro 18 è in comunicazione elettronica con almeno un’unità elettronica programmabile (non rappresentata), facente parte della strumentazione 16 o di una strumentazione esterna al dispositivo 1 destinata alla gestione dei dati e dei parametri rilevati dai mezzi sensori 14. Scendendo più nel dettaglio, i mezzi sensori 14 sono atti e capaci di rilevare, per ciascuna pedivella 2, 6, la distanza DDX, DSX, espressa in millimetri, che intercorre fra il punto di applicazione DP, SP della forza FDX, FSX (nelle figure sono rappresentate le componenti delle forze orizzontale e verticale ODX, VDX, OSX, VSX) prodotta dal ciclista sul rispettivo pedalino ed il punto di impegno IDX, ISX di quest’ultimo alla rispettiva pedivella 2, 6 (figure da 1 a 3 e 6).

Alternativamente, i mezzi sensori 14 possono rilevare la distanza che intercorre fra il punto di applicazione DP, SP della forza FDX, FSX prodotta dal ciclista sul rispettivo pedalino e un centro ideale (non rappresentato nelle figure) di spinta localizzato preventivamente sul pedalino medesimo secondo una posizione predeterminata.

Tale rilevazione viene effettuata grazie alle misure del momento torcente MTdxo MTSXdiviso per la rispettiva componente verticale (VDX, VSX) ed esprime il braccio di applicazione in mm, ovvero la distanza rispetto al centro della pedivella.

Vantaggiosamente, i mezzi sensori 14 sono atti a rilevare, per ciascuna pedivella 2, 6, l’intensità della componente verticale VDX, VSX ed orizzontale ODX, OSX, espresse in Newton, della forza prodotta FDX, FSX dal ciclista sul punto di applicazione DP, SP localizzabile sul rispettivo pedalino, nonché l’intensità della forza generale prodotta FDX, FSX, anch’essa espressa in Newton quale somma vettoriale delle componenti rilevate.

In questo modo, i mezzi di sensori 14 forniscono dati utili per elaborare l’andamento di ciascuna pedalata del ciclista sia in relazione all’efficienza di ciascuna singola pedalata sia alla distribuzione delle forze in spinta, vale a dire da un punto morto superiore PMS ad un punto morto inferiore PMI del moto circolare del rispettivo pedalino, ed in tiro, vale a dire dal punto morto inferiore PMI al punto morto superiore PMS del moto circolare del rispettivo pedalino, Va specificato che nel corso della presente descrizione, per punto morto inferiore PMI e punto morto superiore PMS si intenderà rispettivamente il punto in cui ciascun pedalino cambia senso di marcia dalla discesa alla salita e dalla salita alla discesa.

Con riferimento invece all’efficienza della pedalata in corrispondenza di ciascuna pedivella 2, 6, intesa come rapporto tra la forza utile che corrisponde alla componente verticale VDX, VSX della forza prodotta dal ciclista FDX, FSX, e la forza prodotta dal ciclista FDX e FSX, l’efficienza viene espressa preferibilmente secondo un valore percentuale.

Naturalmente, maggiore è la componente verticale VDX, ODX della forza prodotta FDX, FSX, maggiore è l’efficienza della pedalata. Idealmente, se la forza prodotta FDX, FSX in qualsiasi punto della pedalata risultasse sempre diretta verticalmente, i mezzi di rilevamento 14 rileverebbero il massimo valore di efficienza che corrisponderebbe ad una rapporto pari a 1.

Questo parametro permette al ciclista di verificare la direzione prevalente di spinta e/o tiro durante la propria pedalata in modo tale da poter correggere eventuali posizioni poco idonee al raggiungimento della massima efficienza di pedalata.

I mezzi sensori 14 comprendono per consentire le misurazioni sopra citate, per ciascuna pedivella 2, 6, un primo sensore ed un secondo sensore di deformazione 19, 20, preferibilmente costituiti da rispettivi ponti estensimetrici, posizionati per rilevare deformazioni secondo direzioni sostanzialmente ortogonali l’una rispetto all’altra (figura 7).

II primo 19 ed il secondo sensore 20 di deformazione di ciascuna pedivella 2, 6 rilevano l’intensità delle componenti verticali e orizzontali VDX, VSX, ODX, OSX di ciascuna forza generale prodotta FDX, FSX sul rispettivo pedalino, dalla cui somma vettoriale, è possibile ricavare l’intensità di quest’ ultima.

Vantaggiosamente, il primo ed il secondo sensore di deformazione 19, 20 di ciascuna pedivella 2, 6 sono connessi con un’unità elettronica programmabile per la gestione dei dati e dei parametri rilevati da detti mezzi sensori 14.

Preferibilmente, i mezzi sensori 14 comprendono, per ciascuna pedivella 2, 6, un terzo sensore di deformazione 21, in particolare un rispettivo ponte estensimetrico, che è in grado di rilevare il momento torcente generato dalla componente verticale della forza di spinta applicata dal ciclista sui pedalini. Vantaggiosamente, l’insieme dei tre sensori di deformazione 19, 20, 21, di ciascuna pedivella 2, 6, compone il corrispettivo set di estensimetri 18 il quale è in grado di rilevare le componenti verticale ed orizzontale della forza applicata ed il rispettivo momento torcente in base ai dati ottenibili dal rilevamento delle deformazioni lungo i tre assi ortogonali dei sensori di deformazione 19, 20, 21. Vantaggiosamente, i mezzi sensori 14 inviano, con il tramite delle citate schede elettroniche, ad esempio in wireless, i dati ad una unità di elaborazione (non illustrata) in grado di calcolare ed eventualmente rappresentare, per ciascuna pedivella 2, 6, i valori della potenza erogata PDX, PSX sia durante la salita del rispettivo pedalino dal punto morto inferiore PMI al punto morto superiore PMS che la discesa del rispettivo pedalino dal punto morto superiore PMS al punto morto inferiore PMI. Dal rilevamento di tali dati è possibile quindi ricavare, per ciascuna pedivella 2, 6, il rapporto KDX, KSX tra i valori della potenza erogata PDX, PSX in salita ed in discesa di ciascun pedalino. In questo modo è possibile verificare il lavoro effettuato dal ciclista sia in relazione alla potenza di spinta che in relazione alla potenza di tiro complessiva e relativa a ciascuna gamba, Si noti che i valori di K esprimono la simmetria di pedalata tra discesa e salita del pedale.

Oltre ai summenzionati parametri che il dispositivo 1 è in grado di misurare, i mezzi sensori 14 sono inoltre predisposti (tramite ulteriore componentistica) a rilevare l’angolo di rotazione RP, espresso in gradi, ed a calcolare pertanto i giri al minuto GP, espressi numeri di giri per minuto, delle pedivelle 2, 6. Inoltre, risulta possibile verificare e ricavare il valore, espresso in Watt per ora, dell’energia ENDX, ENSX prodotta in corrispondenza di ciascuna pedivella 2, 6 e dell’energia totale ENT prodotta dal ciclista.

In aggiunta, il dispositivo 1 è in grado di verificare, previo ausilio di ulteriori sensori, l’angolo di rotazione, espresso in gradi, ed è pertanto in grado di calcolare i giri al minuto di almeno una ruota della bicicletta; nonché la velocità istantanea e media, espresse in chilometri per ora, le pulsazioni cardiache del ciclista, espresse in numero di pulsazioni per minuto, e la pendenza del suolo di percorrenza della bicicletta, espresso in valore percentuale. Ovviamente sarà possibile implementare anche il rilevamento di ulteriori parametri che dovessero rivelarsi utili o necessari.

Con riferimento alle figure da 5 a 9, ciascuna pedivella 2, 6, comprende almeno una sede 22, preferibilmente due o più, localizzata in corrispondenza della rispettiva estremità libera 3, 8, per l’alloggiamento del summenzionato set di estensimetri 18.

Preferibilmente, ciascuna pedivella 2, 6 è inoltre provvista di una superfìcie di supporto 23 per il supporto di almeno uno dei sopra citati sensori di deformazione 19.

In accordo con la soluzione realizzativa illustrata, ciascuna pedivella 2, 6 presenta due sedi 22a, 22b per l’impegno di due 20, 21 dei tre sensori di deformazione 19, 20, 21 previsti che compongono il set di estensimetri 18, ed una superficie di supporto 23, interposta tra le due sedi 22a, 22b su cui risulta impegnato il terzo sensore di deformazione 21.

Come visibile nelle figure da 5 a 9, che sono un esempio realizzativo del sistema di misurazione, le due sedi 22a, 22b di ciascuna pedivella 2, 6, sono definite da due corrispettive aperture passanti ricavate attraverso la struttura della rispettiva pedivella 2, 6 e presentano ciascuna una sagoma sostanzialmente ovalizzata. La superficie di supporto 23 si estende tra una sede 22a e l’altra 22b secondo una posizione ribassata rispetto alla struttura stessa della pedivella 2, 6, in modo tale da permanere all’intemo di quest’ultima.

Con riferimento alle figure 1, 2 e 4, sia le sedi 22a, 22b che le superfìci di supporto 23 di ciascuna pedivella 2, 6 sono copribili da almeno una calotta di copertura 24 che le isola rispetto all’ambiente esterno proteggendo i mezzi sensori 14 da dannosi agenti atmosferici.

Come visibile nelle figure da 1 a 7, il dispositivo 1 è inoltre munito di almeno un elemento di accoppiamento 25 fissabile, preferibilmente, alla prima pedivella 2, tramite uno o più elementi filettati di connessine 26 e/o al perno di connessione 10 in corrispondenza della prima pedivella 2 per unire in rotazione la prima pedivella 2, e di conseguenza, il perno di connessione 10 e la seconda pedivella 6, ad almeno un ingranaggio (non illustrato in quanto noto) di una corona di trasmissione (non rappresentata) della guarnitura della bicicletta su cui il dispositivo 1 è montato.

Sempre con riferimento alle figure da 1 a 7, l’elemento di accoppiamento 25 è provvisto di una pluralità di razze 25a che si estendono da una porzione centrale sostanzialmente circolare 25b e presentano ciascuna, un’estremità libera 25c atta ad impegnare, tramite rispettivi elementi filettati di connessione (non rappresentati) la corona della bicicletta.

Vantaggiosamente, l’elemento di accoppiamento 25 è intercambiabile con altri elementi di accoppiamento 25 presentanti identiche porzioni centrali 26 ed aventi razze 25a di differenti dimensioni per consentire l’impegno del dispositivo 1 su biciclette che presentano ingranaggi dalle dimensioni differenti. In aggiunta, è inoltre possibile prevedere che l’elemento di accoppiamento 25 presenti razze 25a di differenti lunghezze per consentire l’impegno dello stesso elemento di accoppiamento 25 su ingranaggi aventi dimensioni differenti.

Come visibile nelle figure 2, 5 e 6, il dispositivo è inoltre dotato di un generatore 27 (che può essere utilizzato in sostituzione di un normale caricabatteria elettrico alimentato da rete) per l’alimentazione elettrica dei mezzi sensori 14 e della strumentazione 16 delle pedivelle 2, 6.

E’ poi da notare che i dati rilevabili tramite il dispositivo sopra citato sono variamente visualizzabili.

Oltre ad una visualizzazione su personal computer o su schermi portatili dedicati all’applicazione (questi ultimi possono essere direttamente montati sulla bicicletta), un importante sviluppo prevede la possibilità per l’utente di trasmettere i dati rilevati (eventualmente, ma non necessariamente già elaborati) direttamente su un telefonino o smart phone od anche su un personal digitai assistant (PDA) personale.

Uno smartphone o, in italiano, telefonino intelligente, cellulare intelligente o super-cellulare è un dispositivo portatile che abbina funzionalità di gestione di dati personali e di telefono. Può derivare dall'evoluzione di un personal digitai assistant (PDA) a cui si aggiungono funzioni (non sempre tutte) di telefono (per questo detti anche PDA-Phones) o, viceversa, di un telefono mobile a cui si aggiungono funzioni di PDA. La caratteristica più interessante degli smartphone è la possibilità di installarvi altri programmi applicativi, che aggiungono nuove funzionalità.

Questi programmi possono essere sviluppati dal produttore, dallo stesso utilizzatore, o da terze parti.

Oggi esistono in commercio smartphone con connessione GSM / GPRS / EDGE / UMTS / HSDPA e che utilizzano le tecnologie Bluetooth e Wi-Fi per le comunicazioni con altri dispositivi.

L’uso di tali dispositivi consente, mediante personalizzazione con software, di poter utilizzare strumenti già a disposizione dell’utente per il funzionamento del dispositivo senza la necessità di dove acquistare apparecchiature dedicate.

A tal proposito il dispositivo utilizza propri mezzi di trasmissione (di per sè noti) atti a trasmettere detto almeno un parametro, o un valore da esso derivato, in particolare ma non necessariamente, attraverso l’unità di controllo, ad un dispositivo di visualizzazione che, come descritto, può essere uno smart phone e/o un personal digitai assistant (PDA).

I mezzi di trasmissione comunicano in generale via wireless (GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, e preferibilmente via Bluetooth, Wi-Fi, etc) almeno nel passaggio di informazioni dall’unità di controllo al dispositivo di visualizzazione.

Al fine di garantire il buon funzionamento dell’insieme, è necessario installare sullo smartphone o sul PDA almeno un programma software per consentire di visualizzare correttamente su detto smartphone o su detto PDA la pluralità di parametri relativi all’attività fisica dell’utilizzatore.

II programma software contiene una lista di istruzioni atta a consentire allo smart phone e/o al personal digitai assistant di visualizzare parametri differenti dell’attività fìsica dell’utilizzatore su selezione dell’utente; i parametri saranno in particolare aggiornati in tempo reale ad ogni prefissato instante di tempo. In altri termini il programma software consente la comunicazione e lo scambio di dati tra lo smart phone (e/o il personal digitai assistant) e l’unità di controllo del dispositivo.

Peraltro, per i motivi qui sotto evidenziati, il programma software consente una memorizzazione (richiamabile) selettiva dei dati nello smart phone e/o nel personal digitai assistant relativi all’attività fisica di un utilizzatore.

La visualizzazione sul telefono o PDA potrà in via esemplificativa avvenire come segue. Con riferimento alle figure 10, 11 e 12, sono illustrati tre esempi di un quadrante 28 di un corrispettivo dispositivo elettronico di controllo 29 e gestione dei dati rilevati dal sopra descritto dispositivo 1.

In particolare, il quadrante 28 (che potrebbe essere, come citato, quello di un telefonino o di un PDA, ma anche quello di un computer o di altro dispositivo di visualizzazione, anche dedicato) è suddiviso in tre fasce verticali 30, 31, 32, disposte rispettivamente: la prima 30 a destra; la seconda 31, al centro; e, la terza 32 a sinistra.

La prima e la terza fascia 30, 32 sono a loro volta suddivise, orizzontalmente, in tre settori 30a, 32a, 30b, 32b, 30c, 32c disposti rispettivamente: il primo 30a, 33a, in corrispondenza della parte superiore del quadrante 28; il secondo 30b, 32b, sostanzialmente in una parte intermedia; ed, il terzo 30c, 32c, in corrispondenza della parte inferiore.

Come visibile nelle figure da 10 a 12, i primi settori 30a, 32a, delle prima e terza fascia 30, 32, riportano sia graficamente che numericamente i valori 34 della potenza PDX, PSX erogata dal ciclista durante la marcia in corrispondenza di ciascuna gamba, l’andamento grafico 35 (fìg. 10) e scalare (fig. 11) dell’offset di pedalata (ovvero la distanza tra il punto di applicazione reale ed ideale della forza di spinta su ciascuna pedivella), l’andamento grafico (fig. 10) e scalare (fig. 11) del rapporto tra i valori di potenza e la componente verticale VDX, VSX, ovvero la forza utile, della forza prodotta dal ciclista sui rispettivi pedalini, in valore scalare 36 di quest’ultima.

In corrispondenza del secondo settore 30b, della prima fascia 30, è riportata la modalità di funzionamento del dispositivo di controllo 29 in particolare in termini di numero di acquisizione di dati per minuto e di impostazione della visualizzazione, mentre in corrispondenza del terzo settore 3 Oc, sono riportati i comandi di memorizzazione e richiamo delle memorie comandabili tramite pressione del quadrante 28 nel rispettivo punto.

In corrispondenza del secondo settore 32b, della terza fascia 32, sono riportati la lunghezza della pedivella (impostabile) ed il raggio (impostabile) della ruota, mentre in corrispondenza del terzo settore 32c, sono localizzati i comandi per le impostazioni e l’azzeramento delle stesse, comandabili tramite pressione digitale.

In corrispondenza della seconda fascia 31 è visualizzabile una serie di parametri utili al ciclista durante la propria attività.

Come visibile nelle figure da 10 a 12, risulta possibile visualizzare alcuni parametri e/o dati rispetto ad altri, i quali non vengono visualizzati e vengono mantenuti momentaneamente nascosti (parametri riportati a tratteggio nelle figure da 10 a 12).

Una ipotesi esemplificativa di settaggio prevede che, premendo per alcuni secondi contemporaneamente il tasto sinistro (SET/RESET) e quello destro (STORE/MEM REC), si possa inserire il dato di acquisizione in lampeggio (ex da 1 a 100 dati per minuto con passo 1), dopo alcuni secondi si possa inserire il dato di lunghezza della pedivella in lampeggio (ex da 160 mm a 180 mm con passo 2,5) e quindi il raggio della ruota in lampeggio (ex da 400 mm a 800 mm con passo 5) memorizzando infine i valori.

Nel funzionamento in continuo senza memorizzazione si preme il tasto destro finché non compare il numero di memoria 0.

Per azzerare i valori si preme per alcuni secondi il tasto sinistro. Per memorizzare basta premere per alcuni secondi il tasto destro ed i dati sono inviati alla prima memoria libera; premendo nuovamente il tasto destro si interrompe la registrazione. Premendo quindi il tasto destro in sequenza si possono visualizzare i dati della memoria desi derata. La presente invenzione risolve i problemi riscontrati nella tecnica nota e raggiunge importanti vantaggi.

Innanzitutto, il dispositivo sopra descritto consente un’analisi accurata della pedalata del ciclista sia in corrispondenza della gamba destra che in corrispondenza della gamba sinistra. In particolare, il dispositivo è in grado di fornire una serie di dati, sia a destra sia a sinistra, relativi alla potenza erogata dal ciclista ed alla potenza utile alla pedalata.

Inoltre, il dispositivo è in grado analizzare, sia a destra sia a sinistra, la pedalata durante la discesa e la salita del rispettivo pedalino.

Va in aggiunta evidenziato che il dispositivo è in grado di fornire un’accurata analisi della postura del ciclista, intesa come posizione e applicazione delle forze sui rispettivi pedalini durante l’intera attività fisica di quest’ultimo permettendo la correzione di abitudini posturali errate che compromettono l’ottimizzazione della pedalata.

Come peraltro evidenziato il dispositivo oggetto del trovato può essere vantaggiosamente utilizzato in maniera generale per sistemi di movimentazione a propulsione umana consentendo il rilevamento di parametri significativi dell’attività fisica necessaria per la propulsione umana (anche ad esempio in relazione al verricello di una barca a vela movimentato mediante gli arti superiori).

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il rilevamento di parametri significativi dell’attività fisica necessaria per la propulsione umana effettuata mediante sistemi a doppia leva, quali la messa in rotazione con arti inferiori della pedivella di una bicicletta o con arti superiori del verricello di una barca a vela, particolarmente per sistemi di movimentazione a propulsione umana, detto dispositivo (1) comprendendo: una prima leva o pedivella (2) operativamente impegnarle al telaio di un sistema di movimentazione a propulsione umana, detta prima leva o pedivella (2) presentando un’estremità libera (4) per l’impegno di un primo elemento di spinta o pedalino, particolarmente emergente trasversalmente ad un asse di sviluppo principale della prima leva o pedivella (2); una seconda leva o pedivella (6) operativamente impegnabile al telaio di un sistema di movimentazione a propulsione umana da parte opposta rispetto a detta prima leva o pedivella (2), detta seconda leva o pedivella (6) presentando un’estremità libera (8) per l’impegno di un secondo elemento di spinta o pedalino, particolarmente emergente trasversalmente ad un asse di sviluppo principale della seconda leva o pedivella (6); un perno di connessione (10) interponibile fra dette leve o pedivelle (2, 6) per unire in rotazione queste ultime almeno attorno ad un asse (X), detto perno di connessione (10) sviluppandosi lungo l’asse (X) trasversale agli assi di sviluppo principale di dette prima e seconda leva o pedivella (2, 6) ed attraversando almeno parzialmente un telaio di detto sistema di movimentazione a propulsione umana; almeno un elemento di accoppiamento (25) fissabile a detta prima leva o pedivella (2) e/o a detto perno di connessione (10), in particolare in corrispondenza di detta prima leva o pedivella (2), per unire in rotazione dette leve o pedivelle (2, 6) ad almeno un elemento di trasmissione del moto di detto sistema di movimentazione a propulsione umana, in particolare detto elemento di accoppiamento (25) essendo provvisto di una pluralità di razze (25a) estendentisi da una porzione centrale (25b) e presentanti ciascuna un’estremità libera (25c) atta a impegnare una corona di una bicicletta; mezzi sensori (14) per il rilevamento di almeno un parametro significativo del lavoro compiuto durante la messa in rotazione del dispositivo; caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi di trasmissione atti a trasmettere detto almeno un parametro, o un valore da esso derivato, in particolare attraverso un’unità di controllo, ad un dispositivo di visualizzazione, detto dispositivo di visualizzazione essendo uno smart phone e/o un personal digitai assistant (PDA).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di trasmissione comunicano wireless almeno dall’unità di controllo al dispositivo di visualizzazione.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , comprendente almeno un programma software installabile su detto smartphone o su detto PDA per consentire di visualizzare correttamente su detto smartphone o su detto PDA detto almeno un parametro, ed in particolare una pluralità di parametri, relativi all’attività fisica di un utilizzatore.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto programma software contiene una lista di istruzioni atta a consentire allo smart phone e/o al personal digitai assistant di visualizzare parametri differenti dell’attività fìsica dell’utilizzatore su selezione dell’utente, detti parametri essendo in particolare aggiornati in tempo reale ogni prefissato instante di tempo.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto programma software consente uno scambio di dati tra lo smart phone e/o il personal digitai assistant e l’unità di controllo del dispositivo.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto programma software consente una memorizzazione selettiva di dati nello smart phone e/o nel personal digitai assistant relativi all’attività fisica di un utilizzatore.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi sensori (14) sono disposti su entrambe dette prima e seconda leva o pedivella (2, 6), detti mezzi sensori (14) essendo in grado di rilevare e consentire di misurare almeno l’intensità delle rispettive forze FDX, FSX generate durante ciascuna spinta dell’utilizzatore sul rispettivo elemento di spinta o pedalino ed essendo in grado di rilevare e consentire conseguentemente di monitorare la potenza erogata in corrispondenza sia della prima, sia della seconda leva o pedivella (2, 6).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi sensori (14) comprendono almeno un set di estensimetri (18) operativamente impegnati su ciascuna leva o pedivella (2, 6) per rilevare almeno il momento torcente (MT) generato lungo la struttura di quest’ultima durante ciascuna spinta dell’utilizzatore sul rispettivo elemento di spinta o pedalino, ciascun set di estensimetri (18) essendo in comunicazione elettronica con almeno un’unità elettronica programmabile per la gestione dei dati e dei parametri rilevati da detti mezzi sensori (14).
9. 9. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi sensori (14) sono atti a rilevare, per ciascuna leva o pedivella (2, 6), la distanza (DDX, DSX) intercorrente fra il punto di applicazione (DP, SP) della forza (FDX, FSX) prodotta dall’ utilizzatore sul rispettivo elemento di spinta e il punto di impegno (IDX, ISX) di quest’ultimo alla rispettiva leva o pedivella (2, 6), oppure la distanza intercorrente fra il punto di applicazione (DP, SP) della forza (FDX, FSX) prodotta dall’ utilizzatore sul rispettivo elemento di spinta e un centro ideale di spinta localizzato sull’elemento medesimo secondo una posizione predeterminata.
10. 10. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi sensori (14) sono atti a rilevare, per ciascuna leva o pedivella (2, 6), l’intensità delle componenti verticale (VDX, VSX) ed orizzontale (ODX, OSX) della forza (FDX, FSX) prodotta dall’ utilizzatore sul rispettivo elemento di spinta e l’intensità di quest’ ultima.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui detti mezzi sensori (14) comprendono, per ciascuna leva o pedivella (2, 6) un primo sensore (19) ed un secondo sensore (20) di deformazione, detti primo e secondo sensore di deformazione (19, 20) di ciascuna leva o pedivella (2, 6) rilevando la componente verticale (VDX, VSX) ed orizzontale (ODX, OSX) della forza (FDX, FSX) prodotta dall 'utilizzatore in corrispondenza del rispettivo elemento di spinta dalla cui somma vettoriale viene ricavata l’intensità di quest’ultima, ed essendo in comunicazione elettronica con detta unità elettronica programmabile per la gestione dei dati e dei parametri rilevati da detti mezzi sensori (14), in particolare detti mezzi sensori (14) comprendendo, per ciascuna leva o pedivella (2, 6), un terzo sensore di deformazione (21) per la misura del momento torcente.
12. 12. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni da 10 a 11, in cui detti mezzi sensori (14) sono atti a consentire di rilevare/elaborare l’efficienza di ciascun azionamento dell’utilizzatore in corrispondenza di ciascuna leva o pedivella (2, 6), l’efficienza di ciascun azionamento essendo ricavata dal rapporto fra la componente verticale (VDX, VSX) della forza (FDX, FSX) prodotta dall’utilizzatore su un rispettivo elemento di spinta ed il valore generico della forza (FDX, FSX) prodotta dall’utilizzatore su tale elemento di spinta.
13. 13. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni da 10 a 12, in cui detti mezzi sensori (14) sono atti a consentire di rilevare/elaborare, per ciascuna leva o pedivella (2, 6), i valori della potenza erogata (PDX, PSX) sia durante la salita del rispettivo elemento di spinta da un punto morto inferiore (PMI) ad un punto morto superiore (PMS) sia la discesa del rispettivo elemento di spinta dal punto morto superiore (PMS) al punto morto inferiore (PMI), detti mezzi sensori (14) essendo quindi in grado di rilevare, per ciascuna leva o pedivella (2, 6), il rapporto tra i valori della potenza erogata (PDX, PSX) in salita e discesa del rispettivo elemento di spinta.
14. 14. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi sensori (14) sono atti a consentire di rilevare/elaborare inoltre: l’angolo di rotazione di dette leve o pedivelle (2, 6); e/o, i giri al minuto di dette leve o pedivelle (2, 6); e/o, l’energia generata (ENDX, ENSX) in corrispondenza di ciascuna leva o pedivella (2, 6) in un arco di tempo pre-impostabile; e/o, l’energia totale (ENT) generata in un arco di tempo pre-impostabile; e/o, l’angolo di rotazione di almeno una ruota di detta bicicletta; e/o, i giri al minuto di almeno una ruota di detta bicicletta; e/o, la velocità istantanea e media di detta bicicletta; e/o le pulsazioni cardiache dell’utilizzatore; e/o, la pendenza del suolo di percorrenza della bicicletta.
15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui dette leve o pedivelle (2, 6) sono identiche, ciascuna leva o pedivella (2, 6) presentando: un’estremità di connessione (3, 7), opposta alla rispettiva estremità libera (4, 8), provvista di una sede di impegno (11, 12), preferibilmente dentata, per rinserimento assiale di un’estremità (13), preferibilmente dentata, di detto perno di connessione (10); un vano di alloggiamento (15) per una corrispettiva strumentazione elettronica (16) di detti mezzi sensori (14), detto vano di alloggiamento (15) essendo chiudibile da un rispettivo coperchio (17); almeno una sede (22), preferibilmente due, per Γ alloggiamento di almeno un set di estensimetri (18) di detti mezzi di sensori (14); almeno una superficie (23) per il supporto di detti sensori di deformazione (19, 20, 21), detta sede (22) e detta superficie di supporto (23) essendo copribili da almeno una calotta di copertura (24); almeno una sede di impegno (4a, 8a), in corrispondenza di detta estremità libera (4, 8), per il fissaggio operativo del corrispettivo elemento di spinta, in particolare detto perno di connessione (10) essendo sostanzialmente tubolare per consentire l’attraversamento di uno o più connettori elettrici (10a) e/o elettronici fra la strumentazione elettronica (16) posta all’ interno del vano di alloggiamento (17) di ciascuna leva o pedivella (2, 6).
16. 16. Dispositivo secondo la rivendicazione 15, in cui detto elemento di accoppiamento (25) è intercambiabile con elementi di accoppiamento (25) aventi razze (25a) di differenti dimensioni per consentire l’impegno di detto dispositivo (1) a ingranaggi differenti delle corone di trasmissione di differenti biciclette, o, alternativamente, detto elemento di accoppiamento (25) presenta razze (25a) di differenti lunghezze per consentire l’impegno del dispositivo (1) a ingranaggi di dimensioni differenti delle corone di trasmissione di differenti biciclette.