IT201800002309A1 - BICYCLE PEDAL FITTED WITH AN ELECTRONIC DEVICE TO DETERMINE THE FORCE EXERCISED BY A CYCLIST ON THE PEDAL - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
“PEDALE PER BICICLETTE PROVVISTO DI UN APPARECCHIO ELETTRONICO PER DETERMINARE LA FORZA ESERCITATA DA UN CICLISTA SUL PEDALE” "PEDAL FOR BICYCLES FITTED WITH AN ELECTRONIC DEVICE TO DETERMINE THE FORCE EXERCISED BY A CYCLIST ON THE PEDAL"
La presente invenzione è relativa ad un pedale per biciclette provvisto di un apparecchio elettronico misuratore della forza/potenza esercitata da un ciclista sul pedale. The present invention relates to a pedal for bicycles provided with an electronic device for measuring the force / power exerted by a cyclist on the pedal.
È noto l’impiego nelle biciclette, specie quelle da gara/corsa, di sistemi elettronici di misura che determinano e visualizzano una serie di parametri/grandezze utili per monitorare l’attività fisica svolta dal ciclista durante la pedalata, generalmente la forza/potenza esercitata sul pedale e la cadenza della pedalata. The use in bicycles, especially racing / racing bicycles, of electronic measurement systems that determine and display a series of parameters / quantities useful for monitoring the physical activity carried out by the cyclist while pedaling, generally the force / power exerted, is known. on the pedal and pedaling cadence.
I sistemi elettronici di misura comprendono generalmente un apparecchio elettronico misuratore che è disposto sul pedale per misurare i parametri sopracitati ed è atto a trasmettere i parametri sotto forma di dati ad un apparecchio di visualizzazione disposto generalmente nella parte anteriore della bicicletta, che riceve i dati e li visualizza al ciclista. The electronic measurement systems generally comprise an electronic measuring device which is arranged on the pedal for measuring the aforementioned parameters and is adapted to transmit the parameters in the form of data to a display apparatus generally arranged in the front part of the bicycle, which receives the data and displays them to the cyclist.
Alcuni apparecchi elettronici misuratori sono alimentati elettricamente tramite delle batterie elettriche ricaricabili o sostituibili, che sono disposte stabilmente in una sede presente all’interno dell’involucro dell’apparecchio misuratore e chiusa da uno sportello apribile, e vengono collegate durante le operazioni di ricarica o sostituzione con un apposito dispositivo alimentatore di ricarica o carica-batterie tramite un connettore di ricarica esterno disposto sull’involucro dell’apparecchio stesso. Some electronic measuring devices are electrically powered by rechargeable or replaceable electric batteries, which are stably arranged in a seat inside the casing of the measuring device and closed by an opening door, and are connected during recharging or replacement operations. with a special recharging power supply device or battery charger via an external recharging connector placed on the casing of the device itself.
Se da un lato, l’impiego di batterie elettriche ricaricabili consente di evitare ripetuti interventi di sostituzione delle stesse con nuove batterie riducendo quindi costi, disagi e tempo di intervento, dall’altro, presenta dei limiti che ad oggi non sono ancora stati risolti. Le batterie ricaricabili garantiscono infatti una autonomia di funzionamento dell’apparecchio relativamente limitata che può risultare tuttavia insufficiente quando l’apparecchio elettronico misuratore viene utilizzato in determinati contesti di gara, quali ad esempio percorsi particolarmente lunghi. Inoltre, il dispositivo alimentatore di ricarica, oltre a costituire un oggetto ingombrante e quindi creare un disagio per l’utente, incide in modo non trascurabile sui costi dell’apparecchio misuratore. Infine, il connettore di ricarica accessibile dall’esterno, risulta essere un elemento critico in quanto è esposto al rischio di urti accidentali e all’accumulo indesiderato di frammenti/detriti, che ne possono determinare un deterioramento e/o danneggiamento. If on the one hand, the use of rechargeable electric batteries allows you to avoid repeated interventions to replace them with new batteries, thus reducing costs, inconvenience and intervention time, on the other hand, it has limits that have not yet been resolved to date. In fact, rechargeable batteries guarantee a relatively limited operating autonomy of the device which may however be insufficient when the electronic measuring device is used in certain competition contexts, such as particularly long routes. In addition, the charging power supply device, in addition to being a bulky object and therefore creating inconvenience for the user, has a significant impact on the costs of the measuring device. Finally, the charging connector accessible from the outside is a critical element as it is exposed to the risk of accidental impacts and the unwanted accumulation of fragments / debris, which can lead to deterioration and / or damage.
La Richiedente ha quindi condotto uno studio approfondito avente come scopo quello di individuare una soluzione che consenta di superare gli inconvenienti tecnici sopra descritti. The Applicant has therefore carried out an in-depth study with the aim of identifying a solution which allows to overcome the technical drawbacks described above.
Scopo della presente invenzione è quindi quello di mettere a disposizione una soluzione che consenta di eliminare: l’utilizzo di batterie sostituibili, la presenza nell’involucro del relativo sportello di accesso, l’impiego di batterie ricaricabili, il connettore di ricarica e il carica-batterie. The purpose of the present invention is therefore to provide a solution that allows to eliminate: the use of replaceable batteries, the presence in the casing of the relative access door, the use of rechargeable batteries, the charging connector and the charger -batteries.
Questo scopo viene raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa è relativa ad un pedale provvisto di un apparecchio elettronico misuratore, secondo quanto definito nelle corrispondenti rivendicazioni allegate. Questo scopo viene inoltre raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa è relativa ad un apparecchio elettronico misuratore, secondo quanto definito nelle relative rivendicazioni allegate. This object is achieved by the present invention as it relates to a pedal provided with an electronic measuring device, as defined in the corresponding attached claims. This object is also achieved by the present invention as it relates to an electronic measuring device, as defined in the related attached claims.
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:
- la Figura 1 mostra schematicamente, con parti in scala ingrandita, una bicicletta provvista di un sistema di misura realizzato secondo i dettami della presente invenzione; Figure 1 schematically shows, with parts on an enlarged scale, a bicycle equipped with a measurement system made according to the dictates of the present invention;
- la Figura 2 mostra una vista prospettica del pedale mostrato nella Figura 1; Figure 2 shows a perspective view of the pedal shown in Figure 1;
- la Figura 3 è una vista dall’alto del pedale mostrato nella Figura 2; - Figure 3 is a top view of the pedal shown in Figure 2;
- la Figura 4 è un esploso del pedale mostrato nella Figura 3, in cui è visibile il corpo-pedale, il perno-pedale e l’apparecchio elettronico misuratore; - Figure 4 is an exploded view of the pedal shown in Figure 3, showing the pedal body, the pedal-pin and the electronic measuring device;
- La Figura 5 è un esploso del pedale e dell’apparecchio elettronico misuratore mostrati nella Figura 4; - Figure 5 is an exploded view of the pedal and the electronic measuring device shown in Figure 4;
- La Figura 6 è una vista laterale con parti asportate per chiarezza del perno-pedale e dell’apparecchio elettronico misuratore mostrati nella Figura 4; - Figure 6 is a side view with parts removed for clarity of the pedal-pin and of the electronic measuring device shown in Figure 4;
- La Figura 7 è la sezione H-H del pedale mostrato nella Figura 3; - Figure 7 is the H-H section of the pedal shown in Figure 3;
- La Figura 8 è la vista posteriore dell’apparecchio elettronico misuratore, con parti asportate per chiarezza, mostrato nella Figura 3; - Figure 8 is the rear view of the electronic measuring device, with parts removed for clarity, shown in Figure 3;
- La Figura 9 è una vista laterale del corpo-pedale mostrato nella Figura 3; Figure 9 is a side view of the pedal body shown in Figure 3;
- La Figura 10 è un esploso del pedale e dell’apparecchio elettronico misuratore realizzati secondo una prima variante della presente invenzione; - Figure 10 is an exploded view of the pedal and the electronic measuring device made according to a first variant of the present invention;
- La Figura 11 è una vista laterale dell’apparecchio elettronico misuratore mostrato in Figura 10; - Figure 11 is a side view of the electronic measuring device shown in Figure 10;
- La Figura 12 è la sezione P-P dell’apparecchio elettronico mostrato nella Figura 11; - Figure 12 is the P-P section of the electronic device shown in Figure 11;
- La Figura 13 è una vista prospettica con parti in scala ingrandita per chiarezza dello statore elettrico dell’apparecchio elettronico misuratore mostrato in Figura 10; - Figure 13 is a perspective view with parts on an enlarged scale for clarity of the electrical stator of the electronic measuring device shown in Figure 10;
- La Figura 14 è una vista frontale con parti in scala ingrandita e parti asportate per chiarezza dello statore elettrico dell’apparecchio elettronico misuratore mostrato in Figura 10; - Figure 14 is a front view with parts on an enlarged scale and parts removed for clarity of the electrical stator of the electronic measuring device shown in Figure 10;
- La Figura 15 è un esploso del pedale e dell’apparecchio elettronico misuratore realizzati secondo una seconda variante della presente invenzione; - Figure 15 is an exploded view of the pedal and the electronic measuring device made according to a second variant of the present invention;
- La Figura 16 è una vista laterale del perno-pedale e dell’apparecchio elettronico misuratore mostrato in Figura 15; - Figure 16 is a side view of the pivot-pedal and the electronic measuring device shown in Figure 15;
- La Figura 17 è la sezione K-K del perno-pedale e dell’apparecchio elettronico mostrato nella Figura 16. - Figure 17 is the K-K section of the pivot-pedal and of the electronic device shown in Figure 16.
La presente invenzione verrà ora descritta in dettaglio con riferimento alle Figure allegate per permettere ad una persona esperta di realizzarla ed utilizzarla. Varie modifiche alle forme di realizzazione descritte saranno immediatamente evidenti alle persone esperte ed i generici principi descritti possono essere applicati ad altre forme di realizzazione ed applicazioni senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Pertanto, la presente invenzione non deve essere considerata limitata alle forme di realizzazione descritte ed illustrate, ma le si deve accordare il più ampio ambito protettivo conforme ai principi e alle caratteristiche qui descritte e rivendicate. The present invention will now be described in detail with reference to the attached Figures to allow a skilled person to make and use it. Various modifications to the embodiments described will be immediately evident to those skilled in the art and the generic principles described can be applied to other embodiments and applications without thereby departing from the protective scope of the present invention, as defined in the attached claims. Therefore, the present invention should not be considered limited to the embodiments described and illustrated, but should be accorded the broadest scope of protection in accordance with the principles and features described and claimed herein.
Con riferimento alla Figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un sistema di misura elettronico che è associato, ossia collegato stabilmente, ad una bicicletta 2 ed è atto a misurare o determinare e, preferibilmente, visualizzare al ciclista una o più grandezze di misura indicative dell’attività motoria svolta dal ciclista tramite i pedali 3 della bicicletta 2. With reference to Figure 1, the number 1 indicates as a whole an electronic measuring system which is associated, i.e. stably connected, to a bicycle 2 and is suitable for measuring or determining and, preferably, displaying one or more quantities to the cyclist measures indicative of the motor activity carried out by the cyclist through the pedals 3 of the bicycle 2.
Preferibilmente, le grandezze di misura possono essere determinate e/o visualizzate dal sistema 1, durante lo spostamento della bicicletta 2 lungo un percorso (strada), e possono comprendere la forza e/o la potenza esercitata/impartita dal ciclista su uno o su entrambi i pedali 3. È sottinteso che le grandezze di misura non devono essere considerate limitate a quelle sopra elencate, ma possono comprendere anche altre grandezze di misura di interesse per il ciclista, generalmente associate al movimento compiuto dal pedale sotto la spinta del piede. Tali grandezze di misura possono quindi comprendere, ad esempio, anche la velocità angolare/cadenza del pedale, la coppia, la posizione angolare della pedivella 2a, l’accelerazione angolare del pedale 3 e/o similari. Preferably, the measured quantities can be determined and / or displayed by the system 1, during the movement of the bicycle 2 along a path (road), and can include the force and / or the power exerted / imparted by the cyclist on one or both pedals 3. It is understood that the measured quantities must not be considered limited to those listed above, but can also include other measured quantities of interest to the cyclist, generally associated with the movement performed by the pedal under the thrust of the foot. These measurement quantities can therefore include, for example, also the angular speed / cadence of the pedal, the torque, the angular position of the pedal crank 2a, the angular acceleration of the pedal 3 and / or similar.
Con riferimento alle Figure da 1 a 9, il pedale 3 della bicicletta 2 comprende: un perno-pedale 4 ed un corpo-pedale 5. Preferibilmente, il perno-pedale 4 può presentare una sua prima estremità filettata accoppiata ad una corrispondente pedivella 2a della bicicletta 2. Il perno-pedale 4 può avere una forma preferibilmente cilindrica allungata e può estendersi a sbalzo dalla pedivella 2a lungo un asse di riferimento A longitudinale, preferibilmente circa ortogonale alla pedivella 2a. With reference to Figures 1 to 9, the pedal 3 of the bicycle 2 comprises: a pedal-pin 4 and a pedal-body 5. Preferably, the pedal-pin 4 can have a first threaded end of it coupled to a corresponding pedal crank 2a of the bicycle 2. The pedal-pin 4 can preferably have an elongated cylindrical shape and can extend cantilevered from the pedal crank 2a along a longitudinal reference axis A, preferably approximately orthogonal to the pedal crank 2a.
Secondo una preferita forma realizzativa esemplificativa mostrata nelle Figure a corredo, il corpopedale 5 può essere accoppiato alla seconda estremità filettata del perno-pedale 4, opposta alla prima, in modo tale da poter ruotare liberamente attorno all’asse A rispetto al perno-pedale 4 stesso. È sottinteso che il corpo-pedale 5 può essere sagomato in modo tale da formare una qualsiasi struttura adatta a supportare/appoggiare il piede del ciclista per la pedalata. According to a preferred exemplary embodiment shown in the accompanying Figures, the pedal body 5 can be coupled to the second threaded end of the pedal-pin 4, opposite to the first, in such a way as to be able to rotate freely around the axis A with respect to the pedal-pin 4 same. It is understood that the pedal-body 5 can be shaped in such a way as to form any structure suitable for supporting / resting the cyclist's foot for pedaling.
Secondo una preferita forma realizzativa esemplificativa mostrata nelle Figure 1-9, il sistema di misura 1 può comprendere almeno un apparecchio elettronico 6 misuratore, che è accoppiato al pedale 3 ed è configurato per misurare/determinare una o più delle grandezze di misura sopra descritte e fornirle, ossia comunicarle, sotto forma di dati o segnali. Il sistema di misura 1 può comprendere inoltre, un dispositivo elettronico di comunicazione ed interfaccia utente 7 (Fig. 1), il quale è configurato per comunicare con l’apparecchio elettronico 6 in modo tale da ricevere i dati/segnali elettrici forniti dallo stesso. Il dispositivo elettronico di comunicazione ed interfaccia utente 7 può essere convenientemente realizzato, ad esempio, secondo quanto descritto nelle due domande italiane di brevetto n. TV2015A000010 e n. 102017000052407 della Richiedente, i cui contenuti (descrizione e tavole) si intendono qui completamente incorporati per riferimento. According to a preferred exemplary embodiment shown in Figures 1-9, the measurement system 1 can comprise at least one electronic measuring device 6, which is coupled to the pedal 3 and is configured to measure / determine one or more of the measurement quantities described above and provide them, i.e. communicate them, in the form of data or signals. The measurement system 1 may also comprise an electronic communication device and user interface 7 (Fig. 1), which is configured to communicate with the electronic device 6 in such a way as to receive the electrical data / signals provided by it. The electronic communication and user interface device 7 can be conveniently made, for example, according to what is described in the two Italian patent applications no. TV2015A000010 and n. 102017000052407 of the Applicant, the contents of which (description and tables) are hereby understood to be fully incorporated by reference.
Con riferimento alle Figure 1-9, l’apparecchio elettronico 6 misuratore può comprendere un circuito elettronico 9 atto a determinare/misurare le dette grandezze di misura per comunicarle preferibilmente al dispositivo elettronico di comunicazione ed interfaccia utente 7, e un sistema generatore elettrico 10, che è strutturato per trasformare l’energia meccanica di rotazione del corpopedale 5 generata durante la pedalata, in energia elettrica che alimenta il circuito elettronico 9 durante lo spostamento della bicicletta 2. With reference to Figures 1-9, the electronic measuring device 6 can comprise an electronic circuit 9 adapted to determine / measure the said measurement quantities to communicate them preferably to the electronic communication device and user interface 7, and an electrical generator system 10, which is structured to transform the mechanical energy of rotation of the pedal body 5 generated during pedaling, into electrical energy which powers the electronic circuit 9 during the movement of the bicycle 2.
Il sistema generatore 10 comprende essenzialmente un rotore magnetico 12 ed uno statore elettrico 13. Il rotore magnetico 12 può essere disposto stabilmente nel corpopedale 5 in modo tale da poter ruotare con quest’ultimo attorno all’asse A durante la pedalata; lo statore elettrico 13 può essere disposto stabilmente, ed in modo angolarmente fisso, nel perno-pedale 4. The generator system 10 essentially comprises a magnetic rotor 12 and an electric stator 13. The magnetic rotor 12 can be stably arranged in the pedal body 5 in such a way as to be able to rotate with the latter around the axis A during pedaling; the electric stator 13 can be arranged stably, and in an angularly fixed manner, in the pedal-pin 4.
Il rotore magnetico 12 e lo statore elettrico 13 possono essere convenientemente disposti rispettivamente nel corpopedale 5 e nel perno-pedale 4, in posizioni immediatamente adiacenti, uno a ridosso dell’altro. The magnetic rotor 12 and the electric stator 13 can be conveniently arranged respectively in the pedal body 5 and in the pedal-pin 4, in immediately adjacent positions, one close to the other.
Secondo una preferita forma realizzativa, il rotore magnetico 12 può comprendere dei magneti permanenti 14 accoppiati stabilmente/rigidamente (fissati) al corpo-pedale 5. Secondo una preferita forma realizzativa, lo statore elettrico 13 può comprendere delle bobine 15 provviste di corpi ferromagnetici 16 e da avvolgimenti elettrici accoppiati ai corpi ferromagnetici 16. According to a preferred embodiment, the magnetic rotor 12 can comprise permanent magnets 14 stably / rigidly coupled (fixed) to the pedal body 5. According to a preferred embodiment, the electric stator 13 can comprise coils 15 provided with ferromagnetic bodies 16 and by electrical windings coupled to ferromagnetic bodies 16.
Preferibilmente, le bobine 15 possono essere disposte in posizioni angolarmente spaziate ed affiancate una rispetto all’altra attorno al perno-pedale 4 e sono stabilmente collegate con lo stesso. Preferibilmente, le bobine 15 sono disposte nel perno-pedale 4 in modo tale da risultare affacciate al corpo-pedale 5. Preferibilmente, i corpi ferromagnetici 16 possono essere cilindrici e paralleli all’asse A. Gli avvolgimenti elettrici possono comprendere ciascuno una o più spire a sviluppo circa cilindrico che avvolgono esternamente il relativo corpo ferromagnetico 16. Preferably, the coils 15 can be arranged in angularly spaced positions and side by side with respect to each other around the pedal-pin 4 and are stably connected with it. Preferably, the coils 15 are arranged in the pedal-pin 4 in such a way as to face the pedal-body 5. Preferably, the ferromagnetic bodies 16 can be cylindrical and parallel to the axis A. The electric windings can each comprise one or more turns with an approximately cylindrical development that externally envelop the relative ferromagnetic body 16.
Per quanto riguarda i magneti permanenti 14, essi possono essere incorporati e/o integrati rigidamente/stabilmente (fissati) nel corpo-pedale 5 in modo tale da formare con lo stesso un corpo unico (monoblocco). Preferibilmente, i magneti permanenti 14 possono essere innestati stabilmente in rispettive sedi 18, che sono ricavate nel corpo-pedale 5 in posizioni angolarmente spaziate una rispetto all’altra in modo tale da circondare almeno parzialmente l’asse A. Preferibilmente, i magneti permanenti 14 possono comprendere dei corpi circa cilindrici disposti con i propri assi longitudinali paralleli tra loro ed all’asse A. I magneti permanenti 14 possono essere realizzati, ad esempio, in neodimio o ferrite o samario o qualsiasi materiale similare. As regards the permanent magnets 14, they can be incorporated and / or rigidly / stably integrated (fixed) in the pedal-body 5 in such a way as to form a single body (monobloc) with it. Preferably, the permanent magnets 14 can be stably engaged in respective seats 18, which are formed in the pedal body 5 in angularly spaced positions with respect to each other in such a way as to at least partially surround the axis A. Preferably, the permanent magnets 14 they can comprise approximately cylindrical bodies arranged with their own longitudinal axes parallel to each other and to the axis A. The permanent magnets 14 can be made, for example, of neodymium or ferrite or samarium or any similar material.
Secondo una preferita forma realizzativa, l’apparecchio elettronico 6 comprende un involucro o contenitore 11 di protezione esterno, preferibilmente di forma circa anulare, che è calzato stabilmente sul perno-pedale 4. Il contenitore 11 esterno di protezione può essere calettato sul pernopedale 4 così da circondarlo completamente rimanendo all’esterno dello stesso. Il contenitore 11 esterno di protezione può essere disposto sul perno-pedale 4 nello spazio compreso tra la pedivella 2a ed il corpo-pedale 5 in una posizione adiacente al corpo-pedale 5. Il contenitore 11 contiene al proprio interno il circuito elettronico 9 e lo statore elettrico 13. Il contenitore 11 può essere realizzato ad esempio in materiale plastico rigido. Nell’esempio illustrato, il contenitore 11 presenta una parete esterna 11a circa tubolare avente una sezione trasversale circa circolare, e due pareti laterali di forma preferibilmente anulare, una delle quali 11b è sagomata in modo tale da essere disposta preferibilmente adiacente ad una parete esterna o fianco laterale 5a del corpo-pedale 5. Il fianco laterale 5a del corpo-pedale 5 può essere interno preferibilmente rivolto verso la pedivella 2a. È tuttavia sottinteso che il fianco laterale 5a del corpo-pedale 5 sul quale è presente il rotore magnetico 12 potrebbe essere esterno, e lo statore elettrico 15 potrebbe essere montato sulla seconda estremità assiale del perno-pedale 4 in modo tale da essere affacciato al fianco laterale 5a esterno del corpo-pedale 5. According to a preferred embodiment, the electronic device 6 comprises an external protective casing or container 11, preferably approximately annular in shape, which is stably fitted on the pedal-pin 4. The external protective container 11 can be keyed onto the pedal pin 4 thus to surround it completely while remaining outside it. The external protective container 11 can be arranged on the pedal-pin 4 in the space between the pedal crank 2a and the pedal-body 5 in a position adjacent to the pedal-body 5. The container 11 contains the electronic circuit 9 and the electric stator 13. The container 11 can be made for example of rigid plastic material. In the illustrated example, the container 11 has an approximately tubular outer wall 11a having an approximately circular cross section, and two side walls having a preferably annular shape, one of which 11b is shaped in such a way as to be preferably arranged adjacent to an outer wall or lateral side 5a of the pedal-body 5. The lateral side 5a of the pedal-body 5 can be internal preferably facing the pedal crank 2a. However, it is understood that the lateral side 5a of the pedal-body 5 on which the magnetic rotor 12 is present could be external, and the electric stator 15 could be mounted on the second axial end of the pedal-pin 4 in such a way as to face the side. lateral 5a external of the pedal-body 5.
Le sedi 18 che alloggiano i magneti permanenti 14 possono essere ricavate sul corpo-pedale 5 in corrispondenza del fianco laterale 5a. Le bobine 15 elettriche possono essere disposte stabilmente in corrispondenza della parete laterale 11b del contenitore 11 in modo tale da essere adiacenti ai magneti permanenti 14 presenti nel fianco 5a del corpo-pedale 5. The seats 18 which house the permanent magnets 14 can be obtained on the pedal body 5 in correspondence with the lateral side 5a. The electric coils 15 can be stably arranged in correspondence with the side wall 11b of the container 11 so as to be adjacent to the permanent magnets 14 present in the side 5a of the pedal body 5.
Il circuito elettronico 9 può comprendere un circuito sensori 9a atto a fornire segnali elettrici indicativi di una variazione di resistenza/impedenza causata dalla deformazione/flessione del perno-pedale 4 durante la pedalata. Il circuito elettronico 9 può comprendere inoltre un circuito di elaborazione 9b che elabora i segnali per determinare una o più delle suddette grandezze di misura. Il circuito sensori 9a può comprendere preferibilmente una pluralità di sensori di deformazione che possono essere fissati stabilmente sulla porzione superficiale esterna del perno-pedale 4, preferibilmente compresa tra la pedivella 2a ed il corpo-pedale 5. The electronic circuit 9 can comprise a sensor circuit 9a adapted to supply electrical signals indicative of a resistance / impedance variation caused by the deformation / bending of the pedal-pin 4 during pedaling. The electronic circuit 9 can further comprise a processing circuit 9b which processes the signals to determine one or more of the aforesaid measurement quantities. The sensor circuit 9a can preferably comprise a plurality of deformation sensors which can be fixed stably on the external surface portion of the pedal-pin 4, preferably comprised between the pedal crank 2a and the pedal-body 5.
Il circuito elettronico 9 può comprendere inoltre un sistema accumulatore di energia 20 ed un circuito regolatore di tensione 21. Il circuito regolatore di tensione 21 può essere collegato elettricamente allo statore elettrico 13 per ricevere dallo stesso l’energia elettrica generata ed al sistema accumulatore di energia 20 per fornirgli l’energia elettrica preferibilmente modificata/regolata sulla base di un valore prestabilito. Il sistema accumulatore di energia 20 può comprendere una mini-batteria (batteria di dimensioni ridotte) ricaricabile al litio-ioni, o un condensatore o un super-condensatore o una qualsiasi mini-batteria ricaricabile similare. Il sistema accumulatore di energia 20 è configurato per alimentare il circuito elettronico 9 dell’apparecchio elettronico 6 negli intervalli di sospensione della pedalata in cui lo statore elettrico 13 non genera energia. The electronic circuit 9 can further comprise an energy accumulator system 20 and a voltage regulator circuit 21. The voltage regulator circuit 21 can be electrically connected to the electric stator 13 to receive the generated electric energy therefrom and to the energy accumulator system 20 to supply it with the preferably modified / regulated electrical energy on the basis of a predetermined value. The energy storage system 20 may comprise a rechargeable lithium-ion mini-battery (small size battery), or a capacitor or super-capacitor or any similar rechargeable mini-battery. The energy accumulator system 20 is configured to power the electronic circuit 9 of the electronic device 6 in the suspension intervals of the pedal stroke in which the electric stator 13 does not generate energy.
È sottinteso che il contenitore 11 di protezione anulare ed il circuito elettronico 9 possono essere convenientemente realizzati, ad esempio, secondo quanto descritto nelle due domande italiane di brevetto n. TV2015A000010 e n. 102017000052407 della Richiedente, i cui contenuti (descrizione e tavole) si intendono qui completamente incorporati per riferimento. It is understood that the annular protection container 11 and the electronic circuit 9 can be conveniently made, for example, according to what is described in the two Italian patent applications no. TV2015A000010 and n. 102017000052407 of the Applicant, the contents of which (description and tables) are hereby understood to be fully incorporated by reference.
Il funzionamento del sistema generatore 10 dell’apparecchio elettronico 6 è evidente da quanto sopra descritto. Essendo in mutua rotazione reciproca durante la pedalata, i magneti permanenti 14 del corpo-pedale 5 rotante inducono una variazione di flusso negli avvolgimenti montati nel perno-pedale 4 che, di conseguenza, generano l’energia elettrica di alimentazione. Il rotore magnetico 12 e lo statore elettrico 13 formano un mini-alternatore (dinamo) che viene azionato dalla rotazione del corpo-pedale 5 rispetto al perno-pedale 4 in cui la componente statorica “elettrica” è disposta sul perno-pedale 4 e la componente rotorica magnetica è disposta nel corpo-pedale 5. The operation of the generator system 10 of the electronic device 6 is evident from the above. Being in mutual reciprocal rotation during pedaling, the permanent magnets 14 of the rotating pedal body 5 induce a flux variation in the windings mounted in the pedal-pin 4 which, consequently, generate the electrical power supply. The magnetic rotor 12 and the electric stator 13 form a mini-alternator (dynamo) which is activated by the rotation of the pedal-body 5 with respect to the pedal-pin 4 in which the "electric" stator component is arranged on the pedal-pin 4 and the magnetic rotor component is located in the pedal-body 5.
I vantaggi dell’apparecchio elettronico sopra descritto sono molteplici. L’impiego del sistema generatore consente di rendere completamente autonomo dal punto di vista energetico il funzionamento dell’apparecchio elettronico misuratore. Grazie a ciò, l’apparecchio elettronico può essere utilizzato convenientemente anche in competizioni di lunga durata, per esempio ultra-maratone della durata anche molto superiore a 24 ore. Inoltre, l’eliminazione del dispositivo di ricarica determina, da un lato, una riduzione dei costi dell’apparecchio elettronico, e dall’altro, elimina i disagi associati al suo ingombro e peso, ed alla necessità di ricarica periodica delle batterie. L’assenza di batterie di tipo tradizionale consente inoltre di ottenere: una riduzione delle dimensioni dell’apparecchio in particolare del diametro esterno del contenitore di protezione, una riduzione del peso condizione quest’ultima particolarmente vantaggiosa in gare di ciclismo professionistiche, l’eliminazione delle fasi di test ed assemblaggio delle stesse ed una conseguente riduzione dei costi di produzione. Il peso viene inoltre ulteriormente ridotto grazie alla minor quantità di resina epossidica necessaria per riempire il volume interno del contenitore. The advantages of the electronic device described above are many. The use of the generator system makes it possible to make the operation of the electronic measuring device completely autonomous from an energy point of view. Thanks to this, the electronic device can also be used conveniently in long-lasting competitions, for example ultra-marathons lasting much longer than 24 hours. Furthermore, the elimination of the recharging device determines, on the one hand, a reduction in the cost of the electronic device, and on the other, eliminates the inconvenience associated with its size and weight, and the need for periodic recharging of the batteries. The absence of traditional batteries also makes it possible to obtain: a reduction in the dimensions of the device, in particular the external diameter of the protection container, a reduction in weight, a condition which is particularly advantageous in professional cycling competitions, the elimination of testing and assembly phases of the same and a consequent reduction in production costs. Weight is also further reduced thanks to the lower amount of epoxy needed to fill the internal volume of the container.
Inoltre, l’eliminazione di batterie consente di ottenere: una riduzione dei costi di gestione da parte dell’utilizzatore finale (ciclista), l’eliminazione del rischio di degrado nel tempo degli elementi di chiusura del vano batteria e delle guarnizioni di tenuta generalmente previste per ridurre i rischi di infiltrazioni d’acqua all’interno dell’involucro esterno nonché l’eliminazione del rischio che l’apparecchio misuratore si spenga durante l’utilizzo in allenamento o in gara a causa dell’esaurimento della riserva di energia delle batterie stesse. Furthermore, the elimination of batteries allows to obtain: a reduction in management costs by the end user (cyclist), the elimination of the risk of degradation over time of the closing elements of the battery compartment and of the seals generally provided to reduce the risk of water infiltration inside the external casing as well as the elimination of the risk that the meter device switches off during use in training or in competition due to the depletion of the energy reserve of the batteries themselves .
Risulta infine chiaro che all’apparecchio elettronico ed al sistema sopra descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione definito dalle rivendicazioni allegate. Finally, it is clear that modifications and variations can be made to the electronic device and system described and illustrated above without thereby departing from the scope of the present invention defined by the attached claims.
La forma di attuazione illustrata schematicamente nelle Figure da 10 a 14 è relativa ad un apparecchio elettronico 30 misuratore, il quale è simile all’apparecchio elettronico 6 misuratore, e le cui parti componenti verranno contraddistinte, ove possibile, con gli stessi numeri di riferimento che contraddistinguono corrispondenti parti dell’apparecchio elettronico 6. The embodiment schematically illustrated in Figures 10 to 14 relates to an electronic measuring device 30, which is similar to the electronic measuring device 6, and whose component parts will be marked, where possible, with the same reference numbers as mark corresponding parts of the electronic device 6.
L’apparecchio elettronico 30 misuratore differisce dall’apparecchio elettronico 6 misuratore in quanto lo statore elettrico 13 comprende una scheda elettronica 31 piastriforme preferibilmente anulare che è calettata sul perno-pedale 4 all’interno del contenitore 11. I corpi ferromagnetici 16 possono essere fissati stabilmente sulla scheda elettronica 31 in modo tale da essere angolarmente spaziati tra loro attorno all’asse A, ed essere circondati ciascuno da una pista elettrica o circuito spiraliforme 32 che svolge la funzione dell’avvolgimento elettrico preferibilmente stampata su uno o più strati esterni o interni della scheda elettronica 31. The measuring electronic device 30 differs from the measuring electronic device 6 in that the electric stator 13 comprises a preferably annular plate-like electronic card 31 which is keyed onto the pedal-pin 4 inside the container 11. The ferromagnetic bodies 16 can be fixed stably on the electronic board 31 in such a way as to be angularly spaced between them around the axis A, and each surrounded by an electrical track or spiral circuit 32 which performs the function of the electrical winding preferably printed on one or more external or internal layers of the electronic board 31.
La forma di attuazione illustrata schematicamente nelle Figure da 15 a 17 è relativa ad un apparecchio elettronico 40 misuratore, il quale è simile all’apparecchio elettronico 6 misuratore, e le cui parti componenti verranno contraddistinte, ove possibile, con gli stessi numeri di riferimento che contraddistinguono corrispondenti parti dell’apparecchio elettronico 6. The embodiment schematically illustrated in Figures 15 to 17 relates to an electronic measuring device 40, which is similar to the measuring electronic device 6, and whose component parts will be identified, where possible, with the same reference numbers as mark corresponding parts of the electronic device 6.
L’apparecchio elettronico 40 misuratore differisce dall’apparecchio elettronico 6 misuratore in quanto: il rotore magnetico 12 comprende un magnete permanente multipolo 41 di forma circa anulare o circa semi-anulare disposto nel corpo-pedale 5; lo statore elettrico 13 comprende un avvolgimento centrale 42 calettato sul pernopedale 4, e preferibilmente una gabbia metallica 43 esterna calettata attorno al perno-pedale 4 e provvista di una serie di lamelle metalliche che alternativamente avvolgono l’avvolgimento centrale 42 lungo la sua circonferenza; la rotazione del magnete permanente multipolo 41 presente nel corpo-pedale 5 rotante induce una variazione di campo elettromagnetico sulla gabbia metallica 43 e sull’avvolgimento centrale 42 così da generare l’energia elettrica. The electronic measuring device 40 differs from the electronic measuring device 6 in that: the magnetic rotor 12 comprises a multipole permanent magnet 41 of approximately annular or approximately semi-annular shape arranged in the pedal body 5; the electric stator 13 comprises a central winding 42 keyed on the pedal pin 4, and preferably an external metal cage 43 keyed around the pedal-pin 4 and provided with a series of metal blades that alternately wrap the central winding 42 along its circumference; the rotation of the multipole permanent magnet 41 present in the rotating pedal body 5 induces a variation of the electromagnetic field on the metal cage 43 and on the central winding 42 so as to generate electrical energy.
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