| REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficiente mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas: 1. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento, caracterizado porque comprende una superficie de deslizamiento, una estructura de apoyo de medios giratorios independientes, unos medios giratorios independientes, al menos una superficie de aplicación de la carga, un chasis de soporte y nivelación, al menos una área de inicio, al menos una área de terminación, al menos una trayectoria de deslizamiento, recesos y, medios de control, en donde el conjunto de la superficie de deslizamiento y los medios giratorios independientes reciben y dividen la fuerza de tracción, al menos una vez en forma simultánea, entre la fuerza de fricción ejercida por la superficie de deslizamiento y entre el par ejercido por los medios giratorios independientes, en donde la fuerza de tracción tiene un perfil de tracción continuo a lo largo de la trayectoria de deslizamiento desde la entrada hasta la salida generando un perfil de movimiento deseado. 2. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la estructura de apoyo de medios giratorios independientes es parte de la misma superficie de deslizamiento. 3. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque los medios giratorios independientes tienen unos soportes para su apoyo y ajuste de altura, entre la superficie de los medios giratorios independientes que está en contacto con la superficie de aplicación de la carga, y la altura Jc la superficie de deslizamiento que también esta en contacto con la superficie de la aplicación de la carga. 4. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque, la superficie de aplicación de la carga o las superficies de aplicación de la carga, forman parte integral del objeto a deslizarse. 5. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque el chasis para el soporte y nivelación, comprende una estructura de soporte y medios de nivelación respecto a la superficie en donde se esté colocando la superficie de tracción, como puede ser el piso, sin estar limitado a ello. 6. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque se aplica simultáneamente en al menos una ocasión, la componente de la fuerza de tracción que corresponde a la fuerza de fricción, y, la componente de la fuerza de tracción que corresponde al par mecánico de los medios giratorios independientes. 7. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la superficie de aplicación de la carga o las superficies de aplicación de la carga, tienen varios coeficiente de fricción y tienen medios giratorios independientes en substitución o como complemento de los coeficientes de fricción de la superficie de deslizamiento y de los medios giratorios independientes colocados en los recesos o entre los recesos de la superficie de deslizamiento, respectivamente. 8. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque, la superficie de deslizamiento y los medios giratorios independientes son fijos y la que se mueve es la superficie de aplicación de la carga o las superficies de aplicación de la carga. 9. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque, la superficie de aplicación de la carga o las superficies de aplicación de la carga son fijas y la que se mueve es la superficie de deslizamiento con los medios giratorios independientes. 10. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque, tanto la superficie de deslizamiento y los medios giratorios independientes, como la superficie de aplicación de la carga o las superficies de aplicación de la carga, son móviles, manteniendo un diferencial de velocidad que caracteriza el deslizamiento en la trayectoria de desplazamiento. 11. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque los medios de control son medios magnéticos de magnetismo variable que modifican el par ejercido por los medios giratorios independientes y consecuencia la componente que aportan a la fuerza de tracción. 12. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 11 , caracterizado por un sistema de control dinámico retroalimentado para el control de los medios magnéticos de magnetismo variable. 13. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque los medios giratorios independientes tienen el eje perpendicular a la dirección del movimiento. 14. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque los medios giratorios independientes tienen su eje entre noventa grados y cero grados de la dirección del movimiento. 15. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque los medios de control son medios para aplicar un par mecánico variable para ejercer una fuerza de tracción variable durante el período de contacto con la superficie de aplicación de la carga. 16. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 15, caracterizado porque los medios para aplicar un par mecánico variable durante el período de contacto con la superficie de aplicación de la carga, están predeterminados por diseño y su valor es fijo. 17. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 15 caracterizado porque los medios para aplicar un par mecánico variable durante el período de contacto con la superficie de aplicación de la carga, son determinados por la carga o peso ejercido por la superficie de aplicación de la carga. 18. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 15 caracterizado porque los medios para aplicar un par mecánico variable durante el período de contacto con la superficie de aplicación de la carga, son variables determinados por la velocidad de rotación de los medios giratorios independientes. 19. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 15 caracterizado porque los medios para aplicar un par mecánico variable durante el período de contacto con la superficie de aplicación de la carga, son variables determinados por la posición en la trayectoria de desplazamiento. 20. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 15 caracterizado porque los medios para aplicar un par mecánico variable durante el período de contacto con la superficie de aplicación de la carga, son una combinación de; a) Medios fijos determinados por diseño, b) Medios variables determinados por el peso o carga, c) Medios variables determinados por la velocidad de rotación de los medios giratorios independientes, d) Medios variables determinados por la posición en la trayectoria de desplazamiento; en cualquiera de sus combinaciones. 21. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la superficie de deslizamiento tiene al menos un receso en la trayectoria de desplazamiento. 22. Un aparato de fracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 20, caracterizado porque el receso está en la dirección del desplazamiento. 23. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 20, caracterizado porque el receso está en un ángulo de entre 0 y 90 grados respecto a la dirección del desplazamiento. 24. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 20, caracterizado porque el receso está en un ángulo de 90 grados respecto a la dirección del desplazamiento. 25. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la dirección del desplazamiento es recta. 26. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la dirección del desplazamiento es curva. 27. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado porque la dirección del desplazamiento es esférica. 28. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 1 caracterizado por una mezcla de direcciones de desplazamiento rectas, curvas y esféricas. 29. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 25, caracterizado porque el perfil de tracción es propio para una caminadora en donde se inicia el deslizamiento desde cero acelerándolo en la primera mitad para desacelerarlo en la segunda mitad hasta terminar en cero. 30. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 26 caracterizado porque el perfil de tracción es propio para un equipo de ejercicios de al menos un monociclo, de ciclo cerrado, con una trayectoria descendente aumentando la tracción para eliminar el efecto de la gravedad a favor del deslizamiento y viceversa en la trayectoria ascendente disminuyendo la tracción para compensar el efecto de la gravedad en contra del deslizamiento. 31. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 20, caracterizado porque el control del perfil de tracción se hace por velocidad para el deslizamiento de superficies del tipo de patineta de deslizamiento. 32. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 20 caracterizado porque el perfil de tracción es reciprocante propio del movimiento del asiento de un equipo para ejercicio de Remos. 33. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 28 caracterizado porque la dirección del desplazamiento es esférico en el inicio para continuar en direcciones recta y curva, alternadas, propio para un ejercicio para extremidades superiores. 34. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 26 caracterizado porque la dirección del desplazamiento es de ciclo cerrado radial para el centrado de carga en estructuras sujetas a movimientos. 35. Un aparato de tracción al deslizamiento entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento de acuerdo a la reivindicación 28 caracterizado porque el perfil de tracción inicia con máxima velocidad y mantiene un perfil de descenso hasta frenarse. |
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere al campo del deslizamiento multi axial entre superficies y más particularmente al aprovechamiento del perfil de deslizamiento controlado, diferenciándose del deslizamiento 100% por fricción que se presenta tanto en el inicio del movimiento mientras se igualan las velocidades en donde no hay un perfil de tracción controlado, así como cuando se busca un frenado con el único propósito es terminar con velocidad cero aplicando únicamente una fuerza de fricción, siendo el objeto de la presente invención, el contar con un aparato de tracción al deslizamiento de un objeto, para deslizarlo con un perfil de tracción o de resistencia al movimiento controlado, compuesto por la fricción y por un par mecánico aplicado por medios giratorios independientes, al menos una vez en forma simultánea, a través del contacto entre la o las superficies de aplicación de la carga del objeto, con la fricción existente entre esta y la superficie de deslizamiento, a lo largo de una trayectoria de desplazamiento, y por el par mecánico de medios giratorios independientes, durante el tiempo de contacto con dichos medios, en un perfil de tracción continuo y controlado, para unas condiciones de peso o carga, y estabilidad del objeto a deslizarse, para aprovechar la energía del deslizamiento.
ANTECEDENTES
En aquellas superficies en donde se presenta el deslizamiento, invariablemente se presenta una drástica alteración de la velocidad provocada por el cambio del dominio del coeficiente de fricción estática, conocido como μ s , cuando se encuentra en reposo, por el dominio del coeficiente de fricción dinámica, conocido como μi o cuando se encuentra en movimiento. Siendo ambos coeficientes propios de los materiales utilizados, parecería en el pasado una condición imposible de superar, dado que la fuerza para iniciar el movimiento es muy superior a la fuerza requerida para continuar el movimiento una vez iniciado, teniendo que el exceso de fuerza presente en el inicio del movimiento provoca una aceleración drástica indeseable, que ocasiona desequilibrio, pérdida de estabilidad, daño de los materiales y exceso de calor entre otras cosas.
Para reducir o minimizar este efecto y en su caso evitarlo, otros inventores han aplicado técnicas muy alejadas de la presente invención, para detectar el deslizamiento y retroalimentarlo a un control, como es el caso de Tamai Goro y sus colegas con su Patente US 7,543,670 en donde usan sensores y un control para reducirlo el deslizamiento una vez que se ha presentado la aceleración del deslizamiento por el efecto ya descrito, haciendo más drástica la necesidad de control y mas alto el costo involucrado. Otros inventores como Albert J Sobey y sus colegas en su Patente US 3,675,583 centran su atención y orientan su invento en la presión sobre una rueda, y la rueda sobre un riel, en donde la fricción es entre la rueda y la superficie de rodamiento, con un efecto particular y limitado, ampliamente conocido, completamente diferente a la presente invención.
Una de las razones por las que no había prosperado en el pasado el concepto de tracción al deslizamiento es porque equivocadamente la tracción se asocia a la fuerza máxima que se puede ejercer entre dos superficies sin que haya deslizamiento, definición parcial ya que excluye el interés de la fuerza de tracción que se ejerce entre dos superficies cuando existe deslizamiento. La razón esta influenciada por los aparatos que se han creado para solucionar el problema del deslizamiento entre los que podemos señalar las bandas motrices de los carros para la nieve como ejemplo la Patente US 7,347,512 de Jules Dandurand, las cadenas para evitar que las llantas de los automóviles derrapen en el hielo como la Patente US 7,543,618 de Dermis I. Stewart por ejemplo, los picos de los zapatos para evitar derrapar en la Patente US 7,412,784 de Jonathan Bobbett, entre otros, todos ellos ampliamente justificados pero al mismo tiempo dejan sin oportunidad el conceptualizar el hecho de que la fuerza que se opone al deslizamiento o fuerza de tracción, sigue existiendo cuando hay deslizamiento propiamente dicho, que dichas invenciones desconocen o terminan antes de que haya deslizamiento y por lo tanto no se ha atendido en la forma debida desaprovechando el potencial que tiene. Pareciera que el uso del término tracción, nos indicaba en el pasado que, o deseamos que haya mucha tracción sin deslizamiento o que no haya tracción sino solo deslizamiento sin fricción, ambas condiciones deseables en cada una de sus aplicaciones, y, en cada una de ellas podemos encontrar abundante Arte, sin embargo no son excluyentes de que también existen aplicaciones en donde se desea un deslizamiento al mismo tiempo que se mantiene la fuerza de tracción que evitaba el movimiento, y que en estas condiciones, se requiere tener un control. La razón por la que se ha excluido en la práctica esta condición solo puede entenderse porque el deslizamiento se asocia al descontrol, a la generación de calor por la fricción y al desgaste, condiciones que no son bien vistas por la generalidad de los interesados en la mecánica y no se ha visto como un tipo de movimiento que tiene una energía aprovechable.
El deslizamiento se presenta en períodos corto de tiempo regularmente al inicio del movimiento cuando aún no se iguala la velocidad de la parte motriz con la velocidad de la parte conducida o al final del movimiento cuando no se logra el frenado absoluto y se tiene un período corto de deslizamiento hasta que se detenga el movimiento, en ambos casos se presenta la fricción, siendo indeseable el desgaste y la generación de calor fuera del límite de tolerancia.
Adicionalmente, el deslizamiento se pudiera aprovechar en muchos casos pero por no contar con el aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención, se desaprovecha y se agregan medios motrices que consumen energía y requieren controles retroalímentados para dar las condiciones que en muchos casos estaban presentes y no se aprovechaban. Uno de los casos de este tipo son las caminadoras que teniendo la capacidad de deslizarse han acudido al uso de bandas sin fin motorizadas con alto consumo de energía, alterando el propósito mismo que pretenden y agregando otras variables ajenas a la intención, como se puede ver en la
Patente US 5,599,259 de Richard E. Skowronski y sus colegas inventores.
En todos los casos existentes, las soluciones que existen no satisfacen al inventor y por eso realizó la presente invención de un aparato de tracción al deslizamiento.
El aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención, elimina el cambio del dominio del coeficiente de fricción estática al dominio del coeficiente de fricción dinámica, evitando que la superficie de deslizamiento que contribuye con dichos coeficientes, participe en la tracción en el lapso de tiempo en el que se inicia el movimiento, dejando que medios giratorios independientes inicien el movimiento y paulatinamente sin llegar a detener el movimiento, se va agregando la tracción o resistencia al deslizamiento por la fricción dinámica.
De esta forma la presente invención no tiene ese cambio indeseable, que ocasiona desequilibrio, pérdida de estabilidad, daño de los materiales y exceso de calor entre otros.
En la presente invención el deslizamiento es deseado y se aprovecha en su totalidad de una forma controlada describiendo un perfil de tracción o frenado o de fuerza opuesta al movimiento o mejor aún, un perfil de tracción que amplía el concepto generalizado de tracción, que comúnmente se usa en las condiciones cuando no existe desplazamiento, para ampliarlo incluyendo precisamente el deslizamiento mencionado bajo condiciones de tracción o condiciones de tendencia al frenado, controlado, para aprovecharlo, y además se extiende el uso del concepto básico de la presente invención a muchas otras áreas de aplicación como son los equipos para el perfeccionamiento físico entre otros, en donde la técnica de solución de problemas usada en los equipos convencionales no ha podido lograr su generalización por lo limitado de su alcance.
El deslizamiento se presenta entre una área que llamaremos área de aplicación de la carga y un conjunto de dos áreas al menos, compuesta por una primera área que llamaremos superficie de deslizamiento y por una segunda área que llamaremos el área de contacto con la envolvente perimetral de medios giratorios independientes o simplemente medios giratorios independientes.
Con el aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención se logra por un lado disminuir el trabajo requerido para iniciar el movimiento, lo que representa un ahorro de energía importante al multiplicarlo por la gran cantidad de aplicaciones mecánicas en donde se presenta este efecto, y por otro lado se logra tener las condiciones óptimas, tales como la velocidad y la aceleración, para suspender o terminar el desplazamiento en contacto con la superficie de deslizamiento, sin necesidad de frenos adicionales, logrando una operación mas eficiente y con menos desgaste.
Para lograr este efecto la presente invención se caracteriza por la división de la fuerza de resistencia al movimiento o tracción en al menos dos componentes, en al menos un momento de su trayectoria en forma simultánea en el área de contacto, siendo estas componentes la fricción de la parte de la superficie de tracción que llamaremos superficie de deslizamiento, que está en contacto con el objeto que se desplaza y, la otra componente, los medios pura transmitir un par mecánico, tales como los medios giratorios independientes, en donde dicha descomposición de la tracción o resistencia al movimiento constituye la característica principal de la presente invención. Siendo la fricción característica de los materiales, de su flexibilidad, de sus acabados o rugosidad y de la adherencia temporal que presenten al contacto con otros materiales, y siendo los medios para transmitir un par mecánico o medios giratorios independientes, aquellos que tienen la posibilidad de girar tales como los rodillos, las esferas y las ruedas dentadas, entre otros.
Con esto, el efecto de descontrol de la fuerza de deslizamiento se reduce al evitar el efecto de la.fricción estática en el inicio del deslizamiento, y se complementa con el par mecánico con la que participan los medios giratorios independientes, reduciendo el efecto de descontrol en la misma proporción.
Esta innovación es de mucha utilidad por la reducción total de la fuerza de tracción que se controla, en un tiempo óptimo, logrando deslizamientos más precisos con menores niveles de tracción sin pérdida de estabilidad.
Dado que los medios giratorios independientes, pueden estar colocados con su eje de rotación perpendicular al sentido del movimiento pero también puede el movimiento tener una dirección diferente, debemos de tomar en cuenta la componente de la fuerza en la dirección del eje de rotación, y poner atención a la fricción estática propia de la superficie envolvente perimetral de los medios giratorios independientes para evitar superar dicha fricción y evitar que el grado de inclinación altere el sentido de movimiento original, cuando no sea esto el propósito. Por esta razón los medios giratorios independientes tienen que tener en su superficie un coeficiente de fricción tal que permita que la componente de la fuerza que no se aplica en la rotación, no venza el coeficiente de fricción estático alterando la dirección del movimiento. Además el efecto de la inclinación de los medios giratorios independientes con el posible deslizamiento sobre su superficie, requiere para mayor dirección del movimiento, de recesos en la superficie de deslizamiento para que guíe el movimiento y no se sobrepase el coeficiente de fricción estático de la propia superficie de los medios giratorios independientes, en cualquier dirección diferente a la dirección del deslizamiento.
De esta manera, la combinación de los medios giratorios independientes y la superficie de deslizamiento, nos brindan el deslizamiento controlado en la dirección requerida, propósito de la presente invención, logrando un desplazamiento controlado, tanto cuando se requiere un mínimo coeficiente de fricción dinámico, como cuando se requiere un frenado del deslizamiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
En la figura 1 se representa una gráfica en donde podemos apreciar dos curvas de distancia contra tiempo para desplazarse, la primera curva denominada (el) corresponde a una superficie plana y rígida que se desliza sobre otra similar, en el momento en el que se vence el coeficiente de fricción estática (μ s ) y se acelera el desplazamiento debido el exceso de fuerza aplicada, ya que la fuerza requerida para vencer el coeficiente de fricción dinámica (μfc) es mucho menor. La segunda curva denominada (c2) corresponde a una superficie apoyada únicamente en medios giratorios independientes, que giran sobre su eje, cuando inicia su movimiento y se desplaza manteniendo un desplazamiento contra tiempo constante. En el fondo se aprecian en líneas punteadas en tonos de negro más claro, las curvas de fricción (f) contra la Fuerza aplicada (F) antes y después de vencer el coeficiente de fricción estática (μ s ), como referencia para el lector.
En la figura 2 se muestra una gráfica que representa la curva de distancia contra el tiempo para desplazarse con el aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención, indicada como (c3), durante el inicio del desplazamiento, combinando mayormente medios giratorios independientes en la primera parte para iniciar el movimiento, sin la limitante en cuanto a control, del coeficiente de fricción estática, para pasar a una segunda parte en donde se combinan tanto los medios giratorios independientes como el deslizamiento con fricción óptimamente, para lograr un perfil de tracción o resistencia al desplazamiento, deseado. Se observan como fondo en líneas punteadas en tono de negro más claro las curvas anteriores como referencia para el lector.
En la figura 3 se muestra una gráfica en donde se representa la curva de distancia contra tiempo para desplazarse del aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención, indicada como (c4), a lo largo de una trayectoria de desplazamiento completa, con la combinación simultánea al menos una vez del deslizamiento con fricción y el rodamiento con los medios giratorios independientes, con el perfil de tracción deseado. Se indica una región de velocidad cero ('V= o") en el inicio y también al final de la trayectoria.
En la figura 4 se muestra una gráfica que representa una primera curva de tracción en la parte superior de la gráfica, indicada como (c5) y en la parte inferior, una segunda curva indicada como (c6), de velocidad de desplazamiento, ambas graneadas como porcentaje en el eje vertical, y en el eje horizontal contra la posición física en la trayectoria de desplazamiento desde el inicio hasta el fin, del aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención. Pudiendo apreciarse la región de velocidad cero al inicio y al final de la curva de velocidad propiamente dicha y su respectiva región de tracción al 100% en la curva de tracción (c5), en la parte superior.
En la figura 5 se muestra una gráfica que representa la división del 100% del área del aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención, entre el área de la superficie de deslizamiento por fricción (al), el área de la superficie ocupada por los medios giratorios independientes (a2) y el área de los recesos que no se ocupan por ninguna de las dos (a3), así como las áreas (a4) y (a5) al inicio y al final de la trayectoria de desplazamiento, con muy alta fricción y cero deslizamiento.
En la figura 6 se muestra un dibujo en vista de planta o vista superior, de la superficie de deslizamiento (1) del aparato de tracción al deslizamiento, mostrando los recesos (6) para que pasen los elementos giratorios independientes.
En la figura 7 se muestra un dibujo en vista de perfil o vista de lado de la estructura de apoyo de medios giratorios independientes (2), con los elementos giratorios independientes (3) del tipo de rodillo y del tipo de esfera, y con los soportes para su apoyo y ajuste de altura (8) colocados en el chasis de soporte y nivelación (5) para nivelar los medios giratorios independientes en conjunto y además se representan los medios giratorios independientes colocados con su eje entre cero y noventa grados respecto a la dirección del movimiento (16) del aparato de tracción al deslizamiento.
En la figura 8 se muestra un dibujo en vista de planta del aparato de tracción al deslizamiento, mostrando la estructura de apoyo integrada con la superficie de deslizamiento (7) en una sola unidad, los medios giratorios independientes (3) colocados transversalmente a la dirección del movimiento, los medios giratorios independientes colocados con su eje entre cero y noventa grados respecto a la dirección del movimiento (16) y la superficie de aplicación de la carga (4).
En la figura 9 se muestra un dibujo en vista de perfil que representa el aparato de tracción al deslizamiento, en donde la estructura de apoyo es paite de la superficie de deslizamiento (7), también se representan los medios giratorios independientes (3), mostrando además medios de nivelación de todo el conjunto (11) colocados en la estructura de soporte (10) del chasis de soporte y nivelación (5), además se representan los soportes para el apoyo y ajuste de altura (8) para los medios giratorios independientes (3), incluyendo además la superficie de aplicación de la carga (4), y los medios giratorios independientes colocados con su eje entre cero y noventa grados respecto a la dirección del movimiento (16).
En la figura 10 se muestra un dibujo en vista de perfil, de un medio giratorio independiente (3) del tipo de rodillo con apoyo a todo lo largo de su superficie en el soporte para su apoyo y ajuste de altura (8) y su guía de centrado tipo eje cónico (8), ambos que funcionan como soportes para su apoyo y ajuste de altura (8), de un aparato de tracción al deslizamiento.
En la figura 11 se muestra un dibujo en un corte de vista de perfil que representa un medio giratorio independiente (3) del tipo de esfera, soportes para su apoyo y ajuste de altura (8) también de tipo esfera, colocados en forma equidistante en el receso (6), además se indica la superficie de deslizamiento (1) de un aparato de tracción al deslizamiento.
En la figura 12 se muestra un dibujo en corte transversal de vista de perfil, del aparato de tracción al deslizamiento, en donde la superficie de aplicación de la carga (4) tiene un receso (6) en donde se aloja un medio giratorio independiente (3) magnetizado, con múltiples resortes como medios de soporte y ajuste de altura (8) y se apoya por un primer lado con una primera parte de la superficie de deslizamiento (1) con la que tiene múltiples acabados (38) que le dan múltiples coeficientes de fricción y por un segundo lado con la segunda parte de la superficie de deslizamiento (1), inclinada un ángulo (α), respecto a la primera parte de la superficie de deslizamiento, la cual tiene medios magnéticos de magnetismo variable (13), los cuales se conectan al control de medios magnéticos (14) a través de las terminales de entrada (a, b, c) y de las terminales de salida (x, y, z).
En la figura 13 se muestra un dibujo de la vista transversal de un aparato de tracción al deslizamiento indicando una superficie de aplicación de la carga (4) flexible que aplica la carga sobre la superficie de deslizamiento (1), integrada en la estructura de apoyo (7) y también sobre los medios giratorios independientes (3) representados por una rueda dentada, con el soporte para su apoyo y ajuste de altura (8), colocados en el receso (6).
En la figura 14 se muestra un dibujo que representa una vista de perfil de una sección del aparato de tracción al deslizamiento, indicando una superficie de aplicación de la carga (4) flexible como parte integral del objeto a deslizarse (9), del tipo que se usa en la suela de zapatos, sobre la superficie de deslizamiento (1) y los medios giratorios independientes (3). En la figura 15 se muestra un dibujo en vista de planta de un aparato de tracción al deslizamiento curvo, con una superficie de deslizamiento (1) integrada con la estructura de apoyo (7), con esferas como medios giratorios independientes (3), para un arreglo de per Hl de tracción en una trayectoria curva.
En la figura 16 se muestra un dibujo en vista de perfil de una un aparato de tracción al deslizamiento, con una superficie de deslizamiento (1), con esferas como medios giratorios independientes (3), para un arreglo de perfil de tracción en una trayectoria curva.
En la figura 17 se muestra un dibujo en vista de planta que representa un aparato de tracción al deslizamiento esférico, con una superficie de deslizamiento (1) y esferas como medios giratorios independientes (3).
En la figura 18 se muestra un dibujo en una vista parcial de un corte transversal que representa un sector de un aparato de tracción al deslizamiento, con esferas como medios giratorios independientes (3), con soportes para su apoyo y ajuste de altura (8) del tipo de resorte y la superficie de aplicación de la carga (4).
En la figura 19 se muestra un dibujo de un corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento con un receso (6) que facilita el centrado, con medios giratorios independientes (3), en donde el perfil de la superficie de aplicación de la carga (4) tiene varios niveles y ángulos respecto a la superficie de deslizamiento (1), a fin de facilitar el centrado después de que haya sido expuesta a un desplazamiento.
En la figura 20 se muestra un dibujo en una vista de planta o vista superior de la figura 19 anterior, indicando los mismos elementos.
En la figura 21 se muestra un dibujo en vista de planta o superior de un aparato de tracción al deslizamiento caminadora, en donde la superficie de aplicación de la carga (4) se representa en tonos más tenues, indicando además de lo ya descrito, los recesos en la dirección del movimiento (20) que sirven de guía al deslizamiento, los recesos colocados en un ángulo entre cero y noventa grados de la dirección del movimiento (21) que aportan un perfil de frenado W
13 por la fricción dinámica y los recesos a 90 grados de la dirección del movimiento (22) que frenan definitivamente el deslizamiento cuando su perfil de tracción así lo requiere.
En la figura 22 se muestra un dibujo en vista de perfil que representa un aparato de tracción al deslizamiento caminadora, complementando la figura 21 precedente.
En la figura 23 se muestra un dibujo en vista de frente o del lado frontal, que representa un aparato de tracción al deslizamiento caminadora, complementando la figura 21.
En la figura 24 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento con la superficie de deslizamiento (1) colocada verti cálmente, con múltiples recesos (6) cíclicos concéntricos y apoyada en el chasis de soporte y nivelación (5).
En la figura 25 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento colocado verticalmente, con dos trayectorias de recesos (6) ovaladas cíclicas de diferente centro, en la superficie de deslizamiento (1).
En la figura 26 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento colocado verticalmente, con un receso (6) cíclico dividido en dos partes, colocado en la superficie de deslizamiento (1) y esta a su vez, en el chasis de soporte y nivelación (5).
En la figura 27 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento con la superficie de deslizamiento (1) colocada verticalmente, con una trayectoria de receso (6) cíclica con dos opciones.
En la figura 28 se muestra un dibujo que representa un corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento, en donde la carga se aplica en un pedal (40), con múltiples direcciones de aplicación de la carga sobre múltiples superficies de deslizamiento
(1), independientemente de la dirección de aplicación de la carga por los medios giratorios independientes (3), con elementos de soporte para su apoyo y ajuste de altura (8), tipo resorte y medios de nivelación (11) también tipo resorte, en la estructura de soporte (10) como parte del chasis de soporte y nivelación (5), colocado como parte del conjunto de elementos de la superficie de aplicación de la carga (4), para cada grupo de elementos giratorios independientes (3), colocados en los recesos (6).
En la figura 29 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento con medios de soporte y ajuste de altura (8) flexibles entre la superficie de deslizamiento (1) y el chasis de soporte y nivelación (5), independientemente de los soportes para su apoyo y ajuste de altura (8) de los medios giratorios independientes (3), colocados en los recesos (6), los cuales tienen un doble resorte para lograr una ajuste del perfil de tracción por medio del par de los medios giratorios independientes (3), de acuerdo a la carga aplicada por la superficie de aplicación de la carga (4).
En la figura 30 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento, con una superficie de aplicación de la carga (4) flexible, una estructura de apoyo de los medios giratorios independientes (2), flexible, en la cual se colocan secciones de superficies de deslizamiento (1) y unidades de medios giratorios independientes (3) con el soporte para su apoyo y ajuste de altura.
En la figura 31 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista frontal, de un aparato de tracción al deslizamiento con una superficie de aplicación de la carga flexible (4), sobre una superficie de deslizamiento (1) dividida en una primera y una segunda parte colocadas en forma inclinada con la parte más alta hacia afuera y medios de ajuste lateral (42) para fijar la posición de la primera y la segunda parte de la superficie de deslizamiento (1), independientemente de los medios giratorios independientes (3) del tipo rodillo, colocados en la estructura de apoyo integrada a la superficie de deslizamiento (7), con soportes para su apoyo y ajuste de altura (8), en una estructura de soporte (10) y medios de nivelación (11) que se suman en el chasis de soporte y nivelación (5).
En la figura 32 se muestra un dibujo en una vista de planta o superior, de un aparato de tracción al deslizamiento representado en la figura 31 , indicando las guías de ajuste lateral (44) para mantener ambos extremos en el sentido longitudinal alineados, así como los medios de ajuste lateral (42), la superficie de deslizamiento (1), los medios giratorios independientes (3) cuando su eje esta perpendicular a la dirección del desplazamiento y cuando su eje está entre cero y noventa grados de la dirección del desplazamiento (16), la superficie de aplicación de la carga (4) y la estructura de soporte (10).
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La característica principal de la presente invención consiste en tener un deslizamiento controlado por medios de control, para su aprovechamiento, entre dos superficies que permanecen en contacto a lo largo de una trayectoria de desplazamiento, con un perfil de tracción al movimiento entre las dos superficies, con sus aumentos y disminuciones de velocidad, como corresponda al perfil de tracción al movimiento específico que se requiera. Una de las superficies la llamaremos superficie de deslizamiento y a la otra la llamaremos superficie de aplicación de la carga, pudiendo ser una pluralidad de superficies de cada una, e incluso la superficie de aplicación de la carga puede ser parte integral del objeto a deslizarse. En donde el objeto a deslizarse puede ser una persona, por citar un ejemplo, sin estar limitado a ello, que descarga su peso en la superficie de deslizamiento, a través de la planta de sus zapatos, cuyas suelas son la superficie de aplicación de la carga o con cualquier otra parte de su cuerpo.
En donde el objeto a deslizarse o persona del ejemplo, aplica una fuerza de deslizamiento como la fuerza que utiliza para caminar, solo que en lugar de impulsar el cuerpo hacia delante como corresponde a la acción de caminar hacia el frente, mantiene el cuerpo fijo y lo que desliza hacia atrás es la superficie de aplicación de la carga, hasta llegar a un equilibrio similar a la acción de caminar.
Si una persona se desliza de la manera expresada, en una superficie cualquiera, en especial una con bajos coeficientes de fricción, resultaría que batallaría un poco para vencer la fricción estática μ s antes del inicio del movimiento, hasta vencerla, y, aceleraría el movimiento subsecuente, dado que el coeficiente de fricción dinámica μ^ , que rige ahora su movimiento, es menor que el coeficiente de fricción estático, que tuvo que vencer para iniciar el movimiento. Esta aceleración del movimiento, provocaría que se descontrole el movimiento, y la persona perdería el equilibrio, sin tener oportunidad de frenarlo por lo repentino de la aceleración, y sin tener disponible una fuerza de tracción al movimiento que le permita obtener la fracción que le ofrezca el suficiente apoyo para recuperar el control, y eventualmente detener el paso para iniciar el retorno, tal cual lo haría si estuviera caminando, como se ha explicado en el presente ejemplo.
En la superficie de tracción de la presente invención, se tienen los elementos mínimos necesarios para brindar el perfil de tracción adecuado con la fuerza suficiente en cada posición de la trayectoria de desplazamiento, a fin de que dicha tracción le permita desarrollar un perfil de movimiento predecible y calculado para que el efecto de descontrol no se tenga.
El aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención consiste en la división de la tracción o resistencia al deslizamiento en una primera y una segunda componente, la primera componente corresponde a la fuerza de fricción entre la superficie de aplicación de la carga y la superficie de deslizamiento en cualquiera de sus múltiples partes y múltiples direcciones de aplicación de dicha carga, y una segunda componente que corresponde a la fuerza para mover el par mecánico de los medios giratorios independientes, colocados junto con su estructura de soporte o en unidad con la superficie de deslizamiento preferentemente, pudiendo estar en la misma superficie de aplicación de la carga.
En esencia el aparato de tracción al deslizamiento evita el efecto descontrolado que se presenta cuando se sobrepasa la fuerza necesaria para vencer el coeficiente de fricción estática, representado en la figura 1, en donde se muestra una gráfica de la curva de distancia contra tiempo de dos superficies deslizándose, denominada (el), en el momento en el que se vence el coeficiente de fricción estática conocido como (μ s ) y se acelera el desplazamiento, debido el exceso de fuerza aplicada, ya que la fuerza requerida para vencer el coeficiente de fricción dinámica conocido como (μi c ) es mucho menor, situación que reduce la oportunidad de corrección del deslizamiento o aprovechamiento del deslizamiento, por el aumento súbito de velocidad, haciendo cualquier esfuerzo posterior más problemático y costoso.
Por otra parte los medios giratorios independientes (3) nos ofrecen una resistencia al desplazamiento de una superficie que se apoya sobre su evolvente, por el par mecánico requerido para hacerlos girar, con la ventaja de que al aplicar una fuerza se aumenta progresivamente su velocidad angular sin un cambio de velocidad extraordinario como el caso de la fricción descrito, sin dejar de tomar en cuenta que esa facilidad para girar aportando su par mecánico, alargaría por demasiado tiempo el movimiento si solo contáramos con el par descrito para detenerlo.
Para representar el efecto descrito tenemos la curva denominada (c2) que corresponde a una superficie apoyada únicamente en medios giratorios independientes, que giran sobre su eje, cuando inicia su movimiento y se desplaza manteniendo un desplazamiento contra tiempo constante.
En el fondo de la misma figura 1, se muestra una gráfica con líneas punteadas en tonos de negro más claro, las curvas de fricción (f) contra la Fuerza aplicada (F) antes y después de vencer el coeficiente de fricción estático, como referencia para facilitar la apreciación del momento descrito, que en la práctica es fácil apreciar la curva (el) cuando se tiene resbalón incontrolable sobre una superficie mojada, en donde se rebasa fácilmente el coeficiente de fricción estático sin oportunidad de esperar que el coeficiente de fricción dinámico nos frene, así como apreciar la curva (c2) en los largos deslizamientos en carritos sobre ruedas.
La combinación de ambos eventos físicos para lograr un resultado superior y diferente a cada uno de ellos, constituye la innovación del aparato de tracción al deslizamiento, cuya técnica utiliza las bondades de los medios giratorios independientes para iniciar el desplazamiento y el beneficio del frenado por el coeficiente de fricción dinámica en la superficie de deslizamiento posteriormente al inicio del movimiento, en una combinación que permite contar con un perfil de tracción al deslizamiento óptimo, para su aprovechamiento en sí mismo y para tener mejores condiciones de control para cualquier propósito posterior.
A fin de representar las bondades de la invención durante el inicio del movimiento, tenemos la figura 2 en donde se muestra una gráfica de la curva de distancia contra el tiempo para desplazarse con el aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención, indicada como (c3), durante el mismo período del inicio del desplazamiento de la figura anterior, combinando mayormente elementos giratorios independientes en la parte inicial, para iniciar el movimiento, sin la limitante en cuanto a control, del coeficiente de fricción estática, para pasar a una parte final, en donde se combinan tanto los elementos giratorios independientes como el deslizamiento con fricción óptimamente, para lograr un perfil de tracción o resistencia al desplazamiento deseado. Se observan en la misma figura 2, como fondo en negro más claro, las curvas anteriores como referencia para el lector.
Conforme avanza el desplazamiento después de la primera parte graneada, el balance entre la tracción por fricción dinámica y por la fuerza requerida por el par mecánico de los medios giratorios independientes, nos va a dar el perfil de tracción deseado para su aprovechamiento, y la figura 3 se muestra una gráfica de la curva de distancia contra tiempo para desplazarse del aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención, indicada como (c4), a lo largo de una trayectoria de desplazamiento completa, con la combinación simultánea al menos una vez del deslizamiento con fricción y el rodamiento con los medios giratorios independientes, con el perfil de tracción deseado, indicándonos además las regiones de velocidad cero o (v- = o) en el inicio y también al final de la trayectoria. En la figura 4 se muestra una gráfica para representar una primera curva de tracción en la parte superior de la gráfica, indicada como (c5) y en la parte inferior, una segunda curva de velocidad de desplazamiento indicada como (c6), ambas graficadas como porcentaje en el eje vertical, y en el eje horizontal contra la posición física en la trayectoria de desplazamiento desde el inicio hasta el fin del aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención para poder apreciar su relación y comportamiento, apreciándose la región de velocidad cero al inicio y al final de la curva de velocidad propiamente dicha y su respectiva región de tracción al 100% en la curva de tracción o (c5), en la parte superior.
Para describir cuanto ocupan los medios giratorios independientes y la superficie de fricción en cada etapa de la trayectoria, usaremos la figura 5 en donde se muestra una gráfica para representar la división del 100% del área del aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención, entre el área de la superficie de fricción (al), el área de la superficie ocupada por los medios giratorios independientes (a2) y el área de los recesos que no se ocupan por ninguna de las dos (a3), así como las áreas (a4) y (a5) al inicio y al final de la trayectoria de desplazamiento, con muy alta fricción y cero deslizamiento, áreas todas a lo largo de la trayectoria de desplazamiento.
Físicamente el aparato de tracción al deslizamiento se muestra en todas sus partes esenciales con las figuras 6, 7, 8 y 9, en su modalidad básica, en donde la figura 6 se muestra un dibujo de la superficie de deslizamiento (1) del aparato de tracción al deslizamiento en vista de planta, mostrando los recesos (6) para que pasen los elementos giratorios independientes, en la figura 7 se muestra un dibujo de la estructura de apoyo de medios giratorios independientes (2) en vista de perfil, con los elementos giratorios independientes (3) del tipo de rodillo y del tipo de esfera, y con medios de soporte y ajuste de altura (8) colocados en el chasis de soporte y nivelación (5) para nivelar los medios giratorios independientes en conjunto y además se representan los medios giratorios independientes colocados con su eje entre cero y noventa grados respecto a la dirección del movimiento (16), en la figura 8 se muestra un dibujo que representa el aparato de tracción al deslizamiento en vista de planta, mostrando la estructura de apoyo integrada con la superficie de deslizamiento (7) en una sola unidad, los medios giratorios independientes (3) colocados transversalmente a la dirección del movimiento, los medios giratorios independientes colocados con su eje entre cero y noventa grados respecto a la dirección del movimiento (16) para dividir la fuerza producida por el par mecánico en sus componentes ortogonales, de las cuales una primer componente es perpendicular al eje de giro y una segunda componente es en la dirección del eje de giro, y, la superficie de aplicación de la carga (4), y, en la figura 9 se muestra un dibujo del aparato de tracción al deslizamiento en vista de perfil, en donde la estructura de apoyo es parte de la superficie de deslizamiento (7), adicionalmente se representan los medios de nivelación de todo el conjunto (11) colocados en la estructura de soporte (10) del chasis de soporte y nivelación (5), además se representan los soportes para el apoyo y ajuste de altura (8) para los medios giratorios independientes (3), incluyendo además la superficie de aplicación de la carga (4), y los medios giratorios independientes colocados con su eje entre cero y noventa grados respecto a la dirección del movimiento (16), en donde se puede apreciar el área de deslizamiento entre los medios giratorios independientes y el área propia de los medios giratorios independientes para una dirección del deslizamiento de la parte superior a la parte inferior tanto de la figura 8 como de la figura 9.
En la figura 10 se muestra un dibujo en vista de perfil, de un medio giratorio independiente (3) del tipo de rodillo con apoyo a todo lo largo de su superficie con guía de centrado tipo eje cónico óptimo para aplicar un par variable por este medio, en donde ambos funcionan como soporte para apoyo y ajuste de altura (8). En la figura 11 se muestra un dibujo en corle transversal de una vista de perfil, de un medio giratorio independiente (3) del tipo de esfera, con medios de soporte y ajuste de altura (8) de tipo esfera, colocados en forma equidistante, además se Índica la superficie de deslizamiento (1) de un aparato de tracción al deslizamiento, muy útil para trayectorias esféiicas o curvas en donde la dirección del movimiento no es recta.
Es importante describir los medios para obtener el perfil de tracción con el aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención para lo cual utilizaremos la figura 12 que nos muestra un corte transversal de la vista de perfil, en donde la superficie de aplicación de la carga (4) tiene un receso (6) en donde se aloja un medio giratorio independiente (3) magnetizado, con múltiples resortes como medios de soporte y ajuste de altura (8) y se apoya por un primer lado con una primera parte de la superficie de deslizamiento (1) con la que tiene múltiples acabados (38) que le dan múltiples coeficientes de fricción y por un segundo lado con la segunda parte de la superficie de deslizamiento (1), inclinada un ángulo (α), respecto a la primera parte de la superficie de deslizamiento, la cual tiene medios magnéticos de magnetismo variable (13), los cuales se conectan al control de medios magnéticos (14) a través de las terminales de entrada (a, b, c) y de las terminales de salida (x, y, z), en donde la tracción al deslizamiento está determinada por: 1) Los múltiples coeficientes de fricción que determinan una componente de la tracción de acuerdo a la posición en la que se encuentre en contacto con ellos, estando definidos desde diseño; 2) Los múltiples medios de soporte y ajuste de altura, como el tipo resorte entre otros, que aportan su componente de tracción ajustando la altura del medio giratorio independiente de acuerdo a la carga aplicada; 3) La inclinación (α) de la segunda paite de la superficie de deslizamiento que aporta su componente de tracción dependiendo del ángulo de inclinación de acuerdo a la posición en la que se encuentre y; 4) Los medios magnéticos de magnetismo variable aportan su componente de tracción dependiendo de la velocidad de desplazamiento.
Una parte importante a describir es el caso de superficies flexibles para lo que utilizaremos la figura 13 que nos muestra un corte transversal de la vista lateral, indicando una superficie de aplicación de la carga (4) flexible que aplica la carga sobre la superficie de deslizamiento (1), integrada en la estructura de apoyo (7) y también sobre los medios giratorios independientes (3) representados por una rueda dentada, con el soporte para su apoyo y ajuste de altura (8), colocados en el receso (6) y en la figura 14 se muestra una vista de perfil de una sección del aparato de tracción al deslizamiento, indicando una superficie de aplicación de la carga (4) flexible como parte integral del objeto a deslizarse (9), del tipo que se usa en las suela de los zapatos, sobre la superficie de deslizamiento (1) y los elementos giratorios independientes (3), siendo muy relevante el que se logre el deslizamiento con la combinación de una suela que favorece la permanencia sin deslizamiento o amarre si se tratara solo de un deslizamiento por fricción, al favorecer las condiciones para un deslizamiento controlado con los medios giratorios independientes.
Dentro de los medios giratorios independientes tenemos las esferas que podemos ilustrar su utilización en las figuras 15, 16, 17 y 18, en donde la figura 15 nos muestra una vista de planta o superior de un aparato de tracción al deslizamiento curvo, con una superficie de deslizamiento (3), con esferas como elementos giratorios independientes (3) y una estructura de apoyo (7), para un arreglo de perfil de tracción en una trayectoria curva, en la figura 16 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista de perfil de la figura anterior, indicando la superficie de deslizamiento (1) y los medios giratorios independientes (3), en la figura 17 se muestra la superficie de deslizamiento (1) esférica con los medios giratorios independientes (3) también esféricos, en su vista de planta y en la figura 18 se muestra un vista parcial de un corte transversal de la vista de perfil o de lado, de un sector de un aparato de tracción al deslizamiento, con la superficie de aplicación de la carga (4), esferas como elementos giratorios independientes (3), con los soportes para su apoyo y ajuste de altura (8) del tipo de resorte.
Para describir las aplicaciones en donde la trayectoria es radial, recurriremos a las siguientes dos figuras en donde en la figura 19 nos muestra un corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento radial con una superficie de deslizamiento (1), un receso (6) que facilita el centrado, con un medio giratorio independiente (3) primario de mayor tamaño que los otros medios giratorios independientes (3) complementarios, en donde el perfil de la superficie de aplicación de la carga (4) tiene varios niveles y ángulos respecto a la superficie de deslizamiento, a fin de facilitar el centrado después de que haya sido expuesta a un desplazamiento, y en la figura 20 se representa una vista de planta o vista superior de la figura precedente indicando los mismos elementos.
Usaremos la figura 21, 22 y 23, para describir el aparato de tracción al deslizamiento caminadora, en donde la superficie de aplicación de la carga (4) que se representa en la figura 21 que nos muestra en una vista de planta, en tonos más tenues, la suela de un zapato que aplica la carga en forma periódica, con cada paso independientemente, por dos trayectorias adjuntas no necesariamente paralelas, guiadas por la dirección de los recesos en la dirección del movimiento (20), aumentado el perfil de tracción por la fricción dinámica por los recesos colocados en un ángulo entre cero y noventa grados de la dirección del movimiento (21) y finalmente frenado el movimiento por los recesos a 90 grados de la dirección del movimiento (22), apoyándose la carga primero en medios giratorios independientes (3), colocados en la estructura de soporte integrada a la superficie de deslizamiento (7) y montado todo en la estructura de soporte (10) con los medios de nivelación (11), todo el conjunto con el objetivo de evitar el efecto de descontrol de la fricción estática durante el inicio del movimiento, para posteriormente ir combinando el deslizamiento por fricción dinámica hasta frenarse para terminar el paso sin velocidad en forma óptima para el sistema músculo esquelético, y así tener el apoyo para iniciar un nuevo paso de la longitud requerida como característica indispensable para poder llamarse caminadora.
En las figuras 22 y 23 se complementa la figura 21, mostrándonos las vistas de perfil y de frente respectivamente.
Una aplicación muy importante son las trayectorias cíclicas por el enorme beneficio que apoita el aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención agregando precisamente un perfil de tracción, sobre todo en un plano vertical para múltiples trayectorias independientes con tracción de ascenso y tracción de descenso de acuerdo a la necesidad. Para describirlo vamos a centrar la atención en las trayectorias de los recesos (6) como guías del desplazamiento además de apoyos para los medios giratorios independientes y la superficie de deslizamiento (1), descritas en las figuras 24, 25, 26 y 27 en donde la figura 24 nos muestra una vista de perfil de una superficie de deslizamiento (1) vertical, con múltiples trayectorias concéntricas de los recesos (6), en la figura 25 se muestran las vistas de perfil de una superficie de deslizamiento (1) vertical, con múltiples trayectorias de los recesos (6) de diferente centro y, en la figura 26, nos muestra en vista de perfil una superficie de deslizamiento (1) vertical, con múltiples recesos (6) en trayectorias independientes complementarias, sobre el chasis de soporte y nivelación (5), y la figura 27 nos muestra una superficie de deslizamiento (1) vertical, con recesos (6) en una trayectoria con opción múltiple, en la cual se monta el complemento del aparato de tracción al deslizamiento para desarrollar el perfil de tracción deseado. En la figura 28 se muestra un corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento aplicable a trayectorias verticales entre otras, en donde la carga se aplica en un pedal (40), con múltiples direcciones de aplicación de la carga sobre múltiples superficies de deslizamiento (1), independientemente de la dirección de aplicación de la carga por los medios giratorios independientes (3), con elementos de soporte para su apoyo y ajuste de altura (8), tipo resorte y medios de nivelación (11) también tipo resorte, en la estructura de soporte (10) como parte del chasis de soporte y nivelación (5), colocado como parte del conjunto de elementos de la superficie de aplicación de la carga (4), para cada grupo de elementos giratorios independientes (3), colocados en los recesos (6), en donde el conjunto se diseña y calibra para compensar el efecto positivo de la gravedad durante la trayectoria de descenso y para reducir el efecto de la gravedad en la trayectoria de ascenso en una aplicación cíclica de ciclo cerrado del tipo monociclo múltiple.
En la figura 29 se muestra un corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento con una superficie de aplicación de la carga (4), medios de soporte y ajuste de altura (8) flexibles entre la superficie de deslizamiento (1) y el chasis de soporte y nivelación (5), independientemente de los medios de apoyo y ajuste de altura (8), colocados en los recesos (6) en donde también están los medios giratorios independientes (3), con el propósito de lograr una ajuste del perfil de tracción por medio del par de los medios giratorios independientes (3), de acuerdo a la carga aplicada.
En la figura 30 se muestra un corte transversal de una vista de perfil, de un aparato de tracción al deslizamiento con una superficie de aplicación de la carga (4) del tipo que es paite del objeto a desplazarse, una estructura de apoyo (2) flexible, en la cual se apoya la superficie de deslizamiento (1), con medios giratorios independientes (3). En la figura 31 se muestra un dibujo en corte transversal de una vista frontal, de un aparato de tracción al deslizamiento con una superficie de aplicación de la carga flexible (4), sobre una superficie de deslizamiento (1) dividida en una primera y una segunda parte colocadas en forma inclinada con la parte más alta hacia afuera y medios de ajuste lateral (42) para fijar la posición de la primera y la segunda parte de la superficie de deslizamiento (1), independientemente de los medios giratorios independientes (3) del tipo rodillo, colocados en la estructura de apoyo integrada a la superficie de deslizamiento (7), con soportes para su apoyo y ajuste de altura (8), en una estructura de soporte (10) y medios de nivelación (11) que se suman en el chasis de soporte y nivelación (5).
En la figura 32 se muestra una vista de planta, de un aparato de tracción al deslizamiento caminadora representada en la figura 31, en donde se puede apreciar el área de entrada con elementos giratorios independientes (3) más largos y de mayor diámetro que soportan el deslizamiento inicial de la superficie de aplicación de la carga (4) flexible, el área de salida con elementos giratorios independientes colocados entre cero y noventa grados de la dirección del deslizamiento (16) para aumentar la tracción, indicando los medios de ajuste lateral (42) y las guías de ajuste lateral (44) para mantener ambos extremos en el sentido longitudinal alineados, además de la superficie de deslizamiento (1 ) colocada sobre la estructura de soporte (10).
En general el aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención se puede usar ampliamente como se ha descrito en las figuras sin estar limitado a los ejemplos descritos. Modalidades
Es una modalidad preferida del aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención el que la trayectoria de deslizamiento sea recta, tal como la superficie de una caminadora, por ser una de las aplicaciones con mayor beneficio para la humanidad dada la importancia que tiene el "contar con un perfil de tracción" adecuado para ejercitarse, sobre todo cuando nos referimos a personas en rehabilitación músculo esquelética o cuando se trata de personas con sobrepeso, obesidad y obesidad mórbida, en las cuales la menor falla en la tracción aplicada en el ejercicio en cualquier sector del desplazamiento, repercute negativamente afectando la continuidad en las rutinas de ejercicio con un retraso significativo en el logro de sus propósitos.
En el aparato de tracción al deslizamiento de la modalidad caminadora descrito con apoyo de las figuras 14, 23, 30, 31 y 32, se recibe el inicio del paso sin ninguna fuerza adicional que le afecte en la anatomía del sistema pie-tobillo-rodilla y también sin fuerza contraria al deslizamiento que pueda provocar una aceleración incontrolable, lo cual se logra deslizando la pisada sobre medios giratorios independientes mayormente y la incorporación de desplazamiento por fricción en forma paulatina una vez que no se tiene el inconveniente del frenado por el coeficiente de fricción estática ya que se encuentra en movimiento. Posteriormente durante la trayectoria, se incrementa el deslizamiento con fricción aumentando el contacto con la superficie de deslizamiento y disminuyendo el contacto con los medios giratorios independientes, pudiendo además de acuerdo a las necesidades del usuario, ir aumentando el par de los medios giratorios independientes para dar el perfil de tracción óptimo durante el desplazamiento, que permita plena estabilidad al mismo tiempo que se logra el esfuerzo adecuado de acuerdo al perfil de tracción deseado. Al llegar al final de la trayectoria del paso, se requiere que el aparato de tracción al deslizamiento aumente mas el porcentaje de contacto con Ia superficie de deslizamiento cada vez con mayor tracción al movimiento y disminuya el contacto con los medios giratorios independientes hasta detener el desplazamiento y así permitir el regreso del paso para iniciar otro ciclo, mientras que el paso de la otra extremidad hace lo propio para completar el paso de ambas extremidades inferiores. Esta modalidad se ilustra en la figura 23, 31 y 32 y el detalle del contacto del zapato deportivo con suela flexible se ilustra en la figura 14 y 30. En la figura 23 se aprecian los recesos en el sentido del desplazamiento, indicados con el índice (20) para guiar la dirección del paso, así como recesos entre cero y noventa grados (21) en la región próxima al final de la trayectoria y por último múltiples recesos a noventa grados (22) para terminar el deslizamiento, todos respecto a la dirección del deslizamiento para lograr detener el desplazamiento a fin de que pueda el pie regresar para iniciar otro paso sin ningún daño por estiramiento, ni tampoco daño por la ampliación del paso que se provocaría si no se tiene un medio para detener el desplazamiento antes de iniciar el regreso para el siguiente paso. Sirva también para ilustrar el ejemplo, la curva descrita en la figura 3 y las relaciones representadas en las figura^ 4 y 5. Es también una modalidad de la presente invención, el deslizarse en forma curva, lo cual es un propósito importante si el usuario de la misma desea un movimiento curvo. Para este caso veremos cómo trabaja el aparato de tracción al deslizamiento en la modalidad de freno de bicicleta, con una superficie de aplicación de la carga, flexible, tal como se ilustra en las figuras 15 y 16, en donde se logra una aplicación paulatina de la carga sin el desafortunado bloqueo de los frenos ordinarios que tantas caídas de bicicleta han provocado, sobre todo cuando se utiliza el freno delantero, llegando a establecerse en el medio deportivo correspondiente, que dicho freno delantero nunca debe de usarse por el peligro que representa. Por esa razón esta modalidad es importante considerarla ya que con el empleo de medios giratorios independientes del tipo de esfera en la presente invención, se logra aplicar un par de frenado como se ilustra también en la figura 29 en donde además, la estructura de soporte de la superficie de deslizamiento es flexible e independiente del soporte de los medios giratorios independientes, agregando la ventaja de que no se pueden bloquear, y si, aplicar la tracción necesaria para frenar la bicicleta con un deslizamiento óptimo de acuerdo a las necesidades. Todavía más, es también propósito de la presente invención el que el aparato de tracción al deslizamiento tenga una modalidad de esférico, en donde la superficie de aplicación de la carga tiene un sector también esférico, que se desplaza perimetralmente en múltiples direcciones para desarrollar su perfil de tracción en la dirección propia de superficies esféricas. Esta modalidad no menos importante voy a explicarla como funciona haciendo referencia a un aparato de tracción al deslizamiento para ejercitar las extremidades superiores, muy necesario actualmente por los largos tiempos de permanencia sobre un teclado de computadora, así como en el aparato para dirigir con los movimientos de la mano el cursor o apuntador de la computadora, sin olvidar el daño de mantener la mano tensionada en exceso sobre los controles inalámbricos de la televisión. Dichos ejemplos han agudizado la necesidad de ejercitar la mano y sus articulaciones incluyendo el codo y el hombro, tanto en el sentido del movimiento que llamaremos de ida o dirección inicial como de vuelta o trayectoria de regreso. Es precisamente el aparato de tracción al deslizamiento en la modalidad esférica de la presente invención la mejor solución propuesta, ya que ofrece un perfil de tracción para la trayectoria de ida y otro perfil no necesariamente igual para la trayectoria de vuelta, ya mencionadas, de acuerdo a los parámetros de diseño iniciales y para el ajuste de los parámetros una vez que se inicia la recuperación del movimiento normal. Para este ejemplo usaremos las figuras 11, 17 y 18, en donde se ilustran medios giratorios independientes aplicados en los aparatos de tracción al deslizamiento esféricos, en donde se combina el deslizamiento por fricción y el deslizamiento por rodamiento de medios giratorios independientes, para ofrecernos un perfil de tracción óptimo para los movimientos de la mano, en donde la superficie de aplicación de la carga sería una palanca colocada en la esfera de la figura 17 y los medios giratorios independientes serían también esferas como se ilustra en la figura 18, para darnos el perfil de tracción óptimo en el sentido del desplazamiento que se requiera, aplicando el mismo principio respecto a la aplicación simultánea de la fricción y el par mecánico de acuerdo a las reivindicaciones de la presente invención.
Es también una modalidad preferida de la presente invención cuando la trayectoria de desplazamiento es cíclica, en recorridos inicio-fin-inicio o en múltiples recorridos independientes relacionados con un orden en forma cíclica. Para ilustrar como funciona vamos a explicar la modalidad de un aparato de tracción al deslizamiento de ciclo cerrado, centrando la explicación en el accionar de los pedales para ejercitar las extremidades inferiores. En esta modalidad el aparato de tracción al deslizamiento colocado en forma vertical nos ofrece el perfil de tracción deseado para cada etapa del movimiento cíclico que se desea ofrecer al usuario. Es importante señalar que el perfil de tracción también incluye la tracción en el movimiento ascendente que se dimensiona y aplica sin necesidad de la fuerza o carga propiciada por la extremidad inferior complementaria que regularmente está en una posición radialmente opuesta, en descenso, haciendo un ejercicio o desarrollando una tracción completamente diferente con requerimientos muy ajenos a la extremidad que está en la etapa ascendente. Esta dependencia determinada por la simplicidad mecánica, sin demeritar sus méritos propios, no existe en el aparato de tracción al deslizamiento de la presente invención y de hecho no existe en la constitución propia del sistema músculo esquelético, más allá de la simetría del cuerpo humano, ya que cada extremidad tiene sus músculos, tendones, articulaciones y estructura ósea independiente, y así mismo sus necesidades y posibilidades de ejercitarse que atiende la presente invención en esta modalidad, al separar cada perfil de tracción para cumplir con cada propósito de acuerdo a su perfil propio dentro del cual está la fuerza de tracción propia, los tiempos de traslados, la dirección del deslizamiento, la trayectoria fija o variable del deslizamiento y sus cambios en la medida que se avanza en su aplicación por el cambio de las necesidades de cada extremidad inferior. Precisamente esta diferenciación es fundamental para lograr el ejercicio óptimo posible de cada extremidad sin Iu dependencia de una extremidad contra la otra extremidad, que propicie excesos que provoquen la discontinuidad del ejercicio ya mencionado. Más aún, existen músculos que entran en operación en determinados ángulos reducidos y que al no ejercitarlos específicamente en esos ángulos, su desarrollo no va de acuerdo a sus posibilidades funcionales y por lo tanto provoca una desalineación, como las de rótula por la falta de desarrollo del músculo vasto medial o vasto interno, solo por mencionar alguno y alguna de las causas, músculo que tienen su momento y duración propia de tracción a la que se deben de ejercitar, que estando en el ciclo de ejercicio de la bicicleta convencional no reciben su atención debida, haciendo que el usuario suponga equivocadamente que ya ejercitó sus extremidades inferiores en forma completa.
El ejercicio en la bicicleta que llamaremos para efectos de la presente invención como ejercicio de ciclo cerrado no dependiente para extremidades inferiores o doble monociclo, no es un ciclo de múltiples repeticiones iguales para la quema de calorías en exceso, las extremidades inferiores nada tiene que ver con que se hayan ingerido calorías en exceso que se supongan equivocadamente que cuando se ejercite posteriormente, se van a quemar las mismas calorías y se va a desaparecer la alteración que causaron si así fuera el caso, es importante centrar el tema de que el ejercicio de ciclo cerrado no dependiente para extremidades inferiores es un ejercicio para ofrecerle a las extremidades el perfil de tracción en cantidad de tracción, tiempo de permanencia y dirección, que requieran todos los músculos que se deseen ejercitar para su desarrollo funcional correcto que la presente invención proporciona para cada extremidad independientemente.
En las figuras 24, 25, 26 y 27, podemos apreciar- algunas de las trayectorias de los recesos que sirven de guía en el sentido del desplazamiento y al mismo tiempo sirven para colocar la parte móvil del aparato de tracción al deslizamiento en la modalidad de ciclo cerrado, recesos hechos en una superficie de deslizamiento vertical para este ejemplo, sin que sean trayectorias limitadas para la posición vertical. En lo figura 28 se representa el aparato de tracción al deslizamiento para trayectorias de ciclo cerrado no dependiente, y, más específicamente para trayectorias guiadas por recesos, con aplicación de la carga desde múltiples direcciones, y en la figura 12 se representa una combinación de medios para definir el perfil de tracción deseado, que en conjunto ambas figuras y también con las trayectorias mencionadas constituyen la base del aparato de tracción al deslizamiento de ciclo cerrado.
También en forma similar en cuanto al tipo de ciclo cerrado, es una modalidad de la presente invención el ciclo cerrado radial cuyo deslizamiento se desarrolla respecto a un centro por uno o varios de sus ejes radiales, como se ilustra en la figura 19 y 20 en donde se representa un aparato de tracción al deslizamiento de ciclo de centrado radial, aplicable para centrar la carga en un miembro estructural que eventualmente está sujeto a movimientos telúricos y que es preferible permitir el movimiento bajo una tracción y límites controlados que llevar el esfuerzo hasta la ruptura de la columna o la ruptura de la superficie de aplicación de la carga que para este caso sería una losa u otra columna.
Es una modalidad también importante cuando el perfil de tracción se determina por el cambio en el par de los elementos rotatorios independientes. Como ejemplo para explicar la modalidad utilizaré el ejemplo de un aparato de tracción al deslizamiento en la modalidad de patineta de deslizamiento, en la cual se usan medios magnéticos que al girar, generan energía eléctrica para retroalimentar unas bobinas que al mismo tiempo sirven de freno y más específicamente de frenado dinámico, permitiendo un deslizamiento con una tracción propia de la fricción de la superficie de deslizamiento con la superficie en la que se apoya y con el par variable originado por la retroalimentación de los medios magnéticos que proporcionan un frenado que varía en relación con el cambio de velocidad. En la figura 12 se ilustra el ejemplo de uno de los medios giratorios independientes que usa medios magnéticos para variar el par y lo hace al conectarse como frenado dinámico en proporción a la velocidad de giro de los medios magnéticos, además de las múltiples formas descritas en la misma figura para controlar el componente de tracción al deslizamiento aportada.
Es una modalidad también importante cuando el perfil de tracción en determinado sector de la trayectoria de desplazamiento se determina por la aplicación de múltiples coeficiente de fricción dinámica. Para representarlo gráficamente utilizaré la figura 12 de nuevo, en donde se ilustran diversos acabados (38) representados gráficamente con diversas texturas para ejemplificar los diferentes coeficientes de fricción y usaré el ejemplo de la superficie de tracción para ejercitar los dedos y las articulaciones entre las falanges, en donde se requiere una tracción controlada en los diferentes ángulos de flexión y la superficie de tracción se aplica para dar el perfil idóneo.
También es una modalidad importante cuando el perfil de tracción en determinado sector de la trayectoria de desplazamiento se determina por la separación entre las superficies de aplicación de la carga, la superficie de deslizamiento y la misma superficie de los elementos giratorios independientes. Para explicarlo usaré las figuras 19, 28 y 29 en donde se aprecian las diferentes distancias entre las superficies mencionadas así como los medios giratorios independientes y el ejemplo práctico es un aparato de tracción al deslizamiento en la modalidad de asiento de deslizamiento reciprocante encontrado en equipos para ejercicio de remos, en donde se requiere que se desarrollen los músculos de las piernas, además de otros músculos, en donde se aplica un perfil de tracción especializado en las flexiones involucradas, respetando las posibilidades y el orden correcto en el que tienen que desarrollarse los músculos para darles fuerza para después nivelar el desarrollo de otros músculos con la ayuda de los músculos ya desarrollados.
Es también una modalidad importante cuando el ajuste de la tracción en la trayectoria de desplazamiento se logra con la separación de los elementos rotatorios independientes en la dirección del movimiento. Lo cual ilustraré con la figura 23 y 32, en donde además se aprecian elementos giratorios independientes con un ángulo entre cero y noventa grados entre el eje de los elementos y la dirección del movimiento (16).
Es una última modalidad listada de la presente invención sin que por eso se limite a otras similares no listadas, el que el ajuste de la tracción en la trayectoria de desplazamiento se obtenga con el direccionamiento de la aplicación de la carga en la superficie de deslizamiento, en los medios giratorios independientes y en la misma superficie de aplicación de la carga, en donde se ilustra con la Figura 32.