MUSCULAR CON CONTROL DE CONEXION A ACOMETIDA

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con el campo técnico de la mecánica y del desarrollo y la producción de energías renovables ya que se aporta un sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.1 Entre las energías renovables se cuentan la eólica, geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz, solar, undimotriz, la biomasa y los biocombustibles .

La energía mecánica se puede definir como la forma de energía que se puede transformar en trabajo mecánico de modo directo mediante un dispositivo mecánico como una turbina ideal. Las formas familiares de energía mecánica son la cinética y la potencial .

En años recientes, los países están enfrentando nuevos retos, los antiguos paradigmas del desarrollo están siendo modificados moviendo a los cambios tecnológicos. Los avances en todos los campos y disciplinas han beneficiado a la humanidad, provocando nuevas formas y estilos de vida, centrado en la utilización excesiva de energía, dependiendo de esquemas tecnológicos como las comunicaciones, la transportación, alimentos procesados y mercadotecnias sobre productos milagro entre varios factores; este modo de vida ha provocado alimentación desbalanceada, agitación, estrés, una gran cantidad de enfermedades y dependencias sobre ciertos productos, haciendo sedentarias a las sociedades; combinando la gran dependencia energética, el problema de falta de ejercicio y una mala alimentación, sobre todo en las nuevas generaciones da como resultado problemas ambientales y de salud que cada vez son más complejos y económicamente demandan de una mayor cantidad de recursos sobre todo en los sectores de salud pública y privada haciendo que la medicina preventiva carezca de resultados palpables y significativos .

En la actualidad las fuentes limpias y renovables de energía constituyen un potencial de desarrollo en diferentes campos de aplicación; la energía solar, la generada por las corrientes de viento y agua son de uso común en muchos países utilizándolos a nivel de casa habitación, sectores rurales e industriales. El ejercicio con bicicleta fija, como fuente, puede generar energía mecánica y ser convertida en electricidad; al igual que cualquier otra actividad atlética cardiovascular como el trote, las caminatas, o incluso el subir las escaleras o bailar, es muy útil para quemar calorías, aumentar la circulación sanguínea, mejorar el ritmo cardíaco, e incrementar la resistencia. Los ejercicios cardiovasculares que se pueden realizar con las bicicletas, son una de las mejores formas de prevenir los problemas de salud, especialmente aquellos relacionados con el corazón. Los médicos recomiendan un mínimo de media hora de pedaleo constante, bajando y subiendo los niveles de resistencia cada dos o tres minutos, también podría variar la intensidad realizando pedaleos más largos en algunos días, y más cortos en otros. En personas que busquen bajar de peso, podría ser más efectivo realizar dos entrenamientos más cortos durante el mismo día, por ejemplo, una sesión de 15 minutos al levantarse y otra antes de irse a dormir.

México como muchos países enfrentan las consecuencias del cambio climático, las tareas de las naciones que se comprometieron en el protocolo de Kioto son sustanciales; la nación debe partir de la creación de tecnología nacional para hacer frente a esta transformación en el uso de las energías, desarrollar sistemas y mecanismos que le permitan, por un lado atacar el cambio climático, mejorar la salud de la población, disminuir la dependencia de los combustibles derivados del petróleo y al mismo tiempo encontrar mecanismos de sustentabilidad para superar las barreras del tercer mundo.

En la actualidad el nivel de producción de energía es una de las variables más importantes en la economía de los países, ya que en gran parte depende del desarrollo industrial y la certidumbre económica para que los empresarios se arriesguen a invertir en proyectos de diferentes sectores, como potencial de desarrollo económico y de transformación energética, la energía limpia producida través de un sistema de generación de energía mecánica y electricidad como la propuesta por la presente invención, puede producir una cantidad significativa como indicador en los balances nacionales de energía, de esta forma hacer atractivo al país energéticamente hablando, así como los beneficios en la salud y el medio ambiente. ^"

El usuario de casa habitación, oficina, taller o gimnasio, al instalar un sistema de producción de energía mecánica y electricidad por fuerza humana como la propuesta en la presente invención, puede encontrar una opción de generación de energía limpia para su consumo, un medio para disminuir sus costos de operación y hacer conciencia de la problemática energética, así como dirigirlos a una vía sustentable en beneficio de su calidad de vida.

Efectuando una búsqueda del estado de la técnica, se encontraron algunos documentos de patente relacionados con la tecnología, por ejemplo, el modelo de utilidad CN203253105 (U) , publicado el 30 de octubre de 2013 fue considerado como el más similar al sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida; porque en dicho documento se describe una bicicleta de ejercicio multifuncional que incluye un cuadro de la bicicleta, una cabeza de bicicleta, ruedas de bicicleta, una base de bicicletas y un asiento de bicicleta.

La cabeza de la bicicleta está dispuesta en el extremo delantero del cuadro de la bicicleta, el asiento de la bicicleta está dispuesto en el extremo posterior del cuadro de la bicicleta, las ruedas de bicicleta se componen de una rueda delantera y una rueda trasera, la rueda delantera y la rueda trasera están disponen sobre el terreno a través de la base de la bicicleta, y la rueda delantera está conectada con la rueda trasera a través de una cadena.

La bicicleta de ejercicio multifuncional se caracteriza en que un dispositivo de generación de energía, un dispositivo de almacenamiento de energía y un ventilador se incluyen, el dispositivo de generación de potencia comprende un estator y un rotor, el estator es una bobina formada por arrollamiento de cables de cobre, el rotor está conectado con la rueda trasera a través de la cadena, el dispositivo de almacenamiento de energía está conectado con el dispositivo de generación de energía, el dispositivo de almacenamiento de energía está conectado con el ventilador, y el ventilador está dispuesto en la cabeza de la bicicleta. La energía cinética de la bicicleta de ejercicio se convierte en energía eléctrica para su uso, se ahorra energía, cantidad de aplicación de los acondicionadores de aire se reduce, y se ahorra energía eléctrica.

Otro documento es la publicación de la solicitud GB2444116 A, el cual se consideró como el segundo relevante e importante para el tema de la búsqueda, porque dicho documento divulga un sistema para la generación de energía eléctrica, almacenamiento y uso. El sistema incluye un vehículo de propulsión de pedal tal como una bicicleta, que tiene un generador que genera energía eléctrica cuando el vehículo está pedaleando de un lugar a otro. Incluye además una batería adaptada para almacenar la energía eléctrica generada, y un puerto de salida eléctrica en el vehículo. El sistema todavía incluye además un puerto de entrada eléctrica adaptada para la conexión al puerto de salida eléctrica del vehículo pedal accionado cuando está aparcado el vehículo. Esto permite la transferencia de energía eléctrica de la batería a un sistema de distribución eléctrica, tal como la que se encuentra en una vivienda doméstica.

El documento CN202569323 describe una bicicleta de ejercicio que comprende un bastidor de bicicleta de ejercicio provisto de una estructura hueca, en el que una rueda motriz está dispuesto en un soporte vertical en la parte posterior del bastidor de la bicicleta de ejercicio una rueda accionada está dispuesto en un soporte vertical en la parte frontal del bastidor de la bicicleta de ejercicio pedales de conducción la rueda de accionamiento para girar están conectados con un eje de rueda motriz en la rueda de accionamiento el eje de rueda motriz está montado sobre un soporte vertical del bastidor de la bicicleta de ejercicio a través de un primer cojinete y un asiento de primera cojinete un cinturón en forma de diente síncrono se adopta para la transmisión entre la rueda accionada y la rueda dé accionamiento y un mecanismo de generación de energía está dispuesto sobre la rueda motriz y conectado en un mecanismo de conversión de energía en el lado posterior del bastidor de la bicicleta de ejercicio a través de un cable conductor. La bicicleta de ejercicio es simple en estructura, y puede cumplir con el requisito de acondicionar físicamente el cuerpo y el poder invisible cinética generada en el curso de la construcción del cuerpo se recoge y se convierte en energía eléctrica, por lo que los efectos de la construcción del cuerpo, baja en carbono, la conservación de energía y protección del medio ambiente se realizan al mismo tiempo.

El documento de patente US6229224 Bl es un sistema de generación de energía a pedal operado para generar electricidad. El sistema de generación de energía accionado por pedal incluye un generador adaptado para su acoplamiento a un dispositivo de ejercicio. El generador produce electricidad cuando el dispositivo de ejercicio hace girar una rueda motriz del generador. Una carcasa de energía está en comunicación eléctrica con el generador. El alojamiento de la fuente tiene una pluralidad de conectores eléctricos adaptados para acoplar con los dispositivos eléctricos externos.

Por último el documento US4612447 (A), describe un método de ejercicio y un aparato activado compresor de aire accionado por un pedal de máquina de ejercicio y manivela que se utiliza para suministrar energía cinética para accionar un compresor de aire. El aire comprimido se almacena en una serie de botellas de aire comprimido similares a los utilizados en el buceo, el compresor está conectado a las botellas de almacenamiento de aire en la moda como conmutados secuencialmente cada botella alcanza una presión predeterminada deseada. La energía cinética almacenada de este modo en las botellas en forma de aire de alta presión se libera a una velocidad controlada para accionar una turbina, por ejemplo, o cualquier forma del motor de aire, que luego puede a su vez conducir cualquier generador eléctrico, o suministrar una fuente de potencia rotativa para cualquier uso.

Ninguno de los aparatos de los documentos descritos anteriormente tienen la posibilidad de elegir si se desea producir y aprovechar la energía mecánica para mover aparatos mecánicos tales como molinos, sistemas de bombeos, ventiladores, etc., aprovechar la energía eléctrica producida para cargar baterías o la combinación de ambos.

Tampoco hacen mención que se puede incrementar la producción de energía eléctrica o mecánica por medio de agarraderas y/o soportes de pecho.

Ni mucho menos se puede apreciar que en los documentos del estado de la técnica cuenten con un circuito electrónico controlador de carga, que permite desconectar automáticamente la energía proporcionada por el generador eléctrico y el panel solar si la carga del sistema de baterías está completa. Al no utilizar los aparatos de los documentos antes mencionados no se puede cargar el sistema de baterías por medio de un panel solar que se conecta cuando el controlador manda la señal de que el sistema de baterías tiene una carga mínima. Tampoco cuentan con la posibilidad de que si no hay luz para aprovechar el panel solar, suena una alarma para utilizar el sistema, en caso de no poderlo utilizar para cargar, dicho controlador permite suministrar energía directamente de la acometida.

Es por esto que la presente invención tiene por objeto proporcionar un sistema de generación de energía eléctrica partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Los detalles característicos de la presente invención se muestran claramente en la siguiente descripción, figuras y ejemplos, que se acompañan a manera ilustrativa, por lo que no deben ser considerados como una limitante para dicha invención.

La figura 1 es una vista en perspectiva frontal del sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida .

La figura 2 es una vista lateral del sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida.

La figura 3 es una vista superior del sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida.

La figura 4 muestra el detalle del sistema de tracción (A) del sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida. La figura 5 es una vista trasera del sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Para una mejor comprensión de la invención, a continuación se enlistan las partes que componen la estufa solar con reflectores auxiliares y movimiento automático:

1. Cuadro de bicicleta.

2. Estrella de pedaleo.

3. Polea de inercia.

4. Polea de tracción.

5. Caja de engranes.

6. Banco de poleas.

7. Generador de energía.

8. Agarraderas .

9. Soporte de pecho..

10. Manubrio fijo.

11. Medidor de voltaje.

12. Circuito electrónico regulador .

13. Circuito electrónico controlador de carga.

14. Inversor de carga.

15. Batería .

16. Panel solar.

17. Cadena .

18. Base .

19. Poste .

A. Sistema de tracción.

Con referencia a las figuras el sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida se compone de un cuadro de bicicleta (1) fijo, el cual cuenta con, al menos, una estrella de pedaleo (2) , la cual está conectada a un sistema de tracción (A) por medio de una cadena (17) , dicho sistema de tracción (A) preferentemente se encuentra en la parte frontal del cuadro de bicicleta ( 1 ) .

El sistema de tracción (A) puede ser un conjunto de engranes, piñones (no ilustrados), poleas y/o la combinación de los anteriores, conectados directamente a la estrella de pedaleo (2) .

Con referencia en la figura 4, el sistema de tracción (A) está constituido por una polea de inercia (3) , dicha polea recibe la fuerza muscular generada en la estrella de pedaleo (2) , para generar un movimiento circular, el cual se aumenta por medio de una segunda polea, que está unida a la polea de inercia (3) por medio de cadenas, bandas, correas y/o la. combinación de las anteriores; dicha segunda polea es denominada polea de tracción (4) . En centro de la polea de tracción (4) , se encuentra una caja de engranes (5) que recibe el movimiento transmitido por la polea de tracción (4); sobre el mismo eje- de la caja de engranes (5), hay un banco de poleas (6) configuradas para conectar una flecha (no ilustrada) que permite aprovechar el movimiento circular, para generar energía mecánica diferentes velocidades angulares y hacer mover diversos mecanismos, por ejemplo, molinos, ventiladores, bombas y cualquier dispositivo que requiera de energía mecánica para funcionar.

El sistema de tracción (A) tiene la posibilidad de utilizar una polea tensora (no ilustrada) para incrementar la tensión y facilitar el movimiento entre las partes antes mencionadas. Un generador de energía (7) se conecta a la caja de engranes (5) por medio de una banda, para generar energía eléctrica a partir del movimiento , circular generado. Dicho generador de energía (7) puede ser un alternador, un dínamo, máquinas electrostáticas tal como el generador de Van der Graaf y la combinación de los anteriores.

La estrella de pedaleo (2), la polea de inercia (3), la polea de tracción (4), la caja de engranes (5) y el generador de energía (7) se encuentran conectados entre sí, por medio de cadenas, bandas, correas y/o la combinación de las anteriores.

El voltaje producido en el generador de energía (7), es registrado a través de un medidor de voltaje (11); si dicho medidor detecta variaciones en el voltaje producido, un circuito electrónico regulador (12) controla y equilibra el voltaje para posteriormente almacenar dicha energía eléctrica en, al menos, una batería (15), que se encuentra sobre una base (18) ubicada en la parte posterior del cuadro de bicicleta (1) .

En caso de que no se esté utilizando el sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, o sea insuficiente la energía generada por el generador de energía (7) , la batería (15) se cargará por medio de, al menos, un panel solar (16), que se encuentra sobre un poste (19) en la parte posterior de la base (18) .

Una vez que la batería (15) se encuentre totalmente cargada, un circuito electrónico controlador de carga (13) se encarga de desconectar la batería (15) del generador de energía (7) y el panel solar (16), con la finalidad de evitar una sobre carga de energía.

Un inversor de carga (14), localizado en la base (18) convierte la corriente directa de la batería (15) en corriente alterna de 127 Volts; se encuentra conectada a la acometida del lugar donde se aprovechará la energía eléctrica generada por el sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida.

El circuito electrónico controlador de carga (13) cuenta con una alarma (no ilustrada) , auditiva, luminosa y/o la combinación de ambas, la cual se activa cuando la energía eléctrica generada por el sistema no sea suficiente; con la finalidad de que algún usuario utilice el sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, para generar la energía suficiente; si no hay un usuario que utilice el sistema, el circuito electrónico controlador de carga (13), conecta de manera automática la acometida del lugar, para que ésta proporcione la energía necesaria, mientras la batería (15) sea cargada por medio del uso del sistema de generación de energía de la presente invención o por medio del panel solar (16) .

Para soporte del usuario, el sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida cuenta con un manubrio (10) que es fijo en la parte delantera ^' del cuadro de la bicicleta (1), un soporte de pecho (9) se encuentra frente a dicho manubrio (10) así como, al menos, dos agarraderas (8) que sirven de impulsores, para que el esfuerzo de pedaleo sea menor y facilite la obtención de energía eléctrica y/o mecánica; tanto el soporte de pecho (9) como las agarraderas (8) se encuentran fijas en el cuadro de la bicicleta ( 1 ) .

Por último en la parte trasera del cuadro de la bicicleta (1) justo arriba de la estrella de pedaleo (2), el sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, cuenta con un asiento (20) para que la persona que está haciendo uso del sistema, pueda sentarse mientras realiza el ejercicio necesario para poder generar energía eléctrica.

El cuadro de bicicleta (1) preferentemente es hueco, con la finalidad de que los cables de las instalaciones eléctricas del generador de energía (7), medidor de voltaje (11), el circuito electrónico regulador (12), el circuito electrónico controlador de carga (13) , y la batería (15) , se encuentren ocultos dentro de dicho cuadro de bicicleta (1) . De igual manera el poste (19), preferentemente es hueco para esconder los cables que van a la batería y el circuito electrónico controlador de carga (13) .

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

En pruebas experimentales a nivel laboratorio, reportan que el sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, genera torque suficiente para mover sistemas de molinos o bombeo y carga las baterías para alimentar iluminación y demandas de televisiones de baja potencia en determinados tiempos.

El sistema disminuye el consumo de la electricidad proveniente del sistema público de suministro con lo cual se reduce el consumo de combustibles fósiles y emisión de gases efecto invernadero a la atmósfera, si es utilizado en su flecha puede generar un par uniforme para diferentes aplicaciones.

El siguiente ejemplo ilustra una manera preferente, de cómo llevar a cabo la realización de la presente invención, por lo que no debe ser considerado como limitativo de la misma. Ejemplo 1. El sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, utilizado para producir energía eléctrica. El sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, comienza a generar energía una vez que la persona se sienta en el asiento (20), se sujeta del manubrio (10), de las agarraderas (8) y/o del soporte de pecho (9) , para posteriormente comenzar a pedalear con las extremidades inferiores en la estrella de pedaleo (2), para por medio de la cadena (17) se transmita la energía de la estrella de pedaleo (2) a la polea^ de inercia (3) para generar un movimiento circular, el cual se aumenta por medio de la polea de tracción (4) y a su vez, mueva la caja de engranes (5) y que está conectada al generador de energía (7) que gracias al movimiento circular se genera energía eléctrica que va directamente a la batería (15) para ser almacenada y utilizada en una casa habitación.

La batería (15) puede recibir energía eléctrica producida por el panel solar (16) que está montado sobre el poste (19) ubicado en la base (18) , que se encuentra en la parte posterior del cuadro de bicicleta (1) .

El voltaje producido se registra por el medidor de voltaje (11) y cuando hay una variación, el circuito electrónico regulador (12) se encargará de controlar y equilibrar el voltaje para posteriormente almacenarlo en la batería (15) .

Una vez que la batería (15) se encuentra totalmente cargada, el circuito electrónico controlador de carga (13) desconecta la batería (15) del generador de energía (7) y el panel solar (16) , con la finalidad de evitar una sobre carga de energía; y posteriormente el inversor de carga (14), convierte la corriente directa de la batería (15) en corriente alterna para posteriormente ser aprovechada. Ejemplo 2. El sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, utilizado para producir energía mecánica para mover un molino.

El sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, comienza a generar energía una vez que la persona se sienta en el asiento (20) , se sujeta del manubrio (10) , de las agarraderas (8) y/o del soporte de pecho (9), para posteriormente comenzar a pedalear con las extremidades inferiores en la estrella de pedaleo (2), para por medio de la cadena (17) se transmita la energía de la estrella de pedaleo (2) a la polea de inercia (3) para generar un movimiento circular, el cual se aumenta por medio de la polea de tracción (4) y a su vez, mueva el banco de poleas (6), el cual está conectado a una flecha; y al lado opuesto de la flecha se encuentra conectada al molino que va a recibir la energía mecánica para poder funcionar.

Ejemplo 3. El sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, conectado a la acometida de manera automática por falta de uso.

El sistema de generación de energía eléctrica a partir de fuerza muscular con control de conexión a acometida, al no ser utilizado, la batería (15) no recibe energía eléctrica para cargarse y en ese momento el circuito electrónico controlador de carga (13) activa la alarma para dar aviso que es necesario que se utilice dicho sistema de generación de energía para cargar la batería (15).

En caso de que no sea utilizado por el usuario para generar la energía necesaria; el circuito electrónico controlador de carga (13), conecta de manera automática la acometida del lugar, para que ésta proporcione la energía necesaria, mientras la batería (15) sea cargada por medio del uso del sistema de generación de energía de la presente invención o por medio del panel solar