¿Cómo se utilizan los sensores de fuerza y par en los maniquíes de pruebas de choque?

Un maniquí de pruebas de choque, comúnmente conocido como maniquí de pruebas antropomórfico (ATD, por sus siglas en inglés), es un dispositivo de prueba automotriz de alta precisión que se utiliza para medir el potencial de lesiones humanas en choques de vehículos simulados. Simula las dimensiones, las proporciones de peso y las articulaciones de las articulaciones y las extremidades de un cuerpo humano durante una colisión de tráfico.

Los ATD están instrumentados con sensores de maniquí de pruebas de choque montados en las articulaciones y las extremidades del cuerpo principal. También están equipados con un sistema de adquisición de datos capaz de registrar la velocidad del impacto, el desplazamiento del pecho, las tasas de desaceleración y las fuerzas de alta frecuencia ejercidas sobre el maniquí de pruebas en varias instancias. Por ejemplo, el sensor en el torso de un maniquí de pruebas de choque registra la magnitud y la dirección de la fuerza neta que actúa sobre el maniquí. Los datos recopilados luego son utilizados por investigadores e ingenieros de pruebas para predecir lesiones en un choque y desarrollar vehículos más seguros y ergonómicos.

Antes del desarrollo de los maniquíes de pruebas de choque, se utilizaban cadáveres, animales y humanos vivos para probar las características de seguridad. A medida que los ingenieros aprendieron a equipar maniquíes con transductores para medir fuerza, aceleración, impacto y desplazamiento, comprendieron cómo podían predecir lesiones como fracturas de costillas, compresiones torácicas, conmociones cerebrales, huesos rotos, lesiones en músculos y tejidos blandos.

Un maniquí de pruebas de choque moderno tiene más de 200 sensores de fuerza, torsión y aceleración montados por todo el cuerpo.

¿Qué tipo de sensores se utilizan en los maniquíes de pruebas de choque?

Se emplean células de carga y sensores de fuerza y torsión multiaxiales en todo el cuerpo del maniquí de pruebas de choque. Están ubicados en la parte inferior del cuello, la espalda, los hombros, el abdomen, los nudillos de las manos, el pubis, la zona lumbar y el fémur.

Los sensores multiaxiales de fuerza y torsión miden simultáneamente la magnitud y la dirección de las fuerzas y las torsión en hasta 6 grados de libertad (DoF): tres fuerzas axiales perpendiculares (Fx, Fy, Fz) y torsión alrededor de estos mismos ejes (Mx, My, Mz). Los sensores multiaxiales convierten la fuerza y la torsión en diferentes partes del cuerpo durante un choque en señales eléctricas mensurables.

FUTEK ofrece una amplia selección de sensores de fuerza-torque listos para usar que son muy adecuados para aplicaciones de pruebas de choque. Los equipos de ingeniería multidisciplinarios internos de FUTEK también desarrollan sensores personalizados de vanguardia con geometrías, capacidades de rendimiento y salidas únicas para adaptarse a los requisitos de su aplicación. Los sensores de prueba de choque de fuerza-torque de FUTEK cumplen con los procedimientos de prueba de choque y requisitos de seguridad FMVSS 208 de la NHTSA.