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Articolo metodologico

Modificati drop test Torre di impatto per American Football Caschi

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DOI:

10.3791/53929

⸱

19 febbraio 2017

 ,  ,  ,  , 
1Agricultural and Biological Engineering, Mississippi State University, 2Center for Advanced Vehicular Systems, Mississippi State University, 3Rush Sport Medical, 4Mechanical Engineering, Mississippi State University

In questo articolo

Sommario

Questo articolo fornisce una nuova tecnica per valutare le caratteristiche prestazionali dei caschi da football americano includendo protezioni facciali durante i test di caduta standard NOCSAE. Inoltre, si propone di aggiungere altri due luoghi di impatto alla certificazione NOCSAE.

Abstract

Viene presentato un metodo di prova modificato del National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment (NOCSAE) per gli standard di test di impatto di caduta dei caschi da football americano che fornirebbe una migliore valutazione delle prestazioni di impatto di un casco sul campo includendo una protezione facciale sul casco. In questo studio, viene proposta una fusione degli standard di test per le protezioni facciali e per i caschi. La necessità di un approccio sistematico più robusto alle procedure di test dei caschi da calcio è sottolineata confrontando i risultati rappresentativi del criterio di lesione alla testa (HIC), dell'indice di gravità (SI) e dei valori di accelerazione di picco per diversi caschi in diverse posizioni del casco durante i test standard NOCSAE modificati della torre di caduta. In sostanza, questi risultati del test di caduta comparativo hanno rivelato che la protezione facciale aggiunge un vincolo cinematico di irrigidimento alla scocca che riduce l'assorbimento totale di energia. Gli attuali metodi di test standard NOCSAE possono essere migliorati per rappresentare i colpi del casco sul campo attaccando le protezioni facciali ai caschi e includendo due nuove posizioni di impatto del casco (Front Top e Front Top Boss). Il metodo di test del casco da calcio riportato fornisce una rappresentazione più accurata delle prestazioni di un casco e della sua capacità di mitigare gli impatti sul campo, promuovendo al contempo caschi da calcio più sicuri.

Introduzione

Motivazione
L'obiettivo principale di questo metodo di prova torre di caduta modificata è quello di rappresentare più da vicino l'impatto sul campo del sistema di casco da football americano e promuovere gli standard di sicurezza migliorate. Il metodo di prova comportato in grado di fornire le conoscenze di caschi risposta sistematica necessario per sviluppare in modo efficace una maggiore copricapo per la prevenzione commozione cerebrale. Il verificarsi di traumi ha costantemente afflitto sport di contatto, come il football americano. Nei soli Stati Uniti, commozioni cerebrali relative allo sport sono stati stimati a verificarsi da 1,6 a 3,8 milioni di volte ogni anno. 1 Un giocatore di calcio può avere più di 1.500 impatti testa ogni stagione. 2, 3 Mentre l'ampiezza della maggior parte degli impatti può essere sub-concussive, l'accumulo di questi impatti possono portare a danni cerebrali a lungo termine a causa di una malattia neurodegenerativa impatto indotto conosciuta come encefalopatia traumatica cronica (CTE). 4CTE è legata ad un accumulo di proteina tau nel cervello, con conseguente perdita di memoria, il comportamento e cambiamento di personalità, la sindrome di Parkinson, e di parola e anomalie dell'andatura che ha portato a volte al suicidio. 5 caschi di gioco del calcio hanno fatto alcuni progressi tecnologici negli ultimi 15 anni, ma i caschi più avanzati anche di oggi non completamente attenuare tutte le forze incidente sul casco e, di conseguenza, gli atleti ancora incorrere in traumi. Uno studio condotto da Bartsch et al. 6 ha mostrato che in molti casi la testa dosi di impatto e rischi di danni alla testa, mentre indossa i caschi Leatherhead epoca erano paragonabili a quelle di indossare i caschi 21 ° secolo ampiamente utilizzati, che illustrano la necessità di migliorare la progettazione e collaudo standard di caschi da football. In particolare, la certificazione NOCSAE 7 non richiede l'faceguard da inserire nei test di caduta per il casco. La rigidità aggiunte dalla tsi Faceguard collegato al casco cambierebbe drasticamente la risposta meccanica complessiva. Il presente studio comporta un metodo per fornire più robusti standard di sicurezza casco che sarebbe servita come una forza trainante per promuovere più sicuri i disegni del casco.

sfondo
Trauma cranico Metriche
Le esatte meccanismi biologici legati alla commozioni rimangono non identificati. Mentre molto lavoro è stato fatto nel tentativo di quantificare le tolleranze trauma cranico da varie metriche di pregiudizio, del disaccordo nella comunità biomedica per quanto riguarda questi criteri. Questi meccanismi di lesioni dovrebbero riguardare diversi soggetti: accelerazione lineare, l'accelerazione di rotazione, la durata dell'impatto, e impulso. 8, 9, 10, 11 Diversi criteri di lesione sono state utilizzate per definire uno sbattimento come misura di accelerazione lineare. La tolleranza Curve Wayne State (WSTC) 12, 13, 14 è stato sviluppato per predire frattura cranica per incidenti automobilistici durante un impatto frontale definendo un confine curva di soglia per l'accelerazione lineare rispetto durata dell'impatto. WSTC ha servito come le basi per altri criteri di lesione, come il Severity Index (SI) 11 e l'Head Injury Criterion (HIC), 15 che sono i due criteri più comunemente usati. Il SI e HIC sia misura di gravità impatto sulla base di integrali ponderati dei profili di accelerazione-tempo lineare. Mentre questi criteri definiscono soglie per accelerazione lineare, altri criteri sono stati proposti per spiegare l'accelerazione rotazionale, come l'indice testa d'urto alimentazione. 8, 10, 16 campioni di prova casco di oggi spesso utilizzano un criterio di lesioni sulla base dello Stato Wayne aLLERANZA Curve (cioè HIC o SI) o il criterio picco di accelerazione o in alcuni casi entrambi. Mentre alcune modifiche sono necessarie per aggiungere accelerazione angolare ai criteri di prestazione standard i criteri di accelerazione basata lineari rimangono dominante.

In questo studio, le metriche utilizzate per valutare la relativa sicurezza che ogni casco previsto sono stati i picchi risultanti accelerazioni, i valori SI e HIC. Di questi parametri solo il SI è utilizzato per la valutazione della corrente Comitato Operativo nazionale relativo alle norme sulle norme Athletic Equipment (NOCSAE) casco di calcio. Il SI si basa sulla seguente equazione,

figure-introduction-1 (1)

dove A è l'accelerazione di traslazione del centro di gravità (CG) della testa, e t è la durata di accelerazione. 11, 17 SI è stato calcolato in base tO standard NOCSAE 18, in cui il calcolo è limitato da una soglia del 4 G lungo la curva di accelerazione risultante. I valori HIC sono stati calcolati con la seguente equazione,

figure-introduction-2 (2)

dove a è l'accelerazione traslazionale del baricentro della testa, e T 1 e T 2 sono i tempi iniziale e finale, rispettivamente, l'intervallo in cui HIC raggiunge un valore massimo. Tutti i valori HIC calcolati in questo studio erano HIC 36, in cui la durata dell'intervallo di tempo è limitato a 36 ms.

NOCSAE Football Helmet Norme di prova
NOCSAE Panoramica
Nel 1969 NOCSAE è stata costituita per sviluppare standard di prestazione per American caschi da football / faceguards e altre attrezzature sportive, con l'obiettivo di ridurre le lesioni legate allo sport. 17 Le norme casco di calcio NOCSAE sono stati sviluppati dal Dr. Voigt Hodgson 9 della Wayne State University di ridurre le lesioni alla testa attraverso la definizione di requisiti per l'attenuazione dell'impatto e l'integrità strutturale per il calcio caschi / faceguards. Questi standard casco di calcio comprendono una prova di certificazione e procedure di ricertificazione annuale per caschi. Nel 2015, NOCSAE implementato un programma di garanzia di qualità che richiedono l'uso di uno specifico American National Standards Institute (ANSI) organismo accreditato per la certificazione casco.

Metodo di prova NOCSAE
Il NOCSAE Football Helmet standard non include la sperimentazione di caschi con faceguards come si chiede per la loro rimozione prima che si svolgono gocce casco. Le norme di prova NOCSAE casco 17 utilizzano un dispositivo di simulazione calo a due fili che si basa su gravità per accelerare il simulacro di testa e combinazione di casco alle velocità di impatto richiesti. La sagoma della testa NOCSAE è strumentato waccelerometri triassiali esima al baricentro. La combinazione simulacro di testa e il casco è poi sceso a velocità specifiche su un incudine acciaio rivestito con un tampone di 12,7 millimetri di spessore di gomma dura modulare elastomero Programmer (MEP). Al momento dell'impatto, l'accelerazione istantanea viene registrata e valori SI vengono calcolati. Questi valori SI vengono confrontati con un pass / fail criterio su una varietà di posizioni richieste impatto e velocità e due temperature, tra ambiente e impatti ad alta temperatura. Se il valore risultante SI per qualsiasi impatto supera la soglia, allora il casco non passerà il test.

Un metodo di prova standard separato viene utilizzato per la certificazione di calcio faceguard. Lo standard NOCSAE calcio faceguard include l'analisi strutturale integrità e valutando l'impatto sulle prestazioni di attenuazione del faceguard, sottogola, ed i loro sistemi di fissaggio. per superare la prova, senza contatto facciale e no me Ogni misurazione impatto deve essere inferiore a 1,200 SIfallimento meccanico di qualsiasi componente, come definito dal NOCSAE standard. 19

C'è un test proposto ulteriori NOCSAE (Linear Impactor (LI)) 20 che include il casco con la faceguard, ma non è appropriato per la certificazione calcio casco perché non può ammettere un effetto corona. Il LI utilizza un pistone pneumatico di impatto un casco posizionato su un simulacro di testa NOCSAE dotato di un ibrido III collo manichino montato su un tavolo cuscinetto lineare per indurre accelerazione angolare. Per questo motivo il test LI è un test supplementare al due fili NOCSAE procedura prova di caduta di corrente e non una sostituzione. 20, 21 invece delle prove di LI, si propone di aggiungere semplicemente altri due scenari per l'attuale procedura test di caduta a due fili.

Il metodo di prova standard per la certificazione NOCSAE di caschi da football attualmente comprende sei loca impatto prescrittozioni e un punto d'impatto casuale. Le posizioni d'impatto prescritte sono i seguenti: Anteriore (F), anteriore Boss (FB), laterale (S), posteriore (R), mozzo posteriore (RB), e superiore (T). La prova di impatto posizione casuale può selezionare una regione da qualsiasi punto all'interno dell'area di impatto accettabile definita del casco. Le posizioni di impatto per i nostri test torre NOCSAE goccia modificati comprendono la sostituzione delle sedi di impatto frontale e anteriore Boss definite in precedenza con quello che è stato nominato come il Fronte Top (FT) e le località di impatto frontale superiore Boss (FTB). Le nostre sedi anteriore superiore e anteriore Top Boss impatto sono identiche alle posizioni di impatto frontale e anteriore destro Boss della norma NOCSAE per Lacrosse caschi, che comprendono anche il faceguard per test di caduta. 22 Le posizioni di impatto calotta del casco, tra cui le posizioni anteriori e Front Boss sostituiti, sono descritte nella Figura 1. Inoltre, il metodo di prova casco modificata del nostro studio attuale comprende due IMPAC faceguardluoghi t che sono stati nominati il ​​Fronte FG e FG inferiore. I due impatti Maschere posizioni sono identiche alle posizioni di impatto richieste per gli attuali procedure di certificazione faceguard NOCSAE. Gli otto posizioni di impatto per le prove d'urto NOCSAE modificate del presente studio sono mostrati nella Figura 2.

figure-introduction-3
Figura 1: posizioni approssimative impatto per caschi da football. I sei attualmente richiesto NOCSAE posizioni di prova casco goccia impatto, frontale (F), anteriore Boss (FB), laterale (S), Top (T), posteriore (R), e mozzo posteriore (RB), e le due proposte di posizioni di impatto , anteriore superiore (FT), e Front Top Boss (FTB). Nota: il metodo di prova standard per NOCSAE copricapo protettivo non include frontale superiore e le posizioni di impatto frontale superiore Boss (indicato in rosso) e per questo studio si sostituiscono le posizioni di impatto frontale e anteriore Boss. (Immagine modificata da NOCSAE DOC. 001-13m15b)

figure-introduction-4
Figura 2: Modificato NOCSAE messa a punto test di caduta che mostra otto sedi di impatto. Fronte Superiore, Fronte Top Boss, laterale, Faceguard (FG) anteriore, posteriore, mozzo posteriore, superiore e inferiore Faceguard (FB). Nota: lo standard NOCSAE non include attaccamento faceguard e qui Fronte Top e Front Top Boss sostituire le posizioni standard di impatto frontale e anteriore Boss. (Immagine modificata da NOCSAE DOC. 002-11m12) Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

disegni casco hanno progressivamente cambiato negli ultimi dieci anni, considerando che le norme del casco di calcio NOCSAE non hanno mai incluso la faceguard con la hElmet nel valutare le specifiche di rendimento casco di calcio. Mentre, di recente una modifica è stata fatta per includere un pass / fail valore di 300 SI per il minimo impatto di velocità (3,46 m / s), il passaggio generale / fail limite di 1.200 SI non è cambiato dal 1997. 17 Prima del 1997, il NOCSAE utilizzato un 1500 SI pass / fail criterio. Hodgson et al. (1970) ha dimostrato che i valori SI superiori a 1.000 è un pericolo per la vita, mentre i valori SI su 540 hanno prodotto fratture del cranio lineari nei test non caschi impatto cadavere. 23 La maggior parte dei caschi da football moderne hanno dimostrato di passare ben al di sotto del limite di 1.200 SI, ma non tutti al di sotto 540 SI.

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Protocollo

Nota: Il protocollo per il metodo di prova presentato fa riferimento ai seguenti documenti NOCSAE (disponibili a http://nocsae.org/): NOCSAE DOC.002-13m13: "PRESTAZIONI STANDARD SPECIFICHE PER caschi da football di nuova produzione" 18. NOCSAE DOC.011-13m14d: "I produttori GUIDA REGOLAMENTARE di scelta del campione PRODOTTO PER PROVE NOCSAE standard" 24. NOCSAE DOC.087-12m14: "metodo standard di PROVA DI IMPATTO E PRESTAZIONI REQUISITI PER CALCIO FACEGUARDS" 25. NOCSAE DOC.100-96m14: "PROBLEMI E SOLUZIONI PER apparecchiature di prova e TEST DI IMPATTO" 26. NOCSAE DOC.101-00m14a: "PROCEDURE Apparecchi di taratura" 27

Impostazione 1. prova

  1. Costruire NOCSAE twin-wire assemblaggio goccia trasporto come definito nella sezione 15.1 del NOCSAE DOC. 001, 18 come illustrato in figura 5. verificare chetutti i componenti del gruppo siano ben fissati.
  2. Fissare la dimensione "grande" NOCSAE urto della testa al gruppo carrello goccia allineando il collare urto della testa con la posizione desiderata sul regolatore urto della testa dei rotatori e serrando la ghiera filettata testa di manichino.
    Nota: Se la testa del manichino nuovo o riparato, fare riferimento alla sezione 5 della NOCSAE DOC. 100. 26
  3. Fissare saldamente l'accelerometro triassiale alla piastra accelerometro situato al centro di gravità del simulacro di testa. Inserire l'accelerometro nel centro della piastra accelerometro allineando entrambi i fori nella accelerometro con i fori della piastra di accelerometro. L'utilizzo di un cacciavite a testa a brugola inserire entrambe le viti e stringere in senso orario fino a quando l'accelerometro è montato saldamente alla piastra accelerometro.
  4. Configurare il sistema di acquisizione dati secondo le specifiche del produttore. 28
    1. Connect i cavi per l'assemblaggio di acquisizione dati.
      1. Collegare il cavo accelerometro allo splitter coassiali a tre vie, quindi collegare un cavo coassiale a ciascuna uscita del divisore coassiale.
      2. Collegare l'estremità libera di ciascun cavo coassiale del tre vie splitter coassiale ad una porta di ingresso del sensore per i canali 1, 2, e 3 posto sul retro del modulo amplificatore.
      3. Collegare a cavi coassiali delle porte di uscita del modulo amplificatore (canali 1, 2 e 3) per le connessioni di ingresso sul lato anteriore del sistema di acquisizione dati (canali 1, 2, e 3, rispettivamente).
      4. Collegare l'estremità dividere del cavo RS-232 al connettore posteriore del sistema di acquisizione dati.
      5. Collegare il cavo restanti RS-232 per porta Com 1 del Personal Computer (PC).
    2. Accendere il Personal Computer (PC) ed effettuare il login.
    3. Scaricare e installare il software di sistema di acquisizione dati sul computer.
    4. Accendere il gruppo di acquisizione dati:Inserire in ogni presa di volt componenti 120 in una fonte di alimentazione, quindi capovolgere l'interruttore dell'amplificatore levetta in posizione "on".
    5. Fare doppio clic sull'icona del programma di acquisizione dati sul desktop per aprire il software.
    6. Osservare un prompt che chiede di controllare lo stato del modulo, fai clic su "sì".
    7. Caricare il file di configurazione di prova. Fare clic sulla scheda "Impostazioni", scorrere fino a "Apri" e poi selezionare "Setup Test".
      1. Sfoglia la directory del computer, individuare e selezionare il file di configurazione di prova con l'etichetta "NOCSAE1.TSF". Fai clic su "Carica".
    8. Inserire le informazioni sensore per gli accelerometri.
      1. Fare clic sull'icona Ingresso sensore di colore giallo per il canale 3 nel modulo attivo.
      2. Inserire il valore di calibrazione (mV / G) per l'accelerometro asse z nella casella di testo "CAL valore".
      3. Fare clic sul pulsante "PREV".
      4. Ripetere i punti 1.4.8.1 - 1.4.8.3 per l'accelerometro asse y (canale 2) e per °e x-asse accelerometro (canale 1).
      5. Fare clic sull'icona verde "Return" per uscire sensore.
    9. Fare clic sull'icona verde "Salva" e quindi il nome del programma di installazione di prova come "NOCSAE-Giove".
    10. Fai clic su "Salva".

2. Casco Preparazione

  1. Selezionare il modello di casco per la prova di impatto. Per la certificazione casco, selezionare i campioni per il test in base alle NOCSAE DOC.011. 24 Prova il campione secondo la Tabella 1 e come illustrato nelle figure 1 e 2.
  2. Selezionare faceguards corrispondenti per ogni modello casco selezionato. A differenza dello standard NOCSAE, effettuare le prove di impatto casco di base con il faceguard di base per le casco.
  3. Utilizzando un cacciavite a croce, fissare saldamente la faceguard corretta e tutto faceguard hardware specifico per ogni casco selezionato per il test. In contrasto con il meto test standard NOCSAEd, testare tutti i caschi con faceguards allegati.
  4. Caschi condizione nel temperature secondo la tabella 1, NOCSAE DOC. 002 7, e NOCSAE DOC.087 25 esponendoli a un ambiente di laboratorio o di camera ambientale. Condurre test casco calo iniziale a temperatura ambiente.
    1. Spostare caschi selezionati a un ambiente di laboratorio, 72 ° F, ± 5 ° F (22 ° C, ± 2 ° C), almeno 4 ore prima del test.
    2. Se sono stati condotti tutti gli impatti temperatura ambiente, esporre il casco alla temperatura condizionata, secondo la Tabella 1, per 4 ma non più di 24 ore. 7
      Nota: almeno due, ma non più di quattro posizioni di impatto che si traducono nella SI più alto registrato valori per le gocce di temperatura ambiente deve essere provato alle alte temperature.

3. Calibrazione

  1. Eseguire la Forma della testa di calibrazione: Ogni urto della testa deve essere calibrato prima della prova utilizzando l'accelerometro triassiale, 3 "MEP calibrazione pad e goccia posizioni / velocità individuati dalla relazione annuale NOCSAE taratura Pad qualificazione per quella specifica pad MEP calibrazione.
    1. Fissare in modo sicuro "pad 3 Calibrazione MEP al incudine utilizzando una chiave a brugola.
    2. Utilizzando il NOCSAE calibrazione Pad qualificazione relazione annuale, selezionare una posizione di impatto e la velocità d'impatto corrispondente.
    3. Utilizzando l'assemblaggio urto della testa dei rotatori e incudine guida di scorrimento, regolare simulacro di testa e incudine per l'orientamento impatto desiderato (frontale, laterale o superiore). Fare riferimento alla Tabella 1, appendice 2 del NOCSAE DOC. 001, 18 e NOCSAE DOC. 100. 26
      1. Rimuovere il bullone conico-loc dal gruppo urto della testa dei rotatori e orientare il regolatore urto della testa di allineare fori per viti nella posizione desiderata. Inserire e sicuro fasten il bullone conico-loc.
      2. Allentare l'anello di bloccaggio urto della testa filettata e ruotare la posizione urto della testa naso per l'orientamento desiderato. Serrare l'anello di bloccaggio urto della testa filettata.
      3. Allentare i bulloni della piastra-incudine due di base e far scorrere incudine fino al raggiungimento posizione impatto desiderato. Serrare i bulloni incudine Plate-base e assicurare tutti i collegamenti siano ben fissati.
    4. Fissare sistema di sgancio a goccia gruppo carrello. Sollevare il gruppo goccia carrello alla altezza del sistema di rilascio. Centrare il sistema di sgancio al suo punto di attacco sul gruppo calo del carrello poi capovolgere l'interruttore a levetta per il sistema di sgancio elettromagnetico in posizione "On".
    5. Sollevare rilasciare gruppo carrello all'altezza specifica determinata a raggiungere la velocità d'impatto desiderato. Nota: le altezze specifici possono variare per ogni sistema a causa delle variazioni di attrito. impatti aggiuntivi potrebbero dover essere condotta altezza variabile per garantire la velocità in entrata corretta è unchieved.
    6. Pronto il sistema di acquisizione dati per la registrazione di un evento (secondo produce specifiche 28).
      1. Caricare il file di configurazione di prova. Fare clic sulla scheda "Test", e quindi fare clic su "Collect dati".
      2. Sfoglia la directory del computer, individuare e selezionare il file di configurazione di prova con l'etichetta "NOCSAE-JoVE.TSF". Fai clic su "Carica".
      3. Fai clic su "OK".
      4. Digitare un "Descrizione" finestra di dialogo Descrizione di prova e quindi premere il tasto "Tab".
      5. Fornire un 5 carattere di test ID, digitare "JoVE1" e cliccare su "Continua".
      6. Fai clic su "Continua".
      7. Osservare la strumentazione riscaldamento in su. Una volta che il contatore ha raggiunto 15 s, fai clic su "Continua".
      8. Osservare il sistema esegue automaticamente la calibrazione dell'accelerometro. Quando tutte le caselle sono di colore verde, cliccare su "continua".
    7. Utilizzando il sistema di sblocco, far cadere il assembl carrozzay e attivare il sistema di acquisizione dati per registrare l'evento lanciando contemporaneamente entrambi gli interruttori a levetta si trova sulla scatola di controllo di alimentazione del sistema di rilascio.
    8. Calcolare e registrare il valore SI risultante. Assicurarsi che il risultato è di 1.200 SI ± 2%.
    9. Ripetere passaggi 3.4.2-3.4.8 fino risultati sono ottenuti per ciascuna delle tre posizioni sull'impatto previsti.
      Nota: i rilievi di taratura devono essere riqualificati ogni anno presso il laboratorio specificato da NOCSAE.
  2. Eseguire un controllo del sistema e mantenere i risultati. (vedere Sezione 18, NOCSAE DOC.001 18)

4. Procedura di test

  1. Eseguire un controllo del sistema e mantenere i risultati.
  2. Sostituire il pad MEP utilizzato per la calibrazione per il pad test di eurodeputato.
  3. Selezionare punto d'impatto e velocità per la prova in base alla tabella 1.
    Nota: Gli impatti devono essere condotte dalla velocità goccia più basso al più alto. impatti Temperatura ambiente Should essere condotta prima impatti condizionati.
  4. Regolare correttamente la posizione di orientamento simulacro di testa e incudine per raggiungere la posizione desiderata impatto, come illustrato nelle figure 1 e 2 e secondo la procedura descritta nella sezione 3.
  5. Selezionare casco per il test.
  6. Correttamente adattare il casco selezionato per la sagoma della testa secondo i produttori di caschi montaggio istruzioni e procedure NOCSAE. Regolare e fissare in modo sicuro i caschi sottogola alla sagoma della testa.
    Nota: A causa dei vincoli aggiuntivi del faceguard, una leggera applicazione di talco può essere di aiuto nel montaggio del casco alla sagoma della testa.
  7. Fissare sistema di sgancio meccanico a goccia gruppo carrello.
  8. Sollevare rilasciare gruppo carrello all'altezza specifica determinata a raggiungere la velocità d'impatto desiderato.
  9. Pronto il sistema di acquisizione dati per la registrazione di un evento. Ripetere i passaggi 3.4.1 tramite 3.4.8.
  10. Utilizzando il sistema di sgancio meccanico cadere il carriassemblaggio età e contemporaneamente attivano il sistema di acquisizione dati per registrare l'evento.
  11. Subito dopo l'impatto, record di SI, HIC, ed i risultati di picco di accelerazione.
  12. Confrontare i risultati registrati a pass / fail criteri. A differenza della NOCSAE standard, impostare un pass / fail valore di 700 SI per tutti 5,46, 4,88, 4,23 e gli impatti m / sec. Mantenere il pass / fail criterio del 300 SI per tutti gli impatti 3.46 m / sec.
  13. Ripetere i passaggi 4,3-4,11 finché i risultati sono ottenuti per tutti gli impatti richiesti.
    Nota: E 'accettabile per testare tutti i caschi per un determinato luogo di impatto prima di cambiare l'orientamento simulacro di testa e la posizione incudine.
  14. Eseguire un controllo del sistema al termine del test e mantenere risultati.
  15. La convalida dei dati: Confronto sistema controlla post-test pre-test e di garantire che ogni variazione è del 7% o meno.

figure-protocol-1
Tabella 1:casco da football matrice test di caduta mostrando impatti richieste di velocità di caduta (m / sec) e punto d'impatto. (Tabella modificata da NOCSAE DOC. 002-13m13) Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

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Risultati

Una dettagliata analisi quantitativa dei risultati per questa metodologia è stato presentato da Rush et al. (presentate) Una sintesi dei risultati e l'efficacia associata di una metodologia di test casco faceguard-shell accoppiato viene visualizzato nei risultati del test di caduta con Rawlings Quantum Inoltre, Riddell 360, Schutt Ion 4D, e caschi X2 Xenith come esempi. Ognuno di questi caschi (di dimensione "grande") con faceguards visualizzati risultati diversi, ris...

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Discussione

La metodologia riferito che le coppie NOCSAE prove di impatto casco di calcio e rilasciare faceguard offre una tecnica unica per valutare meglio le caratteristiche di prestazione dei moderni caschi da football. Le fasi più critiche per valutare questo meglio prestazione caratteristica moderni calcio caschi sono i seguenti: 1) impostare correttamente il dispositivo di prova meccanica; 2) condurre con precisione le procedure di calibrazione; e 3) fissare correttamente il casco / faceguard alla sagoma della testa.

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare il Center for Advanced Vehicular Systems (CAVS) della Mississippi State University per aver fornito strutture di test e il Rush Sports Medical di Meridian, Mississippi per il loro sostegno monetario.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Accelerometri triassiali PCBModello PCB 353B17
TDAS2 Sistema di acquisizione datiSistemi tecnici diversificati, Inc.TDAS2o una sorgente di corrente equivalente per il sistema di acquisizione dati
(amplificatore) Strumenti Dytran, Inc.4114B1O
equivalente Velocity gate e bandieraCADEXSB203O un velocimetro equivalente
Selezionato Football Helmet/Faceguard Assem.compreso il sottogola e la bulloneria
Chiave dinamometrica
Assemblaggio guida a doppio filo
Carrello di caduta SIRC1001
1/2" MEP Testing PadSIRC1006
1/8" Faceguard Testing PadSIRC1007
3" MEP Calibration PadSIRC1005Incluso il rapporto annuale di qualificazione del pad di calibrazione NOCSAE 3
/8" Tenditore a gancioSIRC1043Acciaio forgiato con un avvolgimento
da 6"Ditale in fune metallica da 1/8SIRC1044
1/8" Filo musicale a molla SIRC1045
1/8" Fune metallica, Bloccante per timone, bronzo SIRC1046
3/8" 16 x 3" Bullone a occhiello SIRC1041
3/8" Bullone a occhiello forgiatoSIRC1040
Motore di sollevamento CC ad angolo retto SIRC2000
Puleggia a gola singola (puleggia), 3 ¾ " SIRC2002
superioreSIRC2003
da 18 pollici SIRC2004
Staffa per canale per montaggio a parete, 4' x 1 5/8" Sistema2005
SIRC2006
, fune metallica, bobina da 20'SIRC2007
 Incudine SIRC2010
SIRC2011
Regolatore di forma della testa SIRC2012
Headform Rotator StemSIRC2013
Headform Threaded Lock RingSIRC2016
  Collare per la forma della testa Boccola2014
SIRC1803
Testa piccola SIRC1100
Testa media SIRC1101
Testa grande SIRC1102
Bullone conico Regolatore
velocità del motore CC (reversibile) SIRC2001
per la protezione del viso per misuratore di altezza Gamma di QD21000 a scatto fino a 200 pollici/lb minimo, precisione del 5% "Piastra di montaggio superiore Staffa per canale di sgancio meccanico SIRC Cavo di sollevamento Piastra di base dell'incudine in nylon SIRC di

Riferimenti

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