Name: Testes de queda Torre de impacto modificadas para American Football Helmets (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 8 s
Description: Aprenda a realizar testes de queda em torre modificados para capacetes de futebol americano usando o conjunto de carruagem NOCSAE. Este método avalia a segurança com inclusão de faceguards para prevenção de concussões.

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Os autores gostariam de agradecer ao Centro de Sistemas Veiculares Avançados (CAVS) da Universidade Estadual do Mississippi por fornecer instalações de teste e à Rush Sports Medical de Meridian, Mississippi, por seu apoio monetário.

Nota: O protocolo para o método de ensaio apresentado refere-se os seguintes documentos NOCSAE (disponível em http://nocsae.org/): NOCSAE DOC.002-13m13: "especificação de desempenho PADRÃO PARA capacetes de futebol recentemente fabricadas" 18. NOCSAE DOC.011-13m14d: "Os fabricantes de guia de procedimentos para seleção da amostra PRODUTO PARA ENSAIO DE NOCSAE padrões" 24. NOCSAE DOC.087-12m14: "método padrão de TESTE DE IMPACTO E REQUISITO DE DESEMPENHO PARA O FUTEBOL FACEGUARDS" 25. NOCSAE DOC.100-96m14: "GUIA DE SOLUÇÃO DE PROBLEMAS PARA EQUIPAMENTOS DE TESTE E IMPACTO TESTE" 26. NOCSAE DOC.101-00m14a: "procedimentos de calibração de equipamentos" 27 Configuração 1. Teste <ol><li> Construir NOCSAE twin-wire montagem queda de transporte como definido na Cláusula 15.1 do NOCSAE DOC. 001, 18 conforme representado na Figura 5. Verifique setodos os componentes do conjunto estão bem presos. </li><li> Anexar o tamanho "grande" NOCSAE falsa cabeça ao conjunto do carro queda, alinhando a gola falsa cabeça com a posição desejada no ajustador Cabeça de rotator, e reforçando o Cabeça de rosca anel de trava. Nota: Se o simulador da cabeça é novo ou reparado, consulte a Seção 5 de NOCSAE DOC. 100. 26 </li><li> Fixar firmemente o acelerômetro triaxial à placa acelerômetro localizado no centro de gravidade do simulador da cabeça. Colocar o acelerómetro no centro da placa de acelerómetro alinhar ambos os orifícios na acelerómetro com os furos na placa de acelerómetro. Usando uma chave de fenda Allen inserir dois parafusos e aperte-os no sentido horário até que o acelerômetro é montado firmemente à placa acelerômetro. </li><li> Configurar o sistema de aquisição de dados de acordo com as especificações do fabricante. 28 <ol><li> Connect os cabos para a montagem de aquisição de dados. <ol><li> Conecte o cabo acelerômetro para três vias divisor coaxial, em seguida, conectar um cabo coaxial a cada saída do divisor coaxial. </li><li> Ligar a extremidade livre de cada cabo coaxial a partir de três vias divisor coaxial a uma porta de entrada do sensor para os canais 1, 2, e 3 localizado na parte posterior do módulo de amplificador. </li><li> Conecte um cabo coaxial a partir dos portos do módulo amplificador (canais 1, 2 e 3) para conexões de entrada na parte frontal do sistema de aquisição de dados (canais 1, 2 e 3, respectivamente) de saída. </li><li> Ligue a extremidade dividida do cabo RS-232 ao conector de trás do sistema de aquisição de dados. </li><li> Ligue o cabo restantes RS-232 para porta Com 1 do computador pessoal (PC). </li></ol></li><li> Ligue o computador pessoal (PC) e login. </li><li> Baixe e instale o software do sistema de aquisição de dados para o computador. </li><li> Ligue o conjunto de aquisição de dados:Ligue cada tomada volt componentes 120 em uma fonte de energia, em seguida, virar a chave amplificador alternância para a posição "on". </li><li> Clique duas vezes no ícone do programa de aquisição de dados localizado na área de trabalho para abrir o software. </li><li> Observar um prompt pedindo para verificar o status do módulo, clique em "sim". </li><li> Carregar o arquivo de configuração de teste. Clique na aba "Configuração", desça até "Open" e selecione "Configuração de teste". <ol><li> Navegue na lista de computador, localize e selecione o arquivo de configuração de teste marcado "NOCSAE1.TSF". Clique em "Load". </li></ol></li><li> Insira as informações do sensor para os acelerômetros. <ol><li> Clique no ícone do Input Sensor amarelo para o canal 3 no Módulo ativo. </li><li> Insira o valor de calibração (mV / G) para o acelerômetro eixo z na caixa de texto "CAL valor". </li><li> Clique no botão "PREV". </li><li> Repita os passos 1.4.8.1 - 1.4.8.3 para o acelerômetro eixo y (canal 2) e para the eixo-x acelerómetro (canal 1). </li><li> Clique no ícone verde "Return" para sair do sensor. </li></ol></li><li> Clique no ícone verde "Save" e nomeie a Configuração do teste como "NOCSAE-JoVE". </li><li> Clique em "salvar". </li></ol></li></ol> 2. Capacete de Preparação <ol><li> Selecione o modelo de capacete para testes de impacto. Para obter a certificação do capacete, selecione amostras para testes de acordo com NOCSAE DOC.011. 24 Testar a amostra de acordo com a Tabela 1 e como representado nas Figuras 1 e 2. </li><li> Selecione faceguards correspondentes para cada modelo de capacete selecionado. Diferindo do padrão NOCSAE, realizar testes de impacto capacete de base com o faceguard linha de base para tal capacete. </li><li> Usando uma chave de fenda Philips, fixar firmemente o faceguard correto e todo o hardware específico faceguard a cada capacete selecionados para o teste. Em contraste com o teste padrão meto NOCSAEd, testar todos os capacetes com faceguards anexados. </li><li> Capacetes condição no temperaturas de acordo com a Tabela 1, NOCSAE DOC. 002 7 e NOCSAE DOC.087 25, expondo-os a um ambiente de laboratório ou câmara ambiental. Realizar testes capacete queda inicial à temperatura ambiente. <ol><li> Mover capacetes seleccionados a um ambiente de laboratório, 72 ° F, ± 5 ° F (22 ° C, ± 2 ° C), pelo menos 4 horas antes do teste. </li><li> Se todos os impactos de temperatura ambiente foram conduzidos, expor o capacete e a temperatura de ar, de acordo com a Tabela 1, para 4, mas não mais do que 24 horas. 7 Nota: Pelo menos dois, mas não mais do que quatro locais de impacto que resultam na SI mais alta registrada valoriza as quedas de temperatura ambiente será testado a altas temperaturas. </li></ol></li></ol> 3. Calibração <ol><li> Execute Cabeça de calibração: Cada cabeça deve ser calibrado antes do teste usando o acelerômetro triaxial, locais 3 "almofada calibração MEP e soltar / velocidades identificados pelo relatório anual NOCSAE Calibração Pad Qualificação para esse bloco de calibração MEP específico. <ol><li> Fixe com segurança 3 "Calibração MEP pad para a bigorna usando uma chave Allen. </li><li> Usando o NOCSAE Calibração Pad Qualificação relatório anual, selecionar um local de impacto ea velocidade de impacto correspondente. </li><li> Usando o conjunto do simulador da cabeça rotador e ferroviário guia de bigorna, ajuste falsa cabeça e bigorna para a orientação impacto desejado (frente, lateral ou superior). Consulte a Tabela 1, Anexo 2 do NOCSAE DOC. 001, 18 e NOCSAE DOC. 100. 26 <ol><li> Retire o parafuso cone-loc do conjunto do simulador da cabeça rotador e orientar o ajustador falsa cabeça para alinhar bolt-buracos para a posição desejada. Inserir e segura faSten o parafuso cone-loc. </li><li> Solte o Cabeça de rosca anel de trava e gire a posição falsa cabeça nariz para a orientação necessária. Aperte bem a falsa cabeça enfiada anel de trava. </li><li> Soltar os parafusos da placa-bigorna duas bases e deslize bigorna até local de impacto desejado seja alcançado. Apertar os parafusos de base bigorna placa- e assegurar todas as ligações estão bem apertados. </li></ol></li><li> Anexar sistema de liberação para soltar conjunto do carro. Levante o conjunto gota carro para a altura do sistema de liberação. Centralizar o sistema de liberação ao seu ponto de fixação no conjunto gota transporte, em seguida, ligar o interruptor de alternância para o sistema de liberação eletromagnética à posição "On". </li><li> Levante cair conjunto de carro à altura específica determinada para atingir a velocidade de impacto desejado. Nota: alturas específicas podem variar para cada sistema, devido às variações de atrito. impactos adicionais podem precisar de ser realizada variando a altura para garantir a velocidade de entrada é uma correctachieved. </li><li> Pronto o sistema de aquisição de dados para registrar um evento (de acordo com as especificações fabrica 28). <ol><li> Carregar o arquivo de configuração de teste. Clique na guia "Test" e clique em "Recolha de dados". </li><li> Navegue na lista de computador, localize e selecione o arquivo de configuração de teste marcado "NOCSAE-JoVE.TSF". Clique em "Load". </li><li> Clique em "OK". </li><li> Escreva uma caixa de diálogo descrição do teste "Descrição" e pressione a tecla "Tab". </li><li> Fornecer um ID de teste de 5 caracteres, digite "JoVE1" e clique em "Continuar". </li><li> Clique em "Continuar". </li><li> Observe a instrumentação aquecendo. Quando o contador chegou a 15 s, clique em "Continuar". </li><li> Observar o sistema executar automaticamente a calibração acelerômetro. Uma vez que todas as caixas são de cor verde, clique em "continuar". </li></ol></li><li> Usando o sistema de liberação, soltar o assembl transportey e acionar o sistema de aquisição de dados para registrar o evento lançando simultaneamente os dois interruptores localizados na caixa de controle de potência do sistema de liberação. </li><li> Calcular e registrar o valor SI resultante. Certifique-se o resultado é 1.200 SI ± 2%. </li><li> Repetir passos 3.4.2-3.4.8 até que os resultados são obtidos para cada um dos três locais de impacto requerida. Nota: almofadas de calibração devem ser requalificados anualmente no laboratório por NOCSAE. </li></ol></li><li> Executar uma verificação do sistema e manter os resultados. (ver ponto 18, NOCSAE DOC.001 18) </li></ol> 4. Procedimento de teste <ol><li> Executar uma verificação do sistema e manter os resultados. </li><li> Trocar a almofada MEP utilizado para a calibração para o bloco de teste MEP. </li><li> Escolha um ponto de impacto e velocidade para testar de acordo com a Tabela 1. Nota: Impactos deve ser realizado a partir de menor velocidade de queda para o mais alto. impactos de temperatura ambiente should ser realizada antes impactos condicionados. </li><li> Adequadamente ajustar a posição de orientação simulador da cabeça e da bigorna para atingir o ponto de impacto desejado, tal como representado nas Figuras 1 e 2 e de acordo com os passos na secção 3. </li><li> Selecione capacete para testes. </li><li> Corretamente caber o capacete selecionado para o simulador da cabeça de acordo com os fabricantes de capacetes montagem instruções e procedimentos NOCSAE. Ajustar e fixar firmemente os capacetes chinstrap ao simulador da cabeça. Nota: Devido às limitações adicionais do faceguard, uma leve aplicação de pó de talco pode ajudar na montagem do capacete para o simulador da cabeça. </li><li> Anexar sistema de liberação mecânica para soltar conjunto do carro. </li><li> Levante cair conjunto de carro à altura específica determinada para atingir a velocidade de impacto desejado. </li><li> Pronto o sistema de aquisição de dados para registrar um evento. Repita os passos 3.4.1 através de 3.4.8. </li><li> Usando o sistema de liberação mecânica soltar o carriconjunto de idade e, simultaneamente, accionar o sistema de aquisição de dados para gravar o evento. </li><li> Imediatamente após o impacto, ficha SI, HIC, e os resultados de aceleração de pico. </li><li> Compare os resultados registrados para aprovação / reprovação critérios. Diferentemente da NOCSAE Padrão, definir uma aprovação / reprovação valor de 700 SI para todos 5.46, 4.88 e 4.23 impactos m / seg. Manter a aprovação / reprovação critério de 300 SI para todos os 3,46 impactos m / seg. </li><li> Repita os passos 4,3-4,11 até que os resultados são obtidos para todos os efeitos requeridos. Nota: É aceitável para testar todos os capacetes para um determinado local de impacto antes de mudar a orientação simulador da cabeça ea posição bigorna. </li><li> Executar uma verificação do sistema após a conclusão do teste e manter os resultados. </li><li> validação de dados: Compare pré-teste e verificações do sistema pós-teste e assegurar que qualquer variação é de 7% ou menos. </li></ol><img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/53929/53929table1.jpg"> Tabela 1:matriz de teste de queda capacete de futebol mostrando impactos exigidos pela velocidade de queda (m / s) e local de impacto. (Tabela modificado a partir NOCSAE DOC. 002-13m13) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53929/53929table1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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Os autores não têm nada a divulgar.

A metodologia relatou que os casais NOCSAE testes de impacto capacete de futebol e soltar faceguard oferece uma técnica única para avaliar melhores características dos capacetes de futebol modernos de desempenho. Os passos mais críticos para avaliar isso melhor característica dos capacetes de futebol modernos desempenho são as seguintes: 1) A configuração correta do dispositivo de teste mecânico; 2) a realização de procedimentos de calibração com precisão; e 3) fixar adequadamente o capacete / faceguard ao simulador da ...

Motivação O principal objectivo deste método de ensaio torre de queda modificado é representar mais de perto os impactos sobre-campo do sistema Capacete de futebol americano e promover padrões de segurança aprimorados. O método de teste implicava pode fornecer o conhecimento de capacetes de resposta sistemática necessária para desenvolver eficazmente chapelaria melhorada para prevenção de concussão. A ocorrência de abalos tem persistentemente atormentado esportes de contato, como futebol americano. Nos Estados Unidos sozinho, concussões relacionadas com o desporto foram estimados para ocorrer de 1,6 a 3,8 milhões de vezes a cada ano. 1 Um jogador de futebol pode ter mais de 1.500 impactos na cabeça a cada temporada. 2, 3 Embora a magnitude da maioria dos impactos podem ser sub-concussive, a acumulação destes impactos pode levar a danos cerebrais de longo prazo devido a uma doença neurodegenerativa impacto induzida conhecida como encefalopatia traumática crônica (CTE). 4CTE está ligada a um acúmulo da proteína tau no cérebro, levando à perda de memória, comportamento e mudança de personalidade, síndrome de Parkinson, e fala e anormalidades da marcha que às vezes tem levado ao suicídio. 5 Capacetes de futebol fizeram alguns avanços tecnológicos nos últimos 15 anos, mas os capacetes mais avançados, mesmo de hoje não mitigar completamente todas as forças incidentes sobre o capacete e, portanto, os atletas ainda incorrer concussões. Um estudo conduzido por Bartsch et al. 6 mostraram que, em muitos casos, a cabeça doses de impacto e os riscos de lesões na cabeça, enquanto usando capacetes leatherhead do vintage foram comparáveis aos vestindo as 21 capacetes amplamente utilizados do século XXI, que ilustram a necessidade de melhoria nos padrões de projeto e teste de capacetes de futebol. Em particular, a certificação NOCSAE 7 não exige a faceguard para ser incluído nos testes de queda para o capacete. A rigidez adicionado a partir de tele Viseira ligado ao capacete mudaria dramaticamente a resposta mecânica geral. O presente estudo envolve um método para fornecer mais robustas normas de segurança capacete que serviriam como uma força motriz para promover projetos mais seguros capacete. fundo Head Injury Metrics Os mecanismos biológicos exatos relacionados ao concussões permanecem não identificados. Enquanto muito trabalho tem sido feito na tentativa de quantificar tolerâncias lesão na cabeça em várias métricas de lesão, o desacordo tem surgido na comunidade biomédica em relação a estes critérios. Estes mecanismos de lesão devem se relacionar com várias entidades: aceleração linear, aceleração de rotação, a duração do impacto e impulso. 8, 9, 10, 11 Vários critérios de prejuízo foram utilizados para definir uma concussão como uma medida de aceleração linear. A Curva de Tolerância Wayne State (WSTC) 12, 13, 14 foi desenvolvido para prever fratura de crânio para colisões de automóveis em caso de colisão frontal, definindo um limite curva de gatilho para a aceleração linear em relação a duração do impacto. WSTC tem servido como as bases de outros critérios de lesão, como o Índice de Severidade (SI) 11 eo critério Head Injury (HIC), 15, que são os dois critérios mais usados. O SI e HIC tanto gravidade impacto medida baseada no integrais ponderados dos perfis em tempo de aceleração linear. Enquanto estes critérios de definir limites para a aceleração linear, outros critérios foram propostos para explicar a aceleração de rotação, tais como o índice de Cabeça força de impacto. 8, 10, 16 padrões de teste capacete de hoje costumam usar um critério de lesões com base na Wayne State ParaCurva lerance (ou seja, HIC ou Si) ou o critério de pico de aceleração ou em alguns casos, ambos. Enquanto algumas modificações são necessárias para adicionar aceleração angular com os critérios de desempenho padrão, os critérios baseados em aceleração linear permanecer dominante. Neste estudo, as métricas usadas para avaliar a segurança relativa que cada capacete fornecidos eram os picos resultantes acelerações, valores SI, e HIC. Dessas métricas apenas o SI é usado para avaliação na atual Comitê Operacional Nacional sobre Padrões para padrões Athletic Equipment (NOCSAE) capacete de futebol. O SI é baseado na seguinte equação, <img alt="equação 1" src="/files/ftp_upload/53929/53929eq1.jpg" width="100"> (1) em que A é a aceleração de translação do centro de gravidade (CG) da cabeça, e T é a duração de aceleração. 11, 17 SI foi calculado de acordo com tO padrões NOCSAE 18, em que o cálculo é limitada por um limiar de 4 L ao longo da curva de aceleração resultante. Os valores de HIC foram calculados pela seguinte equação, <img alt="equação 1" src="/files/ftp_upload/53929/53929eq2.jpg" width="325"> (2) onde a é a aceleração de translação do centro de gravidade da cabeça, e T 1 e T 2 são os tempos inicial e final, respectivamente, do intervalo em que HIC atinge um valor máximo. Todos os valores de HIC calculado neste estudo foram de HIC 36, em que a duração do intervalo de tempo é limitado a 36 ms. NOCSAE Futebol padrões de teste Capacete NOCSAE Overview Em 1969 NOCSAE foi criada para desenvolver padrões de desempenho para capacetes de futebol / faceguards e outros equipamentos esportivos americana com o objetivo de reduzir lesões relacionadas ao esporte. 17 Os padrões de capacete de futebol NOCSAE foram desenvolvidos pelo Dr. Voigt Hodgson 9 de Wayne State University para reduzir as lesões na cabeça, estabelecendo requisitos para a atenuação do impacto e integridade estrutural para o futebol capacetes / faceguards. Estas normas capacete de futebol incluem um teste de certificação e os procedimentos de recertificação anuais para capacetes. Em 2015, NOCSAE implementado um programa de garantia de qualidade que exige o uso de um instituto específico American National Standards (ANSI) organismo acreditado para a certificação do capacete. Método de Teste NOCSAE O NOCSAE Capacete de Futebol Norma não incluir o ensaio de capacetes com faceguards como ele chama para a sua remoção antes gotas capacete são conduzidas. Os padrões de teste capacete NOCSAE 17 utilizam um pêndulo queda twin-fio que se baseia na gravidade para acelerar o simulador da cabeça e combinação de capacete para as velocidades de impacto necessários. O simulador da cabeça NOCSAE é instrumentado wacelerômetros triaxiais om no centro de gravidade. A combinação falsa cabeça e capacete é então caiu em velocidades específicas sobre uma bigorna de aço coberta com uma almofada de 12,7 mm de espessura de borracha dura Modular Elastomer Programmer (MEP). Com o impacto, a aceleração instantânea é registado e os valores de SI são calculados. Estes valores SI são comparadas com uma aprovação / reprovação critério sobre uma variedade de locais necessários impacto e velocidades e duas temperaturas, incluindo ambiente e impactos de alta temperatura. Se o valor SI resultante para qualquer impacto viola o limite, então o capacete não vai passar no teste. Um método de teste padrão separado é usado para a certificação de futebol faceguard. O padrão NOCSAE faceguard futebol inclui análise estrutural integridade, bem como avaliar o desempenho de atenuação do impacto do faceguard, barbicha e os seus sistemas de fixação. Cada medição do impacto deve ser inferior a 1.200 SI para passar no teste, sem contato facial e não mefalha mecânica de um componente, tal como definido pela Norma NOCSAE. 19 Há um teste NOCSAE adicional proposto (Linear Impactor (LI)) 20, que inclui o capacete com o faceguard, mas não é adequado para a certificação do capacete de futebol, porque ele não pode admitir um impacto coroa. O LI utiliza um macaco pneumático para um capacete de impacto posicionada em uma falsa cabeça NOCSAE equipado com um pescoço manequim híbrido III montado sobre uma mesa de rolamento linear a fim de induzir a aceleração angular. Por esta razão, o teste LI é um teste adicional para o procedimento de teste de queda de corrente twin-wire NOCSAE e não uma substituição. 20, 21 Em vez de os testes LI, propomos simplesmente adicionar mais dois cenários com o actual procedimento de teste de queda twin-fio. O método de teste padrão NOCSAE para a certificação dos capacetes de futebol atualmente inclui seis loca impacte prescritoções e um local de impacto aleatória. Os locais de colisão previstos incluem o seguinte: Frente (F), chefe frontal (FB), Side (S), Traseira (R), chefe traseira (RB) e Top (T). O teste de localização impacto aleatória pode selecionar uma região a partir de qualquer ponto dentro da área de impacto aceitável definido do capacete. Os locais de impacto para os nossos testes torre NOCSAE gota modificados incluem substituir os locais de impacto frontal e chefe Frente previamente definidos com o que foi nomeado como a Frente Top (FT) e os locais de impacto frontal Top Boss (FTB). Nossos locais de impacto frontal superior e frontal Chefe superior são idênticos aos locais de impacto frontal e direito do chefe Frente da norma NOCSAE para capacetes do Lacrosse, que incluem também o faceguard para testes de queda. 22 Os locais de impacto capacete shell, incluindo os locais da frente e chefe Frente substituídos, estão representados na Figura 1. Além disso, o método de ensaio capacete modificada do nosso presente estudo inclui dois IMPAC faceguardlocalizações t que foram nomeadas a Frente FG e FG inferior. Os dois impactos locais Viseira são idênticos aos locais de impacto necessários para os actuais procedimentos de certificação faceguard NOCSAE. Os oito locais de impacto para os ensaios de impacto NOCSAE modificadas do presente estudo são mostrados na Figura 2. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/53929/53929fig1.jpg"> Figura 1: locais de impacto aproximado para capacetes de futebol. Os seis actualmente exigida locais NOCSAE capacete teste de queda de impacto, frente (F), Front Boss (FB), laterais (S), Top (T), fundos (R), e do chefe traseira (RB), e os dois locais de impacto propostas , Front Top (FT), e Front Top Boss (FTB). Nota: o método de teste padrão NOCSAE para capacetes de protecção não inclui frontal superior e os locais de impacto frontal Chefe superior (indicada no texto vermelho) e para este estudo que substituem os locais de impacto frontal e chefe Frente. (Imagem modificado a partir NOCSAE DOC. 001-13m15b) <ahref target='"_' blank clique aqui para ver uma vers maior desta figura.><img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53929/53929fig2.jpg"> Figura 2: Modificado configuração de teste de queda NOCSAE mostrando oito locais de impacto. Frente Top, Front Top Boss, Side, Viseira (FG) dianteira, traseira, chefe Traseira, Superior e Inferior Viseira (FB). Nota: o padrão NOCSAE não inclui anexo faceguard e aqui frontal superior e frontal Chefe superior substituir os locais de impacto padrão da frente e chefe Frente. (Imagem modificado a partir NOCSAE DOC. 002-11m12) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53929/53929fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> designs de capacete mudaram progressivamente na última década, que as normas de capacete de futebol NOCSAE nunca incluiu a faceguard com o hELMET para avaliar as especificações de desempenho capacete de futebol. Embora, recentemente uma alteração foi feita para incluir um passe valor de 300 SI para os mais baixos impactos velocidade (3,46 m / s), o passe geral / falham limite de 1.200 SI / falha não mudou desde 1997. 17 Antes de 1997, o NOCSAE usou um 1500 SI aprovação / reprovação critério. Hodgson et ai. (1970) mostrou que os valores SI superior a 1.000 é um perigo para a vida, enquanto os valores de SI de 540 produziram fraturas no crânio lineares nos testes de impacto de cadáveres não-capacete. 23 A maioria dos modernos capacetes de futebol têm mostrado que passar bem abaixo do limite de 1.200 SI, mas não todos abaixo de 540 SI. </ahref>

<table><tbody><tr><td>Acelerômetros Triaxiais PCB</td><td></td><td>Modelo 353B17</td><td></td></tr><tr><td>TDAS2 Sistema de Aquisição de Dados</td><td>Sistemas Técnicos Diversificados, Inc.&nbsp;</td><td>TDAS2</td><td>Ou um Sistema de Aquisição de Dados equivalente</td></tr><tr><td>Fonte de Corrente (Amplificador)&nbsp;</td><td>Instrumentos Dytran, Inc.</td><td>4114B1</td><td>Ou</td></tr><tr><td>equivalente Portão de velocidade e bandeira</td><td>CADEX</td><td>SB203</td><td>Ou um velocímetro equivalente</td></tr><tr><td>Capacete(s)/faceguard assem.</td><td></td> incluindo hardware <td></td><td>de cinta de queixo e protetor facial</td></tr><tr><td>Medidor</td><td></td><td></td><td></td>de Altura</tr><tr><td>Chave de torque</td><td>Snap-on</td><td>QD21000</td><td>alcance mínimo de 200 in/lb, precisão de 5%,</td></tr> <tr><td>precisão<forte>Conjunto de Guia de Fio Duplo</forte>Carro de</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>queda&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>1001</td><td></td></tr><tr><td>Almofada de teste MEP de 1/2"</td><td>SIRC</td><td>1006</td><td></td></tr><tr><td>Almofada de teste de proteção facial de 1/8"</td><td>SIRC</td><td>1007</td><td></td></tr><tr><td>Almofada de calibração MEP de 3</td>" <td>SIRC</td><td>1005</td><td>incluindo relatório anual de qualificação da almofada de calibração NOCSAE</td></tr><tr><td>Esticador de gancho de 3/8"</td><td>SIRC</td><td>1043</td><td>Aço forjado com um recolhimento</td></tr> <tr><td>de 6"Dedal de Cabo de Aço de 1/8"&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>1044</td><td></td></tr><tr><td>1/8" Fio de Música de Mola&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>1045</td><td></td></tr><tr><td>1/8" Corda de Aço, Grampo de Corda de Timão, Bronze&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>1046</td><td></td></tr><tr><td>3/8" 16 x 3" Parafuso de Olho&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>1041</td><td></td></tr><tr><td>3/8" Parafuso de Olho Forjado</td><td>SIRC</td><td>1040</td><td></td></tr> Motor <tr><td>de Talha DC em Ângulo Reto&nbsp;</td><td>Polia de</td> Sulco Único SIRC <td>2000</td><td></td></tr><tr><td>(Polia), 3 &frac34; "&nbsp;</td><td>Placa de</td> Montagem Superior SIRC <td>2002</td><td></td></tr><tr><td></td><td>SIRC</td><td>2003</td><td></td></tr><tr><td>Suporte de Canal Superior de 18"&nbsp;</td>Suporte de Canal de Montagem na Parede <td>SIRC</td><td>2004</td><td></td></tr><tr><td>, 4' x 1 5/8"&nbsp;</td><td>Sistema</td> de Liberação Mecânica SIRC <td>2005</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Cabo de Elevação SIRC</td><td>2006</td><td></td></tr><tr><td>, Cabo de Aço, Bobina de 20'&nbsp;</td>Placa de Base de Bigorna <td>SIRC</td><td>2007</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Bigorna SIRC</td><td>2010</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Ajustador de Cabeça SIRC</td><td>2011</td><td></td></tr><tr><td></td><td>SIRC</td><td>2012</td><td></td></tr><tr><td>Haste Rotadora de Forma de Cabeça</td><td>SIRC</td><td>2013</td><td></td></tr><tr><td>Anel de Trava Roscado de Forma de Cabeça</td><td>SIRC</td><td>2016</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp; Colarinho em forma de cabeça&nbsp;</td><td>Bucha de Nylon SIRC</td><td>2014</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>1803</td><td></td></tr><tr><td>Forma de Cabeça Pequena&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>1100</td><td></td></tr><tr><td>Cabeça de Cabeça Média&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>1101</td><td></td></tr><tr><td>Cabeça Grande SIRC</td><td></td><td>1102</td><td></td></tr> Controlador de Velocidade do Motor DC <tr><td>de Parafuso</td><td></td><td></td><td></td>Taper-Loc</tr><tr><td>(Reversível)&nbsp;</td><td>SIRC</td><td>2001</td><td></td></tr></tbody></table>

testes de queda torre de impacto modificadas para american football helmets

Modified Drop Tower Impact Tests for American Football Helmets

Um método de teste modificado do Comitê Operacional Nacional de Padrões para Equipamentos Esportivos (NOCSAE) para padrões de teste de impacto de queda de capacete de futebol americano é apresentado que forneceria uma melhor avaliação do desempenho de impacto em campo de um capacete, incluindo um protetor facial no capacete. Neste estudo, é proposta uma fusão de padrões de teste de protetor facial e capacete. A necessidade de uma abordagem sistemática mais robusta para os procedimentos de teste de capacete de futebol é enfatizada comparando os resultados representativos do Critério de Lesão na Cabeça (HIC), Índice de Gravidade (SI) e valores de aceleração de pico para diferentes capacetes em diferentes locais de capacete sob testes de torre de queda padrão NOCSAE modificados. Essencialmente, esses resultados comparativos do teste de queda revelaram que o protetor facial adiciona uma restrição cinemática de enrijecimento à concha que diminui a absorção total de energia. Os métodos de teste padrão atuais da NOCSAE podem ser aprimorados para representar golpes de capacete em campo, anexando os protetores faciais aos capacetes e incluindo dois novos locais de impacto do capacete (Front Top e Front Top Boss). O método de teste de capacete de futebol relatado fornece uma representação mais precisa do desempenho de um capacete e sua capacidade de mitigar os impactos em campo, promovendo capacetes de futebol mais seguros.

Uma análise quantitativa detalhada dos resultados para esta metodologia foi apresentada por Rush et al. (submetido) Uma sinopse dos resultados ea eficácia associada de um faceguard-shell metodologia de testes capacete acoplado é exibido nos resultados de teste de queda utilizando Rawlings Quantum Além disso, Riddell 360, Schutt Ion 4D e capacetes X2 Xenith como exemplos. Cada um desses capacetes (de tamanho "grande") com faceguards exibida resultados diferentes quando...

Este artigo fornece uma nova técnica para avaliar as características de desempenho de capacetes de futebol americano pela inclusão de protetores faciais durante os testes de queda padrão NOCSAE. Além disso, mais dois locais de impacto são propostos para serem adicionados à certificação NOCSAE.

Testes de queda Torre de impacto modificadas para American Football Helmets

A modified National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment (NOCSAE) test method for American football helmet drop impact test standards ...

Os objetivos deste teste de torre de queda modificada são representar mais de perto os impactos em campo do sistema de capacete de futebol americano para promover padrões de segurança aprimorados e desenvolver capacetes aprimorados para prevenção de concussões. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da engenharia biomédica, como a resposta em campo do capacete de proteção e como prevenir melhor as concussões relacionadas ao esporte. A principal vantagem dessa técnica é que ela oferece um teste de segurança de capacete mais robusto enquanto usa o atual dispositivo de teste de fio duplo padrão NOCSAE.Este teste usa um conjunto de carro de queda de fio duplo NOCSAE. Primeiro, verifique se todos os componentes do conjunto estão firmemente presos. Em seguida, anexe uma forma de cabeça NOCSAE de tamanho grande ao conjunto do carro de queda.Ajuste o colar de cabeça na posição desejada e aperte-o com o anel de trava. Em seguida, prenda o acelerômetro triaxial anexado ao centro da placa do acelerômetro, que está localizada no centro de gravidade da forma da cabeça. Use os parafusos Allen fornecidos.Para concluir a configuração, configure o Sistema de Aquisição de Dados e insira as informações do sensor para os acelerômetros. Prepare-se para realizar os testes de impacto do capacete de linha de base com salvaguardas de linha de base, em contraste com o padrão NOCSAE. Para calibrar a forma da cabeça, primeiro prenda uma almofada MEP de calibração de três polegadas anexada à bigorna usando uma chave Allen.Em seguida, ajuste a orientação do impacto. Primeiro, remova o parafuso de trava cônica do conjunto do rotor da forma da cabeça, o que pode exigir o uso de um torno e punção. Agora, oriente os orifícios dos parafusos em forma de cabeça para a posição desejada e reaperte com segurança o parafuso de trava cônica.Para girar a forma da cabeça, solte o anel de trava rosqueado da forma da cabeça. Por fim, ajuste o ponto específico de impacto. Afrouxe os dois parafusos da bigorna da placa de base e deslize a bigorna para a posição.Em seguida, reaperte os parafusos e verifique se todas as conexões reapertadas estão seguras. Para iniciar a calibração, levante o conjunto do carro de queda até a altura do sistema de liberação, centralize o sistema de liberação em seu ponto de fixação no conjunto do carro de queda e ligue o sistema de liberação eletromagnética. Agora, levante o conjunto do carro de queda para obter a velocidade de impacto desejada.Devido à variação e atrito de diferentes sistemas, a altura necessária precisa ser determinada empiricamente. Antes de realizar o teste, certifique-se de que o sistema de aquisição de dados será iniciado quando o sistema de liberação for acionado. Agora, troque simultaneamente em ambos os botões na caixa de energia do sistema de liberação para soltar o conjunto do carro.Em seguida, calcule e registre o valor SI resultante. O valor desejado está dentro de dois por cento de 1200 SI. Continue repetindo a calibração para todos os três locais de impacto necessários. Para o teste, troque a almofada MEP usada para calibração pela almofada de teste MEP.Em seguida, selecione o local e a velocidade do impacto para teste. Os impactos devem ser conduzidos da velocidade de queda mais baixa para a mais alta. Além disso, conduza os impactos da temperatura ambiente antes dos impactos condicionados.Em seguida, ajuste corretamente a orientação da cabeça e a posição da bigorna para o local de impacto desejado como antes. Agora, ajuste o capacete de teste ao formulário de teste de acordo com as instruções de adaptação do capacete e os procedimentos NOCSAE. Em seguida, prenda a tira do queixo do capacete na forma da cabeça.O ajuste adequado do capacete na forma da cabeça é fundamental. E como alguns dos sistemas de fixação da máscara facial variam, algumas máscaras faciais podem ter que ser colocadas depois que o capacete for encaixado na forma da cabeça. Às vezes, um pouco de pó de talco pode ajudar a fazer o ajuste.Em seguida, conecte o sistema de liberação mecânica ao conjunto do carro de queda. Eleve o carro até a altura necessária e realize o teste, assim como durante a calibração. Em seguida, compare os resultados registrados com os critérios de aprovação/reprovação.Depois que todos os testes forem concluídos, execute uma verificação de sistemas e compare a verificação pós-teste com a verificação pré-teste para garantir uma variação de sete por cento ou menos. Os valores de SI foram determinados para vários capacetes com e sem o protetor facial usando três impactos consecutivos dentro de 90 segundos um do outro. Embora o valor médio estivesse bem abaixo do limite NOCSAE 1200 SI, cada capacete exibiu uma resposta única dependente da localização quando o protetor facial foi colocado.Uma regressão de mínimos quadrados por análise de variância foi usada para os cálculos do valor de P. Diferenças significativas foram encontradas com capacetes com e sem protetores faciais. Especificamente, o capacete Xenith X2 com e sem protetor facial, a 4,88 metros por segundo, era muito diferente no perfil do histórico de tempo de aceleração em cada acesso medido.Os resultados gerais foram fortemente dependentes da localização e velocidade do impacto. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em duas horas se for executada corretamente. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de não induzir variações adicionais, garantindo que o conjunto do teste mecânico seja mantido de maneira adequada e segura.Após o seu desenvolvimento, esta técnica oferece uma solução eficaz. Ele permite a capacidade de avaliar melhor os sistemas de capacetes de futebol atuais e futuros. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter um bom entendimento sobre como realizar testes de impacto NOCSEA modificados em capacetes de futebol americano com a inclusão do protetor facial.Esses procedimentos incluem configuração de dispositivo de teste de queda de fio duplo, preparação do capacete, calibração e rotinas de teste de impacto do capacete. Não se esqueça de que o teste de torre de queda pode ser perigoso e devem ser usadas salvaguardas para evitar o acionamento acidental do dispositivo de teste de torre de queda.

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