Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección y dispositivo para dicha detección y medición,

que consiste en la medición, mediante sensores (1), de un relleno de protección (8) previsto interiormente en el casco (2) generando, al menos, una señal con información de la localización de la zona de impacto y severidad del mismo a una unidad de control (5) y un sistema de comunicación (7) presente en el propio caso, en el vehículo del conductor o es portado por el individuo, que comunica, en caso de activación, con un servicio de emergencias

Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección y dispositivo para dicha detección y medición.

Objeto de la invención

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección y al dispositivo para dicha detección y medición, aportando a la función a que se destina varias ventajas e innovadoras características, que se describirán en detalle más adelante, las cuales suponen una destacable mejora frente a los sistemas actualmente conocidos en el mercado para el mismo fin.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en un procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección mediante la utilización de un dispositivo con un elemento amortiguador en el interior del casco, el cual se basa en la medición, mediante sensores, de la deformación de dicho relleno de protección generando una señal o señales, que varían según el grado de deformación de dicho material de relleno, suministrando información de la localización de la zona o zonas de impacto y la severidad del mismo que es enviada a un sistema de comunicación, presente en el propio caso, en el vehículo o es portado por el individuo, y comunica con un servicio de emergencias enviando datos relevantes del accidente.

Así, el dispositivo preconizado permite detectar, en caso de accidente, la severidad de un impacto sobre la cabeza del usuario de un casco que incorpora dicho dispositivo, permitiendo, además opcionalmente, determinar la localización concreta del mismo, facilitando con ello las labores de los equipos de emergencia que atiendan al accidentado.

El dispositivo, si bien está eminentemente destinado para ser aplicado en cascos de protección para la conducción, tanto de motocicletas como de vehículos de motor, es igualmente aplicable para cualquier otro tipo de casco de protección, abarcando su implementación, tanto el campo del motor, ya sea en el terreno deportivo como en el de circulación convencional, como el campo de cualquier deporte o actividad que implique un cierto riesgo y conlleve la utilización de un casco.

Campo de aplicación de la invención

El campo de aplicación de la presente invención se encuadra dentro del sector técnico de la industria dedicada a la fabricación de cascos de seguridad.

Antecedentes de la invención

En referencia al estado de la técnica debe señalarse que, hasta la fecha, los sistemas de detección de severidad de impacto que se han propuesto en el mercado para ser ubicados en un casco, se reducen a la implantación de acelerómetros de tres ejes o de varios acelerómetros cubriendo, en conjunto, los tres ejes de coordenadas.

Estos sistemas de detección, aparte de su precio prohibitivo para una gran difusión pública dentro del ámbito deportivo que incluye, entre otros, el sector de la motocicleta, presentan el problema de que no son capaces de discernir si el impacto producido ha sido en el casco sólo contra el suelo, por ejemplo, por la calda fortuita del casco, o se trata de un accidente real, en el cual la cabeza ha impactado y sufrido unas determinadas deceleraciones.

Además, los sistemas señalados no son capaces de detectar en qué punto concreto de la cabeza se ha producido el impacto. Además son sistemas voluminosos que pueden incluso ser peligrosos porque son objetos rígidos de una determinada dimensión que, al producirse el impacto a causa del accidente, pueden empeorar o agravar las lesiones que se producirían de no estar colocados en el casco.

Se constata pues, la necesidad de crear un sistema de detección que mejore los sistemas conocidos y se constituye como una verdadera y eficaz herramienta de detección de impactos, cuyo precio pueda fácilmente ser asumido por cualquier usuario, siendo estos los objetivos esenciales que persigue el dispositivo aquí preconizado.

Asimismo, el solicitante tiene conocimiento de la existencia de la patente PCT/GB 2004/004229, relativa a un casco de seguridad, en la que se divulga un casco con un sistema para determinar los golpes que ha sufrido dicho casco, sin embargo, sus características técnicas, estructurales y de configuración son notablemente distintas al que aquí se propone, ya que en este caso, se trata de detectar la repercusión de los impactos sobre la cabeza del usuario.

Explicación de la invención

Así, el procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección y el dispositivo para dicha detección y medición, que la presente invención propone se configura como una destacable novedad dentro de su campo de aplicación ya que, a tenor de su creación y de forma taxativa, se alcanzan satisfactoriamente los objetivos anteriormente señalados como idóneos, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que lo distinguen de lo ya conocido en el mercado, adecuadamente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.

De forma concreta, tal como se ha señalado anteriormente, el procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección que la invención propone se basa en la medición mediante sensores de la deformación del relleno de protección. Dichos sensores generan una señal o señales, que varían según el grado de deformación de dicho relleno de protección, suministrando información de la localización de la zona o zonas de impacto y la severidad del mismo que es enviada a un sistema de comunicación, presente en el propio caso, en el vehículo o es portado por el individuo, y comunica con un servicio de emergencias enviando datos relevantes del accidente.

Cuando a lo largo de la memoria descriptiva y reivindicaciones se habla de relleno de protección se entiende que el mismo cumple la función de elemento amortiguador de impactos. Esta amortiguación se realiza absorbiendo la energía del impacto a través de la deformación que el relleno de protección sufre debido a las fuerzas que la deceleración de la cabeza produce durante el impacto.

Para ello, el dispositivo incorpora uno o más dispositivos sensores que se distribuyen de forma estratégica en el interior del casco, colocándose, preferentemente, en la superficie interior del relleno de protección del casco, debiendo señalarse que también pueden colocarse entre dos capas del relleno de protección o inserto en el mismo.

Dichos sensores detectan la presión que la cabeza ejerce sobre ellos, debido a la deceleración provocada en la cabeza a causa de un impacto. Ello se consigue porque, en una realización preferida de la invención, los sensores son láminas piezoeléctricas que, en función de su deformación, generan un voltaje entre sus polos, el cual es proporcional a la deformación de la lámina, causada por la presión superficial.

En una variante alternativa de la invención, los sensores son de tipo capacitivos que generan una variación de su capacidad eléctrica con la variación de distancia entre sus caras como producto de la presión superficial.

Así, dichos sensores pueden ser, por ejemplo, piezoeléctricos o capacitivos en los que, por una variación de la presión sobre sus caras, varía la resistencia o la capacidad eléctrica del mismo, pudiendo tratarse dicha señal para conocer la presión ejercida en cada punto.

Además, los dispositivo sensores también podrán ser de tipo piezoresistivos, que producen una variación en su resistencia en función de su deformación y/o sensores de efecto Hall, que sirven para la medición de campos magnéticos o corrientes o para la determinación de la posición, o sensores de cualquier otro tipo que midan la compresión del relleno de protección del casco, es decir, la parte que absorbe la energía del impacto.

El dispositivo, además, al contar, preferentemente, con los sensores distribuidos por todo el casco, permite la identificación de la zona concreta de impacto para una mejor previsión de los servicios de emergencia.

La distribución de los sensores se realiza, según convenga en cada caso o tipo de casco, preferentemente en el interior del mismo y de manera cercana a la cabeza del usuario.

Evidentemente, la reacción de los sensores en uno u otro lugar será diferente...

1. Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección, del tipo que incluyan la utilización de un elemento amortiguador en el interior del casco, caracterizado por el hecho de consistir en la medición, mediante sensores, de la deformación del relleno de protección generando, al menos, una señal que varia según el grado de deformación de dicho material de relleno, suministrando información de la localización de la zona o zonas de impacto y la severidad del mismo.

2. Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la señal o señales generadas por los sensores son enviadas a una unidad de control que concentra y genera información sobre la localización y severidad del impacto.

3. Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección, según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la señal proveniente de la unidad de control es enviada a un sistema de comunicación presente en el propio caso, en el vehículo del conductor o es portado por el individuo; y porque se comunica, en casco de activación, con un servicio de emergencias enviando datos relevantes del acci- dente.

4. Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección, según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la señal de la unidad de control se transmite al sistema de comunicación por medios inalámbricos.

5. Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección, según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la señal de la unidad de control se transmite al sistema de comunicación mediante cable o conductor eléctrico.

6. Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección, según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la comunicación con el servicio de emergencias se realiza mediante telefonía inalámbrica; y porque, en dicho caso, los datos se transmiten a través de un módem por el canal de voz mientras el canal de voz está abierto.

7. Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de casco de protección, según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la comunicación con el servicio de emergencias se realiza mediante mensajería instantánea.

8. Procedimiento de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 3 y 6, caracterizado por el hecho de que la comunicación con el servicio de emergencias se realiza mediante conexión a Internet.

9. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de comprender:

- Un casco (2) que envuelve total o parcialmente la cabeza del conductor.

- Un relleno de protección (8), dispuesto en el interior del casco.

- Al menos un dispositivo sensor (1) asociado al relleno de protección (8) que mide su deformación.

10. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que los dispositivos sensores de la deformación del material amortiguador son de medición directa de la deformación del material amortiguador, basándose en la medición del espesor.

11. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que los dispositivos sensores de la deformación del material amortiguador son de medición indirecta de la deformación del material amortiguador basándose en la medición de parámetro indirectos como pueden ser presiones, aceleraciones o fuerzas soportadas durante el impacto.

12. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 9 y 11, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores son de tipo piezoeléctricos, por ejemplo, pero no limitado a, láminas de PVDF (Polivinilidenofluoruro), que generan un voltaje proporcional al de la deformación del mismo debido a la presión ejercida por la cabeza, directa o indirectamente, durante la deceleración.

13. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 9 y 11, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores son de tipo capacitivo que generan una variación de su capacidad eléctrica por la presión ejercida por la cabeza, directa o indirectamente, durante la deceleración sobre los mismos.

14. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 9 y 11, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores son de tipo piezoresistivo que generan una variación de su resistencia eléctrica por la presión ejercida por la cabeza directa o indirectamente, durante la deceleración de los mismos.

15. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 9 y 11, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores son de tipo acelerómetro; y porque, en tal caso, para realizar mediciones consistentes y válidas, van asociados a un sensor de presencia de cabeza en el interior del casco.

16. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores son de tipo de medida de desplazamiento, basados en el efecto doppler por ultrasonidos.

17. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores son de tipo de medida de desplazamiento, basados en el efecto doppler microondas.

18. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores son de tipo de medida de desplazamiento, basados en el efecto Hall.

19. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores están distribuidos en zonas discretas ocupando pequeñas áreas del material amortiguador dispuesto en el interior del casco.

20. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el dispositivo o dispositivos sensores están distribuidos en zonas extensas que ocupan la mayoría del material amortiguador dispuesto en el interior del casco.

21. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que para la adquisición de datos o unidad de control (5), los sensores se conectan directamente uno a uno al sistema de adquisición de datos o bien combinados entre sí, ya sea en serie o en paralelo, en combinaciones serie-paralelo o conexión del tipo matriz de conexiones (array), según se considere más conveniente.

22. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo sensor (1) para realizar la medida directa se constituye mediante la colocación de al menos dos capas constituidas por al menos un elemento conductor y separadas entre sí por un cierto espesor del relleno de protección, la primera capa situándose bien entre la cara interior de la carcasa del casco y la parte externa del relleno de protección o embebida en el relleno de protección, mientras que una segunda capa puede ir embebida dentro del relleno de protección o en su superficie interior, estando ambas capas adecuadamente separadas por un cierto espesor del relleno de protección y produciéndose el contacto entre las mismas durante el impacto y generando la señal apropiada.

23. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según la reivindicación 22, caracterizado porque si el sensor se constituye por dos capas, éste sólo dará señal al sobrepasar un nivel de severidad predeterminado.

24. Dispositivo para la de detección y medición de severidad de impactos en la cabeza de usuarios de cascos de protección, según la reivindicación 22, caracterizado porque si el sensor se constituye por la colocación de más de dos capas permitirá generar múltiples señales que indicarán los diversos grados de severidad, tantos grados como capas existan menos 1.