Sensores de impacto y sistemas que incluyen sensores de impacto.

Un sistema de armadura corporal (10) para ser portado por una persona,

que comprende:

por lo menos una sección de armadura corporal (200); y por lo menos un sensor de impacto (20, 20') asociado conpor lo menos una porción de la armadura corporal (200), el sensor de impacto (20, 20') comprende:

por lo menos una primera capa conductora (30, 30'); por lo menos una segunda capa conductora (40, 40a'); y

por lo menos una capa de aislamiento (60, 60a') entre la primera capa conductora (30, 30') y la segunda capaconductora (40, 40a'), la capa de aislamiento (60, 60a') mantiene la primera capa conductora (30, 30') y la segundacapa conductora (40, 40a') en relación separada, sin hacer contacto, la primera capa de conducción (30, 30') y lacapa de aislamiento (60, 60a') se pueden deformar luego de un impacto con la primera capa de conducción (30, 30')de tal manera que la separación entre la primera capa de conducción (30, 30') y la segunda capa de conducción (40,40a') se reduce luego de impacto;

caracterizado porque el sistema de armadura corporal (10) comprende adicionalmente:

circuitos en relación con el sensor de impacto (20, 20') para medir un cambio en por lo menos una propiedadeléctrica del sensor de impacto (20, 20') que resulta de la reducción en la separación entre la primera capa deconducción (30, 30') y la segunda capa de conducción (40, 40a').

Sensores de impacto y sistemas que incluyen sensores de impacto Antecedentes de la Invención La presente invención se relaciona de manera general con sensores de impacto y sistemas que incluyen dichos sensores de impacto y, particularmente, con sensores de impacto y sistemas para uso del personal (dicho personal policial, personal militar y similares) bajo condiciones de impactos potencialmente letales.

Se utilizan armaduras resistentes a los proyectiles en muchas aplicaciones, que incluyen, por ejemplo, protección de vehículos y personas a impactos balísticos y a otras amenazas. Los trajes blindados para ser utilizados en una persona para protección de, por ejemplo, proyectiles, cuchillos, armas blancas, estacas y otras amenazas, han estado disponibles durante varias décadas. En general, la armadura corporal protege las partes vitales del torso humano contra penetración y trauma cerrado grave como, por ejemplo, generados por proyectiles balísticos. Se han utilizado placas de cerámica monolíticas y de múltiples componentes en una serie de armaduras duras para el cuerpo (es decir, armaduras corporales, que incluyen componentes o placas resistentes a proyectiles duros) . Véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 6, 253, 655 y la Patente Canadiense No. 2, 404, 739. Se describen sistemas de armadura corporal duros en la Patente Estadounidense No. 7, 284, 470. La armadura corporal relativamente blanda o flexible, que proporciona mayor comodidad para el usuario, a menudo incluye paneles balísticos o paquetes formados, por ejemplo, de fibras/tejidos grado balístico KEVLAR® de DuPont. Los sistemas de armadura corporal blanda mejorados se describen en la solicitud de Patente Estadounidense No. de serie 11/405, 221, presentada el 17 de abril de 2006, y cedida al cesionario de la presente invención.

Aunque la armadura corporal dura y blanda es bastante eficaz en evitar la penetración de amenazas balísticas, sería deseable proporcionar una alarma para, por ejemplo, notificar a un puesto o base de comando en el caso de un impacto balístico u otro impacto severo. En este sentido, pueden ocurrir y ocurren lesiones a personas equipadas con armadura corporal, lo que requiere que se proporcione asistencia a dicho individuo. Más aún, incluso sin una lesión, un impacto indica que es probable que el individuo esté en necesidad de ayuda inmediata.

Fuera del campo de la armadura corporal, se han hecho un número de intentos para proporcionar sistemas que detecten cuando un usuario ha sido impactado por un objeto. Por ejemplo, se han utilizado sensores de fuerza piezoeléctrica que se pueden vestir para detectar la cantidad de fuerza suministrada al cuerpo de un competidor en competiciones de artes marciales. Véase, por ejemplo, Chi, E.H., Introducing Wearable Force Sensors in Martial Arts, Pervasive Computing, IEEE CS (julio- septiembre 2005) . En dichos sistemas, se proporciona un protector corporal portado por un competidor con dichos sensores de fuerza. Luego de detectar un impacto, un transmisor inalámbrico envía una señal del impacto detectado a un ordenador del juez que califica y muestra el puntaje.

También se han desarrollado sistemas de detección de fuerza que se pueden vestir para uso en el campo de computación que se puede vestir. Por ejemplo, las telas de ELEKTEX disponibles de Eleksen Inc. de Waltham, Massachussets se han utilizado para formar teclados y controladores que se pueden vestir, inalámbricos. La tela opera al detectar cambios en la conductividad a través de una red intrincada de fibras conductoras a través de las cuales se mantiene el flujo de corriente. Un software especializado que opera el procesador monitorea tela, determinando donde ocurren deformaciones cuando se presiona la tela. El documento US 6, 308, 578 describe un dispositivo para detectar la aplicación de una fuerza. El dispositivo tiene una primera capa de material eléctricamente conductor, y un primer conductor acoplado eléctricamente a la primera capa. El dispositivo también tiene una segunda capa de material eléctricamente conductor, y un segundo conductor acoplado eléctricamente a la segunda capa. Una fuente de energía eléctrica se conecta al primer conductor, y un transmisor se conecta al segundo conductor. El transmisor es capaz de transmitir una señal cuando una carga eléctrica se mueve desde la primera capa hasta la segunda capa. Se dispone una tercera capa compresible elásticamente de material poroso eléctricamente no conductor entre la primera capa y la segunda capa, y separa la primera capa y la segunda capa una distancia suficiente para evitar que se mueva una carga eléctrica entre la primera y la segunda capas, excepto cuando una de las capas conductoras recibe un impacto. El documento US 6, 349, 201 describe una prenda de vestir que tiene por lo menos una capa que proporciona protección a prueba de balas para el usuario. Una o más capas adicionales incorporan sensores para detectar la magnitud de un impacto para generar una señal que activa un transmisor inalámbrico para enviar señales de socorro y/o información posicional y otra información a una ubicación base remota. Se pueden proporcionar sensores adicionales para indicar las características físicas del usuario.

Muchos sistemas de detección de fuerza actualmente disponibles tienen requerimientos de consumo de potencia que hacen los sistemas de detección no adecuados para uso en relación con personal móvil, tal como personal equipado con armadura corporal. Otros tipos de sistemas de detección de fuerza no son de forma adecuada robustos para proporcionar sensibilidad fiable en el caso de, por ejemplo, un impacto balístico.

Por lo tanto, aunque se han desarrollado sensores de fuerza e impacto que se pueden vestir en un número de campos, sigue siendo deseable desarrollar un sistema de detección adecuado para uso del personal bajo condiciones de impactos potencialmente letales, y particularmente, por personal equipado con sistemas de armadura corporal.

Resumen de la Invención La invención se relaciona con un sistema de armadura corporal de acuerdo con la reivindicación 1. En un aspecto, la presente invención proporciona un sistema de detección de impacto que incluye por lo menos una primera capa conductora, por lo menos una segunda capa conductora, y por lo menos una capa de aislamiento entre la primera capa conductora y la segunda capa conductora. La capa de aislamiento mantiene la primera capa conductora y la segunda capa conductora en relación separada, sin hacer contacto. La primera capa de conducción y la capa de aislamiento se pueden deformar luego de un impacto (por ejemplo, un impacto de una naturaleza predefinida tal como de una fuerza predeterminada etc.) a la primera capa de conducción de tal manera que la separación entre la primera capa de conducción y la segunda capa de conducción se reduce luego de impacto. El sistema de detección de impacto también incluye circuitos en relación con el sensor de impacto para medir un cambio en por lo menos una propiedad eléctrica del sensor de impacto que resulta de la reducción en la separación entre la primera capa de conducción y la segunda capa de conducción.

En una realización, por lo menos una porción de la primera capa conductora hace contacto con la segunda capa conductora luego del impacto. En dicha una realización, el sensor de impacto puede operar en la forma de un interruptor y fluye la corriente a través de por lo menos una porción de los circuitos solo luego de contacto entre la primera capa de conducción y la segunda capa de conducción. En otra realización, los circuitos miden un cambio en la capacitancia del sensor de impacto que resulta de la reducción en la separación entre la primera capa de conducción y la segunda capa de conducción.

El sistema de detección de impacto puede incluir adicionalmente por lo menos una segunda capa de aislamiento y por lo menos una tercera capa conductora. La segunda capa de aislamiento se puede posicionar entre la tercera capa conductora y la segunda capa conductora. La segunda capa de aislamiento mantiene la tercera capa conductora y la segunda capa conductora en relación separada, sin hacer contacto. La segunda capa de conducción y la segunda capa de aislamiento se pueden deformar luego de un impacto (por ejemplo, de una naturaleza predefinida) con la segunda capa de conducción de tal manera que la separación entre la segunda capa de conducción y la tercera capa de conducción se reduce luego de impacto. Los circuitos se pueden adaptar adicionalmente para medir un cambio en por lo menos una propiedad eléctrica del sensor de impacto que resulta de la reducción en la separación entre la segunda capa de conducción y la tercera capa de conducción.

En otra realización, por lo menos una porción de la... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de armadura corporal (10) para ser portado por una persona, que comprende:

por lo menos una sección de armadura corporal (200) ; y por lo menos un sensor de impacto (20, 20’) asociado con por lo menos una porción de la armadura corporal (200) , el sensor de impacto (20, 20’) comprende:

por lo menos una primera capa conductora (30, 30’) ; por lo menos una segunda capa conductora (40, 40a’) ; y

por lo menos una capa de aislamiento (60, 60a’) entre la primera capa conductora (30, 30’) y la segunda capa conductora (40, 40a’) , la capa de aislamiento (60, 60a’) mantiene la primera capa conductora (30, 30’) y la segunda capa conductora (40, 40a’) en relación separada, sin hacer contacto, la primera capa de conducción (30, 30’) y la capa de aislamiento (60, 60a’) se pueden deformar luego de un impacto con la primera capa de conducción (30, 30’) de tal manera que la separación entre la primera capa de conducción (30, 30’) y la segunda capa de conducción (40, 40a’) se reduce luego de impacto;

caracterizado porque el sistema de armadura corporal (10) comprende adicionalmente:

circuitos en relación con el sensor de impacto (20, 20’) para medir un cambio en por lo menos una propiedad eléctrica del sensor de impacto (20, 20’) que resulta de la reducción en la separación entre la primera capa de conducción (30, 30’) y la segunda capa de conducción (40, 40a’) .

2. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde por lo menos una porción de la primera capa conductora (30, 30’) hace contacto con la segunda capa conductora (40, 40a’) luego del impacto, y en donde la corriente fluye a través de por lo menos una porción de los circuitos solo luego de contacto entre la primera capa de conducción (30, 30’) y la segunda capa de conducción (40, 40a’) .

3. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los circuitos miden un cambio en la capacitancia del sensor de impacto (20, 20’) que resulta de la reducción en la separación entre la primera capa de conducción (30, 30’) y la segunda capa de conducción (40, 40a’) .

4. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el sensor de impacto (20, 20’) comprende adicionalmente por lo menos una segunda capa de aislamiento (60b’) y por lo menos una tercera capa conductora (40b’) , la segunda capa de aislamiento (60b’) se posiciona entre la tercera capa conductora (40b’) y la segunda capa conductora (40a’) , la segunda capa de aislamiento (60b’) mantiene la tercera capa conductora (40b’) y la segunda capa conductora (40a’) relación separada, sin hacer contacto, la segunda capa de conducción (40a’) y la segunda pata de aislamiento (60b’) se pueden deformar luego de un impacto con el sensor de impacto (20, 20’) de tal manera que la separación entre la segunda capa de conducción (40a’) y la tercera capa de conducción (40b’) se reduce luego de impacto; los circuitos se adaptan adicionalmente para medir un cambio en por lo menos una propiedad eléctrica del sensor de impacto (20, 20’) que resulta de la reducción en la separación entre la segunda capa de conducción (40a’) y la tercera capa de conducción (40b’) .

5. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende una pluralidad de sensores de impacto (20, 20’) posicionados en una rejilla.

6. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, comprende: por lo menos un sistema de control (70) para supervisar el sensor de impacto y determinar si ha ocurrido un impacto; y por lo menos un sistema de comunicación (80) en relación operativa con el sistema de control (70) , el sistema de comunicación (80) comprende un puerto de comunicación en relación comunicativa con el sistema de control que se adapta para ser conectado a un ordenador para permitir la entrada de datos de control.

7. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el sistema de control

(70) comprende un microprocesador (72) .

8. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con la reivindicación 6 o reivindicación 7, en donde el sistema de comunicación (80) comprende una unidad de comunicación (80a) en relación con el sistema de control (70) , la unidad de comunicación (80a) comprende un transmisor inalámbrico para comunicar con por lo menos otro componente del sistema de comunicación posicionado lejos de la unidad de comunicación (80a) .

9. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el sistema de comunicación (80) incluye un teléfono celular o módulo de radio posicionado lejos de la unidad de comunicación y que incluye un receptor inalámbrico para comunicarse con la unidad de comunicación.

10. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-9, que comprende adicionalmente un puerto de comunicación en relación comunicativa con el sistema de control (70) , en donde el puerto de comunicación se adapta para ser conectado a un ordenador para permitir la entrada de datos de control.

11. Un sistema de armadura corporal (10) de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende adicionalmente un indicador en relación operativa con el sistema de control (70) para proporcionar una alarma luego de determinación de un impacto por el sistema de control (70) o luego de activación manual.

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