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El Banco de Pruebas de Impacto de Cabeza es un sistema de prueba electrohidráulico altamente especializado, diseñado para evaluar el desempeño de seguridad de los reposacabezas de los asientos de vehículos. Construido para simular el impacto real de una cabeza humana durante una colisión automovilística, este banco permite determinar el comportamiento estructural de los sistemas de asiento bajo condiciones de carga dinámica. La máquina es capaz de registrar parámetros críticos como la fuerza de impacto, la deflexión del asiento y la absorción de energía, lo que la convierte en una herramienta indispensable en I+D automotriz, cumplimiento normativo y entornos de aseguramiento de calidad.

Este sistema combina un diseño mecánico de alta precisión con un control inteligente por software y robustas características de seguridad para ofrecer un rendimiento de prueba consistente, repetible y preciso.

Objetivo del Sistema
El objetivo principal de este banco de pruebas es simular el impacto de una Forma de Cabeza de 6,8 kg a velocidades de hasta 250 km/h, lo que permite una amplia gama de escenarios de impacto—desde colisiones urbanas a baja velocidad hasta choques en autopistas a alta velocidad. Esta flexibilidad hace que el sistema sea adecuado para investigaciones y desarrollos avanzados en seguridad. La máquina registra la deflexión del reposacabezas, la aceleración experimentada durante el impacto y la energía absorbida por el asiento. Estos datos son críticos para evaluar la protección de los ocupantes y diseñar asientos que cumplan con los estándares de seguridad automotriz más estrictos.

Características Clave
• Pruebas de impacto automatizadas y controladas por software  
• Adquisición y visualización de datos en tiempo real  
• Perfilado de absorción de energía y aceleración (g vs. tiempo)  
• Configuración rápida de pruebas con alineación láser del asiento  
• Interfaz fácil de usar con controles de pantalla táctil  
• Autenticación segura y acceso mediante inicio de sesión autorizado  
• Cabina de seguridad integrada y mecanismo de parada de emergencia  

Estructura Mecánica
En el corazón del sistema se encuentra la Forma de Cabeza, un cuerpo de aluminio de 6,8 kg con una cabeza hemisférica de 165 mm de diámetro. Esta forma está montada sobre guías lineales (LM Guide Rods), que aseguran un movimiento vertical suave y una alineación precisa del impacto. Para simular un impacto realista, un actuador servo-hidráulico aplica una fuerza descendente controlada, activada por un sistema de válvula servo en lazo cerrado.  

El asiento a probar se monta en una base de acero dulce de alta resistencia (1500 mm × 1500 mm), que se eleva a la posición de prueba mediante una plataforma tipo tijera con capacidad de carga de 3000 kg. Esto garantiza rigidez y amortiguación de vibraciones durante el impacto. Todo el conjunto está encerrado en una carcasa de seguridad de acrílico, que protege al operador mientras mantiene la visibilidad.  

Especificaciones Mecánicas
• Masa de la Forma de Cabeza: 6,8 kg  
• Velocidad de Impacto: Ajustable hasta 250 km/h  
• Forma de la Cabeza: Hemisférica, 165 mm de diámetro  
• Tamaño de la Plataforma del Asiento: 1500 × 1500 mm  
• Capacidad de la Plataforma Tijera: 3000 kg  
• Materiales de Construcción: Aluminio (Forma de Cabeza), Acero dulce (Base y Marcos)  
• Paralelismo de las Guías: < 8 micrones  

Sensores e Instrumentación
Para garantizar alta precisión y repetibilidad, el banco está equipado con un conjunto de sensores y transductores calibrados. Los acelerómetros incrustados en la Forma de Cabeza miden la fuerza de impacto en g, mientras que los LVDT (Transformadores Diferenciales de Variación Lineal) miden la deflexión del reposacabezas con precisión submilimétrica.  

Sensores de velocidad de fibra óptica posicionados a lo largo de las guías calculan la velocidad de la Forma de Cabeza justo antes del impacto. Estos sensores son cruciales para verificar que cada prueba coincida con la velocidad establecida. También se incluye un sensor láser para verificar la correcta colocación y altura del asiento antes de iniciar el ciclo de impacto.  

Resumen de Sensores
• Acelerómetros: Miden la fuerza de impacto en g  
• LVDT: Mide la deflexión del reposacabezas  
• Sensores de Velocidad: Ranuras de fibra óptica duales (A1: 10,189 mm, A2: 10,218 mm)  
• Sensor Láser: Garantiza la correcta alineación del asiento  
• Transductores de Presión y Temperatura: Monitorean las condiciones del sistema hidráulico  

Sistema de Control y Software
El banco se opera mediante una PC industrial con pantalla táctil, equipada con un software propietario. La interfaz del software es intuitiva, guiando al operador paso a paso en la inicialización, ejecución de la prueba y revisión de datos. Los datos se almacenan en formato Word editable y pueden exportarse, imprimirse o integrarse en un sistema de gestión de reportes.  

Un sistema de inicio de sesión seguro restringe el acceso a personal autorizado, aumentando la seguridad y trazabilidad. El software está diseñado para verificar automáticamente el estado de los sensores, la presión del sistema y generar advertencias en tiempo real antes de cada impacto.  

Aspectos Destacados del Software
• Interfaz basada en pantalla táctil para navegación sencilla  
• Verificaciones previas (sensores, presión, temperatura)  
• Impacto automatizado y adquisición de datos  
• Generación de reportes editables con gráficos (g vs. tiempo)  
• Carpeta predeterminada de almacenamiento: C:\BSL\report  
• Instalación sencilla en Windows OS mediante CD incluido  

Sistema Hidráulico
Un robusto paquete hidráulico genera la presión requerida para el impacto. Incluye un depósito de 80 litros, filtros de alta precisión y un colector servo-controlado. El sistema utiliza aceite a base de petróleo ISO VG68 y está equipado con indicadores de temperatura y obstrucción para alertas de mantenimiento. Toda la unidad está integrada con la lógica de control de la máquina para un incremento y liberación de presión fluida.  

Especificaciones Hidráulicas
• Capacidad del Depósito: 80 Litros  
• Tipo de Aceite: ISO VG68  
• Presión Máxima del Sistema: 250 kg/cm² (3450 PSI)  
• Filtración: 10 micrones (línea de retorno), 149 micrones (línea de succión)  
• Válvula Servo: Para control de flujo y movimiento del actuador  
• Regulación de Presión: Controlada por software con retroalimentación digital  

Especificaciones Técnicas
• Masa de la Forma de Cabeza: 6,8 kg  
• Velocidad Máxima: Hasta 250 km/h (ajustable)  
• Dirección del Impacto: Vertical (guiado por barras LM)  
• Plataforma del Asiento: Base de acero dulce 1500 mm × 1500 mm  
• Precisión del LVDT: Resolución de desplazamiento submilimétrica  
• Fuente de Alimentación: 415V trifásica (motores), 220V AC (controles)  
• Interfaz de Software: PC con pantalla táctil y herramientas de generación de reportes  
• Formato de Salida: Documentos Word editables con datos y gráficos  

Aplicaciones
El Banco de Pruebas de Impacto de Cabeza es un equipo esencial para fabricantes de automóviles (OEMs), fabricantes de asientos, laboratorios de pruebas de seguridad e instituciones de investigación. Se utiliza para:  
• Evaluar la seguridad de los ocupantes y la integridad estructural de los asientos  
• Validación de productos en la fase de desarrollo  
• Pruebas de control de calidad en entornos de producción  
• Verificación de cumplimiento con normas de seguridad como AIS, ECE y Euro NCAP  
• Generación de datos de prueba para organismos regulatorios y de certificación  

Su diseño modular y API completamente documentada lo hacen adecuado para su integración con programas más amplios de simulación de choques vehiculares y sistemas de adquisición de datos de laboratorio.  

Mantenimiento Preventivo y Seguridad
Las tareas de mantenimiento preventivo incluyen revisar niveles de aceite, limpiar y reemplazar filtros, verificar el funcionamiento de los acelerómetros y LVDTs, e inspeccionar el tendido de cables. El software incluye alertas integradas para la mayoría de estas tareas. Los mecanismos de seguridad, como parada de emergencia, advertencias previas al impacto y bloqueos mecánicos, aseguran el bienestar del operador durante cada ciclo de prueba.  

La Forma de Cabeza está asegurada con un cable de acero para evitar caídas libres en caso de fallo del sistema, y todo el cableado está organizado para evitar interferencias con las partes móviles.  

Documentación y Entregables Incluidos
• Manual del Operador  
• CD de instalación del software  
• Certificados de calibración de todos los sensores  
• Planos CAD 2D y 3D  
• Esquemas hidráulicos y eléctricos  
• Planos de herramientas y guías de ensamblaje  
• Programa de mantenimiento preventivo  
• Lista de materiales (BOM)  
• Lista de repuestos y contactos de proveedores  
• Reportes de muestra y archivos de salida  
• Fotografías en alta resolución del montaje de prueba