弗劳恩霍夫协会的研究人员为施工车辆的司机开发了一种带有集成加速度传感器的头盔。头盔传感器测量影响身体的有害振动。该软件分析传感器信号，并显示受影响的人的压力。这样就可以采取相应的救济措施。柔性压电驻极体薄膜作为传感器。Flexeras项目的示范模型将在汉诺威工业博览会的弗劳恩霍夫联合展位(2024年4月22日至26日，2号馆B24展位)展出。

　　驾驶重型工程机械的人几乎连续不断地暴露在强烈的振动中。挖掘机、轮式装载机或推土机会产生低频振动，这种振动会穿过人体，长期来看会导致健康问题，例如视力受损或脊柱和大脑受损。

　　弗劳恩霍夫结构耐久性和系统可靠性研究所(Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability, LBF)的研究人员已经开发出一种解决方案，作为Flexeras项目的一部分:一个带有集成加速度传感器的防护头盔，可以记录影响身体的振动，并通过发射器将其传递给外部计算机，在那里对振动进行分析和可视化。

　　这使得在任何时候识别驾驶员座位上的人的压力极限成为可能。因此，可以采取措施减轻挖掘机驾驶员的压力，例如更好地阻尼座椅，或者确保在适当的时间采取制动。

　　Bj?rn Seipel是Fraunhofer LBF的机电和自动化专家，他说:“建筑机械驾驶员所承受的全身振动平均达到0.2 m/s2到1.5 m/s2的加速度值;峰值可以相当高。我们的头盔传感器可以轻松准确地测量日常操作中的振动负荷。在此基础上可以大大改善健康保护。”

　　除了弗劳恩霍夫LBF之外，位于埃尔兰根的弗劳恩霍夫集成电路研究所也作为项目合作伙伴参与其中。该系统将作为头盔演示模型在2024年汉诺威工业博览会(2024年4月22日至26日)的弗劳恩霍夫联合展台(2号馆B24展位)展出。

　　压电驻极体薄膜作为加速度传感器

　　这项技术的核心是一种压电驻极体换能器，其形式是一种不显眼的柔性聚丙烯薄膜，可以用作传感器。该薄膜集成在头盔的头部顶部的紧固带。从施工车辆发出并穿过车身的振动以加速度的形式撞击薄膜并使其变形。

　　变形的程度决定了压电驻极体薄膜电压，该电压作为信号传输到电子模块。在电子模块中，信号被处理，传送到固定在身体上的传输单元，并通过无线连接发送到计算机。安装在那里的软件记录信号，并实时显示选定频率范围内的振动。

　　“例如，4到6赫兹之间的频率对脊柱有害，而20到30赫兹之间的频率对头部和眼睛尤其危险。该软件可以配置，例如，当达到某些限制时，它会发出警告，”弗劳恩霍夫实验分析和机电部门的专家丹尼斯贝克尔解释说。

　　为了分析数据，Fraunhofer IIS的专家贡献了他们在医疗传感器系统数据分析领域的专业知识。数据分析还允许弗劳恩霍夫专家确定在哪个相关频率范围内振动特别强烈，并为每辆施工车辆创建一种振动剖面。

　　新的弗劳恩霍夫技术为有效保护与挖掘机，拖拉机或其他建筑机械一起工作的人员奠定了基础。例如，座椅可以配备额外的阻尼元件，或者当软件检测到压力极限时，提醒驾驶员休息一下。在未来，接收器单元和软件也可以集成到工程车辆的车载电子设备中。

　　贝克尔补充说:“当开发新的施工车辆时，这项技术有助于测量振动水平，然后通过有针对性的措施减少振动，即使在早期的原型车中也是如此。”

　　凭借Flexeras，弗劳恩霍夫LBF在传感器系统领域贡献了多年的专业知识。除其他事项外，专家们还开发了将现有换能器系统(如压电驻极体薄膜)转移到新应用中的概念和想法。

　　业界对这项弗劳恩霍夫技术非常感兴趣。毕竟，员工在施工车辆上工作太长时间后生病，不仅是雇主的注意义务问题，也是成本问题。头盔传感器协助医疗协会和雇主责任协会对工人的实际压力进行基于数据的差异化评估。进一步的应用是可以想象的。

　　“我们的技术一般适用于所有经常暴露在高生物力学压力下的职业群体，”塞佩尔解释说。

　　弗劳恩霍夫协会提供

　　引用:挖掘机驾驶员使用的带有振动传感器的头盔(2024年4月2日)，2024年4月3日检索自https://techxplore.com/news/2024-04-helmet-vibration-sensor-excavator-drivers.html

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