Nowa metoda pomiarów parametrów konstrukcyjnych hełmów ochronnych z wykorzystaniem skanera 3D

Podobne dokumenty
dr inż. Krzysztof Baszczyński, CIOP-PIB 2015 r.

Materiały informacyjne dla producentów masek i półmasek twarzowych w zakresie projektowania wyrobów z wykorzystaniem skanera 3D

Ergonomia w projektowaniu środków ochrony indywidualnej (ŚOI) w celu poprawy komfortu i wydajności pracy

Temat: Skanowanie 3D obrazu w celu pomiaru odkształceń deski podobrazia

Zbigniew Figiel, Piotr Dzikowicz. Skanowanie 3D przy projektowaniu i realizacji inwestycji w Koksownictwie KOKSOPROJEKT

Problematyka budowy skanera 3D doświadczenia własne

Uprząż niepalna. Funkcjonalność uprzęży: Podstawowe parametry: Przewidywane wdrożenie: Assecuro Sp. z o.o. lub ZTK Lubawa

Laboratorium LAB1. Moduł małej energetyki wiatrowej

Podstawy inżynierii odwrotnej. Wzornictwo Przemysłowe I stopień Ogólnoakademicki. Studia stacjonarne. inny. obowiązkowy.

KONTROLA JAKOŚCI ODKUWEK I MATRYC / ARCHIWIZACJA I REGENERACJA MATRYC

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/2011

Karolina Żurek. 17 czerwiec 2010r.

PROPOZYCJA PRZEDMIOTÓW WYBIERALNYCH W SEMESTRZE III DLA STUDENTÓW STUDIÓW STACJONARNYCH (CYWILNYCH) nabór 2007 Kierunek MECHANIKA I BUDOWA MASZYN

PL B1. POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL INSTYTUT TECHNOLOGII EKSPLOATACJI. PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY, Radom, PL

Wymagania techniczne - Laser Tracker wersja przenośna

KAMERA AKUSTYCZNA NOISE INSPECTOR DLA SZYBKIEJ LOKALIZACJI ŹRÓDEŁ HAŁASU

Temat: Zaprojektowanie procesu kontroli jakości wymiarów geometrycznych na przykładzie obudowy.

Skanowanie 3D potwierdza precyzję elementów drukowanych na drukarkach 3D

SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA (parametry i wymagania minimalne)

Dr inż. Szymon Sikorski. SMARTTECH Sp. z o.o. ul. Racławicka Łomianki / Warszawa

Zastosowanie optycznej techniki pomiarowej w przemyśle ceramicznym

MG-02L SYSTEM LASEROWEGO POMIARU GRUBOŚCI POLON-IZOT

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Załącznik nr 1 do Zapytania ofertowego: Opis przedmiotu zamówienia

Zajęcia techniczne rozkładu materiału kl.3gim. /moduł zajęcia modelarskie/

Tabela 1. Odzież chirurgiczna wyciąg z bazy danych

Kwalifikacja uzyskiwana w wyniku kształcenia Kwalifikacja 1: MG.18 Diagnozowanie i naprawa podzespołów i zespołów pojazdów samochodowych

PL B1. SMAY SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Kraków, PL BUP 16/10. JAROSŁAW WICHE, Kraków, PL

( F ) I. Zagadnienia. II. Zadania

2.2 Opis części programowej

Odzież ochronna przeznaczona dla pracowników przemysłu narażonych na działanie czynników gorących.

22. SPRAWDZANIE GEOMETRII SAMOCHODU

Tytuł: Projekt pt. Indywidualizacja konstrukcji wielofunkcyjnych kamizelek balistycznych skrytego noszenia Akronim Secret

5 mm RÓŻNORODNOŚĆ FORM ELEMENTARNYCH FRAGMENTÓW USUNIĘTEGO MATERIAŁU ZAAWANSOWANE METODY BADAŃ MATERIAŁÓW 00:00:00 --:

Cel i zakres ćwiczenia

Pomiar 3D ludzkiego ciała

MOBILNE STANOWISKO DO BADAŃ DYNAMIKI POJAZDÓW

Ćwiczenie nr 4 INSTRUKCJA LABORATORYJNA

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Komfort bez kompromisów. Nowy hełm ochronny 3M SecureFit komfort i ochrona dla wszystkich osób pracujących na wysokości.

BADANIE ODPORNOŚCI NA PRZENIKANIE SUBSTANCJI CHEMICZNYCH PODCZAS DYNAMICZNYCH ODKSZTAŁCEŃ MATERIAŁÓW

Górniczy Profilometr Laserowy GPL-1

System automatycznego odwzorowania kształtu obiektów przestrzennych 3DMADMAC

PL B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1. (22) Data zgłoszenia:

NOWOCZESNE TECHNOLOGIE ENERGETYCZNE Rola modelowania fizycznego i numerycznego

KONSTRUKTOR ELEKTRYK

Komputerowe systemy pomiarowe. Dr Zbigniew Kozioł - wykład Mgr Mariusz Woźny - laboratorium

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ARCHICAD 21 podstawy wykorzystania standardu IFC

DEKLARACJA WYBORU PRZEDMIOTÓW NA STUDIACH I STOPNIA STACJONARNYCH CYWILNYCH (nabór 2008) III semestr

(54) Sposób pomiaru cech geometrycznych obrzeża koła pojazdu szynowego i urządzenie do

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 665

Wyposażenie Samolotu

Raport z przeprowadzonych badań. Temat: Zaprojektowanie sposobu pomiaru wywroczyny oraz kontroli procesu gojenia.

PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

E-E-0862-s1. Geometria i grafika inżynierska. Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH M Próbne obciążenie obiektu mostowego

Układ aktywnej redukcji hałasu przenikającego przez przegrodę w postaci płyty mosiężnej

SYLABUS/KARTA PRZEDMIOTU

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PL B1. POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA, Częstochowa, PL BUP 06/11

14th Czech Polish Workshop ON RECENT GEODYNAMICS OF THE SUDETY MTS. AND ADJACENT AREAS Jarnołtówek, October 21-23, 2013

Informacje o ogłoszeniu Termin składania ofert Termin składania ofert rozpoczyna się z dniem , oferty będą przyjmowane do dnia

POMIARY CIEPLNE KARTY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH V. 2011

Podstawy technik wytwarzania PTWII - projektowanie. Ćwiczenie 4. Instrukcja laboratoryjna

Nowy ubiór do pracy w zimnym środowisku z możliwością indywidualnego doboru jego ciepłochronności. dr Anna Marszałek

Relacja: III Seminarium Naukowe Tomografia procesowa aplikacje, systemy pomiarowe i algorytmy numeryczne

Inżynieria odwrotna w modelowaniu inżynierskim przykłady zastosowań

Projektowanie i symulacja systemu pomiarowego do pomiaru temperatury

Sensory i Aktuatory Laboratorium. Mikromechaniczny przyspieszeniomierz i elektroniczny magnetometr E-kompas

Pomiar prędkości obrotowej

Aplikacje Systemów. Nawigacja inercyjna. Gdańsk, 2016

INSTRUKCJA do ćwiczenia Wyważanie wirnika maszyny w łożyskach własnych

DRZWI OTWARTE: 16 LUTEGO godz MARCA godz KWIETNIA godz

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

Urządzenia Elektroniki Morskiej Systemy Elektroniki Morskiej

Maszyny Elektryczne Specjalne Special Electrical Machines. Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. niestacjonarne

Spektrometr XRF THICK 800A

ĆWICZENIE NR.6. Temat : Wyznaczanie drgań mechanicznych przekładni zębatych podczas badań odbiorczych

POMIARY TŁUMIENIA I ABSORBCJI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

W ramach kompetencji firmy zawiera się:

Lista zagadnień kierunkowych pomocniczych w przygotowaniu do egzaminu dyplomowego magisterskiego Kierunek: Mechatronika

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

Badania skuteczności preparatu Fillerina. Badanie in-vivo ZMNIEJSZENIE GŁĘBOKOŚCI ZMARSZCZEK

ACR PH-1 Test Phantom

ScrappiX. Urządzenie do wizyjnej kontroli wymiarów oraz kontroli defektów powierzchni

WideoSondy - Pomiary. Trzy Metody Pomiarowe w jednym urządzeniu XL G3 lub XL Go. Metoda Porównawcza. Metoda projekcji Cienia (ShadowProbe)

Zakres wiadomości i umiejętności z przedmiotu GEODEZJA OGÓLNA dla klasy 1ge Rok szkolny 2014/2015r.

10.3. Typowe zadania NMT W niniejszym rozdziale przedstawimy podstawowe zadania do jakich może być wykorzystany numerycznego modelu terenu.

Projektowanie systemów pomiarowych

METODA POMIARU DOKŁADNOŚCI KINEMATYCZNEJ PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWYCH

Metoda badania hełmów w zakresie skuteczności ochrony przed uderzeniami ruchomych obiektów

Planowanie, realizacja i dokumentacja wzorcowego procesu digitalizacji 3D

ĆWICZENIE 10 MATERIAŁY BITUMICZNE

Nawiewniki wyporowe do montażu na ścianie

ZAPYTANIE OFERTOWE DOTYCZĄCE PROJEKTU REALIZOWANEGO W RAMACH REGIONALNEGO PROGRAMU OPERACYJNEGO DLA WOJEWÓDZTWA DOLNOŚLĄSKIEGO NA LATA

Struktura manipulatorów

Transkrypt:

Nowa metoda pomiarów parametrów konstrukcyjnych hełmów ochronnych z wykorzystaniem skanera 3D dr inż. Marcin Jachowicz, CIOP-PIB 2016 r. Na wielu stanowiskach pracy, na których występuje ryzyko urazu głowy jedynym sposobem zabezpieczenia jest zastosowanie środków ochrony indywidualnej hełmów ochronnych. Prawidłowy dobór i dopasowanie hełmów jest warunkiem koniecznym bezpiecznego użytkowania. Na możliwość dopasowania w największym stopniu ma wpływ konstrukcja hełmu i jego parametry geometryczne. Są one wyznaczane metodami laboratoryjnymi, a ich wyniki wykorzystane w procesie certyfikacji wyrobów. Obejmują takie wielkości jak: wysokość noszenia, zewnętrzną i wewnętrzną odległość pionową, wewnętrzny prześwit pionowy oraz odległość poziomą. Dotychczas stosowany sposób wyznaczania tych parametrów w większości przypadków opierał się na zastosowaniu makiet głowy i klasycznych przyrządów do pomiaru długości, co powodowało wiele problemów związanych z dokładnym zwymiarowaniem skorupy i więźby. Rozwiązaniem tego problemu może być zastosowanie nowoczesnych metod pomiaru wykorzystujących skaner 3D wraz z odpowiednim oprogramowaniem. Taki sposób znacząco zmniejsza błędy pomiarów oraz pozwala na ich dokonywanie w dowolnych punktach skorupy hełmu i makiety głowy. Skaner 3D umożliwia także cyfrowy zapis trójwymiarowego obrazu głowy człowieka i wykorzystanie go podczas indywidualnego dopasowania lub projektowania sprzętu ochrony głowy. Otrzymane obrazy dają możliwość przeprowadzenia weryfikacji kompatybilności współpracujących z hełmem innych środków ochrony indywidualnej np.: osłon oczu i twarzy czy ochronników słuchu oraz umożliwiają ocenę przestrzeni podhełmowej będącej warunkiem uzyskania odpowiedniego komfortu cieplnego. Stanowisko pomiarowe wyposażone w skaner 3D wraz ze specjalistycznym oprogramowaniem zostało uruchomione w Zakładzie Ochron Osobistych CIOP-PIB. Głównym elementem tego stanowiska jest skaner ScanBright firmy SmartTech3D wraz z oprogramowaniem SmartTech3Dmeasure. Aplikacja ta steruje procesem pomiarowym i umożliwia dalsze przetwarzanie wyników oraz ich eksport do popularnych programów graficznych (3DMax, Maya, itp.) bądź inżynierskich (ProEngineer, CATIA, itp.). Skaner wykorzystuje białe światło strukturalne i pozwala na skanowanie obiektów w szerokiej gamie kolorystycznej oraz gabarytowej. W zastosowanej metodzie badania przedmioty wykonane z tworzyw przezroczystych oraz w kolorze czarnym są wstępnie przygotowywane do skanowania poprzez np. pomalowanie lub naniesienia cienkiej warstwy kredy w aerozolu lub podobnej substancji. Skomplikowane cechy geometryczne tj. głębokie wnęki, głębokie otwory, które generują błędy w uzyskiwanej 1

chmurze punktów są naprawiane za pomocą specjalistycznego oprogramowania SmartTech3Dmeasure. Stanowisko badawcze do pomiarów stacjonarnych składa się ze skanera, ruchomej głowicy i statywu. Kolejnymi elementami jest nieruchoma podstawa, obrotowy stolik, na których można umieścić skanowany obiekt oraz platforma jezdna (rys. 1 A i B). skaner platforma jezdna komputer sterujący nieruchoma podstawa Tor jazdy platformy skanowany obiekt Rys. 1A. Schemat stanowiska do wyznaczania parametrów konstrukcyjnych hełmów. Widok z góry. skaner komputer sterujący skanowany obiekt nieruchoma podstawa platforma jezdna Rys. 1B. Schemat stanowiska do wyznaczania parametrów konstrukcyjnych hełmów. Widok z boku. 2

Skaner ScanBright firmy SmartTech3D (rys. 2) składa się z kamery i projektora w postaci rzutnika multimedialnego. Całością steruje moduł elektroniczny z odpowiednim oprogramowaniem. Wszystkie elementy umieszczone są na listwie montażowej. Taki sposób budowy daje możliwość zmiany kalibracji skanera, a przez to możliwości skanowania obiektów o różnej objętości i pozostających w różnej odległości od niego. kamera moduł sterujący pracą kamery projektor listwa montażowa głowica mocująca Rys 2. Zewnętrzny widok skaner 3D Sposób montażu skanera 3D i komputera umożliwia zmianę ich położenia kątowego i wysokości w stosunku do osi stanowiska. Dzięki temu możliwe jest dostosowanie całości do gabarytów i odległości od skanowanego obiektu. Stanowisko pomiarowe w pierwszym rzędzie umożliwia zwymiarowanie podstawowych parametrów konstrukcyjnych hemów ochronnych. W tym celu skanowana jest powierzchnia skorupy hełmu oraz odpowiednia makieta głowy. Otrzymany model makiety z założonym hełmem ochronnym (rys. 3) po odpowiedniej obróbce cyfrowej eksportowany jest do programu Leios2, w którym wybrane parametry wyznacza się jako odległości pomiędzy równoległymi do siebie płaszczyznami. Z wykorzystaniem stanowiska wykonywane są pomiary wszystkich parametrów konstrukcyjnych przemysłowych hełmów ochronnych takich jak: wysokość noszenia, zewnętrzna odległość pionowa, wewnętrzna odległość pionowa, wewnętrzny prześwit pionowy, odległość pozioma. 3

Aparatura pomiarowa wykorzystująca skaner 3D może zostać użyta do pomiarów, które do tej pory nie były wykonywane metodami klasycznymi. Możliwe jest wykonanie skanów głów ludzkich i przy ich pomocy indywidualne projektowanie wewnętrznych elementów dystansowych i amortyzacyjnych w sprzęcie wymagającym dokładnego, indywidualnego dopasowania np. hełmach sportowych, wojskowych, itp. Dzięki temu zwiększa nie tylko bezpieczeństwo użytkowania ale także komfort użytkowania wyrobu. Jest to szczególnie ważne dla użytkowników, dla których niezbędne jest korzystanie z kasku ochronnego przez wiele godzin. Ponadto istnieje możliwość takiego dopasowania wyposażenia wewnętrznego (np. systemu komunikacji) aby nie powodował on urazów podczas uderzenia w głowę. Rys. 3. Widok hełmu i okularów ochronnych na głowie człowieka. Stanowisko pomiarowe ze skanerem 3D umożliwia także oceną odkształceń skorupy hełmu pod wpływem obciążeń cieplnych i mechanicznych. Stanowiska do badań parametrów geometrycznych hełmów wykorzystujące klasyczne przymiary liniowe nie pozwalają na ocenę wielkości odkształceń skorupy na całej jej powierzchni. Pomiary takie mogą być wykonane tylko z wykorzystaniem obrazowania 3D. W tym celu skanowaniu podlega hełm ochronny przed i po badaniach cieplnych z użyciem np. palnika lub rozprysków stopionego metalu, a uzyskane obrazy łączy się i wykonuje przekroje w określonych płaszczyznach (rys. 4 A i B). Posiadane przez CIOP-PIB stanowisko pomiarowe wykorzystujące skaner 3D pozwala na znaczne usprawnienie procesu tworzenia cyfrowego modelu obiektu rzeczywistego. Poza możliwością pomiarów parametrów konstrukcyjnych hełmów ochronnych umożliwia projektowanie i dopasowanie sprzętu ochronnego do indywidualnych wymagań użytkownika. 4

widoczne odkształcenie Rys. 4. A - płaszczyzny przekrojów hełmu ochronnego po badaniach cieplnych, B - porównanie odkształceń skorupy przed i po badaniu cieplnym płaszczyźnie nr 2. Zastosowany sprzęt umożliwia także weryfikację kompatybilności współpracujących z hełmem ochronnym innych środków ochrony indywidualnej np.: osłon oczu i twarzy czy ochronników słuchu oraz ocenę przestrzeni podhełmowej będącej warunkiem uzyskania komfortu cieplnego. Stanowisko daje możliwość prowadzenia pomiarów i wizualizacji odkształceń skorupy hełmu powstałych pod wpływem działania punktowych źródeł ciepła i rozprysków stopionego metalu. Zastosowanie skanowania 3D pozwala na uzyskanie precyzyjnych wyników w każdej płaszczyźnie oraz ocenę stopnia zagrożenia dla człowieka. Poza wyszczególnionymi powyżej parametrami stanowisko badawcze umożliwia: skanowania obiektów stałych o objętości do ok. 100 litrów oraz fragmentów ciała człowieka, skanowania przedmiotów posiadających różne barwy, stan powierzchni i skomplikowane kształty, wykonania pomiarów stacjonarnych, tzn. nieruchomy obiekt i nieruchomy skaner jak i pomiarów sekwencyjnych, tzn. nieruchomy obiekt i ruchomy skaner lub odwrotnie. Opracowano na podstawie wyników III etapu programu wieloletniego pn. Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy", sfinansowanego w latach 2014-2016 w zakresie zadań służb państwowych przez Ministerstwo Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej. Koordynator programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy-Państwowy Instytut Badawczy. Zadanie nr 3.Z.14 pn. Opracowanie stanowisk i metod badań przestrzennych parametrów konstrukcyjnych hełmów dla potrzeb oceny ich właściwości ochronnych oraz projektowania z uwzględnieniem indywidualnych cech użytkowników 5