CN111601075A - 一种ar焊接头盔及焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AR焊接头盔及焊接设备。该焊接头盔可以包括：头盔，头盔上设有显示设备、AR显示机构、控制器、摄像机和第一无线通信设备，控制器与显示设备、AR显示机构、摄像机和第一无线通信设备连接，控制器控制第一无线通信设备传输摄像机拍摄的视频数据，外部设备接收第一无线通信设备发送的摄像机拍摄到的焊接处的工作状态，并将摄像机拍摄到的焊接处的工作状态与焊机工作状态参数、报警信息和提示信息发送至第一无线通信设备中，显示设备和AR显示机构用于对第一无线通信设备接收的数据进行显示，使工作人员在工作时既进行了充分的防护，又能够更好的操作焊机，提高了焊接工作的安全性。

Description

一种AR焊接头盔及焊接设备
技术领域
本发明涉及焊接设备领域，更具体地，涉及一种AR焊接头盔及焊接设备。
背景技术
在手工焊接过程中，操作人员需要持续观察熔池的形态变化，并保持焊接动作的协调配合。佩戴传统焊接头盔对视线遮挡严重，熔池形态观察不清晰、细微动作配合难于精准，操作人员往往需要在很近的距离内观察、施焊，从而增加了对操作人员职业伤害的风险。
在手工焊接过程中，传统焊接头盔仅能为操作人员提供光、热、飞溅、呼吸等防护，但缺乏对焊接过程中电压、电流、送丝速度、焊机状态、冷却效果、焊接速度和保护气流量等关键焊接参数持续、实时的监测显示和告警提示。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是提出一种AR焊接头盔及焊接设备，使焊接工作中能够对焊机参数进行实时监测，以AR图像的形式直观的传递给使用者，并提供警告和提示，使工作人员的工作更加安全。
为实现上述目的，本发明提出了一种AR焊接头盔，包括：
头盔，所述头盔上设有显示设备、AR显示机构、控制器、摄像机和第一无线通信设备；
所述控制器与所述显示设备、AR显示机构、摄像机和第一无线通信设备连接，所述控制器控制第一无线通信设备传输所述摄像机拍摄的视频数据；
所述显示设备和AR显示机构显示所述第一无线通信设备接收的视频信号。
可选的，还包括设于所述头盔上的太阳能电池充电板，所述太阳能电池充电板与所述显示设备和所述控制器连接。
可选的，所述控制器设于电池盒内，所述电池盒设于所述头盔的内侧。
可选的，还包括设于所述电池盒内的可充电式电池组，所述头盔上设有充电端口，所述可充电式电池组与所述控制器和所述充电端口连接。
可选的，还包括设于所述显示设备上的电量显示标尺，所述电量显示标尺与所述可充电式电池组连接。
可选的，还包括设于所述头盔上的弧光感应探头，所述弧光感应探头将获取的光信号转换为电信号输出至所述控制器中。
可选的，还包括显示设备亮度调节钮和AR显示机构亮度调节钮，所述显示设备亮度调节钮和AR显示机构亮度调节钮设于所述头盔上且与所述控制器连接。
可选的，所述AR显示机构包括：AR镜片、AR显示组件和AR镜片翻折开关，所述AR显示组件和所述AR镜片翻折开关设于所述头盔上，所述AR镜片翻折开关与所述AR镜片连接。
可选的，所述显示设备为液晶显示屏。
本发明又提出了一种焊接设备，包括焊接头盔、边缘计算终端、焊机和第二无线通信设备，所述边缘计算终端与焊机和第二无线通信设备连接，所述第二无线通信设备通过无线传输的方式将视频信号传输至所述第一通信设备。
本发明的有益效果在于：第一无线通信设备与外部设备通过无线传输的方式接收与发送数据信号，第一无线通信设备将摄像机拍摄到的焊接处的工作状态传输至外部设备后，外部设备接收第一无线通信设备发送的摄像机拍摄到的焊接处的工作状态，并将摄像机拍摄到的焊接处的工作状态与焊机工作状态参数、报警信息和提示信息发送至第一无线通信设备中，显示设备和AR显示机构用于对第一无线通信设备接收的数据进行显示，使工作人员在工作时既进行了充分的防护，又能够更好的操作焊机，提高了焊接工作的安全性。
本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种AR焊接头盔的结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种AR焊接头盔的液晶屏的结构示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种焊接设备的结构示意图。
图中：2-第二无线通信设备、3-边缘计算终端、4-焊机、5-摄像机、6-第一无线通信设备、7-显示设备亮度调节钮、8-太阳能电池充电板、9-弧光感应探头、10-头盔、11-电池盒、13-充电端口、14-AR显示机构亮度调节钮、15-AR镜片、16-AR显示组件、17-电量显示标尺、18-液晶屏、19-AR镜片翻折开关。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的一种AR焊接头盔，包括：
头盔，头盔上设有显示设备、AR显示机构、控制器、摄像机和第一无线通信设备；
控制器与显示设备、AR显示机构、摄像机和第一无线通信设备连接，控制器控制第一无线通信设备传输摄像机拍摄的视频数据；
显示设备和AR显示机构显示第一无线通信设备接收的视频信号。
第一无线通信设备与外部设备通过无线传输的方式接收与发送数据信号，第一无线通信设备将摄像机拍摄到的焊接处的工作状态传输至外部设备后，外部设备接收第一无线通信设备发送的摄像机拍摄到的焊接处的工作状态，并将摄像机拍摄到的焊接处的工作状态与焊机工作状态参数、报警信息和提示信息发送至第一无线通信设备中，显示设备和AR显示机构用于对第一无线通信设备接收的数据进行显示，使工作人员在工作时既进行了充分的防护，又能够更好的操作焊机，提高了焊接工作的安全性。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种AR焊接头盔的结构示意图，图2示出了根据本发明的一个实施例的一种AR焊接头盔的液晶屏的结构示意图，图3示出了根据本发明的一个实施例的一种焊接设备的结构示意图。
实施例：
请参阅图1-图2，一种AR焊接头盔，包括：
头盔10，头盔10上设有显示设备、AR显示机构、控制器、摄像机5和第一无线通信设备6，头盔10采用采用半开放式的四面防护设计，摄像机5用于同步拍摄手工焊接场景的操作过程与熔池形态；
控制器与显示设备、AR显示机构、摄像机5和第一无线通信设备6连接，控制器控制第一无线通信设备6传输摄像机5拍摄的视频数据；
显示设备和AR显示机构显示第一无线通信设备6接收的视频信号，AR显示机构用于显示外部设备传入至第一无线通信设备6的经影像识别处理后的焊枪、焊丝、焊缝轮廓线条影像，显示设备用于显示从外部设备传入至第一无线通信设备6的经处理后的手工焊操作过程、熔池形态等视频影像，以及焊接参数数据、焊接设备状态等图文信息。
具体而言，焊接设备还包括设于头盔10上的太阳能电池充电板8，太阳能电池充电板8与显示设备和控制器连接。
具体而言，控制器设于电池盒11内，电池盒11设于头盔10的内侧。
具体而言，焊接设备还包括设于电池盒11内的可充电式电池组，头盔10上设有充电端口12，可充电式电池组与控制器和充电端口12连接，其中充电端口为USB充电端口。
具体而言，焊接设备还包括设于显示设备上的电量显示标尺17，电量显示标尺17与可充电式电池组连接。
具体而言，焊接设备还包括设于头盔10上的弧光感应探头9，弧光感应探头9将获取的光信号转换为电信号输出至控制器中。
具体而言，焊接设备还包括显示设备亮度调节钮7和AR显示机构亮度调节钮14，显示设备亮度调节钮7和AR显示机构亮度调节钮14设于头盔10上且与控制器连接，显示设备亮度调节钮7可以控制显示设备的亮度和开闭，AR显示机构亮度调节钮14可以控制AR显示机构的亮度和开闭。
具体而言，AR显示机构包括：AR镜片15、AR显示组件16和AR镜片翻折开关19，AR显示组件16和AR镜片翻折开关19设于头盔10上，AR镜片翻折开关19与AR镜片15连接，通过AR镜片翻折开关19可以使AR镜片15在头盔10内转动，从而实现折叠的功能，并且AR显示机构为两组。
具体而言，显示设备为液晶显示屏。
请参阅图3，一种焊接设备，包括焊接头盔、边缘计算终端3、焊机4和第二无线通信设备2，边缘计算终端3与焊机4和第二无线通信设备2连接，第二无线通信设备2通过无线传输的方式将视频信号传输至第一通信设备。
本装置的具体工作原理如下：
头盔10内部、两侧均安装有可充电式电池盒11，其中一侧仅内置有延长头盔10待机时间所需的可充电式电池组，另一侧内置集成有控制器、可充电式电池组；控制器及电路主要功能包括：1.实现焊接头盔第一无线通信设备6与边缘计算终端3的第二无线通信设备2之间数据通信链路的建立和保持，提供高速双向数据交换能力；2.采集摄像机5所拍摄的视频数据流，并经过数据通信链路发送至边缘计算终端3进行处理；3.通过第一无线通信设备6接收边缘计算终端3发送的嵌入有焊接参数数据、焊接设备状态等图文信息的视频显示信号，以及经影像识别处理后的焊枪、焊丝、焊缝轮廓线条影像，分别在液晶屏18和AR镜片15上同步显示；4.实时侦测弧光感应探头9的感光信号，当光强超出阈值(表示焊接开始)后自动调节液晶屏18和AR镜片15的显示亮度与对比度，当光强低于阈值(表示焊接结束)后逐渐恢复液晶屏18和AR镜片15显示亮度与对比度，并可配合液晶屏18亮度调节钮及和AR镜片15亮度调节钮手动调节；5.提供头盔10的统一供电管理，整合两组可充电式电池组、充电端口12、太阳能电池充电板8的分布式充/放电调度，并可通过液晶屏18下方的电量显示标尺17提示剩余电量，头盔10日常维护时可通过充电端口12充电。
AR焊接头盔在未开机状态下，液晶屏18和AR镜片15均不显示任何影像；通过液晶屏18亮度调节钮开启焊接头盔，摄像机5随即开始拍摄，液晶屏18点亮并显示摄像机5所拍摄的经焊接边缘计算终端3处理过的实时画面；通过AR镜片15亮度调节钮可开启AR镜片15，在未开启或开启且未焊接状态下AR镜片15保持透明可见，在开启且焊接状态下AR镜片15显示经焊接边缘计算终端3影像识别处理后的焊枪、焊丝、焊缝轮廓线条影像；
液晶屏18和AR镜片15均已开启后，当开始焊接操作时，弧光感应探头9探测到光强超出阈值后，头盔10自动调节液晶屏18和AR镜片15的显示亮度与对比度，液晶屏18显示经处理后的手工焊操作过程、熔池形态等视频影像，以及焊接参数数据、焊接设备状态等图文信息，AR镜片15动态显示经影像识别处理后的焊枪、焊丝、焊缝轮廓线条影像；当结束焊接操作时，弧光感应探头9探测到光强低于阈值后，液晶屏18自动延时恢复显示亮度与对比度，并正常显示摄像机5所拍摄的实时画面，AR镜片15自动延时恢复透明可见状态；
AR焊接头盔与焊接边缘计算终端3配合使用，边缘计算终端3通过无线数据通信模块连接焊接头盔，实时接收、解算、处理视频影像信息，并将最终视频显示信号和AR轮廓线条影像回送至焊接头盔；边缘计算终端3通过专用电缆连接焊机4，实时采集焊接设备在施焊过程中实测的电压、电流、送丝速度、焊机4工况、冷却效果、焊接速度和保护气流量等关键焊接参数，并向焊接头盔实时发送关键焊接参数数据、超阈值警告、焊接设备状态等图文信息。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种AR焊接头盔，其特征在于，包括：
头盔，所述头盔上设有显示设备、AR显示机构、控制器、摄像机和第一无线通信设备；
所述控制器与所述显示设备、AR显示机构、摄像机和第一无线通信设备连接，所述控制器控制第一无线通信设备传输所述摄像机拍摄的视频数据；
所述显示设备和AR显示机构显示所述第一无线通信设备接收的视频信号。
2.根据权利要求1所述的AR焊接头盔，其特征在于，还包括设于所述头盔上的太阳能电池充电板，所述太阳能电池充电板与所述显示设备和所述控制器连接。
3.根据权利要求1所述的AR焊接头盔，其特征在于，所述控制器设于电池盒内，所述电池盒设于所述头盔的内侧。
4.根据权利要求3所述的AR焊接头盔，其特征在于，还包括设于所述电池盒内的可充电式电池组，所述头盔上设有充电端口，所述可充电式电池组与所述控制器和所述充电端口连接。
5.根据权利要求1所述的AR焊接头盔，其特征在于，还包括设于所述显示设备上的电量显示标尺，所述电量显示标尺与所述可充电式电池组连接。
6.根据权利要求1所述的AR焊接头盔，其特征在于，还包括设于所述头盔上的弧光感应探头，所述弧光感应探头将获取的光信号转换为电信号输出至所述控制器中。
7.根据权利要求1所述的AR焊接头盔，其特征在于，还包括显示设备亮度调节钮和AR显示机构亮度调节钮，所述显示设备亮度调节钮和AR显示机构亮度调节钮设于所述头盔上且与所述控制器连接。
8.根据权利要求1所述的AR焊接头盔，其特征在于，所述AR显示机构包括：AR镜片、AR显示组件和AR镜片翻折开关，所述AR显示组件和所述AR镜片翻折开关设于所述头盔上，所述AR镜片翻折开关与所述AR镜片连接。
9.根据权利要求1所述的AR焊接头盔，其特征在于，所述显示设备为液晶显示屏。
10.一种焊接设备，其特征在于，包括权利要求1至权利要求9中任一项权利要求所述的焊接头盔、边缘计算终端、焊机和第二无线通信设备，所述边缘计算终端与焊机和第二无线通信设备连接，所述第二无线通信设备通过无线传输的方式将视频信号传输至所述第一通信设备。
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