CN105266956A - 自动调暗焊接头盔 - Google Patents

Abstract

一种例如为焊接头盔的自动调暗眼睛保护设置，其包括外部设置的组合的按钮及旋转开关，其与控制电路连接。镜片控制设置显示器设置在设备的内部上，并在镜片处于较低操作位置时处于用户的视线范围内。佩戴庞大手部保护，例如焊接套或者焊接手套的用户可对外部设置的结合按钮以及旋转开关操作来选择并调节控制参数。用户可在镜片处于较低操作位置时的调节过程中在显示器上监控控制镜片控制参数的调节水平。

Description

自动调暗焊接头盔

技术领域

本发明涉及一种自动调暗焊接头盔，尤其涉及一种直观的控制系统，用于在使用自动调暗焊接头盔期间，调节自动调暗镜片的多个控制参数。

背景技术

焊接头盔保护用户的眼睛和皮肤免受火花以及潜在视觉伤害性紫外线和红外线。传统的焊接头盔包括具有玻璃镜片的固定遮挡物，该遮挡物一直都是保持黑暗的。然而，传统的焊接头盔难以使用，因为用户需要频繁地提起该头盔，以检查焊接件的焊接点和/或其它工件并设定其要焊接的位置，随后再次放下头盔来进行焊接。这种重复的运动会引起颈部紧张并使用户快速疲劳。

更先进的自动调暗头盔包括可变化的控制，该可变化的控制通过在保护性镜片中装入快速改变液晶显示器LCD元件来调节保护镜片的遮光。自动调暗头盔包括一个或多个光传感器，并设置为快速调暗到预选择的遮挡。因为当该头盔处于更低位置时用户可清楚地看到，因此自动调暗头盔使得用户在不需要提起头盔的情况下检查并建立焊接点处的焊接。通过减少令人疲惫的头盔调节、允许实现更连续的工作，这增强了用户的舒适度，提高了生产率。

当前，可用的自动调暗焊接头盔可配置为具有用于在遮挡范围之间切换的可调节设置。这允许用户基于特定的应用来调节保护镜片的遮光。例如，更高遮光水平可适用于以高电流设置或例如钨极惰性电极(TIG)的焊接过程中焊接厚的材料。另一方面，更低的遮光水平可更适用于低电流焊接，例如金属惰性气体(MIG)焊接或等离子弧或氧气乙炔气割，以确保工件的足够可见性，从而控制弧并判断合适的进行速率。

当前，可用的自动调暗焊接头盔还可设置有可调节的延迟控制，来延长或缩短头盔在完成焊接之后返回到特定遮光水平的时间量。约0.5秒的相对短的延迟设置可适用于当焊接持续时间短时允许用户在焊点之间快速移动，例如在点焊接操作期间。约2秒钟的相对长的延迟可适用于在厚的材料上进行长的焊接，以便能够维持高遮光水平，从而保护用户免于看见更大、更热的焊点，直至其冷却。

当前的可用自动调暗焊接头盔还可设有可调节的敏感度功能，以基于焊接环境的环境光条件来调节镜片开关触发器。例如，当在外部焊接时，更适用于调节至更高的设置，以便镜片来感应起弧。当在较暗的区域进行焊接时，更适用于降低敏感性调节，以令外部光源的对镜片的无意触发最小化。

某些当前的自动调暗焊接头盔可包括控制输入装置的结合，例如旋钮，拨号盘以及按钮，以例如对遮挡、延迟以及敏感度进行调节。可用的自动调暗头盔可包括外部或内部控制。外部控制使得在头盔被用户佩戴时进行某些调节。然而，当前的可用头盔在用户以更低的操作状态来佩戴头盔时，不允许用户看见由外部控制正在调节的控制水平的指示。因此，用户并没有提供反馈，以指示在头盔处于较低调节状态时的调节水平，或没有提供当这些控制旋钮不在用户视线范围内时的每个控制旋钮是什么的直接指示。此外，一些具有外部控制的某些焊接头盔，对于佩戴着笨重的用户手套的用户来说，是难以或不可能操作的。

某些可用的自动调暗焊接头盔包括位于头盔内部的内部控制，该内部控制只能通过移开头盔才能操作。当该头盔正被用于焊接操作时，其头盔一般不能进行调节。其它现有的已知的自动调暗头盔包括内部控制，该内部控制在头盔位于较低操作状态时可能是可够到的，但其无法在该头盔处于用于进行焊接操作的较低操作状态时，使用户看到正在进行调节的控制水平。用户必须基于控制输入的触感和镜片上观察到的控制效果，来估计调节状态。并且，能从外部够得到的内部调节控制件必须非常小，以至于对于佩戴焊接手套的工人进行实际操作来说过小了。因此，前述已知的自动调暗焊接头盔中每一种都需要用户移开该头盔，提起镜片并/或脱掉焊接手套，以精确地调节控制设置。

发明内容

根据本发明的方面，自动调暗焊接头盔包括位于头盔外部的多功能旋钮，该多功能旋钮控制焊接头盔上该自动-调暗镜片的多个调节参数。调节参数的设置水平显示在位于焊接头盔内部的平视显示器上。

具有位于头盔外部的单一旋钮的自动调暗头盔设置为允许用户在多个调节模式之间循环，并在不需要移开头盔或提起自动调暗镜片的情况下调节对于每个选择模式的对应设置。该多功能旋钮与控制电路连接，该控制电路包括位于头盔内部的平视显示器。可朝内按下旋钮以启动多功能旋钮的按钮功能，该按钮可引起不同调节模式之间的控制电路进行循环，以选择自动调暗镜片的控制参数，并实现选择参数的调节。

一旦达到理想参数，便可旋转该多功能旋钮，以调节所选模式的设置（例如，控制遮挡的量以及延迟时间的量）。单一旋钮相对于其它焊接头盔的多个按钮控制来说更加简单，该多个旋钮难以用焊接手套来使用，且该旋钮位于头盔的外部，从而用户可够得到该旋钮并在佩戴头盔的情况下控制相关设置，这和需要移开头盔的具有内部控制的传统焊接头盔不一样。

附图说明

为了便于理解所要保护的主题，现附上实施例的附图，当结合以下说明时，从该附图中可看到所要保护的主题名称，其结构以及操作，以及其优点将变得更容易理解。

图1展示了具有外部控制的传统自动调暗焊接头盔；

图2为用于自动调暗焊接头盔的传统内部控制设备；

图3为根据本发明公开方面的自动调暗焊接头盔；

图4展示了用于根据本发明方面的自动调暗焊接头盔的内部控制状态显示器；

图5为根据本发明方面的用于控制自动调暗焊接头盔系统方块图；

图6为根据本发明方面的用于控制自动调暗焊接头盔的方法的流程图。

应当理解，在此讨论的注解，材料，尺寸以及公差仅仅是建议，使得本领域的技术人员可在本发明的范围内修改这些建议。

具体实施方式

本发明的方面包括不同形式的实施例，这里以附图展示，并进行具体阐明，本发明的优选实施例应当理解为本发明公开的示例原则，并不是用于限制本发明的实施例的较宽范围。

根据本发明公开的方面，自动调暗的眼睛保护设备，例如焊接头盔或焊接护目镜，包括可佩戴镜片支护结构，该镜片支护结构包括外部表面和内部表面。可调节自动调暗滤光镜片与可佩戴镜片支护结构连接。镜片控制电路与可佩戴镜片支护结构以及与镜片连接。结合的按钮和旋转开关与镜片控制电路连接。该结合的按钮和旋转开关包括旋钮部分，所述旋钮部分从该可佩戴镜片支护结构的外部表面向外延伸。镜片控制设置显示器可设置在可佩戴镜片支护结构的内部表面上，并与镜片控制电路连接。根据本发明结构的方面，当镜片处于较低的操作位置时该显示器位于用户的视线范围内。当用户佩戴用于选择和调节镜片控制参数的眼睛保护设备时可操作外部结合的按钮和旋转开关。该开关的大小可促进佩戴庞大的手部保护装置如焊接套或焊接手套的用户的操作。

再看图1，传统自动调暗焊接头盔100的示例包括自动调暗镜片102，该自动调暗镜片102保护用户免受焊接过程中的火花和有害的紫外以及红外光。该头盔100包括用于控制镜片102的遮光水平的第一外部安装旋转调节旋钮104，用于控制镜片102自动调暗功能的延迟时间的第二外部安装的旋转调节旋钮108，以及用于控制自动调暗镜片102的敏感度的第三外部旋转调节旋钮106。该头盔100还包括用于选择该自动调暗镜片的可操作模式的外部安装切换开关112。调节设置标记110和旋钮确认标记114在对应的调节旋钮104，106，108和开关112附近展示。

外部切换开关112和旋转调节旋钮104，106，108位于用户所及的范围内，使得用户可在佩戴头盔且当镜片102位于更低的操作位置时可进行调节。然而，因为用户在佩戴头盔时看不见调节设置标记110或旋钮确定标记112，因此用户在不移开头盔的情况下不可精确地确定水平控制调节或辨识旋钮或开关。此外，因为多个调节旋钮104，106，108位于相互接近之处，佩戴庞大焊接手套的用户不可在不干涉邻近旋钮设置的情况下来调节旋钮。

图2展示了用于自动调暗焊接头盔的传统的内部控制200。在该实施例中，自动调暗镜片216通过三个旋转旋钮204，206，208以及按钮202来控制。调节设置标记210，212，214和旋钮确认标记在对应的调节旋钮204，206,208以及按钮202上的附近展示。在该实施例中，内部控制件200一般不适用于在用户佩戴头盔、且当镜片216位于较低操作状态时进行调节，因为内部安装的旋钮204,206,208和按钮202在没有移开头盔或提起镜片的情况下难以或不可能被够到。此外，内部安装旋钮204,206,208和按钮202的相对较小的尺寸可能不允许佩戴庞大焊接手套的用户进行操作，即使在头盔被移开和/或镜片被提起时进行操作也是困难的。

再看图3，根据本发明的方面的自动调暗焊接头盔300包括用于调节自动调暗镜片304的功能的多功能旋钮302。该自动调暗镜片可包括液晶显示器(LCD)滤光器，其可操作地以传统的方式来增加或降低镜片的遮光水平。当用户佩戴头盔300时，旋钮302位于焊接头盔300的外部，在用户所及范围内。该多功能旋钮302用作用于选择限定要调节的镜片调节参数的模式的瞬时按钮，以及用于根据选择模式调节选择参数水平的旋转开关。根据本发明的方面，旋钮302的大小设置成促进由佩戴焊接手套的用户抓紧以使旋转旋钮302旋转，以及用于由佩戴焊接手套的用户对旋钮302的瞬时按钮功能的启动。

尽管在此使用了术语“旋转开关”，但是其应当理解为旋钮302的旋转功能可启动旋转开关、可变电阻器、旋转编码器或可由可旋转旋钮302操作的任何其它传统旋转控制输入装置，不管在旋钮302转动期间是否有任何开关动作发生。例如，旋钮302可启动电位计，该电位计包括连续的可变化电阻器。在此使用的术语“旋转开关”用于包括不同的传统可转动调节装置，这些调节装置包括可变化电阻器，开关，编码器以及类似物。

尽管在此针对瞬时开关描述了旋钮302的按钮功能，然而应当理解为在替代实施例中可使用其它非瞬时类型的按钮开关的功能，以通过在多个状态之间进行切换来提供模式选择输入，以例如在一套调节模式之间进行循环。

根据本发明的方面，焊接头盔300包括镜片控制调节设置的内部显示器。在图4中，用于自动调暗焊接头盔镜片402的控制设置通过多功能旋钮来控制。内部显示器404指示用于镜片402的一组控制参数的控制设置水平。该显示器404可包括LCD显示器元件，发光二极管(LED)显示器元件或它们的结合。根据本发明的方面，该显示器404位于头盔内，其位置在用户佩戴焊接头盔且镜片402位于较低操作状态时为用户可视的。

显示器404指示镜片控制调节参数406的设置水平408。调节模式指示器409指示了哪个参数选择用于启动旋转开关的调节。该参数406包括例如遮光，敏感性，延迟以及焊接的种类。根据本发明的方面，参数的设置水平408可通过所示的数字水平指示器来指示。

可替代地，可通过图形指示、颜色指示或文本指示来指示设置水平。在图4所展示的实施例中，遮光参数、敏感度参数以及延迟参数的设置水平408显示为数字指标。焊接参数的选择类型显示为文本指标410。根据本发明的方面，内部显示器404可选择地包括电池水平指标412。

再看图5，根据本发明方面的焊接头盔控制电路设置的示例包括以传统方式连接至供电电路510和控制电路502的自动调暗镜片504。该供电电路510包括例如电池的电源。根据本发明的方面，该控制电路502连接至内部显示器512和外部多功能旋钮514。该多功能旋钮514包括按钮模式选择开关516，其并入旋转开关518内，用于调节所选的镜片控制参数。在用户佩戴焊接手套的同时，在多功能旋钮518的操作期间，内部显示器512上可以看见镜片控制参数的状态，包括所选调节模式的实时反馈，以及调节设置。

根据本发明方面的用于控制自动调暗镜片的方法600在图6中展示出来。在方块602处，该方法包括从可佩戴镜片支护结构的外部上的多功能旋钮处接收按钮输入，该可佩戴镜片支护结构例如为焊接头盔或焊接护目镜。在方块604处，该方法包括响应于接收的按钮输入来选择镜片的下一个调节模式。根据本发明的方面，当前的调节模式包括例如遮光，敏感度，延迟以及焊接的种类。

在方块606处，该方法包括响应于选择的下一个调节模式，在位于内部的显示器上显示当前调节模式的指示。在方块608处，该方法包括从多功能旋钮处接收旋转输入，在方块610处，该方法包括响应于接收的旋转输入来选择当前调节模式的调节水平。在方块612处，该方法包括在内部显示器上显示当前调节模式的调节水平的指示。在方块614处，该方法包括调节镜片的设置，以响应于当前调节模式的调节水平。

根据本发明的方面，该方法还包括设置内部显示器，以当镜片位于较低操作位置时指示用户视线范围内的镜片的遮光度、敏感度以及延迟设置的对应当前调节水平。根据本发明的另一方面，该方法还包括设置内部显示器，以指示选自例如切割，焊接，条焊，金属惰性气体（MIG），铝MIG，金属活性气体（MAG），药芯焊丝和钨极惰性气体（TIG）的焊接的当前选择类型。

根据本发明公开的方面，多功能旋钮在被按下时为瞬时类型的操作，其引起控制电路在一组调节模式之间循环，该一组调节模式例如为遮光，敏感度，延迟以及焊接过程类型。该多功能旋钮的旋转功能允许参数水平在例如遮光度，敏感度设置，延迟时间或焊接类型的选择模式中进行调节。

根据本发明的方面，当所公开的自动调暗焊接头盔的镜片处于较低操作位置时，正如在焊接过程中所使用的位置，佩戴头盔的用户可看见选择调节模式的平视显示器以及对应的设置水平。该外部多功能旋钮的内部选择模式以及水平指示结合的操作使得用户在焊接操作过程中不需要提起镜片，移开头盔或移开焊接手套的情况下基于单独的状态来快速准确地对所有控制设置进行调节。

尽管在此所说的方法和设备以焊接头盔实施例的条件下来进行描述，但应当明白本发明的不同方面可在不必具有完成头盔结构的自动调暗眼睛保护设备中实施。例如，焊接护目镜可在护目镜框架部分的外表面上设有多功能旋钮，其中的护目镜包括镜片控制设置显示器，其根据本发明设置在在此所述的框架部分内。因此，在此使用的术语焊接头盔并非限制遮盖用户整个面或头的结构。

在此的术语“连接”或“通信连接”可指代任何物理的，电气的，磁性的或其它连接，直接或间接地在两个部分之间。术语“连接”并非限于两个主体之间的固定直接连接。

在此所述的主题以及附图以非限制的方式来说明。当讨论特定实施例的时，对于本领域的技术人员来说可在不偏离本发明的广阔方面的情况下进行修改。所要保护的实际范围在以下权利要求中进行限定。

Claims (20)

1.眼睛保护设备，包括：

可佩戴镜片支护结构，其具有外表面和内表面；

可调节滤光镜片，其连接至所述可佩戴镜片支护结构；

镜片控制电路，其连接至所述可佩戴镜片支护结构和所述镜片；

组合的按钮及旋转开关，其连接至所述镜片控制电路，该开关包括旋钮部分，所述旋钮部分向外延伸以远离所述外表面；以及

镜片控制设置显示器，其设置在可佩戴镜片支护结构的内表面中，并连接至所述镜片控制电路。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述旋钮部分的直径和旋钮部分的高度制作为适于由佩戴焊接手套的手来进行操作的尺寸。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述旋钮部分具有至少3/4英寸的直径，以及至少1/2英寸的高度。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，当镜片位于接近于可佩戴镜片支护结构的封闭位置上时，所述镜片控制设置显示器被配置在佩戴该设备的用户的视线范围内。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述镜片控制设置显示器被配置在所述镜片的朝内的表面上。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述镜片控制电路被配置为响应来自开关的控制输入而调节镜片的设置。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述镜片控制电路被配置为响应旋钮的操作，致使显示器指示一个或多个镜片控制设置件的调节状态。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制电路被配置为：

响应从开关接收的按钮输入而将镜片的下一调节模式选择为当前调节模式；

在显示器上显示当前调节模式的指示；

响应从开关接收的旋转输入而选择当前调节模式的调节水平；

在显示器上显示当前调节模式的调节水平的指示；以及

调节镜片的设置，以对应于当前调节模式的调节水平。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述当前调节模式选自以下组：遮光、敏感度、延迟以及焊接种类。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述显示器被配置为指示用于镜片的遮光、敏感度以及延迟设置的对应的当前调节水平。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述显示器被配置为指示当前选择的焊接类型，所述焊接类型包括：切割，焊接，条焊，金属惰性气体（MIG），铝MIG，金属活性气体（MAG），药芯焊丝和钨极惰性气体（TIG）。

12.用于控制自动调暗镜片的方法，包括：

从位于可佩戴镜片支护结构的外部上的多功能旋钮接收按钮输入；

响应对按钮输入的接收而将镜片的下一调节模式选择为当前调节模式；

响应对下一调节模式的接收而在内部显示器上显示当前调节模式的指示；

接收来自多功能旋钮的旋转输入；

响应对旋转输入的接收而选择当前调节模式的调节水平；

在内部显示器上显示当前调节模式的调节水平的指示；以及

调节镜片的设置，以对应于当前调节模式的调节水平。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述当前调节模式选自以下组：遮光，敏感度，延迟以及焊接种类。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法包括配置所述内部显示器，以在用户的视线范围内指示镜片的遮光、敏感度以及延迟设置的对应当前调节水平，同时镜片位于较低的操作位置上。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法包括：

配置所述内部显示器，以指示当前选择的焊接类型，所述当前选择的焊接类型包括以下组：切割，焊接，条焊，金属惰性气体（MIG），铝MIG，金属活性气体（MAG），药芯焊丝和钨极惰性气体（TIG）。

16.自动调暗焊接头盔的控制系统，包括：

设置于焊接头盔上的自动调暗镜片；

与所述自动调暗镜片连接的供电电路；

控制电路，其与自动调暗镜片以及与供电电路连接；

显示器，其与控制电路连接，位于该焊接头盔之内，并在该自动调暗镜片位于操作配置时处于佩戴焊接头盔的用户的视线范围内；

多功能旋钮，其与控制电路连接，并位于头盔的外表面上，该多功能旋钮包括用于在自动调暗镜片的调节模式之间循环的按钮功能，以及用于对应于选择的一个调节模式来调节控制参数水平的旋转调节功能。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述供电电路包括电池。

18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制电路还包括：

至少一个处理器，其与多功能旋钮以及与显示器连接；以及

至少一个内存，其与所述至少一个处理器连接。

19.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制电路设置为响应多功能旋钮的按钮功能的启动而在调节模式之间循环。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制电路设置为响应多功能旋钮的旋转根据所选的一个调节模式来调节控制参数的水平。