CN112618156B - 一种近眼显示模块、焊接面罩、焊接系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接面罩技术领域，尤其涉及一种近眼显示模块，包括与帽带前端连接的固定基座、与固定基座连接的成像模块壳体，其底部具有成像镜片且内部具有投影组件，投影组件用于投射滤光片工作状态的数字及图形信息，投影组件还可以显示与之通信的焊机等设备工作状态的数字及图形信息。投影组件朝向成像镜片投射影像设置且处于佩戴者一只眼睛的观察范围内。本发明通过将近眼显示模块固定在帽带上的结构，能够使得操作者清楚的看到所需的调节的参数及操作参数，由于近眼显示模块的占用面积小，减少了对操作者视线的影响。本发明还请求保护焊接面罩、系统及其控制方法，且焊接系统的焊机还可以是切割机、打磨机等机械加工设备。

Description

一种近眼显示模块、焊接面罩、焊接系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种近眼显示模块、焊接面罩、焊接系统及其控制方法。

背景技术

焊接面罩是指在焊接作业中起到保护作业人员安全的工具，具有眼睛保护、面部防护和呼吸防护的功能；随着自动化技术的发展，近年来已经发展出了配备有自动变光过滤器自动变光焊接面罩，其原理为在焊接起弧之前自动变光滤光器的液晶面板为透明的，在起弧的瞬间液晶面板转变为不透明状态，然而这种自动变光过滤器需要手动调节自动变光滤光器的灵敏度、遮光号、延迟时间等，在调节时需要反复取下/佩戴面罩，给操作者带来不便。

为了解决上述问题，现有技术中公开了一种将调节参数直接投屏到液晶面板上的抬头显示面罩，其在面罩上设置了一个透光保护片，然后抬头显示器将操作参数投放至保护片上，佩戴者在带着面罩时可以从透光保护片上直接看到相关参数，从而无需将面罩反复取下/佩戴。

然而发明人在实施上述实施例时发现上述技术方案时存在影响佩戴者焊接视线观察的问题，由于透光保护片本身对光线具有一定影响，使得进入面罩内的光线变暗，而且当将参数投屏至透光保护片上时，在外界光线较强时，参数在透光保护片的成像比较难观察清楚，佩戴者需要在光线较昏暗的情况下才能观察清楚；而且参数的显示也影响了佩戴者的焊接操作；

鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种近眼显示模块、焊接面罩、焊接系统及其控制方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种近眼显示模块、焊接面罩、焊接系统及其控制方法，减少焊接时调节参数时对操作者视线的影响。

为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种近眼显示模块，包括：

固定基座，与帽带前端连接，且当操作者佩戴帽带时，所述固定基座处于佩戴者的其中一个眉心位置处；

成像模块壳体，所述成像模块壳体与所述固定基座连接，所述成像模块壳体底部具有成像镜片，所述成像模块壳体内部具有投影组件，所述投影组件用于投射滤光片工作状态以及焊机操作参数的文字及图形信息，所述投影组件朝向所述成像镜片投射影像设置，所述成像镜片倾斜设置，且处于佩戴者至少一只眼睛的观察范围内；

所述成像模块壳体朝向滤光片的正投影面积小于滤光片显示区域面积的四分之一。

进一步地，还包括连接组件，所述连接组件一端与所述固定基座连接，另一端与所述成像模块壳体连接；

所述连接组件包括连接杆，所述连接杆底部具有球形接触面，所述连接杆底部与所述成像模块壳体球铰连接。

进一步地，所述连接组件还包括侧向旋转组件，所述连接杆的顶部与所述侧向旋转组件连接，所述连接杆在所述侧向旋转组件的转动角度至少具有第一状态和第二状态，所述连接杆旋转的第一状态与所述固定基座的长度方向垂直，所述连接杆旋转的第二状态与所述固定基座的长度方向平行设置。

进一步地，所述连接组件还包括俯仰旋转结构，所述俯仰旋转结构一端固定在所述固定基座上，另一端与所述侧向旋转组件铰接，且铰接的轴向与所述固定基座的长度方向平行设置。

本发明另一方面还提供了一种焊接面罩，包括：

面罩壳体；

变光滤光片，固定在所述面罩壳体上，用于焊接时色号、灵敏度以及延时的调整；

帽带结构，与所述面罩壳体转动连接，用于佩戴；

上述近眼显示模块，固定在所述帽带结构的前端；

控制组件，固定在所述面罩壳体外侧，且与所述变光滤光片以及所述近眼显示模块通讯连接；

其中，所述近眼显示模块用于显示所述变光滤光片的工作状态以及焊机的操作参数，所述控制组件还包括控制电路、与控制电路连接的电源、控制旋钮以及通讯模块，所述通讯模块与所述控制电路连接，并且与所述近眼显示模块和变光滤光片通讯连接，所述控制旋钮用于控制所述变光滤光片和近眼显示模块的显示状态。

进一步地，所述通讯模块通过有线和/或无线连接的方式与所述近眼显示模块通讯，所述通讯模块与所述变光滤光片通过有线和/或无线连接方式通讯。

进一步地，所述通讯模块与所述变光滤光片无线通讯连接，所述近眼显示模块与所述控制组件有线连接；

或者，所述通讯模块与所述变光滤光片、近眼显示模块均采用无线通讯。

本发明另一方面还提供了一种焊接系统，包括焊机和上述焊接面罩，其中：

所述焊机上具有焊接控制电路和无线连接模块，所述无线连接模块与所述焊接面罩通讯连接，用以接收所述焊接面罩发送的控制信息并控制所述焊机的工作参数。

进一步地，所述焊机可替换为切割机或者打磨机，以应用在切割或者打磨作业中。

本发明另一方面还提供了上述焊接系统的控制方法，该方法通过按压控制旋钮时间长度实现对操作对象的切换，通过转动旋钮实现对控制参数的调节。

本发明的有益效果为：本发明通过将近眼显示模块固定在帽带上的结构，能够使得操作者清楚的看到调节的参数及操作参数，而且由于近眼显示模块的占用面积小，不影响佩戴者的操作视线，与现有技术相比，减少了焊接时调节参数时对操作者视线的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中近眼显示模块的结构示意图；

图2为本发明实施例中近眼显示模块的爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例中成像模块壳体处于第一状态时的结构示意图；

图4为本发明实施例中成像模块壳体处于第二状态时的结构示意图；

图5为本发明实施例中焊接面罩的结构示意图；

图6为本发明实施例中焊接面罩的爆炸结构示意图；

图7为本发明实施例中控制组件的爆炸结构示意图；

图8为本发明实施例中控制组件有线连接的连接结构示意图；

图9为本发明实施例中控制组件无线连接的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图4所示的近眼显示模块，固定于帽带结构上，包括固定基座110和成像模块壳体120，其中：

固定基座110与帽带前端连接，且当操作者佩戴帽带时，固定基座110处于佩戴者的其中一个眉心位置处；通过将固定基座110设置在佩戴者一只眼睛上侧，便于操作者看清显示的内容，而且占用空间小，对面罩的整体体积影响不大。这里需要指出的是，眉心位置是指在帽带结构水平放置时，处于帽带前端的左半侧的中间位置或者右半侧的中间位置处；

成像模块壳体120与固定基座110连接，成像模块壳体120底部具有成像镜片121，成像模块壳体120内部具有投影组件122，投影组件122用于投射滤光片工作状态以及焊机操作参数，投影组件122朝向成像镜片121投射影像设置，成像镜片121倾斜设置，且处于佩戴者至少一只眼睛的观察范围内；这里需要指出的是，倾斜设置是指在成像模块竖直放置时，成像镜片121朝向帽带结构的中心位置且往下倾斜设置，以便于佩戴者眼睛的观察；

成像模块壳体120朝向滤光片的正投影面积小于滤光片显示区域面积的四分之一。这里需要指出的是，由于现有技术中视频显示技术的成熟，使得投影组件122的体积做的越来越小，通过投影组件122体积的变小，可以实现近眼显示模块的体积的变小，从而减小近眼显示模块对滤光片的视觉影像，通过一只眼睛改变视觉方向观察近眼显示模块，在需要焊接或者其他参数调整时，由于近眼显示模块并没有完全遮挡靠近近眼显示模块处眼睛的视线，佩戴者观察滤光片时，同样可以实现双眼观察，从而减小了现有技术中的透光片对滤光片的视觉影响。

在上述实施例中，通过近眼显示模块固定在帽带上的结构，能够使得操作者清楚的看到调节的参数及操作参数，而且由于近眼显示模块的占用面积小，不影响佩戴者的操作视线，与现有技术相比，减少了焊接时调节参数时对操作者视线的影响。

为了便于不同的佩戴者调节与成像镜片121之间的角度，还包括连接组件130，连接组件130一端与固定基座110连接，另一端与成像模块壳体120连接；

连接组件130包括连接杆131，连接杆131底部具有球形接触面，连接杆131底部与成像模块壳体120球铰连接。通过球铰连接的方式，可以任意角度调整成像镜片121，从而使得佩戴者观察的角度更加舒适。

本发明另一方面还对成像模块壳体120设计了一种收纳结构，如图2和图3所示，当不使用成像模块壳体120时，可以旋转成像模块壳体120至与固定基座110平行的角度，具体的，连接组件130还包括侧向旋转组件132，连接杆131的顶部与侧向旋转组件132连接，连接杆131在侧向旋转组件132的转动角度至少具有第一状态和第二状态，且连接杆131旋转的第一状态与固定基座110的长度方向垂直，连接杆131旋转的第二状态与固定基座110的长度方向平行设置。通过上述设置可以进一步避免成像模块壳体120对视线的影响，当连接杆131处于第二状态时，即与固定基座110平行时，操作者不受到其他任何影响，减少了操作时对视线的影响；另一方面还对成像镜片121形成了一种保护，防止成像镜片121受到损伤。作为上述实施例中的优选，在本发明实施例中，连接杆131的转动角度为90-100度，通过合理的限位防止过度旋转，也便于连接杆131的转动时的定位。

为了进一步提高成像模块壳体120的适应性，在本发明实施例中，如图1所示，连接组件130还包括俯仰旋转结构133，俯仰旋转结构133一端固定在固定基座110上，另一端与侧向旋转组件132铰接，且铰接的轴向与固定基座110的长度方向平行设置。通过俯仰角的设置，可以调节成像镜片121与佩戴者之间的距离和俯仰角度，使得不同佩戴者佩戴时可以调节其处于最适合的观察角度。

如图5至图7所示，本发明还提供一种焊接面罩，包括上述近眼显示模块100、帽带结构200、面罩壳体300、变光滤光片400和控制组件500，其中：

面罩壳体300为焊接面罩的主体部分，用于对佩戴者防护以及固定变光滤光片400、与帽带结构200连接和固定控制组件500；

变光滤光片400固定在面罩壳体300上，用于焊接时色号、灵敏度以及延时的调整；

帽带结构200与面罩壳体300转动连接，用于佩戴；

近眼显示模块100，固定在帽带结构200的前端；

控制组件500，固定在面罩壳体300外侧，且与变光滤光片400以及近眼显示模块100通讯连接；

其中，近眼显示模块100用于显示变光滤光片400的工作状态以及焊机的操作参数的文字及图形信息，控制组件500还包括控制电路510、与控制电路510连接的电源520、控制旋钮530以及通讯模块540，通讯模块540与控制电路510连接，并且与近眼显示模块100和变光滤光片400通讯连接，控制旋钮530用于控制变光滤光片400和近眼显示模块100的显示状态。

在具体进行焊接时，通过控制组件500上的控制旋钮530实现对变光滤光片400上参数的调整以及对近眼显示模块100控制，从而使得佩戴者无需摘下面罩进行近眼显示的操作，而且该操作也不会影响正常焊接工作的视线。

在本发明实施例中，通讯模块540通过有线和/或无线连接的方式与近眼显示模块100通讯，通讯模块540与变光滤光片400通过有线和/或无线连接方式通讯。通过有线连接的方式可以保证数据传输的稳定性，通过无线连接的方式可以减少对于传输线的布设，本领域技术人员可以任意实现上述功能的组合。在本发明实施例中提了两种优选的连接方式，如图8中所示的无线连接以及如图9中所示的与近眼显示模块100有线连接与变光滤光片400有线连接的方式。

本发明实施例还提供一种如图8和图9中所示的焊接系统，包括焊机和上述焊接面罩，其中：

焊机上具有焊接控制电路和无线连接模块，无线连接模块与焊接面罩通讯连接，用以接收焊接面罩发送的控制信息并控制焊机的工作参数。

在具体工作时，该方法通过按压控制旋钮时间长度实现对操作对象的切换，通过转动旋钮实现对控制参数的调节。例如在焊接面罩佩戴好的情况下，通过长按控制组件上的控制旋钮可以实现对滤光片/焊机的切换，即可以实现操作对象的切换。可以通过短按控制旋钮实现对滤光片中的工作状态的切换，即切换焊接模式，进入到具体的操作菜单后可以通过旋钮的转动实现操作参数的变化。例如：可以通过长按旋钮5秒切换进入对滤光片的操作，短按2秒实现滤光片的焊接模式的切换，短按0.5秒进入色号的调节，旋动旋钮可以调节滤光片所处的色号。

这里需要指出的是，本发明的近眼显示模块以及焊接系统还可以应用在切割和打磨等机械加工技术领域，即将本发明实施例中的切割机替换为切割机或者打磨机即可。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种焊接面罩，其特征在于，包括：

面罩壳体；

变光滤光片，固定在所述面罩壳体上，用于进行焊接工作时色号、灵敏度以及延时的调整；

帽带结构，与所述面罩壳体转动连接，用于佩戴；

近眼显示模块，固定在所述帽带结构的前端；

控制组件，固定在所述面罩壳体外侧，且与所述变光滤光片以及所述近眼显示模块通讯连接；

其中，所述近眼显示模块包括固定基座，与帽带结构前端连接，且当操作者佩戴帽带结构时，所述固定基座处于佩戴者的其中一个眉心位置处；

成像模块壳体，所述成像模块壳体与所述固定基座连接，所述成像模块壳体底部具有成像镜片，所述成像模块壳体内部具有投影组件，所述投影组件用于投射滤光片工作状态以及焊机操作参数的文字及图形信息，所述投影组件朝向所述成像镜片投射影像设置，所述成像镜片倾斜设置，且处于佩戴者至少一只眼睛的观察范围内；

所述成像模块壳体朝向滤光片的正投影面积小于滤光片显示区域面积的四分之一，以减小焊接调节参数时对操作者操作视线的影响；

所述近眼显示模块用于显示所述变光滤光片的工作状态以及焊机的操作参数，所述控制组件还包括控制电路、与控制电路连接的电源、控制旋钮以及通讯模块，所述通讯模块与所述控制电路连接，并且与所述近眼显示模块和变光滤光片通讯连接，所述控制旋钮用于控制所述变光滤光片和近眼显示模块的显示状态。

2.根据权利要求1所述的焊接面罩，其特征在于，还包括连接组件，所述连接组件一端与所述固定基座连接，另一端与所述成像模块壳体连接；

所述连接组件包括连接杆，所述连接杆底部具有球形接触面，所述连接杆底部与所述成像模块壳体球铰连接。

3.根据权利要求2所述的焊接面罩，其特征在于，所述连接组件还包括侧向旋转组件，所述连接杆的顶部与所述侧向旋转组件连接，所述连接杆在所述侧向旋转组件的转动角度至少具有第一状态和第二状态，所述连接杆旋转的第一状态与所述固定基座的长度方向垂直，所述连接杆旋转的第二状态与所述固定基座的长度方向平行设置。

4.根据权利要求3所述的焊接面罩，其特征在于，所述连接组件还包括俯仰旋转结构，所述俯仰旋转结构一端固定在所述固定基座上，另一端与所述侧向旋转组件铰接，且铰接的轴向与所述固定基座的长度方向平行设置。

5.根据权利要求1所述的焊接面罩，其特征在于，所述通讯模块通过有线和/或无线连接的方式与所述近眼显示模块通讯，所述通讯模块与所述变光滤光片通过有线和/或无线连接方式通讯。

6.根据权利要求1所述的焊接面罩，其特征在于，所述通讯模块与所述变光滤光片无线通讯连接，所述近眼显示模块与所述控制组件有线连接；

或者，所述通讯模块与所述变光滤光片、近眼显示模块均采用无线通讯。

7.一种焊接系统，其特征在于，包括焊机和如权利要求 1至6任一项所述的焊接面罩，其中：

所述焊机上具有控制电路和无线连接模块，所述无线连接模块与所述焊接面罩通讯连接，用以接收所述焊接面罩发送的控制信息并控制所述焊机的工作参数。

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