CN114053023A - 具有自适应面罩装置的智能焊接面罩模块 - Google Patents

Abstract

本文公开了智能面罩模块的示例，这些智能面罩模块可以附连到传统焊接面罩上。在一些示例中，智能面罩模块可以包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置为检测是否正在发生焊接/何时发生焊接、和/或焊接面罩是被佩戴于上抬位置、被佩戴于下放位置、还是根本未被佩戴。在一些示例中，智能面罩模块可以包括一个或多个面罩装置，这些面罩装置被配置为基于是否正在发生焊接和/或焊接面罩是被上抬佩戴、下放佩戴还是根本未佩戴来自动激活/停用。

Description

具有自适应面罩装置的智能焊接面罩模块

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月31日提交的名称为“SMART WELDING HELMET MODULES WITHADAPTABLE LENSES,LIGHTING,AND ACTIVATION STATES[具有自适应透镜、照明和激活状态的智能焊接面罩模块]”的美国临时申请号63/059,575、以及2020年12月14日提交的名称为“SMART WELDING HELMETS WITH ARC TIME TRACKING VERIFICATION AND LENSMAINTENANCE DETECTION[具有电弧时间跟踪验证和透镜维护检测的智能焊接头盔]”的美国临时申请号63/125,097的优先权和权益，这些专利申请通过援引以其全文并入于此。

技术领域

本公开内容总体上涉及焊接面罩，并且更具体地涉及具有自适应面罩装置的智能焊接面罩模块。

背景技术

焊接是大量光和飞溅物的重大来源。在焊接期间要佩戴焊接面罩，以保护操作者的头部不受飞溅物的影响。焊接面罩内的滤光片会减弱的光的亮度，使得操作者在焊接时仍然可以看到他们在做什么。

通过将常规系统与在本申请的其余部分参照附图阐述的本公开内容相比较，常规方法和传统方法的局限性和缺点对本领域技术人员而言将变得显而易见。

发明内容

本公开内容涉及基本上如至少一个附图所示的和/或结合至少一个附图所描述的并且如权利要求中更完整地阐述的具有自适应透镜、照明和激活状态的智能焊接面罩模块。

从以下描述和附图，将更加充分地理解本公开内容的这些和其他优点、方面和新颖特征以及本公开内容的所展示示例的细节。

附图说明

图1示出了根据本公开内容的各方面的佩戴具有智能面罩模块的焊接面罩的操作者的示例。

图2a示出了根据本公开内容的各方面的图1的智能面罩模块的放大视图。

图2b至图2c分别示出了根据本公开内容的各方面的处于放下位置和抬起位置的图1的示例焊接面罩和智能焊接模块的侧视图。

图2d示出了根据本公开内容的各方面的示例焊接面罩处于放下位置而智能面罩模块处于抬起位置时的侧视图。

图3是示出了根据本公开内容的各方面的图1的智能面罩模块的示例电子部件的框图。

图4是图示了根据本公开内容的各方面的图1的智能面罩模块的面罩状态程序的示例操作的流程图。

图5是图示了根据本公开内容的各方面的图1的智能面罩模块的照明控制程序的示例操作的流程图。

附图不一定按比例绘制。在适当情况下，相同或相似的附图标记用于表示附图中相似或相同的要素。

具体实施方式

本公开内容的一些示例涉及可以附连到传统焊接面罩的智能面罩模块。在一些示例中，智能面罩模块可以包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置为检测是否正在发生/何时发生焊接、焊接面罩是否正/何时被操作者佩戴、和/或面罩是处于上抬位置还是下放位置。在一些示例中，智能面罩模块可以包括特定面罩装置(例如，灯)，这些面罩装置被配置为基于焊接是否正在发生和/或面罩是被上抬地佩戴、下放地佩戴、还是根本未被佩戴而自动激活/停用。在一些示例中，智能模块可以被配置为识别佩戴面罩的操作者，并且相应地自动配置面罩的某些方面(例如，自适应透镜配置、光强、面罩被上抬/下放地佩戴或未佩戴面罩时智能面罩模块的状态等)。

本公开内容的一些示例涉及一种焊接面罩，包括：灯；传感器，该传感器被配置为检测焊接面罩的佩戴状态，该传感器被配置为输出表示佩戴状态的传感器信号；以及处理电路系统，该处理电路系统被配置为：基于该传感器信号确定焊接面罩的佩戴状态，佩戴状态指示焊接面罩是被佩戴、被佩戴于抬起位置、被佩戴于放下位置还是未被佩戴，当佩戴状态指示焊接面罩被佩戴于抬起位置时激活灯，以及当佩戴状态指示焊接面罩被佩戴于放下位置时停用灯。

在一些示例中，传感器包括热传感器、开关传感器、光学传感器、簧片开关、电容式传感器、二氧化碳传感器、氧传感器、电位计、编码器或加速度计。在一些示例中，该焊接面罩进一步包括电源，该电源被配置为向灯提供电力，该处理电路系统进一步被配置为基于佩戴状态配置电源或来自电源的电力供给。在一些示例中，该焊接面罩进一步包括遮光透镜，该遮光透镜包括自适应透镜，并且该遮光透镜被配置为调整自适应透镜的焦距或曲率半径。

在一些示例中，该处理电路系统进一步被配置为识别佩戴焊接面罩的操作者的身份，该遮光透镜被配置为基于操作者的身份来调整自适应透镜的焦距或曲率半径。在一些示例中，该焊接面罩进一步包括一个或多个控制输入装置，该一个或多个控制输入装置被配置为接收操作者输入，并且该遮光透镜被配置为基于操作者输入来调整自适应透镜的焦距或曲率半径。在一些示例中，该焊接面罩进一步包括面罩外壳和智能面罩模块，该智能面罩模块包括传感器、灯、处理电路系统和被配置成可移除地附接至面罩外壳的机械连杆，该机械连杆被配置为允许智能面罩模块在仍然附接至面罩外壳的同时相对于面罩外壳移动。

本公开内容的一些示例涉及一种焊接面罩，包括：用户接口，该用户接口包括一个或多个输入装置以及一个或多个输出装置；遮光透镜，该遮光透镜包括自适应透镜、显示屏或自动变光滤光镜；传感器，该传感器被配置为检测焊接面罩的佩戴状态，该传感器被配置为输出表示佩戴状态的传感器信号；以及处理电路系统，该处理电路系统被配置为：基于传感器信号确定焊接面罩的佩戴状态，佩戴状态指示焊接面罩是被佩戴、被佩戴于抬起位置、被佩戴于放下位置还是未被佩戴，以及基于佩戴状态配置该遮光透镜、该一个或多个输入装置、或该一个或多个输出装置中的扬声器。

在一些示例中，该焊接面罩进一步包括电源，该电源被配置为向用户接口、遮光透镜或传感器提供电力，该处理电路系统被进一步配置为基于佩戴状态配置电源或从来自电源的电力提供。在一些示例中，该遮光透镜包括自适应透镜，并且该遮光透镜被配置为调整自适应透镜的焦距或曲率半径。在一些示例中，该处理电路系统进一步被配置为识别佩戴焊接面罩的操作者的身份，该遮光透镜被配置为基于操作者的身份来调整自适应透镜的焦距或曲率半径。

在一些示例中，该焊接面罩进一步包括一个或多个控制输入装置，该一个或多个控制输入装置被配置为接收操作者输入，并且该遮光透镜被配置为基于操作者输入来调整自适应透镜的焦距或曲率半径。在一些示例中，该传感器包括第一传感器，并且该处理电路系统被配置为基于以下各项来确定是否正在发生焊接：第二传感器的传感器信号、自动变光滤光镜(ADF)的变暗或未变暗状态、从焊接型工具接收到的工具数据或从焊接型设备接收到的焊接数据。在一些示例中，该焊接面罩进一步包括面罩外壳和智能面罩模块，该智能面罩模块包括传感器、用户接口、遮光透镜、处理电路系统和被配置成可移除地附接至所述面罩外壳的机械连杆，该机械连杆被配置为允许智能面罩模块在仍然附接至面罩外壳的同时相对于面罩外壳移动。

本公开内容的一些示例涉及一种焊接面罩，包括：传感器，该传感器被配置为检测焊接面罩的佩戴状态，该传感器被配置为输出表示佩戴状态的传感器信号；以及处理电路系统，该处理电路系统被配置为：基于传感器信号确定焊接面罩的佩戴状态，佩戴状态指示焊接面罩是被佩戴、被佩戴于抬起位置、被佩戴于放下位置还是未被佩戴，基于佩戴状态配置焊接面罩的面罩装置或与焊接面罩通信的焊接装置，面罩装置包括焊接面罩的降温装置、焊接面罩的扬声器、焊接面罩的输入装置、焊接面罩的遮光透镜、焊接面罩的相机或焊接面罩的电源。

在一些示例中，该焊接装置包括焊接型电力供应器、送丝器、连接到焊接面罩的动力空气净化呼吸器(PAPR)、焊接示教盘、脚踏板、焊炬、烟尘抽吸器、电子眼镜、远程显示器、降温系统、远程信标或焊接指导系统。在一些示例中，该焊接面罩进一步包括通信电路系统，该处理电路系统被配置为通过经由通信电路系统发送到焊接装置的一个或多个信号来配置焊接装置。在一些示例中，传感器包括热传感器、开关传感器、光学传感器、簧片开关、电容式传感器、二氧化碳传感器、氧传感器、电位计、编码器或加速度计。

在一些示例中，该处理电路系统被配置为当佩戴状态指示焊接面罩被佩戴于抬起位置或未被佩戴时停用或限制面罩装置的操作。在一些示例中，该焊接面罩包括降温装置、输入装置、扬声器或遮光透镜，该传感器包括第一传感器，该传感器信号包括第一传感器信号，并且该处理电路系统被配置为基于以下各项来确定是否正在发生焊接：第二传感器的第二传感器信号、自动变光滤光镜(ADF)的变暗或未变暗状态、从焊接型工具接收到的工具数据或从焊接型设备接收到的焊接数据，该处理电路系统被配置为基于佩戴状态和是否正在发生焊接来配置面罩装置。

图1示出了佩戴装配有智能面罩模块200的焊接面罩104的焊接操作者102的示例。如所示的，焊接面罩104(例如，经由智能面罩模块200)与焊接设备106、一个或多个焊接附件140、以及一个或多个远程服务器108通信。在一些示例中，焊接面罩104还可以与动力空气净化呼吸器(PAPR)110(和/或其他呼吸器)和/或焊炬114通信，该呼吸器经由软管112连接至焊接面罩104。在一些示例中，这些通信中的一些或全部可以通过局域网和/或广域网来完成。

虽然被称为远程，但在一些示例中，远程服务器108中的一个或多个可以是附近的计算机。虽然被称为焊炬114，但在一些示例中，焊炬114可以是不同类型的工具。例如，被配置用于焊接、熔覆、钎焊、等离子切割、感应加热、激光加工(包括激光焊接、激光混合加工和激光熔覆)、碳弧切割或熔刮和/或电阻式预加热的工具。如所示的，焊炬114经由电缆116连接至焊接设备106。

在图1的示例中，焊接设备106包括焊接型电力供应器118、送丝器120和气体供应器122。如所示的，电力供应器118包括彼此互连的通信电路系统124、控制电路系统126和电力转换电路系统128。在一些示例中，通信电路系统124可以被配置用于与(多个)远程服务器108、焊炬114和/或焊接面罩104通信。在一些示例中，电力转换电路系统128可以被配置为接收输入电力(例如，来自发电机、电池、总电源等)，并将输入电力转换为比如可能适合由焊炬114用于焊接型操作的焊接型输出电力。在一些示例中，控制电路系统126可以被配置为(例如，经由一个或多个控制信号)控制通信电路系统124、电力转换电路系统128、送丝器120和/或气体供应器122的操作。在一些示例中，控制电路系统126可以控制焊接设备106与智能面罩模块200的通信。

在图1的示例中，焊接附件140包括烟尘抽吸器142、脚踏板144、焊接示教盘146、远程信标148、远程显示屏150、远程降温系统152和电子眼镜154。在一些示例中，PAPR 110和/或焊炬114也可以被认为是焊接附件140。在一些示例中，焊接附件140中的一个或多个可以包括被配置为控制装置的控制电路、和/或被配置为利于与焊接设备106、智能面罩模块200和/或其他焊接附件140通信的通信电路系统。

在一些示例中，烟尘抽吸器142可以包括鼓风机或风扇，该鼓风机或风扇被配置为产生负气流，该负气流将(例如在焊接型操作期间生成的)滞留的气体和/或悬浮在空气中的残留物吸入烟尘抽吸器142所包含的过滤系统中。在一些示例中，脚踏板144可以被配置为响应于接收到阈值量的压力(例如通过脚踩下踏板144)而激活焊接型操作。在一些示例中，脚踏板144可以通过(例如经由有线或无线连接)向焊接型设备106发送表示激活命令的通信信号来激活焊接型操作。在一些示例中，焊接示教盘146可以是遥控装置102，允许操作者经由与焊接型设备106通信来控制焊接型设备106的焊接参数和/或操作。

在一些示例中，远程信标148可以被配置为向周围区域播送一个或多个可见的、不可见的、可听的和/或不可听的信号。例如，(多个)信号可以是电磁信号、在可见光光谱之内或之外(例如，红外、紫外等)的光信号、和/或在可听频率范围之内或之外(例如，次声、超声等)的音频信号。在一些示例中，(多个)信号可以被某些装置(例如，其他焊接附件140)检测到、可被操作者102感知到、和/或是表示焊接是否正在发生的通知。在一些示例中，远程信标148可以包括具有各种不同(例如，颜色、形状、大小等)的灯的成堆的灯，这些灯可以基于一个或多个接收到的信号而以各种方式被点亮。

在一些示例中，远程显示屏150可以被配置为向操作者102显示某一信息，比如关于以何种方式(例如，关于位置、顺序、位置、焊接参数等)执行什么焊接的指导。在一些示例中，远程显示屏150可以向附近区域中的其他人显示警告和/或通知。在一些示例中，远程显示屏150可以包括扬声器和/或伴随视觉信息输出音频信息。

在一些示例中，远程降温系统152可以被配置为(例如在焊接操作期间)为操作者102、焊接设备106和/或一个或多个焊接附件140降温。在一些示例中，远程降温系统152可以整合到由操作者102穿着的服装(例如，背心、围裙等)中。虽然在图1的示例中，远程降温系统152被描绘为风扇，但是在一些示例中，远程降温系统152可以包括液体冷却剂、液体冷却剂循环系统和/或其他合适的降温机制。

在一些示例中，电子眼镜154可以包括智能眼镜、虚拟现实头戴装置、电子护目镜和/或其他合适的装置。在一些示例中，电子眼镜154可以包括一个或多个显示屏(例如，类似于下文描述的(多个)显示屏216)。在一些示例中，操作者102可以将电子眼镜154佩戴在焊接面罩104和/或智能面罩模块200的后面。

图2a至图2d示出了图1的示例焊接面罩104和智能面罩模块200的放大图。如图2b的示例中最清楚地示出的，焊接面罩104包括附接至悬吊装置132的面罩外壳130。在一些示例中，面罩外壳130可以在面罩外壳130的侧面上具有一个或多个开口和/或窗口。如所示的，悬吊装置132包括被配置为缠绕在操作者102的头顶周围的若干条带和/或带子。这些条带至少在位于操作者102头部两侧的两个侧面附接点134处彼此连接并且连接至面罩外壳130。如图2b至图2c的示例所示，焊接面罩104可以被配置为围绕侧面附接点134旋转和/或枢转，以在抬起位置与放下位置之间转换。

在图2a至图2d的示例中，面罩外壳130固持有智能面罩模块200。在一些示例中，智能面罩模块200可以被配置成可移除地附接至面罩外壳130。在一些示例中，智能面罩模块200可以被配置成可移除地附接至任何不同数量的面罩外壳130。也就是说，智能面罩模块200可以被配置成易于从一个面罩外壳130移除并附接至不同的面罩外壳130，而不会(或几乎不会)损坏。在一些示例中，智能面罩模块200可以被配置为通过面罩外壳130上的开口附接至面罩外壳130(比如，如图2d中所示)。在一些示例中，可以移除面罩外壳130的前透镜和/或面板以在面罩外壳130上产生这样的开口。

如图2b和图2d的示例中所示，智能面罩模块200可以被配置为在(比如经由图2d中所示的折叠附接臂218)保持附接至面罩外壳130的同时相对于面罩外壳130旋转、枢转和/或以其他方式从面罩外壳130移开。虽然在图2d中被示为经由附接臂218向上枢转，但在一些示例中，智能模块200可以替代地在保持附接至面罩外壳130的同时向下枢转、(例如，像门那样)侧向打开、滑开和/或以其他方式相对于面罩外壳130移动。

在一些示例中，在智能面罩模块200后面，透明面板220可以在开口中附接至面罩外壳130(和/或由其固持)，使得在移开智能面罩模块200之后操作者102可以具有清晰(仍受保护)的环境视野。在一些示例中，透明面板220可以包括充当被动滤光片的永久变暗的透镜，以便在焊接操作期间保护操作者102的眼睛，同时仍然允许操作者102查看焊接操作。在一些示例中，透明面板可以包括自动变光滤光镜(ADF)，其透明度基于由(例如，ADF的)被配置为检测焊接电弧的光的光电二极管传感器提供的信号而变化。

在图2a至图2b的示例中，智能面罩模块200包括遮光透镜202、若干传感器204、多个灯206、多个控制输入装置208(例如，旋钮、按钮、杠杆、开关、触摸屏、麦克风等)、风扇230、模块电路系统300(例如，用于控制上述部件)以及电源210(例如，用于为上述部件供电)。尽管被描述为控制输入装置208，但在一些示例中，控制输入装置208还可以包括输出装置，例如音频输出装置(例如，扬声器)和/或触觉输出装置。在一些示例中，遮光透镜202可以被认为是智能面罩模块200的输出装置。在一些示例中，控制输入装置208可以被配置为从操作者102接收输入，操作者102可以通过该输入来控制遮光透镜202、传感器204、灯206、风扇230、模块电路系统300、电源210和/或智能面罩模块200的各个方面。

尽管在图2a至图2b的示例中被示为固持在智能面罩模块200的外表面上的某些位置，但是在一些示例中，一个或多个传感器204、灯206和/或控制输入装置208(例如麦克风)还可以固持在不同的外部位置，和/或固持在智能模块200的内表面处/上。如图2b所示，传感器204和/或灯206也可以位于面罩外壳130内，由悬吊装置132固持(和/或系于其上)，和/或系在智能面罩模块200上。在一些示例中，一个或多个灯206可以系在智能面罩模块200上并夹紧在面罩外壳130的底部(或其他部分)上(例如，以提供当面罩抬起时帮助操作者102观察的灯206)。虽然在图2b的示例中，一定数量的传感器204和/或灯206被示为由面罩外壳130内的悬吊装置132固持，但在一些示例中，更多或更少的传感器204和/或灯206可以如此位于(和/或以其他方式位于)焊接面罩104内。

在一些示例中，传感器204中的一个或多个可以包括光学传感器(例如，相机)、惯性测量单元(IMU)(例如，包括加速度计和/或陀螺仪)、光电二极管传感器、电容式传感器、红外(IR)传感器、声传感器、感应传感器、运动传感器、不透明度传感器、接近度传感器、电感式传感器、磁体、磁传感器、GPS传感器、热传感器、热电偶、热敏电阻器、光电传感器、超声波传感器、电磁传感器、倾角仪、力传感器、压电传感器、化学传感器、臭氧传感器、烟雾传感器、磁力计、二氧化碳检测器、一氧化碳检测器、氧传感器、葡萄糖传感器、高度计、物体检测器、标记检测器、激光测距仪、声纳、心率传感器、电流传感器、电压传感器、功率传感器、机械开关、簧片开关、电位计、(例如，光学)编码器和/或注视跟踪器。在2019年10月22日发布的美国专利号10,448,692中描述了对可以在智能面罩模块200中使用和/或与其一起使用的可适用传感器204的进一步描述，该专利通过援引以其全文并入本文。

在一些示例中，传感器204中的一个或多个可以用于检测面罩是被抬起地佩戴、放下地佩戴还是根本未佩戴。在一些示例中，传感器204中的一个或多个可以用于自动识别佩戴焊接面罩104的操作者102。在一些示例中，传感器204中的一个或多个(例如，(多个)光学传感器)可以用于录制焊缝、焊接操作、和/或周围环境中发生的其他活动、操作和/或事件的图像/视频和/或传送其录制内容(例如，以供稍后回放和/或回看)，比如2019年8月13日发布的美国专利号10,380,911中描述的，该专利通过援引以其全文并入本文。在一些示例中，可以使用传感器204中的一个或多个(例如，(多个)光学传感器)来捕获可以显示在智能面罩模块200(和/或电子眼镜154)的显示屏216上的图像/视频。虽然图2a至图2d的示例中示出了八个传感器，但在一些示例中，可以使用更多或更少的传感器204。

在图2a至图2b的示例中，智能面罩模块200包括五个灯206。在一些示例中，可以包括更多或更少的灯206。在一些示例中，灯206可以用于照亮周围环境，使得操作者102可以更好地观看。在一些示例中，灯206中的一个或多个可以由操作者102手动激活/停用(例如，经由控制输入装置208)。在一些示例中，灯206中的一个或多个可以自动激活/停用(例如，响应于来自模块电路系统300的一个或多个控制信号)。例如，当焊接面罩104在操作者面部上被脱下/降低(例如，如图2a至图2b和图2d所示)，环境中的环境照明低于一定阈值，和/或没有发生焊接时，可以自动激活一个或多个灯206。作为另一个示例，当焊接面罩104未被佩戴、在上抬/抬起位置被佩戴时，和/或当环境中的环境照明高于一定阈值时(例如，当存在焊接电弧时)，可以自动停用一个或多个灯206。作为另一个示例，(例如通过悬吊装置132)固持在面罩外壳130内的灯206可以在焊接面罩104被佩戴于抬起位置时自动激活，并且在焊接面罩104被佩戴于放下位置时自动停用。

在图2b的示例中，智能面罩模块200包括风扇230。如所示的，风扇230在面罩外壳130内远离智能面罩模块200地延伸。在一些示例中，风扇230也可以缩回到智能面罩模块200内(例如，当模块200从面罩外壳130移除或移开时，如图2d的示例所示)。在一些示例中，风扇230可以被配置为在操作者102佩戴焊接面罩104时将空气推动到操作者102的头部上方，从而为操作者102降温。在一些示例中，风扇230可以附加地或可替代地包括液体冷却剂和/或液体冷却剂循环系统(例如，喷射器)。虽然在图2b的示例中示出了一个风扇230，但在一些示例中，智能面罩模块200可以包括多个风扇230。

在图2b至图2c的示例中，遮光透镜202位于焊接面罩104中大约齐眼高度。在一些示例中，遮光透镜202可以被配置为允许操作者102透过遮光透镜202观看并观察周围环境。如图2b的示例所示，遮光透镜202包括自动变光滤光镜(ADF)212、自适应透镜214和显示屏216。虽然在图2b的示例中以特定布置示出，但是在一些示例中，ADF 212、自适应透镜214和显示屏216可以以不同方式布置。在一些示例中，可以完全移除ADF 212、自适应透镜214和/或显示屏216。

在一些示例中，ADF 212可以包括透明度基于由被配置为检测焊接电弧的光的光电二极管传感器204提供的信号而变化的透镜。在一些示例中，信号可以替代地由智能模块电路系统300在解释来自光电二极管传感器204的数据之后提供。以这种方式，当焊接电弧存在时，遮光透镜202可以变暗以保护操作者102的眼睛，而当焊接电弧不存在时，遮光透镜202可以变亮，使得操作者102可以观看周围环境。

在一些示例中，自适应透镜214可以包括具有液体透镜腔的光流控透镜。在一些示例中，自适应透镜214可以被配置为响应于电润湿而调整其焦距和/或曲率半径。在一些示例中，电润湿可以由一个或多个电信号(例如，来自智能模块电路系统300和/或控制输入装置208)触发。在一些示例中，(多个)电信号可以响应于对一个或多个控制输入装置208的调整而递送到自适应透镜214。在一些示例中，模块电路系统300可以解释使用控制输入装置208输入的设置，并将指示合适的配置的(多个)信号递送到自适应透镜214。例如，操作者102可以输入来自视力检查或处方(例如，对应于OD、OS、OU等)的数字，并且模块电路系统300可以将这些数字转换为用于自适应透镜214的合适配置。

在一些示例中，模块电路系统300可以被配置为自动调整自适应透镜214的配置以适应操作者102保存的设置。在一些示例中，智能面罩模块200可以(例如经由传感器204)自动检测操作者102的身份(和/或一个或多个识别特征)，(例如经由控制输入装置208)接收操作者识别信息，和/或以其他方式识别操作者102，并且在识别操作者102之后加载设置(和/或从(多个)远程服务器108接收设置)。以此方式，操作者102能够容易地调整自适应透镜214的光学器件以适应他们的需要和/或期望(例如，对较差视力进行补偿、模仿矫正透镜等)。在一些示例中，自适应透镜214可以额外地允许操作者102不必在焊接面罩104下方配戴眼镜，和/或避免使用一种尺寸满足所有需求的眼镜放大透镜。

在一些示例中，显示屏216可以是近眼显示器。在一些示例中，显示屏216可以是半透明的，和/或被配置为将信息(例如，虚拟/模拟/全息对象、指导、消息、参数等)叠加到操作者102透过遮光透镜202查看的周围环境的至少一部分上。在一些示例中，经由显示屏216叠加显示的信息可以包括智能面罩模块200的剩余电力(例如，电池寿命)、与智能面罩模块200通信的附近焊接设备106的状态、与智能面罩模块200通信的附近PAPR 110的状态(例如，滤光片状态)，和/或来自与智能面罩模块200通信的焊缝和/或零件跟踪系统的信息(例如，度量、指令、指导等)。

在一些示例中，显示屏216可以是整个遮光透镜202的一部分。在一些示例中，显示屏216可以是遮光透镜202的仅一部分的某一区段，仅对一只眼睛可见和/或定位在一只或两只眼睛的(例如上/下/左/右)部分的上方。在一些示例中，显示屏216可以覆盖整个遮光透镜202，以对两只眼睛的整个可见范围可见和/或定位在可见该范围上方。在一些示例中，显示屏216可以与遮光透镜202分开，和/或位于操作者102与遮光透镜202之间。

在一些示例中，显示屏216(和/或自适应透镜214和/或遮光透镜202)可以围绕焊接面罩104和/或操作者102的面部的大约180度(例如偏差在15至20度内)，以便向操作者102提供一个或多个广角和/或全景视野。在一些示例中，一个或多个光学传感器204可以被配置为捕获在一个或多个不同视野中的周围环境的一个或多个图像/视频，并且该一个或多个图像/视频可以显示在显示屏216上。在一些示例中，可以(例如由模块电路系统300)将一个或多个图像/视频组合起来以产生全景视图。

在一些示例中，显示屏216可以被配置为将电信号(例如来自智能模块电路系统300和/或传感器204)转换为操作者102可查看的光学信息。在一些示例中，可以(例如经由(多个)控制输入装置208)控制(多个)光学传感器204进行放大和/或缩小(例如，通过移动(多个)传感器204，改变(多个)传感器204的焦距，选择来自一个或多个不同传感器204的输入等)。在一些示例中，通过使用显示屏216将信息叠加到遮光透镜202上，焊接面罩104可以示出各种混合的、虚拟的和/或增强现实的视图、显示内容、信息和/或界面，比如2019年10月22日发布的美国专利号10,448,692和2019年8月13日发布的美国专利号10,380,911中描述的，这两个专利通过援引以其全文并入本文。在一些示例中，通过显示由(多个)(例如放大)光学传感器204捕获的(多个)图像/视频，操作者102能够查看增强的细节，若非如此，这些增强的细节是人类肉眼难以辨别的。

图3是示出了智能面罩模块200的模块电路系统300的示例部件、以及模块电路系统300的部件与智能面罩模块200的其他部件之间的互连的框图。如所示的，模块电路系统300包括经由同一电气总线彼此互连的存储器电路系统302、处理电路系统304、通信电路系统306和用户接口(UI)电路系统308。模块电路系统300还与遮光透镜202、(多个)传感器204、(多个)灯206和(多个)风扇230电气连通。如所示的，模块电路系统300、遮光透镜202、(多个)传感器204、(多个)灯206和(多个)风扇230由电源210(例如，电池、功率电池单元等)供电。虽然在图3的示例中，电源210、(多个)传感器204和(多个)灯206被示为与模块电路系统300分开，但在一些示例中，电源210和/或传感器204和/或灯206中的一些或全部可以是模块电路系统300的一部分。在一些示例中，传感器204中的一个或多个可以被配置为检测电源210的剩余电力(和/或电压)水平和/或电源210的当前输出功率(和/或电流/电压)。在一些示例中，电源210可以被配置为连接到外部源(例如，焊接设备106、PAPR 110、总电源等)和/或从其接收电力，或者直接为智能面罩模块200供电或对电源210进行充电(例如，经由有线或无线充电)。

在一些示例中，UI电路系统308可以耦接至控制输入装置208(和/或控制输入装置208的某些机械和/或机电方面)。在一些示例中，UI电路系统308可以包括用于控制输入装置208的一个或多个驱动器。在一些示例中，UI电路系统308可以被配置为生成表示经由控制输入装置208接收的输入的一个或多个信号。在一些示例中，UI电路系统308还可以被配置为响应于(例如，经由总线接收的)一个或多个信号而(例如，经由控制输入装置208)生成一个或多个输出。

在一些示例中，通信电路系统306可以包括一个或多个无线适配器、无线卡、电缆适配器、线路适配器、软件狗、射频(RF)装置、无线通信装置、蓝牙装置、遵循IEEE 802.11的装置、WiFi装置、蜂窝装置、GPS装置、以太网端口、网络端口、避雷电缆端口、电缆端口等。在一些示例中，通信电路系统306可以被配置为经由一个或多个有线介质和/或协议(例如，(多个)以太网电缆、(多个)通用串行总线电缆等)和/或无线介质和/或协议(例如，近场通信(NFC)、超高频无线电波(通常称为蓝牙)、IEEE 802.11x、Zigbee、HART、LTE、Z-Wave、无线HD、WiGig等)来促进通信。

在一些示例中，通信电路系统306可以被配置为处理智能模块电路系统300与智能面罩模块200内部和/或外部的其他装置之间的通信。例如，通信电路系统306可以(例如，从焊接设备106、(多个)传感器204、PAPR 110、(多个)远程服务器108、遮光透镜202等)接收一个或多个信号、对该(多个)信号进行解码，并将解码后的数据提供到电气总线。作为另一个示例，通信电路系统306可以从电气总线接收一个或多个信号(例如表示一个或多个虚拟对象)，对该(多个)信号进行编码，并将(多个)编码后的信号传送到遮光透镜202。在一些示例中，通信电路系统306可以充当信号信标，该信号信标播送可以由区域内的装置检测到电磁信号。

在一些示例中，智能面罩模块200可以(例如经由通信电路系统306)与(例如经由(多个)远程服务器108和/或焊接设备106实施的)焊缝/零件跟踪、监测和/或指导系统通信，输出与这些系统有关的数据，和/或与这些系统交互，比如2003年6月24日发布的美国专利号6,583,386、2020年5月26日发布的美国专利号10,661,373、2019年3月25日发布的美国专利号16/363,748中描述的，这些专利各自通过援引以其全文并入本文。

在一些示例中，处理电路系统304可以包括一个或多个处理器、控制器和/或图形处理单元(GPU)。在一些示例中，处理电路系统304可以包括用于(多个)传感器204和/或遮光透镜202的一个或多个驱动器。在一些示例中，处理电路系统304可以被配置为执行存储在存储器电路系统302中的机器可读指令。

在图3的示例中，存储器电路系统302包括(和/或存储有)操作者设置310、面罩状态程序400和灯控制程序500。虽然在图3的示例中示出为存储器电路系统302的一部分，但在一些示例中，作为将操作者设置310存储在存储器电路系统302中的补充或替代方案，可以从(多个)远程服务器108接收操作者设置310。在一些示例中，操作者设置310可以包括针对特定操作者102的用于ADF 212、自适应透镜214、显示屏216、控制输入装置208、灯206、传感器204和/或智能面罩模块200的其他方面的定制(或默认)设置。在一些示例中，处理电路系统304可以在识别操作者102之后访问、加载和/或实施设置310。

在一些示例中，面罩状态程序400和灯控制程序500可以包括被配置成由处理电路系统304执行的机器可读指令。在一些示例中，面罩状态程序400和灯控制程序500可以包括状态机。在一些示例中，作为实施为存储器电路系统302的一部分(和/或存储在其中)的补充或替代方案，面罩状态程序400和灯控制程序500可以经由(例如处理电路系统304的)分立电路系统来实施。在一些示例中，面罩状态程序400和灯控制程序500可以同时和/或并行执行。

图4是展示了示例面罩状态程序400的操作的流程图。如所示的，面罩状态程序400在框402处开始，其中面罩状态程序400确定焊接面罩104的状态。在一些示例中，确定焊接面罩104的状态可以包括确定面罩104是否被佩戴，和/或面罩104是被上抬佩戴于抬起位置(例如，如图2b所示)还是被下放佩戴于放下位置(例如，如图2c所示)。

在一些示例中，可以基于从(多个)传感器204获得的数据来确定焊接面罩104是否被佩戴。例如，热传感器204(例如，位于面罩104的悬吊装置132中/上和/或附接至悬吊装置)可以在面罩104被佩戴时检测到来自操作者102的增加的热量，并在面罩未被佩戴时检测到减少的热量。作为另一个示例，简单的机械开关传感器204(例如，位于面罩104的悬吊装置132中/上和/或附接至悬吊装置)可以在面罩104被佩戴时被启动。作为另一个示例，电容式传感器204(例如，位于面罩104的悬吊装置132中/上和/或附接至悬吊装置)可以在面罩104被佩戴时检测到来自操作者102的皮肤的接触，而在面罩104未被佩戴时检测到无接触。

作为另一个示例，被固持在悬吊装置132和/或面罩外壳130中的光学传感器204(例如，IR传感器204)可以在焊接面罩104未被佩戴时检测到由也固持在悬吊装置132和/或面罩外壳130中的灯206发出的光信号(例如，光)。在这样的示例中，光学传感器204可被固持在当焊接面罩104被佩戴时悬吊装置132的缠绕在操作者102头部后部周围的条带中，并且灯204可以被固持在悬吊装置132的缠绕在头顶或前额周围的条带中(反之亦然)。在这样的示例中，灯206可以越过在焊接面罩104被佩戴时通常会被操作者102的头部占据的间隙朝向传感器204。因此，如果传感器204检测到光信号，则可以确定面罩104未被佩戴，因为在焊接面罩104被佩戴时，操作者102的头部会阻断光信号。

在一些示例中，传感器204和/或灯206可以以不同方式定位，只要光信号越过在焊接面罩104被佩戴时通常由操作者102的头部占据的空间发送即可。在一些示例中，灯206和传感器204可以位于相同的位置(和/或在相同的装置中)，并且可以将反射器固持在悬吊装置132和/或面罩外壳130中，以便在光信号未被操作者102的头部阻断时将光信号反射回到传感器204。

在一些示例中，可以基于从(多个)传感器204获得的数据来确定焊接面罩104是被抬起佩戴还是放下佩戴。例如，当面罩104被下放佩戴在操作者102的面部上时，二氧化碳传感器204可以检测到提高的二氧化碳水平，气流传感器204可以检测到提高的气流水平，和/或氧气传感器204可以检测到降低的氧气水平。作为另一个示例，IMU传感器204可以检测到面罩104的加速度(和/或旋转)，这指示佩戴面罩104的操作者102的移动和/或面罩104在上抬/下放位置之间的移动。作为另一个示例，两个协同工作的IMU传感器204(一个在面罩外壳130中，另一个在悬吊装置132中)可以检测相对力矢量，电弧时间跟踪程序400可以根据该相对力矢量来确定焊接面罩104是处于抬起位置还是放下位置。

作为另一个示例，被固持在悬吊装置132中/上的电位计和/或编码器传感器204可以被配置为检测面罩外壳130相对于悬吊装置132的(多个)侧面附接点134的不同旋转位置，输出表示检测到的旋转位置的电压和/或电信号。在这样的示例中，面罩状态程序400可以将来自电位计和/或编码器传感器204的输出转换为面罩104处于抬起还是放下位置的指示。作为另一个示例，被固持在悬吊装置132的中间条带中的簧片开关传感器204可以在面罩104抬起时由智能面罩模块200的接近簧片开关传感器204的磁体致动。作为另一个示例，被固持在悬吊装置132的后部条带中/上的机械开关传感器204可以在面罩104处于抬起位置时由面罩外壳130致动。

作为另一个示例，被固持在面罩外壳130的一侧中/上的光学传感器204(例如，IR传感器204)可以在面罩104处于抬起位置时检测到由被固持在面罩外壳130的另一侧中/上的灯206发射光信号(例如，光)。灯206可以朝向传感器204(和/或传感器204和灯206可以被定位成)使得光信号越过在焊接面罩104被佩戴于放下位置时通常会被操作者102的头部占据的间隙发射。例如，当面罩104被佩戴于放下位置时，灯206和/或传感器204可以在大约操作者102的下巴和/或脸颊高度处位于放下的面罩外壳130的相对两侧上(例如，见图2b)。在一些示例中，灯206和传感器204可以位于相同的位置(和/或在相同的装置中)，并且反射器可以固持在面罩外壳130中/上，以便在光信号未被操作者102的头部阻断时将光信号反射回到传感器204。在这样的示例中，当面罩104被佩戴于下放位置时，光信号将被操作者102中断。然而，当面罩104被抬起时(例如，如图2c所示)，光信号将不再被操作者102阻断，并且传感器206将检测到该信号。因此，如果传感器204检测到光信号，则可以确定面罩被佩戴于抬起位置，因为如果焊接面罩104被佩戴于放下位置，则操作者102的头部将会阻断光信号。

在一些示例中，在根本没有操作者在佩戴面罩104时传感器204也可能会检测到光信号。然而，可以通过首先核实操作者102正佩戴面罩104(即，使用不同的方法)来避免这种情况。可替代地，该布置可以用于快速核实面罩104正被佩戴并且被下放佩戴在操作者102的面部上，因为如果两者都不满足，则传感器204将检测到光信号。

在图4的示例中，面罩状态程序400在框402之后继续进行到框404。在框404处，面罩状态程序400确定来自(多个)传感器204的数据指示面罩104是被佩戴还是未被佩戴。例如，如果来自(多个)传感器204的数据指示检测到高于(例如，存储的)阈值的热量、二氧化碳、加速度和/或旋转，则面罩状态程序400可以确定面罩104正被佩戴。作为另一个示例，如果机械开关传感器204和/或电容式传感器204已经检测到接触，或者如果光传感器204未检测到越过面罩104的头部空间的光，则面罩状态程序400可以确定面罩104正被佩戴。

在图4的示例中，如果面罩状态程序400确定面罩104未被佩戴，则在框404之后，面罩状态程序400继续进行到框406。在框406处，面罩状态程序400将智能面罩模块200置于非激活状态和/或低功率状态。在这种状态下，智能面罩模块200可以抑制某些功能以节省电力。

例如，在非激活状态和/或低功率状态下，智能面罩模块200可以禁用和/或停用显示屏216、禁用/停用一些或全部控制输入装置208、禁用/停用依赖于控制输入装置208的一些或全部功能(例如，语音命令)、禁用/停用一些或全部灯206、禁用/停用一些或全部传感器204、禁用/停用ADF 212、禁用/停用(和/或抑制而使之无法配置)自适应透镜214、禁用/停用(多个)风扇230、禁用/停用UI电路系统308、禁用/停用PAPR 110和/或PAPR 110的鼓风机(例如，经由一个或多个通信信号)、禁用/停用一个或多个焊接附件140(例如，经由一个或多个通信信号)、禁用/停用通信电路系统306、和/或禁用/停用电源210。

在一些示例中，在框406的非激活和/或低功率状态期间，智能面罩模块200可以附加地或可替代地限制某些部件的操作，或者在较低功率模式下操作某些部件。例如，智能面罩模块200可以限制可以经由显示屏216显示的信息、限制(多个)风扇230的转速、限制一个或多个灯206的强度(例如，调暗)、限制操作者102逐步执行(例如，经由与(多个)远程服务器108的通信)焊接指导/监测系统的步骤的能力、限制通信电路系统306与某些仪器(例如，焊接设备106、(多个)远程服务器108和/或一个或多个焊接附件140)通信(和/或远程控制这些仪器)的能力、限制某些仪器(例如，一个或多个焊接附件140)的操作能力(例如，置于睡眠模式或较低功率模式)、和/或限制电源210的功率输出(例如，置于低功率模式或睡眠模式)。作为另一个示例，可以将焊接型电力供应器118、送丝器120和/或气体供应器122(或对应的气体阀)置于低功率/速度/流量模式。在一些示例中，智能面罩模块200可以在经过阈值时间量而没有发生(例如相反的)输入和/或佩戴状态的变化时完全停用/禁用先前只是被限制的部件。如所示的，在框406之后，面罩状态程序400返回到框402。

在图4的示例中，如果面罩状态程序400确定面罩正被佩戴，则在框404之后，面罩状态程序400继续进行到框408。在框408处，面罩状态程序400确定来自(多个)传感器204的数据是指示面罩104被下放地佩戴在操作者102的面部上还是上抬地佩戴在操作者102的面部上方。

例如，如果面罩状态程序400已经确定面罩104正被佩戴，但是来自(多个)传感器204的数据指示二氧化碳和/或气流水平低于阈值，则面罩状态程序400可以确定面罩104被抬起地佩戴而不是放下地佩戴。另一方面，如果二氧化碳和/或气流水平高于阈值，则面罩状态程序400可以确定面罩104被放下地佩戴而不是抬起地佩戴。作为另一个示例，如果悬吊装置132的中间条带中的簧片开关传感器204已经被致动，或者悬吊装置132的后部条带中的机械开关传感器204已经被致动，则面罩状态程序400可以确定面罩被抬起地佩戴而不是放下地佩戴。

作为另一个示例，面罩状态程序400可以基于被固持在面罩外壳130的一侧中/上的光学传感器204是否检测到由被固持在面罩外壳130的另一侧中/上的灯206发射的光信号来确定面罩104是被放下地佩戴还是抬起地佩戴。作为另一个示例，面罩状态程序400可以使用来自电位计和/或编码器传感器204的数据来确定面罩是被抬起地佩戴还是放下地佩戴。作为另一个示例，一旦面罩状态程序400确定面罩104是被抬起地佩戴还是放下地佩戴，面罩状态程序400就可以基于来自(多个)IMU传感器204的数据来确定操作者102是否已将面罩移动到其他位置，并以这种方式保持跟踪面罩104的状态。

在图4的示例中，如果面罩状态程序400确定面罩104被放下佩戴在操作者102的面部上，则在框408之后，面罩状态程序400继续进行到框410。在一些示例中，如果面罩状态程序400不能确定面罩104是被放下地佩戴还是抬起地佩戴，则在框408之后，面罩状态程序400也会继续进行到框410。在框410处，面罩状态程序400将智能面罩模块200置于完全激活状态。

在一些示例中，在完全激活状态下，智能面罩模块200(和/或与智能面罩模块200通信的装置)的全部(或大多数)功能和/或部件可以完全激活/启用。在一些示例中，完全激活状态可能与更高的用电量相关。然而，在一些示例中，智能面罩模块200的一些功能可以在完全激活状态下仍被禁用。例如，一个或多个灯206(例如，被固持在悬吊装置130中或固持在面罩外壳130的下部上)可以在完全激活状态下被停用。作为另一个示例，降温系统152可以在完全激活状态下被停用(例如，以便不干扰即将进行的焊接操作的保护气流)。如所示的，在框410之后，面罩状态程序400返回到框402。

在图4的示例中，如果面罩状态程序400确定面罩被抬起地佩戴在操作者102的面部上方，则在框408之后，面罩状态程序400继续进行到框412。在框412处，面罩状态程序400将智能面罩模块200置于部分激活状态。在一些示例中，智能面罩模块200(和/或与智能面罩模块200通信的装置)的一些功能和/或部件可以在部分激活状态下被完全激活/启用，而其他功能和/或部件可以被部分激活/启用、被限制或被完全停用/禁用(例如，与上文关于框406讨论的相似或相同)。

例如，当智能面罩模块200处于部分激活状态时，UI电路系统308可以被禁用，而其余模块电路系统300被完全启用。作为另一个示例，外部灯206和/或传感器204中的一些或全部可以被禁用，而焊接面罩104内部的灯206和/或传感器204保持激活。作为另一个示例，遮光透镜202可以被停用、禁用、断电和/或置于低功率状态。在一些示例中，部分激活状态可以与中等的用电量相关。如所示的，在框412之后，面罩状态程序400返回到框402。

在一些示例中，面罩状态程序400可以周期性地、在某些时间和/或在尝试或执行焊接时将焊接面罩104的状态传送给焊接设备106、(多个)远程服务器108、焊接附件140和/或焊炬114。在一些示例中，智能面罩模块200的信号信标(和/或远程信标148)可以被激活和/或配置为播送焊接面罩104的状态。在一些示例中，在面罩104未被佩戴或未被佩戴于抬起位置时，远程信标148可以输出可感知的通知(例如，光、声音等的组合)，该通知表示操作者102未准备好进行焊接。在一些示例中，在面罩104被佩戴于放下位置时，远程信标148可以输出不同的可感知通知(例如，光、声音等的组合)，该通知表示操作者102准备好进行焊接(例如，因此操作者102和/或其他人能注意到)。在一些示例中，当传送准备好焊接的状态时，还可以传送电源210和/或ADF 212(或其他ADF)的电力水平和/或验证该电力水平高于一阈值。

在一些示例中，可以禁用焊接设备106和/或焊炬114，除非面罩状态程序400传送焊接面罩104的状态为被放下地佩戴在操作者102的面部上(和/或具有高于阈值电力水平)。在一些示例中，当面罩104被佩戴和/或被放下地佩戴在操作者102的面部上时，可以禁用焊接设备106的前面板界面(例如，使得焊接设备106仅可以经由面罩104来控制)。在一些示例中，智能面罩模块200可以周期性地、在某些时间和/或在尝试或执行焊接时(例如，经由存储器电路系统302)录入和/或记录焊接面罩104的状态。在一些示例中，(例如，经由(多个)远程服务器108实施的)焊缝/零件监测、指导和/或跟踪系统可以进一步周期性地、在某些时间和/或在尝试或执行焊接时录入和/或记录焊接面罩104的状态。

图5是展示了示例灯控制程序500的操作的流程图。如所示的，灯控制程序500从框502开始。在框502处，灯控制程序500基于用户输入(例如，经由控制输入装置208接收的)、操作者设置310和/或智能面罩模块200的状态来配置灯206。例如，灯控制程序500可以配置灯206是打开还是关闭(和/或配置哪些灯206打开/关闭)、灯206的强度、灯206的颜色和/或灯206的其他特性。在一些示例中，在框502处，可以默认地(例如，在没有相反输入的情况下)和/或在检测到的环境光低于阈值的情况下打开(多个)(例如，外部)灯206。

在一些示例中，在框502处，灯控制程序500还可以基于用户输入(例如，经由控制输入装置208接收的)、操作者设置310和/或智能面罩模块200的状态来配置智能面罩模块200的其他部件。例如，灯控制程序500可以(例如，默认地)激活和/或配置显示屏216以显示由光学传感器204捕获的图像/视频。

在图5的示例中，灯控制程序500在框502之后继续进行到框504。在框504处，灯控制程序500(例如，基于来自遮光透镜202、(多个)传感器204、焊接设备106和/或焊炬114的数据)检测周围环境中是否正在发生焊接。例如，在ADF 212变暗时，在环境光的量足以保证使ADF 212变暗时，在传感器204检测到的一些其他环境特性(例如，声音、热、烟雾、化学成分等)高于阈值时，在存在非正常的(例如，高于阈值量的)送丝速度、电流和/或电压时，和/或在焊炬114的扳机被致动时，灯控制程序500可以确定存在焊接(和/或焊接电弧)。

在图5的示例中，灯控制程序500在框504之后继续进行到框506。在框506处，灯控制程序500基于框504处的检测来确定是否正在发生焊接。如所示的，如果不存在焊接，灯控制程序500返回到框502。在一些示例中，灯控制程序500在不存在焊接的情况下也会打开一个或多个灯206和/或增加灯的强度。在一些示例中，灯控制程序500还可以激活、停用和/或重新调整(例如，返回到先前/默认配置)先前在发生焊接时可能已经停用、激活和/或调整的一个或多个其他部件。

在图5的示例中，如果确定焊接正在发生，则灯控制程序500继续进行到框508。在框508处，灯控制程序500关闭(或大幅调暗)一些或全部灯206。在一些示例中，在鉴于已经提供的照明(例如由焊接电弧而产生)导致来自灯206的照明仅能产生微小(如果有的话)差异的情况下，停用灯206可以帮助节省电力。如所示的，在框508之后，灯控制程序500返回到框502。

在一些示例中，灯控制程序500还可以根据是否正在发生焊接(和/或存在焊接电弧)来调整智能面罩模块200的某些其他功能和/或部件。例如，灯控制程序500可以调整使用哪些传感器204，比如通过根据是否正在发生焊接(和/或是否存在焊接电弧)选择激活或使用一个或多个对数型光学传感器204还是线性光学传感器204，或者根据是否正在发生焊接(和/或是否存在焊接电弧)选择具有较高采样率还是较低采样率的一个或多个光学传感器204。作为另一个示例，灯控制程序500可以基于是否正在发生焊接来调整一个或多个传感器204的特性，比如通过根据是否正在发生焊接(和/或是否存在焊接电弧)将一个或多个光学传感器204的采样率改变为更高或更低。在一些示例中，灯控制程序500可以基于比如可以从焊接设备106传送的所发生的焊接的类型(例如，是MIG还是脉冲)和/或所发生的焊接的性质(例如，脉冲频率)来调整一个或多个传感器204的特性(例如，更高或更低的采样率)。

在一些示例中，灯控制程序500可以响应于检测到正在发生焊接而在框508处激活风扇230(和/或远程降温系统152)。在一些示例中，这可以确保操作者102在焊接操作期间感到凉爽。在一些示例中，灯控制程序500可以响应于检测到正在发生焊接而在框508处停用远程降温系统152(以便不干扰保护气流)。

在一些示例中，灯控制程序500可以响应于检测到正在发生焊接而在框508处进一步关闭和/或停用显示屏216、远程显示屏150、电子眼镜154、一个或多个控制输入/输出装置208(例如，扬声器)和/或一个或多个光学传感器204。在一些示例中，灯控制程序500可以将显示屏216和/或电子眼镜154设置为完全透明而不是停用它们。在一些示例中，这可以允许用户在焊接之前查看由光学传感器204捕获的(例如，增强的)图像，并且在焊接期间透过ADF 212和/或透明面板220的滤光片来查看焊接操作。

在一些示例中，灯控制程序500可以控制远程显示屏150向其他操作者102输出警报、警告和/或通知，或者将远程显示屏150设置为不同状态(例如，昏暗状态、省电模式等)，而不是停用它们。在一些示例中，灯控制程序500可以降低一个或多个控制输入/输出装置208(例如，扬声器)的能力(例如，降低音量)，而不是停用它们。

在一些示例中，灯控制程序500可以响应于检测到正在发生焊接而在框508处激活信号信标(和/或远程信标148)。在一些示例中，信号信标可以向周围区域播送一个或多个信号。在一些示例中，(多个)信号可以由某些装置(例如，焊接附件140)检测，并且表示焊接正在发生焊接的通知。这些装置(例如，PAPR 110、烟尘抽吸器142、远程降温系统152等)可以响应于该信号而激活或采取一些其他合适的动作。

在一些示例中，信号信标可以经由通信电路系统306、一个或多个灯206和/或一个或多个控制输出装置208(例如，扬声器)来实施。在一些示例中，由信号信标输出的(多个)信号可以是不可听和/或不可见的，这可以帮助避免在焊接期间不必要地分散操作者102的注意力。例如，(多个)信号可以是电磁信号、在可见光光谱之外的光信号(例如，红外、紫外等)、和/或在可听频率范围之外的音频信号(例如，次声、超声等)。

在一些示例中，灯控制程序500可以响应于检测到正在发生焊接而(例如，经由由通信电路系统306发送的一个或多个信号)来发送特定的激活命令。例如，灯控制程序500可以响应于确定正在发生焊接而命令焊接附件140中的一个或多个激活/停用。在一些示例中，操作者设置310可以指示是否播送和/或直接发送(和/或(多个)传输应该从哪个(哪些)装置到哪个(哪些)装置)。

在一些示例中，智能面罩模块200的操作可以取决于面罩状态程序400和灯控制程序500两者。在出现冲突的情况下，在一些示例中，面罩状态程序400可以是决定性的，而在一些其他示例中，灯控制程序500可以是决定性的。在一些示例中，只有在面罩状态程序400和灯控制程序500都同意(或者至少任一方都不试图阻止)的情况下，才可以发生积极的功能或操作(例如，激活、启用、传送)。

本文描述的示例智能面罩模块200提供了一种系统，这种系统可以容易地放入焊接面罩104中和/或从焊接面罩移除而不会损坏模块200或面罩104。智能面罩模块200进一步被配置为确定固持面罩104是在被抬起地佩戴、放下地佩戴、还是根本未佩戴，并且相应地调整其状态和/或操作。智能面罩模块200附加地提供显示屏216以在(实际的和/或模拟的)焊接操作期间查看有价值的信息，并且提供可以根据操作者102的需要而被定制配置的自适应透镜214。

可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现本方法和/或系统。可以以集中方式在至少一个计算系统中实现本方法和/或系统，或者以不同的要素遍布在若干互连的计算系统或云系统上的分布式方式实现本方法和/或系统。适用于执行本文所描述的方法的任何种类的计算系统或其他设备都是适合的。硬件与软件的典型组合可以是具有程序或其他代码的通用计算系统，该程序或其他代码当被加载和执行时控制该计算系统以使得该计算系统执行本文所描述的方法。另一个典型实施方式可以包括专用集成电路或芯片。一些实施方式可以包括非暂时性机器可读(例如，计算机可读)介质(例如，闪速驱动器、光盘、磁存储盘等)，该非暂时性机器可读介质上存储有可由机器执行的一个或多个代码行，从而使机器执行如本文所描述的过程。

尽管已经参考某些实施方式描述了本方法和/或系统，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本方法和/或系统的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等效物替换。附加地，在不脱离本公开内容范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应于本公开内容的教导。因此，本方法和/或系统不旨在局限于所公开的具体实施方式，而是本方法和/或系统将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施方式。

如本文所使用的，“和/或”是指列表中由“和/或”连接的多个项中的任何一项或多项。例如，“x和/或y”是指三元素集合{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。换言之，“x和/或y”是指“x和y中的一个或两个”。作为另一示例，“x、y和/或z”是指七元素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。换言之，“x、y和/或z”是指“x、y和z中的一个或多个”。

如本文所使用的，术语“比如(e.g.)”和“例如(for example)”引出一个或多个非限制性示例、实例、或图示的列表。

如本文所使用的，术语“耦接”、“耦接至”和“与……耦接”分别是指结构连接和/或电连接、不管是附接、附连、连接、接合、紧固、联系和/或还是以其他方式固定。如本文所使用的，术语“附接”是指附着、耦接、连接、接合、紧固、联系和/或以其他方式固定。如本文所使用的，术语“连接”是指进行附接、附着、耦接、接合、紧固、联系和/或以其他方式进行固定。

如本文所使用的，术语“电路”和“电路系统”是指物理电子部件(即，硬件)以及可以配置硬件、由硬件执行、和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文所使用的，例如，特定的处理器和存储器在执行第一一行或多行代码时可以构成第一“电路”，而在执行第二一行或多行代码时可以构成第二“电路”。如本文所使用的，当电路系统包括执行某项功能所必需的硬件和/或代码(如果有必要)时，电路系统“可操作”和/或“被配置”用于执行该功能，而不管该功能的执行是被禁用还是被启用(例如，通过用户可配置的设置，出厂调整等)。

如本文所使用的，控制电路可以包括数字电路系统和/或模拟电路系统、分立电路系统和/或集成电路系统、微处理器、DSP等，位于一个或多个电路板上的形成控制器的一部分或全部和/或用于控制焊接过程和/或诸如电源或送丝器等装置的软件、硬件和/或固件。

如本文所使用的，术语“处理器”是指处理装置、设备、程序、电路、部件、系统和子系统，无论是以硬件、有形形式的软件或这两者来实施、以及无论其是否是可编程的。如本文使用的术语“处理器”包括但不限于一个或多个计算装置、硬连线电路、信号修改装置和系统、用于控制系统的装置和机器、中央处理单元、可编程装置和系统、现场可编程门阵列、专用集成电路、芯片上系统、包括分立元件和/或电路的系统、状态机、虚拟机、数据处理器、处理设施、以及前述各者的任意组合。处理器可以例如是任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、图形处理单元(GPU)、具有高级RISC机器(ARM)内核的精简指令集计算机(RISC)处理器。处理器可以耦接到存储器装置和/或与存储器装置整合在一起。

如本文所使用的，术语“存储器”和/或“存储器装置”是指用于存储信息以供处理器和/或其他数字装置使用的计算机硬件或电路系统。存储器和/或存储器装置可以是任何合适类型的计算机存储器或任何其他类型的电子存储介质，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、高速缓存存储器、光盘只读存储器(CDROM)、电光存储器、磁光存储器、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、计算机可读介质等。存储器可以包括例如非暂时性存储器、非暂时性处理器可读介质、非暂时性计算机可读介质、非易失性存储器、动态RAM(DRAM)、易失性存储器、铁电RAM(FRAM)、先进先出(FIFO)存储器、后进先出(LIFO)存储器、堆栈存储器、非易失性RAM(NVRAM)、静态RAM(SRAM)、高速缓冲存储器、缓存器、半导体存储器、磁存储器、光存储器、闪存、闪卡、紧凑型闪存卡、存储卡、安全数字存储卡、微型卡、小型卡、扩展卡、智能卡、记忆棒、多媒体卡、图片卡、闪存设备、用户识别模块(SIM)卡、硬件驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)等。存储器可以被配置为存储代码、指令、应用、软件、固件和/或数据，并且可以处于处理器外部的、处于处理器内部，或者在处理器内部、外部兼有。

为了方便起见，贯穿本说明书使用术语“电力”，但是“电力”也包括相关的量度，诸如能量、电流、电压和焓。例如，控制“电力”可以涉及控制电压、电流、能量和/或焓，和/或基于“电力”进行控制可以涉及基于电压、电流、能量和/或焓进行控制。

如本文所使用的，焊接型电力是指适用于以下各项的电力：焊接、熔覆、钎焊、等离子切割、感应加热、碳弧切割和/或热丝焊/预加热(包括激光焊和激光熔覆)、碳弧切割或熔刮、和/或电阻式预加热。

如本文所使用的，焊接型电力供应器和/或电源是指在向其施加电力时能够向焊接、熔覆、钎焊、等离子切割、感应加热、激光加工(包括激光焊、激光复合焊和激光熔覆)、碳弧切割或熔刮、和/或电阻式预加热供电的任何装置，包括但不限于变压器-整流器、逆变器、转换器、谐振电力供应器、准谐振电力供应器、开关模式电力供应器等、以及与其相关联的控制电路系统和其他辅助电路系统。

如本文所使用的，本文所使用的“零件”可以指通过焊接型过程和/或操作(比如，通过将两个或更多个工件焊接在一起)来制备和/或制造的实物。在一些背景下，“零件”可以指存储在非易失性存储器中的表示通过焊接型过程和/或操作制备和/或制造的实物的数据。

电路系统、致动器、和/或其他硬件的禁用可以经由硬件、软件(包括固件)、或硬件和软件的组合来完成，并且可以包括物理断开、断电和/或软件控制，该软件控制对激活电路系统、致动器和/或其他硬件的命令的实施作出限制。类似地，电路系统、致动器、和/或其他硬件的启用可以经由硬件、软件(包括固件)、或硬件和软件的组合使用与禁用相同的机制来完成。

Claims (20)

1.一种焊接面罩，包括：

灯；

传感器，所述传感器被配置为检测所述焊接面罩的佩戴状态，所述传感器被配置为输出表示所述佩戴状态的传感器信号；以及

处理电路系统，所述处理电路系统被配置为：

基于所述传感器信号确定所述焊接面罩的佩戴状态，所述佩戴状态指示所述焊接面罩是被佩戴、被佩戴于抬起位置、被佩戴于放下位置还是未被佩戴，

当所述佩戴状态指示所述焊接面罩被佩戴于所述抬起位置时激活所述灯，以及

当所述佩戴状态指示所述焊接面罩被佩戴于所述放下位置时停用所述灯。

2.如权利要求1所述的焊接面罩，其中，所述传感器包括热传感器、开关传感器、光学传感器、簧片开关、电容式传感器、二氧化碳传感器、氧传感器、电位计、编码器或加速度计。

3.如权利要求1所述的焊接面罩，进一步包括电源，所述电源被配置为向所述灯提供电力，所述处理电路系统进一步被配置为基于所述佩戴状态配置所述电源或配置从所述电源提供电力。

4.如权利要求1所述的焊接面罩，进一步包括遮光透镜，所述遮光透镜包括自适应透镜，并且所述遮光透镜被配置为调整所述自适应透镜的焦距或曲率半径。

5.如权利要求4所述的焊接面罩，其中，所述处理电路系统进一步被配置为识别佩戴所述焊接面罩的操作者的身份，所述遮光透镜被配置为基于所述操作者的身份来调整所述自适应透镜的焦距或曲率半径。

6.如权利要求4所述的焊接面罩，进一步包括一个或多个控制输入装置，所述一个或多个控制输入装置被配置为接收操作者输入，并且所述遮光透镜被配置为基于所述操作者输入来调整所述自适应透镜的焦距或曲率半径。

7.如权利要求1所述的焊接面罩，进一步包括面罩外壳和智能面罩模块，所述智能面罩模块包括所述传感器、所述灯、所述处理电路系统和被配置成可移除地附接至所述面罩外壳的机械连杆，所述机械连杆被配置为允许所述智能面罩模块在仍然保持附接至所述面罩外壳的同时相对于所述面罩外壳移动。

8.一种焊接面罩，包括：

用户接口，所述用户接口包括一个或多个输入装置以及一个或多个输出装置；

遮光透镜，所述遮光透镜包括自适应透镜、显示屏或自动变光滤光镜；

传感器，所述传感器被配置为检测所述焊接面罩的佩戴状态，所述传感器被配置为输出表示所述佩戴状态的传感器信号；以及

处理电路系统，所述处理电路系统被配置为：

基于所述传感器信号确定所述焊接面罩的佩戴状态，所述佩戴状态指示所述焊接面罩是被佩戴、被佩戴于抬起位置、被佩戴于放下位置还是未被佩戴，以及

基于所述佩戴状态配置所述遮光透镜、所述一个或多个输入装置、或所述一个或多个输出装置中的扬声器。

9.如权利要求8所述的焊接面罩，进一步包括电源，所述电源被配置为向所述用户接口、所述遮光透镜或所述传感器提供电力，所述处理电路系统被进一步配置为基于所述佩戴状态配置所述电源或配置从所述电源提供电力。

10.如权利要求8所述的焊接面罩，其中，所述遮光透镜包括所述自适应透镜，并且所述遮光透镜被配置为调整所述自适应透镜的焦距或曲率半径。

11.如权利要求10所述的焊接面罩，其中，所述处理电路系统进一步被配置为识别佩戴所述焊接面罩的操作者的身份，所述遮光透镜被配置为基于所述操作者的身份来调整所述自适应透镜的焦距或曲率半径。

12.如权利要求11所述的焊接面罩，进一步包括一个或多个控制输入装置，所述一个或多个控制输入装置被配置为接收操作者输入，并且所述遮光透镜被配置为基于所述操作者输入来调整所述自适应透镜的焦距或曲率半径。

13.如权利要求8所述的焊接面罩，其中，所述传感器包括第一传感器，并且所述处理电路系统被配置为基于以下各项来确定是否正在发生焊接：第二传感器的传感器信号、自动变光滤光镜(ADF)的变暗或未变暗状态、从焊接型工具接收到的工具数据或从焊接型设备接收到的焊接数据。

14.如权利要求8所述的焊接面罩，进一步包括面罩外壳和智能面罩模块，所述智能面罩模块包括所述传感器、所述用户接口、所述遮光透镜、所述处理电路系统和被配置成可移除地附接至所述面罩外壳的机械连杆，所述机械连杆被配置为允许所述智能面罩模块在仍然保持附接至所述面罩外壳的同时相对于所述面罩外壳移动。

15.一种焊接面罩，包括：

传感器，所述传感器被配置为检测所述焊接面罩的佩戴状态，所述传感器被配置为输出表示所述佩戴状态的传感器信号；以及

处理电路系统，所述处理电路系统被配置为：

基于所述传感器信号确定所述焊接面罩的佩戴状态，所述佩戴状态指示所述焊接面罩是被佩戴、被佩戴于抬起位置、被佩戴于放下位置还是未被佩戴，

基于所述佩戴状态配置所述焊接面罩的面罩装置或与所述焊接面罩通信的焊接装置，

所述面罩装置包括所述焊接面罩的降温装置、所述焊接面罩的扬声器、所述焊接面罩的输入装置、所述焊接面罩的遮光透镜、所述焊接面罩的相机或所述焊接面罩的电源。

16.如权利要求15所述的焊接面罩，其中，所述焊接装置包括焊接型电力供应器、送丝器、连接到所述焊接面罩的动力空气净化呼吸器(PAPR)、焊接示教盘、脚踏板、焊炬、烟尘抽吸器、电子眼镜、远程显示器、降温系统、远程信标或焊接指导系统。

17.如权利要求16所述的焊接面罩，进一步包括通信电路系统，所述处理电路系统被配置为通过经由所述通信电路系统发送到所述焊接装置的一个或多个信号来配置所述焊接装置。

18.如权利要求15所述的焊接面罩，其中，所述传感器包括热传感器、开关传感器、光学传感器、簧片开关、电容式传感器、二氧化碳传感器、氧传感器、电位计、编码器或加速度计。

19.如权利要求15所述的焊接面罩，其中，所述处理电路系统被配置为当所述佩戴状态指示所述焊接面罩被佩戴于抬起位置或未被佩戴时停用或限制所述面罩装置的操作。

20.如权利要求15所述的焊接面罩，其中，所述面罩装置包括所述降温装置、所述输入装置、所述扬声器或所述遮光透镜，所述传感器包括第一传感器，所述传感器信号包括第一传感器信号，并且所述处理电路系统被配置为基于以下各项来确定是否正在发生焊接：第二传感器的第二传感器信号、自动变光滤光镜(ADF)的变暗或未变暗状态、从焊接型工具接收到的工具数据或从焊接型设备接收到的焊接数据，所述处理电路系统被配置为基于所述佩戴状态和是否正在发生焊接来配置所述面罩装置。

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