CN114571036A - 立体头盔显示器 - Google Patents

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Abstract

一种焊接型系统包括头盔，所述头盔具有被配置成从第一透视图捕捉工作区域的第一组图像的第一图像捕捉设备和被配置成从第二透视图捕捉所述工作区域的第二组图像的第二图像捕捉设备。头盔还包括电子显示器，其被配置成基本上同时显示第一组图像和第二组图像从而经由电子显示器立体地呈现工作区域。而且，头盔包括被配置成接收声音命令的声音命令转换单元，所述声音命令被配置成调整电力供应器的操作，所述电力供应器被配置成为所述焊接型系统供电。另外，所述焊接型系统包括处理系统，所述处理系统通信地耦合到声音命令转换单元并且被配置成至少部分地基于接收的声音命令调整电力供应器的至少一个参数。

Description

立体头盔显示器
本申请是国际申请日为2015年10月4日、国际申请号为PCT/US2015/053903、国家申请号为201580057899.3、发明名称为“立体头盔显示器”的发明专利申请的分案申请。
背景技术
本发明概括地涉及焊接系统，并且更具体地涉及用于远程地显示并更改电力供应器设置的感测系统。
焊接工艺已经普遍用于各个行业中的各种类型的应用。例如，经常在诸如造船、飞行器维修、建筑等应用中进行焊接。焊接系统经常包括可以发电以便在焊接工艺期间消耗的电力供应器。然而，这些电力供应器可能经常远离工作区域，由此如果用户由于走向并离开电力供应器来作出更改而改变电力供应器设置则造成延迟。
发明内容
在第一实施例中，一种焊接型系统包括头盔，所述头盔具有被配置成用于从第一透视图捕捉工作区域的第一组图像的第一图像捕捉设备和被配置成用于从第二透视图捕捉所述工作区域的第二组图像的第二图像捕捉设备。所述头盔还包括电子显示器，所述电子显示器被配置成用于基本上同时显示所述第一组和所述第二组图像从而经由所述电子显示器立体地呈现所述工作区域。而且，所述头盔包括被配置成用于接收声音命令的声音命令转换单元，所述声音命令被配置成用于调整电力供应器的操作，所述电力供应器被配置成用于为所述焊接型系统供电。另外，所述焊接型系统包括处理系统，所述处理系统通信地耦合到所述声音命令转换单元并且被配置成用于至少部分地基于所接收的声音命令调整所述电力供应器的至少一个参数。
在另一实施例中，一种方法包括：当第一图像具有工作区域的第一透视图时，通过头盔的第一图像捕捉设备捕捉所述第一图像。所述方法还包括：当第二图像具有所述工作区域的第二透视图时，通过所述头盔的第二图像捕捉设备捕捉所述第二图像。而且，所述方法包括：将所述第一和第二图像基本上同时显示为所述工作区域的立体图像。另外，所述方法包括：通过所述头盔的声音命令单元接收声音命令；以及至少部分地基于所接收的声音命令在焊接型电力供应器处调整所述焊接型电力供应器的参数。
在另一实施例中，一种焊接型系统包括头盔。所述头盔包括被配置成用于从第一透视图捕捉工作区域的第一图像的第一图像捕捉设备和被配置成用于从第二透视图捕捉所述工作区域的第二图像的第二图像捕捉设备。所述头盔还包括被配置成用于向所述头盔的第一部分显示所述第一图像的第一电子显示器以及被配置成用于与显示所述第一图像基本上同时地向所述头盔的第二部分显示所述第二图像的第二电子显示器。而且，所述头盔包括被配置成用于接收声音命令的声音命令转换单元，所述声音命令被配置成用于调整电力供应器的操作，所述电力供应器被配置成用于为所述焊接型系统供电。另外，所述焊接型系统包括处理系统，所述处理系统通信地耦合到声音命令转换单元并且被配置成用于至少部分地基于所接收的声音命令调整所述电力供应器的至少一个参数。
附图说明
当参考附图阅读以下具体实施方式时，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，其中，相同的标记在全部附图中表示相同的部件，在附图中：
图1是利用焊接头盔的焊接系统的一个实施例的框图；
图2是图1的焊接头盔的一个实施例的框图，示出了电子显示器；
图3是可以包括在图2的电子显示器中的各层的一个实施例的分解图；
图4是图1的焊接系统的一个实施例的立体图，示出了惯性测量单元；
图5是可以由图2的显示器显示的工作视图的图像的一个实施例；
图6是可以由图2的显示器显示的参数调整视图的图像的一个实施例；以及
图7是用于调整图1的焊接系统的电力供应器的参数的过程的一个实施例的流程图。
具体实施方式
如以下将详细描述的，本文提供了用于远程地观看并控制电源的系统和方法。通过远程地观看并控制电源，操作人员可以用期望的参数焊接工件而无需离开工件。在其他实施例中，焊接操作人员可以控制焊接参数而无需花费宝贵的焊接时间走到电力供应器处来观看并控制电力供应器。因此，操作人员可以用期望的参数更快速地有效地进行焊接。另外，操作人员可以在焊接之前确认焊接参数而在不得不走回电源处更改焊接参数时无需显著延迟。
现在转向附图，图1是根据本技术焊接系统10的一个实施例的框图。焊接系统10被设计成用于在工件14(例如，管子)产生焊弧12。焊弧12可以由任何类型的焊接系统或工艺生成并且可以按照任何期望的方式定向。例如，这种焊接系统可以包括气体保护金属极电弧焊(GMAW)系统并且可以使用各种编程波形和设置。焊接系统10包括电力供应器16，该电力供应器通常耦合到电源18(诸如电网、发动机或其组合(例如，混合动力))。当然可以使用其他电源，包括发电机等等。在所示实施例中，送丝器20耦合到气体源22和电力供应器16并且将焊丝24供应到焊炬26。焊炬26被配置成用于在焊炬26与工件14之间生成焊弧12。将焊丝24经由焊炬26馈送到焊弧12、由焊弧12融化并且沉积在工件14上。
送丝器20可以通常包括送丝器控制电路系统28，该电路系统调节焊丝24从线轴29的馈送并且还可以命令电力供应器16的输出等等。类似地，电力供应器16可以包括用于监控并控制某些焊接参数和起弧参数的电力供应器控制电路系统30。在某些实施例中，送丝器控制电路系统28或电力供应器控制电路系统30可以包括软件、硬件或其组合。例如，在某些实施例中，送丝器控制电路系统28和/或电力供应器控制电路系统30可以包括处理器和被配置成用于存储待由处理器执行的指令的有形的非易失性计算机可读存储器。在一些实施例中，送丝器控制电路系统28可以通过还用于向送丝器20供电的焊接电缆31与电力供应器控制电路系统30通信。在一些实施例中，可以将电力供应器控制电路系统30封装在电力供应器16的壳体中。在一些实施例中，至少一部分处理可以由另一个处理器(例如，头盔中的处理器)执行。
送丝器20的线轴29将包含在焊接操作期间消耗的一段焊丝24。焊丝24由焊丝驱动组件32推进，通常通过使用用于驱动用于推进焊丝24的轮子34和36的电动机。在一些实施例中，电动机由控制电路系统28控制。另外，工件14可以通过连接到工作电缆40的夹具38耦合到电力供应器16，从而在焊炬26与工件14之间建立焊弧12时完成电路。
将焊炬26放置在靠近工件14的位置处允许电流从焊炬26到工件14形成焊弧，该电流由电力供应器16提供并且被路由到焊炬26。如上所述，此焊弧形成完成了包括电力供应器16、焊炬26、工件14以及工作电缆40的电路。具体地，在操作中，电流从电力供应器16到达焊炬26、到达工件14，工件14通常通过工作电缆40连接回到电力供应器16。焊弧产生相对大量的热量，使得工件14的部分以及焊丝24的填充金属转变到融化材料的熔融状态，从而形成焊缝。
在某些实施例中，为了使得焊接区域在焊接期间不受到氧化或污染，为了增强焊弧性能，并且为了改善所得焊缝，焊接系统10还可以从气体源22向焊炬26馈送惰性屏蔽气体。然而，值得注意的是，除了或替代惰性屏蔽气体，还可以使用各种屏蔽材料来保护焊接位置，包括活性气体和特定的固体。而且，在其他焊接工艺中，可以不使用这种气体，然而，本文公开的技术是等效可应用的。
尽管1示出了GMAW系统，本文公开的技术可以类似地应用到其他类型的焊接系统，包括气体保护钨极弧焊(GTAW)系统和保护金属极电弧焊(SMAW)系统等等。因此，基于传感器的电力供应器控制的实施例可以用于包括送丝器20和气体源22的焊接系统或者不包括送丝器20和/或气体源22的系统(例如，其中焊炬26直接耦合到电力供应器16的实施例)，这取决于实施方式特定的考虑因素。
本文公开的实施例涉及远程电力供应器监控、观看和控制。在一些实施例中，可以将与电力供应器16有关的数据发送到焊接头盔42并且展现给穿戴头盔42的操作人员。在一些实施例中，可以将数据视觉地或听觉地展现给操作人员。另外，视觉数据可以包括由一个或多个照相机44拍摄的电力供应器16的图像，显示电力供应器16的设置。在某些实施例中，操作人员可以基于所展现的参数远程地修改参数。例如，在某些实施例中，操作人员可以向头盔42发出声音命令或者发出由头盔42或在焊炬26、头盔42、手套和/或其他合适位置处的惯性测量单元(IMU)46检测的命令。在一些实施例中，可以通过正在其中进行焊接的工作区域中的照相机和其他感测装置检测这些命令。附加地或可替代地，可以通过电子设备(诸如计算机、智能电话、平板计算机或能够从操作人员接收输入的其他电子设备)接收一些命令。
在某些实施例中，IMU 46可以包括加速计、磁力计、速率传感器(例如，陀螺仪传感器)、传感器、或能够测量操作人员的移动的其他传感器。在本文中使用时，速率传感器可以包括基于MEM的传感器或提供指示三维参考帧内的角速率改变的信号输出的任何设备。例如，单轴速率传感器可以指示围绕与传感器的参考面垂直的单个坐标的速率改变。加速计可以包括能够测量动态运动(诸如焊接编织)的单个三轴加速计。在其他实施例中，加速计可以包括用于确定焊炬26在一个或多个维度的定向改变的一个或多个定向传感器。例如，可以基于两个加速计相对于与重力方向平行的平面计算二维位置。在一些实施例中，速率传感器可以包括一个或多个速率传感器，诸如单个三轴速率传感器。电力供应器控制电路系统30和/或送丝器控制电路系统28可以使用速率传感器来补充来自加速计的数据从而测量更小或更精细的移动。在某些实施例中，磁力计可以包括一个或多个磁力计传感器，诸如单个三轴磁力计。电力供应器控制电路系统30和/或送丝器控制电路系统28可以使用磁力计来确定磁场变化，诸如焊接区域中的焊炬26或其他物体的移动。使用IMU 46中的一个或多个传感器类型，焊接系统10可以通过控制电路系统30和/或送丝器控制电路系统28接收可以控制电力供应器16的所检测的移动数据。
使用来自一个或多个所述传感器的数据，电力供应器控制电路系统30和/或送丝器控制电路系统28可以控制电力供应器16改变操作人员所期望的一个或多个参数而操作人员无需实际走向电力供应器16。如上所述，焊接头盔42可以通过显示器(诸如包括在图2的焊接头盔42内部的显示器48)显示待控制的参数、电力供应器16或电力供应器16的表示。在某些实施例中，显示器48可以包括用于替换传统焊接头盔的观看区域的电子屏。例如，在一些实施例中，焊接头盔的自动变暗玻璃可以被移除并且由显示器48替换。在一些实施例中，显示器48可以被分成各自显示来自不同照相机的不同视图的两个区域(例如，区域49和50)。换言之，第一照相机可以捕捉在区域49中显示的第一透视图(例如，右眼透视图)并且第二照相机可以捕捉第二透视图(例如，左眼透视图)。在某些实施例中，显示器48可以包括两个分开的显示器(例如，各自显示来自与区域49和50相对应的右眼透视图和左眼透视图的图像)，每个显示器能够独立于另一个显示器显示图像。在这种实施例中，这两个显示器可以用于显示各个物体(诸如工作区域和/或电力供应器16)的立体视图。在一些实施例中，每个显示器可以仅对操作人员的一只眼睛而言是可见的。例如，头盔42可以包括阻止所述显示器中的一个显示器的至少一部分对操作人员的一只眼睛的可见性的挡板。
在其他实施例中，一个或多个透明显示器48可以被层压到焊接头盔的玻璃上。图3示出可以被放置在头盔42的观看区域内的每个显示器48的各个层51。尽管层51包括五层，在一些实施例中，可以包括附加层，可以省略一些层，两层或更多层可以合并为单层，和/或一些层可以分离为多个不同的层(例如，偏振层、晶体管层等等)。换言之，在一些实施例中，层51可以包括1、2、3、4、5、6或更多层。在所示实施例中，层51包括内部透明层52、透明显示层54、绝缘层56、自动变暗层58以及外部透明层60。内部透明层52可以防止显示层54与头盔42内的物体接触和/或因接触而受损，同时使得佩戴头盔42的用户能够看到透明显示层54所显示的图像。例如，在一些实施例中，内部透明层52可以包括玻璃或透明塑料。
透明显示层54可以包括显示电路系统，其使得用户能够看到所创建的和有意显示的图像同时还通过透明显示电路系统层54观察到用户的实际周围区域。例如，透明显示层54可以包括透明液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器或使得操作人员能够看到显示层54上的东西同时还能够看穿显示层54的其他显示器。在一些实施例中，透明显示层54可以包括棱镜，该棱镜反射被投射到该棱镜的一个或多个部分的图像。如下所述，在一些实施例中，显示层54可以仅能够在观看区域的一部分上显示图像。然而，在一些实施例中，显示层54可以包含头盔42的整个观看区域。
在一些实施例中，层51包括绝缘层56，该绝缘层将显示层54与自动变暗层58分开以便阻止其他层或彼此干扰显示层54和/或自动变暗层58的电子组件的操作。在一些实施例中，绝缘层56可以包括透明显示层54的基底层。自动变暗层58可以包括电致变色的、光致变色的、热致变色的、悬浮颗粒、微遮光罩(micro-blind)、或其他自动变暗的智能玻璃。在一些实施例中，显示层54和自动变暗层58可以组合为单层。例如，透明LCD的液晶可以用于通过在至少一些液晶上使用滤色器部分地关闭和/或显示图像而使入射光变暗。在一些实施例中，层51还可以包括外部透明层60，其至少保护层51的其他层不受头盔42外部的损坏。
返回图2，在一些实施例中，显示器48可以通过斜面62耦合到头盔42，该斜面容纳显示电路系统并且将显示器48耦合到显示驱动电路系统64。在一些实施例中，显示驱动电路系统64可以包括用于显示层54的行列像素控制或用于将图像投射到显示层54的棱镜的投射设备。头盔42还可以包括从一个或多个远程设备(例如，照相机44)接收图像数据并且将信息返回远程设备的收发器66。在某些实施例中，收发器66可以包括无线收发器，诸如紫蜂、802.15.4、蓝牙、802.11、和/或其他无线收发器。附加地或可替代地，收发器66可以包括有线连接收发器。在一些实施例中，收发器66可以是接收视频数据的单向接收器。然而，在一些实施例中，收发器66可以将来自头盔42的命令发送回控制单元(诸如电力供应器控制电路系统30和/或送丝器控制电路系统28)。例如，收发器66可以发送由IMU 46检测的运动命令、由声音命令单元68检测的声音命令(例如，语音命令)和/或由照相机70和/或71检测的视觉命令。在一些实施例中，在至少一些模式中，因为显示器42显示从照相机70和/或71捕捉的图像而不是接收来自远程位置的图像，收发器66可以不接收通过显示器42显示的图像。
在一些实施例中，头盔42可以包括用于向用户传送声音信息的扬声器72。例如，扬声器72可以通过收发器66接收来自电力供应器控制电路系统30和/或送丝器控制电路系统28的声音信号，该声音信号指示电力供应器参数、从用户接收到命令、电力供应器16的类型或用于将操作参数的改变通知用户的其他信息，并且向用户生成这种信息的声音指示。
头盔42还可以包括存储电力以供收发器66、显示器48、显示驱动电路系统64、IMU46、显示器48、扬声器72、声音命令单元68和/或附加电路系统使用的电力存储装置73。电力存储装置73可以包括用于存储可以用于为电气组件供电的电力的任何合适的单元，诸如从电镀电池、电解电池、燃料电池、流动电池和/或伏打电堆形成的电容器或电池。电力存储装置73可以存储从能量捕获单元74和/或外部电源(例如，AC线电力)接收的能量。能量捕获单元74从用户周围导出能量以便向电力存储装置73提供电力。例如，能量捕获单元74可以包括使用电磁发电机的动能捕捉器、光伏电池、热电发电机、恢复无线波能量的天线或者能够将能量转换为适合存储在电力存储装置73中的形式(例如，化学或电气)的其他物件。例如，能量捕获单元74可以包括吸收来自焊炬26的UV光并且生成电力以便存储在电力存储装置73中的太阳能板。在一些实施例中，能量捕获单元74可以使用最大功率点跟踪(MPPT)技术来用于从一个或多个光伏设备(例如，太阳能板)获得增强的电力。换言之，能量捕获单元71和/或电力存储装置73可以采用MPPT通过基于发电与UV辐射、温度和总电阻的关系对发电进行建模，对来自能量捕获单元74的I-V曲线进行采样以施加适当的电阻来增强发电，从而实现增强来自能量捕获单元74的发电。具体地，MPP是MPP电压与MPP电流的乘积。
图4是能够监控焊接头盔42、焊炬26、和/或手套75的位置以便检测来自操作人员的控制命令的焊接系统10的实施例的立体图。在所描绘的焊接系统10中，操作人员76在焊接时穿戴焊接头盔42。在某些实施例中，外部头盔位置检测传感器78在焊接作业区域内靠近操作人员76以便辅助来自IMU 46的数据评估焊接头盔42、焊炬26和/或手套75的位置和定向。
应当注意的是，传感器78可以包括或者可以由能够检测焊接头盔42的位置的任何方法或设备替换。例如，传感器78可以包括位于头顶上的用于确定焊接头盔42的位置和定向的立体视觉照相机或一个或多个单目视觉照相机。这些照相机可以位于焊接头盔42(例如，照相机70和/或71)上来定位头盔42、焊炬26、手套75的相对位置和/或捕捉工作区域的图像以便通过显示器48显示。传感器78可以包括用于通过确定预定点(诸如工件14)的位置来确定焊接头盔42、焊炬26、和/或手套75的位置的光传感器。在一些实施例中，头盔42可以包括反射光的标记物或包括红外LED的活动视觉标记物。在某些实施例中，焊接头盔42、焊炬26、和/或手套75相对于彼此、相对于工件14或相对于操作人员的定向可以被视觉地确定，例如通过由位于焊接头盔42外部的多个照相机成像器检测的头盔标记物或几何特征。
在其他实施例中，传感器78可以包括被配置成用于检测从位于焊接头盔42外部的光源投射到焊接头盔42上的结构光的单个光传感器。光源可以包括相对于传感器78位于固定位置的点光源。光源可以将网格或其他结构的图案向头盔42、焊炬26和/或手套75投射。无论图案在何处照射到焊接头盔42(或焊炬26或手套75)，光可以产生指示焊接头盔42(或焊炬26或手套75)的形状以及距离传感器78的距离的图案。当光从不同角度照射到焊接头盔42(或焊炬26或手套75)时，所投射的网格可以基于焊接头盔42(或焊炬26或手套75)的轮廓变得失真。焊接头盔42(或焊炬26或手套75)可以被成形为使得失真网格可以用于通过经由传感器78采集的图像的图像处理标识焊接头盔42(或焊炬26或手套75)的位置、距离和定向。结构光可以包括点阵列、圆阵列、条带阵列或可识别的光图案的任何期望的集合。
如上所述，头盔42可以显示电力供应器16的各个参数。例如，图5示出可以通过显示器48(例如，位于区域49和/或50中)展现给用户的图像。头盔42可以使得用户能够观看工件14和焊弧12。如上所述，在一些实施例中，显示器48通过图像捕捉(例如，通过一个或多个照相机70和/或71)再现工作视图80。在某些实施例中，显示器48可以至少部分地透明从而使得用户能够观看工作视图80。在其他实施例中，显示器48可以通过照相机70和/或71显示工作视图80的捕捉图像。在一些实施例中，显示器48可以被水平地分为两个分开的显示器或者可以被水平地分为使得头盔42能够向焊工的每一只眼睛展现不同图像的两个观看区域。例如，左侧显示器或显示区域可以用于展现来自左侧照相机的图像流，该左侧照相机捕捉与左眼可看到的类似的透视图。类似地，右侧显示器或显示区域可以用于展现来自右侧照相机的图像流，该右侧照相机捕捉与右眼可看到的类似的透视图。此立体观看可允许焊工更准确地看到工作区域以便增加对显示器48的深度感知和三维观看。
在一些实施例中，显示器48可以显示自动立体图。自动立体图是包括小像素(诸如与用于生成虚拟深度感知的图案匹配的相邻竖直切片)的单图像立体图(SIS)。例如，图像可以被切为多个条带(例如，8个)。图像的所得图像组合可以允许用户通过使其眼睛稍微地散焦(例如，在图像前方或后方聚焦)来观看虚拟3D图像。
在某些实施例中，显示器48可以包括将电力供应器16的各个参数和/或所使用的焊接工艺通知用户的平视显示器(HUD)82。例如，HUD 82可以包括工艺类型指示84、电流电平指示86、电压电平指示88和链接指示90和/或可以帮助操作人员知道焊接工艺的其他参数。工艺类型指示84指示当前正在使用哪一种类型的焊接工艺，诸如钨极隋性气体保护(TIG)焊接、金属极惰性气体保护(MIG)焊接、保护金属极电弧焊(SMAW)、气体保护金属极电弧焊(GMAW)、或其他合适的焊接工艺。电流电平指示86指示焊接工艺的电流电平。类似地，电压电平指示88指示焊接工艺的电压电平。另外，链接指示90指示从焊炬26到电力供应器16的连接是活动的或非活动的。在某些实施例中，链接指示90指示HUD 82从电力供应器16有效地接收数据并且当前显示的参数是最近从电力供应器16接收的。
在一些实施例中，当观看工作视图80时，操作人员可以发起电力供应器视图，在该视图中，显示器48(例如，位于区域49和/或50中)显示电力供应器92，诸如图6示出的显示器48。在一些实施例中，电力供应器92可以是与电力供应器16的类型匹配的类型相对应的漫画或简化视图。在一些实施例中，电力供应器92可以是之前通过照相机44基本上实时地保存或示出的实际电力供应器16的图像。在某些实施例中，电力供应器92可以包括可以在电力供应器16前方发现的各种信息和操纵件。例如，电力供应器92可以包括工艺选择拨盘94、电流单元96、电压单元98和参数调整拨盘100。工艺选择拨盘94可以用于设置何种类型的工艺用于焊接工艺并且由HUD 82的工艺指示器102指示。类似地，电流单元96可以显示还可以在HUD 82的电流电平指示器104中反映的电流电平，并且电压单元98可以显示还可以在HUD82的电压电平指示器106中反映的电压电平。
在本实施例中，电压电平指示器106指示当从外部电路(例如，包括焊炬26和工件14的电路)断开时与电力供应器16的两个端子之间的电势差相对应的开路电压(OCV)。在一些实施例中，参数调整拨盘100可以用于调整电力供应器16的电压、电流或其他参数。尽管工艺选择拨盘94和参数调整拨盘100是拨盘，在一些实施例中，拨盘94、100可以由能够接收用户输入的任何其他操纵件(诸如箭头、数字输入键盘等等)替换。在一些实施例中，操作人员可以使用光标108操纵一个或多个参数。
在某些实施例中，光标可以是指示正在更改哪一个参数的盒子或其他指示器。在一些实施例中，可以使用姿势(例如，头向上或向下移动、头向左或向右移动、向上或向下的手势、向左或向右的手势)或语音命令(例如，“向左”)移动光标。在一些实施例中，手势可以包括水平挥动(例如，向左或向右)、竖直挥动(例如，向上或向下)、圆形运动(例如，顺时针或逆时针)、扭转(例如，焊炬26顺时针或逆时针转动)、或可以由传感器识别的其他姿势。换言之，对传感器所生成的原始数据可以进行分析来确定操作人员何时正在执行特定手势。在一些实施例中，在与电力供应器控制电路系统30和/或送丝器控制电路系统28通信之前，姿势可以由预处理器分析。在其他实施例中，电力供应器控制电路系统30和/或送丝器控制电路系统28可以分析来自传感器的原始数据以便识别手势。在一些实施例中，光标108和操纵件可以由语音命令(例如，“振幅增加5”)替换。
在一些实施例中，工艺选择拨盘94和/或参数调整拨盘100可以省略或收缩对应的显示部分。例如，工艺选择拨盘94的功能可以被包括在工艺指示器102中。在一些实施例中，显示部分(例如，HUD 82的各部分)可以仅在一种模式下可操纵而在另一种模式下锁定。例如，用户可以发出语音命令(诸如“参数调整模式”)，其启动参数调整模式以允许操作人员远程地修改电力供应器参数。
尽管前述讨论考虑了通过焊接头盔42显示电力供应器监控和操纵，但是，在一些实施例中，可以通过智能设备(例如，智能电话)执行电力供应器16的显示和/或控制中的至少一些。例如，当智能设备与电力供应器16位于同一网络(例如，WiFi)时，控制应用可以用于监控和更改电力供应器16的参数。
图7示出可以用于远程地监控和/或更改电力供应器16的参数的过程110。过程110包括捕获具有工作区域的第一透视图的第一图像(框112)。例如，第一透视图可以包括可以由右眼观看和由靠近右眼的位置的照相机(例如，照相机70)捕捉的透视图。过程110还包括捕获具有工作区域的第二透视图的第二图像(例如，照相机71)。显示器48(例如，区域49和/或50)然后基本上同时显示第一和第二图像(框116)。例如，可以按照使得这些透视图看似同时显示的快速率同时或交替显示左透视图和右透视图。在一些实施例中，每个透视图可以显示在整个显示器48上并且使用阻止错误的眼睛观看显示透视图的快门或其他方法过滤到用户的左眼和右眼。而且，第一图像和第二图像可以属于多组图像。在一些实施例中，第一组和第二组图像可以交织，从而使得显示器从第一和第二透视图交替地显示图像。
过程110还包括通过智能设备或焊接头盔向远离电力供应器16的用户显示电力供应器16的一个或多个参数(框118)。在一些实施例中，显示器可以在不同区域和/或显示器内不同地展现以便为电力供应器16的表示给出伪立体视图。过程110还包括接收来自远离电力供应器16的用户的命令(框120)。例如，命令可以包括来自远离电力供应器16的用户的姿势和/或声音命令而无需直接看到电力供应器16。基于命令，可以调整电力供应器16的至少一个参数(框122)。
例如，在某些实施例中，当焊接操作人员正在焊接时，操作人员的焊接头盔42可以显示示出电力供应器16的参数的HUD 82。对于焊接的至少一部分，操作人员可能希望更改电流。相应地，操作人员可以说出“参数调整模式”或按压焊接头盔42上的按钮。显示器48可以从工作视图切换到显示电力供应器16的漫画。尽管操作人员可以使用手、头和/或身体姿势来选择并修改参数，但是操作人员可能正在焊接并且可能不希望干扰焊弧12。例如，对于某些焊接或某些类型的焊接(例如，TIG vs.MIG)，可能期望更高的灵敏度。因此，操作人员可以向焊接头盔42中的麦克风说出“振幅增加5”。焊接头盔42向控制设备(诸如电力供应器控制电路系统30)发送命令(或者作为原始声音、经处理的声音或者命令的数字表示)。一旦控制设备接收到呈语音命令或姿势形式的命令，控制设备增加电力供应器16的电流。
尽管前述讨论总体上涉及显示电力供应器信息，但是在一些实施例中，其他信息可以由显示器48作为附加信息或替代信息进行显示。具体地，IMU 46或其他传感器可以确定可以指示焊接接头质量的焊接接头和/或工艺的参数。例如，IMU 46可以用于确定焊炬26的行进速度。此信息可以通过显示器48被显示给用户。附加地或可替代地，可以通过显示器48将基于所确定的参数的焊接指令提供给用户。例如，显示器48可以显示要求用户增加焊接的速度、电流或电压的向上箭头。附加地或可替代地，显示器48可以指令用户修改焊炬26相对于焊接头盔42和/或工件14的定向。
尽管前述讨论总体上涉及焊炬，在一些实施例中，运动感测可以用于与焊接类型工艺相关联的任何焊接类型工具或附件。在本文使用时，焊接类型是指与焊接有关的任何工艺，诸如焊接、切割或刨削。另外，焊接类型工具或附件可以是在这种工艺中使用的任何工具或附件。例如，焊接类型工具可以包括可以用于焊接类型工艺的焊炬、电极支架、加工工具或其他类似的工具。而且，焊接类型附件可以包括可穿戴设备，诸如头盔、夹克、手套、手镯或可以由操作人员穿戴的其他设备。
尽管已经在此示出并描述了本发明的仅仅某些特征，但是本领域技术人员可以想到许多修改和变化。因此，应当理解所附权利要求书旨在覆盖在本发明的真实精神内的所有这种修改和变化。

Claims (55)

1.一种焊接型系统，包括：
头盔，所述头盔包括：
第一图像捕捉设备，所述第一图像捕捉设备被配置成用于在焊接操作期间从第一透视图捕捉工作区域的第一组图像；
第二图像捕捉设备，所述第二图像捕捉设备被配置成用于在所述焊接操作期间从第二透视图捕捉所述工作区域的第二组图像；
电子显示器，所述电子显示器被配置成用于基本上同时显示所述第一组图像和所述第二组图像从而在所述焊接操作期间经由所述电子显示器立体地呈现所述工作区域以描绘所述焊接操作；以及
处理系统，所述处理系统通信地耦合到所述头盔并且被配置成用于至少部分地基于从所述头盔接收的反馈而调整电力供应器的至少一个参数；以及
能量捕获单元，所述能量捕获单元被配置成从穿戴所述头盔的用户周围导出能量以向电力存储装置提供电力，所述电力存储装置被配置成储存所述电力以供用于显示所述第一组图像和所述第二组图像的所述电子显示器和/或其他电路使用。
2.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述头盔包括被配置成用于检测所述头盔的移动的惯性测量单元，并且所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所检测到的所述头盔的移动而调整所述电力供应器的至少一个参数。
3.如权利要求1所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括通信地耦合到所述电力供应器的焊接型工具，其中，所述焊接型工具包括被配置成用于检测所述焊接型工具的移动的惯性测量单元，其中，所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所述焊接型工具的所述移动而调整所述电力供应器的一个或多个参数。
4.如权利要求1所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括可穿戴设备，所述可穿戴设备包括被配置成用于检测所述可穿戴设备的移动的惯性测量单元，其中，所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所检测到的所述可穿戴设备的移动而调整所述电力供应器的一个或多个参数。
5.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器被配置成用于显示所述电力供应器的表示以及显示所述电力供应器的所述至少一个参数。
6.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述至少一个参数包括所述电力供应器的电流电平、所述电力供应器的电压电平、或由所述电力供应器供电的焊接型工艺的类型。
7.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，基本上同时显示所述第一组图像和所述第二组图像包括按照比操作人员的眼睛可注意到的速率更快的速率在所述第一组图像和所述第二组图像之间交替。
8.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述处理系统包括电力供应器控制电路。
9.如权利要求1所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括被配置成用于向所述电力供应器发送指示声音命令的信息的收发器，或者被配置成用于向所述电力供应器发送指示所述声音命令的信息的发送器。
10.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器包括透明发光二极管显示器、透明液晶显示器或透明有机发光二极管显示器。
11.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述第一图像捕捉设备包括被配置成用于捕捉所述工作区域的所述第一透视图的图像的照相机，其中，所述第一透视图大约是由穿戴所述头盔的所述用户的右眼可观看到的透视图。
12.如权利要求11所述的焊接型系统，其中，所述第二图像捕捉设备包括被配置成用于捕捉所述工作区域的所述第二透视图的图像的照相机，其中，所述第二透视图大约是由穿戴所述头盔的所述用户的左眼可观看到的透视图。
13.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器被配置为仅对所述用户的一只眼睛是可见的。
14.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述焊接操作包括利用焊弧。
15.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述头盔包括声音命令转换单元，所述声音命令转换单元被配置成用于接收声音命令，所述声音命令被配置成用于调整所述电力供应器的操作，并且所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所接收到的所述声音命令而调整所述电力供应器的至少一个参数。
16.如权利要求1所述的焊接型系统，其中，所述能量捕获单元包括使用电磁发电机的动能捕捉器、光伏电池、热电发电机、恢复无线波能量的天线，和/或所述能量捕获单元包括吸收来自所述用户使用的焊炬的UV光并且生成电力以便存储在所述电力存储装置中的太阳能板。
17.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述头盔包括被配置成用于检测所述头盔的移动的惯性测量单元，并且所述焊接型系统包括处理系统，所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所检测到的所述头盔的移动而调整所述电力供应器的至少一个参数。
18.如权利要求16所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括通信地耦合到所述电力供应器的焊接型工具，其中，所述焊接型工具包括被配置成用于检测所述焊接型工具的移动的惯性测量单元，其中，所述焊接型系统包括处理系统，所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所述焊接型工具的所述移动而调整所述电力供应器的一个或多个参数。
19.如权利要求16所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括可穿戴设备，所述可穿戴设备包括被配置成用于检测所述可穿戴设备的移动的惯性测量单元，其中，所述焊接型系统包括处理系统，所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所检测到的所述可穿戴设备的移动而调整所述电力供应器的一个或多个参数。
20.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器被配置成用于显示所述电力供应器的表示以及显示所述电力供应器的所述至少一个参数。
21.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述至少一个参数包括所述电力供应器的电流电平、所述电力供应器的电压电平、或由所述电力供应器供电的焊接型工艺的类型。
22.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，基本上同时显示所述第一组图像和所述第二组图像包括按照比操作人员的眼睛可注意到的速率更快的速率在所述第一组图像和所述第二组图像之间交替。
23.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述处理系统包括电力供应器控制电路。
24.如权利要求16所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括被配置成用于向所述电力供应器发送指示声音命令的信息的收发器，或者被配置成用于向所述电力供应器发送指示所述声音命令的信息的发送器。
25.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器包括透明发光二极管显示器、透明液晶显示器或透明有机发光二极管显示器。
26.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述第一图像捕捉设备包括被配置成用于捕捉所述工作区域的所述第一透视图的图像的照相机，其中，所述第一透视图大约是由穿戴所述头盔的所述用户的右眼可观看到的透视图。
27.如权利要求26所述的焊接型系统，其中，所述第二图像捕捉设备包括被配置成用于捕捉所述工作区域的所述第二透视图的图像的照相机，其中，所述第二透视图大约是由穿戴所述头盔的所述用户的左眼可观看到的透视图。
28.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器被配置为仅对所述用户的一只眼睛是可见的。
29.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述焊接操作包括利用焊弧。
30.如权利要求16所述的焊接型系统，其中，所述头盔包括声音命令转换单元，所述声音命令转换单元被配置成用于接收声音命令，所述声音命令被配置成用于调整所述电力供应器的操作，并且所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所接收到的所述声音命令而调整所述电力供应器的至少一个参数。
31.一种焊接型系统，包括：
头盔，所述头盔包括：
第一图像捕捉设备，所述第一图像捕捉设备被配置成用于从第一透视图捕捉工作区域的第一组图像；
第二图像捕捉设备，所述第二图像捕捉设备被配置成用于从第二透视图捕捉所述工作区域的第二组图像；
电子显示器，所述电子显示器被配置成用于基本上同时显示所述第一组图像和所述第二组图像从而经由所述电子显示器立体地呈现所述工作区域；以及
声音命令转换单元，所述声音命令转换单元被配置成用于接收声音命令，所述声音命令被配置成用于调整电力供应器的操作，所述电力供应器被配置成用于为所述焊接型系统供电；以及
处理系统，所述处理系统通信地耦合到所述声音命令转换单元并且被配置成用于至少部分地基于所接收到的所述声音命令而调整所述电力供应器的至少一个参数；
能量捕获单元，所述能量捕获单元被配置成从穿戴所述头盔的用户周围导出能量以向电力存储装置提供电力，所述电力存储装置被配置成储存所述电力以供用于显示所述第一组图像和所述第二组图像的所述电子显示器和/或其他电路使用。
32.如权利要求31所述的焊接型系统，其中，所述头盔包括被配置成用于检测所述头盔的移动的惯性测量单元，并且所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所检测到的所述头盔的移动而调整所述电力供应器的至少一个参数。
33.如权利要求31所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括通信地耦合到所述电力供应器的焊接型工具，其中，所述焊接型工具包括被配置成用于检测所述焊接型工具的移动的惯性测量单元，其中，所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所述焊接型工具的所述移动而调整所述电力供应器的一个或多个参数。
34.如权利要求31所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括可穿戴设备，所述可穿戴设备包括被配置成用于检测所述可穿戴设备的移动的惯性测量单元，其中，所述处理系统被配置成用于至少部分地基于所检测到的所述可穿戴设备的移动而调整所述电力供应器的一个或多个参数。
35.如权利要求31所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器被配置成用于显示所述电力供应器的表示以及显示所述电力供应器的所述至少一个参数。
36.如权利要求31所述的焊接型系统，其中，所述至少一个参数包括所述电力供应器的电流电平、所述电力供应器的电压电平、或由所述电力供应器供电的焊接型工艺的类型。
37.如权利要求31所述的焊接型系统，其中，基本上同时显示所述第一组图像和所述第二组图像包括按照比操作人员的眼睛可注意到的速率更快的速率在所述第一组图像和所述第二组图像之间交替。
38.如权利要求31所述的焊接型系统，其中，所述处理系统包括电力供应器控制电路。
39.如权利要求31所述的焊接型系统，所述焊接型系统包括被配置成用于向所述电力供应器发送指示所述声音命令的信息的收发器，或者被配置成用于向所述电力供应器发送指示所述声音命令的信息的发送器。
40.如权利要求31所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器包括透明发光二极管显示器、透明液晶显示器、或透明有机发光二极管显示器。
41.如权利要求31所述的焊接型系统，其中，所述第一图像捕捉设备包括被配置成用于捕捉所述工作区域的所述第一透视图的图像的第一照相机，其中，所述第一透视图大约是由穿戴所述头盔的所述用户的右眼可观看到的透视图。
42.如权利要求41所述的焊接型系统，其中，所述第二图像捕捉设备包括被配置成用于捕捉所述工作区域的所述第二透视图的图像的第二照相机，其中，所述第二透视图大约是由穿戴所述头盔的所述用户的左眼可观看到的透视图。
43.如权利要求31所述的焊接型系统，其中，所述能量捕获单元包括使用电磁发电机的动能捕捉器、光伏电池、热电发电机、恢复无线波能量的天线，和/或所述能量捕获单元包括吸收来自所述用户使用的焊炬的UV光并且生成电力以便存储在所述电力存储装置中的太阳能板。
44.如权利要求31所述的焊接型系统，包括：
第一电子显示器，所述第一电子显示器被配置成用于向所述头盔的第一部分显示所述第一图像；以及
第二电子显示器，所述第二电子显示器被配置成用于与显示所述第一图像基本上同时地向所述头盔的第二部分显示所述第二图像。
45.如权利要求42所述的焊接型系统，其中，所述电子显示器被配置成用于按照视频更新速率显示自动立体图像，其中，所述自动立体图像是由所述第一照相机和所述第二照相机后处理的图像，从而使得每个视频帧描绘按照小像素渲染的虚拟3D图像以使得观看者能够使用散焦的眼睛观看所述虚拟3D图像。
46.如权利要求44所述的焊接型系统，其中，所述能量捕获单元包括使用最大功率点跟踪(MPPT)来增强发电的太阳能电池。
47.一种方法，包括：
通过头盔的第一图像捕捉设备捕捉第一图像，其中，所述第一图像具有工作区域的第一透视图；
通过所述头盔的第二图像捕捉设备捕捉第二图像，其中，所述第二图像具有所述工作区域的第二透视图；
将所述第一图像和所述第二图像基本上同时显示为所述工作区域的立体图像；
通过所述头盔的声音命令单元接收声音命令；以及
至少部分地基于所接收到的所述声音命令在焊接型电力供应器处调整所述焊接型电力供应器的参数，
从穿戴所述头盔的用户周围导出能量以向电力存储装置提供电力，其中，所述电力存储装置配置为储存所述电力以供用于显示所述第一图像和所述第二图像的电子显示器和/或其他电路使用。
48.如权利要求47所述的方法，所述方法包括在所述头盔的所述电子显示器上显示所述焊接型电力供应器的表示，所述表示包括所述焊接型电力供应器的一个或多个参数。
49.如权利要求48所述的方法，其中，所述表示包括所述焊接型电力供应器的图像、所述焊接型电力供应器的简化表示、或者平视显示器表示。
50.如权利要求47所述的方法，其中，显示所述第一图像和所述第二图像包括：在被配置成用于向所述头盔的右侧部分显示图像的第一电子显示器上显示所述第一图像。
51.如权利要求50所述的方法，其中，显示所述第一图像和所述第二图像包括：在被配置成用于向所述头盔的左侧部分显示图像的第二电子显示器上显示所述第二图像。
52.如权利要求47所述的方法，其中，从穿戴所述头盔的用户周围导出能量以向所述电力存储装置提供电力包括：使用具有电磁发电机的动能捕捉器、光伏电池、热电发电机、恢复无线波能量的天线；和/或从穿戴所述头盔的用户周围导出能量以向所述电力存储装置提供电力包括：吸收来自所述用户使用的焊炬的UV光并生成电力以便存储在所述电力存储装置中。
53.一种焊接型系统，包括：
头盔，所述头盔包括：
第一图像捕捉设备，所述第一图像捕捉设备被配置成用于从第一透视图捕捉工作区域的第一组图像；
第二图像捕捉设备，所述第二图像捕捉设备被配置成用于从第二透视图捕捉所述工作区域的第二组图像；
电子显示器，所述电子显示器被配置成用于基本上同时显示所述第一组图像和所述第二组图像从而经由所述电子显示器立体地呈现所述工作区域；
声音命令转换单元，所述声音命令转换单元被配置成用于接收声音命令，所述声音命令被配置成用于调整电力供应器的操作，所述电力供应器被配置成向所述焊接型系统供应电力；以及
处理系统，所述处理系统通信地耦合到所述声音命令转换单元并且被配置成用于至少部分地基于所接收的声音命令而调整所述电力供应器的至少一个参数；
其特征在于，
能量捕获单元，所述能量捕获单元从穿戴所述头盔的用户周围导出能量以向电力存储装置提供电力，所述电力存储装置供用于显示所述第一组图像和所述第二组图像和/或其他电路。
54.如权利要求53所述的焊接型系统，包括：
第一电子显示器，所述第一电子显示器被配置成用于向所述头盔的第一部分显示所述第一图像；以及
第二电子显示器，所述第二电子显示器被配置成用于与显示所述第一图像基本上同时地向所述头盔的第二部分显示所述第二图像。
55.一种方法，包括：
通过头盔的第一图像捕捉设备捕捉第一图像，其中，所述第一图像具有工作区域的第一透视图；
通过所述头盔的第二图像捕捉设备捕捉第二图像，其中，所述第二图像具有所述工作区域的第二透视图；
将所述第一图像和所述第二图像基本上同时显示为所述工作区域的立体图像；
通过所述头盔的声音命令单元接收声音命令；以及
至少部分地基于所接收到的所述声音命令在焊接型电力供应器处调整所述焊接型电力供应器的参数，
在焊接操作期间从穿戴所述头盔的用户周围导出能量以向电力存储装置提供电力，其中，所述电力存储装置配置为储存所述电力以供用于显示所述第一图像和所述第二图像的电子显示器和/或其他电路使用。
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