CN216315852U - 焊接智能安全帽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种焊接智能安全帽，包括安全帽组件和焊接面罩组件，焊接面罩组件通过旋紧装置与安全帽组件连接，安全帽组件包括安全帽本体和设置在安全帽本体的GPS定位器和体温传感器以及LED显示屏，焊接面罩组件包括面罩本体、滤镜组件放置窗口、LED大范围照射灯、LED聚焦灯、一氧化碳传感器、甲烷传感器以及净化空气入口，滤镜组件放置窗口从外及内依次设置有自动变光滤镜组件、控制电路板、摄像头组件。本实用新型技术方案将智能安全帽和自动焊接变光面罩两者进行了结合，解决了现有技术在智能化、高效化以及有效防护等方面问题，大大提高工人焊接时工作效率，除去了人工进行焊缝表面缺陷检测的流程，且实时地借助物联网来保障工人的安全。

Description

焊接智能安全帽

技术领域

本实用新型属于车间焊接和智能安全帽领域，具体涉及一种焊接智能安全帽。

背景技术

安全帽作为常见的安全防护器具，其主要的功能对头部进行防护，起到缓冲减震、分散应力等作用，随着物联网技术的发展，安全帽也向着智能化、新型化方向发展，智能安全帽作为新型的安全帽，是利用物联网、移动通信、云计算和大数据等技术，实现定位、预警和音视频通讯等功能的智能化防护器具，智能安全帽的研究也越来越成为热点。

现有的焊接面罩一般是由金属防护面罩和中间的防护黑玻璃组成，用来帮助焊工防护来自焊接的职业危害，在焊接过程中既能保护眼睛又能准确定位、高效焊接。通常情况下在焊接操作时由焊工手持焊接面罩在焊接起弧的瞬间将眼睛遮蔽来完成保护，如果焊工在操作时动作不及时，很容易灼烧眼睛，影响焊接质量，另外单纯的依靠防护黑玻璃来起到的防护作用也是有限的，而且传统的焊接面罩的智能化程度不高，应用范围受到限制。

此外，在实际工作中，安全帽和焊接面罩通常作为两相防护措施分别单独进行的，两者之间缺少结合为整体使用，使得在操作时，工序复杂，影响工作效率。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种焊接智能安全帽，实现了智能安全帽和多功能自动变光焊接面罩的结合，解决了现有技术在智能化、高效化以及有效防护等方面的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种焊接智能安全帽，包括安全帽组件和焊接面罩组件，所述焊接面罩组件通过旋紧装置可拆卸地与安全帽组件连接，所述安全帽组件包括安全帽本体和设置在安全帽本体内侧的GPS定位器和体温传感器，在安全帽本体外侧设置有LED 显示屏，所述焊接面罩组件为与人体面部形状对应的弧形设计，包括面罩本体、滤镜组件放置窗口、LED大范围照射灯、LED聚焦灯、一氧化碳传感器、甲烷传感器以及净化空气入口，所述滤镜组件放置窗口从外及内依次设置有自动变光滤镜组件、控制电路板、摄像头组件。

作为本实用新型的技术方案，进一步的，所述旋紧装置包括相互配合连接的定位柱、锁定件以及垫片，定位柱固定贯穿设置在安全帽本体的左右两端，定位柱的内侧设置有凹槽，凹槽内设有内螺纹，凹槽配设有通过螺纹连接的锁定件，焊接面罩组件上左右两侧开设有与锁定件适配的通孔，所述锁定件穿过通孔和垫片后与定位柱的凹槽螺纹连接，完成对可拆卸焊接面罩组件的固定。

作为本实用新型的技术方案，进一步的，所述锁定件包括锁定段、导向段和限位段，锁定段设有与凹槽配合的外螺纹，限位段的直径大于导向段的直径。

优选的，所述垫片的两侧壁设置有弹性凸起，凸起的截面形状为三角形。用于对焊接面罩进行保护，起到防滑减震的作用。

作为本实用新型的技术方案，进一步的，所述自动变光滤镜组件由LCD-液晶片、银纳米线薄层、银纳米线保护层、走线通电框、紫外线过滤器、红外线过滤器以及内保护片依次相互叠加而成。

作为本实用新型的技术方案，进一步的，所述滤镜组件放置窗口设置在面罩本体的中上部，LED大范围照射灯设置在滤镜组件放置窗口的上部，LED聚焦灯设置在滤镜组件放置窗口的下部及两侧位置。

作为本实用新型的技术方案，进一步的，所述安全帽本体还包括设置在安全帽本体外侧的发光二极管组件和蜂鸣器组件。

作为本实用新型的技术方案，进一步的，所述净化空气入口通过可伸缩管带与空气净化装置相连接；所述安全帽组件的两侧还设置有用以固定的扣带。

智能安全帽是集视频监控技术、语音通话技术、无线数据传输技术、GPS/ 北斗定位技术、WIFI/蓝牙定位技术、RFID身份识别技术于一体通过信息化的手段监控工人安全和工人的位置。

自动变光焊接面罩是集光谱过滤技术、光电感应控制技术、液晶光控技术于一体的高新技术产品。自动变光焊接面罩运用光电感应原理，在接收电弧光的瞬间内使液晶由亮态变为暗态，焊接结束后自动由暗态转换为亮态，从而保护使用者的眼睛免受弧光，飞溅和红外线/紫外线的有害辐射。

有益效果

本实用新型一种焊接智能安全帽，将智能安全帽和自动焊接变光面罩两者进行了结合，焊接面罩可以方便的在安全帽上拆卸，解决了现有技术在智能化、高效化以及有效防护等方面的问题。本产品对比现有的安全帽和焊接面罩来说，在大大提高了工人焊接时的工作效率且除去了人工进行焊缝表面缺陷检测的流程的同时又实时地借助物联网来保障工人的安全。

附图说明

图1为本实用新型的焊接智能安全帽整体装配示意图；

图2为本实用新型的安全帽组件左视图；

图3为本实用新型的安全帽组件右视图；

图4为本实用新型的焊接面罩组件平面结构示意图；

图5为本实用新型的旋紧装置结构示意图；

图6为本实用新型旋紧装置的锁定件结构示意图；

图7为本实用新型的自动变光滤镜组件结构示意图；

图8为本实用新型的自动变光滤镜组件变光流程图；

图9为本实用新型的ARM与DSP输出流程图；

图10为本实用新型的视频采集流程图；

图11为本实用新型的整体框架设计图；

图12为本实用新型的数据传输图。

图中：1、安全帽本体；11、GPS定位器；12、体温传感器；13、LED显示屏； 14、发光二极管组件；15、蜂鸣器组件；16、扣带；2、面罩本体；21、滤镜组件放置窗口；22、LED大范围照射灯；23、LED聚焦灯；24、一氧化碳传感器； 25、甲烷传感器；26、净化空气入口；27、通孔；3、自动变光滤镜组件；31、 LCD-液晶片；32、银纳米线薄层；33、银纳米线保护层；34、走线通电框；35、紫外线过滤器；36、红外线过滤器；37、内保护片；4、控制电路板；5、摄像头组件；6、定位柱；7、锁定件；71、锁定段；72、导向段；73、限位段；8、垫片；81、弹性凸起；9、可伸缩管带；10、空气净化装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，一种焊接智能安全帽，包括安全帽组件和焊接面罩组件，焊接面罩组件通过旋紧装置可拆卸地与安全帽组件连接，所述安全帽组件包括安全帽本体1和设置在安全帽本体1内侧的GPS定位器11和体温传感器12，在安全帽本体1外侧设置有LED显示屏13、发光二极管组件14和蜂鸣器组件15，所述焊接面罩组件为与人体面部形状对应的弧形设计，包括面罩本体2、滤镜组件放置窗口21、LED大范围照射灯22、LED聚焦灯23、一氧化碳传感器24、甲烷传感器25以及净化空气入口26，所述滤镜组件放置窗口21从外及内依次设置有自动变光滤镜组件3、控制电路板4、摄像头组件5。其中LED大范围照射灯22 用于在黑暗的作业条件下初步找到作业的位置；LED聚焦灯23用于黑暗环境中具体确定作业的位置；LED显示屏13用于显示所有传感器的具体数值以及显示发光二极管组件14的颜色。

所述滤镜组件放置窗口设置在面罩本体的中上部，LED大范围照射灯设置在滤镜组件放置窗口的上部，LED聚焦灯设置在滤镜组件放置窗口的下部及两侧位置。所述净化空气入口通过可伸缩管带与空气净化装置相连接，可伸缩管带可以用于改变距离的传输净化的空气；所述安全帽组件的两侧还设置有用以与人体固定的扣带。

如图5-6所示，所述旋紧装置包括相互配合连接的定位柱6、锁定件7以及垫片8，定位柱6固定贯穿设置在安全帽本体1的左右两端，定位柱6的内侧设置有凹槽，凹槽内设有内螺纹，凹槽配设有通过螺纹连接的锁定件7，焊接面罩组件上左右两侧开设有与锁定件7适配的通孔27，所述锁定件7穿过通孔27和垫片8后与定位柱6的凹槽螺纹连接，完成对可拆卸焊接面罩组件的固定。所述锁定件7包括锁定段71、导向段72和限位段73，锁定段71设有与凹槽配合的外螺纹，限位段73的直径大于导向段72的直径。

采用上述旋紧装置技术方案后：焊接面罩组件采用可拆卸式，以方便更换焊接面罩组件，以及在需要使用普通面罩时进行更换普通面罩。焊接面罩组件的固定通过锁定件7的导向段72进行固定，定位柱6与安全帽本体1固定连接，锁定件7的限位端对焊接面罩组件进行挤压固定。实现焊接面罩组件的相对固定，保证焊接面罩组件与安全帽组件的一体性。通过螺纹的方式进行连接，拆卸安装简单快捷，安装完毕后稳定性良好。

上述技术方案中，通过设置两个垫片8，对面罩起到保护作用，避免可拆卸焊接面罩组件与安全帽组件或锁定件7发生刚性接触而造成可拆卸焊接面罩组件的损坏。垫片8的两侧壁设置有弹性凸起81，弹性凸起81的截面形状为三角形，具有一定的弹性形变能力，进一步避免锁定件7或定位柱6与安全帽组件发生刚性接触，起到防滑减震的作用。

如图7所示，所述自动变光滤镜组件3由LCD-液晶片31、银纳米线薄层32、银纳米线保护层33、走线通电框34、紫外线过滤器35、红外线过滤器36以及内保护片37依次相互叠加而成。LCD-液晶片31用于弧光亮起变暗弧光结束变亮， LCD-液晶片31中有温度传感器用于检测LCD-液晶片31的温度；银纳米线薄层 32用于给LCD-液晶片31加热；走线通电框34在加热时在其中间的银纳米线薄层32就会加热升温；紫外线过滤器35用于过滤紫外线；红外线过滤器36用于过滤红外线；控制电路板4用于控制整个自动变光滤镜组件3的电路和摄像电路；摄像头组件5用于对整个焊接过程进行摄像记录。

如图8所示为本实用新型自动变光滤镜组件变光流程图，只有当LCD-液晶片的温度正常时才能进行作业，程序设定中弧光亮起摄像模块启动录像，当弧光消失后录像关闭同时对焊后焊缝进行拍照，并将照片和录像一起上传到监控平台，监控平台将照片汇总，汇总的照片在PC端的焊缝表面缺陷识别软件中进行缺陷识别。最后会将缺陷识别的结果反馈到工人的安全帽的LED屏幕上对有缺陷的焊缝让工人进行维修。

图9为本实用新型ARM与DSP输出流程图，表明了照片和视频的传播过程；图10为本实用新型视频采集流程，表明了视频的采集过程；图11为本实用新型的整体框架设计图；图12为本实用新型的数据传输图。

综上，本实用新型一种焊接智能安全帽，将智能安全帽和和自动焊接变光面罩两者进行了结合，面罩可以方便的在安全帽上拆卸，解决了现有技术在智能化、高效化以及有效防护等方面的问题。

智能方面体现在：能够做到实时将传感器数据和焊接过程的视频上传到云端，并设计了传感器数值超标报警系统，当体温传感器显示工人体温超标时，安全帽上的发光二极管会开始发出红光，对于部分工种的作业就会禁止工人继续工作；温度传感器主要是针对LCD-液晶片，当温度传感器的数值出现异常时则表明自动变光滤镜出现了问题，这时安全帽上的发光二极管会发出绿光；当一氧化碳传感器或甲烷传感器数值超标时，安全帽上的电笛会响起，提示工人不能进行焊接作业。焊接方面体现在：本产品采用的银纳米透明加热薄膜对LCD-液晶片加热保证了在焊接工作时，工人可以在较低的温度条件下正常的进行焊接作业且避免了薄膜的起雾现象；同时焊接面罩下部设有净化空气入口，可以实时的将高质量的空气导入面罩内，实现了工人工作条件的多重保障。对于焊接过后焊缝的问题上，本产品通过USB摄像头组件、DSP、ARM借助WIFI蓝牙实时上传焊接视频到云端，并通过以卷积神经网络为基础的智能焊缝缺陷识别软件检测焊接后焊缝表面是否存在缺陷。

该安全帽组件和焊接面罩组件分为底层硬件和监控平台两部分，底层硬件用于解析GPS数据和采集传感器数据，并将其通过WIFI上传到监控平台，此外还添加了显示模块，能够在安全帽上实时显示GPS定位数据和各个传感器数据，监控平台用于远程监控安全帽的定位信息及传感器状态，便于管理员实时查看，此外还制作了实时监控的上位机，调用高德地图提供的接口可以方便直观的查看工人作业时的位置，在危险发生时也能在第一时间提供救助。

本产品对比现有的安全帽和焊接面罩来说，在大大提高了工人焊接时的工作效率且除去了人工进行焊缝表面缺陷检测的流程的同时又实时地借助物联网来保障工人的安全。

Claims (9)

1.一种焊接智能安全帽，其特征在于，包括安全帽组件和焊接面罩组件，所述焊接面罩组件通过旋紧装置可拆卸地与安全帽组件连接，所述安全帽组件包括安全帽本体(1)和设置在安全帽本体(1)内侧的GPS定位器(11)和体温传感器(12)，在安全帽本体(1)外侧设置有LED显示屏(13)，所述焊接面罩组件为与人体面部形状对应的弧形设计，包括面罩本体(2)、滤镜组件放置窗口(21)、LED大范围照射灯(22)、LED聚焦灯(23)、一氧化碳传感器(24)、甲烷传感器(25)以及净化空气入口(26)，所述滤镜组件放置窗口从外及内依次设置有自动变光滤镜组件(3)、控制电路板(4)、摄像头组件(5)。

2.根据权利要求1所述的一种焊接智能安全帽，其特征在于，所述旋紧装置包括相互配合连接的定位柱(6)、锁定件(7)以及垫片(8)，定位柱(6)固定贯穿设置在安全帽本体(1)的左右两端，定位柱(6)的内侧设置有凹槽，凹槽内设有内螺纹，凹槽配设有通过螺纹连接的锁定件(7)，焊接面罩组件上左右两侧开设有与锁定件(7)适配的通孔(27)，所述锁定件(7)穿过通孔(27)和垫片(8)后与定位柱(6)的凹槽螺纹连接，完成对可拆卸焊接面罩组件的固定。

3.根据权利要求2所述的一种焊接智能安全帽，其特征在于，所述锁定件(7)包括锁定段(71)、导向段(72)和限位段(73)，锁定段(71)设有与凹槽配合的外螺纹，限位段(73)的直径大于导向段(72)的直径。

4.根据权利要求2所述的一种焊接智能安全帽，其特征在于，所述垫片(8)的两侧壁设置有弹性凸起(81)，弹性凸起(81)的截面形状为三角形。

5.根据权利要求1所述的一种焊接智能安全帽，其特征在于，所述自动变光滤镜组件(3)由LCD-液晶片(31)、银纳米线薄层(32)、银纳米线保护层(33)、走线通电框(34)、紫外线过滤器(35)、红外线过滤器(36)以及内保护片(37)依次相互叠加而成。

6.根据权利要求1所述的一种焊接智能安全帽，其特征在于，所述滤镜组件放置窗口(21)设置在面罩本体(2)的中上部，LED大范围照射灯(22)设置在滤镜组件放置窗口(21)的上部，LED聚焦灯(23)设置在滤镜组件放置窗口(21)的下部及两侧位置。

7.根据权利要求1所述的一种焊接智能安全帽，其特征在于，所述安全帽本体还包括设置在安全帽本体外侧的发光二极管组件(14)和蜂鸣器组件(15)。

8.根据权利要求1所述的一种焊接智能安全帽，其特征在于，所述净化空气入口(26)通过可伸缩管带(9)与空气净化装置(10)相连接。

9.根据权利要求8所述的一种焊接智能安全帽，其特征在于，所述安全帽组件的两侧设置有用以固定的扣带(16)。

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