KR101673416B1 - 용접용 스마트 보안경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보안경 내면에 용접기의 전기 상태를 출력하여 작업자가 용접기의 상태를 바로 확인할 수 있는 용접용 스마트 보안경을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용접 시 발생하는 유해 광선으로부터 작업자의 눈을 보호하는 용접용 스마트 보안경에 있어서, 용접기 전기 출력부에 장착되어 용접기에서 출력되는 전기 특성을 감지하고, 감지된 정보를 무선으로 송출하는 감지기; 보안경에 부착되어 상기 감지기에서 송출된 정보를 무선으로 수신하는 수신부; 및 보안경에 부착되며, 상기 수신부에 의하여 제어되며, 상기 수신부에 의하여 수신된 용접 정보를 상기 보안경에 부착된 차단유리 내면으로 영사하는 영사부;를 포함하며, 작업자는 상기 보안경을 장착한 상태에서 차단유리 내면에 투영되는 용접 정보로 현재 용접기의 전기 특성을 인지하는 것을 특징으로 한다.

Description

용접용 스마트 보안경{Smart protecter glasses for welding}

본 발명은 용접용 스마트 보안경에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 중 용접 상태를 확인할 수 있는 용접용 스마트 보안경에 관한 것이다.

용접 특히 아크식 용접에서는 유해한 광선이 방사되어 작업자는 반드시 유해 광선을 차단하는 보호구를 착용한다.

상기 보호구는 마스크 또는 보안경 형태로 구성되며, 둘다 작업자의 머리에 착용할 수 있는 형태이며, 유해 광선을 차단하는 차단유리를 포함하고, 작업자는 상기 차단유리를 통하여 용접 상태를 육안으로 확인한다.

상기와 같은 용접 시 작업자가 착용하는 보호구는 다양한 형태가 제안되었다. 예를 들면, 등록실용신안 제129104호에는 착용자의 눈높이에 개방부를 갖는 용접마스크의 전면에 수직안내간을 평행설치하여 보안경이 승강되게 하되, 용접마스크의 일단에 보안경과 결합된 탄지수단을 설치하여 보안경이 상승탄지되게 하고, 보안경의 하부에 걸림편을 형성하고, 용접마스크의 하부면에 턱의 가압력에 의해 걸림이 해제되는 걸림수단을 포함하여 사용이 편리한 용접마스크의 구성이 개시되어 있다.

또한, 등록실용신안 제460196호에는 전기용접 작업 시 강한 불꽃에 대하여 눈을 보호하도록 짙은 색상으로 되어 있는 하부의 착색부분과, 사물을 식별할 수 있을 정도의 투시도를 갖는 상부의 투시부분으로 되어 있는 안경알을 이용함으로써 용접작업중에는 하부의 착색부분을 통하여 용접부위를 살피고 용접 작업 전후에 용접부위를 살필 때에는 상부의 투시부분으로 바라볼 수 있도록 하여 편리하고 간편하게 전기용접작업을 할 수 있도록 하는 전기용접용 보안경의 구성이 개시되어 있다.

또한, 등록실용신안 제392963호에는 전면에 장착되는 렌즈와, 양측 후방에는 조임끈이 연결되어 눈의 주변에 밀착하도록 하는 몸체로 구성되는 보안경에 있어서; 상기 몸체의 상부에는 서로 대칭되게 한쌍의 관통홀이 형성되어 있으며; 상기 관통홀의 내주면 턱의 상하부에 밀착하여 장착되도록 장착홈 및 돌출부가 하부에 형성되고, 상부로 소정 높이 돌출되어 그 후방에는 몸체의 내측공간과 연결하는 통기공이 형성되는 장착구가 장착되고; 상기 장착구의 내측에 형성되는 가이드홈에 삽입되는 가이드턱이 형성되어 수평이동하고, 상기 통기공의 내측에 밀착 수직 연장되어 상부는 상기 장착구에 형성되는 절개홈을 관통하여 파지부를 형성하는 조절판이 장착되되 상기 조절판에는 상기 통기공에 상응하는 홀이 형성되어 상기 조절판의 수평 이송에 따라 상기 통기공을 개폐하도록 구성됨을 특징으로 하는 통기량 조절이 가능한 보안경의 구성이 개시되어 있다.

상기의 특허들은 각 특허의 목적에 맞게 구성하여 각별한 효과를 제시하는 장점이 있다.

한편, 용접, 특히 전기용접 시 작업자는 비드의 형성 등을 주위깊게 관찰하여 최상의 품질이 나올 수 있도록 용접을 수행한다. 그러나 용접은 작업자의 작업 숙련도뿐만 아니라 용접기에서 출력하는 전기의 특성을 고려해야 한다.

특히 용접기에서 출력되는 전류 및 전압 특성은 용접 품질을 결정하는 중요한 요소이고, 통상 숙력된 작업자는 상기 전류값 및 전압값이 일정 범위로 출력되도록 용접기를 조절하여 진행하나, 상기 작업구를 착용하는 경우에는 용접 전류 등과 같은 용접기의 전기적 특성을 파악할 수 없으므로, 사후에 파악하는 방법밖에 없었다.

다만 숙련된 작업자는 용접 수행 시 아크 등의 상태를 파악하여 실제 출력되는 용접 전류가 일정한 범위에 있는지를 경험에 의하여 추정하여 비교적 양호한 용접 품질을 얻을 수 있으나, 초보 작업자의 경우에는 상기와 같이 용접 상태만으로 용접기의 전기적 상태를 파악할 수 없어 양호한 품질의 용접을 수행하기에 다소 어려움이 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로 보안경 내면에 용접기의 전기 상태를 출력하여 작업자가 용접기의 상태를 바로 확인할 수 있는 용접용 스마트 보안경을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용접 시 발생하는 유해 광선으로부터 작업자의 눈을 보호하는 용접용 스마트 보안경에 있어서, 용접기 전기 출력부에 장착되어 용접기에서 출력되는 전기 특성을 감지하고, 감지된 정보를 무선으로 송출하는 감지부; 보안경에 부착되어 상기 감지기에서 송출된 정보를 무선으로 수신하는 수신부; 및 보안경에 부착되며, 상기 수신부에 의하여 제어되며, 상기 수신부에 의하여 수신된 용접 정보를 상기 보안경에 부착된 차단유리 내면으로 영사하는 영사부;를 포함하며, 작업자는 상기 보안경을 장착한 상태에서 차단유리 내면에 투영되는 용접 정보로 현재 용접기의 전기 특성을 인지하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 감지부는 용접기에서 출력되는 전기를 연결하는 케이블에 장착되는 트로이달 코일을 더 포함하며, 상기 트로이달 코일에서 유도되는 기전력으로 전류값을 감지하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 감지부는 상기 용접기의 출력단에 연결되어 용접기의 전압값을 감지하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 영사부는 상기 수신부를 통하여 수신된 용접기의 전류값을 상기 차단유리로 영사하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 영사부는 상기 수신부를 통하여 수신된 용접기의 전류값과 전압값을 상기 차단유리로 영사하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 수신부는 수신된 전류값이 일정 수준 이상인 경우 용접 작업이 진행되는 것으로 판단하여, 전체 용접 작업 시간을 산정하고, 상기 수신부가 '온'되어 동작하는 시간을 산정한 후, 수신부 동작 시간과 용접 작업 시간 비의 백분율을 작업률로 산정한 후, 산정된 작업률을 상기 영사부를 통하여 차단유리로 영사하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 감지부는 용가재 송급장치의 송급속도를 감지하여 상기 수신부로 전송하고, 상기 영사부는 상기 수신부로 전송된 송급속도를 차단유리로 영사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용접용 스마트 보안경은 용접기 출력단에 부착되어 용접기의 전기적 특성을 감지하는 감지부와 상기 감지부와 무선으로 연결되어 상기 감지부에서 감지한 전기적 특성을 수신하는 수신부와 상기 수신부의 신호를 기초로 보안경 차단유리 내면으로 상기 전기적 특성을 출력하는 영사부를 포함하여 구성되어, 작업자가 보안경을 착용하여 용접을 수행하는 경우, 용접기의 전기적 특성도 동시에 확인할 수 있으므로, 초보자도 고품질의 용접 작업을 수행할 수 있으며, 또한 용접 숙련도를 빨리 올릴 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 용접용 스마트 보안경의 전체 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 감지부의 구성도이며,
도 3은 도 1에 도시된 수신부의 구성도이며,
도 4는 도 1에 도시된 영사부의 설치 위치 구성이며,
도 5는 차단유리에 영사되는 용접 정보의 구성도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 용접용 스마트 보안경(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 용접기(1) 전기 출력부에 부착되어 전압 및 전류를 감지하는 감지부(10), 작업자의 얼굴에 작용하는 보안경(2)에 부착되어 상기 감지부(10)에서 송신되는 신호를 수신하는 수신부(30), 상기 수신부(30)에서 수신된 신호를 기초로 상기 보안경(2)에 장착된 차단유리(3) 내면으로 용접기의 전기 정보를 영사하는 영사부(50)를 포함하여 구성되며, 추가적으로 용가재 송급장치(60)를 포함하는 경우에는 상기 송급장치(60)의 송급 속도를 상기 감지부(10)가 감지한다.

먼저 상기 감지부(10)는 용접기(1) 중 전원이 출력되는 전원 출력부에 연결되어 용접기(1)의 전류 또는 전압을 감지하는 역할을 한다.

상기 전원 출력부는 용접기(1)와 토치 및 모재에 전원을 공급하는 전원 케이블을 포함하며, 직류인 경우 각각의 극이 연결된다.

이때 상기 감지부(10)는 전류를 측정하기 위해서는 상기 전원 출력부 케이블에 트로이달 코일을 장착하여 케이블을 통하여 흐르는 전류의 크기에 따른 기전력을 유도하여 전류를 감지하는 방식으로 구현할 수 있다.

그리고 전압의 경우에는 각각 전원 출력부에 연결되어 용접기(1)에서 출력되는 전압을 직접 감지하는 형태로 구성된다.

통상 용접기(1)에서 출력되는 전류 및 전압 중, 가장 중요한 인자가 전류이므로, 트로이달 코일을 이용하여 간접 센서 방식으로 전류를 측정하고, 상기 전류만을 감지하는 방식으로 구현될 수 있으며, 필요한 경우 전압을 추가로 감지하는 방식으로 구현하는 것이 바람직하다.

특히 상기 트로이달 코일만을 이용하는 경우, 용접 전원 출력부 케이블이 있는 어떠한 위치에도 설치할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 송급장치(60)를 포함하는 경우, 송급속도도 같이 감지하도록 상기 감지기(10)를 구성할 수 있다.

상기 감지부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 감지 처리부(11)와 감지 무선 모듈(12) 및 배터리(13)를 포함하여 구성된다.

상기 감지 처리부(11)는 전류값 또는 전압값을 산정하는 역할을 하며, 상기 트로이달 코일을 전류 센서로 이용하는 경우, 유도 기전력에 따른 전류값을 사전에 입력하여 전류로 산정하고, 전압의 경우에는 인가되는 전압값을 수치로 변환하는 장치를 포함한다.

그리고 상기 감지 무선 모듈(12)은 상기 감지 처리부(11)에서 산정한 전류값 또는 전류 및 전압값을 무선으로 송출하는 역할을 한다.

이때 상기 무선 모듈(12)은 블루투스 등과 같이 근거리 무선 통신 방식으로 구현된다.

상기 배터리(13)는 감지부(10)의 구동을 위한 전원을 공급하는 구성으로, 별도의 외부 전원이 있는 경우 생략 가능하다.

한편, 상기 수신부(30)는 보안경(2)의 측면에 부착되어 상기 감지부(10)에서 전송되는 신호를 수신한 후, 상기 보안경(2)에 부착되는 차단유리(3) 내면에 정보를 영사하는 영사부(30)를 제어하는 역할을 한다.

상기 수신부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수신 처리부(31), 수신 모듈(32) 및 배터리(33)를 포함하여 구성된다.

상기 수신 처리부(31)는 상기 수신 모듈(32)을 통하여 상기 감지부(10)에서 전송하는 정보를 수신하며, 해당 정보를 기초로 상기 영사부(50)를 제어한다.

상기 영사부(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 보안경(2)의 측면에 부착되어 아크 등에서 방사되는 유해 광선을 차단하는 차단유리(3) 내면에 정보를 영사하며, 상기 영사부(50)는 통상 사용되는 HUD 방식의 영사 시스템을 적용할 수 있으며, 필요한 경우 소형 LCD로 구성할 수도 있다.

특히 상기 차단유리(3)에 반사되어 정보를 디스플레이하므로, 상기 HUD 또는 LCD를 통하여 출력되는 문자는 반전 형태로 출력한다.

이때 착용자가 시각적으로 인식하는 정보는 도 5에 도시된 바와 같이, 전류, 전압, 그리고 작업시간 등을 포함하여 구성된다.

또한 용가재 송급장치(60)를 포함하는 경우에는 상기 송급장치(60)의 송급속도도 포함할 수 있다.

상기 전류는 상기 감지부(10)에서 감지하는 전류값을 의미하고, 전압역시 상기 감지부(10)에서 감지하는 용접기(1)의 전압값을 의미하고, 상기 작업률은 상기 스마트 보안경(100)이 '온'된 상태의 시간을 분모로 하고, 전류값이 일정 이상인 시간의 합을 분자로 한 값의 백분율을 의미하며, 상기 수신 처리부(30)에서 계산하여 출력한다.

그리고 상기 송급속도는 상기 송급장치(60)의 용가재 송급속도를 의미한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

1: 용접기 2: 보안경
3: 차단유리 10: 감지부
11: 감지 처리부 12: 무선 모듈
13: 배터리 30: 수신부
31: 수신 처리부 32: 수신 모듈
33: 배터리 50: 영상부
60: 송급장치 100: 용접용 스마트 보안경

Claims (7)

1. 삭제
2. 용접 시 발생하는 유해 광선으로부터 작업자의 눈을 보호하는 용접용 스마트 보안경에 있어서,
   용접기 전기 출력부에 장착되어 용접기에서 출력되는 전기 특성을 감지하고, 감지된 정보를 무선으로 송출하는 감지부;
   보안경에 부착되어 상기 감지부에서 송출된 정보를 무선으로 수신하는 수신부; 및
   보안경에 부착되며, 상기 수신부에 의하여 제어되며, 상기 수신부에 의하여 수신된 용접 정보를 상기 보안경에 부착된 차단유리 내면으로 영사하는 영사부;를 포함하며,
   작업자는 상기 보안경을 장착한 상태에서 차단유리 내면에 투영되는 용접 정보로 현재 용접기의 전기 특성을 인지하며,
   상기 감지부는 용접기에서 출력되는 전기를 연결하는 케이블에 장착되는 트로이달 코일을 더 포함하며, 상기 트로이달 코일에서 유도되는 기전력으로 전류값을 감지하는 것을 특징으로 하는 용접용 스마트 보안경.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 감지부는 상기 용접기의 출력단에 연결되어 용접기의 전압값을 감지하는 것을 특징으로 하는 용접용 스마트 보안경.
   
4. 청구항 2에 있어서, 상기 영사부는 상기 수신부를 통하여 수신된 용접기의 전류값을 상기 차단유리로 영사하는 것을 특징으로 하는 용접용 스마트 보안경.
   
5. 청구항 3에 있어서, 상기 영사부는 상기 수신부를 통하여 수신된 용접기의 전류값과 전압값을 상기 차단유리로 영사하는 것을 특징으로 하는 용접용 스마트 보안경.
   
6. 청구항 3에 있어서, 상기 수신부는 수신된 전류값이 일정 수준 이상인 경우 용접 작업이 진행되는 것으로 판단하여, 전체 용접 작업 시간을 산정하고, 상기 수신부가 '온'되어 동작하는 시간을 산정한 후, 수신부 동작 시간과 용접 작업 시간 비의 백분율을 작업률로 산정한 후, 산정된 작업률을 상기 영사부를 통하여 차단유리로 영사하는 것을 특징으로 하는 용접용 스마트 보안경.
   
7. 청구항 2에 있어서, 상기 감지부는 용가재 송급장치의 송급속도를 감지하여 상기 수신부로 전송하고, 상기 영사부는 상기 수신부로 전송된 송급속도를 차단유리로 영사하는 것을 특징으로 하는 용접용 스마트 보안경.
   

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