KR101777504B1 - 다기능 용접 보호구 - Google Patents

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KR101777504B1
KR101777504B1 KR1020160033136A KR20160033136A KR101777504B1 KR 101777504 B1 KR101777504 B1 KR 101777504B1 KR 1020160033136 A KR1020160033136 A KR 1020160033136A KR 20160033136 A KR20160033136 A KR 20160033136A KR 101777504 B1 KR101777504 B1 KR 101777504B1
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welding
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KR1020160033136A
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정재욱
김기룡
박지원
허윤정
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카토즈 주식회사
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Abstract

본 발명은 다기능 용접 보호구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접 작업 시 용접 마스크 외부의 공기를 내부로 강제 유입 및 정화할 수 있고, 작업자의 위치추적을 통해 산업현장 재해를 사전에 예방할 수 있는 정밀 위치추적시스템이 구비되며, 용접 작업 중 발생하는 용접광을 집광하여 전기에너지를 충전하여 전원 공급이 이루어지는 다기능 용접 보호구의 구현 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다기능 용접 보호구는 용접 작업자 안면에 착용되는 보호구 본체; 상기 보호구 본체 일측에 장착되어 외기를 상기 보호구 본체 내부로 유입시키기 위한 공기 유입부; 상기 공기 유입부 내측에 장착되어 외기를 상기 보호구 본체 내부로 강제 유입하는 팬 모듈; 상기 공기 유입부 일측에 장착되어 상기 팬 모듈에 의해 강제 유입되는 외기를 정화하는 필터 모듈; 상기 용접 작업자가 용접 상태를 확인하는 투시부; 상기 투시부 내측에 장착되어 상기 용접 작업자의 시력을 보정하는 시력 보정 모듈; 상기 보호구 본체 전면부에 장착되어 용접광을 집광해서 전기 에너지로 변환하는 집광 모듈; 상기 보호구 본체 외부의 일측에 장착되고 상기 집광 모듈에서 변환된 전기 에너지가 충전되는 충전 모듈; 상기 보호구 본체 외부의 일측에 장착되고 상기 충전 모듈에 의한 전원 인가 작동을 제어하는 전원 스위치 모듈; 상기 보호구 본체 전면부에 장착되어 작업 공간 내 지속 광원을 조사하거나 점멸하여 비상 상황을 전파하는 LED 발광부; 상기 보호구 본체 외부의 일측에 장착되고 이동-가중 평균 알고리즘으로 상기 용접 작업자의 위치를 추적하기 위한 위치추적부; 상기 위치추적부의 일측에 형성된 안테나 모듈; 상기 집광 모듈로부터 획득한 전기 에너지를 상기 충전 모듈로 공급하기 위한 제1 전원선; 상기 팬 모듈을 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈로부터 전달받아 공급하는 제2 전원선; 상기 LED 발광부를 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈로부터 전달받아 공급하는 제3 전원선; 상기 위치추적부를 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈로부터 전달받아 공급하는 제4 전원선;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 용접 보호구{Multi-Functional Protective Equipment for Welding Work}
본 발명은 다기능 용접 보호구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접 작업 시 용접 마스크 외부의 공기를 내부로 강제 유입 및 정화할 수 있고, 작업자의 위치추적을 통해 산업현장 재해를 사전에 예방할 수 있는 정밀 위치추적시스템이 구비되며, 용접 작업 중 발생하는 용접광을 집광하여 전기에너지를 충전하여 전원 공급이 이루어지는 다기능 용접 보호구의 구현 기술에 관한 것이다.
용접은 금속 가공을 위한 필수적인 도구이지만 흄(fume), 유해가스, 유해광선, 고열 등이 발생되고 이는 폐쇄적인 환경에서 작업 수행 시 작업자에게 신체적 유해 요소로 작용할 수 있다. 따라서 용접 작업자를 보호하기 위한 수단으로 용접 보호구 착용이 요구된다. 상기 용접 보호구는 작업 환경으로부터 발생하는 위해 요소를 차단하는 장비로써 선택, 한계성, 검정 합격품 여부 등을 사전에 검토해서 사용하여야 한다. 전술한 용접 과정에서 발생하는 유해물질의 주요 발생원은 모재금속(base metal), 용접봉(electrode), 전극피복 등의 용접재료이다. 용접 작업 시 모재금속과 용접봉이 가열되어 금속 증기가 공기 중으로 방출되는데 이 때 방출된 금속 증기는 공기 중에서 응축되어 흄으로 형성된다. 이러한 흄 발생속도, 발생량 및 조성에 영향을 미치는 주요 요인으로는 용접방법, 용접조건, 모재금속 및 용접봉 조성, 용접봉 직경, 용접속도, 도장 또는 도금에 의한 모재금속 표면의 피복 상태 등이 있다. 용접 작업자에게 발생될 수 있는 건강 장해로는 금속열(metal fume fever), 용접공폐증(siderosis), 폐부종, 폐기종, 만성기관지염 등 매우 다양한 형태로 나타날 수 있으므로 용접 보호구 착용은 필수적으로 이루어져야 한다.
그리고 사람과 사물의 위치를 파악하여 사용자에게 필요한 서비스를 제공하는 위치인식 시스템은 적용 범위에 따라 적절한 무선 통신 기술을 사용하게 되는데, 실외와 같은 원거리 위치추적은 가장 일반적으로 GPS(Global Positioning System) 기술과 휴대폰을 이용한 위치 인식 기술이 보편적으로 사용되고, 실내 및 산업현장 안전관리 등 특수 분야에서 근거리 위치 추적은 Zigbee, wi-fi, UWB(Ultra Wide Band), CSS(Chirp Spread Spectrum) 방식이 많이 사용되고 있다. 산업 현장에 적합한 위치인식 시스템을 선정함에 있어 정확도는 가장 중요한 기술적 선결과제로, 수십 미터 오차 범위가 발생하는 실외 위치추적 시스템은 부적합하고 수 미터 이내의 오차범위를 갖는 근거리 위치추적 시스템이 적합하다. Zigbee, wi-fi 솔루션은 수신된 데이터의 전파 강도를 거리로 계산하여 위치를 추적하는 방식으로 전파 강도 측정은 환경적 요인에 영향을 많이 받기 때문에 수 미터의 오차 범위를 가지고 있다. UWB(ultra wide band), CSS(chirp spread spectrum) 위치 인식 방식은 수신된 데이터의 도달 시간차를 측정하여 거리로 계산하고 환경적 요인에 덜 민감하여 전파강도를 이용한 기술보다 오차범위를 줄일 수 있는 방식이다.
본 발명에 따른 다기능 용접 보호구와 유사한 선행기술에는 대한민국 등록실용신안공보 제20-0477441호 '습기 제거 및 공기순환 기능을 갖는 용접 마스크'가 있다. 상기 유사 선행기술은 외부 공기를 내부로 유입하기 위한 유입팬; 유입된 공기를 마스크 본체 내부로 안내하는 전면판; 투시창 상부에 형성되는 유입부; 마스크 본체에 형성되며, 유입팬에 구동력을 전달하기 위해 형성되는 전력공급부; 상기 유입부를 통해 유입되는 공기가 투시창 외부면과 내부면에 영향을 미치도록 안내판이 구비되며, 상기 안내판은 전면판과 마스크 본체 사이의 3면인 상부, 좌측면 및 우측면에 밀폐되도록 각각 형성되어, 상기 유입팬으로부터 유입되는 공기가 마스크 본체 외부 전면에 구비된 투시창으로부터 일방향으로 유입되도록 안내하는 것을 특징으로 하는 습기제거 및 공기순환 기능을 갖는 용접 마스크 구현 기술을 개시하는 특징이 있다.
다른 유사 선행기술에는 대한민국 등록특허공보 제10-0835559호 '공기정화용 용접마스크'가 있다. 상기 유사 선행기술은 용접 시 발생되는 금속분진이 작업자가 호흡을 하면 호흡기로 흡입되는 것을 최소화시켜 작업자의 호흡기를 보호하며 특히 공기 중의 금속분진을 집진할 수 있는 공기정화용 용접마스크에 관한 것으로서, 정면에 투시창이 형성된 용접마스크의 내부면에 용접흄, 미세금속분진을 부착하는 집진용 자석수단부를 부착한다. 그리고 상기 자석수단부 표면에는 미세 철분이 직접 닿지 않도록 흡착판을 구비하고 상기 흡착판은 합성수지재, 부직포로 제작하며 상기 흡착판 표면에는 코팅 필름재를 사용하며 용접마스크에 집진용 자석수단부 장착 시 공기 유동구 또는 호흡기의 단거리에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 용접마스크 구현 기술을 개시하는 특징이 있다.
또 다른 유사 선행기술에는 대한민국 등록실용신안공보 제20-0265389호 '습기 방지구조를 갖는 용접 마스크'가 있다. 상기 유사 선행기술은 마스크 본체 전면에 형성된 투시창 하단 소정의 위치에 가로방향으로 다수개 형성되어 있는 호흡공; 마스크 본체 내측의 호흡공 설정부위 상단을 구획하여 작업자의 호흡시 호흡공기가 상부로 유동되는 것을 차단하는 공기 차단구획부; 상기 호흡공을 덮을 수 있도록 마스크 본체 외부에 나사 등으로 체결 가능하도록 형성된 것으로서 내측에 다수개의 통기공이 형성되어 있고 각각의 통기공 상측에는 끝단부가 라운딩된 가이드판이 다수개 형성되어 있는 통기유도판; 전면에는 망사체가 결합되어 있고 하부에 공기배출을 위하여 개구된 상태의 공기배출덮개부로 이루어진 것을 특징으로 하는 습기 방지구조를 갖는 용접 마스크 구현 기술을 개시하는 특징이 있다.
그러나 전술한 종래의 유사 선행기술은 용접 작업 시 용접 마스크 외부의 공기를 내부로 강제 유입 및 정화할 수 있고, 작업자의 위치추적을 통해 산업현장 재해를 사전에 예방할 수 있는 정밀 위치추적시스템이 구비되며, 용접 작업 중 발생하는 용접광을 집광하여 전기에너지를 충전하여 전원 공급이 이루어지는 다기능 용접 보호구를 구현하는 기술을 제공하지 못하였다.
KR20-0477441(Y1) KR10-0835559(B1) KR20-0265389(Y1)
본 발명은 상기한 발명의 배경으로부터 요구되는 기술적 필요성을 충족하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 본 발명의 용접 작업 시 용접 마스크 외부의 공기를 내부로 강제 유입 및 정화할 수 있고, 작업자의 위치추적을 통해 산업현장 재해를 사전에 예방할 수 있는 정밀 위치추적시스템이 구비되며, 용접 작업 중 발생하는 용접광을 집광하여 전기에너지를 충전하여 전원 공급이 이루어지는 다기능 용접 보호구의 구현을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다기능 용접 보호구는 용접 작업자 안면에 착용되는 보호구 본체; 상기 보호구 본체 일측에 장착되어 외기를 상기 보호구 본체 내부로 유입시키기 위한 공기 유입부; 상기 공기 유입부 내측에 장착되어 외기를 상기 보호구 본체 내부로 강제 유입하는 팬 모듈; 상기 공기 유입부 일측에 장착되어 상기 팬 모듈에 의해 강제 유입되는 외기를 정화하는 필터 모듈; 상기 용접 작업자가 용접 상태를 확인하는 투시부; 상기 투시부 내측에 장착되어 상기 용접 작업자의 시력을 보정하는 시력 보정 모듈; 상기 보호구 본체 전면부에 장착되어 용접광을 집광해서 전기 에너지로 변환하는 집광 모듈; 상기 보호구 본체 외부의 일측에 장착되고 상기 집광 모듈에서 변환된 전기 에너지가 충전되는 충전 모듈; 상기 보호구 본체 외부의 일측에 장착되고 상기 충전 모듈에 의한 전원 인가 작동을 제어하는 전원 스위치 모듈; 상기 보호구 본체 전면부에 장착되어 작업 공간 내 지속 광원을 조사하거나 점멸하여 비상 상황을 전파하는 LED 발광부; 상기 보호구 본체 외부의 일측에 장착되고 이동-가중 평균 알고리즘으로 상기 용접 작업자의 위치를 추적하기 위한 위치추적부; 상기 위치추적부의 일측에 형성된 안테나 모듈; 상기 집광 모듈로부터 획득한 전기 에너지를 상기 충전 모듈로 공급하기 위한 제1 전원선; 상기 팬 모듈을 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈로부터 전달받아 공급하는 제2 전원선; 상기 LED 발광부를 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈로부터 전달받아 공급하는 제3 전원선; 상기 위치추적부를 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈로부터 전달받아 공급하는 제4 전원선;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명은 용접 작업 시 용접 마스크 외부의 공기를 내부로 강제 유입 및 정화할 수 있고, 작업자의 위치추적을 통해 산업현장 재해를 사전에 예방할 수 있는 정밀 위치추적시스템이 구비되며, 용접 작업 중 발생하는 용접광을 집광하여 전기에너지를 충전하여 전원 공급이 이루어지는 다기능 용접 보호구를 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다기능 용접 보호구의 구성도이다.
이하에서는, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 다기능 용접 보호구는 용접 작업자 안면에 착용되는 보호구 본체(100); 상기 보호구 본체(100) 일측에 장착되어 외기를 상기 보호구 본체(100) 내부로 유입시키기 위한 공기 유입부(110); 상기 공기 유입부(110) 내측에 장착되어 외기를 상기 보호구 본체(100) 내부로 강제 유입하는 팬 모듈(111); 상기 공기 유입부(110) 일측에 장착되어 상기 팬 모듈(111)에 의해 강제 유입되는 외기를 정화하는 필터 모듈(112); 상기 용접 작업자가 용접 상태를 확인하는 투시부(120); 상기 투시부(120) 내측에 장착되어 상기 용접 작업자의 시력을 보정하는 시력 보정 모듈(121); 상기 보호구 본체(100) 전면부에 장착되어 용접광을 집광해서 전기 에너지로 변환하는 집광 모듈(130); 상기 보호구 본체(100) 외부의 일측에 장착되고 상기 집광 모듈(130)에서 변환된 전기 에너지가 충전되는 충전 모듈(140); 상기 보호구 본체(100) 외부의 일측에 장착되고 상기 충전 모듈(140)에 의한 전원 인가 작동을 제어하는 전원 스위치 모듈(141); 상기 보호구 본체(100) 전면부에 장착되어 작업 공간 내 지속 광원을 조사하거나 점멸하여 비상 상황을 전파하는 LED 발광부(150); 상기 보호구 본체(100) 외부의 일측에 장착되고 이동-가중 평균 알고리즘으로 상기 용접 작업자의 위치를 추적하기 위한 위치추적부(160); 상기 위치추적부(160)의 일측에 형성된 안테나 모듈(161); 상기 집광 모듈(130)로부터 획득한 전기 에너지를 상기 충전 모듈(140)로 공급하기 위한 제1 전원선(140a); 상기 팬 모듈(111)을 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈(140)로부터 전달받아 공급하는 제2 전원선(140b); 상기 LED 발광부(150)를 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈(140)로부터 전달받아 공급하는 제3 전원선(140c); 상기 위치추적부(160)를 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈(140)로부터 전달받아 공급하는 제4 전원선(140d);으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 보호구 본체(100)의 후면에는 용접 작업자의 신체 조건에 적합하게 용접 보호구 착용이 이루어질 수 있도록 머리 밴드(102); 상기 머리 밴드(102)의 폭을 조절하는 제1 밴드 조절 스위치(101);와 제2 밴드 조절 스위치(103);이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 안테나 모듈(161)은 원형편파 패치형 안테나 또는 원형편파 다이폴 안테나가 적용되는 것이 바람직하고 상기 위치추적부(160)는 CSS 방식의 위치인식 기술이 개시되는 것이 바람직하다. 상기 CSS 방식은 시간에 따라 주파수가 증가/감소하는 펄스신호를 생성하여 통신을 행하는 전송기술이다. 상기 CSS 방식의 장점으로는 넓은 대역폭에 퍼져있는 첩(Chirp) 펄스의 전력을 모아 압축된 첩 펄스신호를 사용하므로 혼선 및 다중경로 페이딩에 강하여 원거리 전송이 가능하다는 점과 단순한 패시브(passive) 소자로 구성된 DDL를 이용한 첩 신호발생으로 낮은 소비전력으로도 시스템을 구성하는 것이 가능하다.
산업현장의 대부분 작업공간은 신규 장치를 도입 또는 부착함에 있어 안전 규격에 제약을 많이 받는다. 따라서 산업현장에서는 리더 설치 위치 그리고 상기 리더와 태그(상기 위치추적부(160)에 해당) 간 일대일 측정된 다수의 거리를 기반으로 하는 삼각측량법을 사용하여 위치를 계산하는 것이 바람직하다. 상기 삼각측량에 의한 위치계산은 이상적인 환경에서는 문제가 없지만 전파간섭 등 환경적인 영향이 많은 산업현장 작업공간에서는 예상치 못한 에러로 인한 오차가 많이 발생한다. 따라서 이러한 문제를 개선하기 위해 원형편파 안테나를 적용하여 전파환경에서의 측정거리 오차를 최소화 할 수 있도록 한다.
위치 추적 대상이 동적 상태인 산업환경에서는 위치 추적 성능을 향상시키기 위해서는 측정된 거리 데이터를 기반으로 가공하고 산업환경 프로세서에 맞는 알고리즘을 접목하여 신뢰성을 증대시키는 프로세스가 필요하다. 본 발명에서는 신뢰성을 향상시키기 위한 방법으로 위치계산 결과에서 얻어진 실시간 위치 값을 이전에 얻어진 값을 이용하여 상기 위치추적부(160)의 이동위치에 반영하는 기법인 이동-가중 평균 필터링 알고리즘을 사용하였다. 일반적인 이동 평균 필터링 알고리즘은 순차적으로 입력되는 획득데이터들의 산술적 평균만을 연산하고 프로세서를 종료하는 반면에 상기 이동-가중평균 필터링은 연산되는 프로세서의 값이 기준 값과 오차가 발생할 경우, 최적 가중 데이터를 적용하여 후차적 연산을 수행하는 과정이 부가적으로 이루어진다. 이러한 과정을 통해 평균필터 프로세서 이후 나타나는 값들의 표준적 오차를 줄이고, 전체적 시스템의 성능을 높일 수 있는 장점이 나타난다.
n개의 데이터에 대한 이동평균은 수식(1)과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016026623910-pat00001
수식(1)
여기서,
Figure 112016026623910-pat00002
은 n-k+1번째 데이터부터 n번째 데이터까지 총 k개의 데이터에 대한 평균을 의미한다.
상기 수식(1)에 대한 재귀식 표현은 수식(2)와 같고,
Figure 112016026623910-pat00003
수식(2)
상기 수식(1)에서 상기 수식(2)를 빼면 수식(3)과 같으며,
Figure 112016026623910-pat00004
수식(3)
상기 수식(3)을
Figure 112016026623910-pat00005
에 대해 정리하면 수식(4)와 같다.
Figure 112016026623910-pat00006
수식(4)
상기 수식(4)를 이용해서 오차 발생 데이터를 적용하여 평균을 구하고자 하는 개수를 정하여 계산하게 되며 고정된 개수에 의해 오차가 변하게 된다.
상기 k를 설정하여 상기 k개의 데이터 평균
Figure 112016026623910-pat00007
, 상기 리더와 상기 태그로부터 측정된 이전 k개의 거리 평균
Figure 112016026623910-pat00008
, 미들웨어 내부 시계를 이용한 현재 측정된 시간과 이전에 측정된 시간 차이
Figure 112016026623910-pat00009
, 거리 차이
Figure 112016026623910-pat00010
일 때,
Figure 112016026623910-pat00011
수식(5)
상기 수식(5)와 같이 현재와 이전에 측정된 평균 거리 차이가 상기 미들웨어에서 직접 측정한 시간을 이용하여 계산한 거리보다 크다면 오차가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 오차 발생 시 추정값
Figure 112016026623910-pat00012
은 수식(6)과 같이 계산 가능하다.
Figure 112016026623910-pat00013
수식(6)
상기 수식(6)에서 추정값
Figure 112016026623910-pat00014
은 측정된 거리
Figure 112016026623910-pat00015
에 미들웨어에서 계산된
Figure 112016026623910-pat00016
를 더한 값에 가중치
Figure 112016026623910-pat00017
를 곱하고 현재 측정된 평균거리
Figure 112016026623910-pat00018
에 가중치
Figure 112016026623910-pat00019
를 곱하여 계산한다. 상기 가중치
Figure 112016026623910-pat00020
는 큰 오차가 발생했다고 판단하였기 때문에 이전에 측정된 평균거리에 높은 가중치를 변경하면서 계산한다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 다기능 용접 보호구에 있어서,
    용접 작업자 안면에 착용되는 보호구 본체(100);
    상기 보호구 본체(100) 일측에 장착되어 외기를 상기 보호구 본체(100) 내부로 유입시키기 위한 공기 유입부(110);
    상기 용접 작업자가 용접 상태를 확인하는 투시부(120);
    상기 보호구 본체(100) 전면부에 장착되어 용접광을 집광해서 전기 에너지로 변환하는 집광 모듈(130);
    상기 보호구 본체(100) 외부의 일측에 장착되고 상기 집광 모듈(130)에서 변환된 전기 에너지가 충전되는 충전 모듈(140);
    상기 보호구 본체(100) 전면부에 장착되어 작업 공간 내 지속 광원을 조사하거나 점멸하여 비상 상황을 전파하는 LED 발광부(150);
    상기 보호구 본체(100) 외부의 일측에 장착되고 이동-가중 평균 필터링 알고리즘으로 상기 용접 작업자의 위치를 추적하기 위한 위치추적부(160);로 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 유입부(110) 내측에 장착되어 외기를 상기 보호구 본체(100) 내부로 강제 유입하는 팬 모듈(111);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공기 유입부(110) 일측에 장착되어 상기 팬 모듈(111)에 의해 강제 유입되는 외기를 정화하는 필터 모듈(112);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투시부(120) 내측에 장착되어 상기 용접 작업자의 시력을 보정하는 시력 보정 모듈(121);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호구 본체(100) 외부의 일측에 장착되고 상기 충전 모듈(140)에 의한 전원 인가 작동을 제어하는 전원 스위치 모듈(141);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치추적부(160)의 일측에 형성된 안테나 모듈(161);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 안테나 모듈(161)은 원형편파 패치형 안테나 또는 원형편파 다이폴 안테나가 적용되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 집광 모듈(130)로부터 획득한 전기 에너지를 상기 충전 모듈(140)로 공급하기 위한 제1 전원선(140a);
    상기 팬 모듈(111)을 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈(140)로부터 전달받아 공급하는 제2 전원선(140b);
    상기 LED 발광부(150)를 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈(140)로부터 전달받아 공급하는 제3 전원선(140c);
    상기 위치추적부(160)를 구동하기 위한 전기 에너지를 상기 충전 모듈(140)로부터 전달받아 공급하는 제4 전원선(140d);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치추적부(160)에 내재된 상기 이동-가중 평균 필터링 알고리즘은 n개의 데이터에 대한 이동평균을 수식(1)로 계산하고,
    Figure 112017035033680-pat00021
    수식(1)
    상기 수식(1)에서
    Figure 112017035033680-pat00022
    은 n-k+1번째 데이터부터 n번째 데이터까지 총 k개의 데이터에 대한 평균이며 재귀식 표현은 수식(2)와 같고,
    Figure 112017035033680-pat00023
    수식(2)
    상기 수식(1)에서 상기 수식(2)를 빼면 수식(3)과 같으며,
    Figure 112017035033680-pat00024

    수식(3)
    상기 수식(3)을
    Figure 112017035033680-pat00025
    에 대해 정리하면 수식(4)와 같고,
    Figure 112017035033680-pat00026
    수식(4)
    상기 수식(4)에서 k를 설정하여 상기 k개의 데이터 평균은
    Figure 112017035033680-pat00027
    , 상기 위치추적부(160)로부터 측정된 k개의 거리 평균은
    Figure 112017035033680-pat00028
    , 상기 위치추적부(160)에서 측정된 시간 차이가
    Figure 112017035033680-pat00029
    , 거리 차이는
    Figure 112017035033680-pat00030
    일 때, 수식(5)와 같은 관계로 표현되며,
    Figure 112017035033680-pat00031
    수식(5)
    상기 수식(5)와 같이 현재와 이전에 측정된 평균 거리 차이가 상기 위치추적부(160)에서 직접 측정한 시간을 이용하여 계산한 거리보다 크다면 오차가 발생한 것으로 판단할 수 있고, 상기 오차 발생 시 추정값
    Figure 112017035033680-pat00032
    은 수식(6)과 같으며,
    Figure 112017035033680-pat00033
    수식(6)
    상기 수식(6)에서 추정값
    Figure 112017035033680-pat00034
    은 측정된 거리
    Figure 112017035033680-pat00035
    에 상기 위치추적부(160)에서 계산된
    Figure 112017035033680-pat00036
    를 더한 값에 가중치
    Figure 112017035033680-pat00037
    를 곱하고 현재 측정된 평균거리
    Figure 112017035033680-pat00038
    에 가중치
    Figure 112017035033680-pat00039
    를 곱하여 계산하며 상기 가중치
    Figure 112017035033680-pat00040
    는 오차가 발생한 것으로 판단하여 이전에 측정된 평균거리에 가중치를 변경하면서 계산되는 것을 특징으로 하는 다기능 용접 보호구.
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