KR20170056634A - 개인용 보호 시스템 공구 통신 어댑터 - Google Patents

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KR20170056634A
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Abstract

공구 통신 어댑터 시스템이 제공된다. 본 명세서에 기술된 하나의 예시적인 시스템은 제1 및 제2 기계적 부착 단부를 포함하는 어댑터 몸체, 제1 기계적 부착 단부에 근접한 제1 전기 커넥터 및 제2 기계적 부착 단부에 근접한 제2 전기 커넥터, 제1 기계적 부착 단부와 제2 기계적 부착 단부 사이에서 몸체를 통해 연장되는 개구를 갖고, 제1 부착 단부에서 제1 공급 채널 커넥터 및 제2 기계적 부착 단부에서 제2 공급 채널 커넥터를 포함하는 제1 공급 채널, 및 제1 및 제2 전기 커넥터와 통신하는 제어 유닛을 갖는 공구 통신 어댑터를 포함한다. 제어 유닛은 제1 전기 커넥터에서 수신되는 신호에 응답하여 보호 필터에 필터 명령 신호를 제공하도록 구성된다. 예시적인 공구 통신 어댑터는 이에 따라 공구와 개인용 보호 장비 사이의 통신을 허용한다.

Description

개인용 보호 시스템 공구 통신 어댑터{PERSONAL PROTECTIVE SYSTEM TOOL COMMUNICATION ADAPTER}
본 설명은 공구(tool)를 위한 통신 어댑터, 특히 공구와 개인용 보호 장치(personal protective device) 사이의 통신을 제공하는 통신 어댑터에 관한 것이다.
보호 필터가 예를 들어 용접 아크의 섬광(glare)과 같은 강렬한 수준의 입사광으로부터 사용자를 보호하기 위해 종종 사용되며, 다양한 아이웨어(eyewear), 마스크, 헬멧, 또는 다른 헤드기어(head gear)에 포함되었다. 자동 차광 필터(automatic darkening filter)는 일반적으로 필터가, 섬광이 가해지지 않을 때 밝은 상태로부터 그러한 섬광에의 노출 시에 어두운 상태로 변하게 하는 제어 회로를 포함한다. 수동 필터(passive filter)는 일반적으로 원하는 바에 따라 사용자의 눈 위의 사용 위치로 그리고 사용 위치를 벗어나 이동될 수 있는 영구적으로 어두운 필터를 포함한다.
용접 아크 또는 다른 공구의 섬광으로부터 사용자를 자동적으로 보호하기 위한 다양한 메커니즘이 제공되었다. 예를 들어, 공구의 활성화(activation)에 응답하여 어두워지는 자동 차광 필터가 제공되었다. 사용자의 입력 또는 용접 공구의 개시에 응답하여 보호 필터를 이동시키는 수동 필터가 제공되었다. 예를 들어, 미국 특허 제8,047,664호는 자동 차광 필터(ADF)가 그것의 어두운 상태에 도달하기 전에 공구가 활성화되지 않도록 대응 통신 유닛에 의해 제어되는 보호용 ADF 및 용접 토치와 같은 관련 공구를 기술한다. GB 2034171호는 용접 아크가 충돌될 수 있기 전에 윈도우(window)와 정렬되도록 이동가능한 필터, 및 필터의 이동을 작동시키기 위해 헬멧에 포함된 솔레노이드 작동식 장치를 포함하는 메커니즘을 기술한다. 필터가 제 위치에 있을 때까지 아크의 충돌을 방지하기 위해, 필터가 제 위치에 있을 때에만 작동되는 스위치가 포함되고, 스위치와 전기 제어 회로 사이의 전기적 연결이 스위치가 폐쇄될 때까지 용접 공구로의 아크 전류의 흐름을 방지한다.
본 설명은 공구와 개인용 보호 장비 사이의 통신을 제공하기 위해 공구와 통합될 수 있는 공구 통신 어댑터를 포함하는 공구 통신 어댑터 시스템을 제공한다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 기계적 부착 단부를 갖는 어댑터 몸체, 제1 기계적 부착 단부에 근접한 제1 전기 커넥터 및 제2 기계적 부착 단부에 근접한 제2 전기 커넥터, 제1 기계적 부착 단부와 제2 기계적 부착 단부 사이에서 몸체를 통해 연장되는 개구, 및 제1 부착 단부에서 제1 공급 채널 커넥터 및 제2 기계적 부착 단부에서 제2 공급 채널 커넥터를 갖는 제1 공급 채널, 및 제1 및 제2 전기 커넥터와 통신하는 제어 유닛을 포함하는 공구 통신 어댑터가 제공된다. 제어 유닛은 제1 전기 커넥터에서 수신되는 신호에 응답하여 보호 필터에 필터 명령 신호(filter command signal)를 제공하도록 구성된다.
다른 예시적인 실시예에서, 공구 활성화 신호(tool activation signal)를 생성하도록 구성된 사용자 입력부(user input)를 갖는 공구, 사용자 입력부에 응답하여 공구에 전력을 제공하도록 구성된 공구 전력 제어기, 및 공구와 공구 전력 제어기 사이에 부착가능한 통신 어댑터를 포함하는 시스템이 제공된다. 공구 통신 어댑터는 제1 및 제2 기계적 부착 단부와, 제1 및 제2 기계적 부착 단부에 근접한 제1 및 제2 전기 커넥터를 갖는 몸체, 제1 기계적 부착 단부와 제2 기계적 부착 단부 사이에서 몸체를 통해 연장되고, 제1 부착 단부에서 제1 와이어 채널 커넥터 및 제2 기계적 부착 단부에서 제2 와이어 채널 커넥터를 갖는 와이어 채널, 제1 기계적 부착 단부와 제2 기계적 부착 단부 사이에서 몸체를 통해 연장되고, 제1 부착 단부에서 제1 가스 공급 관 커넥터 및 제2 기계적 부착 단부에서 제2 가스 공급 관 커넥터를 갖는 가스 공급 관, 및 제1 및 제2 전기 커넥터와 통신하는 제어 유닛을 포함한다. 예시적인 시스템은 필터 명령 신호에 응답하여 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 보호 필터를 추가로 포함한다. 제어 유닛은 공구 활성화 신호에 응답하여 보호 필터에 폐쇄 필터 명령 신호(closed filter command signal)를 제공하도록 구성된다.
상기 개요는 각각의 개시된 실시예 또는 모든 구현예를 기술하고자 하는 것은 아니다. 이어지는 도면 및 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'은 예시적인 실시예를 더 구체적으로 예시한다.
본 개시가 첨부 도면을 참조하여 추가로 설명될 수 있으며, 도면에서 동일한 구조는 여러 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호에 의해 지시된다.
도 1a는 본 설명에 따른 공구 통신 어댑터 및 폐쇄 위치에 있는 예시적인 보호 필터를 포함하는 예시적인 시스템의 개략도.
도 1b는 개방 위치에 있는 예시적인 보호 필터의 개략도.
도 2a 내지 도 2c는 본 설명에 따른 예시적인 공구 통신 어댑터의 개략도.
전술된 도면이 개시된 주제의 다양한 실시예를 제시하지만, 다른 실시예가 또한 고려된다. 모든 경우에, 본 개시는 개시된 주제를 제한이 아니라 대표로서 제시한다. 본 개시의 원리의 범주 및 사상에 속하는 다수의 다른 변경 및 실시예가 당업자에 의해 창안될 수 있음을 이해하여야 한다.
본 설명은 공구 통신 어댑터 및 시스템을 제공한다. 공구 통신 어댑터는 공구 및 보호 필터의 제어를 허용하는 제어 유닛을 포함한다. 공구 통신 어댑터는, 예를 들어 보호 필터와의 통신을 허용하기 위해, 공구와 공구 전력 제어기 사이에 부착되도록 구성된다. 보호 필터는, 예를 들어 공구가 활성화될 수 있기 전에 제어 유닛에 의해 제공되는 명령 신호에 응답하여, 사용자의 눈 및 안면을 보호하기 위해 폐쇄 위치로 지시된다. 이러한 방식으로, 용접 시스템과 같은 시스템이, 공구가 활성화되기 전에 사용자의 눈 및/또는 안면을 보호하기 위해 차광식 보호 필터가 제 위치에 있는 것을 보장하기 위해 보호 필터와 통신하도록 구성될 수 있다.
도 1은 보호 필터(113)를 갖는 헤드기어(110), 공구(120), 전력 제어기(130), 및 공구 통신 어댑터(140)를 포함하는 예시적인 시스템(100)을 도시한다. 예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140)는 공구(120)와 전력 제어기(130) 사이에 연결가능하고, 보호 필터(113), 공구(120), 및/또는 전력 제어기(130)와 통신하도록 구성된다.
공구(120)는 용접 공구, 예를 들어 금속 불활성 가스(MIG) 용접 토치 또는 금속 활성 가스(MAG) 용접 토치, 또는 다른 전력 또는 기계 공구를 포함할 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 공구(120)는 사용자 입력부(121)를 포함하며, 예를 들어 케이블(122) 및 공구 커넥터(123)를 포함한 하나 이상의 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 전력 제어기(130)는 공구(120)에 에너지를 제공하기 위한 전력 제어 전자장치를 포함하고, 공구 커넥터(123)에 대해 상호보완적이고 그것에 부착가능한 특징부(feature)를 갖는 전력 제어기 커넥터(131)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 공구 커넥터(123)는 전력 제어기(130)가 사용자 입력부(121)의 활성화에 응답하여 공구(120)에 전력을 제공하도록 전력 제어기 커넥터(131)에 직접 연결될 수 있다.
공구(120)의 사용자 입력부(121)는 공구(120)의 시작 및 중지를 제어하거나 공구(120)의 다른 파라미터를 조정하기 위해 공구 활성화 신호를 생성하도록 사용자에 의해 활성화될 수 있다. 예를 들어, 용접 응용에서, 공구(120)의 하나 이상의 사용자 입력부(121)를 누르거나 해제하는 것은 공구(120)에 의해 발생되는 용접 아크의 시작 및 중지, 및/또는 공구(120)를 통한 와이어 및 가스와 같은 소모성 재료의 통과를 제어한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 사용자 입력부(121)는 예를 들어 전력이 전력 제어기(130)로부터 공구(120)로 공급되도록 허용하는 회로를 완성함으로써 공구 활성화 신호를 생성하는 스위치, 노브(knob), 다이얼(dial), 터치 센서, 또는 다른 적합한 입력 메커니즘일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 헤드기어(110)는 적어도 하나의 스트랩(strap)(111), 헤드기어 몸체 또는 프레임(112), 보호 필터(113), 및 실드(shield)(114)를 포함한다(도 1b). 실드(114)는 헬멧이 정상 사용 위치에 착용된 때 실드(114)가 대체로 사용자의 눈의 전방에 있도록 몸체(112) 상에 위치되며, 몸체(112)에 고정되거나 이동가능하게 부착될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 실드(114)는 넓은 관찰 영역을 제공하도록 만곡되고, 보호 필터(113)보다 상대적으로 더 투명하다. 보호 필터(113)는 몸체(112)에 이동가능하게 장착되어, 보호 필터(113)가 사용자를 위한 원하는 보호를 제공하는 폐쇄 위치와, 사용자가 실질적으로 실드(114)를 통해 주위를 관찰할 수 있는 개방 위치(도 1b) 사이에서 이동될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 헤드기어(110)는 호스(115)와 같은 호흡가능 공기의 소스(source)를 포함할 수 있고, 주위 공기로부터, 예를 들어 사용자의 코 및 입에 근접한, 헬멧 내의 호흡 구역을 분리하기 위한 안면 시일(face seal)을 포함할 수 있다.
보호 필터(113)는 도 1a에 도시된 폐쇄 위치와 도 1b에 도시된 개방 위치 사이에서 이동하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 보호 필터(113)는 액추에이터(actuator)(117)에 의해 부착 위치(116)에서 피벗하거나 회전한다. 액추에이터(117)는 보호 필터(113)를 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동시킬 수 있는 모터, 솔레노이드, 또는 다른 적합한 액추에이터일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 액추에이터(117)는 예를 들어 보호 필터(113)를 이동시키기 위해 헤드기어(110)의 몸체(112)에 결합된다. 예시적인 실시예에서, 보호 필터는 명령 메시지에 응답하여 액추에이터(117)에 전력을 제공하도록 구성된, 배터리, 커패시터(capacitor), 태양 전지, 다른 적합한 전력 공급장치, 및/또는 이들의 조합과 같은, 전력 공급장치를 포함한다.
다양한 예시적인 실시예에서, 보호 필터(113)는 하나 이상의 센서(118)를 포함한다. 센서(118)는 보호 필터(113)의 위치를, 이를테면 예를 들어 보호 필터(113)가 폐쇄 위치에 있는지 또는 개방 위치에 있는지를 검출하도록 위치된다. 예시적인 실시예에서, 센서(118)는 보호 필터(113)에 근접하게 위치되고, 폐쇄 또는 개방 위치에 있는 보호 필터(113)를 검출한다. 다른 예시적인 실시예에서, 센서(118)는 액추에이터(117)와 관련되고, 보호 필터(113)의 개방 또는 폐쇄 위치에 대응하는 액추에이터(117)의 위치를 검출한다. 예시적인 실시예에서, 센서(118)는 유도 스위치이다. 다른 적합한 센서(118)는 당업계에 공지되어 있을 수 있는 바와 같이 용량 스위치, 반사 스위치, 포토인터럽터(photointerrupter), 마이크로스위치(microswitch), 다른 적합한 센서, 및/또는 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 보호 필터(113)는, 예를 들어 본 명세서에 추가로 기술되는 바와 같이 제어 유닛(145)으로부터 수신된 명령 신호에 응답하여, 개방 위치에 있을 때 제어 유닛(145)에 개방 복귀 신호(open return signal)를, 그리고/또는 폐쇄 위치에 있을 때 폐쇄 복귀 신호(closed return signal)를 전달한다.
예시적인 실시예에서, 헤드기어(110) 및/또는 보호 필터(113)는 헤드기어(110)가 사용자의 머리 상에 위치되는지 또는 사용자의 눈 위에 위치되는지를 검출하도록 위치된 하나 이상의 센서(119)를 포함한다. 제어 유닛(145)은 헤드기어(110)가 사용자 상에 위치되는 것을 보장하기 위해 공구(120)의 활성화를 허용하기 전에 사용자가 센서(119)에 의해 검출됨을 지시하는 신호를 필요로 할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 예를 들어 공구(120) 및 전력 제어기(130)와 같은, 공구 및 전력 제어기에 연결하도록 구성된 예시적인 공구 통신 어댑터(140)를 도시한다. 예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140)는 기존의 공구 시스템에 통신 능력, 특히 사용자에 의해 착용되고 공구 및 전력 제어기로부터 멀리 떨어진(예컨대, 공구 또는 전력 제어기에 유선 연결되거나 물리적으로 연결되지 않은) 보호 필터와의 통신을 부가하기 위해 공구(120)와 전력 제어기(130) 사이에 연결될 수 있다.
공구 통신 어댑터(140)는 공구(120)와 전력 제어기(130) 사이에 위치되고, 보호 필터(113)에 명령 신호를 제공하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140)의 제어 유닛(145)은, 공구(120)에 의해 생성되는 공구 활성화 신호에 응답하여, 보호 필터(113)에게 폐쇄 위치로 이동하도록 지시하는 폐쇄 명령 신호 및 개방 위치로 이동하도록 지시하는 개방 명령 신호를 생성하도록 구성된다.
공구 통신 어댑터(140)는 제1 및 제2 기계적 부착 단부(151, 152)를 포함하는 몸체(150), 공급 채널(153), 및 제어 유닛(145)을 포함한다. 공급 채널(153)은 재료가 공구 통신 어댑터(140)의 몸체(150)를 통과하기 위한 통로 또는 개구를 제공하고, 제1 및 제2 기계적 부착 단부(151, 152)에서 제1 및 제2 공급 채널 커넥터(156, 157)를 포함한다. 예를 들어, 공급 채널(153)은 용접 작업의 실드 가스(shielding gas) 또는 용접 와이어와 같은 소모성 재료의 통과를 허용할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140)는 가스 공급 관(153)을 제공하는 제1 공급 채널, 및 와이어 채널(154)을 제공하는 제2 공급 채널을 포함한다. 가스 공급 관(153) 및 와이어 채널(154)은 제1 기계적 부착 단부(151)와 제2 기계적 부착 단부(152) 사이에서 연장되고, 각각, 제1 부착 단부(151)에서 제1 가스 공급 관 커넥터(156) 및 제1 와이어 채널 커넥터(158)와, 제2 기계적 부착 단부(152)에서 제2 가스 공급 관 커넥터(157) 및 제2 와이어 채널 커넥터(159)를 포함한다. 제1 및 제2 기계적 부착 단부는 공구(120) 및/또는 전력 제어기(130)에 부착하도록 구성된다. 제1 및 제2 가스 공급 관 커넥터(156, 157)와 제1 및 제2 와이어 채널 커넥터(158, 159)는 전력 제어기(130)에 의해 제공되는 와이어 및 가스가 전력 제어기(130)로부터, 공구 통신 어댑터(140)를 통해, 공구(120)로 이동할 수 있도록 공구(120) 및/또는 전력 제어기(130)의 상호보완적인 특징부에 연결하도록 구성된다.
제1 및 제2 기계적 부착 단부(151, 152)는 공구 커넥터(123) 및 전력 제어기 커넥터(131)와의 확고한 연결을 제공한다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 기계적 부착 단부(151, 152)는 와이어 채널 커넥터, 가스 공급 관 커넥터, 전기 커넥터, 및/또는 다른 커넥터가 공구 커넥터(123) 또는 전력 제어기 커넥터(131)와 결합되거나 함께 접속된 후에 연결부를 조이고 고정하기 위해 나사산 형성된 패스너(threaded fastener)를 포함한다. 다른 예시적인 실시예에서, 플랜지형 단부 커넥터, 스냅-핏 커넥터(snap-fit connector), 베이어닛 커넥터(bayonet connector), 당업계에 공지된 바와 같은 다른 적합한 메커니즘, 및/또는 이들의 조합을 포함한, 확고한 부착을 제공하는 커넥터가 사용될 수 있다.
공구 통신 어댑터(140)는 공구 통신 어댑터 몸체(150)의 제1 전기 커넥터(161)와 제2 전기 커넥터(162) 사이에 전기적으로 위치된 제어 유닛(145)을 추가로 포함한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 전기 커넥터(161, 162)는 예를 들어, 각각, 하나의, 2개의 또는 그 초과의 전기 단자(161a, 161b, 및 162a, 162b)를 포함할 수 있다. 공구 통신 어댑터(140)가 공구 커넥터(123)에 부착된 때, 제어 유닛(145)은 제어 유닛(145)이 공구(120)에 의해 생성되는 공구 활성화 신호를 검출할 수 있도록 공구(120)의 사용자 입력부(121)에 작동가능하게 연결된다. 제어 유닛(145)은, 본 명세서에 추가로 설명되는 바와 같이, 공구 활성화 신호에 응답하여 보호 필터로 지향되는 명령 신호를 생성하도록 구성된다. 제어 유닛(145)은 또한 제1 전기 커넥터(161)와 제2 전기 커넥터(162) 사이의 회로를 선택적으로 연결하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 제1 전기 커넥터(161)와 제2 전기 커넥터(162) 사이의 회로의 연결은 전력 제어기(130)가 공구(120)에 전력을 제공할 수 있도록 공구 활성화 신호가 전력 제어기(130)에 의해 검출되도록 허용한다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 전기 커넥터(161)와 제2 전기 커넥터(162) 사이의 회로의 연결은 전기 전력 및/또는 제어 정보가 전력 제어기로부터 공구(120)로 또는 공구 통신 어댑터(140)로 제공되도록 허용할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 전기 커넥터(161)와 제2 전기 커넥터(162) 사이의 전기 회로는 신호, 예를 들어 공구 활성화 신호를 전송하고, 전기 도체(165)는 공구 통신 어댑터를 통해 전력을 전송한다. 예를 들어, 전기 도체(165)는 전력 제어기로부터 공구로의, 공구 통신 어댑터(140)를 통한 전력의 통과를 허용한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 전기 도체(165)는 적절한 전기 전도성 재료로 제조된 공구 통신 어댑터(145)의 몸체(150)에 의해 제공될 수 있다. 몸체(150)는 플라스틱 재료와 같은 전기 절연성 코팅 또는 커버링(covering)(155)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 전기 도체(165)는 제3 전기 커넥터(163)와 제4 전기 커넥터(164) 사이에서 연장되는 금속 와이어 도체이다.
예시적인 실시예에서, 제어 유닛(145)은 마이크로컨트롤러(microcontroller)(148)와 같은 입력 구성요소를 포함한다. 마이크로컨트롤러(148)는 공구 활성화 신호를 검출하고, 공구 활성화 신호에 응답하여 보호 필터에 제공될 수 있는 명령 신호를 생성한다. 예시적인 실시예에서, 보호 필터로부터 폐쇄 복귀 신호와 같은 적절한 신호를 수신한 후에, 마이크로컨트롤러(148)는 제1 전기 커넥터(161)와 제2 전기 커넥터(162) 사이의 전기 회로가, 예를 들어 공구 활성화 신호가 공구 통신 어댑터(140)를 통해 전력 제어기로 전송될 수 있도록 폐쇄되게 한다. 릴레이(relay)(149) 또는 다른 적합한 스위치 또는 구성요소가, 전기 회로가 폐쇄되게 한다.
예시적인 실시예에서, 제어 유닛(145)은 제어 유닛(145), 가스 공급 관(153), 및 와이어 채널(154)이 공통의 하우징 내에 있도록 몸체(150) 내에 위치된다. 다른 예시적인 실시예에서, 제어 유닛(145)은 몸체(150)에 결합될 수 있거나, 하나 이상의 와이어(147)에 의해 몸체(150)에 연결되는 별개의 하우징으로 제공될 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140)는 보호 필터(113), 공구(120), 및/또는 전력 제어기(130) 사이에서 추가의 정보를 전달한다. 예를 들어, 공구 통신 어댑터(140)는 단지 하나의 특정 보호 필터(113) 및/또는 하나의 공구(120)와만 통신하도록 구성될 수 있고, 이에 따라 명령 신호 또는 복귀 신호 내에 고유의 아이덴티티 코드(identity code)를 제공할 수 있다. 고유의 연관은 인근의 보호 필터 또는 공구와의 원하지 않는 통신을 방지할 뿐만 아니라, 주위의 전기 또는 자기장 소스로부터의 가능한 간섭을 최소화한다.
공구 통신 어댑터(140)는 무선으로 또는 유선 연결을 통해 통신할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140)의 제어 유닛(145)은 블루투스(BLUETOOTH) 통신 프로토콜을 이용하여 보호 필터(113)와 무선으로 통신한다. 다른 예시적인 실시예에서, 제어 유닛(145)은 적외선, 무선-주파수, 또는 음향 통신, 및/또는 블루투스, 지그비(ZIGBEE), 또는 다른 적합한 프로토콜을 포함한 임의의 적합한 프로토콜을 이용하여 통신한다. 예시적인 실시예에서, 제어 유닛(145)은 짧은 거리, 예를 들어 1 m 내지 30 m, 2 m 내지 20 m, 또는 약 5 m에 걸쳐 보호 필터와 통신하도록 구성된다. 작은 거리는 제어 유닛(145)에 의해 요구되는 에너지 사용량을 최소화하는 동시에, 또한 부근에서 동시에 사용될 수 있는 장치에 의한 원치 않는 간섭을 최소화한다.
예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140)는 명령 신호를 생성하고/하거나 다른 작업을 수행하기 위해 제어 유닛(145)에 충분한 전력을 공급하는 전원을 포함한다. 전원은 배터리, 태양 전지, 또는 다른 적합한 전원을 포함할 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140)는 전력 제어기(130)로부터 수신되는 전기 에너지에 의해 전력을 공급받는다. 상기에 기술된 바와 같이, 전력 제어기(130)는 공구(120)의 작동을 위해 충분한 전력을 전달한다. 전력 제어기(130)에 의해 전달되는 전력의 일부가 공구 통신 어댑터(140)의 전력 제어 유닛(145)으로 수확될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 전력 제어기(130)로부터의, 제어 유닛(145)에 의해 수신되는 전력은 공구 통신 어댑터(140)가 독립적인 또는 추가의 전원을 포함하지 않을 정도로 충분하다. 예를 들어, 예시적인 공구 통신 어댑터(140)는 공구 통신 어댑터(140)의 도체(165)에 자기적으로 결합된, 유도 코일과 같은, 코일을 포함한다. 코일은 용접 전류에 있어서의 변동을 제어 유닛(145)을 위한 전기 전력으로 변환한다. 대안적으로 또는 추가로, 전류 도체 및/또는 어댑터 몸체(150)를 가로지른 전압 강하가 제어 유닛(150)을 위한 전원으로서 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 공구 통신 어댑터(140), 보호 필터(113), 공구(120), 및/또는 전력 제어기(130) 사이의 통신은 공구 통신 어댑터(140)가 공구 활성화 신호를 수신할 때 개시된다. 공구 활성화 신호는 예를 들어 상기에 기술된 바와 같이 공구(120)의 사용자 입력부(121)(도 1)에 의해 생성될 수 있고, 사용자 입력부(121)에 의해 폐쇄되거나 개방되는 전기적 연결로부터 기인할 수 있다. 공구 활성화 신호는 공구 통신 어댑터(140)에 의해 검출되는 임의의 적합한 디지털 또는 아날로그 신호일 수 있다.
공구 통신 어댑터가, 공구(120)가 전력 제어기(130)에 의해 활성화되고 전력을 공급받도록 허용하기 위해 하나 이상의 추가 입력이 요구될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 예컨대 헤드기어(110), 공구 통신 어댑터(140), 전력 제어기(130), 또는 사용자 상의 헤드기어(110)의 위치설정을 검출하는 센서(118) 상의 사용자 입력, 또는 다른 적합한 입력이 통신을 개시하기 위해 요구된다.
공구(120)를 활성화시키는 공구 활성화 신호를 수신한 후에, 공구 통신 어댑터(140)는 제어 유닛(145)에 의해 보호 필터(113)로 전달되는 폐쇄 명령 신호를 생성한다. 폐쇄 명령 신호는 보호 필터(113)에게 폐쇄 위치로 이동하도록 지시하고, 고유의 아이덴티티 코드와 같은 다른 추가 정보를 제공할 수 있다. 보호 필터(113)는 복귀 신호를 생성하고 이를 제어 유닛(145)에 전달하도록 구성된다. 제어 유닛(145)이 폐쇄 복귀 신호를 수신한 때, 제어 유닛(145)은 공구 활성화 신호가 전력 제어기(130)에 의해 수신될 수 있도록 제1 및 제2 전기 커넥터(161, 162)를 전기적으로 연결한다. 전력 제어기(130)는 공구(120)를 활성화시키기 위해 전력 및/또는 다른 전기 신호를 제공한다. 이러한 방식으로, 공구 통신 어댑터(140)는 공구(120)가 전력 제어기(130)로부터 전력을 수신할 수 있기 전에 보호 필터가 원하는 위치에 있는 것을 보장한다.
예를 들어 공구(120)의 사용자 입력부(121)를 누르거나 해제하는 것에 의한 공구 비활성화 신호가 공구 통신 어댑터(140)의 제어 유닛(145)에 의해 수신되면, 제1 및 제2 전기 커넥터(161, 162)는 전기적으로 연결해제되어, 전력이 더 이상 전력 제어기(130)로부터 공구(120)로 전달되지 않는다. 제어 유닛(145)은 보호 필터(113)에게 개방 위치로 이동하도록 지시하는 개방 명령 신호를 보호 필터(113)에 제공한다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 개방 복귀 신호가 제어 유닛(145)으로 전달된다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 공구 통신 어댑터는 몇 가지 특징 및 이점을 제공한다. 예시적인 공구 통신 어댑터는 하나 이상의 구성요소와 보호 필터 사이의 통신을 허용하도록 기존 시스템을 개조하기 위해 기존의 공구 및/또는 전력 제어기와 함께 사용될 수 있다. 공구 통신 어댑터는 이에 따라 보호 필터가 적절한 위치에 있기 전에 공구의 작동을 방지함으로써 추가의 안전 이점을 제공하고, 사용자가 그것으로부터 보호되어야 하는 용접 아크 또는 다른 광원을 감지하는 것에 의존하지 않는다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 공구 통신 어댑터는 이에 따라 보호 필터, 공구 및/또는 전력 제어기의 매우 신뢰할 수 있는 제어를 제공한다.
액추에이터를 갖는 보호 필터와 함께 사용될 때, 보호 필터는 사용자에 의한 추가의 조작 없이 적절한 위치로 자동적으로 이동한다. 따라서, 공구 통신 어댑터는 시스템이 관련 실드에 의해 제공되는 넓은 화각, 즉각적인 보호, 및 더 밝은 또는 더 투명한 광 상태를 포함한 수동 보호 필터의 이점을, 공구의 활성화에 응답한 자동적인 위치설정의 사용의 용이함 및 안전 이점과 조합하도록 허용한다. 또한, 본 명세서에 기술된 바와 같은 공구 통신 어댑터를 사용하는 수동 필터의 자동적인 이동은 어두운 상태와 밝은 상태 사이의 상대적으로 더 느린 전이를 허용하여, 신속한 전이와 관련될 수 있는 불편함을 최소화하는 동시에, 자동적인 보호를 제공한다.
지금까지 본 발명이 그것의 여러 실시예를 참조하여 기술되었다. 전술한 상세한 설명 및 예는 단지 이해의 명료함을 위해 제공되었다. 그로부터 불필요한 제한이 이해되어서는 안된다. 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 기술된 실시예에 있어서 많은 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기술된 정확한 상세 사항 및 구조로 제한되는 것이 아니라, 오히려 청구범위의 표현에 의해 기술된 구조 및 그 구조의 등가물에 의해 제한되어야 한다. 본 명세서에서 인용된 임의의 특허 문헌은 이에 의해, 그것이 본 명세서에 제시된 설명과 상충되지 않는 범위 내에서, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
상기 실시예들 중 임의의 것에 관하여 기술된 임의의 특징 또는 특성은 개별적으로 또는 임의의 다른 특징 또는 특성과 조합되어 포함될 수 있고, 명료함을 위해서만 상기의 순서 및 조합으로 제시된다. 즉, 본 개시는 본 명세서에 기술된 각각의 예시적인 실시예 및 구성요소의 다양한 특징의 모든 가능한 조합 및 배열을 고려하고, 각각의 구성요소는 특정 응용에 요구될 수 있는 바와 같이 임의의 다른 구성요소와 조합되거나 그것과 함께 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 공구 통신 어댑터 시스템(tool communication adapter system)으로서,
    제1 및 제2 기계적 부착 단부를 갖는 어댑터 몸체(adapter body);
    상기 제1 기계적 부착 단부에 근접한 제1 전기 커넥터, 및 상기 제2 기계적 부착 단부에 근접한 제2 전기 커넥터;
    상기 제1 기계적 부착 단부와 상기 제2 기계적 부착 단부 사이에서 상기 몸체를 통해 연장되는 개구(opening)를 포함하고, 상기 제1 부착 단부에서 제1 공급 채널 커넥터 및 상기 제2 기계적 부착 단부에서 제2 공급 채널 커넥터를 포함하는 제1 공급 채널; 및
    상기 제1 및 제2 전기 커넥터와 통신하는 제어 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 제1 전기 커넥터에서 수신되는 신호에 응답하여 보호 필터에 필터 명령 신호(filter command signal)를 제공하도록 구성되는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 공급 채널은 와이어 채널을 포함하는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 공급 채널은 가스 공급 채널을 포함하는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 제2 공급 채널을 추가로 포함하는 공구 통신 어댑터 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 제1 및 제2 전기 커넥터를 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성되는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필터 명령 신호에 응답하여 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 보호 필터를 추가로 포함하는 공구 통신 어댑터 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보호 필터는 상기 폐쇄 위치로 이동될 때 폐쇄 복귀 신호(closed return signal)를 생성하는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전기 커넥터는 상기 제어 유닛이 상기 폐쇄 복귀 신호를 수신한 후에 전기적으로 연결되는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기계적 부착 단부는 나사산(thread)을 포함하는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 공구 활성화 신호(tool activation signal)를 검출하도록 구성된 마이크로컨트롤러(microcontroller)를 포함하는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 기계적 부착 단부와 상기 제2 기계적 부착 단부 사이에서 연장되는 전기 도체를 추가로 포함하는 공구 통신 어댑터 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 몸체는 상기 전기 도체를 형성하는, 공구 통신 어댑터 시스템.
  13. 시스템으로서,
    공구 활성화 신호를 생성하도록 구성된 사용자 입력부(user input)를 포함하는 공구;
    상기 사용자 입력부에 응답하여 상기 공구에 전력을 제공하도록 구성된 공구 전력 제어기;
    상기 공구와 상기 공구 전력 제어기 사이에 부착가능한 공구 통신 어댑터로서,
    제1 및 제2 기계적 부착 단부와, 상기 제1 및 제2 기계적 부착 단부에 근접한 제1 및 제2 전기 커넥터를 갖는 어댑터 몸체,
    상기 제1 기계적 부착 단부와 상기 제2 기계적 부착 단부 사이에서 상기 몸체를 통해 연장되고, 상기 제1 부착 단부에서 제1 와이어 채널 커넥터 및 상기 제2 기계적 부착 단부에서 제2 와이어 채널 커넥터를 포함하는 와이어 채널,
    상기 제1 기계적 부착 단부와 상기 제2 기계적 부착 단부 사이에서 상기 몸체를 통해 연장되고, 상기 제1 부착 단부에서 제1 가스 공급 관 커넥터 및 상기 제2 기계적 부착 단부에서 제2 가스 공급 관 커넥터를 포함하는 가스 공급 관, 및
    상기 제1 및 제2 전기 커넥터와 통신하는 제어 유닛을 포함하는, 상기 공구 통신 어댑터; 및
    필터 명령 신호에 응답하여 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 보호 필터를 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 공구 활성화 신호에 응답하여 상기 보호 필터에 폐쇄 필터 명령 신호(closed filter command signal)를 제공하도록 구성되는, 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 보호 필터는 상기 폐쇄 위치로 이동될 때 폐쇄 복귀 신호를 생성하는, 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 공구 전력 제어기는 상기 보호 필터가 폐쇄 신호(closed signal)를 생성할 때 상기 공구에 전력을 공급하도록 구성되는, 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 보호 필터는 상기 개방 위치로 이동될 때 개방 복귀 신호(open return signal)를 생성하는, 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 사용자 입력부는 공구 비활성화 신호(tool deactivation signal)를 추가로 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 공구 비활성화 신호에 응답하여 상기 보호 필터에 개방 명령 신호(open command signal)를 제공하는, 시스템.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 통신 어댑터 몸체 내에 위치되는, 시스템.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 통신 어댑터 몸체에 전기적으로 결합되는, 시스템.
  20. 제13항에 있어서, 상기 제어 유닛은 공구 활성화 신호를 검출하도록 구성된 마이크로컨트롤러를 포함하는, 시스템.
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