一种数字化模块式焊接防护头盔的制作方法

本发明属于焊接防护用品领域，更具体地，涉及一种能够实时显示关键焊接参数并控制附加功能装置的数字化模块式焊接防护头盔。

背景技术：

在手工焊接过程中，操作人员通常基于工艺要求设定手工焊焊机的输出电压、输出电流和保护气体输出流量等关键焊接参数，并在焊接时持续观察熔池的形态变化。在此过程中，关键焊接参数易受外界干扰，例如操作失误、设备老化等因素影响而发生偏移或变化，也就是说关键焊接参数发生变动，偏离预设的数值没有实时反馈给操作人员，操作人员还按照预设的数值进行工艺操作，可能会影响焊接产品的质量。

在手工焊接过程中，传统焊接头盔仅能提供对操作人员的光、热、飞溅防护，但缺乏对焊接过程中输出电压、输出电流和保护气体输出流量等关键焊接参数持续、实时的监测显示和告警提示，进一步影响焊接产品的质量。

除此以外，在手工焊接过程中，焊接工位周边通常已经密布焊机、钢瓶、工装等装备，额外安装的照明灯具、摄像机等器具的支架、线缆会严重干扰焊接操作，并对焊接生产安全造成不利影响。

综上，现有传统焊接头盔不能实时显示焊接过程中焊接机的关键焊接参数，影响操作人员的焊接质量，并且现场安装的额外的照明灯具、摄像机等器具的支架、线缆干扰焊接操作。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种数字化模块式焊接防护头盔，解决现有传统焊接头盔不能实时显示焊接过程中焊接机的关键焊接参数，影响操作人员的焊接质量，并且现场安装的额外的照明灯具、摄像机等器具的支架、线缆干扰焊接操作的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种数字化模块式焊接防护头盔，包括：头盔主体，所述头盔主体上设有透明式液晶显示屏、控制电路板、接口控制电路板、通信电路和附加功能装置；所述通信电路与所述接口控制电路板连接，所述通信电路接收焊接机的实时参数；所述接口控制电路板分别于所述控制电路板和附加功能装置连接；所述透明式液晶显示屏与所述控制电路板连接，显示所述焊接机的实时参数；附加功能装置，所述附加功能装置分别与所述控制电路板和接口控制电路板连接，所述控制电路板控制所述附加功能装置的开启或关闭。

可选的，所述头盔主体的两侧分别设置第一电池盒和第二电池盒，所述第一电池盒内设置所述控制电路板、接口控制电路板和第一可充电电池组，所述第二电池盒内设置第二可充电电池组；所述第一可充电电池组分别与所述控制电路板、接口控制电路板、透明式液晶显示屏和通信电路连接，所述第二可充电电池组分别与所述控制电路板、接口控制电路板、透明式液晶显示屏和通信电路连接。

可选的，所述通信电路和附加功能装置分别设置在头盔主体顶部的两侧。

可选的，所述头盔主体的顶部设有内陷式基座，所述通信电路插接于所述内陷式基座上。

可选的，所述头盔主体顶部设有导轨，所述附加功能装置通过卡口固定连接于所述导轨上。

可选的，所述头盔主体上还设有多个弧光探测感应模块，所述多个弧光探测感应模块均与所述控制电路板连接，所述弧光探测感应模块检测焊接机的弧光强度。

可选的，所述头盔主体上设有可变光面屏，所述透明式液晶显示屏通过黏合剂粘接在所述可变光面屏的内侧下部。

可选的，所述可变光面屏上还设有电池电量显示标尺和液晶屏亮度显示标尺，所述电池电量显示标尺分别与所述第一可充电电池组和第二可充电电池组连接；所述液晶屏亮度显示标尺与所述控制电路板连接。

可选的，所述附加功能装置为微型led照明灯或微型焊接摄像机，当所述附加功能装置为微型焊接摄像机时，所述控制电路板接收所述微型焊接摄像机采集的图像信息，并通过所述通信电路输出至所述图像信息。

可选的，所述通信电路为蓝牙通信电路或无线通信电路。

可选的，所述控制电路板接收所述来自于所述弧光探测感应模块检测焊机的弧光强度，比较所述弧光强度与预设阈值，当所述弧光强度大于所述预设阈值时，输出可变光面屏开启信号至所述可变光面屏，输出附加功能开启信号至所述附件功能装置。

本发明的有益效果在于：本发明的数字化模块式焊接防护头盔通过设置在头盔主体上的通信电路接收焊接机的实时参数，并通过控制电路板传输至透明式液晶显示屏，在透明式液晶显示屏上显示焊接机的实时参数，使得操作人员在工作时能随时监测焊接机的实时参数，并且在头盔主体上设置附加功能装置，通过控制电路板控制附加功能装置的开启或关闭，不需在现场设置额外的设备及线缆，避免干扰焊接，进而提高焊接质量和焊接效率。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在本发明示例性实施方式中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的数字化模块式焊接防护头盔的使用连接结构图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的数字化模块式焊接防护头盔的立体图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的数字化模块式焊接防护头盔的局部连接结构图。

附图标记说明：

1、防护头盔的通信电路；2、焊接参数监测数采器的通信电路；3、焊接参数监测数采器；4、焊接机；5、附加功能装置安装导轨；6、通信电路；7、可调节式头箍；8、可变光面屏灵敏度调节钮；9、弧光探测感应模块；10、可变光面屏；11、头盔主体；12、电池盒；13、头箍固定与调节钮；14、附加功能装置usb连接端口；15、usb充电端口；16、可变光面屏明暗度调节钮；17、透明式液晶显示屏；18、电池电量显示标尺；19、液晶屏亮度显示标尺；20、液晶屏开关及亮度调节钮。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供一种数字化模块式焊接防护头盔，包括：头盔主体，头盔主体上设有透明式液晶显示屏、控制电路板、接口控制电路板、通信电路和附加功能装置；通信电路与接口控制电路板连接，通信电路接收焊接机的实时参数；接口控制电路板分别于控制电路板和附加功能装置连接；透明式液晶显示屏与控制电路板连接，显示焊接机的实时参数；附加功能装置，附加功能装置分别与控制电路板和接口控制电路板连接，控制电路板控制附加功能装置的开启或关闭。

具体的，数字化模块式焊接防护头盔在现有半开放式焊接头盔的基础上进行集成，即将现有半开放式焊接头盔作为头盔主体，在头盔主体上集成增加透明式液晶显示屏、控制电路板、接口控制电路板、通信电路和附加功能装置。该焊接防护头盔与焊接参数监测数采器配合使用，焊接参数监测数采器设有参数采集装置和通信电路，焊接参数监测数采器的参数采集装置与手工焊接机连接，获取焊接机施焊过程中实时测量的电压、电流和保护气体输出流量等关键焊接参数，并通过焊接参数监测数采器上集成的通信电路向焊接头盔主体的通信电路发送关键焊接参数的实时数据；该头盔主体的通信电路接收来自焊接参数监测数采器的实时参数，并通过控制电路板输出该实时参数至透明式液晶显示屏，使得透明式液晶显示屏显示该实时参数，进而使得操作人员在工作的同时，方便随时监测焊接机的实时参数，从而根据实时参数调整工艺。

头盔主体上还集成附加功能装置，附加功能装置与接口控制电路连接，控制电路板发送附加功能装置的开启或关闭信号至接口控制电路，通过接口控制电路输出至附加功能装置，进而控制附加功能装置的开启或关闭，无需在现场设置额外的附加功能装置及线缆，避免干扰焊接。

根据示例性的实施方式，数字化模块式焊接防护头盔通过设置在头盔主体上的通信电路接收焊接机的实时参数，并通过控制电路板传输至透明式液晶显示屏，在透明式液晶显示屏上显示焊接机的实时参数，使得操作人员在工作时能随时监测焊接机的实时参数，并且在头盔主体上设置附加功能装置，通过控制电路板控制附加功能装置的启停，不需在现场设置额外的设备线缆，避免干扰焊接，进而提高焊接质量和焊接效率。

作为可选方案，头盔主体的两侧分别设置第一电池盒和第二电池盒，第一电池盒内设置控制电路板、接口控制电路板和第一可充电电池组，第二电池盒内设置第二可充电电池组；第一可充电电池组分别与控制电路板、接口控制电路板、透明式液晶显示屏和通信电路连接，第二可充电电池组分别与控制电路板、接口控制电路板、透明式液晶显示屏和通信电路连接。

具体的，焊接防护头盔主体两侧均安装有电池盒，分别为第一电池盒和第二电池盒，第二电池盒内仅设有延长头盔待机时间所需的第二可充电式电池组，第二电池盒内集成有头盔核心部件控制电路板、接口控制电路、供电控制电路和第一可充电式电池组。

供电控制电路负责头盔的统一供电管理，整合两组可充电式电池组、usb充电端口、太阳能电池充电板的分布式充/放电调度，头盔日常维护时可通过usb充电端口充电。

作为可选方案，通信电路和附加功能装置分别设置在头盔主体顶部的两侧。

具体的，通信电路和附加功能装置都采用模块化设计，通信电路可以根据不同应用场景进行模块的互换，例如，通信电路包括无线通信电路模块或蓝牙通信电路模块，可以将无线通信电路模块与蓝牙通信电路模块进行互换。附加功能装置可以根据不同应用场景进行模块的互换，例如，附加功能装置包括微型led照明灯模块或微型焊接摄像机模块，可以将led照明灯模块与微型焊接摄像机模块进行互换。

作为可选方案，头盔主体的顶部设有内陷式基座，通信电路插接于内陷式基座上。

具体的，通信电路均集成有开关和指示灯，通信电路以接插件形式安装于头盔主体顶部的内陷式基座上，通过基座直接与接口控制电路连接，通过内陷式基座的连接方式可互换安装蓝牙通信电路模块或无线通信电路模块。

作为可选方案，头盔主体顶部设有导轨，附加功能装置通过卡口固定连接于导轨上。

具体的，头盔主体顶部设有附加功能装置导轨，附加功能装置通过专用卡口固定于附加功能装置安装导轨上，再通过附加功能装置usb连接端口与接口控制电路连接，通过安装导轨的安装方式可互换安装固定微型led照明灯模块或微型焊接摄像机模块。

作为可选方案，头盔主体上还设有多个弧光探测感应模块，多个弧光探测感应模块均与控制电路板连接，弧光探测感应模块检测焊接机的弧光强度。

具体的，头盔主体的外侧，在可变光面屏上方配置有多个独立的弧光探测感应模块，弧光探测感应模块将检测到的弧光信息发送至控制电路板。

作为可选方案，头盔主体上设有可变光面屏，透明式液晶显示屏通过黏合剂粘接在可变光面屏的内侧下部。

具体的，头盔主体的防护部件采用可变光面屏，在可变光面屏的内侧、下部配置有与面屏重叠的小型透明式液晶显示屏，透明式液晶显示屏采用黏合剂粘接固定在可变光面屏上，未焊接时该液晶显示屏保持透明可视，在开始焊接时，弧光探测感应模块检测到焊接时的弧光，将检测的弧光信息发送至控制电路板，控制电路板发出液晶显示屏开启信号，使得液晶显示屏在开始焊接时可瞬间转换为高亮度液晶显示屏，实时以图形或文本形式显示由数采器发送的手工焊相关的参数类型、数值变化、计量单位与超阈值警告等全部信息。

作为可选方案，可变光面屏上还设有电池电量显示标尺和液晶屏亮度显示标尺，电池电量显示标尺分别与第一可充电电池组和第二可充电电池组连接；液晶屏亮度显示标尺与控制电路板连接。

具体的，在头盔主体上可变光面屏的下方配置有电池电量显示标尺和液晶屏亮度显示标尺。

作为可选方案，附加功能装置为微型led照明灯或微型焊接摄像机，当附加功能装置为微型焊接摄像机时，控制电路板接收微型焊接摄像机采集的图像信息，并通过通信电路输出至图像信息。

具体的，附加功能装置微型高亮度led照明灯或微型焊接摄像机，当附加功能装置为微型焊接摄像机时，微型焊接摄像机将采集的图像信息通过附加功能装置usb连接端口传输至接口控制电路板，接口控制电路板再发送至控制电路板，控制电路板再通过通信电路传输至焊接参数监测数采器。

作为可选方案，通信电路为蓝牙通信电路或无线通信电路。

具体的，防护头盔的通信电路与焊接参数监测数采器采用无线缆的连接方式，避免现场线缆的干扰。

作为可选方案，控制电路板接收来自于弧光探测感应模块检测焊机的弧光强度，比较弧光强度与预设阈值，当弧光强度大于预设阈值时，输出可变光面屏开启信号至可变光面屏，输出附加功能开启信号至附件功能装置。

具体的，弧光探测感应模块检测焊机的弧光强度，当焊接开始时，弧光探测感应模块将检测到的弧光强度发送至控制电路板，控制电路板比较弧光强度与预设阈值，当弧光强度大于预设阈值时，发送可变光面屏开启信号至可变光面屏，以控制开启可变光面屏；控制电路板输出附加功能开启信号至附件功能装置，以控制开启附件功能装置；控制电路板输出透明液晶显示屏开启信号至透明液晶显示屏，以控制透明液晶显示屏由透明状态变为高亮状态。

作为可选方案，头盔主体上设有可调节式头箍和头箍固定与调节钮，可调节式头箍包括多段头箍，通过头箍固定与调节钮单独调节每段头箍。

具体的，头盔主体的内腔预留组件安装位置，并以饰板固定、遮蔽。通过头箍固定与调节钮调节头盔主体上的可调节头箍，以头箍固定与调节钮为中心偏转可独立调节每段头箍。

作为可选方案，头盔主体上设有可变光面屏灵敏度调节钮，可变光面屏灵敏度调节钮分别与可变光面屏和控制电路板连接。

具体的，头盔主体的两侧分被设置可变光面屏灵敏度调节钮和可变光面屏明暗度调节钮，通过手动方式旋转可变光面屏灵敏度调节钮，以调节可变光面屏的灵敏度。

作为可选方案，头盔主体上设有附加功能装置usb连接端口，附加功能装置usb连接端口与接口控制电路板和附加功能装置连接。

具体的，接口控制电路板通过附加功能装置usb连接端口与附加功能装置连接，同时附加功能装置usb连接端口为附加功能装置提供电源，控制电路板将附件功能装置的开启或关闭信号发送至接口控制电路板，接口控制电路板通过附加功能装置usb连接端口发送至附加功能装置。

作为可选方案，头盔主体上设有usb充电端口，usb充电端口分别与第一可充电电池组和第二可充电电池组连接。

具体的，通过头盔主体上的usb充电端口为第一可充电电池组和第二可充电电池组充电。

作为可选方案，头盔主体上设有可变光面屏明暗度调节钮，可变光面屏明暗度调节钮分别与可变光面屏和控制电路板连接。

具体的，焊接防护头盔主体上设有可变光面屏明暗度调节钮，当弧光探测感应模块检测到弧光信号时传递给控制电路板，控制电路板输出控制信号至可变光面屏明暗度调节钮，以控制可变光面屏的打开。也可以通过手动方式旋转可变光面屏明暗度调节钮，以调节可变光面屏的亮度。

作为可选方案，头盔主体上设有液晶屏开关及亮度调节钮，液晶屏开关及亮度调节钮分别与透明式液晶显示屏和控制电路板连接。

具体的，焊接防护头盔主体上设有液晶屏开关及亮度调节钮，当弧光探测感应模块检测到弧光信号时传递给控制电路板，控制电路板输出控制信号至液晶屏开关及亮度调节钮，以控制透明式液晶显示屏的打开。也可以通过手动方式旋转液晶屏开关及亮度调节钮，以控制透明式液晶显示屏的打开及亮度的调节。

实施例

图1示出了根据本发明的一个实施例的数字化模块式焊接防护头盔的使用连接结构图。图2示出了根据本发明的一个实施例的数字化模块式焊接防护头盔的立体图。图3示出了根据本发明的一个实施例的数字化模块式焊接防护头盔的局部连接结构图。

结合图1、图2和图3所示，该数字化模块式焊接防护头盔，包括：头盔主体11，头盔主体11上设有透明式液晶显示屏17、控制电路板、接口控制电路板、通信电路6和附加功能装置；通信电路6与接口控制电路板连接，通信电路6接收焊接机的实时参数；接口控制电路板分别于控制电路板和附加功能装置连接；透明式液晶显示屏17与控制电路板连接，显示焊接机的实时参数；附加功能装置，附加功能装置分别与控制电路板和接口控制电路板连接，控制电路板控制附加功能装置的开启或关闭。

例如，焊接参数监测数采器3采集焊接机4的实时参数，并通过焊接参数监测数采器的通信电路2传输至防护头盔的通信电路1上，也就是通信电路6上，通信电路6接收到来自焊接参数监测数采器3检测的实时参数，该实时参数通过控制电路板输出至透明式液晶显示屏17，通过透明式液晶显示屏17显示焊接机的实时参数。

其中，头盔主体11的两侧分别设置第一电池盒12和第二电池盒12，第一电池盒12内设置控制电路板、接口控制电路板和第一可充电电池组，第二电池盒12内设置第二可充电电池组；第一可充电电池组分别与控制电路板、接口控制电路板、透明式液晶显示屏17和通信电路6连接，第二可充电电池组分别与控制电路板、接口控制电路板、透明式液晶显示屏17和通信电路6连接。

其中，通信电路6和附加功能装置分别设置在头盔主体11顶部的两侧。

其中，头盔主体11的顶部设有内陷式基座，通信电路6插接于内陷式基座上。

其中，头盔主体11顶部设有导轨，附加功能装置通过卡口固定连接于导轨上。

其中，头盔主体11上还设有多个弧光探测感应模块，多个弧光探测感应模块均与控制电路板连接，弧光探测感应模块检测焊接机的弧光强度。

其中，头盔主体11上设有可变光面屏10，透明式液晶显示屏17通过黏合剂粘接在可变光面屏10的内侧下部。

其中，可变光面屏10上还设有电池电量显示标尺18和液晶屏亮度显示标尺19，电池电量显示标尺18分别与第一可充电电池组和第二可充电电池组连接；液晶屏亮度显示标尺19与控制电路板连接。

其中，附加功能装置为微型led照明灯或微型焊接摄像机，当附加功能装置为微型焊接摄像机时，控制电路板接收微型焊接摄像机采集的图像信息，并通过通信电路输出至图像信息。

其中，控制电路板接收来自于弧光探测感应模块9检测焊机的弧光强度，比较弧光强度与预设阈值，当弧光强度大于预设阈值时，输出可变光面屏开启信号至所述可变光面屏10，输出附加功能开启信号至附件功能装置。

其中，通信电路6为蓝牙通信电路或无线通信电路。

其中，头盔主体11上设有可调节式头箍7和头箍固定与调节钮13，可调节式头箍7包括多段头箍，通过头箍固定与调节钮13单独调节每段头箍。

其中，头盔主体11上设有可变光面屏灵敏度调节钮8，可变光面屏灵敏度调节钮8分别与可变光面屏10和控制电路板连接。

其中，头盔主体11上设有附加功能装置usb连接端口14，附加功能装置usb连接端口14与接口控制电路板和附加功能装置连接。

其中，头盔主体11上设有usb充电端口15，usb充电端口15分别与第一可充电电池组和第二可充电电池组连接。

其中，头盔主体11上设有可变光面屏明暗度调节钮16，可变光面屏明暗度调节钮16分别与可变光面屏10和控制电路板连接。

其中，头盔主体11上设有液晶屏开关及亮度调节钮20，液晶屏开关及亮度调节钮20分别与透明式液晶显示屏17和控制电路板连接。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。