增强现实和介导现实焊接头盔系统技术方案

提供了焊接头盔系统(20)。焊接头盔系统包括防护外壳(38)和焊接显示系统(30)。焊接显示系统配置为可移除地联接到防护外壳。焊接显示系统配置为从传感器(39)接收数据，并且配置为经由图像生成系统(41)显示由传感器推导出的焊接度量。

Augmented reality and mediating realistic welding helmet system

A welding helmet system (20) is provided. The welding helmet system includes the protective shell (38) and the welding display system (30). The welding display system is configured to be removably connected to the protective shell. The welding display system is configured to receive data from the sensor (39) and is configured to display the welding measure derived by the sensor via the image generation system (41).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强现实和介导现实焊接头盔系统
技术介绍
本公开总体上涉及焊接头盔系统，并且更具体地涉及增强现实和介导现实焊接头盔系统。焊接是一种日益用于各种行业和应用的方法。尽管继续存在用于手工焊接操作的大量应用，但是这些方法在某些情况下可以自动化。在这两种情况下，这种焊接操作依赖于各种类型的设备，以确保在期望的时间向焊缝提供适当量的焊接耗材(例如焊丝进给、保护气体等)。使用各种技术对各种不同的材料进行焊接操作。例如，工件可以由碳钢、耐腐蚀合金(例如不锈钢、铝等)形成。因此，某些工件可能受益于不同的焊接技术和监视。因此，工件上的焊缝的质量可能取决于更密切地监视焊接操作。经由焊接头盔系统提高监控能力将是有益的。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种焊接头盔系统。焊接头盔系统包括防护外壳和焊接显示系统。焊接头盔系统包括防护外壳和焊接显示系统。焊接显示系统配置为可移除地联接到防护外壳。焊接显示系统配置为从传感器接收数据，并且经由图像生成系统显示由传感器推导出的焊接度量。在另一个实施例中，焊接头盔系统包括防护外壳和配置为可移除地联接到防护外壳的第一焊接显示系统。第一焊接系统配置为从传感器接收数据。第一焊接系统另外配置为显示焊接度量，其中该焊接度量由数据推导出，并且与第二焊接显示系统、外部系统或其组合通信。在另一个实施例中，提供了一种焊接显示系统。焊接显示系统包括图像生成系统和附接系统，该附接系统配置为将焊接显示系统附接到焊接头盔、防护面罩或其组合或从其拆卸。焊接显示系统包括配置为从传感器接收数据并且经由图像生成系统显示焊接度量的处理器，其中焊接度量由数据推导出。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，其中相同的附图标记在所有附图中表示相同的部件，其中：图1是根据本公开的各方面的包括介导现实焊接头盔的焊接系统的实施例的图示；图2是根据本公开的各方面的具有可拆卸增强现实眼镜的焊接头盔系统的实施例的横截面侧视图；图3是根据本公开的各方面的图2的可拆卸增强现实眼镜的实施例的透视图；图4是根据本公开的各方面的具有可拆卸增强现实眼镜的焊接头盔系统的实施例的横截面侧视图；图5是根据本公开的各方面的图4的可拆卸增强现实眼镜的实施例的透视图；图6是根据本公开的各方面的包括在图4的焊接头盔系统中的防护外壳的实施例的前视图；图7是根据本公开的各方面的具有可拆卸增强现实和介导现实插件的焊接头盔系统的实施例的透视图；图8是防护面罩和AR/MR安全眼镜的实施例的前视图；以及图9是防护面罩和AR/MR安全眼镜的实施例的透视图。具体实施方式本公开的实施例可以用于可能希望更密切地监视焊接操作的任何应用中，例如通过焊接和/或培训操作的现实-虚拟连续体中的增强来实现。也就是说，本文描述的技术可以适用于连续体的仅现实的第一端，其中真实环境被呈现给未经培训的焊接操作者和/或培训员，例如通过透明或半透明屏幕。本文描述的技术可以进一步适用于通过经由叠加到真实环境上的附加特征(例如增强现实特征)，例如文本、图形和/或音频)以增强现实来改进焊接操作和/或培训。另外，本文所描述的技术还可以进一步沿着现实虚拟连续体经由介导现实来改进焊接操作和/或培训，例如可以通过经由一个或多个相机来观察真实世界而在此介导现实。此外，本文所描述的技术可以通过在现实虚拟连续体的相对端处呈现完整的虚拟焊接环境来改善焊接操作和/或培训，其中可视和音频结构可以全部由计算机生成。通过在整个现实虚拟连续体中运行，本文公开的改进可以增强和改善焊接操作和焊接培训。有利地，本文所述的技术包括可与可焊接头盔一起使用的可移除、可替换和可升级的插件和眼镜，以提供增强的可视化和可听见的特征。本文所述的插件和眼镜可以通信地联接到各种传感器、焊接电源和外部系统(例如，基于云的系统)以提供用于监视例如焊接操作和/或培训的质量的可视化和音频。插件和眼镜可以彼此通信地联接以将例如视觉和音频数据传送给其他感兴趣方，例如监管员或培训员。实际上，可以通过本文所述的插件和眼镜推导出和递送各种焊接度量、用户生物度量和/或环境度量。应当理解，如本文所述的术语焊接度量包括由相机传感器拍摄的图像和视频。通过提供各种现实虚拟连续体插件和眼镜，本文所述的技术提供了适于更有效地监视焊接操作的增强的焊接头盔。现在转到附图，图1示出了电弧焊接系统10的实施例。如图所示，电弧焊接系统10可以包括电源12，其经由导管16产生并向电极14提供焊接电源。在电弧焊接系统10中，可以使用直流(DC)或交流电(AC)以及消耗性或非消耗性电极14来将电流输送到焊接点。在这种焊接系统10中，操作者18可以通过定位电极14并触发电流的启动和停止来控制电极14的位置和操作。如图所示，焊接操作者18穿戴头盔系统20。头盔系统20包括头盔外壳22，并且在某些实施例中，透镜组件可以变暗以防止或限制暴露于由焊弧26产生的光。头盔系统20可以联接到各种眼镜和插件，如下面更详细地描述的，以提供在整个现实虚拟连续体中工作的增强的视觉和音频。本文所述的头盔外壳22和其他防护外壳可以由各种材料制成，包括碳纤维、塑料、皮革、织物材料或其组合。防护外壳可以防止热、火花、光或其组合。当操作者18通过从电源12向电极14施加电力来开始焊接操作(或例如等离子切割的其他操作)时，焊弧26在电极14和工件28之间形成，例如所示的管道。工件28可以由碳钢或耐腐蚀合金(例如不锈钢)或其他金属和合金(例如铝、钛、锆、铌、钽、镍合金)形成。非金属(例如，塑料、聚合物、橡胶)工件28也可以例如通过搅拌焊接来焊接或以其他方式接合。通常，本文描述的技术通过施加由电源12提供的电力来实现对工件28进行某些操作(例如焊接、切割、研磨、感应加热、测试)。工件28可以设置在工业设施(例如，工厂、造船厂)中，但是也可以设置在例如车库或家庭的居住场所中。工件28可以包括管件(例如管)、扁平片材(例如，金属或塑料片材和板材)、成角度的工件28(例如，角铁)或可以例如通过使用经由电源12传递的电力被焊接、切割、研磨、感应加热或测试的任何其他工件。因此，电极14和导管16传送足以在电极14和工件28之间产生焊弧26的电流和电压。焊弧26在电极14和工件28之间的焊接点处熔化金属(添加的基材和任何填充材料)，从而在当金属冷却时提供接头。焊接系统10可以通过任何合适的技术来形成焊头，包括屏蔽金属电弧焊接(SMAW)(即粘结焊)、气体钨电弧焊接(GTAW)、气体金属电弧焊(GMAW)、熔剂芯电弧焊接(FCAW)、金属惰性气体焊接(MIG)、钨惰性气体焊接(TIG)、气体焊接(例如，氧乙炔焊接)、亚弧焊接(SAW)和/或电阻焊接。可以理解，例如可以在某些应用中使用保护气体，例如GTAW、GMAW和FCAW。焊接过程中使用的波形可能包括调节金属沉积(RMD)型波形，其中包括表面张力过渡(STT)、冷金属过渡(CMT)。如上所述，头盔系统20可以包括各种插件和眼镜，其在焊接操作和焊接培训期间提供增强的可视化和音频。例如，图2示出了包括可拆卸增强现实(AR)安全眼镜30(例如，焊接显示系统)的头盔系统20的实施例。AR眼镜30可以经由头带组件32的眼镜紧固件34牢固地联接到头带组件32。头带组件32本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接头盔系统，其包括：防护外壳；以及焊接显示系统，其配置为可移除地联接到所述防护外壳，其中所述焊接显示系统配置为：从传感器接收数据；以及显示由所述传感器推导出的焊接度量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.05 US 14/561,7701.一种焊接头盔系统，其包括：防护外壳；以及焊接显示系统，其配置为可移除地联接到所述防护外壳，其中所述焊接显示系统配置为：从传感器接收数据；以及显示由所述传感器推导出的焊接度量。2.根据权利要求1所述的焊接头盔系统，其中所述焊接显示系统配置为定位在所述防护外壳的内部部分、所述防护外壳的外部部分或其组合上。3.根据权利要求2所述的焊接头盔系统，其中所述焊接显示系统配置为定位在所述防护外壳的所述内部部分上，并且其中所述焊接显示系统包括增强现实眼镜、介导现实眼镜或其组合。4.根据权利要求2所述的焊接头盔系统，其中所述焊接显示系统配置为定位在所述防护外壳的所述外部部分上，并且其中所述焊接显示系统包括可拆卸增强现实焊接护罩、可拆卸介导现实焊接护罩、防护面罩或其组合。5.根据权利要求1所述的焊接头盔系统，其中所述传感器包括设置在所述焊接显示系统、所述防护外壳或其组合上的相机传感器。6.根据权利要求1所述的焊接头盔系统，其中所述防护外壳包括增强现实研磨护罩以及处理器，所述处理器配置为：从所述传感器接收数据；处理所述数据以推导出焊接度量；以及经由所述增强现实研磨护罩显示所述焊接度量。7.根据权利要求1所述的焊接头盔系统，其中所述焊接显示系统包括配置为与第二焊接显示系统、外部系统或其组合通信的通信系统，并且其中所述焊接显示系统配置为经由所述外部系统处理所述数据以推导出所述焊接度量。8.根据权利要求1所述的焊接头盔系统，其中所述焊接显示系统包括处理器，所述处理器配置为处理所述数据以推导出所述焊接度量、用户生物度量、环境度量、工作订单数据、警报、警告或其组合。9.根据权利要求1所述的焊接头盔系统，其中所述焊接度量包括焊接速度、焊接电压、焊接电流、焊缝凹凸度量、横截面焊缝面积、焊脚尺寸、焊趾角度、焊缝咬边度量、焊缝面度量、焊缝厚度度量、焊缝不匹配度量、焊道宽度度量、焊缝余高高度度量、焊缝孔隙率度量、图像、视频或其组合。10.根据权利要求1所述的焊接头盔系统，其中所述焊接显示系统配置为：接收代表工件、焊接供应、焊接系统或其组合的第二数据，基于所述第二数据推导出虚拟焊接环境；显示所述虚拟焊接环境；以及使焊接头盔佩戴者能够操纵所述虚拟焊接环境。11.一种焊接头盔...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾瑞克·托马斯·索莫斯，尼桑可·鲁德列什·帕特尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US