CN220859528U - 一种激光加工设备的安全防护系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于激光加工技术领域，涉及一种激光加工设备的安全防护系统。安全防护系统包括头盔、激光器、头盔、加工头和通讯模块，其中头盔设有头盔控制板，头盔控制板用于收发头盔的使用指令或者使用信息。激光器包括激光器控制板，加工头和激光器电性连接。加工头将激光器的激光射向指定位置，通过通讯模块将头盔当前状态信息实时传输至激光器控制板以控制激光器的工作状态。本案通过通讯模块直接控制激光器控制板实现迅速出光或者闭光，减少了控制延时，在紧急时候可以快速反应以保护操作员面部；同时也可以确保头盔在正确佩戴后，才会出光的安全机制。运用本案的设计方案进行焊接等加工任务，安全性和可靠性更强，用户体验更佳。

Description

一种激光加工设备的安全防护系统

技术领域

本申请属于激光加工技术领域，尤其涉及一种激光加工设备的安全防护系统。

背景技术

在焊接作业现场，特别是激光焊接现场，工作人员必须要求佩戴安全帽和护目镜。由于激光焊接设备发出的激光属于危险、不可见激光辐射，会对暴露于光强度下的眼睛和皮肤造成烫伤。因此，在操作生产前佩戴好防护工具尤为重要。

传统的用于焊接现场的头盔，在实际佩戴过程中，由于操作员佩戴方式不正确或者头盔中途发生偏移，头盔和激光器无法及时作出相应的感应操作，激光器会持续出光，而此时操作员若没有及时纠正的话则会导致操作员的面部或者眼睛受到激光伤害。其次，在操作员忘记佩戴头盔的情况下，操作员的面部或者眼睛受到激光伤害的风险较高。因此，现有技术中的安全头盔存在安全性能较低而影响用户体验的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种安全头盔及手持激光焊接系统，旨在解决现有技术中头盔存在的安全性较低而影响用户体验的问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种激光加工设备的安全防护系统，其特征在于，包括：

头盔，设有头盔控制板；

激光器，包括激光器控制板；

加工头，和激光器电性连接，用于将激光器的激光射向指定位置，激光器控制板用于控制激光器出光；

通讯模块，激光器控制板通过通讯模块接收头盔的当前状态信息。

在一个实施例中，通讯模块配置为外置的显示控制终端；

或，通讯模块配置为内置于激光器的通讯控制板。

在一个实施例中，当前状态包括当前佩戴状态和使用状态，安全防护系统还包括：

头戴检测单元，设于头盔的佩戴部，以用于检测头盔的当前佩戴状态和使用状态；

激光强度检测单元，设于头盔的前端，以用于检测加工位置的激光强度；头戴检测单元和激光强度检测单元分别和头盔控制板电性连接。

在一个实施例中，安全防护系统还包括提示单元，提示单元包括指示灯模块或者语音模块或者震动模块中的一个或几个。

在一个实施例中，安全防护系统还包括眼镜和眼镜调节单元，眼镜调节单元调节眼镜的滤光强度。

在一个实施例中，安全防护系统还包括面具调节单元和可转动设置于头盔的面具，面具调节单元用于调节面具相对于头盔的转动角度。

在一个实施例中，安全防护系统还包括照明灯，照明灯和头盔控制板电性连接并设于头盔的前端。

在一个实施例中，头戴检测单元包括佩戴检测传感器或者触发开关，以用于检测安全防护系统的使用状态。

在一个实施例中，头戴检测单元包括佩戴状态检测传感器，以用于检测安全防护系统当前的佩戴角度、方向以及固定状态。

在一个实施例中，激光强度检测单元直接和眼镜调节单元以及面具调节单元电性连接。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本申请涉及的安全防护系统包括头盔、激光器、头盔、加工头和通讯模块，其中头盔设有头盔控制板，头盔控制板用于收发头盔的使用指令或者使用信息。激光器包括激光器控制板，加工头和激光器电性连接，用于将激光器的激光射向指定位置，激光器控制板通过通讯模块接收头盔的当前状态信息以控制激光器出光或者闭光。头盔控制板通过通讯模块直接控制激光器控制板，减少了控制延时，在紧急时候可以快速反应以保护操作员面部，同时也可以确保头盔处于安装状态后，再出光，安全性和可靠性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的手持激光焊接系统的模块示意图；

图2为本实施例的头盔的模块示意图。

其中，图中各附图标记：

1、头盔；11、眼镜；12、面具；13、照明灯；21、头盔控制板；22、头戴检测单元；221、佩戴状态检测传感器；222、佩戴检测传感器；23、眼镜调节单元；24、面具调节单元；25、激光强度检测单元；5、提示单元；51、震动模块；52、语音模块；53、通讯模块；54、指示灯模块；31、激光器控制板；41、激光器；61、加工头。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请所涉及的技术方案不仅仅可以用于自动化激光加工场景中，例如：激光清洗、激光焊接、激光切割和激光打标等场景。

还可以运用于便携式手持激光加工设备中，例如：手持打标机、手持焊接机等。也就是说，本案的安全头盔适用于任何人参与的激光加工场景中。本案的头盔更加智能化，解决了传统的激光加工过程中的安全问题，使得用户的体验更佳。

现参考图1所示，对本申请的技术方案进行详细解释。本申请涉及的安全防护系统包括头盔1、激光器41、头盔1、加工头61和通讯模块53，其中头盔1设有头盔控制板21，头盔控制板21用于收发头盔的使用指令或者使用信息。激光器41包括激光器控制板31。加工头61和激光器41电性连接，用于将激光器41的激光射向指定位置，激光器控制板31用于接收头盔的当前状态信息以控制激光器41。通讯模块53收集当前头盔1的当前状态信号，并实时传输至激光器控制板31。

相对于现有技术中的头盔而言，本案创造性的提出头盔佩戴状态和使用状态的提醒、监测功能，通过通讯模块53实时监控头盔佩戴状态和使用状态等当前状态，直接控制激光器41的出光或者停光，使用过程中更加安全可靠，有助于提升用户的使用体验。

其中一个实施例，通讯模块53配置为外置的显示控制终端，例如：手环、手机等设备的APP等等；

或，通讯模块53配置为内置于激光器41的通讯控制板，显示和操作控制集成在激光器41上。

具体而言，当激光强度检测单元25检测到当前激光强度超过眼镜11所能承受的最大滤波阈值时，直接驱动激光器控制板31停止出光以保护眼睛和面部不受损伤。

可选地，通讯模块53可配置为蓝牙等无线材式连接通讯，使得用户的使用场地、动作等更加灵活。

在一个实施例中，当前状态包括当前佩戴状态和使用状态，安全防护系统还包括：设于头盔1内的头盔控制板21、头戴检测单元22和激光强度检测单元25。特别地，头戴检测单元22设于头盔1的佩戴部，以用于检测头盔1的当前佩戴状态和使用状态。激光强度检测单元25设于头盔1的前端，以用于检测加工位置的激光强度。在实际佩戴过程中，操作员佩戴方式不正确、头盔是否被使用或者头盔中途发生偏移等情况发生的时候，可以及时提醒操作员，以纠正头盔佩戴方式，避免操作员的面部或者眼睛受到激光伤害，安全性能更高。

戴检测单元22和激光强度检测单元25分别和头盔控制板21电性连接。

其中，佩戴状态包括但不限于：头盔的佩戴角度、方向以及头盔卡扣等固定状态等；以监控用户是否正确佩戴了头盔，降低了安全隐患。

其中，使用状态包括但不限于：用户是否有佩戴头盔，即头盔是否放置于其他位置等情况的检测，以防止头盔被误开机后误触发的情况出现。

可选地，激光强度检测单元25可采用现有技术中的热像仪法、功率法等，通过监测当前激光束的辐射面积、辐射时长、辐射波长、辐射光束的功率等参数，实现激光束对眼部和面部的损伤测试标准定义。

在一个实施例中，安全头盔包括提示单元5，头戴检测单元22和激光强度检测单元25将各自对应的检测信号通过提示单元5以预定的形式传达给用户，已提醒用户正确佩戴头盔或者头盔被误操作等信息。

可选地，提示单元5包括指示灯模块54，通过亮灯、闪灯频率、灯的颜色等任意一种传递形式。

可选地，提示单元5包括语音模块52，通过语音直接提醒用户。

可选地，提示单元5包括震动模块51，通过震动实现触感提醒用户。

其中，提示单元5的提醒内容包含但不限于：是否正确佩戴好头盔，头盔是否有被使用、当前的激光强度、当前的过滤光强度或者面具12开合转动角度等等。

在一个实施例中，请参照图1，本案的安全头盔还包括眼镜11和眼镜调节单元23，眼镜调节单元23调节眼镜11的滤光强度。

具体而言，本案的眼镜11包含聚合物稳定液晶，眼镜调节单元23连接所述聚合物稳定液晶的两端。激光强度检测单元25能够感应激光强度，并根据激光强度自动调节施加在聚合物稳定液晶两端的电压，使聚合物稳定液晶在透明态和散射态之间切换，借此调节所述眼镜11的透过率。在激光强度超过安全强度范围时，眼镜调节单元23施加在聚合物稳定液晶两端的电压增大，聚合物稳定液晶立即变成散射态，致使眼镜11的透过率迅速下降，对佩戴者的眼睛起到防护作用。

其中，聚合物稳定液晶是由负性液晶、聚合物单体在引发剂存在下，经曝光聚合而成，可参考现有技术，在此不详细赘述。

在一个实施例中，请参照图1，安全头盔还包括面具调节单元24和可转动设置于头盔1上的面具12，面具调节单元24用于调节面具12的转动角度。

具体而言，本案的面具12的两端铰接于头盔主体上，用户可手动也可以系统自动调节面具12转动的角度，继而实现面具12遮挡于面部的大小。

可选地，面罩包括外隔热层、温感变色层和温变层，且温感变色层位于外隔热层和温变层的内壁之间。面具调节单元24可接收激光强度检测单元25的检测信息自动调节面罩的焊接阻光性和耐热防护性，同时设有温感变色层和温变层在温度较低时，可通过提高头盔1内部的内的温度，减少焊接工作人员的呼气影响面罩内部清晰度，保证焊接工作的正常作业等。

在一个实施例中，请参照图1，安全头盔还包括电性连接的照明灯电路和照明灯13，照明灯电路和头盔控制板21电性连接，照明灯13设于头盔1的前端，以便于用户在黑暗的操作环境下进行激光加工任务。例如：焊接、激光清洗等。此外，照明灯电路设有光敏传感器，以用于与检测当前环境的亮度情况。

具体而言，当焊接作业人员感觉周边环境太暗不利于观察时候可打开头罩内部照明灯电路，通过照明灯13进行照明，帮助操作作业人员清晰观察焊接工作场景。当焊接开始后，通过照明灯电路中的光敏传感器可自动识别工作状态，并自动关闭照明灯电路(当然也可手工触发照明电路的开关进行关闭)，以降低功耗，同时由太阳能电池对照明电路的电池进行充电，当焊接完成后照明电路再次自动打开辅助照明。

此外，安全头盔还可以采取锂电池或者太阳能充电的方式储能。照明灯也可以采取单独的电池储能，如果长期工作势必会很快的消耗电能，这样会影响头盔控制板的正常使用，所以本案单独配备专用的可充锂电池，增加其使用寿命。

在一个实施例中，头戴检测单元22包括佩戴检测传感器222或者触发开关，以用于检测安全头盔的使用状态，以避免头盔被误戴，或者误触发。

具体而言，当用户佩戴头盔时，通过佩戴检测传感器222或者触发开关头盔内部对人体头部的检测，来判断用户是否佩戴头盔。若未曾检测到人体头部，可处于关机状态。当用户佩戴头盔后，佩戴检测传感器222或者触发开关对提示单元5进行供电。此时的提示单元5即可通过灯光、声音、震动等方式对用户进行安全提示，提醒用户及时正确佩戴头盔。

在一个实施例中，头戴检测单元22包括佩戴状态检测传感器221，以用于检测安全头盔当前的佩戴角度、方向以及固定状态等佩戴状态。

具体而言，头盔上设有用于固定在头部的卡扣等连接部件，通过佩戴检测传感器222或者触发开关对卡扣的状态进行检测。当检测到卡扣公头与母头对接后，即可证明用户已经正确的佩戴头盔。当检测到卡扣公头与母头处于分离状态，即表示用户没有正确佩戴头盔，为保证用户的骑行安全，此时的提示单元5即可通过灯光、声音、震动等方式对用户进行安全提示，提醒用户及时将卡扣进行对接。当用户对接卡扣后，提示单元5停止工作。

其中，需要说明的是：本案中的佩戴检测传感器222或者触发开关为安装在卡扣公头或是卡扣母头的行程开关、磁性开关或是接近开关。在头盔闲置时，通过断开卡扣的公头与母头来断开电路连接，有效关闭闲置中提示单元5的用电，节省电池的消耗。

实际使用过程中，只有当使用状态和佩戴状态检测合格后，才允许出光。

在一个实施例中，激光强度检测单元25直接和眼镜调节单元23以及面具调节单元24电性连接。当激光强度检测单元25检测到当前激光束的强度时，眼镜调节单元23和面具调节单元24自动开始工作。减少了和头盔控制板21之间的信号传输延时，安全性更高。

本申请的安全头盔使用流程如下：

首先，安全头盔开机，自动完成初始化，通过头戴检测单元检测到头盔是否被佩戴于用户头部；否则会通过提示单元提醒用户。

其次，当用户佩戴到头部的时候，通过头戴检测单元检测用户是否正确佩戴头盔，例如佩戴角度，卡扣固定是否牢固等等；否则会通过提示单元提醒用户。

完成上述安全检测和提醒以后，激光器控制板发出出光指令，用户可开始激光加工任务。

其中，激光强度检测单元可根据检测的数据实时直接控制激光器控制板停止出光或者开启出光，减少信号传输的延时，及时保护眼睛和面部，防护效果更佳。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光加工设备的安全防护系统，其特征在于，包括：

头盔（1），设有头盔控制板（21）；

激光器（41），包括激光器控制板（31）；

加工头（61），和所述激光器（41）电性连接，用于将所述激光器（41）的激光射向指定位置，所述激光器控制板（31）用于控制所述激光器（41）出光；

通讯模块（53），所述激光器控制板（31）通过所述通讯模块（53）接收所述头盔（1）的当前状态信息。

2.根据权利要求1所述的安全防护系统，其特征在于，所述通讯模块（53）配置为外置的显示控制终端；

或，所述通讯模块（53）配置为内置于所述激光器（41）的通讯控制板。

3.根据权利要求2所述的安全防护系统，其特征在于，所述当前状态包括当前佩戴状态和使用状态，所述安全防护系统还包括：

头戴检测单元（22），设于所述头盔（1）的佩戴部，以用于检测所述头盔（1）的当前佩戴状态和使用状态；

激光强度检测单元（25），设于所述头盔（1）的前端，以用于检测加工位置的激光强度；所述头戴检测单元（22）和所述激光强度检测单元（25）分别和所述头盔控制板（21）电性连接。

4.根据权利要求1所述的安全防护系统，其特征在于，所述安全防护系统还包括提示单元（5），所述提示单元（5）包括指示灯模块（54）、语音模块（52）或者震动模块（51）中的一个或几个。

5.根据权利要求3所述的安全防护系统，其特征在于，所述安全防护系统还包括眼镜（11）和眼镜调节单元（23），所述眼镜调节单元（23）用于调节所述眼镜（11）的滤光强度。

6.根据权利要求5所述的安全防护系统，其特征在于，所述安全防护系统还包括面具调节单元（24）和可转动设置于所述头盔（1）上的面具（12），所述面具调节单元（24）用于调节所述面具（12）相对于所述头盔（1）的转动角度。

7.根据权利要求1所述的安全防护系统，其特征在于，所述安全防护系统还包括照明灯（13），所述照明灯（13）和所述头盔控制板（21）电性连接并设于所述头盔（1）的前端。

8.根据权利要求3所述的安全防护系统，其特征在于，所述头戴检测单元（22）包括佩戴检测传感器（222）或者触发开关，以用于检测所述安全防护系统的使用状态。

9.根据权利要求3所述的安全防护系统，其特征在于，所述头戴检测单元（22）包括佩戴状态检测传感器（221），以用于检测所述安全防护系统当前的佩戴角度、方向以及固定状态。

10.根据权利要求6所述的安全防护系统，其特征在于，所述激光强度检测单元（25）直接和所述眼镜调节单元（23）以及所述面具调节单元（24）电性连接。