CN103375377A - 一种便携背负式多用途人力提水机 - Google Patents

Abstract

一种便携背负式多用途人力提水系统，主要用于农业或生活领域的提水罐溉、喷雾、家庭洗车等作业；包括容纳箱，其通过背带背负于人体后背，包括一对活塞泵被设置于容纳箱内的底部两侧，包括一对金属杠杆，其阻力点末端位置与活塞泵连接，其支点位置通过螺栓固定于容纳箱上部的支撑耳，包括两条揽索，其一端连接于杠杆动力点的连接孔，另一端用钩子钩在位于足部的鞋蹬的拉环上；作业时步行或原地双脚交替下蹬即为系统提供工作动力，同时，揽索连动杠杆作用活塞泵作业；所述系统结构简单，易维护，同时允许大部分组件采用塑胶制造，因此质量轻，便携带，制造成本低。

Description

一种便携背负式多用途人力提水机

技术领域

本发明涉及一种便携带背负式多用途人力提水系统。 

背景技术

在中国的古代就已经出现了一种适合农业灌溉的脚踩式人力提水机，这是一种完全依靠人力提水的机械，工作时双手抓住横杆稳住重心，身体直立在水平轴转轮上，同时双脚活动驱动转轮旋转为系统提供工作动力，转轮水平轴再驱动提水装置完成提水，由于此类系统的体积较庞大，结构复杂，有不能移动和使用过程要消耗大量体力的缺点，因此现在已经很罕见；在现代，有手摇式人力提水系统；工作时，先往活塞泵的缸筒内注入引水，然后手握杠杆的动力点反复下压或上提，即带动阻力点的活塞在缸筒内的上下运动，再结合阀片自然闭合完成提水；此类提水系统，以其构造简单，实用的优点，目前在我国的广大农村地区被广范应用，尤其适和广大家庭水井的提水作业，但是也存在只能固定某点使用，并且其不适合在农业领域应用的缺点。再来看看目前农民浇菜的方式，使用的工具通常都是水桶配瓢碗或洒水壶、洒水桶等原始工具，使用这些原始工具不仅费时费力，而且工作效率低；也有使用电动水泵、机动水泵等作业的，但是受成本、地域等因素制约，此方式不适合在所有农户推广。再来看看有车家庭的洗车作业使用的工具，通常使用的都是水桶加抹布或者是简易射水筒，此类工作方式同样存在效率低下且费时费力吃力不讨好的问题。 

发明内容

本发明解决了上述提水系统存在的缺陷，其具有结构简单、易维护、便携带、制造成本低和应用范围广的优点，可有效提高工作效率，降低劳动强度，尤其适合广大菜农的菜地浇水，居家洗车等作业，必要时还可作为农业或工业喷雾器使用，可谓一机多用。 

本发明的目的通过如下措施来达到： 

包括容纳箱，其通过背带背负于人体后背；包括一对活塞泵，被设置于容纳箱内的底部两侧；包括一对金属杠杆，其阻力点末端位置与活塞泵的连接耳通过螺栓连接，其支点位置通过螺栓固定于容纳箱上部的支撑耳； 

包括两条揽索，其一端连接于杠杆动力点的连接孔，另一端用钩子钩在鞋蹬的拉环上； 

包括过滤器，位于系统进水管路的最前端，用于过滤水中泥沙、杂草等杂物； 

包括负压缓冲器，位于系统的进水管路之间，其利用负压气体，对活塞泵工作时抢水瞬间产生的负压能量起存储缓冲作用，可缩小吸水管路的有效直径，均衡管路水流沿程阻力； 

包括压缩存储器，位于具吸程和压程活塞泵的水流输出管路之间；能将泵来的水临时存储，并且形成一定的工作压力； 

包括附带微型活塞泵，固定于箱体的外壁即杠杆阻力点侧，用于混合多种不同浓度液体； 

包括多种鞋蹬，穿在脚上或套在鞋上，作用是牵引揽绳为系统提工作动力； 

包括洒水或者喷水器，将系统输出的水作业工作目标； 

包括两只阀门，用于关闭容纳箱外部的进水管路，打开容纳箱内部的进水管路，作用是把提水机当喷雾器使用，实现一机多用的目的； 

作业时，先往活塞泵缸筒内注入适量引水，再步行或者原地双脚交替下蹬即为系统提工作动力，同时，揽绳连动杠杆作用活塞泵提水作业，水流经进水管路进入活塞泵的缸筒，再注入容纳箱的箱体存储或者注入压缩存储器，箱体或压缩存储器存储的水经输出管路至洒水或者喷水器作业工作目标。 

本发明上述的大部分组件允许采用塑胶(如PVC、PP等)制造，因此质量轻、便携带、制造成本底，适合大规模生产；同时，下肢为系统提供动力的好处有：首先是出力大、效率高，其次是省力，最后是可以腾出双手各执一只洒水或喷水器，或者干别的活。 

附图说明

图1是本发明的一种具吸程的提水机的截面图； 

图2是本发明附带微型活塞泵后的提水机截面图； 

图3是图2微型活塞泵放大后的视图； 

图4是图1的立体视图； 

图5是图4调整视角后的视图； 

图6是本发明一种具有吸程和压程的提水机截面图； 

图7是图6的侧视图； 

图8是图6的立体视图(未示端盖)； 

图9是有腰部固定带和背带的布置图； 

图10是背带的截面图； 

图11是过虑器的截面图； 

图12是洒水器或者喷水器截面图； 

图13，是与本发明配套使用的多种鞋蹬。 

具体实施方式

下面将参照各附图说明本发明的具体实施方式。 

一种便携背负式多用途人力提水系统，主要用于农业或工业的罐溉、喷雾、家庭洗车等作业，组件包括： 

如图1、4、5或6、7、8所示的容纳箱(图8未示出容纳箱端盖20)，由包括箱体7，以及附着其上的杠杆支撑耳42，滑轮支撑耳31，连接耳57，挂耳56，多个连接耳98，包括端盖20，以及附着其上的多个连接耳98组成，其构造如下： 

端盖20的内侧有榫边12，以及与榫边12相应的箱体7内侧有卯槽11，卯槽11内有密封胶条(未示出)，这样的构造可加强密封效果，防止水溢出； 

端盖20与箱体7通过连接耳98用螺栓97连接固定； 

端盖20与活塞杆8的交汇处有聚水坑21，一方面可以由此往活塞泵内注引水，另一方面给予活塞杆8自由活动空间； 

杠杆支撑耳42分别位于箱体7接近的端口位置，滑轮支撑耳31分别位于箱体7的外侧即杠杆垂直的下部；与前二者平行的位置即箱体7的另一反面，靠近箱体端口的分别是连接器57，靠近箱体7的底部分别是挂耳56； 

包括箱体7和附属其上的杠杆支撑耳42，滑轮支撑耳31，连接耳57，挂耳56，连接耳98在内，采用模具注塑整体一次成型； 

包括端盖20和附属其上的连接耳98在内采用模具注塑整体一次成型。 

如图9和图10所示的两条背带，由扁平编织带59，软垫60，连接耳115，紧固器116，吊环117，挂环114组成，构造如下： 

扁平编织带59采用耐侯材料编织而成，软垫60为增加肩膀舒适度，内层采用海棉之类柔软物填充，紧固器116用于调整背带长度以适应需要；

背带一端即吊环117通过孔58分别固定于箱体7一侧的连接耳57，另一端挂环114分别挂在挂耳56，作业时，容纳箱通过背带背负于人体后背。 

加强带59，有一条或两条，为加强系统稳定性而设置，其与图10所示背带的构造及连接方式雷同，其中软垫60紧贴人体腰部髋部，紧固器116用于调整加强带长度，其吊环117固定于连接耳115。 

活塞泵： 

a、如图1或2所示具吸程活塞泵，由无杆侧端盖2，活塞3，密封胶圈4，阀片5，缸筒6，活塞杆8，端口10，U型连接耳13，L进水胶管接头16，阀片19，螺栓22组成，其构造如下： 

泵体其无杆侧端盖2至端口10是连体结构的硬质塑胶，采用模具注塑一次成形，缸筒6采用耐磨，耐腐蚀金属材料制成，注塑时被预先放入注塑模具腔体内； 

泵体一侧即无杆侧端盖2通过多个螺栓1固定于箱体7内的底部，L型进水胶管接头16贯穿与之匹配的螺母17和经过箱体7的底部通过螺纹与无杆侧端盖2连接，螺母17起加强固定的作用，另一侧即端口10通过多个螺栓螺栓9固定于箱体7的壁体；工作时，水从L型进水胶管接头16被抽吸至缸筒6内，再经端口10溢流至箱体7内临时存储； 

阀片5或者19，分别与活塞3或者无杆侧端盖2组成止回阀，密封胶圈4嵌入活塞3的卯槽固定，起密封作用，活塞杆8一端与活塞3连接，另一端延伸至端盖20的上部通过螺纹与连接耳13连接，螺栓22穿过U型连接耳13，通过杠杆44阻力点末端的连接孔连接固定。 

b、如图2或3所示的附带微形活塞泵，由无杆侧端盖34，进水口接头36，缸筒37，杆侧端盖38，出水口接头39，活塞3，密封胶圈4，阀片5，活塞杆8，连接耳13，阀片19组成，构造如下： 

泵体一侧即无杆侧端盖34或者另一侧即杆侧端盖38采用塑胶注塑成型，螺栓35或41分别通过端盖的连接耳将活塞泵固定于箱体7的板壁，进水口及其接头36设置在无杆侧端盖34的一侧，出水口及其接头39设置在杆侧端盖38的一侧；工作时水从进水口接头36抽吸进入缸筒37，再经出水口接头39进入容纳箱的箱体7； 

阀片5或者19，分别与活塞3或者无杆侧端盖2组成止回阀，密封胶圈4嵌入活塞3的卯槽固定，起密封作用，活塞杆8一端与活塞3连接，另一端延伸至杠杆44并且通过螺纹与U型连接耳13连接，螺栓22穿过U型连接耳13，通过杠杆44阻力点支点侧的多个连接孔45连接固定。 

c、如图6、7或8所示的具吸程和压程的活塞泵，由支座75，支撑耳76，无杆侧端盖77，螺栓78，螺杆79，缸筒80，杆侧端盖81，耐磨环82，密封胶圈83，接头86，螺栓87，密封胶圈89，接头96，活塞3，密封胶圈4，阀片5，活塞杆8，连接耳13，阀片19，螺杆22组成，构造如下： 

支座75通过螺栓78固定在容纳箱箱体7底部；无杆侧端盖77有支撑耳76以及进水口有接头86，同时与阀片19组成止回阀，其通过螺栓87与支座75连接固定，泵体可绕螺栓87自由摆动；缸筒80内有活塞3及其密封胶圈4，活塞杆8一端与活塞3连接，另一端穿过杆侧端盖81延伸至容纳箱的端盖20外侧，其通过螺纹与连接耳13连接，再通过螺杆22与杠杆44连接固定；杆侧端盖81活塞杆8贯穿处有金属耐磨环82和密封胶圈83以及出水口有接头96，杆侧端盖81通过多个螺杆79与无杆侧端盖77连接固定。 

如图2、4、5、7、8所示的杠杆44，通过螺栓46固定于支撑耳42并且以此为支点，其一端即动力点位置有多个连接孔47用于连接揽索30，改变揽索30在各个连接孔47之间连接的位置，即相应改变活塞3在缸筒内的运动行程或者活塞泵的吸程压力，另一端即阻力点位置有多个连接孔45，用于连接固定微型活塞泵，改变其在连接孔的位置，即相应改变活塞3在缸筒内的运动行程或者活塞泵的吸程压力； 

为加强系统耐用性，螺栓46与支撑耳42交汇连接处设有耐磨环或金属螺母。 

如图2所示的拉簧43，其一端连接于杠杆44阻力点即连接孔45之外偏向端盖一侧，另一端连接于箱体7位于支撑耳42双耳之间；其作用是让活塞泵的活塞及时复位。 

如图2或7所示的揽索，由绳夹23，钢丝绳30，金属钩子24组成，钢丝绳30一端穿过杠杆连接孔47连接，同时通过绳夹23固定或者通过其调整揽索的有效长度，另一方面，金属滑轮32通过支撑耳31、螺栓33固定于箱体7外侧下部，其规约钢丝绳30，使鞋蹬钟摆运动时(即步行为系统提供动力时)让钢丝绳30处于最合理轴心位置，同时，钢丝绳30通过钩子24钩在鞋蹬的拉环152。 

如图12所示的多种鞋蹬，由固定带150，底座151，拉环152，底座153，绑带154，紧固扣155，鞋面156，鞋底157组成，构造如下： 

如图13所示的鞋蹬A是一种可直接穿在脚上的鞋蹬，鞋蹬B所示是一种即可穿在脚上也可套在鞋上的右脚鞋蹬，鞋蹬C所示是一种可直接套在脚上的右脚鞋蹬；与普通鞋相比，所述鞋蹬在鞋面156位于脚后跟和脚踝外侧或者其二者垂直以下的鞋底157或底座153的外侧，最少有一个拉环152； 

紧固扣156用于调节绑带154长度； 

如前所述的鞋蹬，包括底座(153)或是鞋底(157)以及与拉环(152)承受力紧密关联处采用高强度软胶体材料制造，同时其内部嵌入金属丝或高强度纤维以增加强度。 

如图12所示的洒水器或喷雾器，其位于系统水输出管路的末端，由洒水嘴123，硬管124，阀门125，胶管接头126，喷雾嘴127组成，构造如下： 

胶管接头126通过螺纹连接于阀门125一侧，阀门125是球阀或者是蝶阀，可开关或调节至淋水嘴123或喷雾嘴127的液体及流量；硬管124一端通过螺纹与阀门125连接，另一端通过螺纹或快速接头与洒水嘴126或喷雾嘴127连接； 

洒水器或喷水器整体采用塑胶制造；其作用是将水或其它液体作业工作目标。 

如图11所示的过虑器，设置在系统进水管路的最前端，由螺栓113，过滤网118，立杆119，缓冲室120，吸管接头121，连接耳122组成；其构造是： 

过虑网118连接于一个呈倒立的漏斗形状的缓冲室120基部，，缓冲室120的尖端一侧设有胶管接头121，另一侧有连接耳122，连接耳上有容纳孔，立杆119贯穿其中，螺栓113用于将立杆119固定或者用于调整过虑器上下位置；立杆尖端一侧插入泥土稳定过虑器； 

过虑器整体用塑胶制造，其作用是过虑掉水中的泥沙或杂草等其它杂质，维持系统正常运行和保护系统相关组件免受损伤。 

如图1-5所示，综合前述，一种主要由具吸程活塞泵组成的具吸程的提水系统，包括： 

其进水管路由吸水母管64，四通接头14，软管15，以及连接负压缓冲器61的软管63，L形接头62组成；其中，吸水母管64一端与过虑器的接头121连接，另一端连接四通接头14；椭圆形负压缓冲器61被固定于容纳箱的 箱体7的外部，其通过软管63或L型接头62与四通接头14连接，四通接头14的其中二端再分别与软管15连接，软管再分别连接活塞泵的L型接头16； 

负压缓冲器是用塑料注塑或吹塑制造； 

其出水管路由出水口18，三通接头65，输水软管55组成，其中，三通接头65的一端连接于出水口18，另一端连接软管55，软管一端再与喷或洒水器的接头126连接。 

综合上述或结和附图(6、7、8)，一种主要由具吸程和压程活塞泵组成的具吸程和压程的提水机，包括： 

其进水管路由吸水母管112，阀门84和85，三通接头88组成；其中，吸水母管112是一种钢丝管或者较厚实的胶管，其一端与过虑器的接头121连接，另一端与三通接头88连接，阀门84和85是球阀或截止阀，其设在吸水母管121与活塞泵接头86三通接头88之间，控制手柄设在箱体7的外面，关闭阀门84的同时打开阀门85，活塞泵即抽吸容纳箱内的液体，断开外源吸水母管121的水流，不难想象，阀门84和85的存在可以让提水机变成没有外源的喷雾器； 

其出水管路由一对止回阀95，三通接头94，胶管92，三通接头90，压缩存储器91，三通接头111，输水软管110组成；其中一条或两条输水软管110的一端与喷或淋水器的接头126连接，另一端与固定于箱体7板壁的三通接头111连接，三通接头111再经胶管(未示出)与压缩存储器91的三通接头90连接，胶管92一端与三通接头90连接，另一端与三通接头94连接，三通接头94的两端再分别与一对止回阀连接，止回阀再分别连接活塞泵的接头96； 

压缩存储器91被固定在箱体7内的两只活塞泵之间。 

综合前述，可以看出： 

包括容纳箱，其通过背带背负于人体后背，包括一对活塞泵，被设置于容纳箱内的底部两侧，包括一对金属杠杆44，其支点位置固定于容纳箱上部的支撑耳42，阻力点末端与活塞泵的活塞杆连接；包括两条揽索，其一端连接于杠杆44动力点的连接孔47，另一端经滑轮32规约，再用钩子钩在鞋蹬的拉环152上，作业时，步行或者原地双脚交替下蹬即为系统提工作动力，同时，揽绳连动杠杆作用活塞泵提水作业。 

负压缓冲罐61是一个外表呈椭圆形的中空的密封容器，固定于容纳箱外侧，位于活塞泵的进水管路，其利用负压气体，对活塞泵工作时抢水瞬间产生的负压能量起存储缓冲作用，可缩小吸水管路的有效直径，均衡管路水流沿程阻力。 

压缩存储罐91，位于活塞泵的水流输出管路初始端，能将泵来的水临时存储并形成一定压缩空气，形成一定的工作压力。 

鞋蹬，穿在脚上或者套在鞋上，作用是牵引揽绳为系统提工作动力； 

附带微形活塞泵，用于混合多种不同浓度液体。 

拉簧43，其作用是让活塞泵的活塞及时复位。 

两只阀门84和85，用于关闭容纳箱外部的进水管路，打开容纳箱内部的进水管路，作用是把提水机当喷雾器使用，实现一机多用的目的。 

洒水或者喷水器，将系统输出的水洒或喷向工作目标。 

Claims (10)

1.一种便携背负式多用途人力提水系统，主要用于农业或生活领域的提水罐溉、喷雾、家庭洗车等作业，其特征是：

包括容纳箱，其通过背带背负于人体后背，包括一对活塞泵，被设置于容纳箱内的底部两侧，包括一对金属杠杆(44)，其阻力点末端位置与活塞泵的连接耳(13)通过螺栓(22)连接，其支点位置通过螺栓(46)固定于容纳箱上部的支撑耳(42)，包括两条揽索(30)，其一端连接于杠杆(44)动力点的连接孔(47)，另一端用钩子(24)钩在足部鞋蹬的拉环(152)上；

包括过滤器，位于系统进水管路的最前端；

包括负压缓冲器(61)，固定于箱体(7)外，位于系统的进水管路之间；

包括压缩存储器(91)，位于具吸程和压程活塞泵的水流输出管路初始端；

包括附带微型活塞泵，固定于箱体(7)的外壁或杠杆(44)阻力点的下侧；

包括鞋蹬(A、B或C)，穿在脚上或套在鞋上；

包括两个阀门(84和85)，用于关闭容纳箱外部的进水管路，打开容纳箱内部的进水管路；

作业时，先往活塞泵缸筒内注入适量引水，再步行或者原地双脚交替下蹬即为系统提工作动力，同时，揽绳连动杠杆(44)作用活塞泵提水作业，水流经进水管路进入活塞泵的缸筒，再注入容纳箱的箱体(7)临时存储或者注入压缩存储器(91)，箱体(7)或压缩存储器(91)存储的水经输出管路至洒水或者喷雾器作业工作目标。

2.根据权利要求1所述的容纳箱，由包括箱体(7)，以及附着其上的杠杆支撑耳(42)，滑轮支撑耳(31)，连接耳(57)，挂耳(56)，多个连接耳(98)；包括端盖(20)，以及附着其上的多个连接耳(98)组成，其特征在于：

杠杆支撑耳(42)分别位于箱体(7)的端口位置，滑轮支撑耳(31)分别位于箱体(7)的外侧即杠杆垂直的下部；与前二者平行的位置即箱体(7)的另一反面，靠近箱体端口的分别是连接器(57)，靠近箱体(7)的底部分别是挂耳(56)；

端盖(20)的内侧有榫边(12)，以及与榫边(12)相应的箱体(7)内侧有卯槽(11)；

端盖(20)与箱体(7)通过连接耳(98)用螺栓(97)连接固定。

端盖(20)与活塞杆(8)的交汇处有聚水坑(21)。

3.根据权利要求1或2所述的容纳箱，其特征在于：包括箱体(7)和附属其上的杠杆支撑耳(42)，滑轮支撑耳(31)，连接耳(57)，挂耳(56)，多个连接耳(98)在内，采用模具注塑整体一次成型，以及

包括端盖(20)和附属其上的多个连接耳(98)在内采用模具注塑整体一次成型。

4.根据权利要求1所述的杠杆(44)，其特征在于：通过螺栓(46)固定于支撑耳(42)并且以此为支点，位于动力点一侧有多个连接孔(47)，位于阻力点接近支点一侧有多个连接孔(45)。

5.根据权利要求1所述的一种便携背负式多用途人力提水系统包括的拉簧(43)，其一端连接于杠杆(44)阻力点即连接孔(45)之外偏向端盖一侧，另一端连接于箱体(7)即位于支撑耳(42)双耳之间。

6.根据权利要求1所述的一种便携背负式多用途人力提水系统包括的具吸程活塞泵，其特征在于：其无杆侧端盖(2)至端口(10)是连体结构的硬质塑胶，采用模具注塑一次成形，缸筒(6)是耐磨，耐腐蚀金属材料，注塑时被预先放置注塑模具腔体内。

7.根据权利要求1所述的过滤器，设置在系统进水管路的最前端，由螺栓(113)，过滤网(118)，立杆(119)，缓冲室(120)，吸管接头(121)，连接耳(122)组成；其特征在于：过虑网(118)连接于一个呈倒立的漏斗形状的缓冲室(120)基部，缓冲室(120)的尖端一侧设有胶管接头(121)，另一侧有连接耳(122)，连接耳上有容纳孔，立杆(119)贯穿其中，螺栓(113)用于将立杆(119)固定或者用于调整过虑器上下位置，立杆尖端一侧插入泥土稳定过虑器。

8.根据权利要求1所述的鞋蹬(A，B和C)，由固定带(150)，底座(151)，拉环(152)，底座(153)，绑带(154)，紧固扣(155)，鞋面(156)，鞋底(157)组成，其特征在于：鞋蹬A是一种可直接穿在脚上的鞋蹬，鞋蹬B是一种即可穿在脚上也可套在鞋上的鞋蹬，鞋蹬C是一种可直接套在脚上的鞋蹬，以及：

所述鞋蹬在鞋面(156)位于脚后跟和脚踝外侧或者其二者垂直以下的鞋底(157)和底座(153)的外侧，最少有一个拉环(152)；

紧固扣(156)用于调节绑带(154)长度。

9.根据权利要求8所述的鞋蹬，包括底座(153)或是鞋底(157)以及与拉环(152)承受力紧密关联处采用高强度软胶体材料制造，同时其内部嵌入金属丝或高强度纤维以增加强度。

10.根据权利要求1所述的揽索，由绳夹(23)，钢丝绳(30)，金属钩子(24)组成，其特征是：钢丝绳(30)一端穿过杠杆连接孔(47)连接，同时通过绳夹(23)固定或者通过绳夹调整揽索的有效长度，另一端，金属滑轮(32)规约钢丝绳(30)，使鞋蹬钟摆运动时(即步行为系统提供动力时)让钢丝绳(30)处于最合理轴心位置，同时通过钩子(24)钩在鞋蹬的拉环(152)。

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