CN106704143A

CN106704143A - 一种便携式充气泵

Info

Publication number: CN106704143A
Application number: CN201710064532.5A
Authority: CN
Inventors: 古婷婷; 曾卫英; 谢欣泉; 尹秀红
Original assignee: 古婷婷; 曾卫英; 谢欣泉; 尹秀红
Current assignee: Shenzhen Jinyuan Technology Co. Ltd.
Priority date: 2017-02-04
Filing date: 2017-02-04
Publication date: 2017-05-24

Abstract

本发明涉及一种便携式充气泵，包括：外壳、电源组件、控制板组件、散热组件、充气组件；所述电源组件、控制板组件、散热组件、充气组件均设置在所述外壳上，所述电源组件为所述控制板组件、散热组件、充气组件供电，所述控制板组件控制所述散热组件、充气组件工作；所述散热组件在所述充气组件充气的同时，带动所述外壳内的气体流动。将充气组件设置在外壳内，体积小，利于户外携带；同时散热组件在充气组件充气的同时，带动外壳内的气体流动，为外壳内的器件进行散热，达到连续工作的目的。

Description

一种便携式充气泵

技术领域

本发明涉及生活领域，具体涉及一种便携式充气泵。

背景技术

随着户外骑行运动的发展，越来越多的骑行爱好者外出骑行都需要携带打气筒以应对户外的打气需求。传统打气筒要么尺寸大，不便于携带；要么尺寸小，打气时间会很长；这两者都有共同的问题，就是不省力。另外，户外骑行希望携带的物品的总体积越小越好，重量越轻越好。

市面现有的小型电动气泵，功能单一，体积较大而且产品较重，再者输入多为外接DC12V电源，依赖汽车点烟器或者电瓶或者市电火牛提供电源，不能满足户外骑行对充气的需求。

因此，有必要针对户外骑行市场的需求设计一种便携式多功能充气泵。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种使用方便、工作稳定可靠的便携式充气泵。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的一种便携式充气泵，包括：外壳、电源组件、控制板组件、散热组件、充气组件；电源组件、控制板组件、散热组件、充气组件均设置在外壳上，电源组件为控制板组件、散热组件、充气组件供电，控制板组件控制散热组件、充气组件工作；散热组件在充气组件充气的同时，带动外壳内的气体流动。

进一步，散热组件包括马达扇叶组件；马达扇叶组件包括：马达、马达扇叶；马达的转轴的一端与马达扇叶连接，马达的转轴的另一端与充气组件连接；外壳上设置有隐藏式进风口、微孔进风口及隐藏式出风口。

进一步，充气组件包括气缸组件；气缸组件包括：减速齿轮、偏心轴、活塞连杆、活塞环、气缸；马达的转轴的另一端与减速齿轮驱动连接，偏心轴设置在减速齿轮上，活塞环套装在活塞连杆后设置在气缸内，偏心轴与活塞连杆驱动连接带动活塞环在气缸内做往复运动。

进一步，偏心轴与活塞连杆之间设置有滚针轴承。

进一步，马达的转轴的另一端设置有马达齿，马达齿与减速齿轮的减速齿轮轴啮合连接，减速齿轮与减速齿轮轴之间设置有法兰轴承。

进一步，气缸为带支架气缸，带支架气缸上设置有支撑筋、拉伸筋、加强筋及散热鳍片。

进一步，减速齿轮上设置有减重凹槽及配重凸台。

进一步，外壳呈手握式的7字形。

进一步，充气泵还包括设置在外壳上的LED照明组件。

进一步，电源组件包括：供电的电池组件、与电池组件连接的电源板，电池组件设置在马达扇叶的下部；电源板上设置有Micro USB充电口、USB输出口和电量指示灯；控制板组件包括：依次连接的气压传感器、LCD实时气压显示表及控制按键。

本发明提供的一种便携式充气泵，将充气组件设置在外壳内，体积小，利于户外携带；同时散热组件在充气组件充气的同时，带动外壳内的气体流动，为外壳内的器件进行散热，达到连续工作的目的。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明一种便携式充气泵的结构分解图；

图2为本发明一种便携式充气泵的半剖结构图；

图3为图2的结构分解图；

图4为本发明一种便携式充气泵的后视图；

图5为本发明一种便携式充气泵一种角度的整体结构图；

图6为本发明一种便携式充气泵另一种角度的整体结构图；

图7为本发明一种便携式充气泵内部结构的结构图；

图8为本发明一种便携式充气泵一种角度的风路示意图；

图9为本发明一种便携式充气泵另一种角度的风路示意图；

图10为本发明一种便携式充气泵中充气组件的结构分解图；

图11为本发明一种便携式充气泵中带支架气缸一种角度的的结构图；

图12为本发明一种便携式充气泵中带支架气缸另一种角度的结构图；

图13为本发明一种便携式充气泵中减速齿轮的结构图；

图14为本发明一种便携式充气泵中减速齿轮的剖视图；

图15为本发明一种便携式充气泵中外壳的结构图；

图16为本发明一种便携式充气泵中电池组件的结构图；

图17为本发明一种便携式充气泵中电源板的结构图；

图18为本发明一种便携式充气泵的一电路控制图；

图19为本发明一种便携式充气泵的另一电路控制图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-19，本发明的一种便携式充气泵，包括：外壳、电源组件、控制板组件8、散热组件、充气组件；该电源组件、控制板组件8、散热组件、充气组件均设置在该外壳上，该电源组件为该控制板组件8、散热组件、充气组件供电，该控制板组件8控制该散热组件、充气组件工作，主要控制泵芯的开启和监控工作状态；该散热组件在该充气组件充气的同时，带动该外壳内的气体流动；外壳由左外壳1及右外壳2组成。

其中，该散热组件包括马达扇叶组件；该马达扇叶组件包括：马达31、马达扇叶30；该马达31的转轴的一端与该马达扇叶30连接，该马达31的转轴的另一端与该充气组件连接。该充气组件包括气缸组件10；该气缸组件10包括：减速齿轮40、偏心轴35、活塞连杆34、活塞环37、气缸42；该马达31的转轴的另一端设置有马达齿32，马达齿32与该减速齿轮40的减速齿轮轴38驱动连接，该偏心轴35设置在该减速齿轮40上，该活塞环37套装在该活塞连杆34后设置在该气缸42内，该偏心轴35与该活塞连杆34驱动连接带动该活塞环37在该气缸42内做往复运动。该电源组件包括：供电的电池组件4、与该电池组件4连接的电源板5；该电源板5上设置有Micro USB充电口503、USB输出口502和电量指示灯501；该控制板组件8包括：依次连接的气压传感器51、LCD实时气压显示表801及控制按键7，支持用户预设输出气压。充气泵还包括设置在外壳上的LED照明组件13，LED照明组件13由LED照明组件装饰片14进行装饰，该LED照明灯组件13靠近出气口15设置，便于用户在晚上照亮被充物体和从出气口15连接出气管，同时出气口15由出气口减震圈12进行减震。

如图16所示，电池组件4置于气缸组件10中的马达扇叶30的正下方，电池组件4与气缸组件10恰好构成“7”字形布局；该电池组件4有3节18650圆柱电池（可以为1450圆柱电池、1650圆柱电池）拼为等边三角形柱体而成。3节电池串联，也可以是并联。串联可以得到更高的电压，有利于提高泵芯的工作效率。电池组件4内置电池保护板、内置过充、过放、短路保护和NTC温度传感器。为获得W1小于50mm，我们选用390型号以及更小型号的马达31，诸如380马达、改进型290马达。即马达31的截面积最大直径小于27mm。将控制板组件8置于气缸组件10的马达31的右侧，可以有效利用马达31和带支架气缸42构成的“┌”型的小夹角空间。同时，此空间恰好是单手抓取时，拇指所能活动的空间范围，便于用户单手操作。电源板5对应的放在电池组件4和控制板组件8构成的夹角空间里，可以最大限度降低对W1尺寸的影响以及其他尺寸的影响。电池组件4如图16所示，由3个电芯402组成端面为等腰三角形的三角柱，由保护膜401保护，电芯可以是18650电芯，也可以是1665、1650、1450、1340电芯。配合W1的尺寸选择上述合适的尺寸电芯。结合电芯的选择和马达的选择，我们限定H小于等于200mm，W1小于等于50mm，W2小于等于45mm，L小于88.5mm。

如图15，左外壳1和右外壳2对称设计，分别设置了铭牌粘贴仓19、电池仓20、电源板仓21、控制板组件仓22、气缸组件仓24，实现每个组件的相对物理隔离，同时内部布局更清晰；铭牌粘贴仓19安装铭牌装饰片3，控制按键7由按键装饰片6装饰。两个外壳通过马达减震垫固定槽23和气缸减震垫固定槽25，以马达减震垫9和气缸减震垫11为缓冲，将气缸组件10的马达31和带支架气缸很好的固定住，也将气缸组件10紧固在两个外壳构成的气缸组件仓24内，既实现了固定又很好地隔离了泵芯工作时产生的震动传递给外壳；两外壳通过紧配柱26与紧配筒27的配合、母扣28与公扣29的配合进行扣合固定。减震垫可以有效衰减气缸组件工作时产生的震动和噪音。另外，减震垫将气缸组件和外壳之间垫出一定的空间，可用于散热风道，有利于带走气缸组件工作时产生的热量。

风路示意如图8-9所示，当马达31高速转动时，带动马达扇叶30也高速旋转。旋转的扇叶将驱动从外壳隐藏式进风口17和微孔进风口18进入的空气沿图示风路走向，分别经过马达31、带支架气缸、气缸盖46、气压传感器51，分别对部件冷却后，再经过隐藏式出风口16将热空气排除。让系统可以长时间工作，而不至于因为热堆积造成部件高温损坏或者加速老化。

如图10为气缸组件拆解示意图，马达31的工作电压范围为7.4V~12.6V，工作电流在7A以内（在同等功率下，以提高马达工作电压为方法，来降低工作电流）。马达31的转轴末端安装有马达扇叶30。马达31的转轴始端装有马达齿32，马达31转动，带动马达齿32同步转动，马达齿32与减速齿轮40相啮合，在减速齿轮40上设有偏心轴35，偏心轴35通过内置在活塞连杆34一段的滚针轴承33带动活塞连杆34驱动套在活塞连杆34上的活塞环37在气缸42内做反复的活塞运动，实现空气压缩的目的。止回阀弹簧44推动止回阀43在活塞37的非压缩行程内快速堵住气缸42，防止输出的高压气体倒灌回气缸42中。气压传感器51通过气压传感器密封圈50密封在气缸盖46中，气缸盖46使用气缸盖密封圈45进行密封，使用屏蔽罩41对减速齿轮40进行屏蔽保护；对偏心轴35使用梅花卡环36进行固定；实时反馈气缸盖46以及气道中的实时气压。出气嘴密封圈47、美嘴铜螺母48和出气嘴49共同构成气管的美嘴接口，便于外接气管的接入；使用气压传感器加强固定片52及气压传感器固定螺丝53对气压传感器51进行固定。

为了降低气缸组件10的磨损功耗和噪音，特意在活塞连杆34和偏心轴35之间加入滚针轴承33，降低活塞连杆34在运转中的摆动和与偏心轴的摩擦系数。在减速齿轮40和减速齿轮轴38的配合间加入2个法兰轴承39，有效的降低了减速齿轮40在运转中的摆动幅度以及由此而产生的噪音以及摩擦系数。由此，可以降低气缸组件10整体的无益摩擦损耗、发热以及噪音。

另外参见图11-12，创新的为带支架气缸增加了气缸42与支架之间的支撑筋422和气缸42与支架之间的拉伸筋424，用以抗击活塞以及活塞连杆高速活塞运动时气缸42和支架之间产生的冲击力与拉扯力。使气缸42更坚固，能承受高压压缩时产生的系统应力，提高机构的工作寿命。另外，创新设计了支架加强筋423，提高支架强度，放置气缸支架沿气缸轴向的扭曲变形。另外，创新设计了气缸的正面散热鳍片425和气缸的背面散热鳍片426，外加支架加强筋423，提高了整个气缸42的散热面积，可以将空气压缩过程中产生的热量快速带走，不至于让整个支架温度分布差异过大；带支架气缸由气缸定位柱421固定在外壳内。

参见图13-14，为了降低减速齿轮40带动偏心轴35高速旋转因为质量中心不在几何中心造成的偏心震动，特意在减速齿轮40上增加减重凹槽403和配重凸台404，以使质量中心回到减速齿轮轴38的轴心上；减速齿轮40上设置有安装偏心轴35的偏心轴固定槽410及安装减速齿轮轴38的减速齿轮轴固定槽402。

整个系统的控制原理如图18和图19。图18为电源组件和气压控制分离式的控制原理图，图19为电源组件和气压控制二合一的控制原理图。本实例采用了图18的控制原理。具体为：

输入通过电源板5的Micro USB充电口503进入升压电路的输入口。微处理器检测到Micro USB 充电口503输入后，检测充电环境是否合适（环境温度是否在0~45度范围内；气缸组件10是否在工作，如果在工作需要关闭气缸组件10），如果都合适，微处理器开启升压电路和充电IC电路；如有异常，则关闭升压电路和充电IC电路，防止充电异常。充电IC电路对3串电池pack进行充电管理，直至完成充电。整个充电过程的电量指示由电源板上的电量指示灯501全程指示。在充电完成后，微处理器关闭升压电路和充电IC电路。电池组通过放电电路对马达31、LED照明组件13和USB输出口502供电。整个供电过程，微处理器会全程监测NTC信息，即电池组件4的温度。另外，电池组件4内置的保护电路可以保护电池组不至于过充、过放、正负极短路以及异常大电流输出。在充电结束后，通过长按on/off键705开启原理图中的电子开关，气缸组件10开始工作。可以通过U键702选择适合的气压单位（提供了PSI、KPA、BAR和kg/cm2可供选择），而后通过-键701或者+键703设置需要的输出气压值，而后轻点启动键704即可开启气缸组件10。在充气过程中，气压传感器51向气缸组件10回传实时气压，气缸组件10时刻对比当前输出气压值和用户设置的气压值是否靠近或者一致。如果一致，则关闭气缸组件10的马达31，停止充气。当然，在充气过程中，用户也可以通过点击启动键704实现关闭马达31，或者再次点击启动键704再开启马达31。

本发明提供的一种便携式充气泵，将充气组件设置在外壳内，体积小，利于户外携带；同时散热组件在充气组件充气的同时，带动外壳内的气体流动，为外壳内的器件进行散热，达到连续工作的目的。本发明提供的便携式充气泵，依靠内置电池为泵芯供电，也为USB输出、控制板和电源板提供电源。利用Micro USB作为充电口，可以最大限度提高充电的便捷性，降低充电器的重复配置。泵芯自带的扇叶可以在泵芯工作时带动腔体内的风快速流动，为泵芯和相关器件散热，以达到连续工作的目的。

提供重量小于500g的充气泵，体积小，并且利于固定在自行车车架上，利于户外骑行携带。“7”字造形，更便于单手手持操作产品。内置升压电路，可以将USB电压转换为大于12V的电压，储存在内置电池中，即实现了利用USB充电又能为马达提供更高的电压。采用工作电压（7.4V~12V）的电机，充气速度更快，针对26*1.95的山地车胎，从0~60psi只需2分钟。同时也能为摩托车轮胎、轿车轮胎、球类充气。输出气压可以达到120psi。输出气压实时显示，并且支持预设输出气压值，极大的方便用户充气。支持用户利用携式充气泵检测被充气物体的气压，测量范围（0~150psi）。

电源控制和充气管理分离设计，降低设计难度、节约成本。优良的风通道设计，很容易带走空气压缩产生的高温。集成USB移动电源，可以让骑行者少带一个独立的移动电源。集成照明LED，便于用户晚上照明。满足户外骑行对充气的需求。让户外充气变得省时、省力、直观可视实时气压值，明显提升了充气速度，体积小、重量轻，利于户外骑行携带。

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

Claims

1.一种便携式充气泵，其特征在于，包括：外壳、电源组件、控制板组件、散热组件、充气组件；所述电源组件、控制板组件、散热组件、充气组件均设置在所述外壳上，所述电源组件为所述控制板组件、散热组件、充气组件供电，所述控制板组件控制所述散热组件、充气组件工作；所述散热组件在所述充气组件充气的同时，带动所述外壳内的气体流动。

2.根据权利要求1所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述散热组件包括马达扇叶组件；所述马达扇叶组件包括：马达、马达扇叶；所述马达的转轴的一端与所述马达扇叶连接，所述马达的转轴的另一端与所述充气组件连接；所述外壳上设置有隐藏式进风口、微孔进风口及隐藏式出风口。

3.根据权利要求2所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述充气组件包括气缸组件；所述气缸组件包括：减速齿轮、偏心轴、活塞连杆、活塞环、气缸；所述马达的转轴的另一端与所述减速齿轮驱动连接，所述偏心轴设置在所述减速齿轮上，所述活塞环套装在所述活塞连杆后设置在所述气缸内，所述偏心轴与所述活塞连杆驱动连接带动所述活塞环在所述气缸内做往复运动。

4.根据权利要求3所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述偏心轴与所述活塞连杆之间设置有滚针轴承。

5.根据权利要求3所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述马达的转轴的另一端设置有马达齿，所述马达齿与所述减速齿轮的减速齿轮轴啮合连接，所述减速齿轮与所述减速齿轮轴之间设置有法兰轴承。

6.根据权利要求3所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述气缸为带支架气缸，所述带支架气缸上设置有支撑筋、拉伸筋、加强筋及散热鳍片。

7.根据权利要求3所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述减速齿轮上设置有减重凹槽及配重凸台。

8.根据权利要求1所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述外壳呈手握式的7字形。

9.根据权利要求1所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述充气泵还包括设置在所述外壳上的LED照明组件。

10.根据权利要求2所述的一种便携式充气泵，其特征在于，所述电源组件包括：供电的电池组件、与所述电池组件连接的电源板，所述电池组件设置在所述马达扇叶的下部；所述电源板上设置有Micro USB充电口、USB输出口和电量指示灯；所述控制板组件包括：依次连接的气压传感器、LCD实时气压显示表及控制按键。