CN114190668B - 一种多工况适应型空气雨伞 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多工况适应型空气雨伞，涉及空气雨伞技术领域。本发明的多工况适应型空气雨伞包括喷气组件和供能组件；喷气组件包括分流腔、电机和风扇；分流腔的侧面环向开设有第一流动窗和第二流动窗；第一流动窗位于第二流动窗的上方；风扇包括一体连接的第一叶片和第二叶片；第一叶片的转动半径小于第二叶片的转动半径；第一叶片的转动轨迹与第一流动窗位置对应；第二叶片的转动轨迹与第二流动窗水平对应；通过将分流腔设计成双层出风结构，既有效解决了腔顶部接引雨滴向下淋水的问题，同时还利用该部分雨滴和其它雨滴的融合现象，增大了雨滴自身接收风力的有效面积，从而提升了降雨吹散效果。

Description

一种多工况适应型空气雨伞

技术领域

本发明涉及雨具技术领域，具体而言，涉及一种多工况适应型空气雨伞。

背景技术

雨伞是使用频率很高的生活用具，但在使用中存在两个固有缺陷，其一是伞面面积固定，伞面过小时不能很好应对两人及以上的撑伞需求，伞面过大时收纳难度也显著提升；其二是在使用后会在伞面上残留较多雨滴，且很难甩干净，携带不够便利。而空气雨伞作为近年来提出的新式智能雨具，拥有小体积易收纳、用完后不粘水等优点，越来越受到市场的关注。

发明内容

本发明针对上述技术问题，解决上述技术问题中的至少一个。

为解决上述问题，本发明提供一种多工况适应型空气雨伞，包括喷气组件和供能组件；所述喷气组件包括分流腔、电机和风扇；所述供能组件上开设有进气孔，进气孔与所述分流腔连通；所述分流腔的侧面环向开设有第一流动窗和第二流动窗；所述第一流动窗位于所述第二流动窗的上方；所述分流腔的顶部为圆顶形结构；所述电机竖向安装在所述分流腔的下端；所述电机与所述供能组件电性连接；所述风扇连接设置在所述电机顶部；所述风扇包括一体连接的第一叶片和第二叶片；所述第一叶片的转动半径小于所述第二叶片的转动半径；所述第一叶片的转动轨迹与所述第一流动窗位置对应；所述第二叶片的转动轨迹与所述第二流动窗位置对应。

可选地，所述分流腔包括顶盖、圈件和底座；所述顶盖内部上凹设置有换向槽；所述第一流动窗位于所述顶盖和圈件之间；所述第一流动窗内设置有隔片；若干个所述隔片环向均匀间隔分布；所述第二流动窗位于所述圈件和所述底座之间；所述第二流动窗内部设置有围栏；所述围栏包括第一杆体和第二杆体；所述第一杆体呈弧形外凸连接设置在所述圈件下端和所述底座上端之间；若干个所述第一杆体环向均匀间隔分布；所述第二杆体在水平方向环向穿设在不同的所述第一杆体之间；所述第一杆体与所述隔片在圆周方向上相互错开。

可选地，所述隔片远离分流腔中心的一端外凸设置有弧形边；所述弧形边的上边缘与所述顶盖的底部衔接；所述弧形边的下边缘与所述圈件的顶部衔接。

可选地，所述供能组件包括连杆和电池组；所述电池组嵌设在所述连杆的内部；所述底座的底部设置有调节槽；所述调节槽内部设置有找平马达和陀螺仪模组；所述连杆上端与所述找平马达连接；所述陀螺仪模组与所述找平马达通讯控制连接；当所述连杆发生摆动时，所述陀螺仪模组控制所述找平马达带动所述分流腔转动调节至水平位置。

可选地，调节槽内部回转设置有卡件；所述卡件为环状结构；所述卡件内部相对两侧开设有适应缺口；所述卡件位于所述调节槽的开口处；所述卡件镶嵌设置在所述调节槽内壁和所述连杆外壁之间；当需要分流腔自主找平时，旋转所述卡件让所述连杆相对所述分流腔的转动路径与所述适应缺口位置对应；当需要分流腔随着连杆同步偏转时，旋转所述卡件让所述连杆相对所述分流腔的转动路径与所述适应缺口位置错开。

可选地，所述第二流动窗上还设置有阻流罩；所述阻流罩表面设置有减速流孔；所述阻流罩与所述第二流动窗的内沿滑动配合；当所述分流腔发生偏转时，所述阻流罩向所述分流腔上高度较小的一侧滑移。

可选地，所述连杆包括伸缩调节部和筒体；所述电池组位于所述筒体内；所述电池组包括电芯、防护壳和换热壳；所述防护壳包裹设置在所述电芯的外围；所述换热壳与所述防护壳传热贴合；所述换热壳内部设置有热循环通路；所述筒体表面镶嵌设置有储液囊；所述伸缩调节部内部设置有循环管路；所述底座的顶部镶嵌设置有散热片；所述循环管路与所述热循环通路连通连接；所述循环管路远离所述热循环通路的一端与所述散热片传热贴合；所述热循环通路与所述储液囊延伸连通；当所述储液囊受挤压时，囊内的传热介质在所述换热壳和所述散热片之间流动。

可选地，所述伸缩调节部与所述筒体之间衔接设置有环形体；所述环形体为软性材质；所述筒体靠近所述伸缩调节部一端的外围滑动设置有定位套筒；所述定位套筒沿着所述筒体的长度方向阻尼伸缩活动；所述定位套筒伸出所述筒体的部分与所述伸缩调节部嵌套配合。

可选地，所述第一叶片上端朝着和转动方向相反的一侧卷曲；所述第二叶片下端朝着和转动方向相同的一侧卷曲；所述第一叶片和所述第二叶片整体呈S型扭曲状。

可选地，所述第一叶片的高度与所述第二叶片的高度之比为0.5-1.0。

相较于现有技术，本发明所述的多工况适应型空气雨伞的有益效果为：(1)本发明通过将分流腔设计成双层出风结构，既有效解决了腔顶部接引雨滴向下淋水的问题，同时还利用该部分雨滴和其它雨滴的融合现象，增大了雨滴自身接收风力的有效面积，从而提升了降雨吹散效果；(2)本发明通过陀螺仪模组和找平马达配合，让喷气组件与相当于传统雨伞伞柄部分的供能组件之间实现相对转动，从而很好适应了使用者倾斜握持雨伞的工况条件，配合以局部遮挡的阻流罩，实现了倾斜调节后分流腔各向气流的充分分配，提升了整体遮雨效果；(3)通过在供能组件内设置针对电芯部分的散热结构，将热量从分流量内的散热片处借助风力流动带走，显著提升了持续工作稳定性。

附图说明

图1为本发明的多工况适应型空气雨伞整体结构示意图；

图2为本发明的连杆结构示意图；

图3为本发明的图2中A部分喷气组件结构示意图；

图4为本发明的喷气组件结构细节图；

图5为本发明的底座、连杆连接示意图；

图6为本发明的阻流罩安装示意图；

图7为本发明的电池组结构示意图；

图8为定位套筒安装示意图。

附图标记说明：

1-喷气组件；11-分流腔；111-第一流动窗；112-第二流动窗；113-阻流罩；114-减速流孔；12-电机；13-风扇；131-第一叶片；132-第二叶片；14-顶盖；15-圈件；16-底座；166-散热片；161-调节槽；162-找平马达；163-陀螺仪模组；164-卡件；165-适应缺口；17-隔片；171-弧形边；18-围栏；181-第一杆体；192-第二杆体；2-供能组件；21-连杆；201-伸缩调节部；202-筒体；203-环形体；204-定位套筒；22-电池组；221-电芯；222-防护壳；223-换热壳；224-热循环通路；225-储液囊；226-循环管路。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1-4所示，一种多工况适应型空气雨伞，包括喷气组件1和供能组件2；所述喷气组件1包括分流腔11、电机12和风扇13；所述供能组件2上开设有进气孔，进气孔与所述分流腔11连通；所述分流腔11的侧面环向开设有第一流动窗111和第二流动窗112；所述第一流动窗111位于所述第二流动窗112的上方；所述分流腔11的顶部为圆顶形结构；所述电机12竖向安装在所述分流腔11的下端；所述电机12与所述供能组件2电性连接；所述风扇13连接设置在所述电机12顶部；所述风扇13包括一体连接的第一叶片131和第二叶片132；所述第一叶片131的转动半径小于所述第二叶片132的转动半径；所述第一叶片131的转动轨迹与所述第一流动窗111位置对应；所述第二叶片132的转动轨迹与所述第二流动窗112位置对应。

从图2中可以看出，进气孔为条形结构，多个进气孔环向分布在连杆21表面，从而可以适应任意方向的手掌抓握遮挡；当该多工况适应型空气雨伞工作时，转动的风扇使得高速气流从分流腔11内环向喷出，从而能够将雨伞周围下落的雨滴横向偏转吹向更远处，从而让使用该空气雨伞的人可以获得一片没有雨滴下落的空间，达到和传统伞面遮雨类似的效果；具体而言，第一叶片131的风力相对较小，其作用在于将从分流腔11顶部滑落至边缘处的水滴及时吹走，避免雨滴打湿第一流动窗111和第二流动窗112以及顺着供能组件2流到握持者手部；被吹离的雨滴也可以与路径上正常下落的部分雨滴发生初步碰撞，利用水滴之间的相融特性增加其接收风力的有效面积，从而提升吹散效果；第二叶片132依靠较大转动半径的扇叶结构，可以在第一叶片131吹动路径的下方提供第二轮强劲的风力，进一步增加风力路径上雨滴的横向偏移速度，使这些雨滴最终斜向滴落到使用者周围的地面上；该空气雨伞利用第一流动窗111和第二流动窗112的双层吹风组合，有效应对了伞顶部分接引雨水后造成的雨滴滑落问题，利用雨滴先后融合作用提升了风力接收面积，显著提升了雨滴分散能力，可以有效应对不同降雨强度下的工况要求；同时，通过控制功能组件2的输出功率，可以相应改变空气雨伞的遮挡范围，实现针对不同使用人数的经济性调整。

如图3和图4所示，所述分流腔11包括顶盖14、圈件15和底座16；所述顶盖14内部上凹设置有换向槽；所述第一流动窗111位于所述顶盖14和圈件15之间；所述第一流动窗111内设置有隔片17；若干个所述隔片17环向均匀间隔分布；所述第二流动窗112位于所述圈件15和所述底座16之间；所述第二流动窗112内部设置有围栏18；所述围栏18包括第一杆体181和第二杆体182；所述第一杆体181呈弧形外凸连接设置在所述圈件15下端和所述底座16上端之间；若干个所述第一杆体181环向均匀间隔分布；所述第二杆体182在水平方向环向穿设在不同的所述第一杆体181之间；所述第一杆体181与所述隔片17在圆周方向上相互错开。

换向槽的作用在于，可以让风扇13上方的气流能顺着槽底的斜面流动至第一流动窗111上沿，从而减少内部扰流对风力的减损效果，增强气流利用效率；隔片17可以对局部方向上的气流起到稳定方向的作用，从而让第一流动窗111流出的空气在环向上更加均匀稳定；围栏18的作用在于保护风扇13，在收纳、搬运中阻止其它物品深入第二流动窗112中；通过将第一杆体181和隔片17错开，就可以克服隔片17造成的极小角度范围内风力衰减的问题，避免两层气流的减弱范围在高度方向上重合，提升各方向的工作稳定性。

所述隔片17远离分流腔11中心的一端外凸设置有弧形边171；所述弧形边171的上边缘与所述顶盖14的底部衔接；所述弧形边171的下边缘与所述圈件15的顶部衔接。

图4中可以清洗看出，弧形边171的外凸轮廓可以有效将顶盖14下边缘的雨滴接引到其板面上，当分流腔11在非水平状态下时，高度较低一侧的多个弧形边171会起到分散雨滴的作用，避免水流集中汇聚到某一点位置，从而提升的空气雨伞中心区防淋水的效果。

如图5所示，所述供能组件2包括连杆21和电池组22；所述电池组22嵌设在所述连杆21的内部；所述底座16的底部设置有调节槽161；所述调节槽161内部设置有找平马达162和陀螺仪模组163；所述连杆21上端与所述找平马达162连接；所述陀螺仪模组163与所述找平马达162通讯控制连接；当所述连杆21发生摆动时，所述陀螺仪模组163控制所述找平马达162带动所述分流腔11转动调节至水平位置。

陀螺仪模组163是常用的组装元件，可以直接采购获得，在此不做赘述；因为我们日常使用雨伞时，伞柄通常不会保持绝对竖直，有时会向后倾斜靠在肩膀上以图省力；利用陀螺仪模组163和找平马达162配合，就可以极好地解决供能组件2部分倾斜的问题，通过找平马达162驱动喷气组件1相对于供能组件2的顶部相对转动，位置其水平的最佳工作状态，保证气流遮雨的稳定性。

调节槽161内部回转设置有卡件164；所述卡件164为环状结构；所述卡件164内部相对两侧开设有适应缺口165；所述卡件164位于所述调节槽161的开口处；所述卡件164镶嵌设置在所述调节槽161内壁和所述连杆21外壁之间；当需要分流腔11自主找平时，旋转所述卡件164让所述连杆21相对所述分流腔11的转动路径与所述适应缺口165位置对应；当需要分流腔11随着连杆21同步偏转时，旋转所述卡件164让所述连杆21相对所述分流腔11的转动路径与所述适应缺口165位置错开。

根据不同人群的使用习惯，可以自主旋转调节卡件164，卡件164可以选用弹性橡胶材质，从而不会和活动部件磕碰造成使用损伤；当适应缺口165和喷气组件1转动路径相对时，可以允许喷气组件1发生较大范围的转动调节，而当适应缺口165和喷气组件1转动路径错开时，喷气组件的活动范围较小，此时比较适合维持竖直举伞动作的人，减少找平马达频繁调节带来的震动不平衡感。

如图6所示，所述第二流动窗112上还设置有阻流罩113；所述阻流罩113表面设置有减速流孔114；所述阻流罩113与所述第二流动窗112的内沿滑动配合；当所述分流腔11发生偏转时，所述阻流罩113向所述分流腔11上高度较小的一侧滑移。

阻流罩113与第二流动窗112之间的滑动配合可以借助滚珠等部件尽可能减少阻尼，从而可以在喷气组件1处于非平衡装填下时能够借助重力作用移动至高度偏小的一侧，利用减速流孔114的作用可以适当减少此处的出风量，同时增加其它方向的出风量，从而适应因倾斜导致反向需要遮挡区域变大的问题，极大提升了喷气组件1在非找平状态下倾斜工况下的遮雨效果；图中为了展示清晰，所以将减速流孔114进行了放大处理，实际中加工得到的减速流孔114类似于漏勺孔的均布状态，既能够限制一部分流速，有能够兼顾均匀性并保证一定的气流强度。

如图2和图7所示，所述连杆21包括伸缩调节部201和筒体202；所述电池组22位于所述筒体202内；所述电池组22包括电芯221、防护壳222和换热壳223；所述防护壳222包裹设置在所述电芯221的外围；所述换热壳223与所述防护壳222传热贴合；所述换热壳223内部设置有热循环通路224；所述筒体202表面镶嵌设置有储液囊225；所述伸缩调节部201内部设置有循环管路226；所述底座16的顶部镶嵌设置有散热片166；所述循环管路226与所述热循环通路224连通连接；所述循环管路226远离所述热循环通路224的一端与所述散热片166传热贴合；所述热循环通路224与所述储液囊225延伸连通；当所述储液囊225受挤压时，囊内的传热介质在所述换热壳223和所述散热片166之间流动。

空气雨伞的工作原理决定了风扇必须以极高转速工作，这对电池提出了极高的输出功率要求，因此电池组22在一段时间持续工作后容易积累热量，这不利于电池健康；利用热循环通路224、循环管路226和散热片166的配合，就可以利用传热介质的流动把电芯处的热量由散热片166随风带走，从而起到良好的散热效果；储液囊225的作用与泵体类似，可以在抓握雨伞的时候挤捏储液囊225，从而实现流体介质的流动，避免了设置泵设备造成的整体质量上升，有利于空气雨伞整体的轻量化。

如图8所示，所述伸缩调节部201与所述筒体202之间衔接设置有环形体203；所述环形体203为软性材质；所述筒体202靠近所述伸缩调节部201一端的外围滑动设置有定位套筒204；所述定位套筒204沿着所述筒体202的长度方向阻尼伸缩活动；所述定位套筒204伸出所述筒体202的部分与所述伸缩调节部201嵌套配合。

环形体203使得在不用空气雨伞时，可以将伸缩调节部201和筒体202折叠存放，从而显著减小占用空间；伸缩调节部201具体可以采用类似雨伞伞柄的伸缩结构，其中空部分用于布设循环管路226以及供电线束；而当需要使用该雨伞时，将定位套筒204向靠近伸缩调节部201的方向推动，就可以卡住伸缩调节部201，使连杆21整体保持笔直。

如图4所示，所述第一叶片131上端朝着和转动方向相反的一侧卷曲；所述第二叶片131下端朝着和转动方向相同的一侧卷曲；所述第一叶片131和所述第二叶片132整体呈S型扭曲状。

第一叶片131的卷曲结构能够对气流形成向上的引导，从而与顶盖上的换向槽配合，使气流充分流动在第一流动窗111和第二流动窗112的高度上，确保两层气流的配合效果；第二叶片132的卷曲结构则可以增强其捕获空气的能力，确保从第二流动窗112吹出强劲的气流。

所述第一叶片131的高度与所述第二叶片132的高度之比为0.5-1.0。

因为第一流动窗111的作用主要是清理顶盖下沿的水滴，所以对风力需求比第二流动窗112小，因此将更多的扇叶面积分配给第二叶片132更为合理；其0.5的比值是在试做中得到的经验系数，如果第一叶片131做的过小，第一流动窗111中的上层气流就无法将液滴有效吹远同其它液滴展开部分融合，双层气流的复合遮雨效果无法有效发挥。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多工况适应型空气雨伞，其特征在于：包括喷气组件(1)和供能组件(2)；所述喷气组件(1)包括分流腔(11)、电机(12)、风扇(13)和底座(16)；所述分流腔(11)的侧面环向开设有第一流动窗(111)和第二流动窗(112)；所述第一流动窗(111)位于所述第二流动窗(112)的上方；所述电机(12)驱动所述风扇(13)转动；所述风扇(13)安装在所述分流腔(11)内部；所述风扇(13)包括一体连接的第一叶片(131)和第二叶片(132)；所述第一叶片(131)的转动轨迹与所述第一流动窗(111)位置对应；所述第二叶片(132)的转动轨迹与所述第二流动窗(112)位置对应，所述供能组件(2)包括连杆(21)和电池组(22)；所述电池组(22)嵌设在所述连杆(21)的内部；所述底座(16)的底部设置有调节槽(161)；所述调节槽(161)内部设置有找平马达(162)和陀螺仪模组(163)；所述连杆(21)上端与所述找平马达(162)连接；所述陀螺仪模组(163)与所述找平马达(162)通讯控制连接；当所述连杆(21)发生摆动时，所述陀螺仪模组(163)控制所述找平马达(162)带动所述分流腔(11)转动调节至水平位置。

2.根据权利要求1所述的多工况适应型空气雨伞，其特征在于：所述分流腔(11)还包括顶盖(14)和圈件(15)；所述顶盖(14)内部上凹设置有换向槽；所述第一流动窗(111)位于所述顶盖(14)和圈件(15)之间；所述第一流动窗(111)内设置有隔片(17)；若干个所述隔片(17)环向均匀间隔分布；所述第二流动窗(112)位于所述圈件(15)和所述底座(16)之间；所述第二流动窗(112)内部设置有围栏(18)；所述围栏(18)包括第一杆体(181)和第二杆体(182)；所述第一杆体(181)呈弧形外凸连接设置在所述圈件(15)下端和所述底座(16)上端之间；若干个所述第一杆体(181)环向均匀间隔分布；所述第二杆体(182)在水平方向环向穿设在不同的所述第一杆体(181)之间；所述第一杆体(181)与所述隔片(17)在圆周方向上相互错开。

3.根据权利要求2所述的多工况适应型空气雨伞，其特征在于：所述隔片(17)远离分流腔(11)中心的一端外凸设置有弧形边(171)；所述弧形边(171)的上边缘与所述顶盖(14)的底部衔接；所述弧形边(171)的下边缘与所述圈件(15)的顶部衔接。

4.根据权利要求1所述的多工况适应型空气雨伞，其特征在于：调节槽(161)内部回转设置有卡件(164)；所述卡件(164)为环状结构；所述卡件(164)内部相对两侧开设有适应缺口(165)；所述卡件(164)位于所述调节槽(161)的开口处；所述卡件(164)镶嵌设置在所述调节槽(161)内壁和所述连杆(21)外壁之间；当需要分流腔(11)自主找平时，旋转所述卡件(164)让所述连杆(21)相对所述分流腔(11)的转动路径与所述适应缺口(165)位置对应；当需要分流腔(11)随着连杆(21)同步偏转时，旋转所述卡件(164)让所述连杆(21)相对所述分流腔(11)的转动路径与所述适应缺口(165)位置错开。

5.根据权利要求4所述的多工况适应型空气雨伞，其特征在于：所述第二流动窗(112)上还设置有阻流罩(113)；所述阻流罩(113)表面设置有减速流孔(114)；所述阻流罩(113)与所述第二流动窗(112)的内沿滑动配合；当所述分流腔(11)发生偏转时，所述阻流罩(113)向所述分流腔(11)上高度较小的一侧滑移。

6.根据权利要求1所述的多工况适应型空气雨伞，其特征在于：所述连杆(21)包括伸缩调节部(201)和筒体(202)；所述电池组(22)位于所述筒体(202)内；所述电池组(22)包括电芯(221)、防护壳(222)和换热壳(223)；所述防护壳(222)包裹设置在所述电芯(221)的外围；所述换热壳(223)与所述防护壳(222)传热贴合；所述换热壳(223)内部设置有热循环通路(224)；所述筒体(202)表面镶嵌设置有储液囊(225)；所述伸缩调节部(201)内部设置有循环管路(226)；所述底座(16)的顶部镶嵌设置有散热片(166)；所述循环管路(226)与所述热循环通路(224)连通连接；所述循环管路(226)远离所述热循环通路(224)的一端与所述散热片(166)传热贴合；所述热循环通路(224)与所述储液囊(225)延伸连通；当所述储液囊(225)受挤压时，囊内的传热介质在所述换热壳(223)和所述散热片(166)之间流动。

7.根据权利要求6所述的多工况适应型空气雨伞，其特征在于：所述伸缩调节部(201)与所述筒体(202)之间衔接设置有环形体(203)；所述环形体(203)为软性材质；所述筒体(202)靠近所述伸缩调节部(201)一端的外围滑动设置有定位套筒(204)；所述定位套筒(204)沿着所述筒体(202)的长度方向阻尼伸缩活动；所述定位套筒(204)伸出所述筒体(202)的部分与所述伸缩调节部(201)嵌套配合。

8.根据权利要求1所述的多工况适应型空气雨伞，其特征在于：所述第一叶片(131)上端朝着和转动方向相反的一侧卷曲；所述第二叶片(132)下端朝着和转动方向相同的一侧卷曲；所述第一叶片(131)和所述第二叶片(132)整体呈S型扭曲状。

9.根据权利要求8所述的多工况适应型空气雨伞，其特征在于：所述第一叶片(131)的高度与所述第二叶片(132)的高度之比为0.5-1.0。