CN209510562U - 手持式高压清洗机 - Google Patents

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Abstract

一种手持式高压清洗机，其包括泵单元，所述泵单元包括：进水腔；出水腔；中央腔室(41)，连通所述进水腔和出水腔；所述泵单元还包括设置在中央腔室(41)内的柱塞(5)以及连接所述柱塞(5)的偏心机构(7)，所述偏心机构(7)驱动所述柱塞(5)在所述中央腔室(41)内往复运动。

Description

手持式高压清洗机
技术领域
本发明涉及一种泵单元。本发明还涉及一种手持式高压清洗机，尤其是一种采用该种泵单元的手持式高压清洗机。
背景技术
在家庭生活和户外活动中，清洁需求一直广泛存在。
在以家庭庭院为中心的家庭生活中，人们常常需要清洁阳台、走道、户外桌椅、烧烤架、汽车、自行车、车库、宠物、园林工具、窗户、泳池、室外台阶等。这些物品由于使用场景位于房屋外，会不可避免的沾上泥污、油渍、树叶、积尘等污渍，用抹布来清洁极为不便，需要使用水流甚至是高压水流进行喷洗。为了满足上述需求，市面上的解决方案为提供家用的高压清洗机，如中国专利CN1840246A揭示，这些高压清洗机通常具有一个主机和一个喷枪，主机上设置水箱和马达、水泵，喷枪上设置喷水的触发开关。这些高压清洗机体积较大、重量较重，在各个工作场景中切换时，搬运麻烦。例如，在家庭清洁日中，如果需要逐个清洗窗户、车道、台阶、汽车，那就要在不同的地点之间来回搬运高压清洗机。此外，使用高压清洗机前需要向水箱加水，操作也不够简单。
而在户外活动，比如登山、越野、骑行、野营、骑马、驾船等活动中，由于环境更加贴近自然且活动激烈，活动涉及的用具和动物更加容易变脏，需要及时清洁。例如，汽车、摩托车和自行车在野地行驶之后，必然沾满泥土，舰船木筏等在航行之后，船身附着的泥巴水草也需要清理。马匹和用户也会出汗和粘泥，最好及时淋浴或者冲洗，以免身体不舒服。前述的高压清洗机由于体积大、重量重、不适合在上述各类户外活动中都随身携带。前述的高压清洗机由于使用交流电源供电，在户外活动中很难找到匹配的电源。用户往往只能忍受活动中的污渍、待活动结束后、返回固定地点时再进行清洁；或者在活动中路过水源时用抹布简单擦拭，清洁效率低、效果差且清洁过程比较脏。
综上，用户在各种场景下、各个地点处都存在着清洁需求，但是目前市面上的相关产品便携性差，只能在很有限的场景和地点使用，用户不能随时随地进行清洁。若能提供一种产品，能够在各类家庭清洁活动中方便省力的移动，清洁阳台、车道、汽车等，还能在满足用户家庭清洁需求的同时，在越野、骑行等活动中随身携带，满足户外活动的清洁需求，将极大的简化用户的清洁工作、扩大清洁工作的地点范围，从而提高用户的生活品质。
影响高压清洗机实现便携功能的主要原因主要是由于高压清洗机中的泵占据的体积较大且泵的重量较重。一种常见的泵的结构如中国专利CN1212899C 所示，其通过活塞及摆动轮盘进行驱动工作。而摆动轮盘及活塞需要较多的工作腔体，因此该种泵的结构比较复杂，重量和体积均比较大。
影响高压清洗机实现户外使用功能的主要原因是由于高压清洗机采用交流电源。交流供电的高压清洗机受限于电源供应，其使用场景必须配备相应的交流电源，降低了户外场景应用的便捷性；交流供电的高压清洗机受限于电源线的长度，其清洗范围只能在电源线长度范围之内，限缩了高压清洗机的清洗范围和可移动性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供结构简单、体积小巧的泵装置以及采用该种泵装置的高压清洗机。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种应用于高压清洗机的泵单元，包括：进水腔；出水腔；中央腔室，连通所述进水腔和出水腔；所述泵单元还包括设置在中央腔室内的柱塞以及连接所述柱塞的偏心机构，所述偏心机构驱动所述柱塞在所述中央腔室内往复运动。
优选地，所述出水腔与所述中央腔室之间设有用于导通和隔断的第一单向阀单元，所述进水腔与所述中央腔室之间设有用于导通和隔断的第二单向阀单元，所述第一、二单向阀单元被所述柱塞驱动相应的打开或隔断。
优选地，所述偏心机构包括围绕中心轴线转动的转轴和偏心连接所述转轴的偏心轴，所述偏心轴连接所述柱塞从而使得所述柱塞相对所述转轴的中心作偏心旋转运动。
优选地，所述柱塞的中心设有连接所述偏心轴的安装部，所述安装部与所述偏心轴之间设有安装轴承。
优选地，所述中央腔室的内壁与所述柱塞之间形成空隙，所述空隙随所述柱塞的运动作直线往复运动。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种应用于高压清洗机的泵单元，包括：进水腔；出水腔；中央腔室，连通所述进水腔和出水腔；所述泵单元还包括设置在中央腔室内的柱塞以及连接所述柱塞的曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构驱动所述柱塞在所述中央腔室内往复运动。
优选地，所述曲柄连杆机构包括一端连接于所述柱塞的连杆和活动连接于所述连杆另一端的曲柄，所述连杆可相对所述曲柄转动连接。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种应用于高压清洗机的泵单元，包括：壳体，分开设置的进水腔和出水腔，所述进水腔和出水腔之间设有隔离作用的齿轮，所述齿轮轮围绕轴线转动，所述齿轮的卡齿之间的空隙形成输送腔，所述输送腔把位于进水腔中的水输送至所述出水腔。
优选地，所述齿轮包括主动轮和从动轮，所述主动轮与所述从动轮相互啮合，所述主动轮被驱动地围绕轴线转动。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种采用如上所述的泵单元的高压清洗机，所述高压清洗机包括包括用于产生动力的电机，连接所述电机和所述泵单元的传动机构，其中所述传动机构具有减速箱壳体，所述减速箱壳体与所述泵单元的壳体一体形成。
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供重量合理、适用手持、便于移动的高压清洗机。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种手持式高压清洗机，所述高压清洗机采用直流进行供电，能够通过水管连接至外部水源；所述高压清洗机包括：外壳，外壳内部具有电机、连接电机的传动机构、受传动机构带动的泵；用于握持的手柄；喷头，所述外部水源的水从喷头向外喷出。
优选地，所述泵如前文所述泵的任意一种。
优选地，所述高压清洗机的整机重量小于等于3公斤。
优选地，所述高压清洗机的整机重量小于等于2公斤。
优选地，所述高压清洗机的重心位于高压清洗机前后方向上的、手柄后端点往后8厘米至手柄前端点往前8厘米以内。
优选地，所述高压清洗机的重心位于高压清洗机前后方向上的、手柄后端点至手柄前端点往前5厘米以内。
优选地，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述功能部件位于手柄的一端；高压清洗机还包括电池包，电池包位于手柄的另一端。
优选地，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述功能部件的重心位置位于手柄前端点的前方；高压清洗机还包括电池包，电池包的重心位置位于手柄前端点的后方。
优选地，所述功能部件和电池包中的至少一个部分的伸入到手柄中。
优选地，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述功能部件的重量小于等于1000克，高压清洗机还包括电池包，所述电池包的重量小于等于800 克。
优选地，高压清洗机还包括电池包，电池包的额定电压在18-42V之间，容量在1.5-3Ah之间。
优选地，高压清洗机具有用于连接所述水管的入水端口，所述入水端口位于高压清洗机的重心的前后5厘米内。
优选地，具有用于连接所述水管的入水端口，所述入水端口位于手柄的前端点向前5厘米到后端点向后5厘米之间。
优选地，高压清洗机的整机长度小于500毫米，高度小于等于250毫米。
优选地，所述传动机构包括减速结构，所述电机的空载转速大于等于 10000rpm，所述减速结构的输出转速小于等于3000rpm。
优选地，所述电机的空载转速大于等于15000rpm，所述减速结构的输出转速小于等于2500rpm。
优选地，所述减速结构为行星齿轮结构。
优选地，所述减速结构的减速比在12:1至3:1之间，或在10:1至4:1之间。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种手持式高压清洗机，能够通过水管连接至外部水源；所述高压清洗机包括：外壳，外壳内部具有电机、连接电机的传动机构、受传动机构带动的泵；用于握持的手柄；喷头，所述外部水源的水从喷头向外喷出；所述高压清洗机的重心位于高压清洗机前后方向上的、手柄后端点往后8厘米至手柄前端点往前8厘米以内。
优选地，所述高压清洗机的重心位于高压清洗机前后方向上的、手柄后端点至手柄前端点往前5厘米以内。
优选地，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述功能部件位于手柄的一端；高压清洗机还包括电池包，电池包位于手柄的另一端。
优选地，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述功能部件的重量小于等于1000克，高压清洗机还包括电池包，所述电池包的重量小于等于800 克。
优选地，所述高压清洗机的整机重量小于等于3公斤。
优选地，所述泵如前文所述泵中的任意一种。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种手持式高压清洗机，能够通过水管连接至外部水源；所述高压清洗机包括：外壳，外壳内部具有电机、连接电机的传动机构、受传动机构带动的泵；用于握持的手柄；喷头，所述外部水源的水从喷头向外喷出；所述传动机构包括减速结构，所述电机的空载转速大于等于10000rpm，所述减速结构的输出转速小于等于3000rpm。
优选地，所述电机的空载转速大于等于15000rpm，所述减速结构的输出转速小于等于2500rpm。
优选地，所述减速结构为行星齿轮结构。
优选地，所述减速结构的减速比在12:1至3:1之间，或在10:1至4:1之间。
优选地，所述泵前文所述泵中的任意一种。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种手持式高压清洗机，能够通过水管连接至外部水源；所述高压清洗机包括：外壳，外壳内部具有电机、连接电机的传动机构、受传动机构带动的泵；用于握持的手柄；喷头，所述外部水源的水从喷头向外喷出；所述传动机构包括减速结构，所述减速结构为行星齿轮减速结构，所述行星齿轮减速结构将所述电机的输出转速降低、输出扭矩增大。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：应用于高压清洗机的泵中的柱塞受到偏心机构或曲柄连杆结构的驱动，在腔室内作往复运动从而进行高压泵水。使得泵的结构比较简单，而且柱塞的数量仅有一个，减少采用多柱塞结构的功耗率。采用该种泵的高压清洗机的体积也比较小。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：合理布置泵、传动机构、电机及电池包的位置，使得高压清洗机的重心位于高压清洗机前后方向上的、手柄后端点往后8厘米至手柄前端点往前8厘米以内，有效地提高高压清洗机的手持舒适度。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：电机的输出转速经过传动机构减速后传递给泵，有效地平衡泵所需转速范围以及电机重量，进一步降低了高压清洗机的整机重量。优选的，传动机构采用行星齿轮减速结构。行星齿轮减速结构不仅能有效地降低电机输出转速、提高电机输出扭矩，还具备体积小和重量轻的特点，进一步提高高压清洗机的手持舒适度。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：高压清洗机采用直流电池包进行供电，能够通过水管连接至外部水源，有效地提高了高压清洗机的便携性，从而拓宽了高压清洗机的使用场景。只要在具有水源的场景下，用户都可以使用高压清洗机进行清洗工作。
附图说明
以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面的能够实现本发明的具体实施例的详细描述，同时结合附图描述而清楚地获得。
附图以及说明书中的相同的标号和符号用于代表相同的或者等同的元件。
图1是本发明一实施例的高压清洗机的示意图。
图2是图1所示的高压清洗机的一种具体结构图
图3是本发明另一实施例的高压清洗机的示意图。
图4是本发明一实施例中的泵、传动机构和电机的整体示意图。
图5是图4中的泵、传动机构和电机的爆炸分解示意图。
图6是图4中的泵沿剖面线AA的剖视图，其中柱塞处于第一临界状态。
图7是图4中的泵沿剖面线AA的剖视图，其中柱塞处于第二临界状态。
图8是图4中的泵沿剖面线BB的剖视图。
图9是高压清洗机的传动机构的一实施例的示意图。
图10是高压清洗机的传动机构的另一实施例的示意图。
图11是高压清洗机的传动机构的另外一实施例的示意图。
图12是本发明实施例中泵通过曲柄连杆机构连接柱塞的示意图，其中柱塞处于第一临界状态。
图13是本发明实施例中泵通过曲柄连杆机构连接柱塞的示意图，其中柱塞处于第二临界状态。
图14是本发明第二实施例的泵结构的示意图。
图15是图14中的泵结构沿另一视角的示意图。
1、高压清洗机 2、电机 3、传动机构
4、泵 5、柱塞 6、单向阀单元
7、偏心机构 8、曲柄连杆机构 10、外壳
11、喷头 12、主机 13、喷枪
14、水管 15、水箱 21、电机轴
30、传动外壳 31、小齿轮 32、大齿轮
33、转轴 34、支撑轴承 36、中间轴
37、减速箱 38、传动轴 41、中央腔室
42、空腔 46、外壳 47、端部
48、内壁 50、安装部 51、主动轮
52、从动轮 53、第一腔室 54、第二腔室
55、运输腔 61、第一单向阀单元 62、第二单向阀单元
71、安装轴承 72、偏心轴 81、连杆
82、曲柄 83、枢转点 351、第一锥齿轮
352、第二锥齿轮 361、一级齿轮 362、二级齿轮
431、进水口 432、第一进水腔 433、第二进水腔
441、出水口 442、第一出水腔 443、第二出水腔
461、泵体 462、上泵盖 463、下泵盖
611、第一单向阀组件 612、第二单向阀组件 613，615、单向阀门
614，616、偏压件 621、第三单向阀组件 622、第四单向阀组件
d、偏心距 106、手柄 104、入水端口
9、电池包 16、外部水源 105、触发件
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示是本发明一实施例的高压清洗机1的示意图。该高压清洗机1 为手持式，其具有用于握持的手柄。高压清洗机1具有外壳10，外壳10内部具有电机2、连接电机2的传动机构3、受传动机构3带动的泵4。高压清洗机 1可以采用交流或者直流进行供电。出于手持便携性的要求，高压清洗机1本身不具有用于存储水源的水箱，而是通过水管连接至外部水源，外部水源可以是池塘、水龙头等。高压清洗机1还具有喷头11，外部水源的水经过泵的加压后从喷头11向外喷出。该种手持式的高压清洗机体积小，重量轻，便于操控。
如图2所示是图1所示的高压清洗机1的一种具体结构图，本实施例中，以图2的左侧为前方，右侧为后方。
该高压清洗机为直流供电的手持式高压清洗机。高压清洗机1为一体式喷枪，包括用于握持的手柄106、电池包9、电机2、连接电机2的传动机构3、由传动机构3带动的泵4、和泵4的出水口连通的喷头11、和泵4的进水口连通的入水端口104。高压清洗机1还包括收容前述电机2、泵4、传动机构3的外壳10，手柄106形成于或者连接到所述外壳10上。手柄106附近设置有触发件105，具体为一个扳机，用于触发对外喷水动作。泵、传动机构和电机构成高压清洗机的功能部件。
参照图2，如前所述，该高压清洗机1本身不包括水箱，而是在入水端口 104连接水管14，再由水管14连接到外部水源16。这样，在入水端口104连接了水管14后，在家庭活动中，只需将水管的尾端接上水龙头或者放入泳池、池塘、水桶等外部水源中，用户就可以手持高压清洗机，在水管的长度范围内自由活动，进行喷水清洁工作。在户外活动中，用户只需随时在有水的地方停下，将水管的尾端放入外部水源，就可以进行喷水清洁工作。泵能够将外部水源中的水吸入高压清洗机后直接喷出高压清洗机。
为了实现可随身携带、可清洁各类物品，高压清洗机1需要同时实现轻量化和高清洁能力，而这两者是相互矛盾的。为实现高压清洗机的轻量化，需要尽量减小电池包9和功能部件的重量，然而，电池包9的轻量化将缩短高压清洗机的工作时间，功能部件的轻量化会减弱高压清洗机的清洁效率，从而降低清洁能力。同时，工作时间和清洁效率也相互制约，相同的电池包、工作时间越长意味着清洁能力越弱；反之，清洁能力越强意味着工作时间越短。因此，本实施例需要平衡高压清洗机的重量、工作时间和清洁效率。
在本实施例中，高压清洗机1的整机重量小于等于3公斤，在可选的实施方案中，整机重量小于2.8公斤、2.5公斤、2公斤、或1.8公斤、或1.7公斤、或1.5公斤。在一种实施例中，功能部件的重量小于等于1000克，电池包9 重量小于等于800克；在另一可选的实施例中，功能部件的重量小于等于600 克，电池包9的重量小于等于400克。在一种实施例中，除功能部件和电池包 9之外的其他部件的重量小于等于500克，更优的，其他部件的重量小于400克或300克。较轻的重量使得高压清洗机1能够被长时间手持进行清洁工作。本实施例中，电池包9采用额定电压在18-42V之间，1.5-3Ah的锂电池包，以提供足够的工作能量且轻量化。在其他可选的实施例中，电池包的额定电压也可位于28V至60V之间。在一种实施例中，电池包9是可拆卸的可充电电池包。该电池包可以至少适配连接在两种不同种类的直流工具上，实现不同的直流工具共用电池包，以减少用户需要的电池包种类和数量。
电机2、传动机构3和泵4将在下文详述，其具体结构均兼顾了轻量化和清洁能力。
除了重量本身，重心位置也影响用户实际的重量体验。在本实施例中，功能部件中泵4、传动机构3和电机2由前向后依次布置，位于手柄106的一端；电池包9位于手柄106的另一端，使得功能部件的重心位置位于手柄前端点的前方，电池包的重心位置位于手柄前端点的后方。在一种可选的实施方案中，分别位于手柄106两端的功能部件和电池包9中的至少一个部分的伸入到手柄 106中。在一种可选的实施方案中，功能部件中泵4、传动机构3和电机2全部或部分与手柄106平行设置，如泵4位于手柄106的一端、传动机构3和电机 2与手柄106平行设置。
功能部件和电池包9分别为高压清洗机1的两个主要重量体，通过将功能部件和电池包9分别布置在手柄106的两端，高压清洗机1的重心位于手柄106 附近，从而使得用户在握持时重量基本落在用户手上，较为省力。具体的，高压清洗机1的重心落在高压清洗机前后方向上的、手柄106后端点往后8厘米至手柄106前端点往前8厘米以内。在可选的实施例中，该重心落在高压清洗机1前后方向上的、手柄106后端点至手柄106前端点往前5厘米、3厘米、2 厘米、1厘米以内。在另一可选的实施例中，该重心落在高压清洗机1前后方向上的、手柄106后端点往后5厘米、3厘米、2厘米、1厘米至手柄106前端点以内。在另一可选的实施例中，该重心落在高压清洗机1前后方向上的、手柄106后端点至手柄前端点之间。
在本实施例中，手柄106倾斜布置，在其他可选的实施例中，手柄106基本竖直布置。在本实施例中，手柄106位于整机的尾部，在其他可选的实施例中，手柄106也可以位于整机的中部。
在本实施例中，入水端口104位于重心附近，具体的，位于重心前后5厘米或3厘米内，这样可以使得连接在其上的水管14重量也落在重心附近。入水端口104还位于手柄106附近，具体为，位于手柄106的前端点向前3厘米、5 厘米到后端点向后3厘米、5厘米之间，这样可以减少用户移动时水管14和其他物体相互缠绕或牵绊的概率。
为了提高便携性，在本实施例中，高压清洗机1的整机长度小于500毫米，优选的，整机长度400毫米或350毫米。当采用不同长度的喷头时，高压清洗机的整机长度会有所变化，如采用长枪喷头时，高压清洗机的整机长度可达到 1000毫米。优选的，高压清洗机1不加任何喷头时，高压清洗机1的本体的长度小于300或250毫米。高压清洗机1的整机高度小于250毫米或200毫米，整机宽度(不包括电池包)小于150或100毫米。
图3示意了本发明另外一种实施例的高压清洗机1，高压清洗机1具有分离设置的主机12和喷枪13。喷枪13用于手持手持操作。喷枪13上设有喷头 11。喷枪13和主机12通过水管14连接。主机内12设有电机2、传动机构3 和泵4。在优选的实施例中，主机12内还包括水箱15，水箱15能够存储一定量的水。这样可以使高压清洗机1在远离水源的地方工作。水箱15中的水通过泵4的加压后从水管14传输到喷枪13中，用户操作喷枪13指向待清洗的物体进行清洗。
以上不同的实施例中的高压清洗机1均含有泵4、电机2和连接电机2与泵4的传动机构3。如图4和图5所示。电机2为常见AC电机或者DC电机。电机2具有围绕其轴线转动的电机轴21。电机轴21向外输出旋转动力。传动机构3为保证密封性，通常具有包裹在外部的传动外壳30。传动外壳30上具有两个开口，一个开口使传动机构3与电机2连接，另一个开口使传动机构3 与泵4连接。泵4通过传动机构3受到电机2的驱动，对进入泵4的水增加水压，提升出水的清洗效果。
如图4所示，泵4具有包裹在外围的外壳46。外壳46具有密封的壳体，在外壳46的表面进水口431、出水口441和连接传动机构3的连接口。进水口 431用于和外部的水源连接或者水管、水枪连接。水从该进水口431进入泵4 的内部。优选地，进水口431的数量为一。当水在泵4的内部加压后，从出水口441排出。出水口441通常连通高压清洗机1的喷头11，这样喷头11可以喷出加压后的水。为了避免进出水的相互干扰，通常进水口431和出水口441 分开设置。优选地，出水口441的数量为一。为了装配方便，外壳46包括泵体 461和可拆卸的安装在泵体461上的上泵盖462和下泵盖463。上泵盖462和下泵盖463对称的安装在泵体461的两侧。上下泵盖通过螺栓等常见的固定方式固定连接到泵体461上。进水口431和出水口441均安装在泵体461上，并且出水口431和进水口441的开口方向相互垂直。当然在其他实施方式中，外壳 46也可以一体形成或者以本领域技术人员容易想到的多个零部件拼接形成。
以下详述本实施例的泵的具体结构。
如图5和图6所示，在外壳46内部，泵4具有一柱塞5。柱塞5用于对水进行加压。柱塞5为沿长度方向延伸的柱体。结合图5和图6可以看出，柱塞 5的长度延伸方向分别与进水口431的开口方向和出水口441的开口方向垂直。柱塞5可被驱动地沿其长度方向进行往复运动。在本发明实施例中，柱塞5安装连接至偏心机构7。偏心机构7一方面与柱塞5连接，另一方面固定连接至传动机构3。因此通过该偏心机构7，柱塞5受到电机2及传动机构3的驱动，实际做偏心往复运动。由于偏心往复运动的中心是传动机构3的旋转中心，并且该旋转中心的方向与柱塞5的长度延伸方向垂直，因此从柱塞5的延伸长度方向上看，即如图6所示的箭头OO’方向，柱塞5受到电机2及驱动机构3的驱动作直线往复运动。
如图6所示，泵4的内部还具有中央腔室41。中央腔室41内部中空。柱塞5优选地容纳在中央腔室41中。中央腔室41沿柱塞5的长度方向延伸。中央腔室41沿柱塞5长度方向上的尺寸大于柱塞5的长度，使得柱塞5在该方向上作往复运动时中央腔室41内始终具有空腔42。在如图6所示，当柱塞5移动至中央腔室41的下端时，空腔42位于中央腔室41的上端。如图7所示，当柱塞5移动至中央腔室41的上端时，空腔42位于中央腔室41的下端。
如图8所示，泵4还具有与中央腔室41分隔的进水腔、出水腔。进水腔连接进水口431，进水口431用于与外部的水源或者水管或者水龙头连接。外部的水源自进水口431进入到进水腔中。出水腔连接出水口441，经过加压后的高压水流从出水口441排出，并进入喷头11。进水腔和出水腔相互平行设置。在本实施例中，进水腔、出水腔和中央腔室41相互连通，形成贯通的连通通道。外部的水从进水腔进入，经过中央腔室41并最终从出水腔排出。在中央腔室 41中，水被柱塞5加压从而形成大于大气压的高压清洗水。进水腔包括了对称设置的第一进水腔432和第二进水腔433。从进水口431进入的水可以选择地进入第一进水腔432或第二进水腔433。中央腔室41分别连接第一进水腔432 和第二进水腔433。在本实施例中，第一进水腔432连接于中央腔室41的一端，第二进水腔433连接于中央腔室41的相对的另一端。泵4还包括使中央腔室 41分别与两进水腔连接的连接通道。在本实施例中，在中央腔室41的一端设有用于连接第一进水腔432的连接通道，在中央腔室41的另一端设有用于连接第二进水腔433的连接通道。连接通道的延伸方向与中央腔室41的延伸方向相互垂直。
而出水腔具有出水口441，并且出水腔同样包括了对称设置的第一出水腔 442和第二出水腔443。第一出水腔442和第二出水腔443同样分别连接中央腔室41，并且均连接到出水口441。在本实施例中，进水口431的开口方向与出水口441的开口方向相互垂直。第一出水腔442和第二出水腔443分别连接于中央腔室31的相对的一端。进一步地，第一出水腔442、第二出水腔443同样通过连接通道连接中央腔室41。也就是说，位于中央腔室41一端的连接通道把第一进水腔432、第一出水腔442和中央腔室41连接贯通，而位于中央腔室 41另一端的连接通道把第二进水腔433、第二出水腔443和中央腔室41连接贯通。进水腔、出水腔和中央腔室41相互平行设置，在中央腔室41的端部47 设有连通通道分别与进水腔和出水腔连通。
如图4所示，进水腔、出水腔和中央腔室41大部分位于泵体461内。上下泵盖分别具有形成中央腔室41的端部47的凹陷。当上下泵盖安装到泵体461 上时形成完整的中央腔室41。而在上泵盖462和下泵盖463上还设有连接通道。连接通道用于把进水腔、出水腔分别与中央腔室41连通起来。
在本发明中，泵4还包括单向阀单元6用于控制通道中水的通断。单向阀单元6包括对称设置的第一单向阀单元61和第二单向阀单元62。下面举第一单向阀单元61为例进行说明。在本实施例中，第一单向阀单元61包括了设置在第一进水腔432与中央腔室41之间的第一单向阀组件611和设置在中央腔室 41与第一出水腔442之间的第二单向阀组件612。第一单向阀组件611用于控制第一进水腔432与中央腔室41之间水流的通断，第二单向阀组件612用于控制第一出水腔442与中央腔室41之间水流的通断。当第一单向阀组件611打开时，第一进水腔432的水可以流向中央腔室41中。并且由于单向阀组件的单向导通作用，中央腔室41中的水并不会流向第一进水腔432。即第一单向阀组件 611控制水流只能从第一进水腔432向中央腔室41的方向移动。而当第一单向阀组件611关闭时，第一进水腔432的水无法移动进入中央腔室41，此时第一进水腔432与中央腔室41形成隔断。类似的，第二单向阀组件612打开时，中央腔室41中的水可以流向第一出水腔443，并且具有单向导通的作用。而第二单向阀组件612关闭时，中央腔室41中的无法流向第一出水腔443，水积聚在中央腔室41中。
在本发明中，中央腔室41中的柱塞5用于控制第一单向阀单元61的打开和关闭。特别地，柱塞5可同时地控制第一单向阀组件611打开，并且此时控制第二单向阀组件612关闭。柱塞5还可以同时控制第一单向阀组件611关闭，而此时控制第二单向阀组件612打开。也就是说，柱塞5可以同时控制第一单向阀组件611和第二单向阀组件612分别处于打开或关闭的不同状态。如图所示，定义柱塞5运动到中央腔室41的最下端为第一临界状态，在此状态下，柱塞5开始从最下端向上端运动。此时，第一单向阀组件611被打开，而此时第二单向阀组件612被关闭。因此水从第一进水腔432进入到中央腔室41中，并且不会从中央腔室41流出。水被积聚在中央腔室41内。然后柱塞5自中央腔室41的最下端继续向上端运动，并移动至中央腔室41的最上端，定义此时的柱塞5为第二临界状态。在该第二临界状态下，柱塞5开始自最上端向下端运动。此时，第一单向阀组件611被关闭，而第二单向阀组件612被打开。水无法从进水腔补充进入中央腔室41，原先位于中央腔室41内的水受到柱塞5的挤压而产生高压，并流向第一出水腔442从出水口441流至喷嘴11喷出。
类似的，柱塞5也可以控制第二单向阀单元62的打开和关闭。第二单向阀单元62包括第三单向阀组件621和第四单向阀组件622。第三单向阀组件621 设置在第二进水腔433和中央腔室41之间，而第四单向阀组件622设置在中央腔室41与第二出水腔443之间。当柱塞5处于第一临界状态时，第三单向阀组件621关闭而第四单向阀组件622打开，因此位于中央腔室41的水从第二出水腔443流出。而当柱塞5处于第二临界状态时，第三单向阀组件621打开而第四单向阀组件622关闭，因此水从第二进水腔433进入中央腔室41。所以第二单向阀单元62和第一单向阀单元61能够起到互补的作用，提升泵的泵水效率。在柱塞5从第一状态向第二状态的移动过程中，从进水口431进入的水通过第一进水腔432进入中央腔室41，并随着柱塞5的挤压从第二出水腔443排出出水口441。而在柱塞5从第二状态向第一状态的移动过程中，从进水口431进入的水通过第二进水腔433进入中央腔室41，并随着柱塞5的挤压从第一出水腔442排出出水口441，并通过喷嘴11喷出。
第一单向阀组件611包括单向阀门613和偏压单向阀门613的偏压件614。在柱塞5处于第二状态下，偏压件614产生偏压力使单向阀门613封闭第一进水腔432。而随着柱塞5从第二状态向第一状态移动，靠近单向阀门613的腔体体积逐渐变大，从而产生克服偏压件614的压力越来越大，最终使单向阀门 613打开，即第一单向阀组件611从关闭状态转变为打开状态。而第二单向阀组件612同样包括单向阀门615和偏压单向阀门615的偏压件616。而第二单向阀组件612的单向阀门615方向与偏压件616偏压方向与第一单向阀组件611 的单向阀门613方向与偏压件616的偏压方向正好相反。因此随着柱塞5从第二状态向第一状态移动，能够产生克服偏压件616的压力越来越小，并最终在偏压力的作用下单向阀门615封闭第一出水腔442。即第二单向阀组件612从打开状态转变为关闭状态。
由于第一单向阀单元61与第二单向阀单元62对称设置的关系，在柱塞5 从第二状态向第一状态移动过程中，第二单向阀单元62的第三单向阀组件621 相应地从打开状态转变为关闭状态，而第四单向阀组件622相应地从关闭状态转变为打开状态。
如图6所示，在垂直柱塞5长度方向的侧部，柱塞5具有用于安装偏心机构7的安装部50。在本实施例中，安装部50为向内凹陷的凹腔。并且安装部 50位于柱塞5的中心位置。偏心机构7通过安装轴承71固定在安装部50内。固定安装的形式并不限于通过安装轴承71，也可以包括扁方配合、花键配合等常见方式，当然，本领域技术人员可以想到的是偏心机构7也可以与柱塞5一体成型。偏心机构7包括偏心轴72和连接偏心轴72的转轴33。在本实施例中，偏心轴72与转轴33固定连接，连接的方式可以是一体成型。转轴33的中心和偏心轴72的中心相对偏心设置。转轴33上设有起支撑转轴33作用的支撑轴承 34。从图6可以看出，转轴33的中心与偏心轴72的中心之间的偏心距为d。传动机构3带动转轴33围绕转轴33的中心转动，而偏心轴72通过安装部50 和安装轴承71带动柱塞5围绕偏心轴72的中心转动。由于转轴33与偏心轴 72之间具有偏心距d，因此柱塞5相对转轴33作偏心旋转运动。
本实施例的传动机构3如图6所示。传动机构3为齿轮传动。传动机构3 包括连接在电机轴21上的小齿轮31、与小齿轮31啮合的大齿轮32。大齿轮 32与转轴33固定连接。在本实施例中，转轴33与电机轴21平行设置。通过大齿轮32和小齿轮31的啮合传动作用，电机轴21带动转轴33围绕其中心转动。由于偏心轴72与转轴33固定连接，因此偏心轴72也围绕转轴33的中心转动，因此偏心轴72带动柱塞5围绕转轴33的中心转动。因此电机2能够带动柱塞5作偏心运动。在该实施例中，电机2是通过一级的齿轮传动带动柱塞 5运动。
在如图9所示的另外一种实施例中，传动机构3包括分别连接在电机轴21 上的第一锥齿轮351和转轴33上的第二锥齿轮352。第一锥齿轮351和第二锥齿轮352相互啮合传动。电机轴21和转轴33垂直设置。而柱塞5同样安装部 50用于与相对与转轴33偏心设置的偏心轴72固定连接。通过第一锥齿轮351 和第二锥齿轮352的配合，电机2带动柱塞5作偏心运动。在该实施例中，电机2是通过一级的锥齿轮传动带动柱塞5运动。
在如图10所示的另外一种实施例中，电机2是通过多级的齿轮传动带动柱塞5运动。在该实施例中，传动机构3包括中间轴36以及传动连接中间轴36 的转轴33。中间轴36与电机轴21平行设置。中间轴36与电机轴21之间通过一级齿轮361传动连接。转轴33并不直接与电机轴21连接。转轴33与中间轴 21之间通过二级齿轮362传动连接。转轴33另一方面与柱塞5采用如前述几个实施例类似的偏心连接。转轴33与中间轴36平行设置。采用该种结构的优势是可以改变一级和二级齿轮之间的传动比，从而调节柱塞5的转动输出。
在如图11所示的另外一种实施例中，传动机构3还包括减速箱37。减速箱37内设有太阳行星齿轮组。电机轴21和转轴33分别与减速箱37传动连接。设置减速箱37的好处是能够进一步调节柱塞5的转动输出。
以上实施例中，柱塞5都是与偏心机构7连接，通过偏心机构7的偏心旋转运动带动柱塞5沿其长度方向上直线往复运动。当然，本发明并不限于柱塞 5与偏心机构7连接，柱塞5还可以与其他机构连接来实现沿其长度方向上的直线往复运动。如图12和图13所示的实施例中，柱塞5与曲柄连杆机构8相连接。曲柄连杆机构8包括相互连接的连杆81和曲柄82。连杆81的一端连接曲柄82，而连杆81的另一端连接柱塞5。而曲柄82的一端连接连杆81，曲柄 82的另一端连接于传动机构3。连杆81与曲柄82的连接处构成枢转点83，使得连杆81与曲柄82能够围绕枢转点83相对转动。如图12和图13所示，该曲柄连杆机构8能够将传动机构3的旋转运动转化为柱塞5在其长度方向上的往复运动。图12展示了在曲柄连杆机构8的作用下，柱塞5处于第一临界状态；而图13展示了柱塞5处于第二临界状态。
在图14至图15所示的实施例中，泵4具有连接传动机构3的主动轮51 和啮合主动轮51的从动轮52。泵4还包括分别设置在主动轮51对应两侧的第一腔室53和第二腔室54。第一腔室53与第二腔室54被主动轮51和从动轮52 隔离。第一腔室53连接有进水口431，第二腔室54连接有出水口441。主动轮 51或从动轮52的齿轮之间的空隙形成容纳水的运输腔55。如图14所示，主动轮51的旋转方向为顺时针方向，从动轮52的旋转方向相应为逆时针方向。随着主动轮51的旋转，运输腔55与第一腔室53连通，第一腔室53中的水进入运输腔55中，并向第二腔室54移动。在主动轮51的旋转过程中，泵4的壳体内壁48对运输腔55有密封作用，因此不会造成运输腔55内的水向外泄漏。当主动轮51旋转至运输腔55与第二腔室54连通的位置时，运输腔55内的水就移动进入第二腔室54中，并最终从出水口441向外排出。为了增加输送效率，第一腔室中53的水还可以进入至从动轮52的运输腔55中。经从动轮52运输至第二腔室54中。采用该种类型的泵的好处是整体结构更加紧凑。
如图15所示的侧面示意图，传动机构3包括与电机轴21传动连接的传动轴38。传动轴38通过齿轮啮合传动连接电机轴21。传动轴38与电机轴21平行设置。传动轴38上设有支撑轴承34。传动轴38沿其轴线延伸方向上与主动轮51连接。电机2转动带动传动轴38转动，而传动轴38带动主动轮51和从动轮52转动。在主动轮51和从动轮52转动过程中，水可以第一腔室53移动至第二腔室54。采用该种机构，传动机构3可以与泵4一体设置，从而进一步减小整体的体积尺寸。
如前所述，在传动机构3的一种或多种实施方案中，包括减速结构，如行星齿轮机构等。在泵及其配套的旋转-往复转换结构的输入转速范围一定的情况下，相比直接采用输出转速在该输入转速范围内的低转速电机，采用减速结构和高转速电机的合理配合能够显著降低电机和传动机构的整体重量和体积。在本实施例中，电机2的空载转速大于等于10000rpm或12000rpm或15000rpm 或20000rpm，传动机构3的减速结构的空载输出转速小于等于3000rpm或 2500rpm或2200rpm或2000rpm。传动机构3的减速结构的减速比在12:1至3:1 之间，如约10:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1等。相较直接使用低转速电机，本实施例的电机2的体积和重量都能够降低至一半以下，提高了高压清洗机1 的便携性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (34)

1.一种手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机采用直流进行供电，能够通过水管连接至外部水源；所述手持式高压清洗机包括：
外壳，外壳内部具有电机、连接电机的传动机构、受传动机构带动的泵，所述泵包括进水口和出水口，水自所述进水口进入所述泵的内部，且水在所述泵的内部加压后，从所述出水口向外排出；
用于握持的手柄,所述手柄形成于或者连接到所述外壳上，且所述手柄倾斜布置；
与所述泵的进水口连通的入水端口，所述入水端口用于连接水管，并由所述水管连接到外部水源；以及
喷头，和所述泵的出水口连通，所述外部水源的水经过所述泵的加压，从所述喷头向外喷出，
所述泵包括泵体、可拆卸的安装在所述泵体上的上泵盖和下泵盖、用于对水加压的柱塞以及中央腔室，所述柱塞的数量仅一个，所述中央腔室沿所述柱塞的长度方向延伸，所述上、下泵盖分别具有形成所述中央腔室的端部的凹陷；
所述泵还包括与所述中央腔室分隔的进水腔和出水腔，所述进水腔和所述出水腔位于所述柱塞的前侧，所述进水腔连接所述进水口，所述出水腔连接所述出水口，水从所述进水腔进入，经过所述中央腔室并最终从所述出水腔向外排出。
2.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述泵还包括连接所述柱塞的偏心机构，所述偏心机构驱动所述柱塞在所述中央腔室内往复运动。
3.根据权利要求2所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述偏心机构包括围绕中心轴线转动的转轴和偏心连接所述转轴的偏心轴，所述偏心轴连接所述柱塞从而使得所述柱塞相对所述转轴的中心作偏心往复运动。
4.根据权利要求3所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述柱塞的中心设有连接所述偏心轴的安装部，所述安装部与所述偏心轴之间设有安装轴承。
5.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机的整机重量小于等于3公斤。
6.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机的整机重量小于等于2公斤。
7.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机的重心位于手持式高压清洗机前后方向上的、手柄后端点往后8厘米至手柄前端点往前8厘米以内。
8.根据权利要求7所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机的重心位于手持式高压清洗机前后方向上的、手柄后端点至手柄前端点往前5厘米以内。
9.根据权利要求7所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述功能部件位于手柄的一端；所述手持式高压清洗机还包括电池包，电池包位于手柄的另一端。
10.根据权利要求7所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述功能部件的重心位置位于手柄前端点的前方；所述手持式高压清洗机还包括电池包，电池包的重心位置位于手柄前端点的后方。
11.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述手持式高压清洗机还包括电池包，所述功能部件和电池包中的至少一个部分的伸入到手柄中。
12.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述电机、传动机构和泵构成功能部件，所述功能部件的重量小于等于1000克，所述手持式高压清洗机还包括电池包，所述电池包的重量小于等于800克。
13.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机还包括电池包，电池包的额定电压在18-42V之间，容量在1.5-3Ah之间。
14.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述入水端口位于所述手持式高压清洗机的重心的前后5厘米内。
15.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述入水端口位于手柄的前端点向前5厘米到后端点向后5厘米之间。
16.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机的整机长度小于500毫米，高度小于等于250毫米。
17.根据权利要求1所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述传动机构包括减速结构，所述电机的空载转速大于等于10000rpm，所述减速结构的输出转速小于等于3000rpm。
18.根据权利要求17所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述电机的空载转速大于等于15000rpm，所述减速结构的输出转速小于等于2500rpm。
19.根据权利要求17所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述减速结构为行星齿轮结构。
20.根据权利要求17所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述减速结构的减速比在12:1至3:1之间，或在10:1至4:1之间。
21.一种手持式高压清洗机，其特征在于，能够通过水管连接至外部水源；所述手持式高压清洗机包括：
外壳，外壳内部具有电机、连接电机的传动机构、受传动机构带动的泵，所述泵包括进水口和出水口，水自所述进水口进入所述泵的内部，且水在所述泵的内部加压后，从所述出水口向外排出；
用于握持的手柄，所述手柄形成于或者连接到所述外壳上；
与所述泵的进水口连通的入水端口，所述入水端口用于连接水管，并由所述水管连接到外部水源；
喷头，和所述泵的出水口连通，所述外部水源的水经过所述泵的加压，从所述喷头向外喷出；以及
电池包，进行供电；
所述泵包括泵体、可拆卸的安装在所述泵体上的上泵盖和下泵盖、用于对水加压的柱塞以及中央腔室，所述柱塞的数量仅一个，所述中央腔室沿所述柱塞的长度方向延伸，所述上、下泵盖分别具有形成所述中央腔室的端部的凹陷；
所述传动机构调节所述柱塞的转动输出，所述泵、所述传动机构、所述电机由前向后布置，所述泵、传动机构和电机构成功能部件，所述功能部件位于所述手柄的一端，所述电池包位于所述手柄的另一端，使得所述手持式高压清洗机的重心位于所述手持式高压清洗机前后方向上的、手柄后端点往后8厘米至手柄前端点往前8厘米以内。
22.根据权利要求21所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机的重心位于手持式高压清洗机前后方向上的、手柄后端点至手柄前端点往前5厘米以内。
23.根据权利要求21所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述功能部件的重量小于等于1000克，所述电池包的重量小于等于800克。
24.根据权利要求21所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机的整机重量小于等于3公斤。
25.根据权利要求21所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述泵还包括连接所述柱塞的偏心机构，所述偏心机构驱动所述柱塞在所述中央腔室内往复运动。
26.根据权利要求25所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述偏心机构包括围绕中心轴线转动的转轴和偏心连接所述转轴的偏心轴，所述偏心轴连接所述柱塞从而使得所述柱塞相对所述转轴的中心作偏心往复运动。
27.根据权利要求26所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述柱塞的中心设有连接所述偏心轴的安装部，所述安装部与所述偏心轴之间设有安装轴承。
28.一种手持式高压清洗机，其特征在于，所述手持式高压清洗机采用直流进行供电，能够通过水管连接至外部水源；所述手持式高压清洗机包括：
外壳，外壳内部具有电机、连接电机的传动机构、受传动机构带动的泵，所述泵包括进水口和出水口，水自所述进水口进入所述泵的内部，且水在所述泵的内部加压后，从所述出水口向外排出；
用于握持的手柄，所述手柄形成于或者连接到所述外壳上；
与所述泵的进水口连通的入水端口，所述入水端口用于连接水管，并由所述水管连接到外部水源；
喷头，和所述泵的出水口连通，所述外部水源的水经过所述泵的加压，从所述喷头向外喷出；
所述泵包括泵体、可拆卸的安装在所述泵体上的上泵盖和下泵盖、用于对水加压的柱塞以及中央腔室，所述柱塞的数量仅一个，所述中央腔室沿所述柱塞的长度方向延伸，所述上、下泵盖分别具有形成所述中央腔室的端部的凹陷；
所述传动机构包括减速结构，所述电机的空载转速大于等于10000rpm，所述减速结构的输出转速小于等于3000rpm，所述传动机构还包括包裹在外部的传动外壳，所述传动外壳具有两个开口，一个开口使所述传动机构与所述电机连接，另一个开口使传动机构与所述泵连接。
29.根据权利要求28所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述电机的空载转速大于等于15000rpm，所述减速结构的输出转速小于等于2500rpm。
30.根据权利要求28所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述减速结构为行星齿轮结构。
31.根据权利要求28所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述减速结构的减速比在12:1至3:1之间，或在10:1至4:1之间。
32.根据权利要求28所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述泵还包括连接所述柱塞的偏心机构，所述偏心机构驱动所述柱塞在所述中央腔室内往复运动。
33.根据权利要求32所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述偏心机构包括围绕中心轴线转动的转轴和偏心连接所述转轴的偏心轴，所述偏心轴连接所述柱塞从而使得所述柱塞相对所述转轴的中心作偏心往复运动。
34.根据权利要求33所述的手持式高压清洗机，其特征在于，所述柱塞的中心设有连接所述偏心轴的安装部，所述安装部与所述偏心轴之间设有安装轴承。
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