CN216278329U - 快速充气的充气泵 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及充气泵的技术领域，公开了快速充气的充气泵，包括机体，机体内设有控制器、鼓风机以及充气管，充气管的外端显露在机体外，形成充气口，充气管的内端设有活塞头，机体内设有电机，电机通过传动结构驱动活塞头在充气管内往返移动；充气管上设有连通管，鼓风机通过连通管连通充气管，连通管内设有单向阀；当充气泵进行充气时，控制器控制鼓风机低压重启，直至充气压力达到转换设定值后，控制器控制鼓风机停止充气，同时，控制器控制电机带动活塞头在充气管内往返移动，以实现高压充气，直至充气压力达到额定设定值，控制器控制电机停止运作；这样，通过低压高压依序转换充气，可以实现快速充气的效果。

Description

快速充气的充气泵
技术领域
本实用新型专利涉及充气泵的技术领域，具体而言，涉及快速充气的充气泵。
背景技术
充气泵是通过马达的运转来工作，通过马达运转，将气体打入待充气物体，如轮胎、航船垫等等，其可以实现自动充气的效果。
目前，充气泵都是采用单一充气方式，也就是通过马达驱动运转，实现给待充气物体进行打气，由于待充气物体在充气前以及充气过程的压力是变化的，随着充气，其压力越来越大，这样，单一充气方式则导致充气效率过低，充气时间长的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供快速充气的充气泵，旨在解决现有技术中，充气泵充气效率低的问题。
本实用新型是这样实现的，快速充气的充气泵，包括机体，所述机体内设有控制器、鼓风机以及充气管，所述充气管的外端显露在机体外，形成充气口，所述充气管的内端设有活塞头，所述机体内设有电机，所述电机通过传动结构驱动活塞头在充气管内往返移动；所述充气管上设有连通管，所述鼓风机通过连通管连通充气管，所述连通管内设有单向阀，所述单向阀限定气体由连通管向充气管单向流通；
当所述充气泵进行充气时，所述控制器控制鼓风机低压重启，直至充气压力达到转换设定值后，所述控制器控制鼓风机停止充气，同时，所述控制器控制电机带动活塞头在充气管内往返移动，以实现高压充气，直至充气压力达到额定设定值，所述控制器控制电机停止运作。
进一步的，所述机体内设有放气管，所述放气管的外端显露在机体外，形成放气口，所述放气管的内端通过连通管连通充气管。
进一步的，所述充气管包括小径段以及大径段，所述小径段的外端显露在机体外，形成所述充气口，所述小径段的内端与大径段的外端对接连通；所述大径段的直径大于小径段的直径，所述活塞头活动置于大径段中，当所述控制器控制电机带动活塞头运动时，所述活塞头在所述大径段内往返移动。
进一步的，所述活塞头具有活塞杆，所述活塞杆延伸至充气管外，形成连接端，所述传动结构为转动盘，所述连接端与转动盘偏心连接；所述电机驱动所述转动盘转动，所述转动盘通过活塞杆驱动活塞头在充气管内往返移动。
进一步的，所述转动盘上凸设有偏心块，所述活塞杆的连接端与偏心块活动连接。
进一步的，所述活塞杆的连接端设有轴孔，所述偏心块活动插设在所述轴孔中。
进一步的，所述机体内设有套筒，所述转动盘置于套筒中，所述活塞杆的连接端延伸至套筒内。
进一步的，所述转动盘的外周设有外齿轮，所述电机具有转动轴，所述转动轴上设有齿轮套，所述齿轮套与转动盘的外齿轮啮合。
进一步的，所述鼓风机内置在放气管的内部。
进一步的，所述连通管包括形成在充气管上的第一管段以及形成在放气管上的第二管段，所述第一管段与第二管段对接连通。
进一步的，所述控制器内设有控制电路，用于控制充气泵的运行状态，包括为充气泵提供电能的电源、电源开关、一个控制单元和两个选择开关，每一个所述选择开关都具有与所述电源连接的输入端、与充气泵连接的输出端、接地端以及与所述控制单元连接的控制端，所述两个选择开关的输出端分别与充气泵的一个接线端连接，所述选择开关的输出端依据来自所述控制单元的选择信号可选择地与所述选择开关的输入端或接地端接通；
当第一选择开关的输出端与该选择开关的输入端或接地端接通时，第二选择开关的输出端相应地与该选择开关的接地端或输入端接通。
进一步的，每个所述选择开关包括两个导通电位不同的场效应管，第一场效应管的源极/漏极作为所述选择开关的输入端，所述第一场效应管的漏极/源极与第二场效应管的源极/漏极连接并作为所述选择开关的输出端，所述第二场效应管的漏极/源极作为所述选择开关的接地端，所述两个场效应管的栅极连接后作为所述选择开关的控制端。
进一步的，所述两个场效应管可以为N沟道场效应管或P沟道场效应管。
进一步的，所述控制单元包括一个触发器以及两个三极管，所述两个三极管的基极分别与所述触发器的两个输出端连接，所述两个三极管的集电极分别与所述两个选择开关的控制端连接，所述两个三极管的发射极均与地接通，所述触发器输出高、低电平信号使所述两个三极管中的一个导通而另一个截止。
进一步的，所述触发器为RS触发器或JK触发器或D触发器。
与现有技术相比，本实用新型提供的快速充气的充气泵，利用充气口对待充气物体进行重启时，控制器先控制鼓风机低压重启，可以将待充气物体快速充气，直至充气压力到达转换设定值，控制则停止鼓风机，启动电机驱动活塞头往返移动充气，实现高压状态下高压充气，直至充气压力达到额定设定值，这样，通过低压高压依序转换充气，可以实现快速充气的效果。
附图说明
图1是本实用新型提供的快速充气的充气泵的立体示意图；
图2是本实用新型提供的快速充气的充气泵的局部立体示意图；
图3是本实用新型提供的快速充气的充气泵的立体爆炸示意图；
图4为本实用新型提供的充气泵的控制电路的原理框图；
图5为本实用新型提供的充气泵的控制电路的拓扑结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
参照1-5图所示，为本实用新型提供的较佳实施例。
快速充气的充气泵，包括机体100，机体100内设有控制器800、鼓风机501以及充气管，控制器800对整个充气泵的充气等操作起到控制作用。充气管的外端显露在机体100外，形成充气口102，充气管的内端设有活塞头700，机体100内设有电机400，电机400通过传动结构驱动活塞头700在充气管内往返移动；电机400通过传动结构驱动活塞头700，使得活塞头700可以在充气管内往返移动，活塞头700在往返移动的同时，则实现往充气管的充气口102输出器体的作用，且可以在高压状态下输出气体。
充气管上设有连通管300，鼓风机501通过连通管300连通充气管，连通管300内设有单向阀500，单向阀500限定气体由连通管300向充气管单向流通；这样，鼓风器工作时，可以驱动气体通过充气管的充气口102排出。
当充气泵进行充气时，控制器800控制鼓风机501低压重启，直至充气压力达到转换设定值后，控制器800控制鼓风机501停止充气，同时，控制器800控制电机400带动活塞头700在充气管内往返移动，以实现高压充气，直至充气压力达到额定设定值，控制器800控制电机400停止运作。
上述提供的快速充气的充气泵，利用充气口102对待充气物体进行重启时，控制器800先控制鼓风机501低压重启，可以将待充气物体快速充气，直至充气压力到达转换设定值，控制则停止鼓风机501，启动电机400驱动活塞头700往返移动充气，实现高压状态下高压充气，直至充气压力达到额定设定值，这样，通过低压高压依序转换充气，可以实现快速充气的效果。
本实施例中，机体100包括上壳1011以及下壳1012，上壳1011与下壳1012上下夹合在一起，围合形成内部具有空间的机体100，当然，机体100也可以是其他部件围合而成，不仅限制于本实施例中的上壳1011与下壳1012围合方式。
机体100内设有放气管203，放气管203的外端显露在机体100外，形成放气口101，放气管203的内端通过连通管300连通充气管。当需要对物体进行快速放气时，可以与放气管203的放气口101连接，此时，物体内的气体通过放气管203，再经由连通管300，由充气管的充气口102排出。
充气管包括小径段201以及大径段202，小径段201的外端显露在机体100外，形成充气口102，小径段201的内端与大径段202的外端对接连通；大径段202的直径大于小径段201的直径，活塞头700活动置于大径段202中，当控制器800控制电机400带动活塞头700运动时，活塞头700在大径段202内往返移动。
活塞头700置于大径段202中，当活塞头700在大径段202中往返移动时，可以将气体推向小径段201，增强其高压充气的效率，可以满足更高压力的充气操作。
活塞头700具有活塞杆701，活塞杆701延伸至充气管外，形成连接端402，传动结构为转动盘404，连接端402与转动盘404偏心连接；电机400驱动转动盘404转动，转动盘404通过活塞杆701驱动活塞头700在充气管内往返移动。
电机400驱动转动盘404转动，由于活塞杆701的连接端402与转动盘404偏心连接，这样，转动盘404的转动则可以带动活塞杆701的往返移动，从而带动活塞头700在充气管内的往返移动。
转动盘404上凸设有偏心块403，活塞杆701的连接端402与偏心块403活动连接，这样，便于连接端402与转动盘404之间的偏心连接。
活塞杆701的连接端402设有轴孔702，偏心块403活动插设在轴孔702中，这样，活塞杆701的连接段与转动盘404通过轴孔702与偏心块403之间配合连接，活塞杆701在往返移动的同时，可以保持连接端402与转动盘404之间的活动连接，使得活塞头700的往返移动更为顺畅。
机体100内设有套筒401，转动盘404置于套筒401中，活塞杆701的连接端402延伸至套筒401内，这样，活塞杆701的连接端402与转动盘404之间的配合在套筒401内，可以使得两者之间的传动配合定位更为准确。
转动盘404的外周设有外齿轮411，电机400具有转动轴409，转动轴409上设有齿轮套410，齿轮套410与转动盘404的外齿轮411啮合。或者，作为其他实施例，也可以采用其它结构配合，实现点击与转动盘404之间的动力传递。
鼓风机501内置在放气管203的内部，可以简化结构的布置。
连通管300包括形成在充气管上的第一管段以及形成在放气管203上的第二管段，第一管段与第二管段对接连通。这样，便于充气泵的装配，且便于后续的维修等，单向阀500可以设置在第一管段，也可以设置在第二管段，具体可视实际需要而定。
请参阅图4-5，为控制电路的一个具体实施例的原理框图。在图4-5中，为了作图方便，在图中示出两个电源单元和两个电源保护单元，然而，事实上，左右两个电源单元表示的是同一个电源单元31，左右两个电源保护单元表示的也是同一个电源保护单元34。
本实施例中，控制器800包括控制电路，用于控制充气泵的运行状态，控制电路包括：一个电源单元31、一个控制单元32、两个选择开关331、332、一个电源保护单元34、一个充气速度控制单元35以及一个电源开关36。
其中，电源单元31用于为各个单元提供工作电压。该电源单元31可以是将电网中的相线(火线)电压经过降压、整流滤波后，转变为各个电路所需的工作电压；也可以是直流电压源(例如，+6V的电源)。
选择开关331、332具有四个接线端，分别为输入端、输出端、接地端以及控制端，其中，输出端可以选择性地与输入端连接或与接地端连接或断开(既不与输入端连接，又不与接地端连接)。选择开关331、332的输入端与电源单元31连接，选择开关331、332的输出端与充气泵连接，选择开关331、332的控制端与控制单元32连接，选择开关331、332的接地端与地连接。在使用时，选择开关331、332的输出端依据来自控制单元32的选择信号选择性地与输入端连接或与接地端连接或断开。
控制单元32用于向选择开关331、332输出选择信号，以使选择开关331、332的输出端选择性地与输入端连接或与接地端连接或断。
充气泵在工作时，充气泵的线圈会产生反向电压，这个反向电压会对电源单元31造成损坏，因此，在电源单元31和充气泵之间设置电源保护单元34，以对电源单元31进行保护。电源保护单元34直接连接在电源单元31与充气泵之间。
充气速度控制单元35是通过控制电流流过充气泵的时间来控制充气泵的充气速度。因此，在实际应用中，只要将充气速度控制单元35设置在能够将充气泵的电流通路接通或断开的位置，如：可以将充气速度控制单元35设置在选择开关331、332的接地端与地之间，或者设置在电源单元31与选择开关331、332的输入端之间，或者设置在充气泵与选择开关331、332的输出端之间。
电源开关36用于控制整个充气泵控制电路与电源的通断，相当于电源总开关。在开始使用电子血压计时，首先将电源开关36接通，再进行转向控制、充气速度控制等其它操作。在结束使用电子血压计时，只要将电源开关36断开，就可以防止控制单元32或充气速度控制单元35的误操作而使充气泵错误运行。
下面介绍充气泵控制电路的拓扑结构图，请参阅图4。
其中，电源单元31包括电源、第一电阻R1、第二电阻R2、开关K1以及稳压模块。
控制单元32包括D触发器、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6。
选择开关331、332包括第一P沟道耗尽型场效应管(以下称第一场效应管)T1、第二P沟道耗尽型场效应管(以下称第四场效应管)T4、第一N沟道耗尽型场效应管(以下称第二场效应管)T2以及第二N沟道耗尽型场效应管(以下称第三场效应管)T3，其中，第一场效应管T1和第二场效应管T2组成第一选择开关331，第三场效应管T3和第四场效应管T4组成第二选择开关332。
电源保护单元34包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4以及第一电容C1。
充气速度控制单元35包括第七电阻R7、第八电阻R8，第二电容C2以及第五场效应管T5。
电源开关36包括第九电阻R9以及第六场效应管T6。
下面说明电源单元31、控制单元32、选择开关331、332、电源保护单元34、充气速度控制单元35以及电源开关36中各电子元件的连接关系。本实施例中充气泵使用5V的电压。
电源单元31中电源为+6V的电源，也可以是大于+6V的其它直流电源，电源通过第一电阻R1后接入稳压模块的输入端Vin。第二电阻R2和开关K1串联后，将第二电阻R2与开关K1连接的相对端以及开关K1与第二电阻R2连接的相对端分别接稳压模块的输入端Vin和输出端Vout，即将第二电阻R2和开关K1串联后与稳压模块并联。在该电源单元31中，第二电阻R2为短路电阻。当电源的电压大于充气泵所需的电压时，断开开关K1，来自电源的电压经稳压模块降压后为充气泵以及其它需要供电的电子元件提供电压。当电源的电压等于充气泵所需的电压时，接通开关K1，来自电源的电压可以直接经第二电阻R2向充气泵以及其它需要供电的电子元件提供电压。这种由第二电阻R2直接供电的方式，可以减少稳压模块对电能的损耗，从而提高电源的效率。本实施例中稳压模块可以采用AMS公司的稳压器1117-3.3V。
在选择开关331、332中，第一场效应管T1和第二场效应管T2的漏极相连后作为第一选择开关331的输出端与充气泵的第一接线端1连接，第三场效应管T3和第四场效应管T4的漏极相连后作为第二选择开关332的输出端与充气泵的第二接线端2连接。第一场效应管T1和第四场效应管T4的源极分别作为第一选择开关331和第二选择开关332的输入端与稳压模块的输出端Vout相连。第二场效应管T2和第三场效应管T3的源极分别作为第一选择开关331和第二选择开关332的接地端与第五场效应管T5的源极连接。第一场效应管T1和第二场效应管T2的栅极连接后作为第一选择开关331的控制端，第三场效应管T3和第四场效应管T4的栅极连接后作为第二选择开关332的控制端。
在控制单元32中，第一三极管Q1的基极通过第六电阻R6与D触发器的Q输出端连接，第一三极管Q1的集电极与第三场效应管T3和第四场效应管T4的栅极连接，同时通过第五电阻R5与稳压模块的输出端Vout相连，第一三极管Q1的发射极与电子血压计的机壳连接。第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4与D触发器的/Q输出端连接，第二三极管Q2的集电极与第一场效应管T1和第二场效应管T2的栅极连接，同时通过第三电阻R3与稳压模块的输出端Vout相连，第二三极管Q2的发射极与电子血压计的机壳连接。
在电源保护单元34中，第一二极管D1的阴极以及第二二极管D2的阳极与充气泵的第一接线端1连接，第三二极管D3的阴极以及第四二极管D4的阳极与充气泵的第二接线端2连接。第一二极管D1和第三二极管D3的阳极与电子血压计的机壳连接。第二二极管D2和第四二极管D4的阴极与稳压模块的输出端Vout连接，同时，通过第一电容C1与电子血压计的机壳连接。
在充气速度控制单元35中，第五场效应管T5的栅极通过第七电阻R7和第八电阻R8与第一微控制器的TXA0输出端(图中未示出)连接，并由第一微控制器中的速度控制信号单元输出速度控制信号。第五场效应管T5的源极与第三场效应管Q3的源极连接，第五场效应管T5的漏极与第六场效应管T6的源极连接。第二电容C2的一端与第七电阻R7和第八电阻R8相互连接的一端连接，第二电容C2的另一端与第五场效应管T5的源极连接。在使用过程中，第一微控制器向第五场效应管T5输出PWM调制波。第二电容C2可以将来自第一微控制器的一些噪音(尖波)去掉，避免由于电路中的噪音而影响第五场效应管T5的导通或截止的时间，以更好地控制充气泵的充气速度。
电源开关36中的第六场效应管T6的栅极通过第九电阻R9与第一微控制器的PUMPC输出端(图中未示出)连接，并由第一微控制器中的电源控制单元输出电源接通或断开的信号，第六场效应管T6的源极与第五场效应管T5的漏极连接，第六场效应管T6的漏极与机壳连接。
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 (15)

1.快速充气的充气泵，其特征在于，包括机体，所述机体内设有控制器、鼓风机以及充气管，所述充气管的外端显露在机体外，形成充气口，所述充气管的内端设有活塞头，所述机体内设有电机，所述电机通过传动结构驱动活塞头在充气管内往返移动；所述充气管上设有连通管，所述鼓风机通过连通管连通充气管，所述连通管内设有单向阀，所述单向阀限定气体由连通管向充气管单向流通；
当所述充气泵进行充气时，所述控制器控制鼓风机低压重启，直至充气压力达到转换设定值后，所述控制器控制鼓风机停止充气，同时，所述控制器控制电机带动活塞头在充气管内往返移动，以实现高压充气，直至充气压力达到额定设定值，所述控制器控制电机停止运作。
2.如权利要求1所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述机体内设有放气管，所述放气管的外端显露在机体外，形成放气口，所述放气管的内端通过连通管连通充气管。
3.如权利要求1或2所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述充气管包括小径段以及大径段，所述小径段的外端显露在机体外，形成所述充气口，所述小径段的内端与大径段的外端对接连通；所述大径段的直径大于小径段的直径，所述活塞头活动置于大径段中，当所述控制器控制电机带动活塞头运动时，所述活塞头在所述大径段内往返移动。
4.如权利要求1或2所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述活塞头具有活塞杆，所述活塞杆延伸至充气管外，形成连接端，所述传动结构为转动盘，所述连接端与转动盘偏心连接；所述电机驱动所述转动盘转动，所述转动盘通过活塞杆驱动活塞头在充气管内往返移动。
5.如权利要求4所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述转动盘上凸设有偏心块，所述活塞杆的连接端与偏心块活动连接。
6.如权利要求5所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述活塞杆的连接端设有轴孔，所述偏心块活动插设在所述轴孔中。
7.如权利要求5所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述机体内设有套筒，所述转动盘置于套筒中，所述活塞杆的连接端延伸至套筒内。
8.如权利要求4所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述转动盘的外周设有外齿轮，所述电机具有转动轴，所述转动轴上设有齿轮套，所述齿轮套与转动盘的外齿轮啮合。
9.如权利要求2所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述鼓风机内置在放气管的内部。
10.如权利要求1或2所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述连通管包括形成在充气管上的第一管段以及形成在放气管上的第二管段，所述第一管段与第二管段对接连通。
11.如权利要求1或2所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述控制器内设有控制电路，用于控制充气泵的运行状态，包括为充气泵提供电能的电源、电源开关、一个控制单元和两个选择开关，每一个所述选择开关都具有与所述电源连接的输入端、与充气泵连接的输出端、接地端以及与所述控制单元连接的控制端，所述两个选择开关的输出端分别与充气泵的一个接线端连接，所述选择开关的输出端依据来自所述控制单元的选择信号可选择地与所述选择开关的输入端或接地端接通；
当第一选择开关的输出端与该选择开关的输入端或接地端接通时，第二选择开关的输出端相应地与该选择开关的接地端或输入端接通。
12.如权利要求11所述的快速充气的充气泵，其特征在于，每个所述选择开关包括两个导通电位不同的场效应管，第一场效应管的源极/漏极作为所述选择开关的输入端，所述第一场效应管的漏极/源极与第二场效应管的源极/漏极连接并作为所述选择开关的输出端，所述第二场效应管的漏极/源极作为所述选择开关的接地端，所述两个场效应管的栅极连接后作为所述选择开关的控制端。
13.如权利要求12所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述两个场效应管可以为N沟道场效应管或P沟道场效应管。
14.根据权利要求11所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述控制单d元包括一个触发器以及两个三极管，所述两个三极管的基极分别与所述触发器的两个输出端连接，所述两个三极管的集电极分别与所述两个选择开关的控制端连接，所述两个三极管的发射极均与地接通，所述触发器输出高、低电平信号使所述两个三极管中的一个导通而另一个截止。
15.根据权利要求14所述的快速充气的充气泵，其特征在于，所述触发器为RS触发器或JK触发器或D触发器。
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