手持式电动气泵的制作方法

本发明涉及一种气泵，特别是涉及一种手持式电动气泵。

背景技术：

手持式电动气泵是一种通过电动机驱动，用于完成一些充气工作，例如对气球、篮球、游泳圈及汽车轮胎等需要充气操作，同时也适用于机加工或者机械装配过程中需要进行充气的场合。与以往的手动工具相比，手持式电动气泵的出现极大的方便了工人或者使用者的日常充气及加工作业时的需求。

然而，现有的手持式电动气泵内的活塞在缸体内进行活塞运动时需要在缸体上设置专门的入气口，供外部气体进入缸体内部，并且需要在入气口内设置单向阀，防止活塞泵气时气体通过入气口溢出，设置入气口及单向阀需要占用缸体上的空间，而手持式气泵内部空间是有限的，这意味着缸体的可用体积减少了。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种手持式电动气泵，对活塞及缸体的结构进行优化，提高气泵缸体内部空间利用率，进而提高气泵充气效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种手持式电动气泵包括：气泵本体、传动模组、电源、缸体、活塞及驱动板；

所述气泵本体包括外壳及铜头，所述外壳开设有出气口，所述铜头设置于所述外壳的内侧壁上，且所述铜头与所述出气口连通；

所述传动模组包括马达、主动齿轮及减速齿轮，所述马达容置于所述外壳内，所述主动齿轮安装于所述马达的输出轴上，所述减速齿轮与所述主动齿轮啮合，所述减速齿轮上设置有偏心台；

所述电源设置于所述外壳远离所述出气口的一端上；

所述驱动板安装于所述外壳上，且所述驱动板分别与所述马达及所述电源电连接；

所述缸体开设有过渡腔及气腔，所述气腔与所述过渡腔连通，所述铜头与所述缸体的外壁连接，且所述铜头与所述过渡腔连通；

所述活塞包括连杆、外接环及活塞环，所述连杆及所述外接环为一体成型结构，所述外接环罩设于所述偏心台上，所述活塞环套置于所述连杆远离所述外接环的一端上，所述活塞环位于所述气腔内，且所述活塞环的外壁与所述气腔的内壁贴合，所述活塞环的外径由靠近所述过渡腔的一侧向远离所述过渡腔的一侧递减，马达旋转用于驱动所述活塞环沿所述气腔内壁往复移动。

在其中一个实施例中，所述偏心台为圆柱体结构。

在其中一个实施例中，所述外接环的内径大于所述偏心台的直径。

在其中一个实施例中，所述活塞环包括紧固块及形变块，所述紧固块套置于所述连杆上，所述形变块设置于所述紧固块的外壁上，且与所述气腔的内壁贴合。

在其中一个实施例中，所述形变块呈圆环状，且所述形变块的外径由靠近所述过渡腔的一端向远离所述过渡腔的一端递减。

在其中一个实施例中，所述外接环内嵌置有轴承。

在其中一个实施例中，还包括单向阀，所述单向阀嵌置于所述过渡腔内。

在其中一个实施例中，所述外壳设置有持握部及工作部，所述马达位于所述持握部内，所述活塞及所述缸体均位于所述工作部内。

在其中一个实施例中，所述持握部的轴线及所述工作部的轴线相互垂直。

在其中一个实施例中，所述主动齿轮及所述减速齿轮均为直齿轮。

上述手持式电动气泵通过设置气泵本体、传动模组、电源、缸体及活塞，传动模组用于驱动活塞在缸体内进行活塞运动以对外部零件充气，并且对活塞及缸体的结构进行调整，提高气泵的充气率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例中的手持式电动气泵的结构示意图；

图2为图1所示的手持式电动气泵内部泵体的爆炸示意图；

图3为本发明一实施例中偏心台位于近点位置处时活塞在缸体内的工作状态示意图；

图4为图3所示活塞在缸体内进行活塞运动时中间状态的结构示意图；

图5为图3所示偏心台位于远点位置处时活塞在缸体内的工作状态示意图；

图6为本发明一实施例中的电源的爆炸视图；

图7为外壳的持握部的局部结构示意图；

图8为图5在a处的局部放大示意图；

图9为偏心台运动轨迹中四个象限点的分布示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种手持式电动气泵10包括：气泵本体100、传动模组200、电源300、缸体400活塞500及驱动板130，电源300用于对传动模组200提供电能，以使传动模组200驱动活塞500在缸体400内做活塞运动，且活塞500上设置有缓冲结构，减少活塞500运动时的摆幅，减少活塞运动时活塞500与缸体400之间的磨损量。

请参阅图1及图2，气泵本体100包括外壳110及铜头120，外壳110开设有出气口，铜头120设置于外壳110的内侧壁上，且铜头120与出气口连通；传动模组200包括马达210、主动齿轮220及减速齿轮230，具体的，主动齿轮220及减速齿轮230均为直齿轮。马达210容置于外壳110内，主动齿轮220安装于马达210的输出轴上，减速齿轮230与主动齿轮220啮合，减速齿轮230上设置有偏心台231；电源300设置于外壳110远离出气口的一端上，驱动板130安装于外壳110上，且驱动板130分别与马达210及电源300电连接，电源300通过驱动板130向马达210供电；其中偏心台231的中心线与减速齿轮230的中心轴线平行，偏心台231的中心线到减速齿轮230的中心轴线的距离为偏心台231的回转半径。

马达210启动时会带动主动齿轮220旋转，主动齿轮220旋转时，减速齿轮230随之旋转，且减速齿轮230上的偏心台231以减速齿轮230的轴心线为中心开始旋转，并且在旋转过程中拨动活塞500在缸体400内作活塞运动。其中，铜头120位于外壳110的出气口处，用以与外部打气管连接，通过打气管将手持式电动气泵10产生的压缩气体通入需要充气的产品内部。

请参阅图3，缸体400开设有过渡腔410及气腔420，气腔420与过渡腔410连通，铜头120与缸体400的外壁连接，且铜头120与过渡腔410连通；即缸体400内部有两腔体，活塞500位于气腔420内，并且在气腔420内部进行活塞运动，将空气压缩并挤入过渡腔410内，亦即气腔420处对空气进行压缩，经压缩的空气被输入过渡腔410内稳压，当手持式电动气泵10与待充气产品接通时，过渡腔410内的压缩气体同于产品内部。

请参阅图2及图3，活塞500包括连杆510、外接环520及活塞环530，连杆510及外接环520为一体成型结构，外接环520罩设于偏心台231上，且偏心台231的外壁与外接环520的内壁相切，活塞环530套置于连杆510远离外接环520的一端上，活塞环530位于气腔420内，且活塞环530的外壁与气腔420的内壁贴合，活塞环530的外径由靠近过渡腔410的一侧向远离过渡腔410的一侧递减，马达210旋转用于驱动活塞环530沿气腔420内壁往复移动。

活塞环530沿气腔420内壁往复移动过程中，缸体400内气压会随之发生变化，具体的，活塞环530向靠近过渡腔410方向移动时，气腔420内靠近过渡腔410一侧的气压增大，此时作用在活塞环530靠近过渡腔410的那一端上的压力要大于作用在活塞环530远离过渡腔410一端上的压力，又由于活塞环530的外径是由靠近过渡腔410的一侧向远离过渡腔410的一侧递减的，即此时作用在活塞环530上的气压合力会使活塞环530外壁与气腔420内壁紧贴，提高气泵在泵气过程中的气密性；反之，当活塞环530向远离过渡腔410方向移动时，气腔420内远离过渡腔410一侧的气压增大，此时作用在活塞环530远离过渡腔410的那一端上的压力要大于作用在活塞环530靠近过渡腔410一端上的压力，又由于活塞环530的外径是由靠近过渡腔410的一侧向远离过渡腔410的一侧递减的，即此时作用在活塞环530上的气压合力会使活塞环530外壁与气腔420内壁之间产生间隙供外部气体进入，完成进气动作。如此在泵气过程不需要在缸体上设置专门的进气结构，节省了缸体内有限的空间，进而提高了活塞运动时产生的压缩气体的量，从而提高气泵的供气效率。

外接环520呈圆环状结构，偏心台231回转过程会拨动外接环520随之发生位移，而活塞环530始终位于气腔420内，气腔420的内壁限制活塞环530的活动范围，使其仅可以沿气腔420的内壁做直线位移，即活塞运动，其运动顺序可参阅图3至图5。

请参阅图7及图8，进一步的，为了提高活塞环530的使用寿命且提高活塞运动输送气体的效率，活塞环530包括紧固块531及形变块532，紧固块531套置于连杆510上，形变块532设置于紧固块531的外壁上，且与气腔420的内壁贴合，紧固块531及形变块532为一体成型结构。形变块532呈圆环状，且形变块532的外径由靠近过渡腔410的一端向远离过渡腔410的一端递减。

请参阅图7及图8，紧固块531用于与连杆510连接，形变块532与气腔420的内壁贴合提高活塞环530与气腔420内壁的密封程度，通过活塞环530将气腔420分割成压缩段421及缓冲段422，其中压缩段421与过渡腔410连通，当活塞环530向靠近过渡腔410的方向移动时，压缩段421的体积变小，且压缩段421内的空气被压缩，压强变大，并被挤入过渡腔410内；当活塞环530向远离过渡腔410的方向移动时，压缩段421的体积变大，压缩段421内的气压变小，此时缓冲段422的气压大于压缩段421内的气压，缓冲段422的空气进入压缩段421内，并且在下一次活塞运动中被压缩，进入过渡腔410内。

请一并参阅图3、图4及图5，需要说明的是，在活塞环530向靠近过渡腔410的方向移动时，压缩段421内的气压是大于缓冲段422内的气压的，即此时作用在活塞环530上的气压合力的方向是由靠近过渡腔410处指向远离过渡腔410处，又由于形变块532的外径由靠近过渡腔410的一端向远离过渡腔410的一端递减的，此时气压的合力作用在形变块532靠近过渡腔410的端面上，促使形变块532张开，使得形变块532与气腔420内壁贴合得更紧，保持压缩空气使活塞环530与气腔420之间的密封程度；在活塞环530向远离过渡腔410的方向移动时，压缩段421内的气压是小于缓冲段422内的气压的，即此时作用在活塞环530上的气压合力的方向是由远离过渡腔410处指向靠近过渡腔410处，又由于形变块532的外径由靠近过渡腔410的一端向远离过渡腔410的一端递减的，即形变块成圆台状，此时气压的合力作用在形变块532远离过渡腔410的端面上，即圆台的锥面上，该气压合力会使形变块532发生轻微变形，使形变块532外壁与气腔420内壁之间形成间隙，空气透过间隙进入压缩段421中，这样不需要在缸体400上增设专门的进气口及单向阀来提供进气途径，以便于使手持式电动气泵10的结构更加紧凑。

请参阅图9，具体的，偏心台231回转轨迹为圆形，其回转轨迹的包括四个象限点，即离缸体400最远的远点231a、离缸体400最近的近点231b以及两个偏离波峰点231c，当偏心台231回转至远点231a处时，活塞环530离过渡腔410最远，当偏心台231回转至近点231b处时，活塞环530离过渡腔410最近，且上述两种状态下连杆510的中心轴线与气腔420的中心轴线重合；当偏心台231回转至偏离波峰点231c处时，活塞环530位于其活塞运动间距的中心位置处，且此时连杆510的中心轴线与气腔420的中心轴线的偏移量最大，即活塞500的摆幅最大，本发明中外接环520与偏心台231之间通过轴承连接，轴承嵌置于外界换520内，且所述轴承套置所述偏心台231，通过设置轴承，可有效降低外接环520与偏心台231的磨损量，具体的，所述轴承为滚珠轴承，偏心台231回转到偏离波峰点231c处时活塞500上的活塞环530受其影响摆动，其摆动量促使形变块532变形，通过形变块532变形弥补活塞500的摆动量，使活塞环530在向过渡腔410输气过程中不会与气腔420内壁产生间隙，以保证压缩气体的效率。

为了防止活塞环530向远离过渡腔410的方向位移时，将过渡腔410内的压缩空气抽出，手持式电动气泵10还包括单向阀，单向阀嵌置于过渡腔410内。且单向阀位于过渡腔410与气腔420之间，单向阀用于防止过渡腔410内的压缩空气倒流入气腔420内。

请参阅图1，进一步地，为了便于使用者持握，外壳110设置有持握部112及工作部113，马达210位于持握部112内，活塞500及缸体400均位于工作部113内，持握部112的轴线及工作部113的轴线相互垂直，即持握部112及工作部113组成枪形结构，提高使用者持握手持式电动气泵10的舒适度。

请参阅图1，不同的产品在进行充气过程中对气压的要求是存在区别的，例如对汽车轮胎内的气压就远大于气球内部气压，即在对不同的产品进行充气时，需要手持式电动气泵10提供不同压强的压缩空气，即需要手持式电动气泵10具备调控气压的能力，为了满足不同产品的充气需求，手持式电动气泵10还包括气压调控组件700，所述气压调控组件700包括主控板710、显示器720、控制面板730、导通管740及气压传感器750，所述控制面板730罩设于所述外壳110上，所述显示器720嵌置于所述控制面板730上，所述气压传感器750容置于所述外壳110内，所述导通管740设置于所述气压传感器750及所述缸体400之间，且所述气压传感器750分别连通所述过渡腔410及所述气压传感器750，即所述气压传感器750用于监控所述过渡腔410内的气压，所述马达210、所述驱动板130、所述气压传感器750、所述显示器720及所述控制面板730均与所述主控板710电连接，电源300通过驱动板130对主控板供电，气压传感器750向主控板710反馈气压电信号，所述控制面板730用于向主控板710传输使用者输入的操作电信号，所述主控板710用于向显示器720传输收集到的相关电信号，并且分别向马达210输送调速信号。通过导通管740使过渡腔410与气压传感器750连通，其中过渡腔410内部气压即为手持式电动气泵的输出气压，气压传感器750与过渡腔410连通可直接测量过渡腔410内部气压，并且将其检测的数据转化成电信号反馈到主控板710上，并最终显示在显示器720中。在对不同的产品进行充气操作时，先通过控制面板730设定好气压数值，控制面板730将其设备定数值传输给主控板710，进而控制马达210的转速，从而控制过渡腔410内的气压大小，以达到控制手持式电动气泵的目的。

请参阅图1，主控板710及气压传感器750为易损部件，需要对其进行保护，气压调控组件还包括保护罩760，所述保护罩760的外壁上设置有卡环，外壳110上开设有安装孔，所述安装孔的孔壁上设置有限位腔，所述保护罩760穿设所述安装孔，且所述卡环嵌置于所述限位腔内，所述气压传感器750及所述pcb控制面板730容置于所述保护罩760内，所述控制面板730罩设于所述保护罩760上，所述控制面板730与所述保护罩760围成防护腔，所述主控板710及所述气压传感器750均位于所述防护腔内，即在手持式电动气泵10内部设置独立的腔室专门用于容置主控板710、气压传感器750等易损部件，可以有效避免这些易损部件在活塞500运作时与易损部件发生磕碰，并且使外壳110内部零件的分布更加有序，便于进行维护操作。

具体的，控制面板730上设置有多个按钮，使用者通过按钮操作，输入充气参数，例如手持式电动气泵的输出气压、充气速度等，将手持式电动气泵10与产品接通后，启动充气，气压传感器750会将过渡腔410内的气压反馈到主控板710上，主控板710将其进行转化，并以数字的形式展现在显示器720上，其中，气压传感器750将气压模拟量转化为电信号的过程主要有气压传感器750的控制器进行，在这里气压传感器可以是市面上的数字式压力表，也可以为无显示功能的气压探头，其将气压电信号输送给主控板710，主控板710内设置有相应的控制程序，将气压电信号转化为显示电信号传输给显示器720，控制面板730主要用于供使用者设定充气参数，由于其控制过程为业内公知常识，此处不再累述。

手持式电动气泵与传统的气泵相比，具备体积小、方便携带的特性，意味着进行充气作业时，不会受到场地及线缆的限制，无论何时何地，都可进行充气操作，但是由于其便携的特性，在使用时，是依靠安装于气泵内的电源来提供充气的能量的，即电源容量的大小决定了手持式电动气泵的持续工作时间的长短，目前，市面上的手持式的电动气泵的电源与气泵本体是一体式的，电源安装于气泵的内部，当气泵电量耗尽时，需要对其进行充电，此时气泵无法工作，需要等待充电完毕才能再次进行充电操作，且由于其电源与气泵是一体式的，充电过程会有一定的不便，因为气泵本身具备一定的质量，当家里插座设置位置较高时，需要对气泵进行支撑，否则充电接头无法单独承受气泵的重量，无法保持与插座对接，另外若在车上进行充电，气泵本身具备一定的体积，会占用较多的空间，尤其车内有乘客时，降低乘客乘坐的舒适度，为了解决上述问题，所述电源300包括电池组310、滑片模组320及电池盒330，

请参阅图6，所述电池盒330包括上壳331、下壳332、弹性件及限位按钮333，所述电池组310容置于所述下壳332内，所述上壳331罩设与所述下壳332上；

请参阅图6，所述上壳331开设有限位腔331a，所述上壳331远离所述下壳332的侧面上开设有限位孔331b及按压孔331c，所述限位孔331b及按压孔331c均与所述限位腔331a连通，且所述按压孔331c及所述限位孔331b之间设置有间隔；

请参阅图6，所述限位按钮333容置于所述限位腔331a内，所述限位按钮333包括按压部333a、挡位部333b及连接部333c，所述按压部333a及所述挡位部333b分别位于连接部333c的两端上，且所述连接部333c位于所述限位腔331a内，所述按压部333a穿设所述按压孔331c，所述挡位部333b穿设所述限位孔331b；

请参阅图6，所述弹性件容置于所述限位腔331a内，且所述弹性件的两端分别与所述连接部333c及所述限位腔331a的底面相抵持，所述弹性件用于推动所述连接部333c向远离所述限位腔331a的底面的方向移动；

请参阅图6，所述上壳331的外侧壁上开设有引导滑槽331d，所述外壳110上设置有卡扣114及定位槽115，所述卡扣114位于所述引导滑槽331d内，所述挡位部333b用于与所述定位槽115的内侧壁抵接；

请参阅图6，所述滑片模组320包括闸刀321及铜质接线柱322，所述闸刀321设置于所述驱动板130上，且所述闸刀321分别与所述马达210及所述气压调控组件700电连接，所述铜质接线柱322设置于所述上壳331上，且所述铜质接线柱322与所述电池组310电连接，所述闸刀321用于与所述铜质接线柱322贴合。

请参阅图6，将电源300与外壳110连接时，先将卡扣114滑入引导滑槽331d

上壳331上的卡扣114嵌置于所述引导滑槽331d内时，卡扣114可沿引导滑槽331d内壁滑动，使上壳331的定位槽115不断靠近限位按钮333的挡位部333b，直至挡位部333b嵌入定位槽115，卡扣114不可继续在引导滑槽331d上滑动，此时电源300安装到位，闸刀321与铜质接线柱322贴合，即电池组310与外壳100内的马达210及所述气压调控组件700连通。

请参阅图6，当电源300中的电池组310的电量耗尽时，需要更换备用电源300，此时只需按压限位按钮333的按压部333a，弹性件受压收缩，此时限位按钮333下沉，挡位部333b沉入限位腔331a内，施加推力使电源300沿引导滑槽331d的延伸方向滑出，即取下电量耗尽的电源300，将备用电源300与外壳110的持握部贴合，再沿引导滑槽331d延伸方向滑动，直至挡位部333b在弹性件作用下进入定位槽115内部即可，单独对替换下来的电源300进行充电操作，而不需要将整个手持式电动气泵10移动到充电位置进行充电，即可使手持式电动气泵10适用于连续工作的工况，也可节省更多空间，充电更加便捷，同时由于电源300与外壳110为分离式结构，电源300的体积可不受外壳110限制，即能够容纳更大，电量更足的电池组，同时节省外壳110内部空间，可配备功率更大的马达210，提高手持式电动气泵10的输出功率。

进一步地，在实用手持式电动气泵10对不同的产品进行充气时，会遇到需要更换喷嘴的情况，例如在对汽车轮胎充气及对篮球充气时，就不能使用同一喷嘴，此时需要更换对应的喷嘴还能使手持式电动气泵10与之连通，实现充气，为了便于更换及存放喷嘴，电池盒330还包括备用喷嘴334及滑盖335，所述下壳332开设有收容腔，所述备用喷嘴334容置于所述收容腔内，所述滑盖335用于封闭所述收容腔。

上述手持式电动气泵10通过设置气泵本体100、传动模组200、电源300、缸体400及活塞500，传动模组200用于驱动活塞500在缸体400内进行活塞运动以对外部零件充气，并且对活塞500的结构进行调整，减小活塞运动过程中的摆幅，从而降低活塞500与缸体400内壁的磨损量，进而提高气泵的使用寿命。

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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。