[发明专利]手工操作的泵或压缩机

说明书

本发明涉及手工操作的泵或压缩机，其通过可压缩流体的压缩或运动或者不可压缩流体的运动而用于为自行车轮胎充气或用作其他用途。

在现有技术中已经知道有多种适合于上述用途的手工操作泵。具体地讲，许多便携式自行车泵是变容式往复动作泵，其中单一活塞在单一筒体中往复运动，而使用者直接推动活塞。我称这种装置为“传统自行车泵”。

在自行车泵的多个设计目标中，应包括以下这些特点：

·小型

·轻质

·制造成本低

·压力容量高

·使用迅速(能够尽可能快地将轮胎充气到理想压力)

·使用容易(能够将轮胎充气到高压而不需要过大的体力)

·使用方便(例如能够在不弯腰的情况下为轮胎充气)

另一个理想目标是可以使儿童比成人更容易使用泵。

传统自行车泵具有多个缺点。具体地讲，为活塞同时选择孔径和行程需要有设计相容性。为轮胎充气需要一定量的能量，而传统自行车泵要求使用者直接推动活塞而压缩空气。用于压缩空气的能量等于力乘以距离。力取决于轮胎中的气压，还取决于筒体的孔径。距离则取决于泵的长度。

如果孔径较大而且行程较大，则可以快速使用泵，但孔径较大意味着在高压下所需作用到活塞上的压缩力会变得过大，而较大的行程会使得泵不容易携带。

传统自行车泵的其他缺点有，它们只占用手臂和肩膀的肌肉，而这些肌肉不是人体内的最强大肌肉，而且使用者必须弯腰以使用泵。

现有技术中已知的另一种典型自行车泵被我称作“绳索驱动泵”。

这种泵采用了另一种从使用者向泵本身传递动力的方法，以期缓解传统自行车泵的缺点。

绳索驱动泵通常包括一个由使用者的脚保持的本体和一根或多根供使用者拉动以驱动泵的绳索。本发明是一种绳索驱动泵。

从原理上讲，出于以下几个方面的原因，绳索驱动泵在前面列出的设计目标方面优于传统自行车泵。第一点，在拉动绳索时，用于压缩空气的能量也是等于力乘以距离，但此处的距离为绳索长度，该长度可以在一至二米的范围内，而装置的尺寸不会增加相应的量。第二点，使用者可以直立操作装置，这样会更加方便。第三点，由于这种操作主要是提升操作，因此使用者可以使用腿部、手臂、肩膀和背部的肌肉以拉动绳索。人体在提升物体时的效率很高，因此这种装置相对于传统自行车泵具有显著的人体工程学优势。

现已知道有两种主要的绳索驱动泵。第一种包括两个手柄并利用两只手操作，从而沿双向驱动泵。其中一个示例是US5,180,283(Vickery)。这种泵具有若干缺点。第一点，重要的一点是绳索长度必须根据每个使用者而校正，由于一些人比另一些人高，因此绳索长度必须可调。第二点，在使用之后绳索留在泵的本体之外。一般最好是将绳索卷绕在装置的一个部位上，但这会导致不美观。第三点，由于装置结构是大致对称的，因此希望使用者能将两只脚放在装置上，以使装置稳定地抵抗绳索施加在其上的张力，但这可能导致使用者失去他/她自身的平衡，而且可能会要求装置本体的尺寸比所需的大。

在第二种绳索驱动泵中，泵只沿一个方向被驱动。绳索从一个滑轮上拖出，而这个过程将会驱动泵，之后，随着手柄释放，一个卷簧会将绳索卷入滑轮上，而滑轮通过某种离合器或棘轮装置而与泵脱开。一个示例是EP 0806568(Festo)。

本发明是第二种绳索驱动泵的一个示例。

应当指出，本发明的应用并不局限于自行车泵，而是还可以用于其他充气或气体运动用途，或者通过诸如水等不可压缩流体而用于船底排水泵或类似用途。具体地讲，本发明可以用作空气压缩泵，以用在喷射系统如家庭或商业花园喷射系统中。

根据本发明，提供了一种用于运动或压缩流体的装置，其包括：

泵或压缩机器具，其被安排得能够通过一个输入旋转轴而接收机械式旋转驱动输入；以及

驱动器具，其被安排得能够提供上述驱动输入；

上述驱动器具包括：

旋转部件和拉绳器具，拉绳器具绕过上述旋转部件，从而当上述拉绳器具的一端被使用者拉动时使上述旋转部件旋转，旋转部件的旋转用于提供上述机械式旋转驱动输入；以及

扭矩供应器具，其被安排得能够提供一个用于收回上述拉绳器具的扭矩；

其中上述旋转部件和上述扭矩供应器具不同时共轴和共面。