一种紧凑型无刷电机充气泵的制作方法

本技术涉及便携式充气泵技术，尤其涉及一种紧凑型无刷电机充气泵。

背景技术：

1、充气泵作为一种将机械能转化为气体压力能的小型动力装置，已被广泛应用于汽车轮胎、运动器材、充气玩具等领域的便携式充气作业。其技术发展主要围绕动力源效率、结构紧凑性、运行可靠性及操作智能化等核心维度展开。

2、早期主流产品普遍采用有刷直流电机作为动力核心。此类电机虽成本低廉，但存在固有缺陷：电刷与换向器在高速运行时产生磨损与火花，导致使用寿命较短、电磁干扰明显、运行噪音较大，且电机本身体积与重量难以进一步缩减。在结构设计上，传统充气泵常采用电机与气缸轴线平行或呈一定角度的布局，传动路径依赖曲柄连杆或多级齿轮组，导致轴向尺寸长、内部空间利用率低、整体结构臃肿，难以满足日益增长的极致便携需求。

3、为应对上述问题，行业逐步转向无刷电机技术路线，并致力于结构布局的优化。例如，中国专利文献cn222415110u公开了一种l型充气泵。该专利中，将无刷电机、安装座与气筒呈l型布置，并通过电机输出轴上的主动齿轮直接啮合驱动一个从动齿轮盘，进而带动活塞杆实现直线往复运动。缩短了传动链，简化了结构，并通过l型拐角利用了空间纵深，减少了产品的平面投影面积，具有积极意义。

4、然而，经过深入分析，该现有技术方案仍存在若干明显的局限性，制约了其在高端便携应用场景下的性能表现与用户体验：

5、现有技术是一个纯粹的机械动力单元，未集成任何电子控制系统、状态传感模块或人机交互界面。用户无法预设目标气压、实时监控充气进程，也无法实现充气到达设定值后的自动停止。其操作完全依赖于用户的经验判断，存在过充或欠充的风险，智能化程度低，安全性与便利性不足。

6、散热设计考虑欠缺，影响持续工作性能：方案中未提及针对无刷电机在密闭或紧凑空间内长时间高负载运行时的散热措施。电机热量若无法及时导出，会导致内部温升过高，可能触发电机过热保护而停机，甚至影响元器件寿命与长期可靠性，限制了产品的连续工作时间和功率密度上限。

7、其气筒与出气筒采用一体式设计虽有利于减少接口泄漏，但齿轮与活塞杆的装配精度和同轴度依赖于多个零件的加工与组装累积公差。在缺乏高精度集成式支撑结构的情况下，活塞与气缸之间的长期运行密封性、传动效率的稳定性面临挑战，可能导致能量损失和气动效率衰减。

8、功能单一，未形成一体化解决方案：该方案未包含内置电源、充电管理模块或外部接口，需依赖外部供电，无法实现真正的无线便携操作，与当前市场对一体式、移动式充气工具的期待存在差距。

9、综上所述，现有技术中的主要在物理布局上实现了紧凑化，但在动力传动效率的深度优化、智能控制系统的集成、热管理的可靠性设计以及机电一体化的完整度方面，仍存在显著的技术空白。因此，市场迫切需要一种在极致紧凑的体积内，不仅能实现高效高压输出，还具备智能控制、持久续航和可靠散热能力的全新充气泵解决方案，以推动便携充气工具向更高性能、更优体验的方向演进。这构成了本实用新型技术方案的出发点和所要解决的核心技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种紧凑型无刷电机充气泵。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，包括：

4、外壳模组，其内部形成容纳空间；

5、机芯模组，安装于所述外壳模组的容纳空间内；

6、所述机芯模组包括：

7、无刷电机；

8、支板，固定安装于所述外壳模组内；

9、齿轮传动机构，包括相互啮合的第一齿轮与第二齿轮，所述第一齿轮与所述无刷电机的输出轴连接，所述第二齿轮的齿数大于所述第一齿轮的齿数以构成高减速比传动；

10、活塞气缸机构，包括气缸和活塞杆，所述气缸设于所述支板上且内部形成气腔，所述活塞杆滑动设置于所述气腔内；

11、其中，所述活塞杆与所述第二齿轮偏心连接，使得所述第二齿轮的旋转运动转化为所述活塞杆在所述气腔内的直线往复运动；

12、控制电路板，安装于所述外壳模组内，与所述无刷电机电连接，用于控制所述无刷电机的启停；

13、电池，安装于所述外壳模组内，为所述无刷电机及所述控制电路板供电。

14、在本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵中，所述第一齿轮与所述第二齿轮的减速比不小于：。

15、在本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵中，所述外壳模组上设有散热孔，所述散热孔的位置与所述无刷电机的位置相对，以形成针对所述无刷电机的散热风道。

16、在本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵中，所述控制电路板集成有气压传感模块和/或电流电压监测模块，所述控制电路板被配置为能够根据预设气压目标值控制充气过程，并在达到目标值时自动停止所述无刷电机。

17、在本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵中，所述外壳模组上的按键和显示屏，所述按键及所述显示屏均与所述控制电路板电连接。

18、在本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵中，所述支板作为集成安装基板，所述无刷电机、所述齿轮传动机构的转轴以及所述气缸均直接或间接固定安装于所述支板上，以确保所述活塞杆与所述气缸之间的同轴度。

19、在本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵中，所述控制电路板上集成有电池管理系统和充电接口，所述充电接口用于为所述电池充电。

20、在本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵中，所述外壳模组包括可拆卸连接的第一外壳和第二外壳，所述机芯模组主要安装于所述第二外壳内，所述控制电路板和电池安装于所述第一外壳和/或第二外壳内。

21、在本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵中，所述气缸上设有与所述气腔连通的气孔，所述外壳模组上设有连接口，所述气孔与所述连接口流体连通。

22、实施本实用新型的这种紧凑型无刷电机充气泵，具有以下有益效果：

23、采用高减速比齿轮组，将无刷电机的高转速、低扭矩输出转化为适合驱动活塞的低转速、大扭矩，从而在小体积内实现足以给汽车轮胎充气的高压输出（≥35 psi），解决了传统方案在紧凑空间内扭矩不足的问题。

24、集成控制电路板、显示屏、按键与电池管理系统，支持预设充气目标、实时状态监测、自动停充、过载保护等功能，提升了使用的便捷性与安全性。

25、在紧凑机身内设计定向散热风道，散热孔正对无刷电机区域，利用电机自身气流与空气对流实现高效被动散热，显著降低核心部件

1.一种紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，所述第一齿轮（203）与所述第二齿轮（204）的减速比不小于1：10。

3.根据权利要求1所述的紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，所述外壳模组（10）上设有散热孔（110），所述散热孔（110）的位置与所述无刷电机（201）的位置相对，以形成针对所述无刷电机（201）的散热风道。

4.根据权利要求1所述的紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，所述控制电路板（104）集成有气压传感模块和/或电流电压监测模块，所述控制电路板（104）被配置为能够根据预设气压目标值控制充气过程，并在达到目标值时自动停止所述无刷电机（201）。

5.根据权利要求1所述的紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，所述外壳模组（10）上的按键和显示屏（109），所述按键及所述显示屏（109）均与所述控制电路板（104）电连接。

6.根据权利要求1所述的紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，所述支板（202）作为集成安装基板，所述无刷电机（201）、所述齿轮传动机构的转轴以及所述气缸（206）均直接或间接固定安装于所述支板（202）上，以确保所述活塞杆（205）与所述气缸（206）之间的同轴度。

7.根据权利要求1所述的紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，所述控制电路板（104）上集成有电池管理系统和充电接口（105），所述充电接口（105）用于为所述电池（111）充电。

8.根据权利要求1所述的紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，所述外壳模组（10）包括可拆卸连接的第一外壳（101）和第二外壳（102），所述机芯模组（20）主要安装于所述第二外壳（102）内，所述控制电路板（104）和电池（111）安装于所述第一外壳（101）和/或第二外壳（102）内。

9.根据权利要求1所述的紧凑型无刷电机充气泵，其特征在于，所述气缸（206）上设有与所述气腔（208）连通的气孔（207），所述外壳模组（10）上设有连接口（103），所述气孔（207）与所述连接口（103）流体连通。