具有动态压力补偿的充气机制造技术

一种充气机，包括：充气机壳体、可操作以产生与充气机的出口压力有关的压力信号的压力传感器、位于充气机壳体内的电机、可拆卸地联接到充气机壳体的电池组以及电联接到电机和电池组的控制器。控制器配置成接收来自压力传感器的压力信号，基于压力信号确定增压变化速率，基于增压变化速率确定静态压力值，并且基于目标压力值、静态压力值和增压变化速率确定电机时间延迟。控制器还被配置成当电机时间延迟大体上等于零时产生控制信号。控制信号可操作以使到电机的电力关闭以停止充气机的增压状态。

Inflator with Dynamic Pressure Compensation

【技术实现步骤摘要】
具有动态压力补偿的充气机
本专利技术涉及充气机。
技术介绍
诸如车辆轮胎、自行车轮胎、运动球、浮管等的许多物体都必须填充有压缩空气。这样的物体可以使用各种不同的填充设备(诸如手动泵，压缩机或便携式充气机)填充空气。通常，用户必须监测物体内的压力，以确定何时达到期望的填充压力。用户可以使用单独的压力计或被结合在填充设备中的压力计来监测压力。
技术实现思路
在一方面，本专利技术提供一种充气机，其包括充气机壳体、压力传感器、位于充气机壳体内的电机、电池组和控制器。压力传感器可操作以产生与充气机的出口压力的值有关的压力信号。电池组可拆卸地联接到充气机壳体上。控制器电联接到电机和电池组。控制器包括非临时性计算机可读介质和处理器。控制器包括存储在计算机可读介质中的计算机可执行指令，其用于控制充气机的操作以接收来自压力传感器的压力信号，将来自压力信号的充气机的出口压力的值与目标压力值进行比较，当充气机的出口压力的值大于或等于目标压力值时，基于压力信号确定增压变化速率，基于压力信号、目标压力值和增压变化确定电机时间延迟，并且当电机时间延迟大体上等于零时产生控制信号。控制信号可操作以使到电机的电力关闭以停止充气机的增压。在另一方面，本专利技术提供了一种控制充气机的计算机实现的方法。充气机包括处理器、压力传感器、电机和电池组。该方法包括从压力传感器接收与充气机的出口压力相关的压力信号，使用处理器将来自压力信号的充气机的出口压力的值与目标压力值进行比较，当充气机的出口压力的值大于或等于目标压力值时，使用处理器基于压力信号确定增压变化速率，使用处理器基于压力信号、目标压力值和增压变化速率确定电机时间延迟，并且当电机时间延迟大体上等于零时，使用处理器产生控制信号。控制信号可操作以使到电机的电力关闭以停止充气机的增压。在另一方面，本专利技术提供了一种充气机，其包括充气机壳体和位于充气机壳体内的电机。电机限定电机轴线并且包括可绕电机轴线旋转的输出轴。电池组可拆卸地联接到充气机壳体上，并且电池组被配置成当联接到充气机壳体上时以额定输出电压向电机供电。充气机还包括位于充气机壳体内并联接到输出轴的泵。该泵包括限定气缸轴线的气缸以及响应于输出轴的旋转而在气缸内沿气缸轴线往复运动的活塞。该泵具有在约21,875立方厘米每分钟(cc/min)和约63,000cc/min之间最大流率。在另一方面，本专利技术提供一种充气机，其包括充气机壳体、可操作以产生与充气机的出口压力有关的压力信号的压力传感器、位于充气机壳体内的电机、可拆卸地联接到充气机壳体的电池组以及电联接到电机和电池组的控制器。控制器包括非临时性计算机可读介质和处理器。该控制器包括存储在计算机可读介质中的计算机可执行指令，用于控制充气机的操作以接收来自压力传感器的压力信号，基于压力信号确定增压变化速率，基于增压变化速率确定静态压力值，基于目标压力值、静态压力值和增压变化速率确定电机时间延迟，并且当电机时间延迟大体上等于零时产生控制信号。控制信号可操作以使到电机的电力关闭以停止充气机的增压状态。在另一方面，本专利技术提供了一种控制充气机的计算机实现的方法，充气机包括处理器、压力传感器、电机和电池组。该方法包括从压力传感器接收与充气机的出口压力有关的压力信号，基于压力信号确定增压变化速率，并且基于增压变化速率确定静态压力值。该方法进一步包括基于目标压力值、静态压力值和增压变化速率来确定电机时间延迟，并且当电机时间延迟大体上等于零时产生控制信号，以使从电池组到电机的电力关闭以停止充气机的增压状态。在另一方面，本专利技术提供了一种使具有内部容积在约10加仑和约12加仑之间的车辆轮胎充气的方法。该方法包括用充气机将压缩空气排入内部容积。充气机具有充气机壳体、位于充气机壳体内的电机，壳体限定电机轴线并且包括可围绕电机轴线旋转的输出轴、配置成以额定输出电压向电机供电的DC电源以及联接到输出轴的位于充气机壳体内的泵。该泵包括限定气缸轴线的气缸以及响应于输出轴的旋转而在气缸内沿气缸轴线往复运动的活塞。通过将压缩空气排入内部容积，在内部容积的开始压力在28psi到31psi之间的情况下，将内部容积的静态压力增加5psi，该过程在40至60秒内发生。在另一方面，本专利技术提供了一种使具有内部容积在约10加仑和约12加仑之间的车辆轮胎充气的方法。该方法包括用充气机将压缩空气排入内部容积。充气机具有充气机壳体、位于充气机壳体内的电机，壳体限定电机轴线并且包括可围绕电机轴线旋转的输出轴、配置成以额定输出电压向电机供电的DC电源以及联接到输出轴的位于充气机壳体内的泵。该泵包括限定气缸轴线的气缸以及响应于输出轴的旋转而在气缸内沿气缸轴线往复运动的活塞。通过将压缩空气排入内部容积，在内部容积的开始压力在25psi的情况下，将内部容积的静态压力增加15psi，该过程在120秒内发生。通过考虑下面的详细描述和附图，本专利技术的其它特征和方面将变得显而易见。附图说明图1示出了根据本专利技术一个实施例的充气机的透视图。图2示出了图1的充气机的另一透视图。图3示出了图1的充气机的横截面图。图4示出了图1的充气机的一部分的透视图。图5示出了图1的充气机的控制模块的横截面图。图6示出了根据本专利技术一个实施例的用于图1的充气机的控制系统。图7A、图7B和图7C示出了用于控制图1的充气机操作的过程。图8A、图8B和图8C示出了用于控制图1的充气机操作的另一过程。图9A示出了用于控制图1的充气机操作的另一过程。图9B示出了用于控制图1的充气机操作的另一过程。图9C、图9D和图9E示出了用于控制图1的充气机操作的另一过程。在详细解释本专利技术的任何实施例之前，应当理解的是，本专利技术的应用并不限于在下面的描述中阐述的或者在下面的附图中示出的部件构造和布置细节。本专利技术能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或执行。而且，应该理解，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，其不应该被认为是限制性的。具体实施方式图1-图5示出了根据本专利技术实施例的便携式充气机10。充气机10包括具有前侧18、后侧22以及在前侧18和后侧22(图1)之间延伸的左侧26和右侧30的充气机壳体14。示出的壳体14是蛤壳式壳体，其由在将充气机10平分的分离面34处连接的两个协作的半部分限定。在其他实施例中，分离面34可以不平分充气机10。或者，壳体14可以是整体结构，或者可以其他方式形成。在所示实施例中，外部框架38联接到壳体14的外部。框架38优选地由耐冲击材料(例如，聚碳酸酯-ABS混合物)制成，并且框架在壳体14上的放置可以帮助保护壳体14免受跌落或其他冲击。图示的框架38包括沿壳体14的左侧26延伸的第一部分42、沿壳体14的右侧30延伸的第二部分46以及在第一部分42和第二部分46之间延伸的第三部分50。第三部分50限定与壳体14间隔开并且可由用户抓握以便于携带和移动充气机10的把手。在所示的实施例中，框架38的第一部分42和第二部分46中的每一个还包括分别沿着壳体14的左侧26和右侧30在前后方向上延伸的基部54。每个基部54包括多个支脚58(图2)，当充气机10直立(即，图1所示的定向)时，该支脚58可与表面(未示出)接合。支脚58优选地由弹性材料(例如，橡胶或硅树脂)制成，以抑制在充气机10的操作期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充气机，包括：充气机壳体；压力传感器，所述压力传感器能够操作以产生与所述充气机的出口压力值有关的压力信号；位于所述充气机壳体内的电机；能够拆卸地联接到所述充气机壳体的电池组；以及电联接到所述电机和所述电池组的控制器，所述控制器包括非暂时性计算机可读介质和处理器，所述控制器包括存储在所述计算机可读介质中的计算机可执行指令，其用于控制所述充气机的操作以：接收来自所述压力传感器的所述压力信号，将来自所述压力信号的所述充气机的出口压力值与目标压力值进行比较，基于所述压力信号确定增压变化速率，基于所述压力信号、所述目标压力值和所述增压变化速率来确定电机时间延迟，以及当所述电机时间延迟大体上等于零时产生控制信号，其中，所述控制信号能够操作以使到所述电机的电力关闭以停止所述充气机的增压。

【技术特征摘要】
1.一种充气机，包括：充气机壳体；压力传感器，所述压力传感器能够操作以产生与所述充气机的出口压力值有关的压力信号；位于所述充气机壳体内的电机；能够拆卸地联接到所述充气机壳体的电池组；以及电联接到所述电机和所述电池组的控制器，所述控制器包括非暂时性计算机可读介质和处理器，所述控制器包括存储在所述计算机可读介质中的计算机可执行指令，其用于控制所述充气机的操作以：接收来自所述压力传感器的所述压力信号，将来自所述压力信号的所述充气机的出口压力值与目标压力值进行比较，基于所述压力信号确定增压变化速率，基于所述压力信号、所述目标压力值和所述增压变化速率来确定电机时间延迟，以及当所述电机时间延迟大体上等于零时产生控制信号，其中，所述控制信号能够操作以使到所述电机的电力关闭以停止所述充气机的增压。2.如权利要求1所述的充气机，其特征在于，所述控制器还包括存储在所述计算机可读介质中的计算机可执行指令，其用于控制所述充气机的操作以：基于所述电池组的电压来调节所述目标压力值以确定目标传感器压力，所述目标传感器压力能够操作以用于确定所述电机延迟时间。3.如权利要求1所述的充气机，还包括：用户界面，所述用户界面包括用于接收与所述目标压力值有关的输入的至少一个按钮。4.如权利要求3所述的充气机，还包括：用于从远程设备接收与所述目标压力值有关的输入的远程通信接口。5.如权利要求4所述的充气机，其特征在于，所述远程设备是移动电话。6.如权利要求1至5中任一项所述的充气机，其特征在于，所述控制器还包括存储在所述计算机可读介质中的计算机可执行指令，其用于控制所述充气机的操作以：当所述充气机的温度大于预定温度值时，使到所述电机的电力关闭。7.如权利要求1至5中任一项所述的充气机，其特征在于，所述控制器还包括：存储在所述计算机可读介质中的计算机可执行指令，其用于控制所述充气机的操作以：当所述电池组的电压小于或等于低电压截止值时，使到所述电机的电力关闭。8.如权利要求1至5中任一项所述的充气机，其特征在于，所述控制器还包括存储在所述计算机可读介质中的计算机可执行指令，其用于控制所述充气机的操作以：当来自所述压力信号的所述充气机的出口压力值大于压力极限时，使到所述电机的电力关闭。9.如权利要求1至5中任一项所述的充气机，其特征在于，当所述充气机的所述出口压力值大于或等于所述目标压力值时，确定所述增压变化速率，并且所述目标压力值对应于用户设定的目标压力减去预设值。10.如权利要求9所述的充气机，其特征在于，所述预设值是0.1psi-5.0psi。11.一种控制充气机的计算机实现的方法，所述充气机包括处理器、压力传感器、电机和电池组，所述方法包括：从所述压力传感器接收与所述充气机的出口压力有关的压力信号；使用所述处理器将来自所述压力信号的所述充气机的所述出口压力值与目标压力值进行比较；使用所述处理器基于所述压力信号确定增压变化速率；使用所述处理器基于所述压力信号、所述目标压力值和所述增压变化速率来确定电机时间延迟；以及当所述电机时间延迟大体上等于零时，使用所述处理器产生控制信号，其中，所述控制信号能够操作以使到所述电机的电力关闭以停止所述充气机的增压。12.如权利要求11所述的计算机实现的方法，还包括：基于所述电池组的电压来调节所述目标压力值以确定目标传感器压力，所述目标传感器压力能够操作以用于确定所述电机延迟时间。13.如权利要求11所述的计算机实现的方法，还包括：通过用户界面接收与所述目标压力值相关的输入。14.如权利要求13所述的计算机实现的方法，还包括：在远程通信接口处接收来自远程设备的与所述目标压力值有关的所述输入。15.如权利要求14所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述远程设备是移动电话。16.如权利要求11至15中任一项所述的计算机实现的方法，还包括：当所述充气机的温度大于预定温度值时，使到所述电机的电力关闭。17.如权利要求11至15中任一项所述的计算机实现的方法，还包括：当所述电池组的电压小于或等于低电压截止值时，使到所述电机的电力关闭。18.如权利要求11至15中任一项所述的计算机实现的方法，还包括：当来自所述压力信号的所述充气机的所述出口压力值大于压力极限时，使到所述电机的电力关闭。19.如权利要求11至15中任一项所述的计算机实现的方法，其特征在于，当所述充气机的所述出口压力值大于或等于所述目标压力值时，确定所述增压变化速率，并且所述目标压力值对应于用户设定的目标压力减去预设值。20.如权利要求19所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述预设值是0.1psi-5.0psi。21.一种充气机，包括：充气机壳体；位于所述充气机壳体内的电机，所述电机限定电机轴线并且包括能够围绕所述电机轴线旋转的输出轴；电池组，所述电池组能够拆卸地联接到所述充气机壳体，所述电池组配置成当联接到所述充气机壳体时以额定输出电压向所述电机提供电力；以及位于所述充气机壳体内的泵，所述泵联接到所述输出轴，所述泵包括限定气缸轴线的气缸和响应于所述输出轴的旋转而沿所述气缸轴线在所述气缸内往复运动的活塞，其中，所述泵的最大流率在约21,875cc/min和约63,000cc/min之间。22.如权利要求21所述的充气机，其特征在于，所述电池组的所述额定输出电压是12伏。23.如权利要求21所述的充气机，其特征在于，所述充气机壳体包括位于所述充气机壳体的前侧中的凹部，并且其中，当所述电池组联接到所述充气机壳体时，所述电池组至少部分地设置在所述凹部内。24.如权利要求21所述的充气机，其特征在于，所述电机轴线横向于所述气缸轴线。25.如权利要求21至24中任一项所述的充气机，还包括：驱动组件，所述驱动组件配置成将所述电机联接到所述泵，所述驱动组件包括固定到所述输出轴的小齿轮，与所述小齿轮啮合的锥齿轮以及在所述锥齿轮和所述活塞之间延伸的曲柄臂，所述曲柄臂被配置成响应于所述锥齿轮的旋转而使所述活塞往复运动。26.如权利要求25所述的充气机，其特征在于，所述锥齿轮能够围绕横向于所述电机轴线和所述气缸轴线的齿轮轴线旋转。27.如权利要求21至24中任一项所述的充气机，其特征在于，所述气缸限定内径，其中，所述活塞能够沿所述气缸轴线移动限定所述活塞冲程长度的距离，并且其中，所述内径与所述冲程长度的比为约1.44。28.如权利要求27所述的充气机，其特征在于，所述冲程长度约为18毫米。29.如权利要求27所述的充气机，其特征在于，所述内径约为26毫米。30.如权利要求21至24中任一项所述的充气机，其特征在于，所述泵具有的每冲程位移在6.25立方厘米至14立方厘米之间。31.一种充气机，包括：充气机壳体；压力传感器，所述压力传感器能够操作以产生与所述充气机的出口压力有关的压力信号；位于所述充气机壳体内的电机；能够拆卸地联接到所述充气机壳体的电池组；以及电联接到所述电机和所述电池组的控制器，所述控制器包括非暂时性计算机可读介质和处理器，所述控制器包括存储在所述计算机可读介质中的计算机可执行指令，其用于控制所述充气机的操作以：接收来自所述压力传感器的所述压力信...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·麦金太尔，黄艳剑，许文超，郭丹军，
申请(专利权)人：米沃奇电动工具公司，
类型：发明
国别省市：美国,US