名称：一种无金属支架便携式充气雨伞
专利号：202610766317.9
专利权人：唐永湘
技术领域
本发明属于雨伞技术领域，具体是指一种无金属支架便携式充气雨伞。
背景技术
现有常规伞具普遍采用金属材质伞骨、伞柄作为支撑骨架，金属硬质构件不仅整体自重较大，收纳体积大，且带有尖锐端部，存在划伤使用者的安全隐患；同时金属构件无法直接通过飞机、高铁、校园安检，携带与使用场景受限。
市面上少量充气雨伞存在气路布局不合理、支撑强度弱、各部件连接密封性差、易漏气脱落、抗风性能不足等缺陷，无法满足日常晴雨使用及便携出行的需求。
发明内容
为了解决上述现有充气雨伞支撑强度低、抗风能力弱、气路密封性差、功能单一的技术问题，本发明提供了一种无金属支架便携式充气雨伞，摒弃全部金属支撑构件，优化伞面主体、气压支撑骨架、支撑气柱与充气手柄的装配连接结构，提升整体气密性与结构稳定性，兼顾轻量化、安全性与抗风能力，适配多场景出行使用。
为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种无金属支架便携式充气雨伞，包括伞面主体、气压支撑骨架、支撑气柱和充气手柄，所述伞面主体内侧中心位置固定装配有顶部集中气仓，所述伞面主体内侧开设有与气压支撑骨架相匹配的贴合槽位，贴合槽位以顶部集中气仓为圆心、等角度放射状排布；所述伞面主体的外缘围边区缝制固定有环形充气围边，所述环形充气围边分别与气压支撑骨架端部密封连通，形成闭环式外围支撑结构；所述气压支撑骨架包括多组呈放射分布的充气气肋，所述支撑气柱、顶部集中气仓、多组呈放射分布的充气气肋以及环形充气围边共同组成一体化密闭气路结构。
作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑气柱为竖直设置的中空柱状结构，所述支撑气柱底端直接与充气手柄固定连通，所述支撑气柱顶端与顶部集中气仓一体式密封连通；所述顶部集中气仓内部集成分流气道，顶部集中气仓外侧壁沿圆周方向等距开设与贴合槽位数量一致的分流接口，分流接口分别对应对接各组充气气肋的内端，实现气源由中心支撑气柱向各充气气肋集中分配。
作为本发明的一种优选技术方案，所述充气气肋一一对应嵌设于伞面主体内侧的贴合槽位内，充气气肋外壁通过高频热压、热熔复合的方式与伞面主体槽位内壁紧密固化连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述充气气肋内端密封插接固定于顶部集中气仓的分流接口处并做密封处理，充气气肋外端向外延伸并与环形充气围边内腔一体连通；所述支撑气柱、顶部集中气仓、充气气肋、环形充气围边内部气道相互贯通，共同构成完整封闭式气压承载腔体，充气后中心支撑气柱承受竖向载荷，放射状充气气肋支撑伞面，协同完成伞具整体支撑。
作为本发明的一种优选技术方案，所述充气手柄内部集成微型手压充气泵、自锁式气密锁止阀以及联动式泄压按键，微型手压充气泵进气端外露、出气端直接连通中心支撑气柱内腔；充气时气流依次经过支撑气柱、顶部集中气仓、充气气肋直至环形充气围边，保压状态下实现伞具稳定撑开，泄压放气后中心支撑气柱与放射充气气肋同步软化弯折，可随伞面主体卷曲收纳；充气手柄、支撑气柱、顶部集中气仓、充气气肋四者气路互通、结构联动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述伞面主体采用高弹耐磨牛津布与轻薄TPU气密复合层，防水防晒，柔软可弯折。
与现有技术相比，本发明采取上述结构取得有益效果如下：
1、整体支撑结构由支撑气柱、顶部集中气仓、充气气肋、环形充气围边构成，全部采用高分子气密复合材料制备，从根源上杜绝金属锈蚀、尖锐构件划伤人体的问题；同时无金属铰接易损件，降低零部件损坏概率，适配成人、儿童全人群使用场景，且潮湿雨水环境下不会出现氧化老化现象，有效延长伞具使用寿命；
2、一体化互通式密闭气路结构，以顶部集中气仓作为气源分流中枢，中心支撑气柱竖向承载载荷，放射状充气气肋匹配伞面贴合槽位并与环形充气围边密封连通，形成中心供气、径向支撑、外围闭环加固的整体承载结构，相较于分体式充气伞具，本发明气路无多余连接缝隙，保压效果更好，充气后伞面受力均匀，不会出现局部塌陷、漏气泄压等故障，撑开状态下结构稳定性大幅提升；
3、在充气手柄内部集成微型手压充气泵、自锁式气密锁止阀与联动式泄压按键，集成化结构设计简化操作流程，使用者仅需按压充气泵即可完成全伞具同步充气，按压泄压按键即可实现全域同步放气，放气后所有充气结构同步软化弯折，可直接跟随伞面主体卷曲收纳，收纳体积远小于传统伞具与普通充气伞具，重量轻便，可轻松放入背包、口袋内部，适配通勤、户外露营、短途旅行等多种出行场景，同时伞面采用高弹耐磨复合面料，柔软可反复弯折，收纳过程不会损伤伞面。
附图说明
图1为本发明提出的一种无金属支架便携式充气雨伞的整体结构示意图。
其中，1、伞面主体，2、气压支撑骨架，21、充气气肋，3、支撑气柱，4、充气手柄，41、联动式泄压按键，5、顶部集中气仓，6、环形充气围边。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种无金属支架便携式充气雨伞，包括伞面主体1、气压支撑骨架2、支撑气柱3和充气手柄4；伞面主体1内侧中心位置固定装配有顶部集中气仓5，伞面主体1内侧开设有与气压支撑骨架2相匹配的贴合槽位，贴合槽位以顶部集中气仓5为圆心、等角度放射状排布；伞面主体1外缘围边区缝制固定有环形充气围边6，环形充气围边6分别与气压支撑骨架2端部密封连通，形成闭环式外围支撑结构；气压支撑骨架2包括多组呈放射分布的充气气肋21。支撑气柱3为竖直设置的中空柱状结构，底端与充气手柄4固定连通，顶端与顶部集中气仓5一体式密封连通；顶部集中气仓5内部集成分流气道，外侧壁沿圆周等距开设分流接口并对接各组充气气肋21内端。充气气肋21嵌设于贴合槽位内部，外壁通过高频热压与伞面固化连接，内端插接固定于分流接口，外端与环形充气围边6内腔连通。充气手柄4内部集成微型手压充气泵、自锁式气密锁止阀以及联动式泄压按键41；伞面主体1采用高弹耐磨牛津布与轻薄TPU气密复合层制备。支撑气柱3、顶部集中气仓5、多组充气气肋21以及环形充气围边6共同组成一体化密闭气路结构
实施例1：
本实施例为基础版纯气体驱动充气雨伞，整体采用上述基础结构，内部密闭腔体仅填充空气作为承压介质，全程无任何液体介质添加，适配日常常规天气使用。
具体装配与工作原理：本实施例所有充气腔体（支撑气柱3、顶部集中气仓5、充气气肋21、环形充气围边6）内部为单一密闭气腔，各结构气路相互贯通且整体做无缝密封处理。初始收纳状态下，腔体内部无高压气体，支撑气柱3、充气气肋21处于软化弯折状态，整体随伞面主体1卷曲收纳，收纳后呈圆柱状，直径3-5cm，长度20-25cm，自重仅180-220g，便于随身携带。
实际充气使用时，使用者握持充气手柄4，反复按压内部集成的微型手压充气泵，外部空气经充气泵进气端吸入，由出气端导入支撑气柱3内腔；气流沿支撑气柱3向上输送至顶部集中气仓5，经内部分流气道均匀分配至外侧各个分流接口，同步送入多组放射状分布的充气气肋21内部，最终气流汇入环形充气围边6，完成全腔体充气作业。当腔体内部气压达到预设阈值0.25-0.35MPa时，停止按压充气泵，自锁式气密锁止阀自动闭合，阻断气体回流通道，维持腔体内部恒定气压。
充气完成后，竖直设置的支撑气柱3硬化成型，承担伞具整体竖向载荷，替代传统伞具中棒；多组充气气肋21同步膨胀硬化，贴合于伞面内侧贴合槽位内部，对伞面进行径向支撑；端部连通的环形充气围边6形成外围闭环加固结构，约束充气气肋21外端形变，避免伞面边缘塌陷，实现伞具完整撑开，可正常完成防晒、防雨作业，能够稳定抵御3-4级常规风雨天气。
使用完毕需要收纳时，直接按压充气手柄4外侧的联动式泄压按键41，触发自锁式气密锁止阀开启泄压通道，密闭腔体内部高压气体统一回流至充气手柄4处并向外排出；腔体气压归零后，支撑气柱3、充气气肋21、环形充气围边6同步软化，失去支撑硬度，使用者直接将伞面从外至内卷曲收纳即可，放气收纳全程耗时不超过10秒，操作简单高效。
实施例2：
本实施例为升级加强款，基于实施例1基础结构进行优化改进，整体依旧无任何金属构件，保留纯气体充放气操作逻辑，采用气体与环保低压液压油双介质协同驱动模式，专门适配大风等复杂户外天气，有效解决常规充气雨伞抗风能力弱、易变形外翻的缺陷。
结构优化改进点：本实施例在充气手柄4内部增设微型内置密封储液仓，储液仓通过单向导液阀与支撑气柱3内腔底部密封连通，单向导液阀仅允许液压油由储液仓向支撑气柱3内部输送，禁止气体反向流入储液仓；储液仓内部预封装定量环保低压液压油，该液压油具备低粘度、无腐蚀性、耐寒耐热、不易挥发的特性，且对人体、环境无危害，适配TPU气密复合腔体长期储存使用；同时增大支撑气柱3腔体壁厚，提升承压与储液能力，充气气肋21与环形充气围边6结构、材质保持不变。
具体工作原理：初始收纳状态下，液压油全部储存于充气手柄4的内置储液仓内部，单向导液阀处于闭合状态，油液与上部气路腔体相互隔离，整体收纳形态、尺寸、自重与实施例1一致，不影响便携收纳性能。
充气撑开阶段：使用者按压微型手压充气泵进行充气，气流按照实施例1相同路径填充至全密闭气路腔体；随着支撑气柱3内部气压逐步升高，高压气压作用于储液仓单向导液阀，冲破阀门闭合阈值，触发单向导液阀开启，储液仓内部环保低压液压油在气压推力作用下向上输送，逐步填满支撑气柱3全部中空空腔；充气作业完成后，气密锁止阀闭合，腔体气压恒定，液压油稳定留存于支撑气柱3内部。
相较于纯气体介质，液压油介质承压性能更强、形变量更小，可大幅提升支撑气柱3的竖向抗压、抗弯折能力，配合顶部集中气仓5与放射状充气气肋21的协同支撑作用，整体伞具结构刚性显著提升，撑开后可稳定抵御6-7级大风天气，伞面无外翻、气柱无弯折变形，完美适配户外强风、暴雨等恶劣场景。
泄压收纳阶段：使用者按压联动式泄压按键41，腔体内部高压气体快速排出，气路内部气压由高压状态恢复至常压；此时支撑气柱3内部气压低于储液仓预设压力值，单向导液阀自动复位闭合，在重力与负压协同作用下，支撑气柱3内部的液压油自动向下回流，全部回收至内置储液仓中密封储存，全程无油液滞留于上部气路腔体，彻底规避油液渗漏、沾染伞面或使用者衣物的问题。油液回收完成后，各充气结构同步软化，即可卷曲收纳伞具，油品可循环往复使用，无需额外补充。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。