余小清　劉夢然　張?zhí)炝?/p>

【摘 要】自充電無線鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)簡單，可解決無線鼠標(biāo)能量供給的問題。針對無線鼠標(biāo)能量消耗問題，設(shè)計了一種由機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)構(gòu)，根據(jù)鼠標(biāo)的運動規(guī)律確定了自充電無線鼠標(biāo)的基本模型。

【關(guān)鍵詞】無線鼠標(biāo)；能量轉(zhuǎn)換；結(jié)構(gòu)設(shè)計；三相交流發(fā)電機(jī)

隨著電子科技的發(fā)展，無線鼠標(biāo)已經(jīng)被普遍使用，但能量供給方式主要是干電池[1-2]，存在頻繁更換電池的不便，自充電無線鼠標(biāo)可以解決這種問題。本文設(shè)計了一種以三相交流永磁同步發(fā)電機(jī)為能量產(chǎn)生裝置的自充電無線鼠標(biāo)，解決了無線鼠標(biāo)能量供給問題[3]。

1 鼠標(biāo)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 鼠標(biāo)傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計

使用鼠標(biāo)時，滑動鼠標(biāo)滾輪，滾輪通過傳動裝置[4-5]帶動發(fā)電機(jī)工作產(chǎn)生電能。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生足夠能量與電壓的條件是轉(zhuǎn)子達(dá)到一定的轉(zhuǎn)動速度。手指滾動滾輪的平均速度為30r/min，若直接帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將不能產(chǎn)生足夠的電能與電壓。通過設(shè)計32倍的齒輪增速裝置，可使發(fā)電機(jī)瞬時轉(zhuǎn)速達(dá)到960r/min的轉(zhuǎn)速[6-7]，產(chǎn)生瞬時功率為3W，相電壓為6.25V。表1為傳動增速裝置相關(guān)參數(shù)，下圖1為滾輪與傳動增速裝置。

1.2 鼠標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計

整個鼠標(biāo)尺寸與普通無線鼠標(biāo)相近。下圖2為鼠標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，下圖3為鼠標(biāo)外形。

2 1.5V鋰電池充電實驗

對1.5V鋰電池進(jìn)行多次充電實驗。用測量儀記錄下顯示的電壓、電流、功率、電池容量與充電時間，得到1.5V鋰電池充電試驗曲線如下圖4。下圖5為市面無線鼠標(biāo)消耗功率[8]。

從1.5V鋰電池充電實驗知，鋰電池的充電功率為2.5W，設(shè)計發(fā)電機(jī)額定發(fā)電功率為3W，鼠標(biāo)移動時平均功率為28mW，產(chǎn)生的功率遠(yuǎn)大于消耗的功率。

3 結(jié)論

本文設(shè)計了自充電無線鼠標(biāo)的傳動機(jī)構(gòu)與內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，經(jīng)過實驗計算分析，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量能夠滿足鼠標(biāo)使用時消耗的能量。通過能量轉(zhuǎn)換，鼠標(biāo)自充電功能可以實現(xiàn)，鼠標(biāo)擺脫了對外部供電的依賴。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周成虎，甕嘉民，張昆.一種無接觸供電的無線鼠標(biāo)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2011，37（9）：142-144.

[2]余子倩，李洋，王瑩，等.自發(fā)電無線鼠標(biāo)的設(shè)計方案及工作原理[J].森林工程，2014，30（4）：122-124.

[3]彭明虎，李美霞，黃勝敏，等.無線自充電鼠標(biāo)設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技視界，2013（31）：38-39.

[4]劉川川，喬行.新型自發(fā)電無線鼠標(biāo)[J].消費子，2014（24）：380.

[5]蘇紹禹，高紅霞.永磁發(fā)電機(jī)機(jī)理、設(shè)計及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：132-140.

[6]朱公松，基于Ansoft/RMprt的大功率永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計[J].上海大中型電機(jī)，2014（1）：28-34.

[7]劉慧娟，上官明珠，張穎超，等.Ansoft Maxwell 13電機(jī)電磁場實例分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2014：89-94.

[8]趙博，張洪亮.Ansoft 12在工程電磁場中的應(yīng)用[M].北京：中國水利水電出版社，2010：65-69.

[責(zé)任編輯：田吉捷]