自充電無線鼠標設計

余小清　劉夢然　張天亮

【摘 要】自充電無線鼠標結構簡單，可解決無線鼠標能量供給的問題。針對無線鼠標能量消耗問題，設計了一種由機械能轉換成電能的機構，根據鼠標的運動規律確定了自充電無線鼠標的基本模型。

【關鍵詞】無線鼠標；能量轉換；結構設計；三相交流發電機

隨著電子科技的發展，無線鼠標已經被普遍使用，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，自充電無線鼠標可以解決這種問題。本文設計了一種以三相交流永磁同步發電機為能量產生裝置的自充電無線鼠標，解決了無線鼠標能量供給問題[3]。

1 鼠標整體結構設計

1.1 鼠標傳動機構設計

使用鼠標時，滑動鼠標滾輪，滾輪通過傳動裝置[4-5]帶動發電機工作產生電能。發電機產生足夠能量與電壓的條件是轉子達到一定的轉動速度。手指滾動滾輪的平均速度為30r/min，若直接帶動發電機旋轉，將不能產生足夠的電能與電壓。通過設計32倍的齒輪增速裝置，可使發電機瞬時轉速達到960r/min的轉速[6-7]，產生瞬時功率為3W，相電壓為6.25V。表1為傳動增速裝置相關參數，下圖1為滾輪與傳動增速裝置。

1.2 鼠標內部結構設計

整個鼠標尺寸與普通無線鼠標相近。下圖2為鼠標內部結構，下圖3為鼠標外形。

2 1.5V鋰電池充電實驗

對1.5V鋰電池進行多次充電實驗。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，設計發電機額定發電功率為3W，鼠標移動時平均功率為28mW，產生的功率遠大于消耗的功率。

3 結論

本文設計了自充電無線鼠標的傳動機構與內外部結構，經過實驗計算分析，發電機產生的能量能夠滿足鼠標使用時消耗的能量。通過能量轉換，鼠標自充電功能可以實現，鼠標擺脫了對外部供電的依賴。

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[責任編輯：田吉捷]