自充電無線鼠標(biāo)設(shè)計(jì)

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(duì)無線鼠標(biāo)能量消耗問題，設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)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(jì)；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(jì)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(jì)

1.1 鼠標(biāo)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

使用鼠標(biāo)時(shí)，滑動(dòng)鼠標(biāo)滾輪，滾輪通過傳動(dòng)裝置[4-5]帶動(dòng)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(dòng)速度。手指滾動(dòng)滾輪的平均速度為30r/min，若直接帶動(dòng)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(jì)32倍的齒輪增速裝置，可使發(fā)電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速達(dá)到960r/min的轉(zhuǎn)速[6-7]，產(chǎn)生瞬時(shí)功率為3W，相電壓為6.25V。表1為傳動(dòng)增速裝置相關(guān)參數(shù)，下圖1為滾輪與傳動(dòng)增速裝置。

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

整個(gè)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(shí)驗(yàn)

對(duì)1.5V鋰電池進(jìn)行多次充電實(shí)驗(yàn)。用測量儀記錄下顯示的電壓、電流、功率、電池容量與充電時(shí)間，得到1.5V鋰電池充電試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)知，鋰電池的充電功率為2.5W，設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)額定發(fā)電功率為3W，鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)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(jì)了自充電無線鼠標(biāo)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)計(jì)算分析，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量能夠滿足鼠標(biāo)使用時(shí)消耗的能量。通過能量轉(zhuǎn)換，鼠標(biāo)自充電功能可以實(shí)現(xiàn)，鼠標(biāo)擺脫了對(duì)外部供電的依賴。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]