自充电无线鼠标设计

余小清　刘梦然　张天亮

【摘 要】自充电无线鼠标结构简单，可解决无线鼠标能量供给的问题。针对无线鼠标能量消耗问题，设计了一种由机械能转换成电能的机构，根据鼠标的运动规律确定了自充电无线鼠标的基本模型。

【关键词】无线鼠标；能量转换；结构设计；三相交流发电机

随着电子科技的发展，无线鼠标已经被普遍使用，但能量供给方式主要是干电池[1-2]，存在频繁更换电池的不便，自充电无线鼠标可以解决这种问题。本文设计了一种以三相交流永磁同步发电机为能量产生装置的自充电无线鼠标，解决了无线鼠标能量供给问题[3]。

1 鼠标整体结构设计

1.1 鼠标传动机构设计

使用鼠标时，滑动鼠标滚轮，滚轮通过传动装置[4-5]带动发电机工作产生电能。发电机产生足够能量与电压的条件是转子达到一定的转动速度。手指滚动滚轮的平均速度为30r/min，若直接带动发电机旋转，将不能产生足够的电能与电压。通过设计32倍的齿轮增速装置，可使发电机瞬时转速达到960r/min的转速[6-7]，产生瞬时功率为3W，相电压为6.25V。表1为传动增速装置相关参数，下图1为滚轮与传动增速装置。

1.2 鼠标内部结构设计

整个鼠标尺寸与普通无线鼠标相近。下图2为鼠标内部结构，下图3为鼠标外形。

2 1.5V锂电池充电实验

对1.5V锂电池进行多次充电实验。用测量仪记录下显示的电压、电流、功率、电池容量与充电时间，得到1.5V锂电池充电试验曲线如下图4。下图5为市面无线鼠标消耗功率[8]。

从1.5V锂电池充电实验知，锂电池的充电功率为2.5W，设计发电机额定发电功率为3W，鼠标移动时平均功率为28mW，产生的功率远大于消耗的功率。

3 结论

本文设计了自充电无线鼠标的传动机构与内外部结构，经过实验计算分析，发电机产生的能量能够满足鼠标使用时消耗的能量。通过能量转换，鼠标自充电功能可以实现，鼠标摆脱了对外部供电的依赖。

【参考文献】

[1]周成虎，瓮嘉民，张昆.一种无接触供电的无线鼠标[J].电子技术应用，2011，37（9）：142-144.

[2]余子倩，李洋，王莹，等.自发电无线鼠标的设计方案及工作原理[J].森林工程，2014，30（4）：122-124.

[3]彭明虎，李美霞，黄胜敏，等.无线自充电鼠标设计与实现[J].科技视界，2013（31）：38-39.

[4]刘川川，乔行.新型自发电无线鼠标[J].消费子，2014（24）：380.

[5]苏绍禹，高红霞.永磁发电机机理、设计及应用[M].北京：机械工业出版社，2012：132-140.

[6]朱公松，基于Ansoft/RMprt的大功率永磁同步風力发电机优化设计[J].上海大中型电机，2014（1）：28-34.

[7]刘慧娟，上官明珠，张颖超，等.Ansoft Maxwell 13电机电磁场实例分析[M].北京：国防工业出版社，2014：89-94.

[8]赵博，张洪亮.Ansoft 12在工程电磁场中的应用[M].北京：中国水利水电出版社，2010：65-69.

[责任编辑：田吉捷]