基本信息
- 项目名称：
- 新型自行发电无线鼠标的研发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 伴随着全球电子信息产业的迅猛发展，电子产品的种类和数量急剧增多，电池需求的激增也造成人类资源的极大浪费。因此，“节能、绿色、环保”已成为全球发展的主题。针对上述问题，我们合理考虑无线鼠标的供电结构，设计了一套能将使用鼠标时产生的多余能量收集并给予鼠标供电的系统，使其达到自行供电效果，摆脱传统无线鼠标需要通过更新电池来提供能源这一现状。
- 详细介绍：
- 基于法拉第电磁感应定律，我们将人操作鼠标时候相对鼠标垫的移动和鼠标滚轮两方面未被有效利用的机械能，转化为驱动无线鼠标工作的有效能源。该自主发电的无线鼠标的结构主要包括壳体、电力产生构件、电能转换机构和蓄电元件。其中最核心的电力产生构件由两个方面构成：一方面，利用鼠标滚轮的相对转动，带动滚轮发电装置的外层磁体转动，由磁体产生的磁场被内层线圈切割，基于磁感生电流原理来产生电能；另一方面，首先在鼠标内部放置多匝线圈，在鼠标垫下以蜂窝网格排布多个强磁体，当鼠标在鼠标垫上正常移动时，利用内置多匝线圈切割鼠标垫下强磁体产生的磁力线，从而产生磁感生电流。最后由电能转换装置将产生的电能储存至蓄电器中，驱动无线鼠标工作。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 基于法拉第电磁感应定律，我们将用户操作鼠标时，相对鼠标垫的移动和鼠标滚轮两方面未被有效利用的机械能转化为驱动无线鼠标工作的有效能源（电磁转换原理），具体设计思路见图1。该自主发电的无线鼠标的结构主要包括壳体、电力产生构件、电能转换机构和蓄电元件。其中核心的电力产生构件由两个方面构成：一方面，利用鼠标滚轮的相对转动，带动滚轮发电装置的外层磁体转动，由磁体产生的磁场被内层线圈切割，基于磁感生电流原理来产生电能；另一方面，首先在鼠标内部放置多匝线圈，在鼠标垫下采用蜂窝网格排布多个强磁体，当鼠标在鼠标垫上正常移动时，利用内置多匝线圈切割鼠标垫下强磁体产生的磁力线，从而产生磁感生电流。最后由电能转换装置将产生的电能储存至蓄电器中，驱动无线鼠标工作。自主供电无线鼠标的设计在保持原有无线鼠标不受限制的基础上，克服了需定期更换电池或充电等不便。产品充分地将人们操纵鼠标时未被有效利用的机械能转化为电能供给鼠标正常工作，具有“节能、无源、环保”特点，符合社会发展需要。创新点具体如下： 1）最大的创新点是在无线鼠标的设计中引入自行发电装置，摆脱传统无线鼠标需要更换电池的现状； 2）自主供电系统。其中的滚轮发电方式更是首创，目的是为用户在浏览网页、在做低频率移动鼠标和高频率使用滚轮转动时都能保证充足电量供给鼠标正常工作，并且针对这一核心技术我们成功并申请了中国发明专利，名称：无源自主供电鼠标的研发，专利号201010554737.X）。
科学性、先进性
- 1、本作品完全克服了传统有线鼠标的连线束缚问题，同时也解决了使用传统无线鼠标通过更换电池供电所造成的大量电池浪费、污染问题，体现了绿色环保的主题。 2、本作品自主发电电路设计方式高效、新颖，不仅在正常移动时可以产生足够的电能，为了满足用户在浏览网页时较小幅度移动鼠标，较大幅度滚动鼠标滚轮的用电情况，特设计了鼠标滚轮发电装置，已申请了中国发明专利，名称：无源自主供电鼠标的研发，专利号201010554737.X）。 3、产电方式简单、安全、有效，并且造价低廉。
获奖情况及鉴定结果
- 1、针对鼠标垫磁铁材料的选择发表文章“Effect of Ti Addition on the Magnetic Property of Nd2Fe14B/α-FeNanocomposite Alloys”, Journal of Rare earth, 2010,10(2), 197。 2、Reduced recoil loop area in Zr-doped Nd2Fe14B/α-Fe Nanocomposite alloys, Advanced Materials Research, 2011, 179-180:590 。 3、针对核心鼠标滚轮发电装置已申请中国发明专利，申请人：陈辉、付睿等，专利名称：无源自主供电鼠标的研发，专利申报号：201010554737.X。
作品所处阶段
- 中期实验阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物模型
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点： 我们将所学理论与社会实践相结合，用于改造鼠标电子产品中。利用人在操作鼠标垫的移动和鼠标滚轮两方面未被利用的机械能，通过磁电转化原理，将这种未被利用的能量回收并转化为驱动无线鼠标工作的有效能源。其中核心的电力产生构件由两个方面构成：一方面，利用鼠标滚轮的相对转动，带动滚轮发电装置的外层磁体转动，由磁体产生的磁场被内层线圈切割，基于磁感生电流原理来产生电能；另一方面，首先在鼠标内部放置多匝线圈，在鼠标垫下以蜂窝网格排布多个强磁体，当鼠标在鼠标垫上正常移动时，利用内置多匝线圈切割鼠标垫下强磁体产生的磁力线，从而产生磁感生电流。最后由电能转换装置将产生的电能储存至蓄电器中，驱动无线鼠标工作。因此具有明显创新点。 技术优势： 与同类产品相比而言，不仅能保证舒适的手感和流畅的操作环境，最重要的就是能减少用户更换电池带来的经济负担及不舒适感和每年因使用无线鼠标而造成的干电池污染及资源浪费现象。 作品的适应范围： 鼠标、电脑键盘、游戏手柄、健身器材等中小型器件。
同类课题研究水平概述
- 针对“自主发电无线鼠标”，我们进行了调查，发现市面上总共有2种“自主发电”的无线鼠标。 第一种号称“不用电”的无线鼠标，占市场份额80%以上，无一例外，均是内部镶嵌可充电电池，当鼠标内置电池用完后，靠外部充电装置给鼠标充电，原理与充电剃须刀类似。 第二种则是某公司生产的“魔磁”系列无线鼠标，采用创新魔磁（Magic Magnetism）技术并结合无线射频辨识技术(RFID)，使得鼠标无线且不需要电池驱动。其工作原理是鼠标垫通过USB接口连接电脑，对鼠标发射特定频率的信号，鼠标接受到信号得以正常工作，类似公交卡和刷卡机的工作原理。但是据调查其销售却没有取得预期的成果，我们总结分析原因并无我们研发鼠标对比如下： 1、该公司生产的鼠标需采用特定的鼠标垫，但是其鼠标垫也必须通过USB接口连 接在电脑上，虽然鼠标本体“无线”，但是鼠标垫“有线”，这从某种角度上相当于有线鼠标；而我们的自主供电鼠标则完全拜托了线的束缚。 2、该公司鼠标的鼠标垫需连接在电脑上，并没有做到真正意义上的自主发电，需要的电量是靠鼠标垫通过USB接口从电脑主机获得。 3、该公司鼠标采用创新魔磁（Magic Magnetism）技术并结合无线射频辨识技术(RFID)，成本较高，而我们的额外成本仅为线圈和磁铁，批量生产以后将更低。
