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基本信息
- 項目名稱：
- 光控壓電無線節(jié)能鼠標(biāo)設(shè)計
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本設(shè)計以無線鼠標(biāo)為改進對象，在鼠標(biāo)按鍵下面安裝單臂梁壓電裝置將鼠標(biāo)點擊時產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然后通過轉(zhuǎn)換收集電路將能量儲存在鋰電池中供鼠標(biāo)使用。同時采用光控開關(guān)，讓鼠標(biāo)在不使用時可以自動斷電節(jié)能。 優(yōu)點：可以節(jié)約能源、資金，有效減少廢電池的數(shù)量，從而減少環(huán)境污染；成本低，整套設(shè)計增加的成本在5元以內(nèi)；設(shè)計中采用的壓電發(fā)電裝置和光控開關(guān)體積都很小，不影響鼠標(biāo)外形；結(jié)構(gòu)簡單，易加工制作。
- 詳細介紹：
- 隨著電腦的普及以及無線技術(shù)的不斷發(fā)展，無線鼠標(biāo)也必將受到人們青睞，而與此同時干電池的使用量也會急劇增大，隨之而來的干電池污染問題越來越需要人們重視。本設(shè)計是在鼠標(biāo)按鍵下面安裝單臂梁壓電結(jié)構(gòu)，利用壓電原理將鼠標(biāo)點擊時產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并通過轉(zhuǎn)換收集電路將能量儲存在鋰電池中供無線鼠標(biāo)使用，同時采用光控開關(guān)，使鼠標(biāo)在閑置時可以自動斷電節(jié)能。 假設(shè)全世界有1000萬人使用無線鼠標(biāo)，那么在使用本設(shè)計的情況下，每年可以節(jié)約1520000000的能量，按照干電池的電量折算則每年可以減少使用350000 枚干電池。這些數(shù)據(jù)是在不考慮光控節(jié)能部分計算所得的結(jié)果，若加上光控節(jié)能部分，則每年減少的干電池使用量和節(jié)約的費用將更加大。顯然此設(shè)計不僅僅可以節(jié)約能源、資金，更可貴的是還能有效減少干電池對地球的污染，可謂一舉三得。同時整套系統(tǒng)只是成本增加了約3.2元，完全在顧客可以接受的范圍內(nèi)。 本作品理論應(yīng)用科學(xué)正確，系統(tǒng)設(shè)計合理，可行性較強。涉及到的壓電發(fā)電技術(shù)應(yīng)用在國內(nèi)外已經(jīng)比較成熟。其技術(shù)的應(yīng)用推廣性好，只要是具有一定使用頻率的按鍵之下都有其用武之地。相信在不久的將來，該技術(shù)必定會掀起一股革命風(fēng)暴!
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、設(shè)計目的：隨著電腦的日益普及，加上人們對方便的追求，無線鼠標(biāo)勢必成為電腦使用者的首選。而與此同時干電池的使用量也會急劇增大，隨之而來的干電池污染問題越來越需要人們重視。所以，研究新型、環(huán)保的能源裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電池勢在必行。本作品“光控壓電無線節(jié)能鼠標(biāo)”設(shè)計，是針對點擊鼠標(biāo)時所產(chǎn)生的機械功進行收集利用，供給無線鼠標(biāo)運作過程中的一部分能源消耗從而減少干電池的使用量。讓人們在愉悅上網(wǎng)的同時，又能省電省錢，節(jié)能減排，使綠色環(huán)保節(jié)能理念深入人心。 2、設(shè)計思路：以無線鼠標(biāo)為改進對象，在鼠標(biāo)按鍵下面安裝單臂梁壓電裝置將鼠標(biāo)點擊時產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽缓笸ㄟ^轉(zhuǎn)換收集電路將能量儲存在鋰電池中供鼠標(biāo)使用。另外采用光控開關(guān)，讓鼠標(biāo)在閑置時可以自動斷電節(jié)能。 3、優(yōu)勢及創(chuàng)新點：（1）與其他發(fā)電裝置相比，本設(shè)計利用的壓電發(fā)電裝置有很多優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、易于加工制作和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的微小化、集成化等； （2）使用的光控開關(guān)不僅體積小、成本低，而且可以自動斷電節(jié)能，減少能源浪費； （3）布局設(shè)計巧妙 充分利用傳統(tǒng)無線鼠標(biāo)內(nèi)部空間，合理安置部件位置，是鼠標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，外形基本無變化； （4）總成本低，整套設(shè)計裝置增加的成本在5元以內(nèi)，完全在顧客可以接受的范圍內(nèi)； 4、技術(shù)關(guān)鍵：能量轉(zhuǎn)換裝置、電量收集電路、電源轉(zhuǎn)換及光控開關(guān)。 5、主要技術(shù)指標(biāo)：合理性，產(chǎn)電量，成本、經(jīng)濟效益。
科學(xué)性、先進性
- 科學(xué)性：近年來，本設(shè)計采用的微能量收集技術(shù)發(fā)展迅速，微機電元件已成為人們未來研究的熱點，相關(guān)的微型能源技術(shù)也受到人們的重視。微機電系統(tǒng)發(fā)電機和變換器技術(shù)已經(jīng)可以從振動中提取能量構(gòu)成此類自補充電源。人們把從這些能源中提取出的能量儲存在可重復(fù)充電的芯片兼容型電池中（如薄膜鋰離子電池），并通過調(diào)節(jié)器電路為負(fù)載（如傳感器等）供電，從而大幅延長設(shè)備的壽命。而采用的光敏電阻在開關(guān)設(shè)計上也已經(jīng)相當(dāng)成熟，為本設(shè)計在節(jié)能上畫龍點睛。 先進性：本作品設(shè)計利用的壓電發(fā)電裝置與其他的發(fā)電裝置相比，具有很多優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、易于加工制作和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的微小化、集成化等。而且壓電發(fā)電作為一種綠色供能技術(shù)，在國內(nèi)外已經(jīng)取得多方面的突破與發(fā)展，如：壓電發(fā)電鞋、壓電陶瓷點火器、壓電式視線導(dǎo)航標(biāo)識等。采用的光控開關(guān)體積小、成本低，可自動斷電，減少能源浪費。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 暫無
作品所處階段
- 本作品為小組成員的一個創(chuàng)意，目前還處于實驗階段，模型及實物制作還在進行當(dāng)中
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖紙、、圖片、模型
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1、特點及優(yōu)勢： （1）總成本低，控制在5元以內(nèi)； （2）壓電發(fā)電裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、易于加工制作和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的微小化、集成化等優(yōu)點； （3）使用的光控開關(guān)不僅體積小、成本低； （4）布局設(shè)計巧妙，鼠標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，外形基本無變化。 2、適應(yīng)范圍：電腦使用者 3、應(yīng)用推廣：整套裝置在只要是具有一定使用頻率的按鍵之下都有其用武之地。例如：鍵盤、電鈴、電子琴（有按鍵類的電子音樂器件）、跳舞機、手機、遙控等 。 4、市場分析及經(jīng)濟效益： 隨著電腦的日益普及，加上人們對方便的追求，無線鼠標(biāo)勢必成為電腦使用者的首選。而本設(shè)計的“光控壓電無線節(jié)能鼠標(biāo)”在當(dāng)今這個倡導(dǎo)低碳生活的時代背景下，具有環(huán)境友好型的巨大優(yōu)勢。 經(jīng)過估算，假設(shè)全世界有1000萬人使用無線鼠標(biāo)，那么在使用本設(shè)計的情況下，每年可以節(jié)約 1520000KJ的能量，可以減少使用350000 枚干電池，如若按一節(jié)電池2.5元計算，每年可節(jié)約費用約88萬元，經(jīng)濟環(huán)境效益顯著。
同類課題研究水平概述
- 近年來，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無線遙控技術(shù)給人們的生活帶來了很大的便利。無線發(fā)射裝置給人們帶來方便的同時，也帶來了一系列問題：傳統(tǒng)的電池因其體積大、使用壽命短而逐漸不能滿足使用要求當(dāng)電池電量不足、泄漏或接觸不良時，遙控器的控制靈敏度和控制距離都大大降低，嚴(yán)重時甚至控制失靈，因此需要經(jīng)常更換電池，增加了消費者的使用成本；同時，電池含有重金屬，廢舊電池處理不當(dāng)會造嚴(yán)重的環(huán)境污染。電池漸漸的不能完全滿足無線發(fā)射裝置的使用要求。 人們開始尋求電池的替代品—人力發(fā)電裝置（human powered energgenerator），其目的是在某些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域替代電池或自動為電池充電。用于微功率電子產(chǎn)品的各種新的微型發(fā)電裝置（或稱微型發(fā)電機Micro-generator）的研究已成為國際上一個研究熱點，如電磁、靜電、熱電及壓電發(fā)電裝置等。 壓電發(fā)電裝置是采用壓電的方法收集、轉(zhuǎn)換環(huán)境中振動能量或其它機械能量。壓電發(fā)電裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、無污染、易于加工制作和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的小型化、集成化等優(yōu)點，更適用于無線發(fā)射裝置。隨著電子線路的越來越小以及所需能量的減少，它將成為一種極為普遍的能量供應(yīng)方式。Volvo公司也將壓電發(fā)電裝置列為替代汽車遙控器電池的首選方法之一，相關(guān)研究正在進行之中。目前，我國利用微發(fā)電裝置為各類便攜式傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)和便攜式微功率電器供電的研究較少，隨著國民環(huán)保意識的提高以及各種無線發(fā)射裝置的廣泛使用，這方面的研究逐漸引起政府和科研工作者的高度重視。 壓電發(fā)電及其能量存儲技術(shù)是一個新的研究領(lǐng)域，它涉及機械、材料、電子等諸多學(xué)科，尚有大量的理論和試驗研究需要解決。目前，有關(guān)這方面的研究在美國、荷蘭、西班牙等國家相繼開始。在壓電發(fā)電技術(shù)這一研究領(lǐng)域,科學(xué)家們在多種領(lǐng)域嘗試了壓電發(fā)電裝置的應(yīng)用,較有成效的有以這幾種：壓電發(fā)電鞋、壓電陶瓷點火器、能為無線網(wǎng)絡(luò)供電的壓電式袖珍風(fēng)車、撞擊式壓電引信、壓電發(fā)光扇、壓電式視線導(dǎo)航標(biāo)識等。
