題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型自行發(fā)電無(wú)線鼠標(biāo)的研發(fā)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 伴隨著全球電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品的種類和數(shù)量急劇增多，電池需求的激增也造成人類資源的極大浪費(fèi)。因此，“節(jié)能、綠色、環(huán)?！币殉蔀槿虬l(fā)展的主題。針對(duì)上述問(wèn)題，我們合理考慮無(wú)線鼠標(biāo)的供電結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一套能將使用鼠標(biāo)時(shí)產(chǎn)生的多余能量收集并給予鼠標(biāo)供電的系統(tǒng)，使其達(dá)到自行供電效果，擺脫傳統(tǒng)無(wú)線鼠標(biāo)需要通過(guò)更新電池來(lái)提供能源這一現(xiàn)狀。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于法拉第電磁感應(yīng)定律，我們將人操作鼠標(biāo)時(shí)候相對(duì)鼠標(biāo)墊的移動(dòng)和鼠標(biāo)滾輪兩方面未被有效利用的機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)無(wú)線鼠標(biāo)工作的有效能源。該自主發(fā)電的無(wú)線鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)主要包括殼體、電力產(chǎn)生構(gòu)件、電能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和蓄電元件。其中最核心的電力產(chǎn)生構(gòu)件由兩個(gè)方面構(gòu)成：一方面，利用鼠標(biāo)滾輪的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾輪發(fā)電裝置的外層磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)被內(nèi)層線圈切割，基于磁感生電流原理來(lái)產(chǎn)生電能；另一方面，首先在鼠標(biāo)內(nèi)部放置多匝線圈，在鼠標(biāo)墊下以蜂窩網(wǎng)格排布多個(gè)強(qiáng)磁體，當(dāng)鼠標(biāo)在鼠標(biāo)墊上正常移動(dòng)時(shí)，利用內(nèi)置多匝線圈切割鼠標(biāo)墊下強(qiáng)磁體產(chǎn)生的磁力線，從而產(chǎn)生磁感生電流。最后由電能轉(zhuǎn)換裝置將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存至蓄電器中，驅(qū)動(dòng)無(wú)線鼠標(biāo)工作。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 基于法拉第電磁感應(yīng)定律，我們將用戶操作鼠標(biāo)時(shí)，相對(duì)鼠標(biāo)墊的移動(dòng)和鼠標(biāo)滾輪兩方面未被有效利用的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)無(wú)線鼠標(biāo)工作的有效能源（電磁轉(zhuǎn)換原理），具體設(shè)計(jì)思路見(jiàn)圖1。該自主發(fā)電的無(wú)線鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)主要包括殼體、電力產(chǎn)生構(gòu)件、電能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和蓄電元件。其中核心的電力產(chǎn)生構(gòu)件由兩個(gè)方面構(gòu)成：一方面，利用鼠標(biāo)滾輪的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾輪發(fā)電裝置的外層磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)被內(nèi)層線圈切割，基于磁感生電流原理來(lái)產(chǎn)生電能；另一方面，首先在鼠標(biāo)內(nèi)部放置多匝線圈，在鼠標(biāo)墊下采用蜂窩網(wǎng)格排布多個(gè)強(qiáng)磁體，當(dāng)鼠標(biāo)在鼠標(biāo)墊上正常移動(dòng)時(shí)，利用內(nèi)置多匝線圈切割鼠標(biāo)墊下強(qiáng)磁體產(chǎn)生的磁力線，從而產(chǎn)生磁感生電流。最后由電能轉(zhuǎn)換裝置將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存至蓄電器中，驅(qū)動(dòng)無(wú)線鼠標(biāo)工作。自主供電無(wú)線鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)在保持原有無(wú)線鼠標(biāo)不受限制的基礎(chǔ)上，克服了需定期更換電池或充電等不便。產(chǎn)品充分地將人們操縱鼠標(biāo)時(shí)未被有效利用的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能供給鼠標(biāo)正常工作，具有“節(jié)能、無(wú)源、環(huán)?！碧攸c(diǎn)，符合社會(huì)發(fā)展需要。創(chuàng)新點(diǎn)具體如下： 1）最大的創(chuàng)新點(diǎn)是在無(wú)線鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)中引入自行發(fā)電裝置，擺脫傳統(tǒng)無(wú)線鼠標(biāo)需要更換電池的現(xiàn)狀； 2）自主供電系統(tǒng)。其中的滾輪發(fā)電方式更是首創(chuàng)，目的是為用戶在瀏覽網(wǎng)頁(yè)、在做低頻率移動(dòng)鼠標(biāo)和高頻率使用滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)都能保證充足電量供給鼠標(biāo)正常工作，并且針對(duì)這一核心技術(shù)我們成功并申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利，名稱：無(wú)源自主供電鼠標(biāo)的研發(fā)，專利號(hào)201010554737.X）。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、本作品完全克服了傳統(tǒng)有線鼠標(biāo)的連線束縛問(wèn)題，同時(shí)也解決了使用傳統(tǒng)無(wú)線鼠標(biāo)通過(guò)更換電池供電所造成的大量電池浪費(fèi)、污染問(wèn)題，體現(xiàn)了綠色環(huán)保的主題。 2、本作品自主發(fā)電電路設(shè)計(jì)方式高效、新穎，不僅在正常移動(dòng)時(shí)可以產(chǎn)生足夠的電能，為了滿足用戶在瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)較小幅度移動(dòng)鼠標(biāo)，較大幅度滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪的用電情況，特設(shè)計(jì)了鼠標(biāo)滾輪發(fā)電裝置，已申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利，名稱：無(wú)源自主供電鼠標(biāo)的研發(fā)，專利號(hào)201010554737.X）。 3、產(chǎn)電方式簡(jiǎn)單、安全、有效，并且造價(jià)低廉。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1、針對(duì)鼠標(biāo)墊磁鐵材料的選擇發(fā)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、針對(duì)核心鼠標(biāo)滾輪發(fā)電裝置已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利，申請(qǐng)人：陳輝、付睿等，專利名稱：無(wú)源自主供電鼠標(biāo)的研發(fā)，專利申報(bào)號(hào)：201010554737.X。
作品所處階段
- 中期實(shí)驗(yàn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物模型
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)： 我們將所學(xué)理論與社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合，用于改造鼠標(biāo)電子產(chǎn)品中。利用人在操作鼠標(biāo)墊的移動(dòng)和鼠標(biāo)滾輪兩方面未被利用的機(jī)械能，通過(guò)磁電轉(zhuǎn)化原理，將這種未被利用的能量回收并轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)無(wú)線鼠標(biāo)工作的有效能源。其中核心的電力產(chǎn)生構(gòu)件由兩個(gè)方面構(gòu)成：一方面，利用鼠標(biāo)滾輪的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾輪發(fā)電裝置的外層磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，由磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)被內(nèi)層線圈切割，基于磁感生電流原理來(lái)產(chǎn)生電能；另一方面，首先在鼠標(biāo)內(nèi)部放置多匝線圈，在鼠標(biāo)墊下以蜂窩網(wǎng)格排布多個(gè)強(qiáng)磁體，當(dāng)鼠標(biāo)在鼠標(biāo)墊上正常移動(dòng)時(shí)，利用內(nèi)置多匝線圈切割鼠標(biāo)墊下強(qiáng)磁體產(chǎn)生的磁力線，從而產(chǎn)生磁感生電流。最后由電能轉(zhuǎn)換裝置將產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存至蓄電器中，驅(qū)動(dòng)無(wú)線鼠標(biāo)工作。因此具有明顯創(chuàng)新點(diǎn)。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 與同類產(chǎn)品相比而言，不僅能保證舒適的手感和流暢的操作環(huán)境，最重要的就是能減少用戶更換電池帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)及不舒適感和每年因使用無(wú)線鼠標(biāo)而造成的干電池污染及資源浪費(fèi)現(xiàn)象。 作品的適應(yīng)范圍： 鼠標(biāo)、電腦鍵盤(pán)、游戲手柄、健身器材等中小型器件。
同類課題研究水平概述
- 針對(duì)“自主發(fā)電無(wú)線鼠標(biāo)”，我們進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)市面上總共有2種“自主發(fā)電”的無(wú)線鼠標(biāo)。 第一種號(hào)稱“不用電”的無(wú)線鼠標(biāo)，占市場(chǎng)份額80%以上，無(wú)一例外，均是內(nèi)部鑲嵌可充電電池，當(dāng)鼠標(biāo)內(nèi)置電池用完后，靠外部充電裝置給鼠標(biāo)充電，原理與充電剃須刀類似。 第二種則是某公司生產(chǎn)的“魔磁”系列無(wú)線鼠標(biāo)，采用創(chuàng)新魔磁（Magic Magnetism）技術(shù)并結(jié)合無(wú)線射頻辨識(shí)技術(shù)(RFID)，使得鼠標(biāo)無(wú)線且不需要電池驅(qū)動(dòng)。其工作原理是鼠標(biāo)墊通過(guò)USB接口連接電腦，對(duì)鼠標(biāo)發(fā)射特定頻率的信號(hào)，鼠標(biāo)接受到信號(hào)得以正常工作，類似公交卡和刷卡機(jī)的工作原理。但是據(jù)調(diào)查其銷售卻沒(méi)有取得預(yù)期的成果，我們總結(jié)分析原因并無(wú)我們研發(fā)鼠標(biāo)對(duì)比如下： 1、該公司生產(chǎn)的鼠標(biāo)需采用特定的鼠標(biāo)墊，但是其鼠標(biāo)墊也必須通過(guò)USB接口連 接在電腦上，雖然鼠標(biāo)本體“無(wú)線”，但是鼠標(biāo)墊“有線”，這從某種角度上相當(dāng)于有線鼠標(biāo)；而我們的自主供電鼠標(biāo)則完全拜托了線的束縛。 2、該公司鼠標(biāo)的鼠標(biāo)墊需連接在電腦上，并沒(méi)有做到真正意義上的自主發(fā)電，需要的電量是靠鼠標(biāo)墊通過(guò)USB接口從電腦主機(jī)獲得。 3、該公司鼠標(biāo)采用創(chuàng)新魔磁（Magic Magnetism）技術(shù)并結(jié)合無(wú)線射頻辨識(shí)技術(shù)(RFID)，成本較高，而我們的額外成本僅為線圈和磁鐵，批量生產(chǎn)以后將更低。
