一种基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标制造技术

本发明专利技术公开了一种基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标，属于无线鼠标技术领域，包括：鼠标壳体、设置在鼠标壳体内的可拆卸发电单元，可拆卸发电单元包括：转子，包括球形磁铁以及包裹球形磁铁的两个半球形球壳，两个半球形球壳之间通过第一卡扣可拆卸连接；转子支架，为一端固定在鼠标壳体底板上的圆管，其内壁周向设置有环形沟槽；一端彼此连接的环形支架和转轴，环形支架另一端位于环形沟槽内，转轴另一端连接转子；线圈支架和沿其外表面排布的线圈；外力作用下，转子、转轴和环形支架共同沿环形沟槽周向旋转，转子环绕转轴自转，在线圈中生成感应电流以发电。提高无线自供电鼠标的发电功率和发电量，实现轻便化设计。实现轻便化设计。实现轻便化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标


[0001]本专利技术属于无线鼠标
，更具体地，涉及一种基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标。

技术介绍

[0002]随着人机交互技术的突飞猛进发展，各类人机交互设备层出不穷。鼠标是一种常见的计算机输入设备，无线鼠标使用无线技术与电脑通讯，从而摆脱电线的束缚。无线鼠标多采用电池供电，受限于电池容量，无线鼠标的续航参差不齐，给用户造成极大不便。目前常见的鼠标自供电系统设计将收集能量集中在人体使用鼠标做功上，而实际使用中人体使用鼠标做功很小，以此为目标收集能量不足以给鼠标独立供电。
[0003]CN104750274A公开了一种鼠标自供电系统，其通过收集鼠标滚轮转动能量，并采用电磁感应及压电效应两种方式进行发电。但是，这种依靠鼠标滚轮转动的方式受人手指力量制约，较难产生很大的发电功率，不能实现持续独立对鼠标供电。CN106125960A公开了一种鼠标自供电系统，其利用鼠标移动或晃动过程中导体的惯性，通过电磁感应进行发电。但是，该自供电系统的结构设计受导体惯性影响，无法应对鼠标剧烈运动的情况，导致发电功率存在一个较小的上限值。
[0004]总体而言，受结构和能量收集方式的限制，现有的无线自供电鼠标发电功率低、发电效率低，无法持续对鼠标进行供电。除此之外，现有无线自供电鼠标中的供电单元大都不可拆卸，严重影响设备尺寸和重量，不符合鼠标轻便化设计的需求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标，其目的在于提高无线自供电鼠标中发电单元的发电功率和发电量，以及实现无线自供电鼠标的轻便化设计。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标，包括鼠标壳体以及设置在所述鼠标壳体内的可拆卸发电单元，所述可拆卸发电单元包括：转子，包括球形磁铁以及包裹所述球形磁铁的两个半球形球壳，两个半球形球壳之间通过第一卡扣可拆卸连接；转子支架，为一端固定在鼠标壳体底板上的圆管，其内壁周向设置有环形沟槽；一端彼此连接的环形支架和转轴；所述环形支架的另一端位于所述环形沟槽内；所述转轴包括位于所述转子两侧的两部分，且每部分的另一端连接所述转子；所述转子对称分布在所述转轴所处平面的上下两侧；线圈支架和沿所述线圈支架外表面排布的线圈，所述线圈支架包括分别位于所述转子上下两侧的上支架和下支架，且所述上支架和所述下支架相对于所述鼠标机壳固定设置；外力作用下，所述转子、转轴和环形支架共同沿所述环形沟槽周向旋转，所述转子环绕所述转轴自转，在所述线圈中生成感应电流以发电。
[0007]更进一步地，所述可拆卸发电单元还包括：发条，所述发条的一端固定在所述鼠标壳体上，所述发条的另一端通过第二卡扣与所述转轴卡接以与所述转轴相互作用；所述发
条用于在外力作用下为所述转子提供自转初速度，当所述转轴正向旋转时，所述第二卡扣拨动所述发条压缩发条弹簧以储存能量，当所述转轴反向旋转时，所述第二卡扣脱离所述发条，所述发条复原。
[0008]更进一步地，还包括：依次连接在线圈输出端的整流桥电路和储能元件；所述整流桥电路用于将所述线圈输出的交流电转换为直流电，并对转换后的直流电进行降压转换；所述储能元件用于存储降压转换后的电能，并在所述储能元件的电压高于供电阈值时，为鼠标供电。
[0009]更进一步地，所述线圈支架中的上支架和下支架均为空心半球壳；所述线圈自中心面向上下两端排布，所述中心面为过所述转轴，且与所述转子支架端面平行的平面。
[0010]更进一步地，所述线圈的排布形状为球形。
[0011]更进一步地，所述线圈的排布形状为圆柱形。
[0012]更进一步地，所述转子支架在所述鼠标壳体的底板上的安装位置处，设置有开口。
[0013]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：（1）本专利技术所提供的基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标，其发电单元中的转子既可绕转轴自转，又可沿环形沟槽周向旋转，其转子的旋转方式与陀螺仪的旋转方式相同，相同外力作功下，其转子可以获得更快的转速和更长时间的转动，更快的转速使得多匝线圈闭合平面内的磁通量周期性变化更大，从而提供更大的发电功率，更长时间的转动可以提供更多的发电量，由此大幅度提高发电功率，实现对鼠标的持续供电；（2）将动子中包裹球形磁铁的球壳设置为两个可拆卸连接的半球形球壳，打开两个半球形球壳即可取出其包裹的球形磁铁，直接利用储能元件为鼠标供电，在满足鼠标自发电能力的情况下，降低了正常使用时的鼠标重量，实现了鼠标的轻量化设计；（3）为发电单元中的线圈提供了两种优化排布方式，球形排布方式下，线圈的电阻较小，同时根据有限元仿真，沿球壳外侧感应电场最大，因此当磁铁转动时，沿球形外壳缠绕线圈可以最大效率地获取感应电场产生的能量，由此使得每匝线圈具有更大的输出功率；圆柱形排布方式下，两端线圈可以向外延伸，在实际情况下便于增加线圈匝数，从而最大程度地获取感应电场产生的能量，由此提高线圈的总输出电压；特定的线圈排布方式与陀螺仪旋转原理相配合，实现了机械能电能转化率的最大化。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标的俯视图。
[0015]图2为本专利技术实施例提供的基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标的侧视图。
[0016]图3为本专利技术实施例提供的基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标的整体结构图。
[0017]图4为本专利技术实施例提供的发电单元示意图。
[0018]图5为本专利技术实施例提供的球形线圈的排布方式示意图。
[0019]图6为本专利技术实施例提供的球形线圈的排布方式纵切图。
[0020]图7为本专利技术实施例提供的动子结构的旋转原理图。
[0021]图8为本专利技术实施例提供的转子空间磁通密度模竖直方向分量分布图。
[0022]图9为本专利技术实施例提供的转子空间感应电压分布图。
[0023]图10为本专利技术实施例提供的球形线圈的电压与时间关系仿真图。
[0024]图11为本专利技术实施例提供的整流桥电路的拓扑结构示意图。
[0025]图12为本专利技术实施例提供的圆柱形线圈的排布方式纵切图。
[0026]图13为本专利技术实施例提供的圆柱形线圈电压与时间关系仿真图。
[0027]图14为本专利技术实施例提供的动子结构的运动关系示意图。
[0028]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：1为鼠标壳体，2为转子，3为转子支架，4为环形支架，5为转轴，6为线圈支架，7为线圈，8为发条。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标，其特征在于，包括鼠标壳体以及设置在所述鼠标壳体内的可拆卸发电单元，所述可拆卸发电单元包括：转子，包括球形磁铁以及包裹所述球形磁铁的两个半球形球壳，两个半球形球壳之间通过第一卡扣可拆卸连接；转子支架，为一端固定在鼠标壳体底板上的圆管，其内壁周向设置有环形沟槽；一端彼此连接的环形支架和转轴；所述环形支架的另一端位于所述环形沟槽内；所述转轴包括位于所述转子两侧的两部分，且每部分的另一端连接所述转子；所述转子对称分布在所述转轴所处平面的上下两侧；线圈支架和沿所述线圈支架外表面排布的线圈，所述线圈支架包括分别位于所述转子上下两侧的上支架和下支架，且所述上支架和所述下支架相对于所述鼠标机壳固定设置；外力作用下，所述转子、转轴和环形支架共同沿所述环形沟槽周向旋转，所述转子环绕所述转轴自转，在所述线圈中生成感应电流以发电。2.如权利要求1所述的基于旋转发电的可拆卸式无线自供电鼠标，其特征在于，所述可拆卸发电单元还包括：发条，所述发条的一端固定在所述鼠标壳体上，所述发条的另一端通过第二卡扣与所述转轴卡接以与所述转轴相互作用；所述发条用于在外力作用下为所述转子提供自转初速度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾天逸，彭晗，吕鑫盛，陈益华，刘先超，肖洪飞，孙寒燚，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：