本發(fā)明涉及鼠標自發(fā)電，具體是一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)的發(fā)展，使用場景受限的有線鼠標逐漸被無線鼠標所替代。無線鼠標的出現(xiàn)主要解決了線纜長度和線纜穿行路徑的限制，提高了使用距離和使用的便利性。

2、現(xiàn)有的無線鼠標在使用的過程中，其主要依賴于內(nèi)部電池進行持續(xù)的放電。但是電池在使用一段時間后，會出現(xiàn)電量不足的現(xiàn)象，需更換電池或進行及時的充電，從而導(dǎo)致無法實現(xiàn)超長續(xù)航的目的，因此亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了避免和克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)。本發(fā)明通過采用自發(fā)電模塊能夠為無線鼠標內(nèi)的電池供電，實現(xiàn)超長續(xù)航的目的。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，包括無線鼠標、安裝在無線鼠標內(nèi)部的自發(fā)電模塊，以及將自發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能充入無線鼠標電池的能源控制模塊，自發(fā)電模塊包括夾設(shè)在按鍵和鼠標基座之間的撓曲電結(jié)構(gòu)和壓電結(jié)構(gòu)；撓曲電結(jié)構(gòu)和壓電結(jié)構(gòu)可在按鍵按壓作用下同時發(fā)生變形，以分別通過撓曲電效應(yīng)和壓電效應(yīng)產(chǎn)生電能。

4、作為本發(fā)明再進一步的方案：撓曲電結(jié)構(gòu)包括固接在按鍵內(nèi)側(cè)面上的基板，基板的下板面上固定安裝有多個陣列排布的錐形體，錐形體由撓曲電材料制成，各個錐形體可在按鍵按壓作用下產(chǎn)生所述撓曲電效應(yīng)；各個錐形體的底端均與壓電結(jié)構(gòu)的按壓端彼此抵接，以將按鍵的按壓作用傳遞給壓電結(jié)構(gòu)。

5、作為本發(fā)明再進一步的方案：各個錐形體均倒置垂直固定安裝在基板的下板面上。

6、作為本發(fā)明再進一步的方案：各個錐形體的圓錐面上均開設(shè)有多組減重孔，各組減重孔繞錐形體周向均勻分布，且同一組中的各個減重孔沿該組所在的母線方向依次均勻布置。

7、作為本發(fā)明再進一步的方案：基板通過固定在其上板面上的連接桿固定安裝在按鍵上。

8、作為本發(fā)明再進一步的方案：壓電結(jié)構(gòu)壓接在撓曲電結(jié)構(gòu)的下方，且壓電結(jié)構(gòu)包括由壓電材料制成的感受板；感受板包括由上而下依次布置的感受層和支撐層，感受層構(gòu)成壓電結(jié)構(gòu)的按壓端，支撐層支撐安裝在鼠標基座上；感受層和支撐層之間電接觸貼合夾設(shè)有柔性層，且柔性層的硬度均小于感受層和支撐層。

9、作為本發(fā)明再進一步的方案：支撐層通過固定在其底部的導(dǎo)電柱固定安裝在鼠標基座上。

10、作為本發(fā)明再進一步的方案：錐形體由聚氨酯-石墨烯復(fù)合材料制成，基板由鋁基碳纖維復(fù)合材料制成，基板通過導(dǎo)線與能源控制模塊相連。

11、作為本發(fā)明再進一步的方案：壓電結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的電能由導(dǎo)電柱通過導(dǎo)線傳輸給能源控制模塊。

12、作為本發(fā)明再進一步的方案：自發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能的總電量為qt，計算公式如下：

13、qt＝nn0q+nn0ft(de+d′e)；

14、式中，n表示按壓按鍵的次數(shù)；n0表示錐形體的數(shù)量；q表示單個錐形體按壓一次時的發(fā)電量；ft表示單個錐形體一次按壓過程中受到的總力；de表示感受板的壓電系數(shù)；d′e表示感受板的等效壓電系數(shù)；

15、

16、式中，表示倒置的錐形體上表面電極化強度分布；表示倒置的錐形體下表面電極化強度分布；r1表示倒置的錐形體上表面半徑；r2表示倒置的錐形體下表面半徑；ρ表示當前表面上的點到該表面中心點的距離；表示當前表面上的點和該表面中心點的連線，與設(shè)定方向之間的夾角；ds表示面積微分；

17、

18、式中，f表示感受板中的交變載荷的頻率；e′表示感受板的等效彈性模量；se表示感受板的壓電面積；表示感受板中電流i對應(yīng)變ε的一階導(dǎo)數(shù)，即關(guān)系曲線i(ε)的斜率。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、1、通過集成自發(fā)電模塊，該無線鼠標系統(tǒng)能夠利用鼠標日常使用中的按鍵按壓動作來產(chǎn)生電能，從而實現(xiàn)對內(nèi)置電池的自動充電。極大地延長了鼠標的續(xù)航時間，減少了頻繁更換電池或充電的麻煩，提高了用戶的使用便利性和滿意度，同時也體現(xiàn)了環(huán)保和能源可持續(xù)利用的理念。

21、2、通過陣列排布的錐形體設(shè)計，不僅有效地將按鍵按壓轉(zhuǎn)化為電能，還通過錐形體與壓電結(jié)構(gòu)的直接接觸，實現(xiàn)了能量的高效傳遞。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計既保證了電能生成的高效性，也確保了按鍵操作的正常反饋感，提升了用戶體驗。

22、3、通過將錐形體倒置垂直安裝，進一步優(yōu)化了撓曲電結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，使得在按鍵按壓時，錐形體能夠更均勻地發(fā)生形變，從而提高電能轉(zhuǎn)換效率。

23、4、錐形體上的減重孔設(shè)計減輕了整體結(jié)構(gòu)的重量，有利于減少鼠標在使用過程中的疲勞感，同時減重孔的存在也增加了錐形體形變的靈活性，進一步提升了電能生成效率。此外，減重孔的均勻分布還保證了按鍵按壓時的穩(wěn)定性。

24、5、通過連接桿將基板固定安裝在按鍵上，確保了撓曲電結(jié)構(gòu)與按鍵之間的穩(wěn)固連接，提高了結(jié)構(gòu)的可靠性和耐用性。

25、6、通過感受層和支撐層的電接觸貼合，以及柔性層的夾設(shè)，實現(xiàn)了壓電效應(yīng)的高效轉(zhuǎn)換。同時，這種結(jié)構(gòu)也保證了壓電結(jié)構(gòu)在受力時的穩(wěn)定性和可靠性，提高了電能輸出的穩(wěn)定性和連續(xù)性。

26、7、通過導(dǎo)電柱將支撐層固定安裝在鼠標基座上，不僅實現(xiàn)了壓電結(jié)構(gòu)與鼠標基座之間的穩(wěn)固連接，還通過導(dǎo)電柱直接傳輸電能，減少了電能傳輸過程中的損失，提高了能源利用效率。

27、8、聚氨酯-石墨烯復(fù)合材料具有良好的撓曲電性能和機械性能，而鋁基碳纖維復(fù)合材料則提供了優(yōu)異的強度和輕量化特性。這些材料的選擇不僅提高了自發(fā)電模塊的性能，還降低了整體重量，提升了鼠標的便攜性。

28、9、通過導(dǎo)電柱和導(dǎo)線將壓電結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的電能傳輸給能源控制模塊，這種設(shè)計保證了電能傳輸?shù)目煽啃院透咝裕瑫r也便于對電能進行管理和分配。

29、10、自發(fā)電模塊產(chǎn)生電能總量的計算公式，有助于精確評估系統(tǒng)的發(fā)電能力和續(xù)航性能，為產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計和性能評估提供了科學(xué)依據(jù)。同時，公式中的各個參數(shù)也反映了影響電能生成的關(guān)鍵因素，為后續(xù)的改進和優(yōu)化提供了指導(dǎo)方向。

技術(shù)特征：

1.一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，包括無線鼠標(1)、安裝在無線鼠標(1)內(nèi)部的自發(fā)電模塊(2)，以及將自發(fā)電模塊(2)產(chǎn)生的電能充入無線鼠標(1)電池(51)的能源控制模塊(3)，自發(fā)電模塊(2)包括夾設(shè)在按鍵(11)和鼠標基座(12)之間的撓曲電結(jié)構(gòu)(21)和壓電結(jié)構(gòu)(22)；撓曲電結(jié)構(gòu)(21)和壓電結(jié)構(gòu)(22)可在按鍵(11)按壓作用下同時發(fā)生變形，以分別通過撓曲電效應(yīng)和壓電效應(yīng)產(chǎn)生電能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，撓曲電結(jié)構(gòu)(21)包括固接在按鍵(11)內(nèi)側(cè)面上的基板(211)，基板(211)的下板面上固定安裝有多個陣列排布的錐形體(212)，錐形體(212)由撓曲電材料制成，各個錐形體(212)可在按鍵(11)按壓作用下產(chǎn)生所述撓曲電效應(yīng)；各個錐形體(212)的底端均與壓電結(jié)構(gòu)(22)的按壓端彼此抵接，以將按鍵(11)的按壓作用傳遞給壓電結(jié)構(gòu)(22)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，各個錐形體(212)均倒置垂直固定安裝在基板(211)的下板面上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，各個錐形體(212)的圓錐面上均開設(shè)有多組減重孔(2121)，各組減重孔(2121)繞錐形體(212)周向均勻分布，且同一組中的各個減重孔(2121)沿該組所在的母線方向依次均勻布置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，基板(211)通過固定在其上板面上的連接桿(13)固定安裝在按鍵(11)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，壓電結(jié)構(gòu)(22)壓接在撓曲電結(jié)構(gòu)(21)的下方，且壓電結(jié)構(gòu)(22)包括由壓電材料制成的感受板(221)；感受板(221)包括由上而下依次布置的感受層(2211)和支撐層(2213)，感受層(2211)構(gòu)成壓電結(jié)構(gòu)(22)的按壓端，支撐層(2213)支撐安裝在鼠標基座(12)上；感受層(2211)和支撐層(2213)之間電接觸貼合夾設(shè)有柔性層(2212)，且柔性層(2212)的硬度均小于感受層(2211)和支撐層(2213)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，支撐層(2213)通過固定在其底部的導(dǎo)電柱(222)固定安裝在鼠標基座(12)上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，錐形體(212)由聚氨酯-石墨烯復(fù)合材料制成，基板(211)由鋁基碳纖維復(fù)合材料制成，基板(211)通過導(dǎo)線與能源控制模塊(3)相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，壓電結(jié)構(gòu)(22)中產(chǎn)生的電能由導(dǎo)電柱(222)通過導(dǎo)線傳輸給能源控制模塊(3)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)，其特征在于，自發(fā)電模塊(2)產(chǎn)生的電能的總電量為qt，計算公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鼠標自發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種低頻自動供電的無線鼠標系統(tǒng)。本發(fā)明包括無線鼠標、安裝在無線鼠標內(nèi)部的自發(fā)電模塊，以及將自發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能充入無線鼠標電池的能源控制模塊，自發(fā)電模塊包括夾設(shè)在按鍵和鼠標基座之間的撓曲電結(jié)構(gòu)和壓電結(jié)構(gòu)；撓曲電結(jié)構(gòu)和壓電結(jié)構(gòu)可在按鍵按壓作用下同時發(fā)生變形，以分別通過撓曲電效應(yīng)和壓電效應(yīng)產(chǎn)生電能。通過集成自發(fā)電模塊，該無線鼠標系統(tǒng)能夠利用鼠標日常使用中的按鍵按壓動作來產(chǎn)生電能，從而實現(xiàn)對內(nèi)置電池的自動充電。極大地延長了鼠標的續(xù)航時間，減少了頻繁更換電池或充電的麻煩，提高了用戶的使用便利性和滿意度，同時也體現(xiàn)了環(huán)保和能源可持續(xù)利用的理念。

技術(shù)研發(fā)人員：李孝寶,張程,胡棟,王潔,閆皓男,謝龍剛,浦玉學(xué)
受保護的技術(shù)使用者：合肥工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28