基于無輻射收集供電研究

張譯心 岳俊華 王平

【摘要】現(xiàn)如今，雖然我國(guó)的科技越來越發(fā)達(dá)，萬事都朝著方便快捷發(fā)展，但是考慮到我國(guó)的無線鼠標(biāo)還停留在用干電池供電這種既不方便又污染環(huán)境的問題，本文基于無線鼠標(biāo)電磁感應(yīng)與輻射收集供電，提供了更加優(yōu)質(zhì)的供電方式，減少了干電池因無法自然降解造成的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問題，在高速發(fā)展的時(shí)代環(huán)境下，解決掉這些細(xì)枝末節(jié)的問題顯得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】無線供電 ?電磁感應(yīng) ?電源

引言：在這個(gè)發(fā)展迅速的時(shí)代，能夠?yàn)楣ぷ鲙砀臃奖憧旖莸膭?chuàng)新非常重要，細(xì)節(jié)決定成敗，現(xiàn)在最重要的找到能為日常生活帶來方便的創(chuàng)新點(diǎn)，現(xiàn)在，更多的人選擇用筆記本電腦完成自己的工作，但是這時(shí)候就體現(xiàn)出一個(gè)問題，那就是鼠標(biāo)，傳統(tǒng)的有線鼠標(biāo)日常帶著很不方便，那么就想到了更加便捷的無線鼠標(biāo)，可是無線鼠標(biāo)的供電問題給人們的生活帶來了一些不方便，本次研究針對(duì)無線鼠標(biāo)的供電方式，運(yùn)用了電磁感應(yīng)定律原理，利用非輻射磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電能高效傳輸?shù)臒o線供電方式，給鼠標(biāo)提供工作電源。這樣可以實(shí)現(xiàn)在鼠標(biāo)供電方式上的可持續(xù)發(fā)展。

一、研究系統(tǒng)的必要性

（一）傳統(tǒng)鼠標(biāo)干電池供電的弊端

通過我們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，每節(jié)干電池在平均每天使用6個(gè)小時(shí)的情況下，可使用16天，這樣就會(huì)帶來很大的電池使用量，所以這個(gè)時(shí)候有很多人就會(huì)選擇直接拋棄掉電壓不足的電池，這就產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。廢電池中含有汞、鎘、鉛、鋅等一系列重金屬的有毒物質(zhì)。廢電池在填埋處理一個(gè)月內(nèi)，其金屬外殼就會(huì)被腐蝕穿孔，廢電池中的有害物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入土壤、水體之中，這會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

人們大量地使用干電池，并且無法合理利用，這樣就自然而然的縮短了電池的使用時(shí)間，同樣也增加了購買電池的數(shù)量。一些使用過的電池內(nèi)還有殘余電量無法被利用，不僅僅在污染環(huán)境的同時(shí)，也給用戶增加了一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

（二）研究解決的問題

本次研究的無線鼠標(biāo)電磁感應(yīng)與輻射收集供電，具有無線鼠標(biāo)的操作體驗(yàn)，而且解決了傳統(tǒng)無線鼠標(biāo)的電池更換，以及一些更換電池帶來的污染和資源浪費(fèi)問題，體現(xiàn)了我國(guó)的綠色和諧，環(huán)保發(fā)展的新時(shí)代主題。

若能將此研究成果運(yùn)用帶生活中，將會(huì)有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。而且能帶來以往沒有的各類分析報(bào)告，大大提高工作質(zhì)量。我國(guó)尚處于無線鼠標(biāo)市場(chǎng)擴(kuò)充階段，針對(duì)干電池供電帶來的環(huán)境污染問題，我們考慮到，若解決這個(gè)問題，將大大減少廢棄電池的數(shù)量，有益于保護(hù)環(huán)境，符合我國(guó)綠色和諧，環(huán)保發(fā)展的新時(shí)代主題，更能夠貼合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

二、系統(tǒng)運(yùn)行方式

（1）本項(xiàng)目提出了基于電磁感應(yīng)定律的原理，利用非輻射磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電能高效傳輸?shù)臒o線供電方式，來給鼠標(biāo)提供工作電源。其基本實(shí)施方式是在電腦的USB端口加裝發(fā)射電路，通過振動(dòng)電路中發(fā)射線圈形成一個(gè)交變磁場(chǎng)，置于鼠標(biāo)本體中的接收線圈將會(huì)產(chǎn)生一系列的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，達(dá)到為鼠標(biāo)供電目的。

（2）該方案針對(duì)現(xiàn)有的無線鼠標(biāo)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，使本項(xiàng)目在不對(duì)鼠標(biāo)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變的前提下，外加本供電裝置，方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，改動(dòng)補(bǔ)位少，使其適用于我國(guó)絕大多數(shù)無線鼠標(biāo)。

（3）作品擬增添輻射能量收集電路，該電路可利用天線收集空氣中特定頻段的電磁輻射，并通過轉(zhuǎn)換電路將產(chǎn)生的電能用以驅(qū)動(dòng)無線鼠標(biāo)工作。

三、擬解決的關(guān)鍵問題

（1）供電裝置建立在電磁感應(yīng)定律的基礎(chǔ)上，其難點(diǎn)在于如何使傳輸效率達(dá)到最大最強(qiáng)。傳輸效率的提高途徑包含了兩點(diǎn)：一個(gè)是開關(guān)管的開斷頻率的高低;另一個(gè)是發(fā)射與接收線圈的耦合系數(shù)的高低。

（2）輻射能量收集裝置中天線接收空氣中特定頻段的電磁輻射后所產(chǎn)生的高頻交流信號(hào)極弱，要對(duì)該電流信號(hào)進(jìn)行處理需要性能較好的芯片以及處理電路。

四、結(jié)語

在這個(gè)時(shí)代中，所有的東西的改革換代都十分地快，所以很多生活上的細(xì)節(jié)就成為了現(xiàn)在創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)，小小的鼠標(biāo)就很可能決定了一個(gè)人的工作的效率，而我們研究的嶄新的供電方式正是符合了這個(gè)新時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)方向，將污染環(huán)境的干電池供電方式變成簡(jiǎn)單、安全、環(huán)保、有效的應(yīng)用方式途徑，并且造價(jià)還很低廉的電磁感應(yīng)與輻射收集供電，迎合了我國(guó)的發(fā)展方向，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

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基金項(xiàng)目：吉林建筑大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目;項(xiàng)目編號(hào)：2019

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