本發(fā)明涉及鼠標(biāo)技術(shù)，尤其涉及一種自供電鼠標(biāo)。

背景技術(shù)：

無(wú)線鼠標(biāo)是人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦薪?jīng)常使用的電子設(shè)備，無(wú)線鼠標(biāo)通常需要內(nèi)置的干電池或者可充電的鋰電池來(lái)進(jìn)行供電，若不能及時(shí)充電或者更換電池，則會(huì)影響到無(wú)線鼠標(biāo)的正常使用，這對(duì)無(wú)線鼠標(biāo)的續(xù)航帶來(lái)了一定的不便。通過(guò)提高電池容量和降低鼠標(biāo)功耗都可以提升無(wú)線鼠標(biāo)的續(xù)航能力，但若能夠?qū)崿F(xiàn)鼠標(biāo)的自供電，則不失為一條新穎的解決方案。

目前還沒(méi)有自供電鼠標(biāo)的成熟產(chǎn)品，業(yè)界和學(xué)術(shù)界提出了一些可能的技術(shù)方案，利用摩擦生電原理即是其中之一。例如，利用摩擦發(fā)電機(jī)給無(wú)線鼠標(biāo)供電的方案，該方案中設(shè)計(jì)了摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，是由絕緣的高分子聚合物和導(dǎo)電的金屬或合金材料組成的雙層或多層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電材料作為發(fā)電機(jī)的電極。將該結(jié)構(gòu)與鼠標(biāo)集成，收集使用鼠標(biāo)過(guò)程中產(chǎn)生的壓力或振蕩，使摩擦發(fā)電機(jī)發(fā)生形變，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。產(chǎn)生的電能通過(guò)電路轉(zhuǎn)化處理后存儲(chǔ)或利用。

上述的摩擦發(fā)電機(jī)可以參照?qǐng)D1進(jìn)行解釋說(shuō)明，圖1所示的發(fā)電機(jī)為初始狀態(tài)。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)為柔性系統(tǒng)，可捕獲鼠標(biāo)使用過(guò)程中產(chǎn)生的壓力或振蕩，使得摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生豎直方向的形變，使得圖1中的有機(jī)材料和電極2接觸，并在界面摩擦產(chǎn)生電荷。由于有機(jī)材料絕緣，電荷會(huì)長(zhǎng)時(shí)間保持，于是在電極1上產(chǎn)生感應(yīng)電荷，摩擦發(fā)電機(jī)形變恢復(fù)，使得界面產(chǎn)生的電荷分離，電極1和2之間產(chǎn)生了電勢(shì)差，可以對(duì)外輸出電能。

利用摩擦發(fā)電原理給鼠標(biāo)供電，本質(zhì)是通過(guò)摩擦發(fā)電機(jī)將人使用鼠標(biāo)時(shí)消耗的機(jī)械能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能給鼠標(biāo)供電，從而實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)自供電的效果。

通常使用鼠標(biāo)時(shí)，人對(duì)鼠標(biāo)的操作主要是移動(dòng)和點(diǎn)擊，在這些操作中，上述方案主要捕獲兩種作用力，一是點(diǎn)擊鼠標(biāo)時(shí)鼠標(biāo)左右鍵的壓力，二是在點(diǎn)擊和移動(dòng)鼠標(biāo)過(guò)程中鼠標(biāo)的振動(dòng)，在這兩種作用激勵(lì)下摩擦發(fā)電機(jī)的上下層薄膜產(chǎn)生形跡，使有機(jī)材料和電極接觸摩擦，從而產(chǎn)生電荷。很明顯，這兩種作用下摩擦發(fā)電機(jī)的形變非常有限，并沒(méi)有利用移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)鼠標(biāo)與其支撐面反復(fù)的摩擦作用，使得能夠轉(zhuǎn)化利用的機(jī)械能非常有限，使得這種發(fā)電機(jī)制下收集轉(zhuǎn)化機(jī)械能的利用率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種自供電鼠標(biāo)，包括：鼠標(biāo)體、發(fā)電機(jī)、電路；所述發(fā)電機(jī)與所述電路相連接；所述發(fā)電機(jī)包括第一摩擦面，其中，所述第一摩擦面位于所述鼠標(biāo)體上；

所述第一摩擦面與設(shè)置于支撐物上的第二摩擦面對(duì)應(yīng)設(shè)置，且所述第一摩擦面與所述第二摩擦面之間發(fā)生相互摩擦?xí)r，所述第一摩擦面將由摩擦生成的電能輸出至所述電路，通過(guò)所述電路對(duì)所述電能進(jìn)行處理后為所述自供電鼠標(biāo)進(jìn)行供電。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一摩擦面和所述第二摩擦面均為包括兩層材料復(fù)合的層狀結(jié)構(gòu)；其中，

所述第一摩擦面包括第一高分子聚合層和電極層，所述電極層作為所述發(fā)電機(jī)的電極與所述電路相連接；

所述第二摩擦面包括第二高分子聚合層和第三高分子聚合層。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一高分子聚合層為所述電極層與所述鼠標(biāo)體的中間層，用于粘附并支撐所述電極層與所述鼠標(biāo)體；所述第三高分子聚合層為所述第二高分子聚合層與所述支撐物的中間層，用于粘附并支撐所述第二高分子聚合層與所述支撐物；

其中，所述第一高分子聚合層與所述第三高分子聚合層的材料相同或者不同。

本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)所述第一摩擦面與所述第二摩擦面之間發(fā)生相互摩擦?xí)r，所述電極層與所述第二高分子聚合層之間產(chǎn)生摩擦生電；其中，

所述電極層和/或所述第二高分子聚合層，具有納米或微米尺度的微結(jié)構(gòu)陣列，所述微結(jié)構(gòu)陣列為以下形狀的一種或多種組合：金字塔形、圓柱體形、圓椎體形、棱臺(tái)形、正方體形、長(zhǎng)方體形，所述微結(jié)構(gòu)陣列為周期排列或者非周期排列。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述電極層包括周期排列的矩形電極陣列；所述第二高分子聚合層包括兩組或多組周期陣列交叉排列的矩形聚合物。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述電極層包括一個(gè)以上區(qū)域，其中，每個(gè)區(qū)域均包括一組周期排列的矩形電極陣列，各個(gè)區(qū)域的矩形電極陣列排列方向相同或者不同；每個(gè)區(qū)域內(nèi)周期排列的矩形電極陣列連通為導(dǎo)電體，作為所述發(fā)電機(jī)的電極與所述電路相連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，相鄰兩組矩形聚合物陣列之間的夾角大于0度且小于180度。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述電極層中矩形電極陣列中相鄰兩條電極之間的間距為l1，所述電極層中矩形電極陣列中每條電極的寬度為l2；所述第二高分子聚合層中矩形聚合物陣列中相鄰兩條聚合物之間的間距為m1，所述第二高分子聚合層中矩形聚合物陣列中每條聚合物的寬度為m2；其中，l1＜m1+m2，且m1＜l2。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述第二摩擦面位于支撐物的表面的全部區(qū)域或者部分區(qū)域，所述支撐物的表面絕緣。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述電極層和所述第二高分子聚合層的厚度為1nm至100μm；所述第一高分子聚合層和所述第三高分子聚合層的厚度為10nm至1cm。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，自供電鼠標(biāo)包括：鼠標(biāo)體、發(fā)電機(jī)、電路；所述發(fā)電機(jī)與所述電路相連接；所述發(fā)電機(jī)包括第一摩擦面，其中，所述第一摩擦面位于所述鼠標(biāo)體的底面，所述第一摩擦面與設(shè)置于支撐物上的第二摩擦面對(duì)應(yīng)設(shè)置，且所述第一摩擦面與所述第二摩擦面之間發(fā)生相互摩擦?xí)r，所述 第一摩擦面將由摩擦生成的電能輸出至所述電路，通過(guò)所述電路對(duì)所述電能進(jìn)行處理后為所述自供電鼠標(biāo)進(jìn)行供電。本發(fā)明實(shí)施例提出了一種全新的基于摩擦發(fā)電原理的自供電鼠標(biāo)，收集鼠標(biāo)移動(dòng)過(guò)程中與其支撐面之間的摩擦能，并將摩擦能轉(zhuǎn)化為電能，更有效地收集了鼠標(biāo)使用過(guò)程中的機(jī)械能，提高自供電鼠標(biāo)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化利用效率。

附圖說(shuō)明

圖1為摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的自供電鼠標(biāo)的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中第一摩擦面的電極層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中第二摩擦面的第二高分子聚合層的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更加詳盡地了解本發(fā)明實(shí)施例的特點(diǎn)與技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)闡述，所附附圖僅供參考說(shuō)明之用，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施例。

本發(fā)明實(shí)施例提出了一種自供電鼠標(biāo)，利用鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)與其支撐面之間的摩擦作用，使得鼠標(biāo)底面的摩擦面產(chǎn)生往復(fù)的電荷轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)外電路的電流，從而轉(zhuǎn)化為電能為鼠標(biāo)供電。

本發(fā)明實(shí)施例的自供電鼠標(biāo)包括：鼠標(biāo)體、發(fā)電機(jī)、電路；所述發(fā)電機(jī)與所述電路相連接；所述發(fā)電機(jī)包括第一摩擦面，其中，所述第一摩擦面位于所述鼠標(biāo)體上；

所述第一摩擦面與設(shè)置于支撐物上的第二摩擦面對(duì)應(yīng)設(shè)置，且所述第一摩擦面與所述第二摩擦面之間發(fā)生相互摩擦?xí)r，所述第一摩擦面將由摩擦生成的電能輸出至所述電路，通過(guò)所述電路對(duì)所述電能進(jìn)行處理后為所述自供電鼠標(biāo)進(jìn)行供電。

本發(fā)明實(shí)施例中，支撐物可以是鼠標(biāo)墊，第二摩擦面設(shè)置于所述鼠標(biāo)墊上。

需要說(shuō)明的是，支撐第二摩擦面的支撐物可以其他何物品，如可以將第二摩擦面設(shè)置于專用的塑料紙上，用戶需要利用鼠標(biāo)發(fā)電時(shí)，只要將設(shè)置有第二摩擦面的塑料紙墊在鼠標(biāo)下面即可。由于承載第二摩擦面的物品比較多，這里不再一一贅述。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一摩擦面和所述第二摩擦面均為包括兩層材料復(fù)合的層狀結(jié)構(gòu)；其中，

所述第一摩擦面包括第一高分子聚合層和電極層，所述電極層作為所述發(fā)電機(jī)的電極與所述電路相連接；

所述第二摩擦面包括第二高分子聚合層和第三高分子聚合層。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述第一高分子聚合層為所述電極層與所述鼠標(biāo)體的中間層，用于粘附并支撐所述電極層與所述鼠標(biāo)體；所述第三高分子聚合層為所述第二高分子聚合層與所述支撐物的中間層，用于粘附并支撐所述第二高分子聚合層與所述支撐物；

其中，所述第一高分子聚合層與所述第三高分子聚合層的材料相同或者不同。

本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)所述第一摩擦面與所述第二摩擦面之間發(fā)生相互摩擦?xí)r，所述電極層與所述第二高分子聚合層之間產(chǎn)生摩擦生電；其中，

所述電極層和/或所述第二高分子聚合層，具有納米或微米尺度的微結(jié)構(gòu)陣列，所述微結(jié)構(gòu)陣列為以下形狀的一種或多種組合：金字塔形、圓柱體形、圓椎體形、棱臺(tái)形、正方體形、長(zhǎng)方體形，所述微結(jié)構(gòu)陣列為周期排列或者非周期排列。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述電極層包括周期排列的矩形電極陣列；所述第二高分子聚合層包括兩組或多組周期陣列交叉排列的矩形聚合物。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述電極層包括一個(gè)以上區(qū)域，其中，每個(gè)區(qū)域均包括一組周期排列的矩形電極陣列，各個(gè)區(qū)域的矩形電極陣列排列方向相同或者不同；每個(gè)區(qū)域內(nèi)周期排列的矩形電極陣列連通為導(dǎo)電體，作為所述發(fā)電機(jī)的電極與所述電路相連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，相鄰兩組矩形聚合物陣列之間的夾角大于0度且小于180度。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述電極層中矩形電極陣列中相鄰兩條電極之間的間距為l1，所述電極層中矩形電極陣列中每條電極的寬度為l2；所述第二高分子聚合層中矩形聚合物陣列中相鄰兩條聚合物之間的間距為m1，所述第二高分子聚合層中矩形聚合物陣列中每條聚合物的寬度為m2；其中，l1＜m1+m2，且m1＜l2。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述第二摩擦面位于支撐物的表面的全部區(qū)域或者部分區(qū)域，所述支撐物的表面絕緣。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述電極層和所述第二高分子聚合層的厚度為1nm至100μm；所述第一高分子聚合層和所述第三高分子聚合層的厚度為10nm至1cm。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，自供電鼠標(biāo)由兩大部分組成，一部分是發(fā)電機(jī)，另一部分是與發(fā)電機(jī)相連接的電路。下面結(jié)合具體結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的自供電鼠標(biāo)再做詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)輸出的電能無(wú)法直接給鼠標(biāo)供電，需要經(jīng)過(guò)與其相連的電路進(jìn)行整流、濾波、穩(wěn)壓處理，再經(jīng)由電源管理芯片給電池(如鋰電池)充電，由電池通過(guò)電源管理芯片給鼠標(biāo)供電。

參照?qǐng)D2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例的自供電鼠標(biāo)的整體結(jié)構(gòu)圖，自供電鼠標(biāo)的發(fā)電機(jī)由兩個(gè)摩擦面組成，分別為：第一摩擦面和第二摩擦面。

如圖2所示，兩層摩擦面分別位于鼠標(biāo)體1的底面和支撐鼠標(biāo)移動(dòng)的支撐物6的表面。具體地，第一摩擦面位于鼠標(biāo)體1的底面，第二摩擦面位于支撐物6的表面。

支撐物6表面的第二摩擦面可分布在其表面的全部區(qū)域或者部分區(qū)域。支撐物6可以是：鼠標(biāo)墊、紙、桌面、木板、塑料板等等表面絕緣的物體。

如圖2所示，兩層摩擦面均由是包括兩層材料復(fù)合的層狀結(jié)構(gòu)。鼠標(biāo)體1底部的材料包括第一高分子聚合層2和電極層3，電極層3作為發(fā)電機(jī)的輸出電極與后續(xù)電路相連。支撐物6表面的第二摩擦面包括第二高分子聚合層4和 第三高分子聚合層5。其中電極層3和第二高分子聚合層4的厚度可在1nm～100μm范圍內(nèi)，第一高分子聚合層2和第三高分子聚合層5的厚度可在10nm～1cm范圍內(nèi)。

這里，第一高分子聚合層2、第二高分子聚合層4和第三高分子聚合層5均為高分子聚合材料。

第一高分子聚合層2和第三高分子聚合層5均為居間過(guò)渡層，起粘附和支撐作用，這兩層材料可以相同或者不同。具體地，所述第一高分子聚合層2為所述電極層3與所述鼠標(biāo)體1的中間層，用于粘附并支撐所述電極層3與所述鼠標(biāo)體1；所述第三高分子聚合層5為所述第二高分子聚合層4與所述支撐物6的中間層，用于粘附并支撐所述第二高分子聚合層4與所述支撐物6。

摩擦生電作用發(fā)生在電極層3和第二高分子聚合層4的界面，在這兩個(gè)相對(duì)的材料表面至少有一面具有尺度在納米至微米的微結(jié)構(gòu)陣列，這些微結(jié)構(gòu)陣列可以是金字塔形、圓柱體形、圓椎體形、棱臺(tái)形、正方體形、長(zhǎng)方體形等等形狀中的一種或者多種組合，微結(jié)構(gòu)陣列可以是周期排列，也可以是非周期排列。

電極層3的材料可以是金、銀、銅、鋁、鐵、鉑、鉻、鈦、鈀、鎳等金屬或合金。第一高分子聚合層2、第二高分子聚合層4、第三高分子聚合層5的材料可選用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚酰亞胺、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚二氯乙烯、聚氯醚、聚碳酸酯、聚丙烯腈等等材料中的一種或多種。

本發(fā)明實(shí)施例中，鼠標(biāo)體1底面的第一摩擦面的圖形需要滿足特定的要求。具體為以下要求：

電極層3呈周期排列的矩形，兩條電極之間的間距為l1，每條電極的寬度為l2，每條電極的長(zhǎng)度沒(méi)有特定要求，僅受所分布區(qū)域的尺寸限制。每個(gè)分布區(qū)域內(nèi)周期排列的電極連通成為導(dǎo)電的整體，然后作為摩擦發(fā)電機(jī)的電極與后續(xù)電路連接。第一高分子聚合層2沒(méi)有特定的要求，可以整片分布，也可以與電極層3有同樣的圖形。

當(dāng)電極陣列的排列方向與鼠標(biāo)移動(dòng)方向垂直時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)收集轉(zhuǎn)化機(jī)械能的效率最高；當(dāng)電極陣列的排列方向與鼠標(biāo)移動(dòng)方向平行時(shí)，則摩擦發(fā)電機(jī)的輪效率很低。由于鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)可沿xy平面任意方向移動(dòng)，為了提高摩擦發(fā)電機(jī)的效率，可在鼠標(biāo)體1的底面的不同區(qū)域，設(shè)計(jì)分布沿不同方向排列的電極陣列，同一區(qū)域內(nèi)電極沿相同方向排列。在鼠標(biāo)底面的分布區(qū)域數(shù)量可以任意設(shè)計(jì)，不同區(qū)域的電極方向可以任意設(shè)計(jì)。圖3給出了一種典型的設(shè)計(jì)方案，電極陣列分別位于鼠標(biāo)體1底面的區(qū)域7和區(qū)域8中，電極排列方向分別與x軸和y軸平行。圖3中未示出第一高分子聚合層2的圖形。

本發(fā)明實(shí)施例中，支撐物6表面的第二摩擦面的圖形需要滿足特定的要求。具體為以下要求：

第二摩擦面可在支撐物6表面的任何區(qū)域分布，可以整片分布，也可以不連續(xù)分布。鼠標(biāo)體1在分布有摩擦面的區(qū)域移動(dòng)時(shí)會(huì)有較高效率的摩擦發(fā)電作用。

第二高分子聚合層4的圖形可由兩組或多組周期排列的矩形構(gòu)成。每組矩形圖形中，兩條聚合物之間的間距為m1，每條聚合物的寬度為m2，每條聚合物的長(zhǎng)度沒(méi)有特定要求，僅受所分布區(qū)域的尺寸限制。相鄰兩組矩形之間的夾角為β，β應(yīng)滿足0°＜β＜180°。第三高分子聚合層5沒(méi)有特定的要求，可以整片分布，也可以與第二高分子聚合層4有同樣的圖形。

通常情況下，考慮到設(shè)計(jì)和工藝制備的便利性，第二高分子聚合層4的圖形為兩組周期排列的矩形交叉而成，如圖4所示，兩列矩形分別平行于x軸和y軸，此時(shí)夾角β＝90°。圖4中未示出第三高分子聚合層5的圖形。

上述方案中，所述的電極層3和第二高分子聚合層4的圖形尺寸還需要同時(shí)滿足以下兩條要求：l1＜m1+m2，m1＜l2。

本發(fā)明實(shí)施例中，電路位于鼠標(biāo)體1的內(nèi)部，圖2中未示出。

本發(fā)明實(shí)施例所記載的技術(shù)方案之間，在不沖突的情況下，可以任意組合。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。