一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊及其充電方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊及其充電方法。鼠標(biāo)包含信號(hào)發(fā)射模塊、電壓檢測(cè)模塊、第一微控制器、無(wú)線接收線圈陣列和可充電電池；鼠標(biāo)墊包含鼠標(biāo)墊本體、發(fā)射線圈陣列、USB接口、升壓模塊、信號(hào)接收模塊和第二微處理器。當(dāng)可充電電池電壓小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時(shí)，發(fā)送充電信號(hào)給鼠標(biāo)墊，打開發(fā)射線圈陣列的所有驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)對(duì)發(fā)射線圈陣列中各個(gè)發(fā)射線圈與接收線圈陣列耦合度的檢測(cè)，選擇性導(dǎo)通發(fā)射線圈陣列中的發(fā)射線圈進(jìn)行能量傳輸,當(dāng)可充電電池電壓足夠時(shí)，發(fā)送停止充電信號(hào)給鼠標(biāo)墊，關(guān)閉發(fā)射線圈陣列中所有驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明避免了電能浪費(fèi)和電磁輻射，鼠標(biāo)可以在任意移動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行充電，保證了電能傳輸?shù)母咝省?br>【專利說(shuō)明】
一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊及其充電方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線充電領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊及其充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，無(wú)線鼠標(biāo)給人們操作計(jì)算機(jī)帶來(lái)了很大的方便，無(wú)線鼠標(biāo)雖然沒(méi)有鼠標(biāo)線的束縛，但是需要額外的電源，無(wú)線鼠標(biāo)多數(shù)采用電池供電，一旦電池沒(méi)電，無(wú)線鼠標(biāo)就無(wú)法正常工作，現(xiàn)有的無(wú)線充電鼠標(biāo)雖然實(shí)現(xiàn)了無(wú)線充電，但當(dāng)鼠標(biāo)電量不足的時(shí)候需要手動(dòng)撥動(dòng)物理開關(guān)進(jìn)行充電，且鼠標(biāo)在使用的過(guò)程中卻無(wú)法進(jìn)行高效率的充電，給計(jì)算機(jī)的使用帶來(lái)了諸多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)【背景技術(shù)】中所涉及到的缺陷，提供一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊及其充電方法，使用戶使用的無(wú)線鼠標(biāo)在使用時(shí)能夠自動(dòng)高效的充電。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊，鼠標(biāo)包含信號(hào)發(fā)射模塊、電壓檢測(cè)模塊、第一微控制器、無(wú)線接收線圈陣列和可充電電池；
所述電壓檢測(cè)模塊用于檢測(cè)可充電電池的電壓，并將其傳遞給所述第一微控制器；
所述無(wú)線接收線圈陣列用于接收鼠標(biāo)墊發(fā)射的電能，并將其存儲(chǔ)至可充電電池中；所述第一微控制器用于在可充電電池電壓小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時(shí)控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射充電信號(hào)給所述鼠標(biāo)墊，并在可充電電池電壓大于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時(shí)控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射停止充電信號(hào)給所述鼠標(biāo)墊；
所述鼠標(biāo)墊包含鼠標(biāo)墊本體、發(fā)射線圈陣列、USB接口、升壓模塊、信號(hào)接收模塊和第二微處理器；
所述發(fā)射線圈陣列包含若干均勻設(shè)置在所述鼠標(biāo)墊本體內(nèi)的電能發(fā)射單元；
所述電能發(fā)射單元包含發(fā)射線圈和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈發(fā)射電能的驅(qū)動(dòng)電路；
所述USB接口用于接收外部電源，并將接收到的電源供給給第二微處理器和升壓模塊； 所述升壓模塊用于將USB接口的輸出電壓升壓后輸送至各個(gè)電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路；
所述信號(hào)接收模塊用于接收所述信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射的信號(hào)，并將其傳遞給所述第二微控制器；
所述第二微處理器用于根據(jù)信號(hào)接收模塊接收到的信號(hào)控制各個(gè)電能發(fā)射單元工作。
[0005]作為本發(fā)明一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈由柔性PCB制作而成。
[0006]作為本發(fā)明一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈采用螺旋線圈為線圈的繞線形式。
[0007]作為本發(fā)明一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊進(jìn)一步的優(yōu)化方案，相鄰電能發(fā)射單元中發(fā)射線圈的電流方向相反。
[0008]作為本發(fā)明一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述第一微控制器、第二微控制器均采用Atmegal68PA單片機(jī)。
[0009]本發(fā)明還公開了基于該自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊的充電方法，包含以下步驟:
步驟1)，鼠標(biāo)內(nèi)部的電壓檢測(cè)模塊用于對(duì)可充電電池的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并將其傳遞給第一微控制器；
步驟2)，當(dāng)可充電電池的電壓小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時(shí)，第一微控制器控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射充電信號(hào)給鼠標(biāo)墊；
步驟3)，當(dāng)可充電電池的電壓大于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時(shí)，第一微控制器控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射停止充電信號(hào)給鼠標(biāo)墊；
步驟4)，當(dāng)信號(hào)接收模塊接收到充電信號(hào)時(shí):
步驟4.1)，第二微處理器控制所有電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路打開驅(qū)動(dòng)其發(fā)射線圈進(jìn)行電能發(fā)射；
步驟4.2)，第二微處理器用CPLD檢測(cè)采樣各個(gè)電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓；步驟4.3)，第二微處理器將各個(gè)電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓分別與預(yù)設(shè)的第三電壓閾值進(jìn)行比較，并控制發(fā)射線圈耦合電壓小于所述第三電壓閾值的電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路切斷其對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的電流；
步驟4.4)，當(dāng)所有電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓均小于所述第三電壓閾值時(shí)，重復(fù)步驟4.1)至步驟4.3);
步驟5)，當(dāng)信號(hào)接收模塊接收到停止充電信號(hào)時(shí)，第二微處理器控制所有電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路切斷其對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的電流。
[0010]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1.當(dāng)無(wú)線鼠標(biāo)內(nèi)電池電壓下降到預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時(shí)，通過(guò)信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射一個(gè)觸發(fā)信號(hào)打開鼠標(biāo)墊內(nèi)的線圈陣列的所有驅(qū)動(dòng)電路，從而解決手動(dòng)打開鼠標(biāo)上物理開關(guān)的麻煩；
2.通過(guò)第二微處理器完成對(duì)鼠標(biāo)墊內(nèi)發(fā)射線圈陣列中各個(gè)電能發(fā)射單元與接收線圈陣列的耦合度檢測(cè)，只選擇導(dǎo)通與接收線圈陣列耦合度超過(guò)預(yù)設(shè)設(shè)定的耦合度閾值的電能發(fā)射單元進(jìn)行能量傳輸，使得無(wú)線鼠標(biāo)無(wú)論處于鼠標(biāo)墊的何種位置，總有一部分電能發(fā)射單元與無(wú)線鼠標(biāo)的接收線圈陣列接近于全耦合，避免了電能浪費(fèi)和電磁輻射，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線鼠標(biāo)可以在任意移動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行充電；
3.發(fā)射線圈陣列覆蓋整個(gè)鼠標(biāo)墊，使得無(wú)線鼠標(biāo)無(wú)論處于鼠標(biāo)墊的何種位置，總有一個(gè)電能發(fā)射單元與無(wú)線鼠標(biāo)的接收線圈陣列接近于全耦合，充滿電時(shí)鼠標(biāo)內(nèi)信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射信號(hào)關(guān)斷鼠標(biāo)墊內(nèi)發(fā)射線圈陣列的所有驅(qū)動(dòng)電路，從而本發(fā)明保證了電能傳輸?shù)母咝省?br>【附圖說(shuō)明】
[0011 ]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中鼠標(biāo)內(nèi)部電壓檢測(cè)模塊的工作流程示意圖；
圖3是本發(fā)明進(jìn)行充電的工作流程示意圖；
圖4是為本發(fā)明的發(fā)射線圈陣列的導(dǎo)通示意圖；
圖5是本發(fā)明發(fā)射線圈陣列模型的示意圖；
圖6是本發(fā)明發(fā)射線圈陣列的磁場(chǎng)分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，本發(fā)明公開了一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊，鼠標(biāo)包含信號(hào)發(fā)射模塊、電壓檢測(cè)模塊、第一微控制器、無(wú)線接收線圈陣列和可充電電池；
所述電壓檢測(cè)模塊用于檢測(cè)可充電電池的電壓，并將其傳遞給所述第一微控制器；
所述無(wú)線接收線圈陣列用于接收鼠標(biāo)墊發(fā)射的電能，并將其存儲(chǔ)至可充電電池中；所述第一微控制器用于在可充電電池電壓小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時(shí)控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射充電信號(hào)給所述鼠標(biāo)墊，并在可充電電池電壓大于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時(shí)控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射停止充電信號(hào)給所述鼠標(biāo)墊；
所述鼠標(biāo)墊包含鼠標(biāo)墊本體、發(fā)射線圈陣列、USB接口、升壓模塊、信號(hào)接收模塊和第二微處理器；
所述發(fā)射線圈陣列包含若干均勻設(shè)置在所述鼠標(biāo)墊本體內(nèi)的電能發(fā)射單元；
所述電能發(fā)射單元包含發(fā)射線圈和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈發(fā)射電能的驅(qū)動(dòng)電路；
所述USB接口用于接收外部電源，并將接收到的電源供給給第二微處理器和升壓模塊； 所述升壓模塊用于將USB接口的輸出電壓升壓后輸送至各個(gè)電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路；
所述信號(hào)接收模塊用于接收所述信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射的信號(hào)，并將其傳遞給所述第二微控制器；
所述第二微處理器用于根據(jù)信號(hào)接收模塊接收到的信號(hào)控制各個(gè)電能發(fā)射單元工作。
[0013]
所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈由柔性PCB制作而成，且采用螺旋線圈為線圈的繞線形式。
[0014]相鄰電能發(fā)射單元中發(fā)射線圈的電流方向相反，第一微控制器、第二微控制器均采用Atmegal68PA單片機(jī)。
[0015]如圖2和圖3所示，本發(fā)明還公開了基于該自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊的充電方法，包含以下步驟:
步驟1)，鼠標(biāo)內(nèi)部的電壓檢測(cè)模塊用于對(duì)可充電電池的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并將其傳遞給第一微控制器；
步驟2)，當(dāng)可充電電池的電壓小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時(shí)，第一微控制器控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射充電信號(hào)給鼠標(biāo)墊；
步驟3)，當(dāng)可充電電池的電壓大于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時(shí)，第一微控制器控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射停止充電信號(hào)給鼠標(biāo)墊； 步驟4)，當(dāng)信號(hào)接收模塊接收到充電信號(hào)時(shí):
步驟4.1)，第二微處理器控制所有電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路打開驅(qū)動(dòng)其發(fā)射線圈進(jìn)行電能發(fā)射；
步驟4.2)，第二微處理器用CPLD檢測(cè)采樣各個(gè)電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓；步驟4.3)，第二微處理器將各個(gè)電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓分別與預(yù)設(shè)的第三電壓閾值進(jìn)行比較，并控制發(fā)射線圈耦合電壓小于所述第三電壓閾值的電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路切斷其對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的電流；
步驟4.4)，當(dāng)所有電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓均小于所述第三電壓閾值時(shí)，重復(fù)步驟4.1)至步驟4.3);
步驟5)，當(dāng)信號(hào)接收模塊接收到停止充電信號(hào)時(shí)，第二微處理器控制所有電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路切斷其對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的電流。
[0016]本發(fā)明中電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈電源的來(lái)源為:USB接口輸出電壓經(jīng)過(guò)升壓模塊升至12V直流電源，經(jīng)過(guò)由微處理器控制的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行高頻逆變?yōu)楦哳l交流電作為線圈陣列的電源。
[0017]本發(fā)明用CPLD檢測(cè)采樣耦合電壓來(lái)反映電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈的發(fā)送功率。
[0018]圖4是本發(fā)明發(fā)射線圈陣列的導(dǎo)通示意圖，當(dāng)鼠標(biāo)在圖示陰影部位時(shí)，第二微處理器選擇導(dǎo)通陰影部分所涉及的電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈，使發(fā)射線圈陣列只有被副邊接收線圈感應(yīng)到的一部分線電能發(fā)射單元導(dǎo)通，使得無(wú)線鼠標(biāo)無(wú)論處于鼠標(biāo)墊的何種位置，總有一個(gè)電能發(fā)射單元與無(wú)線鼠標(biāo)的接收線圈陣列接近于全耦合，從而本發(fā)明保證了電能傳輸?shù)母咝省?br>[0019]圖5和圖6分別是本發(fā)明發(fā)射線圈陣列模型示意圖和發(fā)射線圈陣列的磁場(chǎng)分布圖，相鄰兩個(gè)電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈的電流方向相反以增強(qiáng)電磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)分布更為均勻。
[0020]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
[0021]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊，其特征在于，鼠標(biāo)包含信號(hào)發(fā)射模塊、電壓檢測(cè)模塊、第一微控制器、無(wú)線接收線圈陣列和可充電電池； 所述電壓檢測(cè)模塊用于檢測(cè)可充電電池的電壓，并將其傳遞給所述第一微控制器； 所述無(wú)線接收線圈陣列用于接收鼠標(biāo)墊發(fā)射的電能，并將其存儲(chǔ)至可充電電池中；所述第一微控制器用于在可充電電池電壓小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時(shí)控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射充電信號(hào)給所述鼠標(biāo)墊，并在可充電電池電壓大于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時(shí)控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射停止充電信號(hào)給所述鼠標(biāo)墊； 所述鼠標(biāo)墊包含鼠標(biāo)墊本體、發(fā)射線圈陣列、USB接口、升壓模塊、信號(hào)接收模塊和第二微處理器； 所述發(fā)射線圈陣列包含若干均勻設(shè)置在所述鼠標(biāo)墊本體內(nèi)的電能發(fā)射單元； 所述電能發(fā)射單元包含發(fā)射線圈和用于驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈發(fā)射電能的驅(qū)動(dòng)電路； 所述USB接口用于接收外部電源，并將接收到的電源供給給第二微處理器和升壓模塊； 所述升壓模塊用于將USB接口的輸出電壓升壓后輸送至各個(gè)電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路； 所述信號(hào)接收模塊用于接收所述信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射的信號(hào)，并將其傳遞給所述第二微控制器； 所述第二微處理器用于根據(jù)信號(hào)接收模塊接收到的信號(hào)控制各個(gè)電能發(fā)射單元工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊，其特征在于，所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈由柔性PCB制作而成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊，其特征在于，所述電能發(fā)射單元的發(fā)射線圈采用螺旋線圈為線圈的繞線形式。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊，其特征在于，相鄰電能發(fā)射單元中發(fā)射線圈的電流方向相反。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊，其特征在于，所述第一微控制器、第二微控制器均采用Atmegal68PA單片機(jī)。6.基于權(quán)利要求1所述的自動(dòng)無(wú)線充電的鼠標(biāo)和鼠標(biāo)墊的充電方法，其特征在于，包含以下步驟: 步驟1)，鼠標(biāo)內(nèi)部的電壓檢測(cè)模塊用于對(duì)可充電電池的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并將其傳遞給第一微控制器； 步驟2)，當(dāng)可充電電池的電壓小于預(yù)設(shè)的第一電壓閾值時(shí)，第一微控制器控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射充電信號(hào)給鼠標(biāo)墊； 步驟3)，當(dāng)可充電電池的電壓大于預(yù)設(shè)的第二電壓閾值時(shí)，第一微控制器控制信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)射停止充電信號(hào)給鼠標(biāo)墊； 步驟4)，當(dāng)信號(hào)接收模塊接收到充電信號(hào)時(shí): 步驟4.1)，第二微處理器控制所有電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路打開驅(qū)動(dòng)其發(fā)射線圈進(jìn)行電能發(fā)射； 步驟4.2)，第二微處理器用CPLD檢測(cè)采樣各個(gè)電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓；步驟4.3)，第二微處理器將各個(gè)電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓分別與預(yù)設(shè)的第三電壓閾值進(jìn)行比較，并控制發(fā)射線圈耦合電壓小于所述第三電壓閾值的電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路切斷其對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的電流； 步驟4.4)，當(dāng)所有電能發(fā)射單元發(fā)射線圈的耦合電壓均小于所述第三電壓閾值時(shí)，重復(fù)步驟4.1)至步驟4.3); 步驟5)，當(dāng)信號(hào)接收模塊接收到停止充電信號(hào)時(shí)，第二微處理器控制所有電能發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路切斷其對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的電流。
【文檔編號(hào)】G06F3/0354GK106020516SQ201610451551
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】江兵, 封勵(lì)之, 崔云躍, 劉毅, 徐紅斌
【申請(qǐng)人】南京郵電大學(xué)