透明车辆A立柱

技术领域

本发明涉及具有改善的驾驶员可见度的车辆，更具体地，涉及透明车辆A立柱的开发和实施。

背景技术

提高驾驶员的可见度是汽车制造商的一个重要目标。一种已知的用于提高驾驶员可见度的系统是通过可调节的座椅系统。当前的可调节座椅系统通常允许用户通过一个或多个开关或按钮的致动来电子调节各种座椅特性。这些可用的调整通常包括座椅底座和座椅靠背的高度、座椅底座和座椅靠背的角度以及座椅与方向盘的距离。通过这些调整，驾驶员可以提高他或她通过前窗、仪表板和侧视镜的可见度。

虽然这些座椅系统允许不同状态的驾驶员调节座椅和方向盘，以通过前窗、侧镜和仪表板提供足够的视野，但它们仍然不能为用户提供对典型车辆框架(如驾驶员A立柱)隐藏的盲点的足够视野。除了由例如A立柱结构造成的盲点之外，无法定位原本会被看到的物体会给驾驶员、其他驾驶员和行人带来潜在的安全隐患。

另一种用于提高驾驶员可见度的方法是减小底层车辆框架部分的物理尺寸，例如A立柱宽度。通过减小各种车辆立柱的宽度，可以减少与这些立柱相关的盲点。然而，这些立柱宽度的减少部分受到结构性能要求的限制。换句话说，在不牺牲车辆框架结构性能和对乘客安全产生负面影响的情况下，任意小的立柱宽度是不可能的。

发明内容

本文描述的技术方法包括制造和设计具有透明开口的纤维增强车辆A立柱。在一个示例性实施例中，提供了一种具有改进视野的机动车辆框架。机动车辆框架包括具有开口的立柱本体，该开口位于立柱本体的相对侧壁之间。机动车辆框架还包括设置在开口内的透明材料。透明材料选自对红外(IR)、可见光和紫外(UV)波长光的透射系数至少为50％且对可见光的折射率为1到2的材料。

除了上述一个或多个特征之外，在一些实施例中，透明材料包括光学透明的聚碳酸酯。在一些实施例中，透明材料包括聚甲基丙烯酸甲酯。在一些实施例中，使用注射成型将透明材料浸入到开口中。

在一些实施例中，立柱是机动车辆的A立柱。在一些实施例中，开口包括位于A立柱中心的椭圆形开口。在一些实施例中，开口包括大约40毫米至大约80毫米的宽度。在一些实施例中，开口包括大约200毫米至大约400毫米的长度。在一些实施例中，立柱本体包括围绕开口的小于约75毫米的侧壁宽度。

在一些实施例中，电阻线嵌入在透明材料内。在一些实施例中，电阻线包括至少0.5瓦每平方英寸的功率密度。电阻线为光学透明部分提供除雾和/或除冰。在一些实施例中，嵌入式电阻线为光学透明部分提供透明度优化。在一些实施例中，电线嵌入立柱本体内。电线可以提供穿过开口的电连续性。

在一些实施例中，立柱本体还包括一个或多个与开口垂直或水平叠置的附加开口。

在另一个示例性实施例中，提供了一种用于形成具有改进视野的机动车辆框架的方法。该方法可以包括提供具有位于立柱本体的相对侧壁之间的开口的立柱本体。该方法还可以包括用透明材料填充开口。选择透明材料，使其对IR、可见光和UV波长光的透射系数至少为50％且对可见光的折射率为1到2。

除了上述一个或多个特征之外，在一些实施例中，用透明材料填充开口包括约90至约150摄氏度的温度和约1巴至约200巴的压力下将透明材料注入开口。在一些实施例中，电阻线嵌入在透明材料内。电阻丝的功率密度至少为每平方英寸0.5瓦。

在又一示例性实施例中，提供了一种用于加固具有改进视野的机动车辆框架的方法。该方法可以包括确定机动车辆框架的立柱中的开口的宽度和长度。该方法还可以包括基于开口的宽度和长度确定立柱的主应力，并提供具有位于立柱本体的相对侧壁之间的开口的立柱本体。在一些实施例中，立柱本体包括布置成围绕开口成形的纤维束的增强纤维。在一些实施例中，纤维束沿着主应力取向。

除了上述一个或多个特征之外，在一些实施例中，增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维或其组合。在一些实施例中，提供立柱本体包括在纤维束上形成环氧树脂。在一些实施例中，开口填充有透明材料，该透明材料对于IR、可见光和UV波长的光具有至少50％的透射系数且对于可见光具有1至2的折射率。

当结合附图时，根据以下详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下详细描述中，详细描述参考附图，其中:

图1描绘了根据一个或多个实施例的具有透明开口的纤维增强复合车辆框架；

图2描绘了根据一个或多个实施例的具有多个透明开口的替代纤维增强复合材料车辆框架；

图3描绘了根据一个或多个实施例的布置成纤维束的增强纤维的布设，该纤维束围绕开口成形；

图4描绘了根据一个或多个实施例的说明性方法的流程图；和

图5描绘了根据一个或多个实施例的说明性方法的流程图。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是说明性的，并不旨在限制本发明、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。

此外，术语“示例性的”在本文中用于表示“用作例子、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释为比其他实施例或设计更优选或更有利。术语“至少一个”和“一个或多个”被理解为包括大于或等于1的任何整数，即一、二、三、四等。术语“多个”被理解为包括大于或等于2的任何整数，即二，三，四，五，等等。术语“连接”可以包括间接“连接”和直接“连接”。

如本文所示和所述，将呈现本发明的各种特征。尽管在一般意义上可以使用相似的附图标记，但是将描述各种实施例，并且各种特征可以包括改变、变更、修改等。如本领域技术人员所理解的，无论是明确描述的还是本领域技术人员所理解的。

本文描述了一种新型纤维增强复合材料A立柱，其包括用透明树脂或复合材料浸入的一个或多个设计开口。透明开口的设计是为了在结构限制内最大化乘员的视野，尤其是在左转时。通过在透明树脂或复合开口(一个或多个)中嵌入电线来优化透明度。电线允许调节开口材料的温度以达到所需的透明度(复合材料透明度取决于温度)，并且可以提供额外的功能，例如除雾和除冰。电线在立柱成型过程中嵌入，以降低组装成本。通过在车辆框架中嵌入电线，可以进一步降低组装成本，从而简化电气集成。

结构性能是通过拓扑优化和3D定制光纤布局实现的。换句话说，提供了纤维增强复合材料框架，其利用开口周围的策略性纤维布置来满足所需的结构性能指标。例如，计算机辅助工程(CAE)模拟可用于确定载荷路径。然后，纤维可以沿着主应力取向，以最大化纤维增强复合材料框架的强度。

有利的是，与传统方法不同，如本文所述的具有透明开口的纤维增强复合材料立柱显著提高了驾驶员的可见度，而不需要减小下方车辆框架的物理尺寸。事实上，即使增加立柱的宽度时，也可以提高驾驶员的可见度。例如，传统的4”(英寸)立柱与具有2”透明开口的7”立柱相比会阻挡更大的连续视野(即，具有2”透明中央部分的2.5”侧壁)。

根据示例性实施例的一个方面的纤维增强复合材料车辆框架在图1中总体上用100表示。车辆框架100被示出为用于诸如轿车或卡车这样的乘坐车辆的框架。然而，应当理解，车辆框架100可以采取各种形式，包括汽车、商用运输工具、海上交通工具等。还应该理解，尽管图1描绘了一种可能的车辆框架100，其示出了车辆框架的一般部件以及这些部件相互关联的方式，但是所示的车辆框架仅仅是一个例子，并且本文公开的原理不要求车辆框架100如所示那样精确地构造。

在一些实施例中，车辆框架100包括A立柱本体102和门104。如前所述，A立柱本体102可以包括光学透明部分106。如本文所用，“光学透明”区域是指这样的开口，其对于在红外(IR)、可见光和紫外(UV)波长范围内的能量的光来说，透射系数至少为50％，对于可见光来说，折射率在1和2之间。换句话说，光学透明的开口是一个清透的开口。例如，“光学透明”区域可以包括大约50％到100％的透明度。

在一些实施例中，光学透明部分106通过用透明树脂或透明复合材料浸入A立柱本体102中的开口而形成。在一些实施例中，A立柱本体102浸入有光学透明的聚碳酸酯。在一些实施例中，A立柱本体102浸入有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。虽然光学透明部分106是相对于A立柱本体102示出和描述的，但是应当理解，其他柱(例如，B立柱、D立柱等)可以用透明部分进行类似的修改。

可见光透明度随着透明树脂或透明复合材料的折射率而降低。例如，折射率1对应于100％的透明度，而折射率2.0对应于88.9％的透明度。玻璃的折射率是1.5，而水的折射率是1.33。表1描述了树脂或复合材料在一定折射率范围内的透明度。

表1折射率和透明度(％)

如表1所示，树脂或复合材料的透明度会因各种材料的折射率不同而不同。在一些实施例中，选择透明树脂或透明复合材料，使得折射率在1和2之间。例如，聚碳酸酯的折射率约为1.6。PMMA的折射率约为1.5。

在一些实施例中，透明树脂或透明复合材料是在约90至约150摄氏度之间的温度下使用模制工艺形成的。在一些实施例中，A立柱本体102被制造成具有开口，并且透明树脂或透明复合材料被注射到开口中，以限定光学透明部分106。在一些实施例中，注射压力从大约1巴变化到大约200巴，这取决于期望的生产量。

如图1所示，光学透明部分106包括长度L和宽度W。光学透明部分106还包括厚度(未示出)。光学透明部分106的尺寸可以被设计成在车辆框架100的容许约束条件(强度、抗挤压性等)内最大化驾驶员的可视度。换句话说，光学透明部分106的最大长度L受到A立柱本体102的可用长度的限制。类似地，光学透明部分106的最大宽度W受到A立柱本体102的可用宽度的限制(同时还允许放置增强纤维302，如图3所示。在一些实施例中，A立柱本体102的总宽度为50毫米至180毫米(或约2英寸至约7英寸)，尽管其它宽度也在本发明的预期范围内。

如图1所示，相对于A立柱本体102的宽度增加W值将增加A立柱本体102中填充有透明树脂的部分，相对于基础钢或铝框架降低A立柱本体102的结构性能。相反，减小W限制了光学透明部分106提供的视野益处。因此，必须达到平衡，即W足够大以提供视野益处，但又足够小以允许A立柱本体102满足结构要求。

在一些实施例中，光学透明部分106的宽度W的范围为大约40毫米到80毫米，或者为大约1.5英寸到4.0英寸，尽管其他宽度也在本发明的预期范围内。在一些实施例中，对于约4至5英寸宽的A立柱本体102，W约为2至3英寸。

在一些实施例中，最大W尺寸受到安全性能指标的限制，例如翻覆测试期间的最小压缩和拉伸要求。在一些实施例中，最大W约为A立柱本体102宽度的80％，尽管其它宽度也在本发明的预期范围内。

有利的是，A立柱本体102的总宽度W可以相对于传统框架增加，同时仍然提供优越的视野。为了说明，考虑根据一个或多个实施例形成的具有3英寸透明区域的传统4英寸A立柱和7英寸A立柱(例如，在两个2英寸的柱侧壁之间居中的3英寸透明区域)。4英寸的A立柱虽然较小，但会阻挡大约4英寸的连续视野。相反，7英寸的A立柱将阻挡两个连续的视野，每个视野为约2英寸。换句话说，在A立柱中具有透明区域提供了加宽A立柱的机会，同时与传统框架相比仍然提供了更好的视野。

在一些实施例中，光学透明部分106的长度L的范围为大约50毫米到400毫米，或者大约2英寸到16英寸，尽管其他长度也在本发明的预期范围内。在一些实施例中，长度L受到顶棚破碎的结构性能负载情况的限制。

如图1所示，相对于A立柱本体102的长度增加L值将增加A立柱本体102中填充有透明树脂的部分，相对于基础钢或铝框架降低A立柱本体102的结构性能。换句话说，随着L增加，故障的可能性(例如，翘曲)成比例地增加。相反，减小L限制了光学透明部分106提供的视野益处。以类似于优化宽度W的方式，必须达到平衡，由此L足够大以提供视野益处，但是足够小以允许A立柱本体102满足结构要求。在一些实施例中，最大L约为A立柱本体102长度的80％，尽管其它长度也在本发明的预期范围内。

在一些实施例中，光学透明部分106的厚度基本上等于A立柱本体102的厚度(“基本上相等”意味着在加工和注射限制内，例如在大约5毫米或大约2毫米内)。在一些实施例中，光学透明部分106的厚度为约1毫米至约5毫米的范围，尽管其它厚度也在本发明的预期范围内。

如图1所示，光学透明部分106可以形成在A立柱本体102中的椭圆形开口内。虽然椭圆形状对于面内加载是最佳的，但是应当理解，具有任意形状的透明开口可以通过例如注射成型形成在A立柱本体102中。在一些实施例中，光学透明部分106形成在A立柱本体102中的方形切口内。虽然方孔会产生应力集中，尤其是在拐角处，但制造可以简化。

为了满足所需的结构性能指标，增强纤维300被放置在光学透明部分106周围(即，沿着A立柱本体102的相对侧壁)。在一些实施例中，增强纤维302的侧壁的宽度Wc等于A立柱本体102的宽度的一半减去光学透明部分106的宽度W(即，允许A立柱本体102中的光学透明部分106之后的剩余可用宽度)。在一些实施例中，增强纤维302的宽度Wc小于约75毫米(约3英寸)，尽管其它宽度也在本发明的预期范围内。在一些实施例中，增强纤维302的宽度Wc可以小于约40毫米(约1.5英寸)，例如25毫米(约1英寸)。将参照图3进一步详细讨论增强纤维302的布设和取向。

增强纤维302可由已知材料制成，例如玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉尔纤维或纤维的混合组合。在一些实施例中，复合材料被用作光学透明部分106的材料，并且选择增强纤维的材料以确保增强纤维的折射率匹配复合材料的折射率(例如，聚合物基质)。有利的是，增强纤维和聚合物基质之间的折射率匹配最大化了可用的视野。

在一些实施例中，电线108围绕光学透明部分106布线，在A立柱本体102的相对端之间提供电连续性(并且到达车辆的远程区域)。电线108可用于例如传输车辆电气硬件所需的电力和信号。

在一些实施例中，电线108嵌入A立柱本体102内。例如，如果A立柱本体102使用碳纤维形成，则电线108可以在将碳纤维封装在环氧树脂中之前嵌入碳纤维中(例如，最终固化过程)。在一些实施例中，A立柱本体102使用诸如碳纤维这样的导电材料形成，并且绝缘体设置在电线108上以防止电短路。例如，玻璃幕(未示出)可用于使得由碳纤维网制成的A立柱本体102中的电线108绝缘。

根据示例性实施例的一个方面的另一种纤维增强复合材料车辆框架在图2中总体上用200表示。车辆框架200被示出为用于诸如轿车或卡车这样的乘用车辆的框架。然而，应当理解，车辆框架200可以采取各种形式，包括汽车、商业运输工具、船舶等。还应该理解，尽管图2描绘了一种可能的车辆框架200，其示出了车辆框架的一般部件以及这些部件相互关联的方式，但是所示的车辆框架仅仅是一个例子，并且本文公开的原理不要求车辆框架200被精确地构造成如图所示。

车辆框架200可以包括A立柱主体102和门104，其以与参照图1描述的车辆框架100相似的方式布置。与车辆框架100中的单个光学透明部分106相比，车辆框架200描绘了一种替代构造，由此在A立柱本体102中形成多个光学透明部分202。

如图2所示，多个光学透明部分202可以在A立柱本体102内布置为垂直叠置。尽管显示为一对垂直叠置的部分，但是，应当理解，其他配置也是可以的。换句话说，可以调整透明区域的数量和方向，并且这些附加布置在本发明的预期范围内。例如，多个光学透明部分202可以包括多于2个的垂直叠置开口，例如3个、4个、5个或任何其他数量的垂直叠置开口。在另一个例子中，多个光学透明部分202可以水平排列(即，两个较薄的透明区域可以并排放置)。在一些实施例中，多开口构造中的每个开口的长度为100毫米至150毫米，尽管其他尺寸也在本发明的预期范围内。

如图2进一步所示，在一些实施例中，电阻线(resistance wiring)204可以嵌入在光学透明部分内(例如，多个光学透明部分202)。电阻线204可以在光学透明部分202(或者在单一透明区域的情况下的光学透明部分106)的模制或注射过程中嵌入。例如，电阻线204可以横跨A立柱本体102中的开口(一个或多个)放置，并且树脂或复合材料可以注射到电阻线204上，以填充开口(一个或多个)。

在柱模制期间将电阻线嵌入光学透明部分(一个或多个)可以降低组装成本并提供额外的功能。例如，在一些实施例中，嵌入式电阻线204为光学透明部分(一个或多个)提供除雾和/或除冰。在一些实施例中，电阻线204布置在光学透明部分(一个或多个)中，以提供每平方英寸0.5瓦的功率密度(热通量)，尽管其他功率密度也在本发明的预期范围内。在一些实施例中，电阻线204被均匀布置(即，以网格图案)为穿过光学透明部分(一个或多个)，尽管其它配置也在本发明的预期范围内。在一些实施例中，电阻线204是钨布线。在一些实施例中，钨布线具有大约12微米的直径，尽管其它直径也在本发明的预期范围内。

在一些实施例中，嵌入式电阻线204为光学透明部分(一个或多个)提供透明度优化。某些复合材料(如PMMA)的光学透明度与温度有关。换句话说，当温度低于有效极限时，一些复合材料的透明度会降低。为了纠正这一点，当复合材料用于光学透明部分(一个或多个)时，电阻线204(例如，钨布线)用于调节光学透明部分(一个或多个)的温度，以获得所需的透明度。在一些实施例中，电阻线204在光学透明部分(一个或多个)中保持最低温度。最低温度可以是实现目标透明度(例如，50％，85％等)所需的阈值温度。

图3描绘了根据示例性实施例的一个方面布置成纤维束302的增强纤维300的布设，纤维束302围绕开口304成形。如本文前面所讨论的，增强纤维300可以围绕图1的光学透明部分106或图2的光学透明部分202放置。增强纤维300在A立柱本体102中提供额外的强度，允许改进的A立柱本体102满足所需的结构性能指标。

在一些实施例中，增强纤维300被布置成纤维束(fiber tow)302，纤维束302围绕开口304成形(例如。，车辆立柱中的透明开口)，使得应力策略性地远离开口304分布(例如，沿着A立柱本体102的相对侧壁并朝向车辆的顶棚和/或地板)。

在一些实施例中，已知的应力模拟工具，例如计算机辅助工程(CAE)应力模拟软件，可用于对A立柱本体102的期望构造(例如，总立柱宽度、透明开口宽度、长度等)的主应力建模。在一些实施例中，一旦主应力的取向已知，则增强纤维300就被布置成沿着已知主应力线取向的纤维束302。如图3所示，例如，增强纤维300被布置成对应于A立柱本体102的主应力的纤维束302(也称为纤维束)。在一些实施例中，使用缝合部304将纤维束302结合在一起形成纤维网。

在一些实施例中，在沿着A立柱本体102的主应力定位增强纤维300之后，增强纤维300被封装在硬化树脂(未示出)中。在一些实施例中，硬化树脂包括环氧树脂，例如那些用于固化碳纤维的树脂，尽管其它树脂也在本发明的预期范围内。

图4描绘了根据一个或多个实施例的用于提供具有改进视野的机动车辆框架的方法流程图400。如框802所示，提供具有位于柱主体的相对侧壁之间的开口的立柱本体。

在框404，用透明材料填充开口。在一些实施例中，透明材料选自对于红外(IR)、可见光和紫外(UV)波长的光具有至少50％透射系数的材料。

在一些实施例中，用透明材料填充开口包括在约90至约150摄氏度的温度和约1巴至约200巴的压力下将透明材料注入开口。

在一些实施例中，电阻线嵌入在透明材料内。在一些实施例中，电阻线包括至少0.5瓦每平方英寸的功率密度。

图5描绘了流程图500，其示出了根据一个或多个实施例的用于加固具有改进视野的机动车辆框架的方法。如框502所示，确定机动车辆框架的立柱中的开口的宽度和长度。

在框504，基于框502中选择的开口的宽度和长度来确定立柱的主应力。

在框506，提供具有位于立柱本体的相对侧壁之间的开口的立柱本体。在一些实施例中，立柱本体包括布置成围绕开口成形的纤维束的增强纤维。在一些实施例中，纤维束沿着主应力取向。在一些实施例中，增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维或其组合。

在框508，用透明材料填充开口。在一些实施例中，透明材料对于IR、可见光和UV外波长的光具有至少50％的透射系数。在框510，在纤维束上形成环氧树脂。

本文描述的技术方法有助于对传统车辆框架的改进，例如汽车中的A立柱。本文描述的技术特征提供了一种具有透明开口的纤维增强车辆框架。有利的是，这种部分透明的框架大大提高了驾驶员的可视度，尤其是在左转时。

就硬件架构而言，制造过程的一些部分(例如，主立柱应力的CAE模拟)可以部分地使用计算设备来实现，该计算设备可以包括处理器、存储器和一个或多个输入和/或输出(I/O)设备接口，这些接口通过本地接口可通信地耦合。本地接口可以包括例如但不限于一条或多条总线和/或其他有线或无线连接。本地接口可以有附加的元件，为了简单起见省略了这些元件，例如控制器、缓冲器(高速缓存)、驱动器、中继器和接收器，以实现通信。此外，本地接口可以包括地址、控制和/或数据连接，以实现上述组件之间的适当通信。

当计算设备运行时，处理器可以被配置为执行存储在存储器中的软件，向存储器传送数据和从存储器传送数据，并且通常根据软件控制计算设备的操作。内存中的软件全部或部分由处理器读取，可能在处理器中缓冲，然后执行。处理器可以是用于执行软件，特别是存储在存储器中的软件的硬件设备。处理器可以是定制的或商业上可获得的处理器、中央处理单元(CPU)、与计算设备相关联的几个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、或通常用于执行软件的任何设备。

存储器可以包括易失性存储器元件中的任何一个或组合(例如，随机存取存储器(如RAM，如DRAM,SRAM,SDRAM,VRAM等)和/或非易失性存储元件(例如，ROM、硬盘、CD-ROM等)。此外，存储器可以结合电子、磁、光和/或其他类型的存储介质。注意，存储器也可以具有分布式架构，其中各种组件彼此远离，但是可以被处理器访问。

存储器中的软件可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。体现为软件的系统组件也可以被解释为源程序、可执行程序(目标代码)、脚本或包括要执行的一组指令的任何其他实体。当构建为源程序时，程序通过编译器、汇编器、解释器等进行翻译，这些程序可以包含在存储器中，也可以不包含在存储器中。

人们应该注意到，图4和5示出了可以部分使用软件实现的功能(例如，确定或模拟车辆立柱中的主应力)。在这点上，一个或多个块可以被解释为表示模块、代码段或代码部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些替代实施方式中，方框中提到的功能可以无序发生和/或根本不发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行。

应当注意，本文描述的任何功能可以包含在由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何计算机可读介质中，例如基于计算机的系统、包含处理器的系统或能够从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”包含、存储、通信、传播和/或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序。计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备。计算机可读介质的更具体的例子(非穷举列表)包括便携式计算机磁盘(磁)、随机存取存储器(RAM)(电)、只读存储器(ROM)(电)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)(电)和便携式光盘只读存储器(CDROM)(光)。

这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如这里所使用的，单数形式“一个”、和“该”意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件组件和/或其组的存在或添加。

虽然已经参考说明性实施例描述了上述公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变，并且等同物可以替代其元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。