栓钉焊接设备及栓钉焊接方法

技术领域

本发明属于栓钉焊接技术领域，具体涉及一种栓钉焊接设备及栓钉焊接方法。

背景技术

栓钉是楼面梁和钢筋和钢筋混凝土楼板之间起组合连接作用的连接件，一般采用焊机和焊枪，并使用耐热陶瓷座圈，将栓钉通过栓钉焊枪焊接在钢面板上。启动焊枪后，短时间内栓钉以一定速度顶紧母材端部并熔化，切断电源使得熔化的栓钉固定在母材上。

目前常规的栓钉焊接方式多为人工焊接，焊接效率较低，焊接质量受人为影响因素较大，且长时间弯腰操作对工人身体健康情况影响较大，难以适应一般钢结构工程中栓钉数量较多的工况。

发明内容

本发明实施例提供一种栓钉焊接设备及栓钉焊接方法，旨在解决现有技术中存在的栓钉焊接效率低，焊接质量难以把控，且焊接操作对使用人员伤害较大的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一方面，提供一种栓钉焊接设备，包括：

机械臂、连接座、旋转驱动装置、钉盘、升降驱动装置、焊枪装置和控制装置；

所述连接座的后侧连接于所述机械臂，所述旋转驱动装置和所述升降驱动装置均设于所述连接座的前侧面；

所述钉盘连接于所述旋转驱动装置的驱动端，以在所述旋转驱动装置的带动下绕平行于上下方向的旋转轴自转，所述钉盘具有绕所述旋转轴均匀分布的多个放置位，相邻两个所述放置位之间形成避位空间；

所述焊枪装置设于所述升降驱动装置的驱动端，以使所述焊枪装置在所述升降驱动装置的带动下上下移动，并能穿过所述避位空间；

所述控制装置设于所述连接座的前侧面，并分别与所述机械臂、所述旋转驱动装置、所述升降驱动装置和所述焊枪装置通讯连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述旋转驱动装置包括旋转驱动电机和驱动转杆，所述旋转驱动电机设于所述连接座，并与所述控制装置通讯连接；所述驱动转杆的上端与所述旋转驱动电机的驱动端传动连接，所述钉盘与所述驱动转杆的下端连接。

一些实施例中，所述钉盘的中部开设有卡孔，所述驱动转杆的外周设有防转卡扣，所述防转卡扣与所述卡孔卡接适配，所述防转卡扣的上方和下方分别设有与所述驱动转杆活动连接的定位块。

一些实施例中，所述防转卡扣的上端面与所述卡孔的上端面平齐，所述防转卡扣的下端面与所述卡孔的下端面平齐；所述定位块与所述驱动转杆螺接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述升降驱动装置包括升降驱动电机、曲柄和活塞，所述升降驱动电机设于所述连接座，并与所述控制装置通讯连接；所述曲柄的输入端与所述升降驱动电机的驱动端连接；所述活塞与所述连接座上下滑动适配，所述活塞的上端开设有与所述曲柄的输出端滑动适配的驱动槽，所述焊枪装置设于所述活塞的下端。

一些实施例中，所述驱动槽包括顺次衔接的第一横向槽段、斜向槽段和第二横向槽段，所述第一横向槽段和所述第二横向槽段均垂直于上下方向，且所述第一横向槽段与所述第二横向槽段上下错位分布。

一些实施例中，所述升降驱动装置还包括导向筒，所述导向筒固定于所述连接座，所述活塞滑动插设于所述导向筒。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述栓钉焊接设备还包括保护盒，所述保护盒罩设于所述旋转驱动装置、所述升降驱动装置和所述控制装置之外，且所述旋转驱动装置的驱动端及所述升降驱动装置的驱动端分别贯穿所述保护盒的下部。

一些实施例中，所述连接座的前侧面还设有上下延伸的装配滑轨，所述装配滑轨的上端可拆卸的连接有上固定座，下端连接有下固定座；

所述保护盒的后侧设有与所述装配滑轨滑动适配的装配滑槽，所述上固定座和所述下固定座能从所述保护盒的上侧和下侧夹持固定所述保护盒。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，通过机械臂的动作，实现焊枪装置的精准定位，保证焊接质量；通过旋转驱动装置和升降驱动装置驱动焊枪装置和钉盘协同动作，能实现连续、自动的焊接动作，无需操作人员对每个栓钉进行手动焊接，有效降低工作人员的劳动强度，避免工人身体劳损，同时还有效提升的焊接作业的效率。

第二方面，本发明实施例还提供了一种栓钉焊接方法，基于上述的栓钉焊接设备实现，包括如下步骤：

S10、使所述机械臂保持初始姿态；

S20、通过所述升降驱动装置带动所述焊枪装置从初始高度位置上移至位于所述钉盘上方的第一高度位置；

S30、通过所述旋转驱动装置带动所述钉盘从初始角度位置转动，直至其中一个所述放置位位于所述焊枪装置的正下方；

S40、通过所述升降驱动装置带动所述焊枪装置下移至第二高度位置，直至所述焊枪装置抓住对应的栓钉；

S50、通过所述升降驱动装置带动所述焊枪装置上移至第三高度位置，以抽出所述栓钉；

S60、通过所述旋转驱动装置带动所述钉盘转动，直至其中一个所述避位空间位于所述焊枪装置的正下方；

S70、通过所述升降驱动装置带动所述焊枪装置下移至焊接高度位置；

S80、调整所述机械臂的姿态，进行焊接；

S90、重复步骤S10～S80，直至所述钉盘中的栓钉全部焊接完毕。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，操作方式简单，焊接效果可靠，且焊接效率高，有效降低工作人员的劳动强度，避免工人身体劳损，同时还有效提升的焊接作业的效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的栓钉焊接设备的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的栓钉焊接设备的结构式示意图二，其中未显示机械臂；

图3为本发明实施例采用的连接座、装配滑轨、上固定座和下固定座的装配示意图；

图4为本发明实施例采用的连接座、装配滑轨、上固定座和下固定座的爆炸分解图；

图5为本发明实施例采用的保护盒的内部结构示意图；

图6为本发明实施例采用的升降驱动装置的局部结构示意图；

图7为本发明实施例采用的控制装置、旋转驱动电机和升降驱动电机的装配结构示意图；

图8为本发明实施例采用的焊枪装置的爆炸分解图；

图9为本发明实施例采用的驱动转杆与钉盘的装配示意图；

图10为本发明实施例采用的驱动转杆的下端部的局部放大图；

图11为本发明实施例采用的钉盘的结构示意图。

附图标记说明：

1、机械臂；

2、连接座；210、第一座板；220、第二座板；

3、旋转驱动装置；310、旋转驱动电机；320、驱动转杆；330、防转卡扣；340、定位块；350、垫片；

4、钉盘；410、放置位；420、避位空间；430、卡孔；

5、升降驱动装置；510、升降驱动电机；520、曲柄；521、圆盘；522、输出柄；530、活塞；540、驱动槽；541、第一横向槽段；542、斜向槽段；543、第二横向槽段；550、导向筒；

6、焊枪装置；610、焊枪主体；620、焊枪头；

7、控制装置；710、控制电路板；720、数据处理器；

8、保护盒；810、盒体；820、盒盖；

9、栓钉；

10、装配滑轨；

11、上固定座；

12、下固定座。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”、“高”、“低”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

请一并参阅图1至图11，现对本发明提供的栓钉焊接设备进行说明。所述栓钉焊接设备，包括机械臂1、连接座2、旋转驱动装置3、钉盘4、升降驱动装置5、焊枪装置6和控制装置7；连接座2的后侧连接于机械臂1，旋转驱动装置3和升降驱动装置5均设于连接座2的前侧面；钉盘4连接于旋转驱动装置3的驱动端，以在旋转驱动装置3的带动下绕平行于上下方向的旋转轴自转，钉盘4具有绕旋转轴均匀分布的多个放置位410，放置位410用于预存栓钉9，相邻两个放置位之间形成避位空间420；焊枪装置6设于升降驱动装置5的驱动端，以使焊枪装置6在升降驱动装置5的带动下上下移动，并能穿过避位空间420；控制装置7设于连接座2的前侧面，并分别与机械臂1、旋转驱动装置3、升降驱动装置5和焊枪装置6通讯连接。

本实施例中，升降驱动装置5能带动焊枪装置6升降，旋转驱动装置3能驱动钉盘4自转；当需要抓取栓钉9时，升降驱动装置5带动焊枪装置6上移，旋转驱动装置3使钉盘4转动，直至其中一个具有栓钉9的放置位410正对焊枪装置6；随后升降驱动装置5带动焊枪装置6下移抓取栓钉9，抓取后焊枪装置6上移抽出栓钉9；随后钉盘4自转直至其中一个避位空间420正对焊枪装置6，最后焊枪装置6下移穿过避位空间420进行焊接；焊接完毕，焊枪装置6上移复位。

本实施例中，钉盘4中放置位410的数量被示出为均匀分布的五个，需要理解的是，放置位410的数量是根据实际使用需求及焊枪装置6的尺寸确定的，在此不做唯一限定。

本实施例提供的栓钉焊接设备，与现有技术相比，通过机械臂1的动作，实现焊枪装置6的精准定位，保证焊接质量；通过旋转驱动装置3和升降驱动装置5驱动焊枪装置6和钉盘协同动作，钉盘4能通过转动使不同的放置位410与焊枪装置6对应，为焊枪装置6补充栓钉9，能实现连续、自动的焊接动作，无需操作人员对每个栓钉9进行手动焊接，有效降低工作人员的劳动强度，避免工人身体劳损，同时还有效提升的焊接作业的效率。

在一些实施例中，参阅图9及图11，钉盘4以呈中心对称的形状为宜，以放置位410具有五个的实施例为例，钉盘4的主体呈正五边形，中部开设正五边形的凹槽，以便与旋转驱动装置3进行组装；放置位410由位于钉盘4主体边缘的圆筒构成，圆筒中插设栓钉9；相邻两个放置位410之间通过圆弧过渡既能形成避位空间420，还有利于提升钉盘4整体的结构强度。当然，随着放置位410数量的变化，钉盘4主体的形状也发生改变，例如，当放置位410具有三个时，钉盘4主体呈三角形，当放置位410具有四个时，钉盘4主体呈十字形，当放置位410具有六个时，钉盘4主体呈六角形。

在一些实施例中，上述旋转驱动装置3可以采用如图2、图7、图9及图10所示结构。参见图2、图7、图9及图10，旋转驱动装置3包括旋转驱动电机310和驱动转杆320，旋转驱动电机310设于连接座2，并与控制装置7通讯连接；驱动转杆320的上端与旋转驱动电机310的驱动端传动连接，钉盘4与驱动转杆320的下端连接。本实施例的旋转驱动装置3整体结构简单，传动效率高，控制过程更加方便。

一些实施例采用如图9至图11所示结构。参见图9至图11，为了避免钉盘4与驱动转杆320之间发生转动，钉盘4的中部开设有卡孔430，驱动转杆320的外周设有防转卡扣330，防转卡扣330与卡孔430卡接适配，防转卡扣330的上方和下方分别设有与驱动转杆320活动连接的定位块340。具体实施时，卡孔430的实施方式包括但不限于十字形孔，防转卡扣330的实施方式包括但不限于十字形卡扣，防转卡扣330可通过焊接的方式固定在驱动转杆320上。本实施例还实现了钉盘4与驱动转杆320之间的可拆卸连接，能根据实际使用需求选择不同的钉盘4，提高了适用性和使用寿命。

在上述实施例的基础上，为了提升定位的稳定性，防转卡扣330的上端面与卡孔430的上端面平齐，防转卡扣330的下端面与卡孔430的下端面平齐；为了方便组装，定位块340与驱动转杆320螺接。

在一些变形实施例中，定位块340还可以是类似于卡箍的结构，其卡在钉盘4的上下两侧，以实现定位。当然，定位块340的具体实施方式并不限于上述列举方式，能满足活动连接的装配需求即可，在此不再一一列举。

在一些实施例中，定位块340与钉盘4之间还设有垫片350，如图10所示，垫片350的面积大于定位块340的横截面积。

一些实施例采用如图1、图5至图7所示结构。参见图1、图5至图7，升降驱动装置5包括升降驱动电机510、曲柄520和活塞530，升降驱动电机510设于连接座2，并与控制装置7通讯连接；曲柄520的输入端与升降驱动电机510的驱动端连接；活塞530与连接座2上下滑动适配，活塞530的上端开设有与曲柄520的输出端滑动适配的驱动槽540，焊枪装置6设于活塞530的下端。本实施例中，曲柄520随着升降驱动电机510输出的扭矩转动，曲柄520的输出端在转动的过程中对驱动槽540施力，通过在驱动槽540内的滑移而带动活塞530上下移动，升降驱动装置5整体结构简单，零部件少，传动效率高，控制过程能耗较低。

具体实施时，曲柄520包括圆盘521和输出柄522，圆盘521与升降驱动电机510的输出端同轴连接，输出柄522固定于圆盘521的偏心位置(以靠近圆盘521边缘的位置为宜)，并与驱动槽540滑动适配，随着圆盘521直径的变化，活塞530的行程范围也会随之扩大，因而可根据实际使用需求选择性的设置圆盘521的尺寸。更进一步的，为了避免输出柄522脱离驱动槽540，在输出柄522远离圆盘521的一端设置限位凸环，限位凸环的外径大于驱动槽540的宽度。

具体实施时，活塞530的主体呈杆状，在活塞530主体的上端形成板状构件，在该板状构件上开设驱动槽540。

一些实施例采用如图5及图6所示结构。参见图5及图6，驱动槽540包括顺次衔接的第一横向槽段541、斜向槽段542和第二横向槽段543，第一横向槽段541和第二横向槽段543均垂直于上下方向，且第一横向槽段541与第二横向槽段543上下错位分布，驱动槽540整体呈“Z”型。以图5的视角为例，其中的第一横向槽段541位于第二横向槽段543的下方，大致驱动过程如下：

1)以曲柄520的输出端位于最低行程位置的状态为初始状态，在初始状态下，当曲柄520顺时针旋转时，曲柄520的输出端沿着斜向槽段542逐渐靠近第一横向槽段541，直至移动到第一横向槽段541处，此过程中活塞530持续上移；

2)由于第一横向槽段541的平直设置，曲柄520的输出端向上抬起第一横向槽段541，此过程中活塞530持续上移；

3)当曲柄520的输出端移动到左上方的指定位置，并继续向顺时针移动时，曲柄520的输出端脱离第一横向槽段541重新进入斜向槽段542，直至曲柄520的输出端位于最高的行程位置(即从最低行程位置顺时针转动180°，且曲柄520的输出端位于斜向槽段542中部的位置)，此过程中活塞530持续上移；

4)曲柄520的输出端从最高行程位置继续顺时针移动，曲柄520的输出端继续在斜向槽段542中移动并逐渐靠近第二横向槽段543，直至移动到第二横向槽段543处，此过程中活塞530持续下移；

5)由于第二横向槽段543的平直设置，曲柄520的输出端向下压第二横向槽段543，此过程中活塞530持续下移；

6)当曲柄520的输出端移动到右下方的指定位置，并继续向顺时针移动时，曲柄520的输出端脱离第二横向槽段543重新进入斜向槽段542，直至曲柄520的输出端位于最低行程位置，此过程中活塞530持续下移直至回到初始状态，完成一个升降的循环。

需要理解的是，曲柄520的逆时针动作也可同样实现调节上下往复的调节过程，在实际调节过程中，可仅通过顺时针动作、仅通过逆时针动作或逆时针动作和顺时针动作相结合的方式进行调节，具体调节过程在此不再一一列举。

本实施例的升降控制方式简单，通过升降驱动电机510输出单向扭矩即可完成升降控制，控制效率更高，响应速度更快。

一些实施例采用如图5及图6所示结构。参见图5及图6，升降驱动装置5还包括导向筒550，导向筒550固定于连接座2，活塞530滑动插设于导向筒550，且活塞530的下端贯穿伸出导向筒550。导向筒550对活塞530起到限位作用，避免活塞530在垂直于上下方向的方向上发生晃动，保证焊枪装置6处于指定的焊接位置。

一些实施例采用如图1、图2及图5所示结构。参见图1、图2及图5，对升降驱动装置5、旋转驱动装置3和控制装置7进行有效防护，栓钉焊接设备还包括保护盒8，保护盒8罩设于旋转驱动装置3、升降驱动装置5和控制装置7之外，且旋转驱动装置3的驱动端及升降驱动装置5的驱动端分别贯穿保护盒8的下部，以正常的控制钉盘4和焊枪装置6移动。

一些实施例采用如图2至图4所示结构。参见图2至图4，连接座2的前侧面还设有上下延伸的装配滑轨10，装配滑轨10的上端可拆卸的连接有上固定座11，下端连接有下固定座12；保护盒8的后侧设有与装配滑轨10滑动适配的装配滑槽，上固定座11和下固定座12能从保护盒8的上侧和下侧夹持固定保护盒8。组装时，先将上固定座11拆卸下来，将保护盒8从装配滑轨10的上端插入，保护盒8通过装配滑轨10实现预定位，随后再将上固定座11固定安装在装配滑轨10的上端，即完成保护盒8的最终定位，组装方式简单，定位效果好，能更好的适应焊接的工作需求。其中，装配滑轨10上可涂抹润滑油，以保证保护盒8可在装配滑轨10上顺畅移动。

具体实施时，为了避免保护盒8晃动、脱落，装配滑轨10的断面呈T型，装配滑槽的断面也对应设为T型。上固定座11上设有与装配滑轨11的断面相适配的固定槽，上固定座11先通过固定槽套在装配滑轨11的上端，随后再通过螺纹紧固件安装在连接座2上。需要理解的是，装配滑轨10和装配滑槽的形状也可以是L型、Y型等形状，能耐满足定位需求即可，在此不做唯一限定。

在一些实施例中，上述保护盒8可以采用如图1、图2及图5所示结构。参见图1、图2及图5，为了方便对保护盒8内部的构件进行维修更换，同时保证防护效果，保护盒8包括前侧开口的盒体810和盖设于开口处的盒盖820，盒体810的后部设有装配滑槽。其中，盒盖820通过螺纹连接件连接等方式实现与盒体810的可拆卸连接。

在一些实施例中，上述焊枪装置6可以采用如图2、图5及图8所示结构。参见图2、图5及图8，焊枪装置6包括焊枪主体610和焊枪头620，焊枪主体610的上端与活塞530的下端连接，焊枪头620可拆卸的连接于焊枪主体610的下部。焊枪头620为直接抓取栓钉的构件，通过更换不同型号的焊枪头620，进而适应不同尺寸栓钉9的焊接需求，使用灵活性更强。具体实施时，焊枪主体610和焊枪头620之间可通过螺纹连接实现可拆卸连接。

在一些实施例中，上述连接座2可以采用如图1至图4所示结构。参见图1至图4，连接座2包括第一座板210和第二座板220，第一座板210的后部与机械臂1连接，第二座板220通过分布于边角处的螺纹紧固件连接于第一座板210的前侧，上固定座11、下固定座12、装配滑轨10、旋转驱动装置3和升降驱动装置5均设于第二座板220的前侧。本实施例将与机械臂1连接的部分和与旋转驱动装置3等构件连接的部分进行分体设计制造，能更好的适应不同的安装需求，并能根据不同的机械臂1更换第一座板210，使用灵活性更强，使用成本更低。具体实施时，第一座板210为法兰连接板，其后侧设有圆形凸台，圆形凸台上设有安装孔，安装孔通过螺纹紧固件与机械臂1进行连接。

在一些实施例中，上述控制装置7可以采用如图5及图7所示结构。参见图5及图7，控制装置7包括控制电路板710和数据处理器720(例如Arduino微处理器)，旋转驱动电机310和升降驱动电机510均设于控制电路板710，控制电路板710固定于连接座2，控制电路板710上的电路结构实现数据处理器720与旋转驱动电机310和升降驱动电机510的通讯连接；数据处理器720本身还可具有无线收发模块，进而通过无线通讯的方式与焊枪装置6和机械臂1通讯连接。本实施例中，旋转驱动装置3和升降驱动装置5可先预装到控制电路板710上，形成预装模块，随后再将预装模块安装到保护盒8内，提升安装的便捷性。

在一些实施例中，保护盒8、连接座2、装配滑轨10、上固定座11、下固定座12、驱动转杆320、活塞530、曲柄520、导向筒550等构件可采用不锈钢材质，也可以采用其他耐锈蚀的合金材质。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种栓钉焊接方法，基于上述的栓钉焊接设备实现，包括如下步骤：

S10、使机械臂1移动至焊接工位，并保持初始姿态；

S20、数据处理器720通过升降驱动装置5带动焊枪装置从初始高度位置上移至位于钉盘4上方的第一高度位置；

S30、数据处理器720通过旋转驱动装置3带动钉盘4从初始角度位置转动，直至其中一个放置位位于焊枪装置6的正下方；结合图9及图11的视角，以放置位410具有五个的实施例进行举例说明，为了更高效的进行转动动作的控制，此过程可为钉盘4逆时针转动36°；

S40、数据处理器720通过升降驱动装置5带动焊枪装置6下移至第二高度位置，直至所述焊枪装置抓住对应的栓钉9；

S50、数据处理器720通过升降驱动装置5带动焊枪装置6上移至第三高度位置，以抽出栓钉9；

S60、数据处理器720通过旋转驱动装置3带动钉盘4转动，直至其中一个避位空间420位于焊枪装置6的正下方；结合图9及图11的视角，以放置位410具有五个的实施例进行举例说明，为了更高效的进行转动动作的控制，此过程可为钉盘4逆时针转动36°；

S70、数据处理器720通过升降驱动装置5带动焊枪装置6穿过对应的避位空间420下移至焊接高度位置；

S80、调整机械臂1的姿态，进行焊接；

S90、重复步骤S10～S80，直至钉盘4中的栓钉9全部焊接完毕。

其中，第三高度位置高于第一高度位置，第一高度位置高于第二高度位置，第二高度位置高于初始高度位置，焊接高度位置不高于初始高度位置。举例来说，初始高度位置可为曲柄520的输出端位于最低行程位置的状态，从初始高度位置上移第一高度位置的过程为曲柄520的输出端从最低行程位置顺时针移动一定角度(例如90°)的过程，从第一高度位置下移至第二高度位置的过程为曲柄520的输出端逆时针转动一定角度(例如90°)的过程，从第二高度位置上移至第三高度位置的过程为曲柄520的输出端顺时针转动一定角度的过程，从第三高度位置下移至焊接高度位置的过程为曲柄520的输出端顺时针转动一定角度的过程。

需要说明的是，机械臂1的动作可通过数据处理器720进行控制，也可通过独立于数据处理器720的其他控制模块实现，在此不再赘述。

本实施例提供的栓钉焊接方法，与现有技术相比，操作方式简单，焊接效果可靠，且焊接效率高，有效降低工作人员的劳动强度，避免工人身体劳损，同时还有效提升的焊接作业的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。