工作斗称重装置、方法、系统、工程机械和可读存储介质

技术领域

本发明涉及工程机械称重设备，具体地，涉及工作斗称重装置。另外，还涉及工作斗称重方法、称重系统、工程机械和可读存储介质。

背景技术

工作斗在工程机械设备中应用广泛，如高空作业设备、应急消防设备等。以高空作业车为例，工作斗的功能主要是为高空作业人员提供工作场地和放置作业工具。工作斗作为一种载人装置，在设计与制造时需要规定额定载重量。当平台超载时，容易出现各种突发情况从而产生安全隐患。同时，载重约束也限制了高空作业车的最大工作范围，当工作斗自重和载重较大时，为避免整车倾翻，就必须增加配重或减小工作臂的展开距离，这极大的限制了高空作业车的工作效率。

现有技术中存在如下几种方案对高空作业车工作斗进行称重：

1、参见中国专利公开文献(CN112723268A)，工作斗会通过作动油缸的伸缩来进行举升，作动油缸的无杆腔压力会随着工作斗载重和作动臂角度的变化而变化，该变化可以通过合理的数学公式计算得出，只需要检测作动油缸无杆腔压力和作动臂的角度就能计算得出工作斗的载重。

然而作动臂的启停会引起油缸无杆腔压力产生较大波动，无杆腔压力会受设备实际运行工况的影响而产生较大波动，使得测量结果精度不高，且无法消除偏载的影响，即同一重物置于工作斗中不同位置，会获得不同的测量结果。

2、参见中国专利公开文献(CN201983846U)，工作斗与支撑轴上方连接，接受来自工作斗的全部重量，支撑轴中部的压盘通过止推轴承压在传感器上，支撑轴的下端装入平台托架的轴套中，轴与轴套之间上下设置一对滚动球轴承，在工作斗内重物引起偏载的情况下，上下一对滚动球轴承会承受大小相等、方向相反的径向力，这一对力所形成的力偶会抵消掉偏置载荷引起的弯矩。而沿竖直方向，轴承是不承受任何轴向力的，因此所有沿竖直方向的力被称重传感器承担，可以较准确的检测工作斗内的载重。

然而该方案工作平台内的载荷先通过止推轴承传递至称重传感器，止推轴承下方才是用于抵消偏载的一对滚动球轴承，在工作斗因承载而变形时，偏载会对称重机构产生影响，使得止推轴承左右承力大小不一，使称重传感器仍然承受一部分偏载，导致结果测量不准确。极端的说，即便没有一对轴承，工作斗也能够保持结构稳定，因此该方案不能严格保证称重传感器不受偏载影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工作斗称重装置，该工作斗称重装置能够有效消除工作斗偏载对称重的影响，确保称重结果的准确性。

本发明还要解决的技术问题是提供一种工作斗称重方法，该工作斗称重方法能够精确测量工作斗的实际载重，有效预防超载。

对应地，本发明提供一种工作斗称重系统，其能够精确测量工作斗的实际载重，有效预防超载。

本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种工程机械，该工程机械的称重系统能够准确无误的监测工作斗的实际载重，提高工作过程中的安全性。

此外，本发明提供一种可读存储介质，其能够被机器执行以在应用过程中精确地测量工作斗的实际载重，有效预防超载，提供工作安全性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种工作斗称重装置，包括摆动机构安装座、摆动机构、称重传感器和用于连接工作斗的工作斗安装座，所述摆动机构安装座与所述摆动机构连接，所述称重传感器安装于所述摆动机构的输出轴的一端，所述工作斗安装座能够转动地连接所述称重传感器，且二者之间的转动轴线垂直于所述输出轴的中心轴线，所述摆动机构安装座设有用于承载所述工作斗安装座的径向载荷的径向承载结构。

作为一种优选实施方式，所述径向承载结构包括滚动轴承和安装所述滚动轴承的轴承安装座，所述轴承安装座连接所述摆动机构安装座，所述工作斗安装座设置有套装在所述滚动轴承内的导向部，所述滚动轴承与所述输出轴同轴设置，以承载所述工作斗安装座的径向载荷。

具体地，所述滚动轴承包括分别位于所述摆动机构安装座上下端的第一滚动轴承和第二滚动轴承，所述轴承安装座设置有用于安装所述第一滚动轴承的第一轴承安装座和用于安装所述第二滚动轴承的第二轴承安装座，所述导向部包括向上突出的第一凸台和向下突出的第二凸台，所述第一凸台套装在所述第一滚动轴承内，所述第二凸台套装在所述第二滚动轴承内。

优选地，装配完成状态下，所述第一滚动轴承的下端面贴合所述第一凸台的阶梯面，所述第二滚动轴承的上端面与所述第二凸台的阶梯面之间形成有跳动间隙。

作为一种具体结构形式，所述工作安装座通过销轴与所述称重传感器枢接，所述销轴的中心轴线垂直于所述输出轴的中心轴线。

典型地，所述称重传感器为安装在所述摆动机构输出轴上端的压力式称重传感器，所述工作斗安装座与所述称重传感器上端面连接；或者所述称重传感器为安装在所述摆动机构输出轴下端的拉力式称重传感器，所述工作斗安装座与所述称重传感器的下端面连接。

优选地，所述称重传感器与所述摆动机构的输出轴上端或下端之间设置有缓冲垫。

具体地，所述称重传感器和所述缓冲垫通过螺栓共同连接在所述摆动机构的输出轴上。

作为与上述工作斗称重装置对应地，本发明提供一种称重方法，包括如下步骤：实时采集工作斗在称重方向的载荷值，并采集所述工作斗的称重方向与铅垂线之间的角度值，根据所述载荷值和所述角度值，计算出所述工作斗的实际载重。

具体地，所述工作斗的实际载重G

其中，N为所述载荷值，α为所述角度值，G

优选地，获得所述工作斗的实际载重之后，还包括如下步骤：在所述实际载重大于限重值的情况下，控制发出报警信号。

进一步地，本发明提供一种工作斗称重系统，包括称重装置、角度传感器和控制器，所述称重装置为上述技术方案中任一项所述的工作斗称重装置，所述角度传感器设置于所述工作斗上，以用于实时检测所述工作斗与铅垂线之间的角度值，所述控制器电连接于所述称重传感器和所述角度传感器，所述控制器能够执行根据上述技术方案中任一项所述的工作斗称重方法。

优选地，所述控制器设置有能够对所述称重传感器和所述角度传感器的输出信号进行滤波处理的滤波器。

更进一步地，本发明提供一种工程机械，包括上述技术方案中任一项所述的工作斗称重系统。

典型地，所述工程机械为高空作业车，包括底盘、作动臂、所述称重装置和所述工作斗。

此外，本发明还提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有可执行指令，该可执行指令用于被机器执行时实现根据上述技术方案中任一项所述的工作斗称重方法。

通过上述方案，本发明的有益效果如下：

本发明工作斗称重装置直接将用于连接工作斗的工作斗安装座通过称重传感器连接摆动机构的输出轴，称重传感器能够直接对工作斗的载重进行检测，且工作斗安装座能够转动地连接在称重传感器上，二者之间的转动轴线垂直于输出轴的中心轴线，使得工作斗安装座具有能够上下转动的自由度，工作斗安装座在弯矩的作用下能够上下自由转动，使得工作斗安装座承受的弯矩不会影响称重传感器，而摆动机构安装座设有用于承载工作斗安装座的径向载荷的径向承载结构，能够对工作斗安装座的旋转自由度进行约束，径向承载结构沿径向上对工作斗安装座的反作用力能够抵消弯矩对称重传感器的影响，同时，该径向承载结构只承受径向力，不承受轴向力，使得工作斗安装座沿轴向的力全部传递给称重传感器，工作斗安装座加载在称重传感器上的作用力与称重传感器的受力轴线重合，确保称重结果的准确性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明工程机械为高空作业车的一种具体实施例的结构示意图；

图2是本发明工作斗称重装置的一种具体实施例的结构示意图；

图3是本发明工作斗称重装置的一种具体实施例的结构分解图；

图4是本发明工作斗称重装置的轴承定位凸台的结构示意图；

图5是本发明工作斗称重装置的滚动轴承装配关系示意图；

图6是本发明工作斗称重装置处于竖直状态下的受力分析图；

图7是本发明工作斗称重装置处于倾斜状态下的受力分析图；

图8是本发明工作斗称重系统的控制逻辑的原理示意图。

附图标记说明

1底盘                    11控制器

12滤波器                 2作动臂

3称重装置                31摆动机构安装座

32摆动机构               321输出轴

33称重传感器             34滚动轴承

341第一滚动轴承          342第二滚动轴承

35轴承安装座             351第一轴承安装座

352第二轴承安装座        36工作斗安装座

361第一凸台              362第二凸台

37销轴                   38缓冲垫

39螺栓                   4工作斗

41角度传感器             42报警器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“形成”、“设有”、“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，在未作相应说明的情况下，采用的方位词“上”、“下”、“左”、“右”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，所接触的仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；对于本发明的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。

需要说明的是，在未作相应说明的情况下，以下“径向”为摆动机构32输出轴321的径向，“轴向”为摆动机构32的输出轴321的轴向。

参见图2和图3，作为本发明工作斗称重装置的一种具体实施例，包括摆动机构安装座31、摆动机构32、称重传感器33和用于连接工作斗4的工作斗安装座36，摆动机构安装座31与摆动机构32连接，摆动机构32优选为摆动缸，能够实现工作斗4的转动调节，称重传感器33安装于摆动机构32的输出轴321的一端，工作斗安装座36能够转动地连接称重传感器33上，且二者之间的转动轴线垂直于输出轴321的中心轴线，使得工作斗安装座36具有能够沿该中心轴线具有上下转动的自由度，因此工作斗安装座在弯矩的作用下能够自由转动，工作斗安装座36承受的弯矩不会作用于称重传感器33上，避免影响称重传感器33的测量精度。此外，在摆动机构安装座31设有用于承载工作斗安装座36的径向载荷的径向承载结构，能够对工作斗安装座36的转动自由度进行约束，且该径向承载结构沿径向对工作斗安装座36的反作用力能够抵消弯矩对称重传感器33的影响，同时该径向承载结构不承受轴向力，配合工作斗安装座36与称重传感器33转动连接方式，使得工作斗安装座36的载荷能够全部沿输出轴321的轴向作用在称重传感器33上，称重传感器33的受力轴线与输出轴321的中心轴线方向一致，从而使得工作斗安装座36对称重传感器33加载力的作用线与称重传感器33受力轴线重合，有效消除工作斗4偏载对称重结果的影响，确保称重结果的准确性。

作为本发明工作斗称重装置的一种具体实施方式，参见图2-5，径向承载结构包括滚动轴承34和安装滚动轴承34的轴承安装座35，轴承安装座35固定连接在摆动机构安装座31上，以能够对滚动轴承进行定位，工作斗安装座36设置有套装在滚动轴承34内的导向部，该滚动轴承34与输出轴321同轴设置，即滚动轴承34的中心轴线与输出轴321的中心轴向相互重合，在输出轴321输出扭矩时，导向部能够在滚动轴承34内与输出轴321同步转动，方便输出轴321通过工作斗安装座36传递扭矩，以驱动工作斗4进行转动，同时，滚动轴承34只承受径向力，其用于承载工作斗安装座36的径向载荷，滚动轴承34对工作斗安装座36沿径向的反作用力能够完全抵消工作斗4的偏载影响。需要说明的是，轴承安装座35与摆动机构安装座31的连接方式是多样的，例如通过螺栓可拆卸连接在摆动机构安装座31上，方便制作以及后续维修；也可以是与摆动机构安装座31一体连接的，例如将轴承安装座35焊接在摆动机构安装座31上，或者二者一体成型制造而成。

考虑到结构的稳定性，作为优选实施方式，参见图2-5，滚动轴承34包括分别位于摆动机构安装座31上下端的第一滚动轴承341和第二滚动轴承342，相对应地，轴承安装座35设置有用于安装第一滚动轴承341的第一轴承安装座351和用于安装第二滚动轴承342的第二轴承安装座352，导向部包括向上突出的第一凸台361和向下突出的第二凸台362，第一凸台361套装在第一滚动轴承341内，第二凸台362套装在第二滚动轴承342内，通过上下两端的第一滚动轴承341和第二滚动轴承342，共同限制工作斗安装座36与称重传感器33之间的转动自由度，且抵消偏载对称重传感器33的影响。

具体地，在第一凸台361上形成有防止第一滚动轴承341轴向脱离的阶梯面，在第二凸台362上形成有防止第二滚动轴承342轴向脱离的阶梯面，在实际使用过程中，由于重力作用，工作斗4会使工作斗安装座36产生向下的移动变形，为了避免该移动变形量导致工作斗安装座36对第二滚动轴承342施加轴向压力，而影响称重传感器33的实际测量结果，优选情况下，参见图4-5，装配完成状态下，第一滚动轴承341的下端面贴合第一凸台361的阶梯面，即工作斗安装座36仅能够沿轴向向下跳动，而无法沿轴向向上跳动，而第二滚动轴承342的上端面与第二凸台362的阶梯面之间形成有跳动间隙T，使得第二滚动轴承342能够相对与工作斗安装座36向上跳动，但是该跳动间隙T足够大，以能够保证工作斗4处于满载状态下，第二凸台362的阶梯面不会对第二滚动轴承342施加轴向压力。因此，当工作斗4承受载荷时，工作斗安装座36会向下移动变形，位于上端的第一凸台361可沿轴向向下自由运动，位于下端的第二凸台362即使在满载状态下也不会挤压第二滚动轴承342的上端面，使得在任何状态下，滚动轴承34都不承受任何轴向力，仅在工作斗安装座36中偏载的作用下承受径向力，沿轴向的力全部传递给称重传感器33。

此外，由于第一滚动轴承341、第二滚动轴承342、第一凸台361、第二凸台362以及摆动机构32的中心轴线均在同一直线上，因此工作斗安装座36、摆动机构32、称重传感器33能够集成至同一竖直平面内，能够大大降低本发明工作斗称重装置的占用空间，以及降低装置整体的质量，结构合理，方便后续维修装配，提高高空作业车的工作效率。

作为本发明工作斗称重装置工作斗安装座36与称重传感器33之间转动连接结构的一种具体实施方式，参见图2和图3，工作斗安装座36通过销轴37与称重传感器33枢接，其中，该销轴37的中心轴线垂直于输出轴321的中心轴线，使得工作斗安装座36具有上下转动的自由度，确保偏载不会对称重传感器33产生影响，配合滚动轴承34对其的径向约束，将工作斗安装座36的轴向力能够全部通过销轴37传递给称重传感器33，且通过销轴37连接的结构形式，也避免了施力部件与称重传感器33之间的大平面接触，完全消除了弯矩对称重传感器测量结果的影响。

参见图2和图3，工作斗安装座36的上下两端分别形成有用于连接工作斗4的法兰盘，称重传感器33转动连接法兰盘。具体地，称重传感器33根据称重原理分为压力式和拉力式，当称重传感器33为压力式称重传感器时，参见图2和图3，该称重传感器33安装在摆动机构32的输出轴321的上端面，位于工作斗安装座36上端的法兰盘下端面通过销轴37转动连接称重传感器33的上端面，以使工作斗安装座36对称重传感器33产生沿轴向的压力，另外，位于工作斗安装座36下端的法兰盘与摆动机构32的下端面之间存在间隙，二者之间没有连接关系，避免工作斗4的载荷通过工作斗安装座36下部传递给摆动机构32；当称重传感器33为拉力式称重传感器时，该称重传感器33安装在摆动机构32的输出轴321的下端面，位于工作斗安装座36下端的法兰盘上端面通过销轴37转动连接称重传感器33的下端面，以使工作斗安装座36对称重传感器33产生沿轴线的拉力，另外，位于工作斗安装座36上端的法兰盘与摆动机构32的上端面之间存在间隙，二者之间没有连接关系，避免工作斗4的载荷通过工作斗安装座36上部传递给摆动机构32。需要说明的是，称重传感器33优选为圆盘式称重传感器，能够更好的安装在输出轴321上，且将圆盘式称重传感器与输出轴321同轴设置，使得工作斗4的载荷通过销轴对圆盘式称重传感器的作用力沿其中心轴线传递，受力均匀，确保称重传感器33测量结果的精确性。

需要说明的是，本发明工作斗称重装置是通过销轴37将工作斗4的载荷传递给称重传感器33，工作斗安装座36和称重传感器33之间是刚性连接，外部冲击不会使施压件(工作斗安装座36)与称重传感器33之间产生脱离再瞬间接触的现象，而是一起沿轴向进行浮动，从而有效保护称重传感器33。

然而，在称重过程中，因地面波纹度和沟坎会引起本发明工作斗称重装置内部产生振动和冲击现象，为了进一步保护称重传感器33以及降低测量结果的波动，优选情况下，称重传感器33与摆动机构32的输出轴321之间设置有缓冲垫38，当称重传感器33为压力式称重传感器时，该缓冲垫38设置在称重传感器33与输出轴321上端之间；当称重传感器33为拉力式称重传感器时，该缓冲垫38设置在称重传感器33与输出轴321下端之间。进一步地，参见图2，称重传感器33和缓冲垫38通过螺栓39共同连接在摆动机构32的输出轴321上。

以上对本发明工作斗称重装置的具体实施方式和优选实施方式进行了描述，为了更好地理解本发明工作斗称重装置的技术方案，以下按照图2-3中所示的具体实施例对本发明工作斗称重装置的工作原理进行说明：

本发明工作斗称重装置的受力情况如图6所示，销轴37、工作斗安装座36、工作斗4以及工作斗4内的载重可整体作为外载荷G，其可以等效为沿摆动机构32的输出轴321的轴线方向的力F和以销轴7轴心为作用点的弯矩M，设销轴37、工作斗安装座36和工作斗4的重量之和为G

以工作斗安装座36为分析对象，其一共承受四个载荷，分别为外载荷G(等效为轴向力F和弯矩M)、第一滚动轴承341沿径向的拉力F1、第二滚动轴承342沿径向的推力F2和销轴37的反作用力N，以图6所示，在工作斗安装座36与称重传感器33之间采用销轴37的转动连接方式，释放了工作斗安装座36顺时针旋转(图6所示方位)的自由度，当工作斗安装座36承受外载荷G时，工作斗安装座36在弯矩M的作用下能够绕销轴37的轴线O点自由转动，在该弯矩M的作用下，第一滚动轴承341沿径向对工作斗安装座36的第一凸台361产生拉力F

上述受力分析是在本发明工作斗称重装置处于竖直状态下的受力分析，即输出轴321的中心轴线方向为铅垂线方向，在特殊情况下，由于地面不平、装置晃动以及整体结构弹性变形等因素，会造成本发明工作斗称重装置的摆动机构32的输出轴321的中心轴线不在竖直方向，而是与铅垂线之间存在一定角度α，即等效力F与外载荷G之间存在该角度α，满足：

本发明还提供了一种工作斗称重方法，该工作斗称重方法基于本发明提供的工作斗称重装置或其它设备，该称重方法包括如下步骤：实时采集工作斗4在称重方向的载荷值，根据载荷值和角度值，计算出工作斗4的实际载重。

具体地，根据上述受力分析可知，工作斗4的实际载重G

其中，N为所述载荷值，α为所述角度值，G

进一步地，为了能够在工作斗4超载的情况下，及时提醒工作人员，本发明工作斗称重方法在获得工作斗4的实际载重之后，还包括如下步骤：在实际载重大于限重值的情况下，控制发出报警信号；若该实际载重不大于限重值，则继续监测。

基于上述工作斗称重装置及方法的具体实施例，本发明提供了一种工作斗称重系统，参见图1，包括称重装置3、角度传感器41和控制器11，该称重装置3为本发明提供的工作斗称重装置，角度传感器41设置在工作斗4上，以用于实施检测工作斗4与铅垂线之间的角度值，控制器11电连接称重传感器33和角度传感器41，控制器11能够执行本发明提供的工作斗称重方法。为了能够在工作斗4超载的情况下，及时发出警报提醒工作人员，本发明工作斗称重系统还设置有报警器42，该控制器11获得工作斗4的实际载重之后，对该实际载重进行判断，若该实际载重小于限重值，则继续监测；若该实际载重大于或等于限重值，控制器11控制报警器42发出报警信号，直至减少工作斗4的载重小于限重值。

优选地，控制器11设置有能够对称重传感器33和角度传感器41的输出信号进行滤波处理的滤波器12，能够避免称重传感器33和角度传感器41的输出信号波动系数降低，避免波动影响称重结果，控制器11发生错误操作。

具体地，本发明工作斗称重系统的控制逻辑的原理如图8所示，工作斗加载时，称重传感器33实时检测载荷值N，角度传感器41实时检测角度值α，滤波器12接收载荷值N和角度值α并进行滤波处理，控制器11接收滤波处理后的滤波值并进行计算，判断计算值(工作斗4的实际载重)是否大于限重值，若是大于控制器11控制报警器42报警，若不大于限重值，则继续监测称重传感器33的载荷值N和角度传感器41的角度值α，确保工作斗4的运行安全。

本发明还提供了一种工程机械，该工程机械包括本发明提供的工作斗称重系统，通过该工作斗称重系统能够对工作斗的载重进行精确测量。

典型地，参见图1，该工程机械为高空作业车，包括底盘1、作动臂2、称重装置3和工作斗4，底盘1是高空作业车的根基，高空作业车能够通过底盘1进行行走以实现高空作业车位置的转换，控制器1和滤波器12均设置在底盘1上，作动臂2通过油杆进行驱动，能够伸展至特定空间位置，使工作斗4完成既定的空中作业，称重装置3能够实时检测工作斗4中的载重，帮助判断工作斗4的实际载重是否超出限定值，进而对作动臂2的最大伸出距离进行约束，避免因作动臂2过度伸展而导致车辆倾覆，工作斗4是操作人员的工作平台，同时还能放置必须的作业工具，角度传感器41设置在工作斗4上，以实时检测工作斗4与水平面之间的夹角，便于控制器进行载荷修正，报警器42也设置在工作斗4上，在工作斗4超载时，能够提醒工作斗4上的操作人员及时调整，避免引发安全事故。其中，摆动机构安装座31安装在作动臂2的末端(靠近工作斗4的一端)，工作斗安装座36用于安装工作斗4。需要说明的是，本发明工作斗称重系统不限于运用在高空作业车上，也可以运用在应急车、消防救援车等需要测量载重的工程机械设备上。

此外，本发明还提供一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有可执行指令，该可执行指令用于被机器执行时实现上述任一技术方案所述的工作斗称重方法。

通过上述对本发明各个技术方案的描述可以看出，本发明主要将工作斗安装座36通过销轴37与称重传感器33转动连接，使得工作斗安装座36具有能够上下转动的自由度，工作斗安装座36承受的弯矩不会作用于称重传感器33上，同时，通过在摆动机构安装座31的上下两端分别设置第一滚动轴承341和第二滚动轴承342，将工作斗安装座36上下两端的第一凸台361和第二凸台362分别对应第一滚动轴承341和第二滚动轴承342套装，利用滚动轴承只承受径向力，不承受轴向力的特性，第一滚动轴承341对第一凸台361的力矩和第二滚动轴承342对第二凸台362的力矩抵消工作斗安装座36承受的弯矩，确保工作斗4的载荷能够全部通过销轴37沿轴向作用在称重传感器33上，消除了偏载对于称重结果的影响，确保称重传感器33测量结果的准确性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。