一种自动超声波焊接机

技术领域

本发明涉及超声波焊接技术领域，具体为一种自动超声波焊接机。

背景技术

在电池的生产过程中，为了满足电池的电压、电量等需要，需要将多个电芯串联起来组成整体，以保证电池的输出的电压满足要求。现在使用的电芯内部均为化学材料，具有腐蚀性和毒性，因此不宜使用人工进行焊接操作，通过自动化装置进行焊接，可以保证焊接的质量和工作人员的安全性，传统的生产中，焊接和检测等工序大多分散，同时需要使用不同的装置，造成生产效率低；同时在焊接装置中，设置多个上料机构，造成装置结构复杂，例如专利申请公布号为CN112548304的专利公开的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，就设置了多个上料和转移机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动超声波焊接机，转运、焊接机构配合，并整合有检测机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动超声波焊接机，包括：

工作台，作为安装平台，所述工作台设置在支架上部，所述工作台上开设有与焊接机构配合的圆槽；

上料机构，用于输送待焊产品，所述上料机构设置在工作台上表面，所述上料机构包括上料电缸、与上料电缸连接的上料盘组和距离传感器一；

抓取机构，用于抓取上料盘组上的待焊产品，所述抓取机构位于上料机构的上部，设置在支架内，所述抓取机构包括抓取机械臂组件和直线移动组件，所述直线移动组用于带动机械臂组件直线移动；

焊接机构，用于焊接待焊产品，所述焊接机构包括升降组件一和超声波焊接组件，所述升降组件一设置在工作台的下部，所述升降组件一用于带动超声波焊接组件上下移动；

转运机构，用于转运完成焊接的待焊产品，所述转运机构包括托板组件和转运组件，所述托板组件与超声波焊接组件配合，所述转运组件用与转运托板组件至检测机构一侧；

检测机构，用于检测焊接质量，所述检测机构包括对准组件、升降组件和检测组件，所述对准组件用于带动检测组件运动到完成焊接产品的上部，所述升降组件用于调节检测组件与完成焊接产品的距离，所述检测组件用于进行焊接质量检测；

控制器，用于控制上料机构、抓取机构、焊接机构、转运机构和检测机构工作，所述控制器设置在工作台上部。

优选的，所述工作台上部设置有与上料盘组配合的若干导轨一，所述导轨一上滑动设置有滑块一，所述上料盘组包括上料盘、设置在上料盘两侧的夹紧电缸和若干设置在上料盘之间的连接杆，所述上料盘上部开设有托盘槽，所述连接杆的两端分别与其两侧的上料盘螺纹连接，所述上料电缸的一端与一个所述上料盘连接，所述距离传感器一位于导轨的一侧，所述距离传感器一的底部与工作台表面连接，所述夹紧电缸、上料电缸和距离传感器一分别与控制器连接。

优选的，所述抓取机械臂组件包括偏转电机、横移台、纵移台、伸缩台、下移电缸、若干吸盘、上模台和压紧电缸，所述偏转电机设置在横移台的上部，所述偏转电机的下部贯穿横移台与纵移台连接，所述横移台的下部设置有若干导向滑杆，所述导向滑杆的下端贯穿纵移台，且与其滑动连接，所述纵移台的一侧设置有伸缩电缸一，所述伸缩电缸的一端贯穿纵移台与伸缩台连接，所述下移电缸设置在伸缩台的一侧，所述下移电缸的下部设置有连接块，所述连接块的下部设置有下压板，所述吸盘设置在下压板的下部，所述下压板内开设有与上模台配合的通槽，所述压紧电缸位于下移电缸的一侧，所述下压板的一侧设置有距离传感器六，所述伸缩台靠近纵移台的一侧设置有距离传感器七，所述距离传感器六和距离传感器七分别与控制器连接，所述压紧电缸的下端贯穿通槽与上模台连接；

所述工作台的下部设置有气泵，所述气泵的一端与吸盘连接，所述偏转电机、压紧电缸、气泵和伸缩电缸分别与控制器连接。

优选的，所述直线移动组件包括直线电机、螺杆、滑杆、若干连接块一和若干连接块二，所述连接块一滑动套设在滑杆上，所述连接块二螺纹套设在螺杆上，所述连接块一和连接块二分别与横移台的一侧连接，所述螺杆的两端与支架两侧转动连接，所述滑杆设置在螺杆的上部，且其两端分别与支架两侧连接，所述直线电机设置在支架的一侧，且其输出轴贯穿出支架一侧与螺杆连接，所述直线电机与控制器连接，所述支架一侧设置有距离传感器二，用于测量横移台的移动位置，所述距离传感器与控制器连接。

优选的，所述超声波焊接组件包括超声波焊接机、焊接头、焊接台、活动台和对接座组件，所述超声波焊接机设置在工作台下部，所述焊接台位于圆槽的一侧，所述焊接台的下部与工作台表面连接，所述对接座组件设置在焊接台上部，用于将产品待连接的部位对接，所述焊接头与超声波焊接机连接；

所述对接座组件包括若干转动焊盘模块，所述转动焊接盘模块包括转动电缸、底盘和限位卡盘，所述限位卡盘可拆卸设置在底盘上部，所述底盘的下部与转动电缸连接，所述限位卡盘上部开设有与待焊接产品配合的卡槽，所述转动电缸的下部与活动台连接，所述活动台和焊接台内开设有与焊接头配合的穿透槽。

优选的，所述升降组件一包括升降电缸、安装框、导轨板、若干设置在导轨板上的升降导轨、滑动设置在升降导轨上的升降滑块，所述升降电缸设置在导轨板一侧，所述导轨板上部与工作台连接，所述安装框与升降滑块连接，所述升降电缸下部连接有拉动板，所述拉动板的一侧与安装框连接，所述超声波焊接机设置在安装框内，所述超声波焊接机的上部穿出圆槽延伸至工作台上部。

优选的，所述托板组件包括托板、若干导向槽和托板槽，所述导向槽开设在托板的底部两侧，所述托板槽开设在托板上部，所述托板与活动台下部连接。

所述转运组件包括直线电缸、若干转运导轨、活动设置在转运导轨上的转运滑块、设置在转运滑块上的转运板和设置在转运板上部的旋转组件，所述旋转组件用于带动托板组件摆动，所述直线电缸与控制器连接，所述工作台上转运导轨的一侧设置有距离传感器三，所述距离传感器三与控制器连接，用于测量转运板的移动位置；

所述旋转组件包括转动框、旋转电机、推拉电缸和稳定滑杆，所述转动框的下部设置有转动块，所述转动块外套设有稳定圈，所述稳定圈的下部与转运板连接，所述旋转电机设置在转动框上部，所述旋转电机的输出轴向下贯穿转动框和转动块与转运板连接，所述推拉电缸位于旋转电缸的一侧，且与转动框一侧内壁连接，所述推拉电缸的一端贯穿出转动框与托板连接，所述稳定滑杆设置在转动框和托板之间，且其两端分别与转动框和托板连接，所述旋转电机和推拉电缸分别与控制器连接。

优选的，所述对准组件包括活动调整板、稳定板、调整电缸、安装杆、若干调整导轨、若干支撑板和滑动设置在调整导轨上的调整滑块，所述活动调整板的下部与调整滑块连接，所述调整电缸设置在活动调整板上，所述稳定板设置在活动调整板的一侧，所述支撑板的两端分别与支架和稳定板连接，所述调整导轨设置在支撑板上，所述安装杆的两端分别与支架和滑杆连接，所述安装杆上套设有若干安装块，所述安装块的一侧与稳定板连接，所述活动调整板的下部远离调整滑块的一侧设置有稳定滑块，所述稳定滑块滑动套设在滑杆外侧，所述调整电缸的一端贯穿支架与活动调整板的一端连接，所述调整电缸与控制器连接。

优选的，所述检测组件包括探伤仪、下压电缸、检测板、若干检测探头、距离传感器四和距离传感器五，所述探伤仪设置在活动调整板上部，所述下压电缸位于探伤仪的一侧，且其下端贯穿活动调整板与检测板连接，所述检测探头设置在检测板内，所述距离传感器四设置在检测探头一侧，所述距离传感器五位于距离传感器四的上部且其一端与检测板连接，所述下压电缸、检测探头、距离传感器四和距离传感器五分别与控制器连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，当吸盘对准电芯后，启动下移电缸带动下压板下移，使吸盘与电芯表面接触，然后启动气泵，利用吸力将电芯吸附在吸盘下，然后启动偏转电机，带动纵移台转动，纵移台带动伸缩台转动，伸缩台带动下移电缸和其下部的下压板转动，通过下压板带动吸盘和其下部吸附的电芯转动，转动90度，将电芯转动到焊接台的上部，通过控制器控制下移电缸伸展，将电芯放置到限位卡槽内；

2、本发明中，待电芯放置在卡槽内后，控制器控制转动电缸启动，穿透槽两侧相对的转动电缸转动后带动电芯转动，使一侧电芯的正极和另外一侧电芯的负极相叠；此时，控制直线电机运动，将下压板带动到穿透槽的上部，使上模台与焊接头对齐；然后，通过控制器控制升降电缸启动，带动超声波焊接机向上运动，使焊接头与重叠的电芯的正负极接触，然后控制压紧电缸启动，将上模台压在正负极的上部，启动超声波焊接机，将两个电芯的正极和负极连接，完成两个电芯的串联；

3、本发明中，在焊接完成后，通过控制器启动旋转电机，旋转电机带动转动框转动，旋转框带动托板转动，通过托板带动其上部的电芯转动到检测机构的下部；然后，启动下压电缸，下压电缸带动检测板下移，检测板带动检测探头下移至电芯的焊接位置，然后启动探伤仪，通过检测探头对电芯进行探伤，检测焊接质量。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明侧视结构示意图；

图4为本发明抓取机械臂组件结构示意图；

图5为本发明抓取机械臂组件侧面结构示意图；

图6为本发明焊接机构和转运机构连接结构示意图；

图7为图6中结构的俯视图；

图8为图6中结构的侧视图；

图9为检测机构整体结构示意图；

图10为检测机构侧视图；

图11为上料盘组整体结构示意图；

图12为转动焊接盘模块结构示意图。

图中：工作台1，上料机构2，抓取机构3，焊接机构4，转运机构5，检测机构6、控制器7、上料电缸201、上料盘组202、距离传感器一203、抓取机械臂组件31、直线移动组件32、升降组件一41、超声波焊接组件42、托板组件51、转运组件52、对准组件61、升降组件62、检测组件63、上料盘2021、夹紧电缸2022、连接杆2023、偏转电机3101、横移台3102、纵移台3103、伸缩台3104、下移电缸3105、吸盘3106、上模台3107、压紧电缸3108、下压板3100、直线电机3201、螺杆3202、滑杆3203、连接块一3204、连接块二3205、距离传感器二3206、超声波焊接机4201、焊接头4202、焊接台4203、活动台4204、对接座组件4205、转动电缸42051、底盘42052、限位卡盘42053、升降电缸4101、安装框4102、导轨板4103、升降导轨4104、托板5101、导向槽5102、托板槽5103、直线电缸5201、转运导轨5202、转运板5204、旋转组件5205、转动框52051、旋转电机52052、推拉电缸52053、稳定滑杆52054、活动调整板6101、稳定板6102、调整电缸6103、安装杆6104、调整导轨6105、支撑板6106、调整滑块6107、探伤仪6301、下压电缸6302、检测板6303、检测探头6304、距离传感器四6305、距离传感器五6306、距离传感器六8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种自动超声波焊接机，包括：工作台1，上料机构2，抓取机构3，焊接机构4，转运机构5，检测机构6和控制器7；控制器7安装在工作台1上部，通过控制器7控制上料机构2、抓取机构3、焊接机构4、转运机构5和检测机构6工作。

工作台1作为安装平台，上部安装有支架，部开设有与焊接机构4配合的圆槽；

上料机构2用于输送待焊产品，安装在工作台1上表面，包括上料电缸201、与上料电缸201连接的上料盘组202和距离传感器一203；

抓取机构3用于抓取上料盘组202上的待焊产品，位于上料机构2的上的支架内侧，抓取机构3包括抓取机械臂组件31和直线移动组件32，直线移动组用于带动机械臂组件直线移动；

焊接机构4用于焊接待焊产品，包括升降组件一41和超声波焊接组件42。升降组件一41安装在工作台1的下部，升降组件一41用于带动超声波焊接组件42上下移动；

转运机构5用于转运完成焊接的待焊产品，包括托板组件51和转运组件52。托板组件51与超声波焊接组件42配合，转运组件52用与转运托板组件51至检测机构6一侧；

检测机构6用于检测焊接质量，包括对准组件61、升降组件62和检测组件63。其中对准组件61用于带动检测组件63运动到完成焊接产品的上部，升降组件62用于调节检测组件63与完成焊接产品的距离，检测组件63用于进行焊接质量检测；

工作台1上部安装有与上料盘组202配合的若干导轨一，导轨一上滑动安装有滑块一，上料盘组202包括上料盘2021、安装在上料盘2021两侧的夹紧电缸2022和若干安装在上料盘2021之间的连接杆2023，上料盘2021上部开设有托盘槽，连接杆2023的两端分别与其两侧的上料盘2021螺纹连接，上料电缸201的一端与一个上料盘2021连接，距离传感器一203位于导轨的一侧，距离传感器一203的底部与工作台1表面连接，夹紧电缸2022、上料电缸201和距离传感器一203分别与控制器7连接。

抓取机械臂组件31包括偏转电机3101、横移台3102、纵移台3103、伸缩台3104、下移电缸3105、两个吸盘3106、上模台3107和压紧电缸3108，偏转电机3101安装在横移台3102的上部，偏转电机3101的下部贯穿横移台3102与纵移台3103连接，横移台3102的下部安装有若干导向滑杆3203，导向滑杆3203的下端贯穿纵移台3103，且与其滑动连接，纵移台3103的一侧安装有伸缩电缸一3109，伸缩电缸的一端贯穿纵移台3103与伸缩台3104连接，下移电缸3105安装在伸缩台3104的一侧，下移电缸3105的下部安装有连接块，连接块的下部安装有下压板3100，吸盘3106安装在下压板3100的下部，下压板3100内开设有与上模台3107配合的通槽，压紧电缸3108位于下移电缸3105的一侧，下压板3100的一侧安装有距离传感器六8，伸缩台3104靠近纵移台3103的一侧安装有距离传感器七，安装在工作台1下侧的气泵的一端与吸盘3106连接，距离传感器六8和距离传感器七分别与控制器7连接，压紧电缸3108的下端贯穿通槽与上模台3107连接；偏转电机3101、压紧电缸3108、气泵和伸缩电缸分别与控制器7连接。

直线移动组件32包括直线电机3201、螺杆3202、滑杆3203、若干连接块一3204和若干连接块二3205；

其中连接块一3204滑动套设在滑杆3203上，连接块二3205螺纹套设在螺杆3202上，连接块一3204和连接块二3205分别与横移台3102的一侧连接，螺杆3202的两端与支架两侧转动连接，滑杆3203安装在螺杆3202的上部，且其两端分别与支架两侧连接，直线电机3201安装在支架的一侧，且其输出轴贯穿出支架一侧与螺杆3202连接，直线电机3201与控制器7连接，支架一侧安装有距离传感器二3206，用于测量横移台3102的移动位置，距离传感器与控制器7连接。

超声波焊接组件42包括超声波焊接机4201、焊接头4202、焊接台4203、活动台4204和对接座组件4205；

其中超声波焊接机4201安装在工作台1下部，焊接台4203位于圆槽的一侧，焊接台4203的下部与工作台1表面连接，对接座组件4205安装在焊接台4203上部，用于将产品待连接的部位对接，焊接头4202与超声波焊接机4201连接；

对接座组件4205包括若干转动焊盘模块，转动焊接盘模块包括转动电缸42051、底盘42052和限位卡盘42053；

其中，限位卡盘42053通过螺栓安装在底盘42052上部，底盘42052的下部与转动电缸42051连接，限位卡盘42053上部开设有与待焊接产品配合的卡槽，转动电缸42051的下部与活动台4204连接，活动台4204和焊接台4203内开设有与焊接头4202配合的穿透槽42054。

升降组件一41包括升降电缸4101、安装框4102、导轨板4103、若干安装在导轨板4103上的升降导轨4104、滑动安装在升降导轨4104上的升降滑块；

其中，升降电缸4101安装在导轨板4103一侧，导轨板4103上部与工作台1连接，安装框4102与升降滑块连接，升降电缸4101下部连接有拉动板，拉动板的一侧与安装框4102连接，超声波焊接机4201安装在安装框4102内，超声波焊接机4201的上部穿出圆槽延伸至工作台1上部。

托板组件51包括托板5101、若干导向槽5102和托板槽5103，导向槽5102开设在托板5101的底部两侧，托板槽5103开设在托板5101上部，托板5101与活动台4204下部连接。

转运组件52包括直线电缸5201、若干转运导轨5202、滑动安装在转运导轨5202上的转运滑块、安装在转运滑块上的转运板5204和安装在转运板5204上部的旋转组件5205；

其中，旋转组件5205用于带动托板组件51摆动，包括转动框52051、旋转电机52052、推拉电缸52053和稳定滑杆52054，其中直线电缸5201与控制器7连接，工作台1上转运导轨5202的一侧安装有距离传感器三，距离传感器三与控制器7连接，用于测量转运板5204的移动位置；

转动框52051的下部安装有转动块，转动块外套设有稳定圈52055，稳定圈52055的下部与转运板5204连接，旋转电机52052安装在转动框52051上部，旋转电机52052的输出轴向下贯穿转动框52051和转动块与转运板5204连接，推拉电缸52053位于旋转电缸的一侧，且与转动框52051一侧内壁连接，推拉电缸52053的一端贯穿出转动框52051与托板5101连接，稳定滑杆52054安装在转动框52051和托板5101之间，且其两端分别与转动框52051和托板5101连接，旋转电机52052和推拉电缸52053分别与控制器7连接。

对准组件61包括活动调整板6101、稳定板6102、调整电缸6103、安装杆6104、若干调整导轨6105、若干支撑板6106和滑动安装在调整导轨6105上的调整滑块6107；

其中，活动调整板6101的下部与调整滑块6107连接，调整电缸6103安装在活动调整板6101上，稳定板6102安装在活动调整板6101的一侧，支撑板6106的两端分别与支架和稳定板6102连接，调整导轨6105安装在支撑板6106上，安装杆6104的两端分别与支架和滑杆3203连接，安装杆6104上套设有若干安装块，安装块的一侧与稳定板6102连接，活动调整板6101的下部远离调整滑块6107的一侧安装有稳定滑块，稳定滑块滑动套设在滑杆3203外侧，调整电缸6103的一端贯穿支架与活动调整板6101的一端连接，调整电缸6103与控制器7连接。

检测组件63包括探伤仪6301、下压电缸6302、检测板6303、若干检测探头6304、距离传感器四6305和距离传感器五6306，探伤仪6301安装在活动调整板6101上部，下压电缸6302位于探伤仪6301的一侧，且其下端贯穿活动调整板6101与检测板6303连接，检测探头6304安装在检测板6303内，距离传感器四6305安装在检测探头6304一侧，距离传感器五6306位于距离传感器四6305的上部且其一端与检测板6303连接，下压电缸6302、检测探头6304、距离传感器四6305和距离传感器五6306分别与控制器7连接。

工作原理：使用时，如图1所示，此时在上料盘2021上放有带有电芯的电芯托盘，电芯托盘上的电芯的正负极的朝向一致，通过两侧的夹紧电缸2022可以将电芯托盘夹紧，通过控制器7控制上料电缸201启动，上料电缸201启动后推动靠近其一侧的上料盘2021，两个上料盘2021之间通过连接杆2023连接，以此通过上料电缸201可以推动多个上料盘2021运动，通过距离传感器一203检测与其向对的上料盘2021的距离，距离信息传给控制器7，方便控制器7控制上料盘2021的位置，使上料盘2021可以依次运动到抓取机械臂的下侧。

通过控制器7控制偏转电机3101启动，偏转电机3101启动后带动纵移台3103上下移动，纵移台3103带动伸缩台3104运动，伸缩台3104带动下压板3100运动，安装在下压板3100上的压紧电缸3108和吸盘3106跟随下压板3100运动，从而调节吸盘3106与电芯之间的上下距离，通过距离传感器六8检测下压板3100垂直高度，通过伸缩电缸一3109推动伸缩台3104伸缩，通过伸缩台3104带动下压板3100移动到电芯的上部，通过距离传感器七测量纵移台3103和伸缩台3104之间的距离，从而控制伸缩台3104的移动位置，保证吸盘3106可以对准电芯；

当吸盘3106对准电芯后，启动下移电缸3105带动下压板3100下移，使吸盘3106与电芯表面接触，然后启动气泵，利用吸力将电芯吸附在吸盘3106下，然后启动偏转电机3101，带动纵移台3103转动，纵移台3103带动伸缩台3104转动，伸缩台3104带动下移电缸3105和其下部的下压板3100转动，通过下压板3100带动吸盘3106和其下部吸附的电芯转动，转动90度，将电芯转动到焊接台4203的上部，通过控制器7控制下移电缸3105伸展，将电芯放置到限位卡槽内；然后控制器7控制Z后电机转回，重复上述步骤将电芯托盘上的电池转运到剩余的卡槽内；通过控制器7控制直线电机3201转动，直线电机3201带动螺杆3202转动，螺杆3202带动连接块二3205在螺杆3202上移动，通过连接块二3205带动横移板移动，从而在放置电芯时，方便对准相应的卡槽，通过距离传感器二3206检测横移台3102的移动距离，相应的距离信息传给控制器7，便于控制器7控制直线电机3201，从而控制横移台3102的移动距离。

待电芯放置在卡槽内后，控制器7控制转动电缸42051启动，穿透槽42054两侧相对的转动电缸42051转动后带动电芯转动，使一侧电芯的正极和另外一侧电芯的负极相叠；此时，控制直线电机3201运动，将下压板3100带动到穿透槽42054的上部，使上模台3107与焊接头4202对齐；然后，通过控制器7控制升降电缸4101启动，带动超声波焊接机4201向上运动，使焊接头4202与重叠的电芯的正负极接触，然后控制压紧电缸3108启动，将上模台3107压在正负极的上部，启动超声波焊接机4201，将两个电芯的正极和负极连接，完成两个电芯的串联；

完成一对电芯焊接后，启动推拉电缸52053，推拉电缸52053带动带动托板5101移动，托板5101移动带动活动台4204移动，活动台4204带动对准组件61移动，从而带动电芯的移动，在一组电芯焊接完成后，方便对另外一组电芯进行焊接。

焊接完成后，通过控制器7启动旋转电机52052，旋转电机52052带动转动框52051转动，旋转框带动托板5101转动，通过托板5101带动其上部的电芯转动到检测机构6的下部；然后，启动下压电缸6302，下压电缸6302带动检测板6303下移，检测板6303带动检测探头6304下移至电芯的焊接位置，然后启动探伤仪6301，通过检测探头6304对电芯进行探伤，检测焊接质量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。