一种轻量化六维力防爆传感器

技术领域

本发明涉及应变传感器领域，具体涉及一种轻量化六维力防爆传感器。

背景技术

六维力传感器是一种能够测量物体在六个自由度上受到的力和力矩的传感器，这六个自由度包括三个线性自由度(沿X、Y和Z轴的力)和三个旋转自由度(绕X、Y和Z轴的力矩)。通过测量这些力和力矩，六维力传感器可以提供有关物体受力情况的详细信息。

在潜在爆炸性环境中的工业现场测试、力学实验以及移动机器人等某些精密领域使用六维力传感器时，不仅对实验设备及测量环境要求敏感，即要求传感器尽量便捷，以保证实验设备及测量环境原有结构的完整性，而且对六维力传感器在测量环境中的安全性提出了一定的需求。但是，现有的六维力传感器更倾向于特定方面，有些可能更注重便捷性，有些则更注重安全性，难以在良好的安全性与较高的便捷性之间保持平衡。具体而言，为了提高安全性，六维力传感器可能需要使用更坚固的材料和更稳固的结构，但这一定程度上会影响其灵敏度和精度，从而可能导致六维力传感器在追求较高的安全性的同时牺牲了一定的性能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种轻量化六维力防爆传感器，旨在实现六维力传感器的安全性与便捷性之间的平衡。

为此，本发明采用如下技术方案：一种轻量化六维力防爆传感器，包括中心承重柱、外圆环构架、顶部安装盖、底部安装盖、应变十字梁、多通道采集模块以及防爆电路板，

所述中心承重柱位于外圆环构架内，中心承重柱与外圆环构架均用于作为传感器受力时的支撑结构，中心承重柱的上表面与外圆环构架的上表面均与顶部安装盖固定连接，外圆环构架的底面与底部安装盖固定连接；

所述应变十字梁一端与中心承重柱固定连接，另一端与外圆环构架固定连接，应变十字梁用于作为传感器受力时的形变结构；

所述多通道采集模块位于所述应变十字梁上，所述多通道采集模块用于采集应变十字梁受力时形变产生的多维度应变信号，所述多通道采集模块与防爆电路板连接；

所述防爆电路板位于中心承重柱的底面与底部安装盖之间，所述防爆电路板用于对外部供电电源进行防爆处理并对多通道采集模块采集的多维度应变信号进行测量和传输。

通过中心承重柱、外圆环构架与应变十字梁的轻量化设计不仅降低了传感器重量，实现了传感器较高的便捷性，还保证了传感器在受力时的稳固性，通过设置应变十字梁作为六维力传感器受力时的形变结构，设置多通道采集模块采集应变十字梁受力时形变产生的多维度应变信号并传输至防爆电路板对多维度应变信号进行测量和传输，一定程度上提高了六维力传感器的精度，同时结合防爆电路板对外部供电电源的防爆处理，实现了六维力传感器的安全性与便捷性之间的平衡，能够满足六维力传感器在潜在爆炸性环境中的工业现场测试、力学实验以及移动机器人等精密领域的需求。

作为优选，所述中心承重柱的上端高于应变十字梁以及外圆环构架的上表面。

作为优选，所述防爆电路板包括电源防爆处理模块、应变信号滤波电路、ADC采集电路、中央处理模块以及通讯模块，所述电源防爆处理模块用于对外部供电电源进行防爆处理，所述应变信号滤波电路、ADC采集电路、中央处理模块以及通讯模块均与电源防爆处理模块连接，所述应变信号滤波电路的输入端与多通道采集模块连接，所述应变信号滤波电路的输出端与ADC采集电路的输入端连接，所述ADC采集电路的输出端与中央处理模块连接，所述中央处理模块与通讯模块连接，所述通讯模块用于对中央处理模块的输出进行通信传输。

作为优选，所述电源防爆处理模块包括防爆单元、降压单元以及LDO电路，所述防爆单元的输入端连接外部供电电源，防爆单元的输出端与降压单元的输入端连接，所述通讯模块以及LDO电路的输入端均与降压单元的输出端连接，所述应变信号滤波电路、ADC采集电路以及中央处理模块均与LDO电路的输出端连接。

作为优选，所述防爆单元包括限流器件F1、开关二极管D1、瞬态抑制二极管D2、差模电感L1、共模电感L2、电容C1以及电阻R1，所述限流器件F1的输入端连接外部供电电源正极POW+，所述瞬态抑制二极管D2的阳极以及开关二极管D1的阳极均与限流器件F1的输出端连接，所述瞬态抑制二极管D2的阴极连接外部供电电源负极POW-，所述开关二极管D1的阴极与共模电感L2的第一端连接，所述差模电感L1的第一端以及电容C1的第一端均与共模电感L2的第二端连接，所述差模电感L1的第二端作为防爆单元的输出端正极VCC+，所述电容C1的第二端与电阻R1的第一端连接，电阻R1的第二端作为防爆单元的输出端负极VCC-。

作为优选，所述降压单元包括DCDC芯片U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3以及电感L3，所述DCDC芯片U1的输入引脚与防爆单元的输出端连接，DCDC芯片U1的使能引脚经电阻R2与防爆单元的输出端连接，DCDC芯片U1的BST引脚与电容C2的第一端连接，电容C2的第二端以及DCDC芯片U1的开关引脚均与电感L3的第一端连接，电感L3的第二端作为降压单元的输出端，电容C3的第一端以及电阻R3的第一端均与电感L3的第二端连接，电容C3的第二端经电阻R4接地，电阻R3的第二端以及电阻R5的第一端均与DCDC芯片U1的反馈引脚连接，电阻R5的第二端接地，DCDC芯片U1的GND引脚接地。

作为优选，所述通讯模块采用基于在线解耦的CAN总线的电路结构。

作为优选，所述通讯模块包括ESD抑制器U2、CAN接口芯片U3、电感L4、电感L5、瞬态抑制二极管D3以及电阻R6，所述CAN接口芯片U3的电源引脚与降压单元的输出端连接，CAN接口芯片U3的高电平信号引脚与电感L4的第一端连接，电感L4的第二端作为通讯模块的高电平输出端，CAN接口芯片U3的低电平信号引脚与电感L5的第一端连接，电感L5的第二端作为通讯模块的低电平输出端，ESD抑制器U2的第一端以及瞬态抑制二极管D3的阳极均与电感L4的第二端连接，ESD抑制器U2的第二端以及瞬态抑制二极管D3的阴极均与电感L5的第二端连接，ESD抑制器U2的第三端接地，电阻R6与瞬态抑制二极管D3并联。

作为优选，所述外圆环构架的上端设置为圆角矩形中部镂空结构，所述应变十字梁一端与中心承重柱固定连接，另一端与外圆环构架的上端固定连接，所述应变十字梁与外圆环构架上端的圆角矩形中轴对称设置。

作为优选，所述外圆环构架的下端设置为六瓣型中部镂空结构，所述外圆环构架的下端设置有连接凸台，所述底部安装盖与外圆环构架下端的六瓣型中部镂空结构相匹配，底部安装盖通过所述连接凸台与外圆环构架固定连接。

本发明的有益技术效果至少包括：采用一种轻量化六维力防爆传感器，通过中心承重柱、外圆环构架与应变十字梁的轻量化设计不仅降低了传感器重量，实现了传感器较高的便捷性，还保证了传感器在受力时的稳固性，通过设置应变十字梁作为六维力传感器受力时的形变结构，设置多通道采集模块采集应变十字梁受力时形变产生的多维度应变信号并传输至防爆电路板对多维度应变信号进行测量和传输，一定程度上提高了六维力传感器的精度，同时结合防爆电路板对外部供电电源的防爆处理，实现了六维力传感器的安全性与便捷性之间的平衡，能够满足六维力传感器在潜在爆炸性环境中的工业现场测试、力学实验以及移动机器人等精密领域的需求。

本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例轻量化六维力防爆传感器的结构爆炸图。

图2为本发明实施例防爆电路板的原理示意图。

图3为本发明实施例防爆电路板的结构示意图。

图4为本发明实施例电源防爆处理模块的结构示意图。

图5为本发明实施例防爆单元的结构示意图。

图6为本发明实施例降压单元的结构示意图。

图7为本发明实施例通讯模块的结构示意图。

图8为本发明实施例轻量化六维力防爆传感器的俯视结构示意图。

图9为本发明实施例轻量化六维力防爆传感器的顶视结构示意图。

图10为本发明实施例轻量化六维力防爆传感器的仰视结构示意图。

图11为本发明实施例轻量化六维力防爆传感器的底视结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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。

本申请实施例提供了一种轻量化六维力防爆传感器，请参阅附图1，包括中心承重柱1、外圆环构架2、顶部安装盖3、底部安装盖4、应变十字梁5、多通道采集模块以及防爆电路板6，

所述中心承重柱1位于外圆环构架2内，中心承重柱1与外圆环构架2均用于作为传感器受力时的支撑结构，中心承重柱1的上表面与外圆环构架2的上表面均与顶部安装盖3固定连接，外圆环构架2的底面与底部安装盖4固定连接，以封闭传感器内部环境；

所述应变十字梁5一端与中心承重柱1固定连接，另一端与外圆环构架2固定连接，以确保传感器在受力时保持稳定和可靠，应变十字梁5用于作为传感器受力时的形变结构；

所述多通道采集模块位于所述应变十字梁5上，所述多通道采集模块用于采集应变十字梁5受力时形变产生的多维度应变信号，所述多通道采集模块与防爆电路板6连接；

所述防爆电路板6位于中心承重柱1的底面与底部安装盖4之间，所述防爆电路板6用于对外部供电电源进行防爆处理并对多通道采集模块采集的多维度应变信号进行测量和传输。

示例地，多通道采集模块包括在应变十字梁5上贴装的多个应变片，多个应变片贴装在应变十字梁5受力集中并且有明显应变变化的部位，多个应变片均与防爆电路板6连接，当外部施力结构施力在中心承重柱1上，中心承重柱1受力后传递至应变十字梁5上，应变十字梁5上贴装的多个应变片即可采集应变十字梁5受力时形变产生的多维度应变信号，并传输至防爆电路板6中对多维度应变信号进行测量和传输。

可以理解的是，外部供电电源指的是传感器所接收的外部电力来源，这可能是来自于工厂电网的交流电源，也可能是来自于外部设备的电池或其他直流电源。

本实施例通过中心承重柱1、外圆环构架2与应变十字梁5的轻量化设计不仅降低了传感器重量，实现了传感器较高的便捷性，还保证了传感器在受力时的稳固性，通过设置应变十字梁5作为六维力传感器受力时的形变结构，设置多通道采集模块采集应变十字梁5受力时形变产生的多维度应变信号并传输至防爆电路板6对多维度应变信号进行测量和传输，一定程度上提高了六维力传感器的精度，同时结合防爆电路板6对外部供电电源的防爆处理，实现了六维力传感器的安全性与便捷性之间的平衡，能够满足六维力传感器在潜在爆炸性环境中的工业现场测试、力学实验以及移动机器人等精密领域的需求。

另一方面，本实施例中，所述中心承重柱1的上端高于应变十字梁5以及外圆环构架2的上表面。

通过中心柱体的突出设计，可以使本实施例提供的包括中心承重柱1、外圆环构架2与应变十字梁5的轻量化结构的六维力防爆传感器在受力时更容易产生微小的变形或位移，具体而言，中心柱体的突出设计巧妙地使得传感器的受力更直接地传递到了应变十字梁5，一定程度上减少了外部因素对受力传感的影响，从而有利于增加六维力传感器对受力感知的灵敏度和精确度。

另一方面，本实施例中，请参阅附图2,所述防爆电路板6包括电源防爆处理模块61、应变信号滤波电路62、ADC采集电路63、中央处理模块64以及通讯模块65，所述电源防爆处理模块61用于对外部供电电源进行防爆处理，所述应变信号滤波电路62、ADC采集电路63、中央处理模块64以及通讯模块65均与电源防爆处理模块61连接，所述应变信号滤波电路62的输入端与多通道采集模块连接，所述应变信号滤波电路62的输出端与ADC采集电路63的输入端连接，所述ADC采集电路63的输出端与中央处理模块64连接，所述中央处理模块64与通讯模块65连接，所述通讯模块65用于对中央处理模块64的输出进行通信传输。

示例地，请参阅附图3，设计防爆电路板6包括外部电源通讯输入端子P1、电源防爆处理模块61U_SIX-AXIS FORCE-POWER、应变信号滤波电路62U_SENSOR_PORTS-2、ADC采集电路63U_AD7192、中央处理模块64U_STM32F405以及通讯模块65U_CAN，其中ADC采集电路63共八路，应变信号滤波电路62共四路，每路应变信号滤波电路62为两个ADC采集电路63共用。附图3中由于将这些模块内嵌到传感器中的空间有限，所以设计电源防爆处理模块61U_SIX-AXIS FORCE-POWER的输入和通讯模块65U_CAN的输出均连接至外部电源通讯输入端子P1，方便外部供电电源的输入以及应变数据的通讯输出。

由于在某些工业环境中存在易燃气体、蒸气或粉尘等危险物质，对六维力传感器设计防爆性能能够大幅度提高六维力传感器的安全性，以防止外部供电电源因产生火花或高温而引发爆炸危险，为此，本实施例所述的电源防爆处理模块61设计根据环境防爆等级要求，对外部供电电源进行相应的防爆处理后再将电源传输至其他元器件进行供电，确保传感器系统在危险环境中安全可靠地运行。

同时，结合应变信号滤波电路62有效地滤除噪声和干扰，确保从多通道采集模块获取的多维度应变信号准确无误，再传输至ADC采集电路63将模拟信号转换为数字信号，通过数字化处理实现较高精度的数据采集，一定程度上保证了应变数据的准确性，经中央处理模块64处理后通过通讯模块65输出信号，便于工业现场、机器人、测试实验人员等外部用户端安全使用应变数据。

另一方面，本实施例中，所述电源防爆处理模块61包括防爆单元、降压单元以及LDO电路，所述防爆单元的输入端连接外部供电电源，防爆单元的输出端与降压单元的输入端连接，所述通讯模块65以及LDO电路的输入端均与降压单元的输出端连接，所述应变信号滤波电路62、ADC采集电路63以及中央处理模块64均与LDO电路的输出端连接。

其中，LDO(Low Dropout)电路是一种常见的基于LDO稳压器的降压电路，用于在电子电路中提供稳定的输出电压，它的主要特点是输入电压与输出电压之间的压降(dropoutvoltage)非常低，通常在几百毫伏到几百毫伏之间，这使得LDO稳压器能够在较小的输入输出电压差下提供稳定的输出电压。

示例地，请参阅附图4，设计六维力传感器的电源防爆处理模块61通过外部电源通讯输入端子P1连接永固型线缆同外部控制系统连接，采用12V外部电源供电，外部电源引入传感器后进入附图4的电源防爆处理模块61进行滤波和稳压，具体而言，12V外部电源经过防爆单元U_EMI&EMS的防爆防护和故障阻断后输出12V内部电源，12V内部电源输入降压单元U_POWER后，输出5V内部电源，将5V内部电源分为三路，其中两路5V内部电源输入LDO电路U_XC6206P332mr，输出3.3V内部电源，因此，电源防爆处理模块61最后输出5V、3.3V和VCCA三路内部供电电源，其中VCC5V为通讯模块65供电，VCC3.3V为中央处理模块64供电；VCCA为应变信号滤波电路62以及ADC采集电路63供电。

通过防爆单元和降压单元的设计，在保证传感器在危险环境下的安全运行的同时，有效减少了外部供电电源可能带入的电磁干扰和噪声，有利于提高六维力传感器的抗干扰能力，一定程度上提高了传感器的稳定性和精度，而且，根据不同模块的需求，将分出的内部供电电源分配给不同的模块，有助于各模块的独立供电，一定程度上提高了传感器的灵活性和可控性，有利于优化六维力传感器的整体性能。

另一方面，本实施例中，请参阅附图5，所述防爆单元包括限流器件F1、开关二极管D1、瞬态抑制二极管D2、差模电感L1、共模电感L2、电容C1以及电阻R1，所述限流器件F1的输入端连接外部供电电源正极POW+，所述瞬态抑制二极管D2的阳极以及开关二极管D1的阳极均与限流器件F1的输出端连接，所述瞬态抑制二极管D2的阴极连接外部供电电源负极POW-，所述开关二极管D1的阴极与共模电感L2的第一端连接，所述差模电感L1的第一端以及电容C1的第一端均与共模电感L2的第二端连接，所述差模电感L1的第二端作为防爆单元的输出端正极VCC+，所述电容C1的第二端与电阻R1的第一端连接，电阻R1的第二端作为防爆单元的输出端负极VCC-。

其中，限流器件F1可以是保险丝、保险管、限流电阻、热敏电阻等，本实施例对此不做限定。示例地，外部供电电源首先经过保险丝，可见当后级电路出现故障后或者在恶劣情况下电流升高时，对照《GB 3836.4-2010》(国家标准中关于爆炸性气体环境用电气设备的一部分标准)附录A中A1图中IIB曲线可知，在传感器最大允许输入电压上浮20％的情况下，及电压为14.4V，1.5倍安全系数下，最大允许短路电流为2580Ma，则本实施例提供的六维力传感器可以选择的最大故障电流远小于该值的限流器件，比如，本实施例的限流器件F1采用最大可通过电流为500mA的保险丝BSMD0603-010-24。

示例地，外部供电电源输入端POW+接入大小为4.7uf的电容C1,对照《GB 3836.4-2010》附录A中A2表中IIB类设备要求可知，最大电压14.4V情况，一倍下最大允许电容为26uf，1.5倍安全系数下允许电容为4.18uf，为达到该要求，本实施例对电容C1串联一个10Ω电阻R1，对照《GB 3836.4-2010》附录A中表A3串联电阻保护时的有效电容允许降低系数，当串联10Ω电阻R1时降低系数为0.74，降低后1.5倍安全系数下本实施例的六维力传感器的电容C1满足IIB相关安全要求。同时，外部供电电源输入端POW+接入0.47MH的共模电感L2和10Uh的差模电感L1，对照《GB 3836.4-2010》附录A中图A.4II类电感电路电感要求可知，IIB类设备在24V电压系统中，0.5A最大电流对应最大允许电感为1MH，以本实施例的12V外部供电系统，可满足IIB类设备电感要求。

通过防爆电路中的限流器件F1、开关二极管D1、瞬态抑制二极管D2、差模电感L1、共模电感L2、电容C1和电阻R1等组件构成的一套细致的设计，根据环境防爆安全系数和相关标准要求，对外部供电电源进行相应的防爆防护和故障阻断后再将电源传输至其他元器件进行供电，确保六维力传感器在危险环境中安全可靠地运行。

另一方面，本实施例中，请参阅附图6，所述降压单元包括DCDC芯片U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3以及电感L3，所述DCDC芯片U1的输入引脚VIN与防爆单元的输出端(即12V内部电源输入端)连接，DCDC芯片U1的使能引脚EN经电阻R2与防爆单元的输出端连接，DCDC芯片U1的BST引脚与电容C2的第一端连接，电容C2的第二端以及DCDC芯片U1的开关引脚SW均与电感L3的第一端连接，电感L3的第二端作为降压单元的输出端(即5V内部电源)，电容C3的第一端以及电阻R3的第一端均与电感L3的第二端连接，电容C3的第二端经电阻R4接地，电阻R3的第二端以及电阻R5的第一端均与DCDC芯片U1的反馈引脚FB连接，电阻R5的第二端接地，DCDC芯片U1的GND引脚接地。

本实施例中，电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C3构成电阻分压网络，用于控制降压单元的输出电压，确保输出电压的稳定性和精度，同时，通过合理的连接方式，如DCDC芯片U1的BST引脚与电容C2的连接、开关引脚SW与电感L3的连接、反馈引脚FB与电阻分压网络的连接等，形成协调配合的工作机制，能够有效减小降压单元的干扰和波动，确保整个降压单元的正常运行和稳定输出。

另一方面，本实施例中，所述通讯模块65采用基于在线解耦的CAN总线的电路结构。

在一些特殊环境或特殊情况下，可能会存在应变信号传输过程中出现意外导致应变信号的缺失的情况，为此，本实施例优选通讯模块65采用基于在线解耦的CAN总线的电路结构进行数据传输，能够有效应对工业环境中的电磁干扰和噪声，提高应变数据信号的抗干扰能力，从而保证通讯的稳定性和可靠性。

另一方面，本实施例中，请参阅附图7，所述通讯模块65包括ESD抑制器U2、CAN接口芯片U3、电感L4、电感L5、瞬态抑制二极管D3以及电阻R6，所述CAN接口芯片U3的电源引脚VCC与降压单元的输出端(即5V内部电源输出端)连接，CAN接口芯片U3的高电平信号引脚CANH与电感L4的第一端连接，电感L4的第二端作为通讯模块65的高电平输出端，CAN接口芯片U3的低电平信号引脚CANL与电感L5的第一端连接，电感L5的第二端作为通讯模块65的低电平输出端，ESD抑制器U2的第一端以及瞬态抑制二极管D3的阳极均与电感L4的第二端连接，ESD抑制器U2的第二端以及瞬态抑制二极管D3的阴极均与电感L5的第二端连接，ESD抑制器U2的第三端接地，电阻R6与瞬态抑制二极管D3并联。

由于静电放电事件(ESD)、电气过载事件(EOS)以及电性快速瞬时事(EFT)容易出现在应变信号传输过程中，这对于信号传输中的六维力传感器来说，就是一个潜在的威胁。为此，本实施例在设计基于在线解耦的CAN总线的通讯模块65电路的时候，就考虑到了静电的抗扰，对CAN通信接口进行了保护设计，提高通讯模块65的可靠性、稳定性和安全性，从而保证六维力传感器应变数据的可靠传输。

另一方面，本实施例中，请参阅附图8和附图9，所述外圆环构架2的上端设置为圆角矩形中部镂空结构，所述应变十字梁5一端与中心承重柱1固定连接，另一端与外圆环构架2的上端固定连接，所述应变十字梁5与外圆环构架2上端的圆角矩形中轴对称设置。

本实施例中，通过外圆环构架2的圆角矩形中部镂空结构，能够在减轻六维力传感器自身的重量的同时，保持足够的强度和刚度，结合应变十字梁5与外圆环构架2上端的圆角矩形中轴对称设计，有助于保持六维力传感器在受力时的平衡和稳定，提高了六维力传感器的测量精度和稳定性。

另一方面，本实施例中，请参阅附图10和附图11，所述外圆环构架2的下端设置为六瓣型中部镂空结构，所述外圆环构架2的下端设置有连接凸台7，所述底部安装盖4与外圆环构架2下端的六瓣型中部镂空结构相匹配，底部安装盖4通过所述连接凸台7与外圆环构架2固定连接。

通过设置六瓣型中部镂空结构和连接凸台7，以及底部安装盖4的匹配固定连接，能够在保证六维力传感器的结构坚固的同时，实现进一步降低传感器重量，达到与同类型同体积同材质大小的传感器相比降低传感器的重量的30％的效果，有助于提高六维力传感器的便携性，使其更适合移动机器人等某些精密领域。

以上所述，仅为本申请公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。