碳纱二次张力控制型浸胶装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及碳纤维浸胶装置技术领域，尤其是一种碳纱二次张力控制型浸胶装置及其使用方法。


背景技术：

2.碳纤维作为一种先进的复合材料，在航空航天、核能设备、交通运输以及隐形武器等多种领域得到了广泛应用。碳纤维不但具有高比强度和比模量、低热膨胀系数、耐高温、耐腐蚀、抗蠕变以及自润滑等一系列优异的性能。
3.碳纤维型材在生产过程中需要浸胶处理。浸胶是纤维材料通过胶液浸槽，使纤维材料纤维浸上胶浆，以提高纤维材料与胶料的界质强度。
4.现有的浸胶装置对碳纤维张力调节能力较小，碳纤维张力的调节大多依赖纱架出纱的过程，且浸胶装置浸胶量控制不均匀，浸胶后张力拉伸不均匀，张力拉伸后不能得到良好的张力保持。
5.因此，如何提供一种新型的浸胶装置，浸胶量控制均匀，能够对碳纤维进行控制良好的张力拉伸，确保张力拉伸后断丝不会毛糙膨起，张力拉伸后效果保持良好，极大提高碳纤维品质，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种碳纱二次张力控制型浸胶装置及其使用方法，克服前述现有技术的不足，浸胶量控制均匀，浸胶后进行二次张力拉伸，能够对碳纤维进行控制良好的张力拉伸，确保张力拉伸后断丝不会毛糙膨起，且张力拉伸后张力保持效果好。
7.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
8.一种碳纱二次张力控制型浸胶装置，包括沿第一方向依次设置的分纱机构、浸胶刮胶机构、二次张力控制机构和张力保持机构，碳纱经过分纱机构分纱后进入浸胶刮胶机构完成均匀浸胶，然后通过二次张力控制机构进行均匀的张力拉伸，最后通过张力保持机构保持好张力并输出，其中：
9.所述二次张力控制机构包括第一支撑板、定辊、调节辊、第一调节手柄和磁粉制动器，所述第一支撑板沿第二方向间隔设置有两块，两块第一支撑板之间转动设置有定辊，定辊的一端连接有磁粉制动器，磁粉制动器用于调节定辊的轴线位置，定辊沿第二方向的两侧设置有与定辊平行的调节辊，定辊与调节辊之间形成“ω”形结构，第一支撑板上对称设置有长条孔，调节辊的端部伸入长条孔中，调节辊的端部设置有螺纹孔，所述第一调节手柄包括第一螺纹杆、第一把手和第一限位环，第一螺纹杆的一端连接有第一把手，第一螺纹杆上间隔设置有第一限位环，第一支撑板上设置有第一调节手柄安装开口，第一螺纹杆穿过第一调节手柄安装开口，第一限位环卡在第一调节手柄安装开口的两侧，第一螺纹杆的另一端与调节辊的螺纹孔连接，旋转第一把手时，在第一手柄安装开口和第一限位环的限位作用下，第一螺纹杆只能够周向转动不能轴向旋转，进而拉动与螺纹杆螺纹连接的调节轴
在长条孔中移动，起到根据需求调整调节辊与定辊间距的作用，浸胶刮胶后的碳纱从靠近浸胶刮胶机构的调节辊与定辊的下方间隙穿入，绕过定辊的外壁中上部，再从靠近张力保持机构的调节辊与定辊之间的间隙穿入并引入张力保持机构中，整个过程使得碳丝在紧凑的结构中实现二次张力控制，且张力拉伸均匀程度高。
10.进一步的，所述分纱机构包括第二支撑板、第三支撑板、第一立板、第一耳板、第一导向轴、第一支撑轴、第一分纱杆、第一导向辊、第二导向辊和第三导向辊，其中：
11.所述第二支撑板和第三支撑板错位连接，第二支撑板和第三支撑板均沿第二方向间隔设置有两块，第二支撑板的远离浸胶刮胶机构的一端安装有第一立板，第一立板上均安装有第一耳板，两个第一耳板之间上下间隔设置有两条第一导向轴，第一耳板上端或下端的两块第一立板之间安装有第一支撑轴，第一支撑轴的上间隔设置有第一分纱杆，第一分纱杆位于第一导向轴和第一立板之间；
12.所述第二支撑板的上端面向第二支撑板下倾设置，第二支撑板上端面的靠近第一立板的一端设置有第一导向辊，第二支撑板上端面的远离第一立板的一端设置有第二导向辊，第三支撑板上设置有第三导向辊，第三导向辊的直径小于第二导向辊的直径；
13.所述碳纱穿过上下间隔的两个第一导向轴之前的间隙后分别从相邻的两个第一分纱杆之间穿过，然后绕过第一导向辊的外部中上部，由上至下穿入第二导向辊和第三导向辊之间的间隙，再引入浸胶刮胶机构中。
14.进一步的，所述浸胶刮胶机构包括胶槽、第四支撑板、第五支撑板、浸胶辊、第一刮胶组件和第二刮胶组件，其中：
15.所述胶槽沿第一方向设置，胶槽的沿第二方向的两侧对称设置有第四支撑板和第五支撑板，第四支撑板靠近分纱机构，第五支撑板远离分纱机构，两个第四支撑板的上端面之间设置有浸胶辊，两个第四支撑板的上端面之间设置有与浸胶辊相配合的第一刮胶组件；
16.所述第一刮胶组件包括刮胶板、连接块和第二调节手柄，刮胶板的两端设置有连接块，连接块上开设有螺纹孔，第二调节手柄包括第二螺纹杆、第二把手和第二限位环，第二螺纹杆的一端与连接块螺纹连接，第二螺纹杆的另一端设置有第二把手，第二螺纹杆的杆体上间隔设置有两个第二限位环，第四支撑板上设置有开口，第二螺纹杆安装在开口上，第二限位环卡在开口的两侧，刮胶板的刮胶端面向浸胶辊；旋拧第二把手时，在开口和第二限位环的限制下，第二螺纹杆只能周向旋转不能轴向移动，进而带动刮胶板沿第二螺纹杆的轴线移动，调节刮胶板与浸胶辊之间的间隙，通过刮胶板控制浸胶辊上的含胶量；
17.所述第二刮胶组件安装在第五支撑板的上端，第二刮胶组件包括上下间隔设置的第一刮胶辊和第二刮胶辊，碳丝从第二导向辊和第三导向辊之间的间隙穿出后引入浸胶辊外壁的中上部，浸胶后再穿入第一刮胶辊和第二刮胶辊之间的间隙，控制碳丝上的胶含量。
18.进一步的，所述第五支撑板上开设有第一刮胶辊安装孔，第一刮胶辊端部伸入第一刮胶辊安装孔中，第五支撑板上设置有螺栓，螺栓的末端抵触在第一刮胶辊的端部，将第一刮胶辊的位置限定；所述第五支撑板的上端面开设有螺纹孔，螺纹孔上连接有螺杆，螺杆的顶部安装有旋钮，第二刮胶辊的端部设置有穿孔，螺杆穿过穿孔，螺杆的下端与第二刮胶辊之前设置有支撑弹簧，第二刮胶辊的端部限位与第二支撑弹簧和旋钮之间，向下旋拧旋钮时能够调节第二刮胶辊的位置，进而调节第二刮胶辊与第一刮胶辊之间的间隙，在弹簧
的作用下第二刮胶辊能够微动，防止损坏碳丝，提高刮胶均匀度。
19.进一步的，所述张力保持机构包括安装架、导轨、滑块、驱动电机、第一同步带轮、第二同步带轮、同步带、第一回纱浮动辊、第二回纱浮动辊和第三回纱浮动辊，其中：
20.所述安装架包括底板、设置于底板上端的两块侧板和设置于两块侧板顶部的顶板，两块侧板的沿第一方向的两端均设置有耳板，两块侧板的同一侧的两块耳板上分别设置有第一回纱浮动辊和第二回纱浮动辊，两块侧板的内侧面均设置有导轨，导轨上均安装有滑块，两滑块之间设置有第三回纱浮动辊，其中一块侧板的内侧面上下间隔设置有第一同步带轮和第二同步带轮，第一同步带轮和第二同步带轮之间设置有闭合的同步带，第一同步带轮与驱动电机连接，靠近同步带的滑块上设置有同步带压板，同步带压板与同步带连接；驱动电机启动，第一同步带轮旋转，带动同步带旋转，带动滑块沿导轨移动，实现第三回纱浮动辊位置的调整；碳丝从二次张力控制机构输出后，穿过靠近二次张力控制机构的第一回纱浮动辊的外壁中下部，然后向上穿过第三回纱浮动辊的外壁中上部，再向下穿过第三回纱浮动辊的外壁中下部，然后引出，张力保持机构在使用过程中在驱动电机的带动下调节第三回纱浮动辊的高度，始终确保碳纤维的张力保持。
21.进一步的，所述第滑块的上端均设置于光轴，所述安装架的顶板上设置有直线轴承，光轴穿过直线轴承，光轴和直线轴承在第三回纱浮动辊进行位置调节时起到稳定导向的作用。
22.进一步的，所述二次张力控制机构和张力保持机构之间设置有过渡机构，所述过渡机构包括沿第二方向对称设置的两块第六支撑板和设置于两块第六支撑板之间的过渡辊，碳丝从二次张力控制机构输出后穿过过渡辊外壁的中上部，然后穿过靠近二次张力控制机构的第一回纱浮动辊的外壁中下部，然后向上穿过第三回纱浮动辊的外壁中上部，再向下穿过第三回纱浮动辊的外壁中下部。
23.进一步的，所述张力保持机构的远离二次张力控制机构的一侧设置有出纱机构。
24.进一步的，所述出纱机构包括第二立板、第二耳板、第二导向轴、第二支撑轴和第二分纱杆，所述第二立板沿第二方向对称设置，第二立板上均安装有第二耳板，两个第二耳板之间上下间隔设置有第二导向轴，第二耳板上方或下方的立板上安装有第二支撑轴，第二支撑轴上间隔设置有第二分纱杆，第二分纱杆位于第二立板和第二导向轴之间；碳纱从第三回纱浮动辊的外壁中下分别穿过相邻的两个第二分纱杆的空隙后从上下两个第二导向轴之间引出。
25.一种碳纱二次张力控制型浸胶装置的使用方法，包括如下步骤：
26.(1)分纱机构分纱：碳纱穿过上下间隔的两个第一导向轴之前的间隙后分别从相邻的两个第一分纱杆之间穿过，。然后绕过第一导向辊的外部中上部，由上至下穿入第二导向辊和第三导向辊之间的间隙；
27.(2)浸胶刮胶：碳丝从第二导向辊和第三导向辊之间的间隙穿出后引入浸胶辊外壁的中上部，浸胶后再穿入第一刮胶辊和第二刮胶辊之间的间隙，控制碳丝上的胶含量；
28.(3)二次张力控制：浸胶刮胶后的碳纱从靠近浸胶刮胶机构的调节辊与定辊的下方间隙穿入，绕过定辊的外壁中上部，再从靠近张力保持机构的调节辊与定辊之间的间隙穿入并引入张力保持机构中；
29.(4)张力保持：碳丝从二次张力控制机构输出后穿过过渡辊外壁的中上部，然后穿
过靠近二次张力控制机构的第一回纱浮动辊的外壁中下部，然后向上穿过第三回纱浮动辊的外壁中上部，再向下穿过第三回纱浮动辊的外壁中下部；
30.(5)出纱：碳纱从第三回纱浮动辊的外壁中下分别穿过相邻的两个第二分纱杆的空隙后从上下两个第二导向轴之间引出。
31.本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种碳纱二次张力控制型浸胶装置及其使用方法具有以下优点：结构设计紧凑，能够根据实际需求灵活调整结构，操作方便，浸胶量控制均匀，浸胶后进行二次张力拉伸，且张力拉伸后张力保持效果好。
附图说明
32.图1为本发明总体结构示意图；
33.图2为本发明分纱机构的结构示意图；
34.图3为本发明分纱机构的另一角度结构示意图；
35.图4为本发明浸胶刮胶机构的结构示意图；
36.图5为本发明浸胶刮胶机构的另一角度结构示意图；
37.图6为本发明图5的a区局部结构放大图；
38.图7为本发明二次张力控制机构的结构示意图；
39.图8为本发明二次张力控制机构的另一角度结构示意图；
40.图9为本发明张力保持机构的结构示意图；
41.图10为本发明张力保持机构的另一角度结构示意图；
42.图11为本发明过渡机构的结构示意图；
43.图12为本发明出纱机构的结构示意图；
44.其中，1分纱机构、101第二支撑板、102第三支撑板、103第一立板、104第一耳板、105第一导向轴、106第一支撑轴、107第一分纱杆、108第一导向辊、109第二导向辊、110第三导向辊、2浸胶刮胶机构、201胶槽、202第四支撑板、203第五支撑板、204浸胶辊、205刮胶板、206连接块、207第二螺纹杆、208第二把手、209第二限位环、210第一刮胶辊、211第二刮胶辊、212第一刮胶辊安装孔、213螺栓、214螺杆、215旋钮、216支撑弹簧、3二次张力控制机构、301第一支撑板、302定辊、303调节辊、304磁粉制动器、305长条孔、306第一螺纹杆、307第一把手、308第一限位环、4张力保持机构、401安装架、402导轨、403滑块、404驱动电机、405第一同步带轮、406第二同步带轮、407同步带、408第一回纱浮动辊、409第二回纱浮动辊、410第三回纱浮动辊、411同步带压板、412光轴、413直线轴承、5过渡机构、501第六支撑板、502过渡辊、6出纱机构、601第二立板、602第二耳板、603第二导向轴、604第二支撑轴、605第二分纱杆。
具体实施方式
45.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
46.如图1
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12所示实施例中，一种碳纱二次张力控制型浸胶装置，包括沿第一方向依次设置的分纱机构1、浸胶刮胶机构2、二次张力控制机构3和张力保持机构4，碳纱经过分纱机构1分纱后进入浸胶刮胶机构2完成均匀浸胶，然后通过二次张力控制机构3进行均匀的
张力拉伸，最后通过张力保持机构4保持好张力并输出，其中：
47.所述二次张力控制机构3包括第一支撑板301、定辊302、调节辊303、第一调节手柄和磁粉制动器304，所述第一支撑板301沿第二方向间隔设置有两块，两块第一支撑板301之间转动设置有定辊302，定辊302的一端连接有磁粉制动器304，磁粉制动器304用于调节定辊302的轴线位置，定辊302沿第二方向的两侧设置有与定辊302平行的调节辊303，定辊302与调节辊303之间形成“ω”形结构，第一支撑板301上对称设置有长条孔305，调节辊303的端部伸入长条孔305中，调节辊303的端部设置有螺纹孔，所述第一调节手柄包括第一螺纹杆306、第一把手307和第一限位环308，第一螺纹杆306的一端连接有第一把手307，第一螺纹杆306上间隔设置有第一限位环308，第一支撑板301上设置有第一调节手柄安装开口309，第一螺纹杆306穿过第一调节手柄安装开口309，第一限位环308卡在第一调节手柄安装开口309的两侧，第一螺纹杆306的另一端与调节辊303的螺纹孔连接，旋转第一把手307时，在第一手柄安装开口和第一限位环308的限位作用下，第一螺纹杆306只能够周向转动不能轴向旋转，进而拉动与螺纹杆螺纹连接的调节轴在长条孔305中移动，起到根据需求调整调节辊与定辊302间距的作用，浸胶刮胶后的碳纱从靠近浸胶刮胶机构2的调节辊与定辊302的下方间隙穿入，绕过定辊302的外壁中上部，再从靠近张力保持机构4的调节辊与定辊302之间的间隙穿入并引入张力保持机构4中，整个过程使得碳丝在紧凑的结构中实现二次张力控制，且张力拉伸均匀程度高。
48.本实施例中，所述分纱机构1包括第二支撑板101、第三支撑板102、第一立板103、第一耳板104、第一导向轴105、第一支撑轴106、第一分纱杆107、第一导向辊108、第二导向辊109和第三导向辊110，其中：
49.所述第二支撑板101和第三支撑板102错位连接，第二支撑板101和第三支撑板102均沿第二方向间隔设置有两块，第二支撑板101的远离浸胶刮胶机构2的一端安装有第一立板103，第一立板103上均安装有第一耳板104，两个第一耳板104之间上下间隔设置有两条第一导向轴105，第一耳板104上端或下端的两块第一立板103之间安装有第一支撑轴106，第一支撑轴106的上间隔设置有第一分纱杆107，第一分纱杆107位于第一导向轴105和第一立板103之间；
50.所述第二支撑板101的上端面向第二支撑板101下倾设置，第二支撑板101上端面的靠近第一立板103的一端设置有第一导向辊108，第二支撑板101上端面的远离第一立板103的一端设置有第二导向辊109，第三支撑板102上设置有第三导向辊110，第三导向辊110的直径小于第二导向辊109的直径；
51.所述碳纱穿过上下间隔的两个第一导向轴105之前的间隙后分别从相邻的两个第一分纱杆107之间穿过，然后绕过第一导向辊108的外部中上部，由上至下穿入第二导向辊109和第三导向辊110之间的间隙，再引入浸胶刮胶机构2中。
52.本实施例中，所述浸胶刮胶机构2包括胶槽201、第四支撑板202、第五支撑板203、浸胶辊204、第一刮胶组件和第二刮胶组件，其中：
53.所述胶槽201沿第一方向设置，胶槽201的沿第二方向的两侧对称设置有第四支撑板202和第五支撑板203，第四支撑板202靠近分纱机构1，第五支撑板203远离分纱机构1，两个第四支撑板202的上端面之间设置有浸胶辊204，两个第四支撑板202的上端面之间设置有与浸胶辊204相配合的第一刮胶组件；
54.所述第一刮胶组件包括刮胶板205、连接块206和第二调节手柄，刮胶板205的两端设置有连接块206，连接块206上开设有螺纹孔，第二调节手柄包括第二螺纹杆207、第二把手208和第二限位环209，第二螺纹杆207的一端与连接块206螺纹连接，第二螺纹杆207的另一端设置有第二把手208，第二螺纹杆的杆体上间隔设置有两个第二限位环209，第四支撑板202上设置有开口，第二螺纹杆207安装在开口上，第二限位环209卡在开口的两侧，刮胶板205的刮胶端面向浸胶辊204；旋拧第二把手208时，在开口和第二限位环209的限制下，第二螺纹杆207只能周向旋转不能轴向移动，进而带动刮胶板205沿第二螺纹杆207的轴线移动，调节刮胶板205与浸胶辊204之间的间隙，通过刮胶板205控制浸胶辊204上的含胶量；
55.所述第二刮胶组件安装在第五支撑板203的上端，第二刮胶组件包括上下间隔设置的第一刮胶辊210和第二刮胶辊211，碳丝从第二导向辊109和第三导向辊110之间的间隙穿出后引入浸胶辊204外壁的中上部，浸胶后再穿入第一刮胶辊210和第二刮胶辊211之间的间隙，控制碳丝上的胶含量。
56.本实施例中，所述第五支撑板203上开设有第一刮胶辊安装孔212，第一刮胶辊210端部伸入第一刮胶辊安装孔212中，第五支撑板203上设置有螺栓213，螺栓213的末端抵触在第一刮胶辊210的端部，将第一刮胶辊210的位置限定；所述第五支撑板203的上端面开设有螺纹孔，螺纹孔上连接有螺杆214，螺杆214的顶部安装有旋钮215，第二刮胶辊211的端部设置有穿孔，螺杆214穿过穿孔，螺杆214的下端与第二刮胶辊211之前设置有支撑弹簧216，第二刮胶辊211的端部限位与第二支撑弹簧216和旋钮215之间，向下旋拧旋钮215时能够调节第二刮胶辊211的位置，进而调节第二刮胶辊211与第一刮胶辊210之间的间隙，在弹簧的作用下第二刮胶辊211能够微动，防止损坏碳丝，提高刮胶均匀度。
57.本实施例中，所述张力保持机构4包括安装架401、导轨402、滑块403、驱动电机404、第一同步带轮405、第二同步带轮406、同步带407、第一回纱浮动辊408、第二回纱浮动辊409和第三回纱浮动辊410，其中：
58.所述安装架401包括底板、设置于底板上端的两块侧板和设置于两块侧板顶部的顶板，两块侧板的沿第一方向的两端均设置有耳板，两块侧板的同一侧的两块耳板上分别设置有第一回纱浮动辊408和第二回纱浮动辊409，两块侧板的内侧面均设置有导轨402，导轨402上均安装有滑块403，两滑块403之间设置有第三回纱浮动辊410，其中一块侧板的内侧面上下间隔设置有第一同步带轮405和第二同步带轮406，第一同步带轮405和第二同步带轮406之间设置有闭合的同步带407，第一同步带轮405与驱动电机404连接，靠近同步带的滑块403上设置有同步带压板411，同步带压板411与同步带407连接；驱动电机404启动，第一同步带轮405旋转，带动同步带旋转，带动滑块403沿导轨402移动，实现第三回纱浮动辊410位置的调整；碳丝从二次张力控制机构3输出后，穿过靠近二次张力控制机构3的第一回纱浮动辊408的外壁中下部，然后向上穿过第三回纱浮动辊410的外壁中上部，再向下穿过第三回纱浮动辊410的外壁中下部，然后引出。
59.本实施例中，所述第滑块403的上端均设置于光轴412，所述安装架401的顶板上设置有直线轴承413，光轴412穿过直线轴承413，光轴412和直线轴承413在第三回纱浮动辊410进行位置调节时起到稳定导向的作用。
60.本实施例中，所述二次张力控制机构3和张力保持机构4之间设置有过渡机构5，所述过渡机构5包括沿第二方向对称设置的两块第六支撑板501和设置于两块第六支撑板501
之间的过渡辊502，碳丝从二次张力控制机构3输出后穿过过渡辊502外壁的中上部，然后穿过靠近二次张力控制机构3的第一回纱浮动辊408的外壁中下部，然后向上穿过第三回纱浮动辊410的外壁中上部，再向下穿过第三回纱浮动辊410的外壁中下部。
61.本实施例中，所述张力保持机构4的远离二次张力控制机构3的一侧设置有出纱机构6。
62.本实施例中，所述出纱机构6包括第二立板601、第二耳板602、第二导向轴603、第二支撑轴604和第二分纱杆605，所述第二立板601沿第二方向对称设置，第二立板601上均安装有第二耳板602，两个第二耳板602之间上下间隔设置有第二导向轴603，第二耳板602上方或下方的立板上安装有第二支撑轴604，第二支撑轴604上间隔设置有第二分纱杆605，第二分纱杆605位于第二立板601和第二导向轴603之间；碳纱从第三回纱浮动辊410的外壁中下分别穿过相邻的两个第二分纱杆605的空隙后从上下两个第二导向轴603之间引出。
63.本实施例中碳纱二次张力控制型浸胶装置的使用方法，包括如下步骤：
64.(1)分纱机构1分纱：碳纱穿过上下间隔的两个第一导向轴105之前的间隙后分别从相邻的两个第一分纱杆107之间穿过，。然后绕过第一导向辊108的外部中上部，由上至下穿入第二导向辊109和第三导向辊110之间的间隙；
65.(2)浸胶刮胶：碳丝从第二导向辊109和第三导向辊110之间的间隙穿出后引入浸胶辊204外壁的中上部，浸胶后再穿入第一刮胶辊210和第二刮胶辊211之间的间隙，控制碳丝上的胶含量；
66.(3)二次张力控制：浸胶刮胶后的碳纱从靠近浸胶刮胶机构2的调节辊与定辊302的下方间隙穿入，绕过定辊302的外壁中上部，再从靠近张力保持机构4的调节辊与定辊302之间的间隙穿入并引入张力保持机构4中；
67.(4)张力保持：碳丝从二次张力控制机构3输出后穿过过渡辊502外壁的中上部，然后穿过靠近二次张力控制机构3的第一回纱浮动辊408的外壁中下部，然后向上穿过第三回纱浮动辊410的外壁中上部，再向下穿过第三回纱浮动辊410的外壁中下部；
68.(5)出纱：碳纱从第三回纱浮动辊410的外壁中下分别穿过相邻的两个第二分纱杆605的空隙后从上下两个第二导向轴603之间引出。
69.上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。