一种多并联共融的大曲面零件加工装备和加工方法与流程

本发明涉及一种大曲面零件加工装备和加工方法，尤其是一种多并联共融的大曲面零件加工装备和加工方法，属于精密化、智能化加工设备技术领域。

背景技术：

为满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求，我国制定了将新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向的发展路线。在高精度、智能化加工领域，传统数控机床或者串联机械臂的常用加工方式，存在着加工精度低、加工装配笨重、加工灵活性差的问题，已越来越不能满足目前技术发展的应用需求。并联机器人具有整体结构紧凑，刚度高，运动误差小的优点，已在很多制造装配领域的得到了很好的应用。

但是，相对于串联机器人来说，单独的并联机器人由于本身机构的限制，在工作行程和工作角度上都受到很大的限制，在大曲面零件或者复杂曲面零件加工时，其缺陷尤为明显。

因此，需要研发一种可以与作业环境、人自然交互、多机器人协同工作、自主适应复杂动态环境的职能化加工装备。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种多并联共融的大曲面零件加工装备和加工方法，能够实现多加工装置的协同作业，实现加工装备与作业环境和人之间的自然交互和动态环境的自主适应，能有效提高加工装备的智能化和零件加工的效率，同时整体装备机构紧凑，具有较高的刚度和加工精度，承载能力强，运动累积误差小，同时，智能化的共融控制检测系统大大提高了整体装备的安全性。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种多并联共融的大曲面零件加工装备，包括并联承载装置、混联机器人装置、研抛一体化装置和共融控制检测系统，并联承载装置和混联机器人装置固定安装在安装底座上；所述的并联承载装置包括支撑底座、四条upu驱动链、转盘平台和约束支撑链，四条upu驱动链均匀分布连接在转盘平台和支撑底座之间，upu驱动链的两端分别通过u型副ⅰ和u型副ⅱ与支撑底座和支撑平台连接，其上端通过球铰链与动平台相连；约束支撑链分布在转盘平台和支撑底座的中心位置，其下端固定在支撑底座上，上端通过虎克铰链与转盘平台连接，毛坯件装夹在转盘平台上；所述的混联机器人装置包括支撑架、三条ups驱动链、动平台、up约束支链和二自由度旋转头，三条ups驱动链均匀布置在动平台和支撑架之间，ups驱动链的中下段通过u型副ⅲ与支撑架连接；up约束支链分布在动平台和支撑架的中心位置，其上端与动平台固定连接，下端通过u型副ⅳ与支撑架连接；二自由度旋转头通过转盘轴承与动平台连接，研抛一体化装置安装在二自由度旋转头末端；所述的共融控制检测系统包括交互显示器、工控机、运动控制卡、伺服驱动器、视觉处理器、通讯模块、视觉摄像机、温度传感器、三维成像扫描仪、光栅尺、姿态陀螺仪和激光跟踪仪，视觉摄像机安装在二自由度旋转头的外部，检测工作过程中的人员位置情况，同时将检测结果通过视觉处理器传递到工控机上；温度传感器安装在转盘平台上，通过通讯模块传递到工控机上，并在交互显示器上实时显示；三维成像扫描仪安装在磨抛光一体化装置的后方，进行加工前的毛坯件的扫描建模；两个姿态陀螺仪分别安装在转盘平台和动平台上，检测工作过程中的位姿变化；在upu驱动链和ups驱动链上均安装有光栅尺，实时检测upu驱动链和ups驱动链的长度变化；激光跟踪仪布置在安装底座上，跟踪定位磨抛光一体化装置末端的空间位置；光栅尺、姿态陀螺仪以及激光跟踪仪实时检测执行部件的运动情况，并通过通信模块传递到工控机上，工控机将这些反馈信号与预定参数进行对比，同时生成加工补偿程序再次输入到运动控制卡上，动控制卡驱动伺服驱动器带动ups驱动链和upu驱动链的运动。

一种多并联共融的大曲面零件加工方法，首先将整个装备按照相对位置完成装配，整个装备位于初始状态，然后进行如下的具体加工步骤：

1)先将毛坯件装夹在并联承载装置上，通过交互显示器将装备调整到人机交互模式，进入毛坯件扫描程序；此时，并联承载装置和混联机器人装置的位姿变化可以通过交互显示器进行任意调节，打开三维成像扫描仪，调整并联承载装置和混联机器人装置的位姿，将整个毛坯件的三维模型扫描建模，并将结果显示在交互显示器上；2)根据将加工成品参数输入到工控机，系统可自动的与毛坯件的三维扫描结果对比，并形成零件的加工程序，根据温度传感器的检测结果，系统可自主根据毛坯件材料的属性对加工程序进行第一次的修正，同时将修正后的加工示意图显示在交互显示器上；3)通过交互显示器将装备调整到加工模式开启并联承载装置和混联机器人装置，工控机根据生成的加工程序通过运动控制卡传递到伺服控制器，并联承载装置和混联机器人装置合同作业开始对毛坯件进行加工，加工的过程中，磨抛光一体化装置可以在一次定位的情况下完成零件的研磨和抛光程序；同时，在加工的过程中，光栅尺、姿态陀螺仪以及激光跟踪仪实时检测执行部件的运动情况，并通过通信模块传递到工控机上，工控机将这些反馈信号与预定参数进行对比，同时生成加工补偿程序再次输入到运动控制卡上；在加工的过程中，当出现检测结果出现较大误差即运动失稳状态时，交互显示器会显示报警信号，并停止并联承载装置和混联机器人装置的运动，防止发生意外；同时，实时开启的视觉摄像机可在工作过程中的人员位置进行及时检测，当检测到人员位置达到设定值时，交互显示器显示警告或者报警信号，同时装置进行相应的动作；4)加工完成后，再次通过交互显示器将装备调整到人机交互模式，通过三维成像扫描仪对零件进行检测，当出现不合格情况时，再通过上面的加工步骤1)至3)进行修正；合格后，整个装备恢复初始状态。

相比现有技术，本发明的一种多并联共融的大曲面零件加工装备和加工方法，本发明将多个并联机构作为大曲面零件加工装备的主体，具有结构紧凑，刚度大，承载能力强，运动累积误差小的优点；并联承载装置和混联机器人装置之间相互协调工作，拓宽了单个串联或者并联机构的工作空间，在工作行程和工作姿态上具有更大的灵活性。机构中设计的很多部件都采用分体式的连接方式，在保证精度的前提下，很大程度的降低了装备的制造成本。人机交互模式和加工模式的自由切换，实现了工件从毛坯件扫描建模到研磨再到抛光的一次性加工，很大程度上提高了加工效率。光栅尺、姿态陀螺仪、编码器以及激光跟踪仪的布置，使得整个加工装备运动控制形成了闭环结构，极大地提高了零件的加工精度，同时当加工装备出现运动异常或者运动失稳时，可及时的停止加工装备的动作，提高了系统的安全性。此外，整个系统考虑了人和外部环境对大曲面零件加工的作用，实现了人、机器和外部环境的交互共融，实现了装备的智能化精密加工。该装备极大地弥补了现有加工装备和加工方法在大曲面零件或者复杂曲面零件加工过程中的不足，是未来智能制造的发展方向。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明一个实施例整体装备的结构示意图。

图2为本发明实施例中并联承载装置的结构示意图。

图3为本发明实施例中混联机器人装置的结构示意图。

图4为本发明实施例中支撑架的结构示意图。

图5为本发明实施例中动平台的结构示意图。

图6为本发明实施例中共融控制检测系统结构的示意图。

图中：1、安装底座，2、并联承载装置，2-1、支撑底座，2-2、upu驱动链，2-2-1、u型副ⅰ，2-2-2、伺服电动缸，2-2-3、u型副ⅱ，2-3、转盘平台，2-3-1、支撑平台，2-3-2、旋转装置，2-3-3、夹具，2-4、约束支撑链，2-4-1、u型副ⅲ，2-4-2、支撑柱，3、毛坯件，4、混联机器人装置，4-1、支撑架，4-1-1、主体架，4-1-2、u型架ⅰ，4-1-3、伸缩杆套筒锁紧定位套，4-1-4、u型副支撑架，4-1-5、u型副内支撑架，4-1-6、u型副外支撑架，4-2、ups驱动链，4-2-1、伺服电机，4-2-2、电机连接座，4-2-3、伸缩杆套筒，4-2-4、伸缩杆，4-2-5、球铰链，4-3、动平台，4-3-1、u型架ⅱ，4-3-2、动平台主体套，4-4、二自由度旋转头，4-4-1、一级转头，4-4-2、二级转头，4-4-3、转盘轴承，4-5、up约束支链，4-5-1、直线滑轨，4-5-2、支撑杆，4-5-3、电机支撑套，5、磨抛光一体化装置，6、激光跟踪仪，7、温度传感器，8-1、第一姿态陀螺仪，8-2、第二姿态陀螺仪，9、视觉摄像机，10、三维成像扫描仪，11-1、第一光栅尺，11-2、第二光栅尺。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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，都属于本发明的保护范围。

为了描述清楚，特别说明，文中，u表示u型副，具有两个方向的转动自由度；p表示移动副，具有一个方向的一定自由度；s表示球副，具有三个方向的转动自由度。

图1至图6示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种多并联共融的大曲面零件加工装备，包括并联承载装置2、混联机器人装置4、磨抛光一体化装置5和共融控制检测系统，并联承载装置2和混联机器人装置4共同固定在安装底座1上。并联承载装置2和混联机器人装置4在工作的过程中其各自的运动姿态可以协同配合，在大曲面零件加工的过程中，单独的一个并联或者混联机器人加工装置在其工作空间内无法完成整个零件的一次性加工。而多机构的协同运动可以拓展工作过程中的加工范围，实现零件的一次性加工，减少因重复定位带来的加工误差，同时提高零件的加工效率。

如图1和图2所示，所述的并联承载装置2用于提供加工过程中的姿态补偿，它包括支撑底座2-1、四条upu驱动链2-2、转盘平台2-3和约束支撑链2-4。所述的支撑底座2-1上铰链连接点分布半径大于转盘平台2-3上铰链连接点分布半径。所述的四条upu驱动链2-2结构上完全相同，均匀布置在转盘平台2-3和支撑底座2-1之间，用于提供工作时的姿态变化，包括u型副ⅰ2-2-1、伺服电动缸2-2-2和u型副ⅱ2-2-3；伺服电动缸2-2-2也可通过由伺服电机、滚珠丝杆副组成的伺服直线模组进行代替，在工作时四个伺服电动缸2-2-2协同工作，通过长度的变化从而可以提供转盘平台2-3处于不同的角度姿态。所述的转盘平台2-3包括支撑平台2-3-1、旋转装置2-3-2和夹具2-3-3，伺服电动缸2-2-2的两端分别通过u型副ⅰ2-2-1和u型副ⅱ2-2-3与支撑底座2-1和支撑平台2-3-1固定连接，旋转装置2-3-2安装在支撑平台2-3-1上，夹具2-3-3又固定在旋转装置2-3-2上，在支撑平台2-3-1还安装有第一姿态陀螺仪8-1和温度传感器7，所述的夹具2-3-3用于毛坯件3的装夹和固定，所述的旋转装置2-3-2可以在工作时根据不同的加工要求提供不同的旋转速度；所述的待加工零件安装在转盘平台2-3上，转盘平台2-3一方面可以用于固定待加工件，另一方面可以提供加工过程中的轴向转动。所述的约束支撑链2-4分布在转盘平台2-3和支撑底座2-1的中心位置，包括u型副ⅲ2-4-1和支撑柱2-4-2，支撑柱2-4-2上端通过u型副ⅲ2-4-1与转盘平台2-3连接，下端固定在支撑底座2-1上。整个并联承载装置2通过螺栓固定在安装底座1上，工作时可以实现两个方向上的独立转动自由度。其中的u型副ⅰ2-2-1和u型副ⅱ2-2-3均为虎克铰链，还可以通过球铰链进行代替，同时为了改进球铰链转角的限制，可在其上端连接一倾斜楔块，楔块的角度范围是10°～30°，再与转盘平台2-3进行连接。

如图3至图5所示，本实施例中的混联机器人装置4包括支撑架4-1、三条ups驱动链4-2、动平台4-3、二自由度旋转头4-4和up约束支链4-5。所述的支撑架4-1采用分体式连接的结构，支撑架4-1包括主体架4-1-1和u型架ⅰ，三个u型架ⅰ均匀布置在主体架4-1-1四周并固定在上面，主体架4-1-1开有中间孔。所述的三条ups驱动链4-2结构上完全相同，均匀布置在动平台4-3和支撑架4-1之间，本发明混联机器人装置4采用卧式的布置方式，在其支撑架4-1上端布置三条ups驱动链4-2，下端布置一条ups驱动链4-2，从而使得机器人可以得到更大的加工空间；每个ups驱动链4-2包括依次连接的伺服电机4-2-1、电机连接座4-2-2、伸缩杆套筒4-2-3、伸缩杆4-2-4和球铰链4-2-5，第二光栅尺11-2的标尺光栅安装在伸缩杆4-2-4的上端，光栅读数头安装在伸缩杆套筒4-2-3上，伸缩杆套筒4-2-3安装在u型副ⅲ2-4-1的伸缩杆套筒锁紧定位套4-1-3内，ups驱动链4-2的上端通过球铰链4-2-5与动平台4-3相连；工作时，三条ups驱动链4-2同时驱动，用于提供动平台4-3的位姿变化工作过程中，根据支链的不同伸缩长度可以实现动平台4-3不可控的空间六自由度运动。

所述的动平台4-3采用分体式连接的结构，动平台4-3包括u型架ⅱ和动平台主体套4-3-2，三个u型架ⅱ均匀布置在动平台主体套4-3-2外周且相连接，动平台主体套4-3-2中部具有安装孔。所述的二自由度旋转头4-4包括一级转头4-4-1和二级转头4-4-2，一级转头4-4-1和二级转头4-4-2都连接伺服驱动电机，二自由度旋转头4-4的运动通过两个驱动伺服电机加加速器的形式进行驱动，二级转头4-4-2铰接在一级转头4-4-1的上端开口处，研抛一体化装置安装在二级转头4-4-2上，一级转头4-4-1通过转盘轴承4-4-3与动平台主体套4-3-2连接，视觉摄像机9安装在一级转头4-4-1的上下两端；一级转头4-4-1的伺服驱动电机固定在动平台4-3下端的电机支撑套4-5-3内部，通过传动轴直接带动整个二自由度旋转头4-4z方向上的转动，二级转头4-4-2的驱动伺服电机安装在一级转头4-4-1的内部，通过同步带传动带动二级转头4-4-2的转动，还在一级转头4-4-1和二级转头4-4-2的驱动伺服电机后端均配有减速器，伺服驱动电机输出端均安装有编码器。

所述的up约束支链4-5包括一对直线滑轨4-5-1、支撑杆4-5-2和电机支撑套4-5-3，一对直线滑轨4-5-1以成180度布置后的方式组合在一起，支撑杆4-5-2两端分别连接直线滑轨4-5-1和电机支撑套4-5-3，电机支撑套4-5-3的上端安装在动平台主体套4-3-2的安装孔内，直线滑轨4-5-1安装在u型副ⅳ的u型副内支撑架4-1-5内；工作过程中，up约束支链4-5可以约束动平台4-3两个移动自由度和一个转动自由度，从而整体并联机构可以实现两个转动一个移动的可控空间三自由度运动。ups驱动链4-2中下段的u型副ⅲ2-4-1为虎克铰链或者球铰链，伸缩杆套筒锁紧定位套4-1-3通过一对角接触球轴连接到u型副支撑架4-1-4上，u型副支撑架4-1-4通过一对角接触球轴承连接到u型架ⅰ上，两对角接触球轴承呈十字交叉布置；up约束支链4-5下端的u型副ⅳ包括u型副内支撑架4-1-5和u型副外支撑架4-1-6，u型副内支撑架4-1-5通过一对角接触球轴承连接在u型副外支撑架4-1-6上，u型副外支撑架4-1-6上再通过一对角接触球轴承连接到主体架4-1-1上，两对角接触球轴承呈十字交叉方式布置；其中，通过十字交叉的两对角接触球轴承来实现的方式还可以采用万向节的连接形式实现up约束支链4-5两个方向的转动运动。

所述的球铰链4-2-5通过三对角接触球轴承实现三个方向的转动自由度。u型副ⅲ2-4-1和u型副ⅳ可以由万向节代替。整个混联机器人装置4通过螺栓固定在安装底座1上，并可以实现末端空间五自由度的无约束运动，即通过二自由度旋转头4-4和三自由度并联机构相组合的混联机器人装置可以实现空间五自由度的运动，从而可以提供磨抛一体化装置在工作空间中的任意位姿，达到大曲面或者复杂曲面零件的灵活加工。

如图3所示，所述的磨抛光一体化装置5包括由不同型号的磨头与抛光头组成的刀具库、刀具加载系统，所述的刀具库用于不同零件的磨削加工和表面抛光，所述的刀具加载系统用于提供加工过程中的加载力。所述的研抛一体化装置5安装在二级转头4-4-2上，其加工位姿通过混联机器人装置4的位姿变化来实现，可以工作空间中任意位置的变换，具有结构紧凑，灵活性高的优点。在加工的过程中，研抛一体化装置5，可以自动的转换刀具，实现零件的研磨和抛光程序。并且，在加工的过程中，所述的混联机器人装置4的动力系统是独立的，可根据加工需求灵活的变化。

如图1至图6所示，所述的共融控制检测系统包括交互显示器、工控机、运动控制卡、伺服驱动器、视觉处理器、通讯模块、视觉摄像机9、温度传感器7、三维成像扫描仪10、光栅尺、姿态陀螺仪8和激光跟踪仪6。所述的三维成像扫描仪10安装在二级转头4-4-2末端，且与磨抛光一体化装置5成相反方向布置，并通过通信模块与工控机相连接，用于加工前的毛坯件3的扫描建模。所述的姿态陀螺仪安装在支撑平台2-3-1和动平台4-3上(安装在支撑平台2-3-1上的叫做第一姿态陀螺仪8-1，安装在动平台4-3上的则叫做第二姿态陀螺仪8-2，二者统称姿态陀螺仪)，用于检测工作过程中的位姿变化，并将检测结果实时反馈到工控机上，同时结果会在交互显示器上实时显示。所述的温度传感器7安装在支撑平台2-3-1上，通过通信模块与工控机相连接，用于检测工作时的外界环境温度，并通过通讯模块传递到工控机上，并在交互显示器上实时显示；温度传感器7可以实时检测工作环境温度的变化，为了使得同一零件在不同外界环境温度加工时得到相同的尺寸，整个机器人系统可以将不同环境温度工作下的加工误差实时记录，并在后期加工过程中不断学习，自主根据环境温度的变化对零件的加工误差进行补偿。在upu驱动链2-2和ups驱动链4-2上均安装有光栅尺(安装在upu驱动链的称作第一光栅尺11-1，ups驱动链上的称为第二光栅尺11-2，统称光栅尺)，可以选为直线位移型光栅尺，用于实时检测upu驱动链2-2和ups驱动链4-2的长度变化，其实安装在ups驱动链4-2上的第二光栅尺11-2，其标尺光栅安装在伸缩杆4-2-4的上端，光栅读数头安装在伸缩杆套筒4-2-3上。所述的激光跟踪仪6布置在安装底座1上，用于跟踪定位磨抛光一体化装置5末端的空间位置。所述的工控机连接有交互显示器可以实时显示零件加工进程、各传感器和设备信号信息，工控机通过运动控制卡驱动伺服驱动器带动伺服电机4-2-1的运动。光栅尺、姿态陀螺仪、编码器以及激光跟踪仪6可以将检测信息实时传输到工控机上，并在交互显示器上实时显示，工控机根据反馈的检测信号通过运动控制卡控制伺服电机4-2-1的动作，进一步的，运动控制卡可采用imac系列运动控制卡，且控制卡的类型应至少是十轴的；一方面可以实现装备在加工过程中的实时检测，并根据检测结果对运动误差进行补偿，使得整个系统实现了闭环控制，很大程度上提高了镜面加工精度；另一方面，当加工装备出现运动异常或者失稳状态时，可以及时停止整个加工装备的动作，提高系统的安全性。所述的视觉摄像机9安装在一级转头4-4-1的上下两端，用于检测工作过程中的人员位置情况，同时将检测结果通过视觉处理器传递到工控机上；视觉摄像机9可以在工作过程中全方位地检测人员的位置，并将其信号通过视觉处理器传递到工控机上。其工作模式具有两种方式，一种是在零件加工的过程中当检测人员位置进入机器人极限工作范围2.5倍时，交互显示器显示警告信号，另一种为当检测到人员位置进入2倍极限工作范围时，整个装备系统开始做减速运动，交互显示器显示报警信号，当检测到人员位置进入1.5倍极限工作范围时，整个装备系统停机，交互显示器持续显示报警信号，整个装备考虑了人员误入情况下的预警，提高了装备的安全性，防止加工过程中出现人员伤亡的情况。在进行毛坯件3通过三维成像扫描仪10进行模型生成时，需要人与整个装配之间进行协同工作，人可以通过交互显示器不断的调整并联承载装置2和混联机器人装置4的位置姿态，从而完成整个毛坯件3的扫描，并将结果实时显示在交互显示器知道扫描结束。当进行加工作业时，检测到人员位置进入机器人极限工作范围2.5倍时，交互显示器显示警告信号；当检测到人员位置进入2倍极限工作范围时，整个装备系统开始做减速运动，交互显示器显示报警信号，当检测到人员位置进入1.5倍极限工作范围时，整个装备系统停机，交互显示器持续显示报警信号。

整个装备按照图1所示的位置装配完成后，整个装配位于初始状态。当进行大曲面零件或者复杂曲面零件加工时，其加工步骤和加工方法如下所述：

1、先将毛坯件3装夹在并联承载装置2上，通过交互显示器将装备调整到人机交互模式，进入毛坯件3扫描程序。此时，并联承载装置2和混联机器人装置4的位姿变化可以通过交互显示器进行任意调节，打开三维成像扫描仪10，调整并联承载装置2和混联机器人装置4的位姿，将整个毛坯件3的三维模型扫描建模，并将结果显示在交互显示器上。

2、根据将加工成品参数输入到工控机，系统可自动的与毛坯件3的三维扫描结果对比，并形成零件的加工程序，根据温度传感器7的检测结果，系统可自主根据毛坯件3材料的属性对加工程序进行第一次的修正，同时将修正后的加工示意图显示在交互显示器上。

3、开启并联承载装置2和混联机器人装置4，工控机可以根据生成的加工程序通过运动控制卡传递到伺服控制器，两装置合同作业开始对毛坯件3进行加工，加工的过程中，磨抛光一体化装置5可以在一次定位的情况下完成零件的研磨和抛光程序。同时，在加工的过程中，光栅尺、姿态陀螺仪以及激光跟踪仪6可以实时检测执行部件的运动情况，并通过通信模块传递到工控机上，工控机可以将这些反馈信号与预定参数进行对比，同时生成加工补偿程序再次输入到运动控制卡上。通过这样的闭环控制依次完成零件的研磨以及抛光程序。在加工的过程中，当出现检测结果出现较大误差即运动失稳状态时，交互显示器会显示报警信号，并停止并联承载装置2和混联机器人装置4的运动，防止发生意外。同时，实时开启的视觉摄像机9可在工作过程中的人员位置进行及时检测，当检测到人员位置达到设定值时，交互显示器显示警告或者报警信号，同时装置进行相应的动作。

4、加工完成后，再次通过交互显示器将装备调整到人机交互模式，通过三维成像扫描仪10对零件进行检测，当出现不合格情况时，在通过上面的加工步骤1至3进行修正。合格后，整个装备恢复初始状态。

工作时，毛坯件3装夹在转盘平台2-3上，研抛一体化装置装配在二自由度旋转头4-4末端，共融控制检测系统使得并联承载装置2和混联机器人装置4相互配合，加工误差的主动补偿，并且可与人和外部环境交互共融，从而可以实现大曲面零件或复杂曲面零件从毛坯建模、研磨到抛光的一次性智能化加工。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。