一种自动化的纽扣电池外观检测系统

1.本实用新型涉及产品表面缺陷检测技术领域，尤其涉及一种纽扣电池的表面缺陷检测系统。


背景技术：

2.纽扣电池作为常用的能量储存器件，在其生产过程中，电池表面由于摩擦、碰撞等原因，会产生诸如脏污、划痕、漏液、凹陷等缺陷，影响电池的质量，为了保障纽扣电池的质量安全，其表面缺陷检测成为生产过程中必不可少的一环。
3.专利号为cn103940584a公开了一种纽扣电池检测系统，采用两块呈90度夹角的反光镜，通过反光镜的反射达到单相机多路成像的目的。但是这种检测方法只能对单个样品进行检测，不能实现工业生产要求的自动化检测。
4.专利号为cn110108710a公开了一种用于纽扣电池正极凹点检测装置及方法，此装置将相机、镜头、环形光源和反光光栅组成一套成像系统，此方法避免了纽扣电池字体对麻点检测的干扰；同时也避免了字体对凹点检测的干扰。但是这个装置将相机、镜头、环形光源和反光光栅四部分固定在一起，不方便调整各个元件的位置，对不同尺寸的纽扣电池获取的图像会产生影响，而且此装置只针对正极的凹点检测，不能实现纽扣电池全方位的检测，也不能实现自动化。
5.专利号为cn112024422a公开了一种纽扣电池表面缺陷检测系统，包括：正极麻点检测工位、深划伤检测工位、浅划伤检测工位、负极麻点检测工位、金属丝检测工位、绿霉划伤检测工位、脏污检测工位、踢料装置、翻转装置、传送带。此系统为方法类，虽然理论上可以自动化地检测出纽扣电池正反面大部分的缺陷，但是采用七个工位获取纽扣电池的图像增加了成本，而且没有考虑到纽扣电池立面可能存在的缺陷。
6.在纽扣电池的检测过程中，不仅要考虑正极和负极可能存在的脏污、划痕、漏液、凹陷等各种缺陷类型，也要考虑立面出现缺陷的可能性，同时还应当提高效率，实现自动化。因此，设计一种可以检测纽扣电池整体外观的自动化系统是十分有意义的。


技术实现要素：

7.现在有纽扣电池表面缺陷检测装置只针对纽扣电池的正极和负极，没有考虑立面的缺陷，且效率低，不符合工业生产。为了克服现有装置的不足，本实用新型提供了一种自动化的纽扣电池外观检测系统。
8.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种自动化的纽扣电池外观检测系统，包括底座、同步模块、第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块、控制器、计算机，所述底座上依次安装所述同步模块、所述第一检测模块、所述第二检测模块、所述第三检测模块；所述同步模块与所述第一检测模块连接，同步模块接收生产过程中的纽扣电池，再将纽扣电池运输至所述第一检测模块；所述第一检测模块与所述第二检测模块连接，第一检测模块用于检测纽扣电池的负极，剔除带有缺陷的纽扣电池，再将剩余的纽扣电池运输至
所述第二检测模块；所述第二检测模块与所述第三检测模块连接，第二检测模块用于检测纽扣电池的立面，之后将纽扣电池运输至第三检测模块；所述第三检测模块用于检测纽扣电池的正极，之后剔除带有缺陷的纽扣电池，保存外观完好的纽扣电池；所述计算机和控制器，与同步模块、第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块连接，并控制同步模块、第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块的工作。
9.所述同步模块包括纽扣电池、上料滑板、前三通道滑板、滑道、转盘装置、传送带装置、后三通道滑板、同步传动带、同步电机；所述纽扣电池为待检测的对象；所述上料滑板位于最左侧且向右下方倾斜，用于接收生产好的纽扣电池，再将纽扣电池传送至前三通道滑板；所述前三通道滑板向右下方倾斜，前三通道滑板的三个通道各向一个所述滑道传送纽扣电池；所述滑道共有三个，都向右下方倾斜，每个滑道连接一个所述转盘装置；所述转盘装置共有三个，每个转盘装置的右下方安装有传送带装置；所述传送带装置共有三个，与后三通道滑板连接，每个传送带装置连接后三通道滑板的一个通道；所述后三通道滑板向右下方倾斜，与所述第一三通道传送带连接；所述同步传动带位于三个所述转盘装置的正下方，将三个装置和所述同步电机连接在一起；所述同步电机安装在转盘装置的侧方，由控制器电信号控制。
10.进一步的，所述转盘装置有相同的三个，包括缺口转盘、转轴、漏洞圆盘、环形围栏；所述缺口转盘在最上方，边缘设置有6个u型槽；所述转轴在所述缺口圆盘的中间位置，转轴带动缺口转盘转动；所述漏洞圆盘在缺口转盘的正下方，两者之间有小的缝隙，漏洞圆盘的右侧设置一个漏洞；所述环形围栏紧密包裹缺口转盘和漏洞圆盘，在左侧连接所述滑道处设置有开口，可以使纽扣电池进入缺口转盘的u型槽；转盘装置运行时，转轴带动缺口转盘转动，依次带走滑道里面的纽扣电池，使纽扣电池从漏洞圆盘的漏洞落入传送带装置，以此往复运动。
11.进一步的，所述传送带装置包括单通道传送带、辊轮、支杆、电机；所述单通道传送带的左侧位于漏洞圆盘的右下方，承接落下的纽扣电池；所述辊轮共两个，安装在单通道传送带两侧的中间；所述支杆共有四个，支撑两个辊轮；所述电机由控制器电信号控制，带动辊轮转动；传送带装置运行时，两侧的单通道传送带会比中间的单通道传送带略长，控制器会调节电机的转速，保证纽扣电池同时进入所述后三通道滑板。
12.所述第一检测模块包括第一支杆、第一电机、第一辊轮、第一三通道传送带、第一同轴光源相机、第一伸缩杆、第一相机、第一旋转滑板、第一隔板、第一废品箱、第一斜杆、第一面光源；所述第一三通道传送带连接左侧的后三通道滑板；所述第一辊轮共两个，安装在第一三通道传送带两侧的中间；所述第一支杆共有四个，支撑两个第一辊轮；所述第一电机由控制器电信号控制，带动第一辊轮转动；所述第一同轴光源相机和所述第一相机位于第一三通道传送带的正上方，并与所述计算机相连；所述第一伸缩杆上端固定第一同轴光源相机和第一相机，下端连接底座；所述第一面光源由所述第一伸缩杆固定在第一三通道传送带的前侧；所述第一伸缩杆可以上下调整第一同轴光源相机、第一相机、第一面光源的高度；所述第一旋转滑板共有三个，连接第一三通道传送带的右侧，第一旋转滑板由第一斜杆、第一隔板和第一支杆固定，并且向右下方向倾斜，第一旋转滑板由控制器电信号控制且带有感应装置；所述第一废品箱位于第一旋转滑板的正下方。
13.所述第二检测模块包括曲面立体管道、第二三通道传送带、第二同轴光源相机、第
二伸缩杆、第二三通道滑板、第二支杆、第二电机、第二辊轮、拨片；所述第二三通道传送带位于所述曲面立体管道正下方；所述第二辊轮共两个，安装在第二三通道传送带两侧的中间；所述第二支杆共有四个，支撑两个第二辊轮；所述第二电机由控制器电信号控制，带动第二辊轮转动；所述曲面立体管道一共有三个，由第一隔板和第一斜杆固定在第一旋转滑板右侧，每一个曲面立体管道对应连接一个第一旋转滑板，纽扣电池可以沿第一旋转滑板进入曲面立体管道；所述拨片位于每个曲面立体管道的前后两侧，曲面立体管道的左下方突出一块挡板，与所述拨片一起，使纽扣电池竖直立在第二传送带上，并在右侧留出缺口用于检测；所述拨片由控制器电信号控制；所述第二三通道滑板连接所述第二三通道传送带；所述第二同轴光源相机对准每拨片所在水平面，并与所述计算机相连；所述第二伸缩杆用于固定第二同轴光源相机，第二伸缩杆可以上下调整第二同轴光源相机的高度，也可以左右调整第二同轴光源相机的位置。
14.所述第三检测模块包括第三电机、第三辊轮、第三三通道传送带、第三同轴光源相机、第三相机、第三旋转滑板、第三隔板、成品箱、第三废品箱、第三斜杆、第三伸缩杆、第三面光源、第三支杆；所述第三三通传送带位于所述第二三通道滑板下方；所述第三辊轮共两个，安装在第三三通道传送带两侧的中间；所述第三支杆共有四个，支撑两个第三辊轮；所述第三电机由控制器电信号控制，带动第三辊轮转动；所述第三同轴光源相机和所述第三相机位于第三三通道传送带的正上方，并与所述计算机相连；所述第三伸缩杆上端固定第三同轴光源相机和第三相机，下端连接底座；所述第三面光源由所述第三伸缩杆固定在第三三通道传送带的前侧；所述第三伸缩杆可以上下调整第三同轴光源相机、第三相机、第三面光源的高度；所述第三旋转滑板共有三个，连接第三三通道传送带的右侧，第三旋转滑板由第三斜杆、第三隔板和第三支杆固定，并且向右下方向倾斜，第三旋转滑板由控制器电信号控制且带有感应装置；所述第三废品箱和成品箱位于第三旋转滑板的正下方。
15.进一步的，所述第一同轴光源相机、第一相机、第二同轴光源相机、第三同轴光源相机、第三相机与所述计算机相连，输出检测情况；所述计算机与控制器连接，控制器根据检测情况控制第一旋转滑板、拨片、第三旋转滑板运动；所述控制器可根据生产实际情况手动调节同步电机、电机、第一电机、第二电机、第三电机的转速。
16.进一步的，所述纽扣电池的尺寸不固定，本系统可根据待检测纽扣电池的尺寸调整相关零部件尺寸，达到检测的目的。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.1.本实用新型涉及的转盘多个同步运行时，可以使纽扣电池并排输送至各个检测模块并且保证平稳有序，提高获取图像的质量，同时提升立面检测的效率。
19.2.本实用新型采用的同轴光源相机可以针对纽扣电池脏污、划痕、漏液等缺陷类型，获取缺陷特征明显的图像。
20.3.本实用新型采用面光源低角度照射纽扣电池，同时利用相机拍摄，可以获取纽扣电池凹陷这种缺陷的明显特征。
21.4.本实用新型利用同轴光源和面光源低角度照射组合的方式，可以获取纽扣电池各种类型缺陷的明显特征，以此提高纽扣电池表面缺陷检测的精度。
22.5.本实用新型采用的曲面立体管道、拨片和三通道传送带能让纽扣电池的立面被检测到，使纽扣电池的表面检测变得完整。
附图说明
23.图1是本实用新型一种自动化的纽扣电池外观检测系统的整体结构示意图。
24.图2是本实用新型同步模块的结构示意图。
25.图3是本实用新型同步模块的转盘的结构示意图。
26.图4是本实用新型同步模块的单通道传送带的结构示意图。
27.图5是本实用新型第一检测模块的结构示意图。
28.图6是本实用新型第二检测模块的结构示意图。
29.图7是本实用新型第三检测模块的结构示意图。
30.图8是本实用新型控制系统示意图。
31.图中，01-底座、02-同步模块、03-第一检测模块、04-第二检测模块、 05-第三检测模块、06-控制器、07-计算机，0201-纽扣电池、0202-上料滑板、0203-前三通道滑板、0204-滑道、0205-转盘装置、0206-传送带装置、0207
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后三通道滑板、0208-同步传动带、0209-同步电机、020501-缺口转盘、020502
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转轴、020503-漏洞圆盘、020504-环形围栏、020601-单通道传送带、020602
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辊轮、020603-支杆、030604-电机、0301-第一支杆、0302-第一电机、0303
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第一辊轮、0304-第一三通道传送带、0305-第一同轴光源相机、0306-第一伸缩杆、0307-第一相机、0308-第一旋转滑板、0309-第一隔板、0310-第一废品箱、0311-第一斜杆、0312-第一面光源、0401-曲面立体管道、0402-第二三通道传送带、0403-第二同轴光源相机、0404-第二伸缩杆、0405-第二三通道滑板、0406-第二支杆、0407-第二电机、0408-第二辊轮、0409-拨片、0501-第三电机、0502-第三辊轮、0503-第三三通道传送带、0504-第三同轴光源相机、 0505-第三相机、0506-第三旋转滑板、0507-第三隔板、0508-成品箱、0509
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第三废品箱、0510-第三斜杆、0511-第三伸缩杆、0512-第三面光源、0513-第三支杆。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
33.如图1所示，本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种自动化的纽扣电池外观检测系统，包括底座01、同步模块02、第一检测模块03、第二检测模块04、第三检测模块05、控制器06、计算机07，所述底座01上依次安装所述同步模块02、所述第一检测模块03、所述第二检测模块04、所述第三检测模块05；所述同步模块02与所述第一检测模块03连接，同步模块02接收生产过程中的纽扣电池0201，再将纽扣电池0201运输至所述第一检测模块03；所述第一检测模块03与所述第二检测模块04连接，第一检测模块03用于检测纽扣电池0201的负极，剔除带有缺陷的纽扣电池0201，再将剩余的纽扣电池0201运输至所述第二检测模块04；所述第二检测模块 04与所述第三检测模块05连接，第二检测模块04用于检测纽扣电池0201 的立面，之后将纽扣电池0201运输至第三检测模块05；所述第三检测模块 05用于检测纽扣电池0201的正极，之后剔除带有缺陷的纽扣电池0201，保存外观完好的纽扣电池0201；所述计算机07和控制器06，与同步模块02、第一检测模块03、第二检测模块04、第三检测模块05连接，并控制同步模块02、第一检测模块03、第二检测模块04、第三检测模块05的工作。
34.如图2所示，所述同步模块02包括纽扣电池0201、上料滑板0202、前三通道滑板0203、滑道0204、转盘装置0205、传送带装置0206、后三通道滑板0207、同步传动带0208、同
步电机0209；所述纽扣电池0201为待检测的对象；所述上料滑板0202位于最左侧且向右下方倾斜，用于接收生产好的纽扣电池0201，再将纽扣电池0201传送至前三通道滑板0203；所述前三通道滑板0203向右下方倾斜，前三通道滑板0203的三个通道各向一个所述滑道0204传送纽扣电池0201；所述滑道0204共有三个，都向右下方倾斜，每个滑道0204连接一个所述转盘装置0205；所述转盘装置0205共有三个，每个转盘装置0205的右下方安装有传送带装置0206；所述传送带装置0206共有三个，与后三通道滑板0207连接，每个传送带装置0206连接后三通道滑板0207的一个通道；所述后三通道滑板0207向右下方倾斜，与所述第一三通道传送带0304连接；所述同步传动带0208位于三个所述转盘装置0205的正下方，将三个装置和所述同步电机0209连接在一起；所述同步电机0209 安装在转盘装置0205的侧方，由控制器06电信号控制。
35.如图3所示，所述转盘装置0205有相同的三个，包括缺口转盘020501、转轴020502、漏洞圆盘020503、环形围栏020504；所述缺口转盘020501在最上方，边缘设置有6个u型槽；所述转轴020502在所述缺口圆盘的中间位置，转轴020502带动缺口转盘020501转动；所述漏洞圆盘020503在缺口转盘020501的正下方，两者之间有小的缝隙，漏洞圆盘020503的右侧设置一个漏洞；所述环形围栏020504紧密包裹缺口转盘020501和漏洞圆盘 020503，在左侧连接所述滑道0204处设置有开口，可以使纽扣电池0201进入缺口转盘020501的u型槽；转盘装置0205运行时，转轴020502带动缺口转盘020501转动，依次带走滑道0204里面的纽扣电池0201，使纽扣电池 0201从漏洞圆盘020503的漏洞落入传送带装置0206，以此往复运动。
36.如图4所示，所述传送带装置0206包括单通道传送带020601、辊轮 020602、支杆020603、电机020604；所述单通道传送带020601的左侧位于漏洞圆盘020503的右下方，承接落下的纽扣电池0201；所述辊轮020602共两个，安装在单通道传送带020601两侧的中间；所述支杆020603共有四个，支撑两个辊轮020602；所述电机020604由控制器06电信号控制，带动辊轮 020602转动；传送带装置0206运行时，两侧的单通道传送带020601会比中间的单通道传送带020601略长，控制器06会调节电机020604的转速，保证纽扣电池0201同时进入所述后三通道滑板0207。
37.如图5所示，所述第一检测模块03包括第一支杆0301、第一电机0302、第一辊轮0303、第一三通道传送带0304、第一同轴光源相机0305、第一伸缩杆0306、第一相机0307、第一旋转滑板0308、第一隔板0309、第一废品箱0310、第一斜杆0311、第一面光源0312；所述第一三通道传送带0304连接左侧的后三通道滑板0207；所述第一辊轮0303共两个，安装在第一三通道传送带0304两侧的中间；所述第一支杆0301共有四个，支撑两个第一辊轮0303；所述第一电机0302由控制器06电信号控制，带动第一辊轮0303 转动；所述第一同轴光源相机0305和所述第一相机0307位于第一三通道传送带0304的正上方，并与所述计算机07相连；所述第一伸缩杆0306上端固定第一同轴光源相机0305和第一相机0307，下端连接底座01；所述第一面光源0312由所述第一伸缩杆0306固定在第一三通道传送带0304的前侧；所述第一伸缩杆0306可以上下调整第一同轴光源相机0305、第一相机0307、第一面光源0312的高度；所述第一旋转滑板0308共有三个，连接第一三通道传送带0304的右侧，第一旋转滑板0308由第一斜杆0311、第一隔板0309 和第一支杆0301固定，并且向右下方向倾斜，第一旋转滑板0308由控制器 06电信号控制且带有感应装置；所述第一废品箱0310位于第一旋转
滑板0308 的正下方。
38.如图6所示，所述第二检测模块04包括曲面立体管道0401、第二三通道传送带0402、第二同轴光源相机0403、第二伸缩杆0404、第二三通道滑板0405、第二支杆0406、第二电机0407、第二辊轮0408、拨片0409；所述第二三通道传送带0402位于所述曲面立体管道0401正下方；所述第二辊轮 0408共两个，安装在第二三通道传送带0402两侧的中间；所述第二支杆0406 共有四个，支撑两个第二辊轮0408；所述第二电机0407由控制器06电信号控制，带动第二辊轮0408转动；所述曲面立体管道0401一共有三个，由第一隔板0309和第一斜杆0311固定在第一旋转滑板0308右侧，每一个曲面立体管道0401对应连接一个第一旋转滑板0308，纽扣电池0201可以沿第一旋转滑板0308进入曲面立体管道0401；所述拨片0409位于每个曲面立体管道 0401的前后两侧，曲面立体管道0401的左下方突出一块挡板，与所述拨片 0409一起，使纽扣电池0201竖直立在第二传送带上，并在右侧留出缺口用于检测；所述拨片0409由控制器06电信号控制；所述第二三通道滑板0405 连接所述第二三通道传送带0402；所述第二同轴光源相机0403对准每拨片 0409所在水平面，并与所述计算机07相连；所述第二伸缩杆0404用于固定第二同轴光源相机0403，第二伸缩杆0404可以上下调整第二同轴光源相机 0403的高度，也可以左右调整第二同轴光源相机0403的位置。
39.如图7所示，所述第三检测模块05包括第三电机0501、第三辊轮0502、第三三通道传送带0503、第三同轴光源相机0504、第三相机0505、第三旋转滑板0506、第三隔板0507、成品箱0508、第三废品箱0509、第三斜杆0510、第三伸缩杆0511、第三面光源0512、第三支杆0513；所述第三三通传送带位于所述第二三通道滑板0405下方；所述第三辊轮0502共两个，安装在第三三通道传送带0503两侧的中间；所述第三支杆0513共有四个，支撑两个第三辊轮0502；所述第三电机0501由控制器06电信号控制，带动第三辊轮 0502转动；所述第三同轴光源相机0504和所述第三相机0505位于第三三通道传送带0503的正上方，并与所述计算机07相连；所述第三伸缩杆0511上端固定第三同轴光源相机0504和第三相机0505，下端连接底座01；所述第三面光源0512由所述第三伸缩杆0511固定在第三三通道传送带0503的前侧；所述第三伸缩杆0511可以上下调整第三同轴光源相机0504、第三相机 0505、第三面光源0512的高度；所述第三旋转滑板0506共有三个，连接第三三通道传送带0503的右侧，第三旋转滑板0506由第三斜杆0510、第三隔板0507和第三支杆0513固定，并且向右下方向倾斜，第三旋转滑板0506由控制器06电信号控制且带有感应装置；所述第三废品箱0509和成品箱0508 位于第三旋转滑板0506的正下方。
40.如图8所示，所述第一同轴光源相机0305、第一相机0307、第二同轴光源相机0403、第三同轴光源相机0504、第三相机0505与所述计算机07相连，输出检测情况；所述计算机07与控制器06连接，控制器06根据检测情况控制第一旋转滑板0308、拨片0409、第三旋转滑板0506运动；所述控制器06可根据生产实际情况手动调节同步电机0209、电机020604、第一电机 0302、第二电机0407、第三电机0501的转速。
41.在本实用新型中，所述纽扣电池0201的尺寸不固定，本系统可根据待检测纽扣电池0201的尺寸调整相关零部件尺寸，达到检测的目的。
42.优选实施方案：
43.本实用新型在进行纽扣电池0201表面缺陷检测时，首先上料滑板0202 接收生产好的纽扣电池0201，在重力的作用下，纽扣电池0201依次进入向下倾斜的前三通道滑板
0203和滑道0204，转盘装置0205旋转，有序的带走滑道0204里的纽扣电池0201，纽扣电池0201经漏洞圆盘020503落入传送带装置0206，事先调节好的传送带装置0206能让纽扣电池0201按整齐的一列进入后三通道滑板0207，再进入第一三通道传送带0304，第一同轴光源相机0305和第一相机0307对纽扣电池0201负极进行检测，检测结果会输入计算机07，再输入控制器06，如果某个纽扣电池0201带有缺陷，控制器06会控制相应的第一旋转滑板0308转动，使带有缺陷的纽扣电池0201落入第一废品箱0310，第一旋转滑板0308带有感应装置，感应到有纽扣电池0201落下就自动复位，没有缺陷的纽扣电池0201会沿着第一旋转滑板0308进入曲面立体管道0401立在第二三通道传送带0402上，第二同轴光源相机0403检测纽扣电池0201的立面，会将信号输入计算机07，再输入控制器06，控制器06控制第二电机0407先向左转动一定的长度，确保纽扣电池0201的立面能够旋转一周，如果检测到纽扣电池0201立面带有缺陷，控制器06控制第三旋转滑板0506转动，之后第二电机0407停止，控制器06控制拨片0409 放倒纽扣电池0201，第二电机0407再向右转动，纽扣电池0201进入第三三通道传送带0503，第三同轴光源相机0504和第三相机0505对纽扣电池0201 正极进行检测，如果检测到纽扣电池0201带有缺陷，控制器06控制第三旋转滑板0506转动，剔除带有缺陷的纽扣电池0201，第三废品箱0509用于收集第二检测模块04和第三检测模块05的纽扣电池0201，表面完好的纽扣电池0201最终进入成品箱0508。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制，本实用新型中，还需要说明的是，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型连接，也可以是机械连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以通过具体情况理解术语在本实用新型中的具体含义。
45.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。