一种用于水力学模拟的提升装置的制作方法

本发明涉及实验理论技术领域，尤其涉及一种用于水力学溃坝波模拟的提升装置。

背景技术：

我国是当今拥有水库大坝数量最多的国家。水库建成后能够起到防洪、灌溉、供水、发电等作用，同时也带来了一定的潜在风险。例如，水库坝体一旦发生溃坝，对下游广大地区造成的灾害往往是毁灭性的。溃坝的灾害主要由溃坝洪水的冲击和淹没作用造成。尤其是混凝土结构的堤坝发生溃决时，可近似认为是瞬时溃决，其形成的溃坝洪水更加典型和强烈。由于溃坝问题的突发性和复杂性，目前对溃坝的认识还未成熟，进行溃坝物理模型实验能够促进对溃坝问题的认识、对溃坝洪水演进规律的掌握，为下游城市防洪预警提供科学依据。

在物理模型实验中，瞬时溃坝通常用突然抽离闸门的方式进行模拟。溃坝闸门的提升时间(速度)应当受到特别关注，因为溃坝闸门的提升时间直接影响着实验模拟瞬间溃坝条件的可行性。有一项水力学研究指出，当上游水深h0已知时,如果闸门开启时间t满足以下关系式，就可以认为波速的传播受闸门开启过程的影响很小，溃坝可以看作是瞬间的：

目前，水利工程中常用闸门的提升方式主要有人力提升、机械提升和电力提升等。但是大多数闸门的提升速度不能满足上述关系式，因而有必要对实验溃坝闸门进行特殊设计，以满足实验瞬时溃坝条件的模拟，保证溃坝波模拟结果的有效性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于水力学溃坝波模拟的提升装置，本发明通过弹性装置和滑轮提供闸门上升的动力，使得闸门提升的初始加速度较大，后期加速度逐渐减小，有利于缩短闸门提升的耗时。本发明不仅消除了使用重物提升闸门带来的安全隐患，而且还使得本发明的提升装置在布置上更加灵活；在实际应用时，如需要进一步缩短闸门开启耗时，可通过增加弹性装置数量或更换弹性系数更大的弹性装置方便实现。本发明使溃坝波模拟更具有可靠性和可操作性。

根据本发明的一个方面，一种用于水力学溃坝波模拟的提升装置，包括：支柱，用于支撑所述提升装置；提升装置，用于通过弹性拉力快速提升闸门；开关装置，用于控制所述提升装置停止在第一停止位，以及释放该提升装置使其提升闸门；其中，所述第一停止位对应于提升装置的弹性张紧状态以及闸门的关闭状态。

其中，所述提升装置包括：弹性装置和第一挡块；弹性装置，其一端为固定端，另一端为活动端；第一挡块，其一端固定在所述弹性装置活动端，另一端通过拉索连接闸门。

其中，所述开关装置包括：水平杆、杠杆装置和第二挡块；水平杆，水平穿过所述支柱，其在所述支柱一侧的一端连接所述杠杆装置，在所述支柱另一侧的一端刚性连接所述第二挡块；杠杆装置，用于控制所述水平杆水平移动；第二挡块，用于阻挡所述第一挡块使其停止在第一停止位。

其中，所述杠杆装置包括：方芯和长杆；方芯，其与所述水平杆连接，并通过活动连接件固定在支柱侧壁上，能够绕所述活动连接件转动；长杆，用于控制所述方芯转动，其一端与所述方芯刚性连接，另一端为手持端。

其中，当转动所述长杆时，在所述长杆的拉动作用下所述方芯发生同向转动，拉动水平杆水平移动，带动第二挡块水平移动，使得所述第二挡块与所述第一挡块脱离。

其中，当所述第二挡块与所述第一挡块脱离时，所述弹性装置在自身的弹性拉力作用下做收缩运动，以拉动所述第一挡块从所述第一停止位下降到第二停止位；其中，所述第二停止位对应于弹簧装置的弹性收缩状态以及闸门的开启状态。

其中，还包括：辅助弹簧，其套设在所述水平杆上，其一端与支柱固定连接，另一端与所述方芯固定连接，用于保证开关装置处于关闭状态时的稳定性。

其中，还包括：悬臂横梁，固定设置在所述支柱顶端，用于支撑多个定滑轮。

其中，所述多个定滑轮包括至少一个主定滑轮和n个子定滑轮，n≥1；所述拉索一端穿过所述主定滑轮连接所述第一挡块，另一端穿过n个子定滑轮之后分为n股分段拉索，所述n股分段拉索连接所述闸门。

其中，所述多个定滑轮包括至少一个主定滑轮和n个子定滑轮，n≥1；所述拉索一端穿过所述主定滑轮连接所述第一挡块，另一端绕过所述n个子定滑轮后分为n股分段拉索，所述n股分段拉索与所述闸门连接。

其中，所述悬臂横梁距离地面的高度与所述闸门高度的比例范围为2.5：1-3:1。

其中，还包括：多个拉环，设置在所述闸门上，所述拉索通过所述多个拉环连接所述闸门。

其中，还包括：卡槽，立式设置在闸门两侧，每个所述卡槽上设有滑动轨道，所述闸门通过所述滑动轨道能够沿竖直方向上下滑动。

其中，K、H、z、m、f、L满足下式：

其中，z是t的函数z＝z(t)，则

其中，K表示弹簧装置的弹性系数，H表示弹性装置的提升高度，z表示闸门提升高度,m表示闸门质量，f表示初始摩擦力，L表示卡槽高度。

其中，若闸门提升时间t满足下式，则表示该闸门开启速度可用于模拟溃坝波模拟：

其中，h0表示实验水深，取0.1m，重力加速度g取9.8m/s²，则提升时间t需小于0.126s。

优选的，当K＝200N/m，H＝0.5m，L＝0.4m，m＝1kg，f＝2N；K＝100N/m，H＝0.5m，L＝0.4m，m＝0.5kg，f＝2N；K＝100N/m，H＝0.5m，L＝0.2m，m＝1kg，f＝2N；K＝100N/m，H＝1m，L＝0.4m，m＝1kg，f＝2N；当各参数取以上值时，能够保证在t＝0.126s时，闸门已完全开启，z＝L，即闸门提升时间小于0.126s。

其中，选取K＝200N/m，H＝0.5m，L＝0.4m，m＝1kg，f＝2N满足水力学溃坝实验要求的参数取值范围为：K∈[200,400]，H∈[0.5,1]，L∈(0,0.4]，m∈(0,1]，f∈(0,2]。

本发明通过弹性装置和滑轮为闸门提供上升的动力，使得闸门提升的初始加速度较大，后期加速度逐渐减小，有利于缩短闸门提升的耗时。本发明不仅消除了使用重物提升闸门带来的安全隐患，而且还使得本发明的提升装置在布置上更加灵活；在实际应用时，为缩短闸门开启耗时，可通过增加弹性装置数量或更换弹性系数更大的弹性装置，本发明使溃坝波模拟更具有可靠性和可操作性。

附图说明

图1是现有的重力式提升闸门的结构示意图；

图2是现有的重力式提升闸门的闸门提升高度与提升速度的曲线图；

图3是本发明的用于溃坝波模拟的提升装置的实验初始状态的结构示意图；

图4是本发明的用于溃坝波模拟的提升装置的实验完成状态的结构示意图；

图5是本发明的闸门提升高度与提升速度的曲线图；

附图标记：

10-支柱，20-提升装置，21-弹性装置，22-第一挡块，30-开关装置，31-水平杆，311-辅助弹簧，32-杠杆装置，321-方芯，322-长杆，33-第二挡块，40-悬臂横梁，41-定滑轮，50-拉索，60-闸门，61-拉环，70-卡槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1是现有的重力式提升闸门的结构示意图。

现有的溃坝闸门主要为重力式提升闸门。如图1所示，在闸门1上方设置定滑轮2，通过该定滑轮2的钢丝3将重物4与闸门1相连。在闸门1开启前，重物4置于闸门1高度之上位置；在闸门1开启的瞬间，重物4失去约束下落，通过钢丝3将闸门1迅速提起。在重物4下方铺设沙桶5等缓冲装置，从而实现了闸门的快速提起，增大重物重量能够缩短闸门开启的耗时。

现有的采用重物提升闸门的方式，最主要的缺点是重物下坠带来的安全隐患。随着闸门1的开启，闸门1与卡槽6的接触面积变小，摩擦力也减小，而重力不变，因而重物下落过程中加速度会越来越大，速度亦越来越大，导致最后的冲量很大，容易引发地面以及水槽的震动。而闸门在提升时，其初始加速度相对较小，后期加速度不断变大，这样不利于缩短闸门完全离开水面的耗时。并且若想进一步缩短闸门开启的耗时，需加大重物重量，这样会带来更大的安全隐患。现有的重力式提升闸门的方式受制于重力加速度的大小，实际上很难进一步缩短闸门开启的耗时。

假设闸门1质量为m，卡槽6高度为L，闸门1提升高度随时间变化为z(t)，重物4质量为M，初始最大摩擦力为f，重力加速度为g,则闸门1的重力G1＝mg,重物4的重力G2＝Mg。参见图1，根据牛顿第二定律可以列出如下方程：

整理后可得：

其中，

又由于重物4释放后先做自由落体运动，在下落到钢丝拉直后，重物4与闸门1将以同样速率运动，可以列出动量方程，作为上式求解的初始条件。设绳长为l，则有

对于实验室溃坝波模拟，各参数的特征值可分别取为m＝1kg,M＝10kg,L＝0.4m,l＝0.5m,f＝2N，闸门提升高度和提升速度曲线见图2。

图2是现有的重力式提升闸门的闸门提升高度与提升速度的曲线图，Z表示闸门提升高度，T表示闸门提升时间，V表示提升速度，从图中可以看出，闸门提升速度V随时间T基本成线性变化增大，闸门高度Z变化越来越快，这样不利于闸门开启后的停止，安全隐患的确较大。

本发明的用于溃坝波模拟的提升装置将重力式提升闸门改为弹性装置提升闸门的开启方式，实现将闸门提升到完全开启状态(提升距离0.4m)所花的时间为0.10s，从而可认为模拟的溃坝条件是瞬时的。并在保证闸门提升速度的同时，实现溃坝闸门的安全性、稳定性和可控性。

图3是本发明的用于溃坝波模拟的提升装置的实验初始状态的结构示意图。图4是本发明的用于溃坝波模拟的提升装置的实验完成状态的结构示意图。

如图3、4所示，本发明的用于溃坝波模拟的提升装置，包括：支柱10、提升装置20和开关装置30。

具体的，支柱10，用于支撑所述提升装置20。

这里，所述支柱10固定设置在地面或墙板上。

提升装置20，用于通过弹性拉力快速提升闸门60。

这里，提升装置20的设置方式不作限定，可以将所述提升装置20沿支柱10竖直设置(如图3、4中提升装置20的设置方式)或者沿所述沿支柱10倾斜设置，只要能够使得提升装置20处于张紧状态并能够通过自身弹性拉力快速提升闸门60即可。

开关装置30，用于控制所述提升装置20停止在第一停止位，以及释放该提升装置20使其提升闸门60；其中，所述第一停止位对应于提升装置20的弹性张紧状态以及闸门60的关闭状态。

进一步，所述提升装置20包括：弹性装置21和第一挡块22。

弹性装置21，其一端为固定端，另一端为活动端。具体的，如图3、4所示，弹性装置21的一端固定设置在支柱10的底端，另一端为活动端。所述弹性装置21可以是弹簧或其他弹性张紧装置。因琴钢丝具有较高的强度极限和弹性极限，优选的，弹性装置21的材质可为琴钢丝。

第一挡块22，其一端固定在所述弹性装置21活动端，另一端通过拉索50连接闸门60。具体的，如图3、4所示，第一挡块22一端固定在弹性装置21活动端，随着弹性装置21做伸缩活动，另一端通过拉索50连接闸门60。

本发明中，所述第一挡块22包括但不限于铁片。

进一步，所述开关装置30包括：水平杆31、杠杆装置32和第二挡块33。

水平杆31，水平穿过所述支柱10，其在所述支柱10一侧的一端连接所述杠杆装置32，在所述支柱10另一侧的一端连接所述第二挡块33。具体的，所述支柱10侧壁上设有光滑的两个通孔，水平杆31水平穿过所述支柱10，且水平杆31的两端分别通过所述两个通孔，水平杆31在所述支柱10一侧的一端连接所述杠杆装置32，水平杆31在所述支柱10另一侧的一端连接所述第二挡块33。

杠杆装置32，用于控制所述水平杆31水平移动。

进一步，所述杠杆装置32包括：方芯321和长杆322。

方芯321，其与所述水平杆31连接，并通过活动连接件固定在支柱10侧壁上，能够绕所述活动连接件转动。

长杆322，用于控制所述方芯321转动，其一端与所述方芯321刚性连接，另一端为手持端。

具体的，如图3、4所示，当转动所述长杆322时，在所述长杆322的拉动作用下所述方芯321发生同向转动，拉动水平杆31水平移动，带动第二挡块33水平移动，使得所述第二挡块33与所述第一挡块22脱离。

当所述第二挡块33与所述第一挡块22脱离时，所述弹性装置21在自身的弹性拉力作用下做收缩运动，以拉动所述第一挡块22从所述第一停止位下降到第二停止位；其中，所述第二停止位对应于弹簧装置21的弹性收缩状态以及闸门60的开启状态。

这里，杠杆装置32只要能够使得水平杆31发生水平移动，进而使得第二挡块33与第一挡块22脱离即可，并不限于本发明给出的上述实施例。

第二挡块33，用于阻挡所述第一挡块22使其停止在第一停止位，如前所述，所述第一停止位对应于提升装置20的弹性张紧状态以及闸门60的关闭状态。

具体的，如图3所示，当闸门60处于关闭状态时，此时所述第二挡块33水平设置在能够使所述第一挡块22静止于第一停止位的高度，其与所述第一挡块22卡合的一端为悬空设置，另一端与水平穿过所述支柱10的水平杆41刚性连接。优选的，第二挡块33具有较大的刚度，且与第一挡块22接触面平滑。

图3是实验初始状态，即闸门提升前初始状态。如图3所示，当所述第二挡块33与所述第一挡块22卡合时，此时弹性装置21处于弹性张紧状态，闸门60处于关闭状态。图3中弹性装置21右侧的箭头表示弹性装置21的弹性收缩拉力方向，闸门60上方的箭头表示闸门60的开启方向，即当所述第二挡块33与所述第一挡块22卡合时，所述弹性装置21已经在外力作用下完成弹性拉伸运动，使得所述第一挡块22位于第一停止位，如前所述，该第一停止位对应于弹簧装置23弹性拉伸状态以及闸门60的关闭状态。

图4是闸门提升完成状态。如图4所示，当所述第二挡块33与所述第一挡块22脱离时，弹性装置21弹性收缩，使闸门60开启到该状态。即当所述第二挡块33与所述第一挡块22分离时，所述弹性装置21在自身的弹性拉力作用下做弹性收缩运动，拉动所述第一挡块22从所述第一停止位下降到第二停止位，如前所述，该第二停止位对应于弹簧装置23弹性收缩状态以及闸门60的开启状态。

如图3、4所示，在一可选实施方式中，本发明还包括：辅助弹簧311，其套设在所述水平杆31上，其一端在水平杆31左侧通孔处(由于水平杆31水平穿过支柱10，故支柱10上有两个通孔，水平杆31左侧通孔和水平杆31右侧通孔)与支柱10固定连接，另一端与所述方芯321固定连接，用于保证开关装置30处于关闭状态时的稳定性，即保证第一挡块22与第二挡块33卡合时的稳定性。具体的，辅助弹簧311正常情况下处于适度压缩状态，从而对第二挡块33施加朝向第一挡块22的推力，确保在无人工外力情况时第二挡块33不会因微小扰动发生脱离第一挡块22的运动。辅助弹簧311作为辅助装置，套在水平杆41上，连接方芯321与支柱10，起到固定方芯321和长杆322在无操作的时候不容易晃动的作用，即对开关装置30起到稳定作用。

如图3、4所示，进一步，在一实施方式中，本发明还包括：悬臂横梁40，固定设置在所述支柱10顶端，用于支撑多个定滑轮41。具体的，所述支柱10的顶部水平设置有悬臂横梁40，具体来说，支柱10和悬臂横梁40用于给闸门60提供稳定的受力支撑，其与拉索50、弹性装置21共同完成开启力的传导，起到稳定整个提升装置的作用。支柱10与悬臂横梁40，抗压抗剪性能好且刚度大不易发生明显形变。

这里，支柱10和悬臂横梁40可以为一个整体，或者支柱10和悬臂横梁40通过螺栓或者其他固定方式连接为一体。优选的，所述支柱10和悬臂横梁40的材质为钢材，其弹性模量大于170GPa，结构刚度大，在整个操作过程中形变微小可忽略。

本发明中，悬臂横梁40的臂延伸至闸门60上方，目的是便于定滑轮41和拉索50布设。另外，支柱10的高度设置要能够为闸门60提供足够的提升空间。在一优选实施方式中，所述悬臂横梁40距离地面的高度与闸门60自身高度比为2.5:1-3:1。例如，闸门为0.3m时，悬臂横梁40的高度可为0.8m。

进一步，在一实施方式中，所述多个定滑轮41包括至少一个主定滑轮和n个子定滑轮，n≥1；所述拉索50一端穿过所述主定滑轮连接所述第一挡块22，另一端穿过n个子定滑轮之后分为n股分段拉索，所述n股分段拉索连接所述闸门60。具体的，所述多个定滑轮41用于承载拉索50及改变拉索50的拉力方向。拉索50经过所述多个定滑轮41后能够改变拉索50的拉力方向，由于定滑轮41的摩擦阻力较小，因此可以忽略定滑轮41对总的拉力大小的影响，即认为拉力通过定滑轮41后只改变拉力方向，其大小不变。

进一步，所述闸门60上设有多个拉环61，如图3、4所示，所述多个拉环61设置在所示闸门上方，所述n股分段拉索通过所述多个拉环61连接所述闸门60。例如，闸门60上可以设置两个拉环61，拉索50通过所述两个拉环61与闸门60连接。

在一可选实施方式中，本发明还包括：多个卡槽70，立式设置在闸门60两侧，每个所述卡槽70上设有滑动轨道，所述闸门60通过所述滑动轨道能够沿竖直方向上下滑动。具体来说，如图3、4所示，闸门60的两侧设有两个卡槽70，在闸门60关闭时，卡槽70能起到防止渗水的作用。

下面对本发明的技术方案进行说明：

弹性装置21用于为闸门60提供提升动力，弹性装置21的活动端与拉索50的一端连接，弹性装置21的固定端与支柱10的底部连接，且弹性装置21的活动端连接有第一挡块22，通过所述杠杆装置40顺时针转动长杆43，控制所述第一挡块22与所述第二挡块33脱离，进而控制闸门60开启，在此过程中，将弹性装置21的弹性势能转化为了闸门60的提升拉力。

杠杆装置40用于控制是否开启闸门60，当杠杆装置40闭合(如图3所示)时，第二挡块33将第一挡块22阻挡在第一停止位，此时两个挡块(第一挡块22和第二挡块33)卡合，此时弹性装置21保持最大拉伸状态，拉索50不受力。当杠杆装置40开启(如图4所示)时，通过顺时针拨动杠杆装置40使得两个挡块(第一挡块22和第二挡块33)脱离，拉索50受到弹性装置21的拉力作用，将拉力传递到闸门60，从而实现闸门60的提升。

杠杆装置40的作用原理如下：

当杠杆装置40闭合时，此时与弹性装置21活动端相连的第一挡块22卡在第二挡块33上方，由于第二挡块33在水平方向与杠杆装置40连接，第二挡块33可以在杠杆装置40作用下水平抽离，从而与第一挡块22脱离接触，使弹性装置21开始收缩做功。其中，由于水平杆41水平穿过所述支柱10，得以保证第二挡块33的运动方向水平(与弹性装置21轴线垂直)，辅助弹簧311能够保证在无人工外力情况时，第二挡块33不会因微小扰动抽离第一挡块22。

实现杠杆装置40开启、闸门60提升的操作，即第二挡块33与第一挡块22脱离的具体操作为：实验员顺时针转动长杆43约30°(图3是长杆43未拨动时的状态，图4是长杆43拨动后的状态)，带动方芯42旋转30°，因方芯42的一端连接有水平杆41，这样，相应的使得水平杆41发生2cm左右的水平位移，从而带动第二挡块33脱离第一挡块22。

如图3所示，下面对本发明闸门瞬间开启的实现过程进行介绍。

闸门向上拉力的实现：闸门60上安装有多个拉环61，闸门60通过这两个拉环61连接拉索50，拉索50通过闸门60上方的定滑轮41实现变向，拉索50的另一端与弹性装置21活动端连接，弹性装置21的固定端固定在立柱10底端，这样弹性装置21的拉力通过拉索50传递到闸门60上，转换为提升闸门的拉力。

瞬时开启闸门的实现：闸门60关闭时，弹性装置21处于最大拉伸状态，开关装置50闭合，即第一挡块22与第二挡块33卡合，此时拉索50不受力；当拨动杠杆装置40的瞬间，第一挡块22与第二挡块33脱离，弹性装置21以最大拉力做功，拉索50受力，弹性装置21的弹性势能通过拉索50与定滑轮41转化为闸门60的动能，从而使得闸门60在短时间内达到开启状态，即实现瞬时开启。

闸门提升速度的保证：在闸门60与卡槽相互接触的滑动轨道上施加润滑层(例如打蜡)，以减小闸门60提升时的摩擦阻力f。弹性装置21在闸门60提升阶段能够保证远大于闸门重力和摩擦阻力f之和的拉力。

安全性的保证：本申请相对于重物提升闸门，安全隐患较小。弹性装置21拉力随闸门60提升高度的增大而减小，保证弹性装置21没有多余的冲量。拉索50、拉环61等受力部件都具有较大的安全裕度，长杆32的设计也保证了实验人员与弹性装置21的安全距离。

其中，K、H、z、m、f、L满足下式：

其中，z是t的函数z＝z(t)，则

其中，t表示闸门提升时间，K表示弹簧装置的弹性系数，H表示弹性装置的提升高度，z表示闸门提升高度,m表示闸门质量，f表示初始摩擦力，L表示卡槽高度。

其中，若闸门提升时间t满足下式，则表示该闸门开启速度可用于模拟溃坝波模拟：

其中，h0表示实验水深，取0.1m，重力加速度g取9.8m/s²，则提升时间t需小于0.126s。

其中，当K＝200N/m，H＝0.5m，L＝0.4m，m＝1kg，f＝2N；

K＝100N/m，H＝0.5m，L＝0.4m，m＝0.5kg，f＝2N；

K＝100N/m，H＝0.5m，L＝0.2m，m＝1kg，f＝2N；

K＝100N/m，H＝1m，L＝0.4m，m＝1kg，f＝2N；

当各参数取以上值时，能够保证在t＝0.126s时，闸门已完全开启，z＝L，即闸门提升时间小于0.126s。

其中，选取K＝200N/m，H＝0.5m，L＝0.4m，m＝1kg，f＝2N为实验参数参考基准，满足实验要求的参数取值范围为：K∈[200,400]，H∈[0.5,1]，L∈(0,0.4]，m∈(0,1]，f∈(0,2]。

当弹性装置21的弹性系数K＝100N/m时，使用两个弹性装置21即可。

图5是本发明的闸门提升高度与提升速度的曲线图。

对于实验室水力学溃坝波模拟，取K＝200N/m，H＝0.5m，L＝0.4m，m＝1kg，f＝2N，闸门提升高度和提升速度见图5。由图5可以看出，本发明的闸门提升速度随时间变化先增大后减小，闸门高度随时间变化先快后慢，这利于闸门开启后的停止，安全性好，且本发明相较于重力式闸门开启方式，闸门开启后到达同样高度的耗时更短。

如上所述，详细介绍了本发明的用于溃坝波模拟的提升装置，通过弹性装置和滑轮提供闸门上升的动力，使得闸门提升的初始加速度较大，后期加速度逐渐减小，有利于缩短闸门提升的耗时。本发明不仅消除了使用重物提升闸门带来的安全隐患，而且还使得本发明的提升装置在布置上更加灵活。在实际应用时，为缩短闸门开启耗时，可通过增加弹性装置数量或更换弹性系数更大的弹性装置，本发明使溃坝波模拟更具有可靠性和可操作性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。