一种微弧面反射镜冲压背板的制作方法

本发明属于太阳能利用领域，更具体的涉及塔式太阳能热发电系统，可作为定日镜的反射镜背板或类似原理的聚光器反射镜背部支撑。

背景技术：

塔式太阳能光热发电是太阳能热发电中的主要形式之一。其基本原理为：利用众多定日镜构成的镜场，将太阳光通过一次或多次反射汇聚至固定位置的集热器上，加热集热器中的工质，工质再经过输送、储热、与水换热等环节，产生过热蒸汽推动汽轮发电机进行发电。

塔式光热电站中镜场的作用是聚光集热，它由若干台定日镜设备组成，每台定日镜都起到将太阳光反射汇聚的作用。随着光热发电技术的不断成熟，机组容量逐渐增大，因而在实际工程中所需的镜场面积十分庞大，定日镜设备数量也随之增加。由于定日镜设备独立运行的特性导致镜场使用小规格整体反射面式的定日镜，其设备总体造价高，不能很好的满足电站经济性要求。

目前已有的实际工程中，出于技术经济性考虑，多数采用较大规格的定日镜(单台设备反射面积100㎡以上)，而此类定日镜的反射面均由若干反射镜(子镜或称小面)构成，这些反射镜通过其背部的定日镜支架支撑并由此实现设计的整体面形。

现有的反射镜(子镜或称小面)支撑方式中，采用金属型材焊接而成的支架，其重量大、结构整体强度不高、与反射镜结合面的形状精度和一致性难以保证；采用已知冲压金属结构的定日镜小面，虽改善了金属型材焊接结构在成型精度及制造效率等方面的缺陷，但其自身属于标准平坦结合面，对于子镜及整个定日镜的光学反射性能方面没有改善作用。

现有技术中，定日镜反射面与支架的连接固定形式通常有两种：一种是将反射镜直接固定在定日镜支架上，通过在支架相应位置处设置支撑点实现，由于定日镜桁架结构尺寸较大，各支撑点的定位基准在加工时不能做到完全一致，导致对于同一块反射镜而言，其上的若干个支点并不能构成理想面形，且同样受桁架结构的影响，支撑点的分布也不能做到理想状态，因此该方式不利于反射面的强度和精度保证；另一种常见的结构是在定日镜支架和反射面之间加入一级金属构架，该构架的形式以散列式或焊接框架式的金属型材构成，其中，散列式的支撑对于稳定反射镜面形方面不具优势，并且现场安装精度要求高；而焊接框架式结构由于其加工方式，较大的变形量使其较难实现更高的反射镜面形精度和设计理想中的面形结构，且该结构同时带来了材料用量相对较大、结构重、框架本身的生产效率偏低，不利于大规模流水线生产等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为提高定日镜反射面的面形精度和反射光斑质量，并提高反射镜支撑结构件的制造效率及部件尺寸的一致性，降低定日镜结构件制造成本，针对上述问题，本发明提出了一种微弧面的定日镜冲压背板结构，实现对定日镜中的各个单块反射镜(或称子镜、小面)进行支撑连接。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种微弧面反射镜冲压背板，该背板由拉伸板材整体冲压成型，包括沿反射镜边沿一圈的环状成型部分，分布于环状成型部分内左右两侧且左右对称并向内弧形凸起的两弧形成型部分，连接两弧形成型部分中央区域的上下两组上下对称的弧形的连接臂，以及连接环状成型部分周向均匀分布的至少四点并与弧形成型部分相交后围成或交叉围成菱形或正多边形的加强支臂；环状成型部分围成一平面结构，弧形成型部分、连接臂和加强支臂则形成相对该平面向其中心区域凹陷的微弧面。进一步地，加强支臂也左右对称，且与两弧形成型部分共对称线。该方案中，所述几部分结构在冲压成型过程中，按照设计尺寸要求采用拉伸板材整体裁剪、冲压等工序，实现一体化成型，从而达到背板的结构整体性与强度刚度要求。根据电站建设实际条件，背板可以采用金属和非金属材料。同时，环状成型部分，在与反射镜结合面(XY面)一侧，呈平面结构，即：环状成型部分在与反射镜结合面法线方向上(空间Z轴)的高度保持一致。而弧形成型部分在背板空间Z轴方向上，由与环状成型部分相接区域起，至弧形成型部圆弧中点，Z方向高度逐渐递减，即：两对称弧形成型部分在环状成型部分形成的平面基础上，有一个向下凹陷的效果。凹陷产生的微小倾斜弧度的具体数值取决于反射镜子镜(或称小面)的聚光弧度要求。连接臂起到加强两对称弧形成型部分的作用，加强支臂通过对环状成型部分的四点按直线连接的方式并与弧形成型部贯通，对环状成型部分及弧形成型部分起到连接加强的作用。

作为选择，环状成型部分为正方形、长方形、偶数边正多边形、圆形或椭圆形结构。该方案中，所述沿反射镜边沿的环状成型部分，根据反射镜自身的形状，可以但不仅限于圆形、椭圆形，正方形、矩形及其他偶数边正多边形结构，其环状成型部分的边沿根据反射镜形状及外部载荷特性，可以与反射镜边沿重合或呈一定尺寸的向内偏移设计。

作为选择，当环状成型部分为长方形或正方形时，加强支臂依次连接各边中点，而环状成型部分为其他偶数边正多边形结构时，加强支臂间隔一边连接各边中点；当环状成型部分为圆形或椭圆形结构时，加强支臂与环状成型部分的连接点为4个，且其中两个连接点在两弧形成型部分左右对称的对称线上。

作为选择，当环状成型部分为矩形结构时，弧形成型部分的弦长等于该矩形的长边尺寸；当环状成型部分为圆形或椭圆时，弧形成型部分的弦长大于环状成型部分半径或短轴长度；当环状成型部分为多边形时，弧形成型部分的弦长大于任意相邻两边的中点连接线长度。

作为选择，两连接臂所在平面平行并低于环状成型部分所在平面。该方案中，连接左右两对称弧形成型部分的连接臂，位于环状成型部分中心点上下两侧，其跨距由背板整体刚度要求进行计算确定，连接臂呈上下对称关系，起到加强两对称弧形成型部分的作用。两组连接臂在Z轴方向上保持同一平面，即：对称的两组连接臂在反射镜结合面是平面结构，但该平面在Z方向低于前述环状结构所处的XY平面。

作为选择，加强支臂与两弧形成型部分围成的左右两个扇形面左右对称，加强支臂与两弧形成型部分以及两连接臂围成的上下两个近扇形面上下对称，且该4个面相对环状成型部分所在平面的斜率一致。该方案中，加强支臂与环状成型部分左/右两连接点，以及加强支臂和与左/右弧形成型部分的各自两个贯穿相交点所形成左右对称的两个扇形区域，该扇形面与其所在的弧形成型部分所在的向内凹陷倾斜面属于同一斜面；加强支臂与左右弧形部分及上下两组连接臂所形成的上下对称的两个类似扇形区域则形成，相对前述扇形面在XY平面旋转90度的另外两个向内凹陷的倾斜面，该倾斜面的斜率保持与前述扇形面斜率一致；上述四个扇形(类似扇形)的倾斜面共同构成了反射镜背板向中心区域凹陷的微弧面。

作为选择，环状成型部分、弧形成型部分、连接臂以及加强支臂的截面形状为带翼缘的底边开放的梯形截面，开口朝向反射镜一侧，且截面开口方向的宽度尺寸与截面高度尺寸的宽高比系数不得小于3。该方案中，为增强截面抗弯强度，降低冲压板材厚度，上述冲压体的环状成型部分、左右对称的弧形成型部分、连接左右弧形成型部分的两组上下对称连接臂以及加强支臂的截面形状设计成带翼缘的底边开放的梯形截面，其中，开口朝向反射镜一侧。进一步的，在反射面与背板结合的过程，为便于精确定位，所述背板边沿一圈的环状成型部分外侧设计90°带圆弧过渡的翻边结构，翻边工艺在背板冲压时由模具完成，用于产生定位基准，同时也解决了翼缘尖锐部分引起的安全隐患。

作为选择，加强支臂与弧形成型部分的相交处设有背板的支撑点定位孔，且在定位孔区域的成型部分两侧面交错均布有多个连接孔。该方案中，加强支臂在与弧形成型部分贯穿的4个相交处，设有背板的支撑点定位孔，用于与背板支撑件的连接定位；上述定位孔区域的成型部分两侧面按一定尺寸交错均布有多个连接孔，用于背板与支撑件的连接固定，由于增大了连接孔间距，可较大程度减小孔板周边的应力集中。

作为选择，环状成型部分与弧形成型部分的交接处，以及弧形成型部分的中点开设有通孔。该方案中，背板在边沿环状成型部分与弧形成型部分4个交接处下底面，以及在两弧形成型部分的中点(Z方向最低点)开设冲压小孔，该小孔作用是通风排气，同时兼做排水孔，防止因反射面与背板粘接后，其夹层空间内积水导致腐蚀。

作为选择，环状成型部分为矩形结构，左侧弧形成型部分为一在相对环状成型部分所在平面倾斜的平面内朝环状成型部分中心凸起的弧线，其两端分别连接该矩形结构的左上下角；右侧弧形成型部分为一在相对环状成型部分平面倾斜的平面内朝环状成型部分中心凸起的弧线，其两端分别连接该矩形结构的右上下角；两弧形成型部分所在平面相对环状成型部分所在平面的斜率一致；加强支臂为连接环状成型部分的矩形四边的中点并与两弧形成型部分连接的若干根直线，且各加强支臂在环状成型部分所在平面的投影围成一菱形；连接臂为连接左右两侧弧形成型部分并朝环状成型部分中心凹陷的弧线，两连接臂相对环状成型部分的矩形中心中心对称。

作为选择，弧形成型部分、连接臂和加强支臂则形成的微弧面最低处与环状成型部分所在平面的高度差Δh为2～4mm。

采用本发明的背板，将反射镜(子镜或称小面)与背板粘接，形成一个反射体单元，并由背板的空间形状迫使反射镜向其中心点凹陷，产生轻微弹性变形，从而使反射镜面产生微弧度，达到一定程度的聚光效果。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明具体涉及一种微弧面整体框架式的反射镜冲压成型背板。该背板适用但不仅限用于中大型定日镜的反射面(或称子镜、小面)的背部支撑结构，该结构具有以下特征：

1、针对塔式光热发电系统中，定日镜设备数量巨大的特点，本发明所涉及的子镜背板采用拉伸板材一体成型，较大程度地保证了背板结构的整体性，相比已有的金属型材组合焊接的结构形式，其整体强度更好。

2、现有的平坦结构构造的定日镜小面，由于其内部结构特征使得反射镜支撑体的中部区域刚度过大，而结构边缘的刚度相对不足，造成在反射面均布载荷下，反射体变形不一致。本发明部件在结构设计上有意将中部区域刚度减弱，并结合背板支撑点的布置，形成以连接点为支撑，由连接臂构成的中部区域为简支梁、加强臂及弧形部分外侧为悬臂梁的结构，通过上述两种结构的联合作用，可使背板的应变均匀，防止变形量在分布上相对集中的缺陷产生。

3、由于采用冲压成型的制造方式，借助于冲压模具与流水生产线可实现大规模批量生产，而已有的金属型材组合焊接的定日镜小面结构形式，由于存在大量的焊接过程或其它机械结合方式，其加工工序多、人为操作影响因素较大。相比之下，本发明部件具有生产效率高、部件尺寸一致性好、背板与反射镜结合面形精度高。

4、由于太阳光并非绝对平行光，存在一定的发散角度，在大规模镜场中，定日镜与中央吸热器的距离较远(按100WMe机组的镜场规模算，距离约在250M～1800M之间)，因而对于定日镜上的单块平面子镜反射至受热面上光斑实际尺寸要远大于子镜的反射面积。通过本发明的微弧面定日镜冲压背板，使子镜在与背板固定后，通过背板形状实现反射面向内凹陷产生微弧面，从而实现单块子镜的反射光线达到微弧度聚焦的效果，由此改善定日镜子镜在中央吸热器受热面上的光斑形状、减小溢出损失、进一步控制定日镜反射光斑的形状误差。

5、在现有技术中，由于采用诸如将反射镜直接粘接于定日镜支架上的设计，因定日镜支架外形尺寸及连接方式在运输上的限制，决定了工程上通常采用现场装配的方式进行镜面与支架的粘接组装，由此带来了现场镜面粘接工程量大、人工操作效率低、镜面破损风险增加、建设自动化装配线投入大等缺点。本发明涉及的背板在厚度方向上尺寸较小，通过在制镜厂家的自动化生产线上完成背板与反射镜(子镜)的粘接，实现“板随镜走”的模式，采用反射镜体紧凑重叠装箱的方法将粘接成形后的带背板支撑的反射镜体发运现场。通过该背板结构对反射镜的强度增强效果及厂内粘胶装配工艺质量的保证，实现了定日镜子镜面形精度的生产控制与检测，且易于大批量包装运输，避免了较大的现场工作量，同时也避免了在有限的现场安装条件下，难以保证子镜粘接高精度要求、现场镜面粘接破损率难以控制等实际工程问题。

6、通过提高玻璃与金属背板之间的接触面积，提高玻璃抗冲击能力，如果按相同冲击强度设计时还可以降低反射镜厚度从而提高镜面反射率。

本发明的有益效果：本发明与已有的平坦结构下的金属定日镜小面相比：

1、本发明涉及的空间微弧支架结构受力优于传统的焊接或冲压成型的定日镜(子镜/小面)纯平面结构，并且，在背板的各成型部位中，其对于截面形状的设计与优化，重点强调了截面侧向倾斜角度及截面宽高比在提高成型体抗弯强度方面的作用，因此，在相同载荷工况下，其用材量进一步减少，且重量的减轻对定日镜构架设计及驱动设计的有利影响，再加上批量制造时，较高的冲压生产效率，最终进一步实现定日镜成本降低。

2、由于构造出了近似于四棱锥形式的空间几何凹面，使反射镜粘接与该背板粘接后，形成微弧反射面，使定日镜中的每个反射单元(子镜或称小面)达到设计要求下的聚光效果，在应用于塔式太阳能光热系统中时，可改善因定日镜距离集热目标较远和因太阳光的发散角度等客观不可抗拒条件下引起的反射光斑偏大，提高定日镜光斑质量，从而实现进一步提升镜场效率、减少溢出损失等作用。

3、本发明涉及的结构中，充分考虑不同厚度及材质的反射镜自身强度与背板强度的匹配问题，在背板支点的分布及背板内部框架结构形式的设计上，将中部区域的连接臂设计成简支梁结构，将加强臂及弧形部分支点外侧的部分设计成悬臂梁结构，以此达到中部区域与边缘部分的相互受力强化效果，实现了反射镜与背板粘接成型后，其整体强度及变形量的一致性，避免后续使用过程中，因外部荷载或温度变化引起的内应力破坏。

4、本发明涉及的具体结构形式，是基于通过例如冲压等整体快速成型制造工艺得到的微弧面定日镜背板，其加工过程由自动化生产线实现，且使用在汽车工业等其它领域成熟应用的拉伸板材进行制造，其背板尺寸的一致性和结构刚度均能得到很好地保证。

5、本发明涉及的背板在厚度方向上尺寸较小，通过在制镜厂家的自动化生产线上完成背板与反射镜(子镜)的粘接或其他方式固定后，易于实现以多块子镜紧凑重叠装箱的方式批量发运现场，避免了采用在工地现场进行定日镜支架拼装后再与反射镜进行粘接的组装方式。

附图说明

图1是本发明实施例1的背板主视图。

图2是图1的左视图(图1中的K向视图)，且在坐标系Z方向上，将Δh尺寸做放大示意。

图3是图1中的俯视图(图1中的G向视图)，且在坐标系Z方向上，将Δh尺寸做放大示意。

图4是图1中背板成型部分中A-A位置的剖视图。

图5是图1中背板成型部分中B-B位置的剖视图。

图6是图1中背板成型部分中C-C位置的剖视图。

图7是图1中背板成型部分中D-D位置的剖视图。

图8是图1中背板成型部分中E-E位置的剖视图。

图9是本发明实施例2的背板主视图。

图10是本发明实施例3的背板主视图。

图11是本发明实施例4的背板主视图。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

以塔式太阳能光热发电技术中的定日镜为例，结合目前主流的矩形定日镜子镜(或称小面)形状，为使本发明的技术方案及优点更加明确，下面结合图例及实施例，对本发明进行详细阐述。

如图1所示，一种微弧面反射镜冲压背板，所述背板由薄钢板(拉伸板材)经过裁剪后冲压成型，在该背板的整体框架结构上，由背板内部的各成型部分构成了四个向内的倾斜面7、7’、8、8’，以此实现反射镜体在与背板进行粘接固定时，由背板的空间形状迫使反射镜向其中心点凹陷，产生轻微弹性变形，从而使反射镜面形产生微弧度，达到一定程度的聚光效果。需要强调的是，由于实际工程中的定日镜距离集热目标位置较远，单块反射镜(子镜或称小面)所需的聚光弧度十分微小，一般均在mrad量级，肉眼不易识别，为便于理解，本实施例中的图2、图3所示结构在Z轴方向上进行了夸张放大处理，以增大Δh尺寸。下面将本发明的具体实施方式详述如下：

首先，所述反射镜背板的外边沿(环状成型部分)呈矩形环状结构，由两个长边1和1’，以及两个短边2和2’组成，且长短边相接处采用圆弧过渡。为使背板与镜体粘接组合后具有更好的抗形变效果以及从进一步缩减背板体积与重量、节约用材等方面考虑，在对反射镜与背板连接后的整体结构经过有限元计算分析后，推荐长边和短边的尺寸分别略小于反射镜相应边沿的尺寸。另外，矩形环状成型部分与反射镜结合面呈平面结构，并将该平面其定义为X-Y面，沿X轴方向为短边，沿Y轴方向为长边。

更重要的是，为实现背板对反射镜的完全支撑、保证达到设计的反射面形和刚度指标，背板矩形环状成型部分(1、1’、2、2’)内分布有弧形成型部分及其连接臂、环状成型边加强臂结构，具体为：沿背板环状左右两长边方向，在长边1或1’，与上下两短边2或2’相交处，向内延伸出左右对称的弧形成型部分4和4’，该左右对称的中心线呈弧形的成型部分分别与各自所在长边1或1’所形成的弓形区域7或7’，从而形成一组对称倾斜面，该倾斜面与XY面呈一定角度，该角度在具体设计上需要根据反射镜(子镜或小面)的聚光要求而定。在所述左右对称的弧形成型部分之间，沿X方向设有一对上下对称的连接臂6和6’，实现左右两弧形结构的连接贯通。两个连接臂中心线自身亦有一定弧度，且连接臂的反射镜贴合面沿Y轴向中心区域纵向倾斜，与XY面有一定夹角，由此形成类似梯形的倾斜面8和8’，且8和8’的倾斜角度沿Z轴对称。另外，与环状成型边连接的加强臂，是由连接两长边和两短边中点的共计四条加强臂构成(5和5’)，每根加强臂从长边1或1’中点开始，沿弧形成型面(倾斜面7或7’)以及沿梯形倾斜面8或8’，分别向上下两短边2或2’的中点进行连接，其间，由于空间几何关系，在与弧形成型臂4或4’相交处形成弯折后，转为沿梯形倾斜面8或8’，最终与短边2或2’的中点相接。从图1所示方向看，加强臂5或5’为一直线，实际在空间Z轴方向，5或5’呈一微小角度的折线。

根据定日镜荷载强度要求，在具体的设计中选用适合牌号的拉伸板材，将上述所有成型结构经过模具冲压(液压)成型的一系列工艺过程实现。为获得更高的截面抗弯强度，上述所有成型结构的截面形状被设计成带翼缘的底边开放的梯形截面(如图1，4-7中的A-A、B-B、C-C、D-D所示)，所有截面的开口方向均朝向反射镜一侧。其中，为进一步改善冲压工艺性能，通过优化截面具体形状实现，以剖视图C-C为例，该截面的两侧向分支26和26’相对于顶部平面28以向外发散方式倾斜，且截面开口方向的宽度尺寸与截面高度尺寸的宽高比系数不得小于3，且在每个截面内的各分支之间均采取圆弧光滑过渡，以减小结构应力。另外，如图4、5所示，在环状成型部分1、1’、2、2’及其圆弧过渡区3，其截面具有连续翻边13，且翻边与底部翼缘之间仍有圆弧过渡14。在上述所有成型部分的截面中，开口结构两侧的翼缘表面即为反射镜粘接面，设计及制造过程需结合反射镜面形要求，确定该翼缘的机械尺寸公差精度指标。

根据定日镜结构特点，需要将反射镜(子镜或称小面)与背板粘接，形成一个反射体单元，然后将若干个上述单元安装固定至定日镜支架上。因此，反射镜背板需要通过一定的方式将其固定在定日镜支架结构上，在本发明的该特定实施例中，参见图1及图8，根据背板整体呈矩形几何形状的特点，设置4个支撑点用于背板固定装置的安装，具体位置分别是位于弧形臂和加强臂的4个交汇处，在实际安装操作中，其中的三个支撑点起到支撑定位作用，另外一个支撑点起到力矩平衡作用，需进行最后固定，避免过约束产生的装配应力。每个支撑点中包含位于该处截面上顶平面中心线处的定位孔30及分布于该定位孔两侧向壁板上的多个对称固定连接孔，其中，定位孔实现支撑件的精确卡嵌定位作用，固定连接孔实现支撑件与背板的紧固连接，在本实施例中推荐采用铆接的方式将支撑件和背板进行固定，该方式操作便捷、效果可靠，并且多孔均布连接方式优于单孔固定，对减小背板支撑点局部应力作用明显。

所述背板在与反射镜实现粘接后，在背板各成型部分与反射镜之间形成了相对封闭的空间，为防止特殊情况渗水导致背板腐蚀等现象出现，本例根据发明技术方案，在矩形边沿4个圆弧转角处(图1中序号12)、以及两弧形成型部Z方向最低点(图1中序号12’)的截面底部，开有小孔，用于通气排水。

最后，本实施例对应的微弧面背板是通过由各成型部分包围形成的四个倾斜面(7、7’、8、8’)，以四棱锥面的空间几何形态实现的。并且根据定日镜反射面(子镜或称小面)通常要求的聚光弧度，在如图3所示的Z方向的尺寸Δh，实际仅有2～4mm的凹陷，因此其对应的几组倾斜面从肉眼上很难看出斜率，在此情况下，该微弧面背板在与诸如玻璃材质等较薄反射镜板的粘接时，易于实现反射面的微量弹性变形，从而产生恰当的聚光效果，并且不会对反射面自身产生危害或难于施工的情况。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：当环状成型部分为圆形结构时，优选弧形成型部分、连接臂以及加强支臂的实际布置见参考图9所示：加强支臂5、5’依次连接均匀分布于圆形的环状成型部分1上的四个点，围成一正方形；弧形成型部分4、4’连接相邻两加强支臂对应的环状成型部分上的圆弧中点，两弧形成型部分4、4’左右对称并以圆心中心对称；连接臂6、6’连接两弧形成型部分上的两个1/4位置，两连接臂上下对称并以圆心中心对称。

实施例3：

本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：当环状成型部分为椭圆形结构时，优选弧形成型部分、连接臂以及加强支臂的实际布置规则见参考图10所示：加强支臂5、5’依次连接均匀分布于椭圆形的环状成型部分上的四个点，即长短轴与椭圆的交点，围成一菱形；两弧形成型部分4、4’左右对称并以圆心中心对称；两连接臂6、6’上下对称并以圆心中心对称。

实施例4：

本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：当环状成型部分为边数大于4的偶数边正多边形结构时(以正六边形为例)，优选弧形成型部分、连接臂以及加强支臂的实际布置规则见参考图11所示：加强支臂5、5’间隔一边连接正六边形的环状成型部分上的各边中点，交叉围成一菱形；弧形成型部分4、4’连接对应上下角，两弧形成型部分4、4’左右对称并以正多边形中心中心对称；连接臂6、6’连接两弧形成型部分与加强支臂的交点，两连接臂6、6’上下对称并以正多边形中心中心对称。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。