一种盒式太阳能无人机的制作方法

本发明涉及无人机设计领域，具体涉及一种将太阳能片与盒式翼布局结合，兼具垂直起降和巡航性能的盒式太阳能无人机。

背景技术：

太阳能无人机是一种新型能源的无人机，由于其可通过铺设的太阳能片的手段将太阳光照转换为无人机的动力能源，进而增加无人机的航程与航时，因此其在军用与民用领域均具有重要的市场应用价值。在军用方面可用于侦查与巡逻，在民用方面可用于监管与信号连接，但是目前大多数太阳能无人机均采用固定翼的布局，这种无人机布局在前飞和着陆时需要滑跑跑道，跑道距离大大限制了这类太阳能无人机的使用范围，为了解决该问题，满足市场的需求，设计出一款兼具垂直起降和巡航性能的太阳能无人机就显得尤为重要。

中国发明专利cn108557081a公开了“一种太阳能连翼无人机及其控制方法”，其主要包括：尾撑杆、机翼和吊舱组件，主要用于解决现有超大展弦比无人机结构强度差、设计困难和现有无人机是单纯的电动机控制，不能配合舵机实现综合控制的问题，虽然该太阳能无人机在控制方面具有优势，但其不能实现垂直起降，大大限制了该太阳能无人机的使用范围；

中国发明专利cn108116656a公开了“一种太阳能无人机”，该无人机包括机身、机翼以及太阳能电池板，该发明的优势在于其机翼为实心，柔性填充体分别与刚性的机翼肋板、翼梁和纵墙紧密结合，形成夹心结构，抗振、抗冲击能力强；将太阳能电池板嵌入设在柔性填充体上，由机翼结构吸收振动和冲击，大大减少太阳能电池板的碎裂和损坏，进而提高了太阳能电池板的使用寿命，但该太阳能无人机不具备垂直起降性能，其应用市场将会减少。

技术实现要素：

为了解决目前太阳能无人机不兼具垂直起降和巡航性能的技术问题，本发明提出了一种盒式太阳能无人机，该无人机采用盒式翼布局，在提高太阳能片铺设面积的同时，提高太阳能无人机的巡航气动效率；采用涵道风扇与倾转旋翼组合的方式，确保太阳能无人机兼具垂直起降和巡航性能；采用复合式垂尾的方式，在确保太阳能无人机的稳定性和操纵性的同时，减少倾转旋翼尾流在巡航时对于太阳能无人机机翼气动效率的影响。

本发明的技术方案为：

所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：包括无人机机体、盒式机翼、复合式垂尾、涵道风扇组件、旋翼组件、起落架和太阳能片；

所述无人机机体由轻质高强度材料制成，无人机机体纵向前部1/4位置处具有开口，用于安装涵道风扇组件，无人机机体纵向1/2位置处两侧安装倾转旋翼轴；

所述盒式机翼由第一机翼、第二机翼、第三机翼、第四机翼组成；四个机翼的翼根处均与无人机机体固定连接，其中第一机翼与第二机翼相对于无人机机体纵向对称面对称，且翼根在无人机机体前部两侧与无人机机体固定连接，第三机翼与第四机翼关于无人机机体纵向对称面对称，且翼根在无人机机体后部两侧与无人机机体固定连接，第一机翼与第二机翼具有后掠角和上反角，第三机翼与第四机翼具有前掠角和下反角；第一机翼与第三机翼在各自翼稍处与第一翼稍下沿固定连接，第二机翼与第四机翼在各自翼稍处与第二翼稍下沿固定连接；所述第一翼稍和第二翼稍均采用上反结构；在第三机翼以及第四机翼中具有中断，中断位置安装有复合式垂尾；

在第一机翼和第二机翼中安装有副翼，在第三机翼和第四机翼中安装有平尾，在复合式垂尾中安装有方向舵；

所述涵道风扇组件安装在无人机机体中，且涵道风扇组件的轴线位于无人机机体的纵向对称面内；

所述倾转旋翼轴外端均安装有旋翼组件，旋翼倾转轴能够带动旋翼组件发生倾转；所述旋翼组件处于盒式机翼与无人机机体形成的三角形区域内；两个旋翼组件均由相同的电机与旋翼桨叶两部分组成，且相对于无人机机体的纵向对称面对称；两个旋翼组件的旋翼桨叶转向相反；当当无人机进入垂直起降模式时，两个旋翼组件的旋翼桨叶和涵道风扇组件的涵道风扇叶片均位于同一水平面内；

所述无人机机体内部还安装有电池、飞控系统以及有效载荷；太阳能片铺设于第一机翼、第二机翼、第三机翼和第四机翼表面，太阳能片能够给电池充电，电池能够向旋翼组件、涵道风扇组件以及飞控系统供电；

所述起落架布置在无人机机体下部，用于支撑无人机的垂直起降。

进一步的优选方案，所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：所述复合式垂尾为由两块短机翼组成的倒立“v”形结构，在靠近翼尖一侧的短机翼上布置有方向舵。

进一步的优选方案，所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：第一复合式垂尾布置在第三机翼上，第二复合式垂尾布置在第四机翼上；第一复合式垂尾最高点位于距第三机翼翼尖56％～60％展长处，第二复合式垂尾最高点位于距第四机翼翼尖56％～60％展长处。

进一步的优选方案，所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：复合式垂尾中靠近翼尖一侧的短机翼上倾斜角度为25°～35°，靠近翼根一侧的短机翼上倾斜角度为40°～47°。

进一步的优选方案，所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：所述无人机机体采用玻璃钢或轻木材料制成。

进一步的优选方案，所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：所述第一机翼、第二机翼、第三机翼和第四机翼均为矩形翼，其展弦比为7～8；第一机翼与第二机翼的后掠角为10°～15°，上反角为5°～10°，第三机翼与第四机翼的前掠角为10°～15°，下反角为5°～10°。

进一步的优选方案，所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：第一翼稍和第二翼稍采用弧形结构，弧形结构由机翼翼尖过渡到翼稍外端。

进一步的优选方案，所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：第一副翼中心位于距第一机翼翼尖45％～55％展长处，与第一机翼铰接；第二副翼中心位于距第二机翼翼尖45％～55％展长处，与第二机翼铰接；第一副翼和第二副翼面积均为第一机翼或第二机翼面积的7％～10％，第一副翼和第二副翼关于无人机机体纵向对称面对称。

进一步的优选方案，所述一种盒式太阳能无人机，其特征在于：第一平尾中心位于距第三机翼翼尖20％～30％展长处，与第三机翼铰接；第二平尾中心位于距第四机翼翼尖20％～30％展长处，与第四机翼铰接；第一平尾和第二平尾面积均为第三机翼或第四机翼的22％～25％，且关于无人机机体纵向对称面对称。

有益效果

本发明提出了一种盒式太阳能无人机，该无人机采用涵道风扇和倾转旋翼组合的动力系统，使得无人机具备有垂直起降和巡航性能；其中涵道风扇仅在垂直起降模式和动态倾转模式中起作用，倾转旋翼可在倾转旋翼轴的带动下发生倾转，其在垂直起降模式、动态倾转模型和巡航模式起主要作用；

本发明采用盒式翼布局和复合式垂尾设计，盒式翼布局能够增加太阳能片的铺设面积，进而提高无人机的航程与航时，盒式翼布局气动效率较好，因此可以提高无人机的巡航效率；复合式垂尾主要在无人机巡航时可以减少倾转旋翼尾流对于无人机机翼的影响，进而提高无人机机翼的气动效率；

本发明采用太阳能片设计，主要将太阳能片铺设在无人机的机翼表面，通过太阳能片将太阳能转换为电能对无人机的电池进行供电，以增加无人机的航程与航时；

综上所述，本发明一种盒式太阳能无人机与现有太阳能无人机相比，本发明盒式太阳能无人机采用组合式动力系统兼具垂直起降和巡航性能，适用范围更广；本发明盒式太阳能无人机与现有太阳能无人机相比，其采用盒式翼布局，盒式翼布局气动性能较好能提高无人机的巡航效率，盒式翼布局机翼面积较大，可铺设更多的太阳能片以增加无人机的航程与航时；本发明盒式太阳能无人机与现有复合式垂起无人机相比，其采用复合式垂尾以减少倾转旋翼在巡航时尾流对于机翼的影响，进而提高无人机机翼的巡航气动效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一种盒式太阳能无人机巡航模式下的轴视图；

图2是本发明一种盒式太阳能无人机垂起模式下的轴视图；

图3是本发明一种盒式太阳能无人机的正视图；

图4是本发明一种盒式太阳能无人机的俯视图；

图5是本发明一种盒式太阳能无人机的侧视图；

图6是本发明一种盒式太阳能无人机的旋翼组件视图；

图7是本发明一种盒式太阳能无人机的涵道风扇组件视图；

图中：1.第一旋翼组件2.第二旋翼组件3.涵道风扇组件4.电池5.飞控系统6.无人机机体7.第一机翼8.第二机翼9.第三机翼10.第四机翼11.起落架12.第一复合式垂尾13.第二复合式垂尾14.第一方向舵15.第二方向舵16.第一翼稍17.第二翼稍18.第一副翼19.第二副翼20.第一平尾21.第二平尾22.太阳能片23.旋翼倾转轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外、术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1～图7，本发明实例一种盒式太阳能无人机，采用全电能驱动，采用盒式翼布局，采用倾转旋翼与涵道风扇的组合动力系统，采用太阳能片铺设设计，使太阳能无人机可高效率的在垂直起降模式、倾转过渡模式和巡航模式之间进行转换，提高了无人机的垂直起降效率、巡航效率、航程和航时。

本发明实例一种盒式太阳能无人机主要由第一旋翼组件、第二旋翼组件、涵道风扇组件、电池、飞控系统、无人机机体、第一机翼、第二机翼、第三机翼、第四机翼、起落架、第一复合式垂尾、第二复合式垂尾、第一方向舵、第二方向舵、第一翼稍、第二翼稍、第一副翼、第二副翼、第一平尾、第二平尾、太阳能片、旋翼倾转轴组成。

本发明实例中无人机机体6由玻璃钢、轻木等具有较好刚度和强度的材料制造，本发明实例中无人机机体6由轻木制造；无人机机体6的1/4位置处具有开口，用于安装涵道风扇组件3，无人机机体6的1/2位置处用于安装倾转旋翼轴23；无人机机体6在第一机翼7和第三机翼9之间具有小型开口，用于装载电池4、飞控系统5以及有效载荷；有效载荷即为无人机在执行任务时所携带的载荷，比如无人机在充当发射平台时可携带wifi发射器；无人机在检测森林火灾时，可携带高速摄像头；无人机机体6的长度为1.3m～1.5m之间，本发明实例中无人机机体6的长度为1.44m。

第一机翼7、第二机翼8、第三机翼9和第四机翼10均为矩形翼，其展弦比位于7～8之间，翼根均与无人机机体6固结，本发明实例中第一机翼7、第二机翼8、第三机翼9和第四机翼10均由轻木制造，且其展弦比为7，弦长为0.2m，展长为1.4m，翼型为hn409翼型；第一机翼7与第二机翼8相对于无人机机体6的纵向对称面对称，第三机翼9与第四机翼10关于无人机机体6的纵向对称面对称，第一机翼7与第二机翼8的后掠角位于10度～15度之间，第三机翼9与第四机翼10的前掠角位于10度～15度之间，本发明实例中第一机翼7与第二机翼8的后掠角均为10度，第三机翼9与第四机翼10的前掠角均为10度；第一机翼7与第三机翼8在翼稍处与第一翼稍16固结；第二机翼9与第四机翼10在翼稍处与第二翼稍17固结；第一机翼7和第二机翼8的上反角均位于5度～10度之间，第三机翼9和第四机翼10的下反角均位于5度～10度之间，本发明实例中第一机翼7和第二机翼8的上反角均位于5度，第三机翼9和第四机翼10的下反角均位于5度；第一机翼7、第二机翼8、第三机翼9和第四机翼10的展长均位于0.8m～1.2m之间，本发明实例中其展长均为2m。

第一翼稍16和第二翼稍17均上反，主要用于减少无人机机翼所产生的涡流，以提高无人机的气动效率，其材质与机翼一致，采用弧形结构由翼尖过渡到翼稍外端。

第三机翼9与第四机翼10距其翼尖45％～52％展长至距其翼根15％～22％展长处中断，中断处分别与第一复合式垂尾12和第二复合式垂尾13连接；本发明实例中第三机翼9与第四机翼10距其翼尖45％展长至距其翼根20％展长处中断。

第一副翼18中心位于距第一机翼7翼尖45％～55％展长处，与第一机翼7铰接；第二副翼19中心位于距第二机翼8翼尖45％～55％展长处，与第二机翼8铰接，主要用于控制无人机的滚转；第一副翼18和第二副翼19面积均为第一机翼7或第二机翼8面积的7％～10％，第一副翼和第二副翼关于无人机机体纵向对称面对称。本发明实例中第一副翼18和第二副翼19的面积为第一机翼7或第二机翼8面积的8％。

第一平尾20中心位于距第三机翼9翼尖20％～30％展长处，与第三机翼9铰接；第二平尾21中心位于距第四机翼10翼尖20％～30％展长处，与第四机翼10铰接，其主要用于无人机俯仰的控制；第一平尾20和第二平尾21面积均为第三机翼9或第四机翼10的22％～25％，且关于无人机机体纵向对称面对称。

复合式垂尾是指由两块具有一定翼型的短机翼以一定角度连接在一起用于保证无人机横航向稳定性和控制性的尾翼。当本发明无人机进行前飞巡航时，第一旋翼组件和第二旋翼组件的旋翼桨叶所产生的尾流将通过第三机翼和第四机翼，这将降低第三机翼和第四机翼的气动效率；并且对于现有的垂直起降无人机而言，其通常采用的方式是在机身上布置专门的复合垂尾以保证无人机的横航向稳定性，专门布置的复合垂尾将额外增加无人机的结构重量；为了解决上述问题，本发明采用了第一复合式垂尾和第二复合式垂尾，其不仅可以保证第一旋翼组件和第二旋翼组件在无人机前飞巡航时的尾流直接通过第一复合式垂尾和第二复合式垂尾所组成的空间，提高无人机第三机翼和第四机翼的气动效率，还可以同时起到无人机垂尾的作用，保证无人机的横航向稳定性与控制性。

所述第一复合式垂尾由无人机正视图可得其形成倒立“v”形，靠近第三机翼翼尖一侧铰接有第一方向舵，靠近第三机翼翼尖一侧的面积为第三机翼面积的30％～35％，上倾斜角度为25°～35°，靠近第三机翼翼根一侧面积为第三机翼面积的20％～25％，上倾斜角度为40°～47°；所述第二复合式垂尾由无人机正视图可得其形成倒立“v”形，靠近第四机翼翼尖一侧铰接有第二方向舵，靠近第四机翼翼尖一侧面积为第四机翼面积的30％～35％，上倾斜角度为25°～35°，靠近第四机翼翼根一侧面积为第四机翼面积的20％～25％，上倾斜角度为40°～47°。

第一方向舵14位于第一复合式垂尾12上，与第一复合式垂尾12铰接；第二方向舵15位于第二复合式垂尾13上，与第二复合式13垂尾铰接，其主要用于无人机的偏航控制，面积为第一复合式垂尾12或第二复合式垂尾13的1/6，且关于无人机机体纵向对称面对称；第一复合式垂尾12与第二复合式垂尾13最高点距离无人机机体6的中轴线高度位于0.30m～0.32m之间，本发明实例中高度为0.31m。

第一复合式垂尾12最高点位于距第三机翼9翼尖56％～60％展长处，本发明实例中位于距第三机翼9翼尖56％展长处；第二复合式垂尾13最高点位于距第四机翼10翼尖56％～60％展长处，本发明实例中位于距第四机翼10翼尖56％展长处。

本发明实例中第一复合式垂尾12由无人机正视图可得其形成倒立“v”形，靠近第三机翼9翼尖一侧的面积为第三机翼9面积的30％，上倾斜角度为30度，靠近第三机翼9翼根一侧面积为第三机翼9面积的21％，上倾斜角度为45度；本发明实例中第二复合式垂尾13由无人机正视图可得其形成倒立“v”形，靠近第四机翼10翼尖一侧面积为第四机翼10面积的30％，上倾斜角度为20度，靠近第四机翼10翼根一侧面积为第四机翼10面积的21％，上倾斜角度为45度。

旋翼倾转轴23可带动两头固结的第一旋翼组件1和第二旋翼组件2发生倾转，用于无人机垂直起降模式、倾转过渡模式和巡航模式间的转换；旋翼倾转轴23的材质一般为碳管等高强度材料，本发明实例中采用碳管。

本发明实例中第一旋翼组件1和第二旋翼组件2均包含相同的旋翼桨叶和电机，两者关于无人机机体6的纵向对称面对称；本发明实例中第一旋翼组件1和第二旋翼组件2均采用kv520电机和apc1260桨；第一旋翼组件1、第二旋翼组件2的旋翼桨叶以及涵道风扇组件3的涵道风扇叶片在无人机垂直起降过程中均位于同一平面内；第一旋翼组件1的旋翼桨叶和第二旋翼组件2的旋翼桨叶在无人机飞行过程中转向相反，以保证无人机飞行过程中旋翼组件自身力矩的平衡；涵道风扇组件3由电机与涵道风扇两部分组成，其中涵道风扇组件3固接于无人机机体6头部的开口处，且涵道风扇组件3的轴线与无人机机体6的纵向对称面位于同一平面内，本发明实例中涵道风扇组件3采用edf70mm涵道风扇。

如果将旋翼组件布置在第一机翼、第二机翼、第三机翼以及第四机翼外部，将占用额外的空间并且对无人机的结构受力产生不良影响；当本发明无人机进行垂直起降时，第一旋翼组件和第二旋翼组件的旋翼桨叶均将产生垂直向下的尾流，如果该尾流直接打在无人机的机翼上将严重降低无人机垂直起降时旋翼的气动效率；为了解决上述问题，本发明将第一旋翼组件布置在第一机翼和第三机翼所组成的三角形空间内部，将第二旋翼组件布置在第二机翼与第四机翼所组成的三角形空间内部，保证第一旋翼组件和第二旋翼组件的尾流直接通过第一机翼与第三机翼，第二机翼与第四机翼所组成的空间，以提高无人机的垂起效率；其中第一旋翼组件和第二旋翼组件的旋翼桨叶半径应位于0.29m～0.31m之间。

太阳能片22铺设于第一机翼7、第二机翼8、第三机翼9和第四机翼10的表面，与第一机翼7、第二机翼8、第三机翼9和第四机翼10固结，用于增加无人机的航程和航时。

电池4和飞控系统5均安置于无人机机体6的内部，其中电池4为可充电电池，可通过铺设在无人机机翼表面的太阳能片22将太阳能转换为电能对电池4进行充电，并通过电线为第一旋翼组件1、第二旋翼组件2以及涵道风扇组件3中的电机供电；飞控系统5为目前可以买到的pixhawk飞控板，用于辅助无人机的垂起模式、动态倾转模式以及巡航模型中无人机的控制。

起落架11主要用于支撑无人机的垂直起降，主要由碳管组成。

接下来对本发明实例无人机的三种飞行模式做详细介绍：

1、垂直起降模式：本发明无人机垂直起降模式中第一旋翼组件1、第二旋翼组件2的旋翼桨叶和涵道风扇组件3中的涵道风扇位于同一水平面，第一旋翼组件1、第二旋翼组件2和涵道风扇组件3的旋翼桨叶和涵道风扇旋转平面与无人机机体6的水平面平行，由于第一旋翼组件1和第二旋翼组件2距离无人机质心较近，因此在垂直起降过程中，第一旋翼组件1和第二旋翼组件2的旋翼桨叶转速更快，以保证无人机俯仰的稳定性。电池4通过电线与第一旋翼组件1、第二旋翼组件2和涵道风扇组件3的电机连接，用于驱动其电机进行旋转，进而带动旋翼桨叶和涵道风扇转动产生向上的拉力；飞控系统5通过控制电池4输送给第一旋翼组件1、第二旋翼组件2和涵道风扇组件3电机的电量来控制其旋翼桨叶和涵道风扇的转速，进而对无人机进行控制；飞控系统5通过控制第一旋翼组件1和第二旋翼组件2的转速对无人机垂直起降过程中的滚转进行控制，通过同时控制涵道风扇组件3和第一旋翼组件1与第二旋翼组件2的转速对无人机垂直起降过程的俯仰进行控制，通过控制第一旋翼组件1、第二旋翼组件2和涵道风扇组件3的转速产生扭矩对无人机垂直起降过程中的偏航进行控制；在无人机的垂直起降过程中，第一方向舵14和第二方向舵15有一定的偏转以抵消涵道风扇组件3在转动过程中所产生的扭矩，使得无人机稳定的垂直起降；垂直降落过程中，第一旋翼组件1、第二旋翼组件2和涵道风扇组件3的转速由稳定逐渐减少，直至转速为零；起落架11主要起到保护无人机和用于无人机在地面支撑的作用；

2、倾转过渡模式：无人机在由垂直起降模式转换为巡航模式的过程称为无人机的倾转过渡模式；一般认为无人机飞行高度超过150m可进入该模式，无人机前飞速度超过16m/s时该模式结束，具体应视无人机的大小和实际环境情况决定；在该模式中，飞控系统5通过控制舵机带动旋翼倾转轴23发生转动，进而带动第一旋翼组件1和第二旋翼组件2发生倾转，使其旋翼转动平面由平行于无人机机体6的水平平面逐渐过渡到垂直于无人机机体6的水平平面；飞控系统5还将通过控制电池4输出的电量对涵道风扇组件3的转速进行控制，使其转速逐渐减少，最终趋于零。在倾转过渡模式中，无人机前飞速度小于6m/s时，飞控系统5通过控制第一旋翼组件1、第二旋翼组件2和涵道风扇组件3的转速来进行无人机的控制，与垂直起降模式控制方式相同；当无人机前飞速度超过6m/s时，飞控系统5将通过第一方向舵14和第二方向舵15的偏转对无人机的偏航进行控制，通过控制第一副翼18和第二副翼19的偏转对无人机的滚转进行控制，通过控制第一平尾20和第二平尾21的偏转对无人机的俯仰进行控制；此时铺设在机翼表面的太阳能片22通过太阳光照产生电能，再通过电线将电能输送到电池4中，用于增加无人机的航程与航时；

3、巡航模式：本发明无人机第一涵道风扇组件3的转速为零，第一旋翼组件1和第二旋翼组件2的旋翼桨叶转动平面与无人机机体6的水平平面垂直，第一旋翼组件1和第二旋翼组件2的旋翼桨叶转速稳定，用于提供无人机巡航模式下的拉力；飞控系统5通过第一方向舵14和第二方向舵15的偏转对无人机的偏航进行控制，通过控制第一副翼18和第二副翼19的偏转对无人机的滚转进行控制，通过控制第一平尾20和第二平尾21的偏转对无人机的俯仰进行控制；此时铺设在机翼表面的太阳能片22同样将通过太阳光照产生电能，再通过电线将电能输送到电池4中，用于增加无人机的航程与航时。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。