旗帜式柔性风能收集装置

本发明涉及风能收集技术领域，具体涉及一种旗帜式柔性风能收集装置。

背景技术：

随着新一代物联网技术的大面积应用，无线传感器网络的供电问题亟待解决。风能是一种在环境中广泛存在却未被充分利用的清洁能源。收集环境中的风能，将风能转化为电能，为小功耗的电子元器件供电，是解决这一类供电问题的重要技术思路。但是传统的风力发电装置存在体积较大、结构复杂、启动风速较高等技术劣势。

摩擦纳米发电机能够直接将环境中的其他形式能量通过摩擦转化为电能。基于纳米摩擦发电原理设计的风力收集装置具有结构简单、成本低廉等应用优势。但是现有设计方案在电力输出特性、环境适应性、启动风速等方面仍然有待改善。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种旗帜式柔性风能收集装置，包括底座、旗帜支杆、柔性旗帜、第一电极板和第二电极板；

所述旗帜支杆设在所述底座上，所述旗帜支杆具有在预设方向上相对的第一边沿和第二边沿，所述旗帜支杆在所述预设方向上的尺寸大于等于预设值；

所述柔性旗帜的第一端安装在所述旗帜支杆上，所述柔性旗帜的所述第一端在所述预设方向上位于所述第一边沿与所述第二边沿之间；

所述第一电极板和所述第二电极板沿所述预设方向间隔开地设在所述底座上，所述柔性旗帜的至少一部分在所述预设方向上位于所述第一电极板和所述第二电极板之间。

根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置具有电力输出特性好，能够有效解决无线传感器网络的供电问题等优点。

在一些实施例中，所述旗帜支杆包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分在所述预设方向上相对设置，其中所述柔性旗帜的所述第一端在所述预设方向上位于所述第一部分和所述第二部分之间，所述第一部分和所述第二部分相连以便将所述柔性旗帜的所述第一端夹持在所述第一部分和所述第二部分之间。

在一些实施例中，所述第一部分在所述预设方向上的尺寸等于所述第二部分在所述预设方向上的尺寸。

在一些实施例中，所述旗帜支杆的形状为圆柱状，所述第一部分和所述第二部分中的每一者的形状为半圆柱状。

在一些实施例中，所述第一部分、所述柔性旗帜和所述第二部分通过紧固件可拆卸地连接，所述紧固件位于所述旗帜支杆的外表面的内侧。

在一些实施例中，进一步包括弹性支撑件，所述弹性支撑件设在所述底座上，所述旗帜支杆安装在弹性支撑件上。

在一些实施例中，所述弹性支撑件为片状，所述弹性支撑件的上部夹持在所述第一部分和所述第二部分之间，其中所述弹性支撑件具有第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面在所述弹性支撑件的厚度方向上相对，所述第一表面和所述第二表面中的每一者垂直于所述预设方向。

在一些实施例中，所述预设方向为第一水平方向，所述第一电极板和所述第二电极板中的每一者在所述底座上的安装位置沿所述预设方向可调；所述旗帜支杆在所述底座上的安装位置在第二水平水平方向上可调，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向。

在一些实施例中，所述底座上设有沿所述预设方向延伸的第一倒t型槽，所述旗帜式柔性风能收集装置进一步包括第一安装座和第二安装座；

所述第一安装座通过第一螺栓和第一螺母可拆卸地安装在所述底座上，所述第一电极板安装在所述第一安装座上，其中所述第一螺栓的第一头部配合在所述第一倒t型槽的水平段内，所述第一螺栓的第一螺杆部穿过所述第一倒t型槽的竖直段和所述第一安装座，所述第一螺杆部的一部分向上伸出所述第一安装座，所述第一螺母配合在所述第一螺杆部的所述一部分上且抵靠在所述第一安装座上；

所述第二安装座通过第二螺栓和第二螺母可拆卸地安装在所述底座上，所述第二电极板安装在所述第二安装座上，其中所述第二螺栓的第二头部配合在所述第一倒t型槽的水平段内，所述第二螺栓的第二螺杆部穿过所述第一倒t型槽的竖直段和所述第二安装座，所述第二螺杆部的一部分向上伸出所述第二安装座，所述第二螺母配合在所述第二螺杆部的所述一部分上且抵靠在所述第二安装座上。

在一些实施例中，所述底座上设有沿所述第二水平方向延伸的第二倒t型槽，所述旗帜式柔性风能收集装置进一步包括支杆安装座；

所述支杆安装座通过第三螺栓和第三螺母可拆卸地安装在所述底座上，所述弹性支撑件安装在所述支杆安装座上，其中所述第三螺栓的第三头部配合在所述第二倒t型槽的水平段内，所述第三螺栓的第三螺杆部穿过所述第二倒t型槽的竖直段和所述支杆安装座，所述第三螺杆部的一部分向上伸出所述支杆安装座，所述第三螺母配合在所述第三螺杆部的所述一部分上且抵靠在所述支杆安装座上。

附图说明

图1是根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置的工作状态的俯视示意图。

图3是根据本发明实施例的旗帜支杆与柔性旗帜、弹性支撑件和支杆安装座连接时的爆炸结构示意图。

图4是根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置的发电原理示意图。

图5是根据本发明实施例的旗帜支杆和弹性支撑件的振动状态示意图。

图6是根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置的功率-风速关系图。

附图标记：100、风能收集装置；1、底座；11、第一倒t型槽；12、第一螺栓；13、第二螺栓；14、第一螺母；15、第二螺母；16、第二倒t型槽；17、第三螺栓；18、第三螺母；2、旗帜支杆；21、第一边沿；22、第二边沿；23、第一部分；231、螺纹孔；24、第二部分；241、台阶孔；25、螺钉；26、第四螺栓；3、柔性旗帜；31、第一端；32、第一通孔；4、第一电极板；41、第一绝缘平板；411、第三表面；412、第四表面；42、第一电极层；5、第二电极板；51、第二绝缘平板；511、第五表面；512、第六表面；52、第二电极层；6、弹性支撑件；61、第一表面；62、第二表面；7、第一安装座；71、第一l形连接板；72、第一电极柱；8、第二安装座；81、第二l形连接板；82、第二电极柱；9、支杆安装座；91、竖直部；92、水平部；10、导线。

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。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。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100。

如图1所示，根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100包括底座1、旗帜支杆2、柔性旗帜3、第一电极板4和第二电极板5。旗帜支杆2设在底座1上，旗帜支杆2具有在预设方向上相对的第一边沿21和第二边沿22，旗帜支杆2在预设方向上的尺寸大于等于预设值。预设方向如图1中的箭头a所示。

柔性旗帜3的第一端31安装在旗帜支杆2上，柔性旗帜3的第一端31在预设方向上位于第一边沿21与第二边沿22之间。第一电极板4和第二电极板5沿预设方向间隔开地设在底座1上，柔性旗帜3的至少一部分在预设方向上位于第一电极板4和第二电极板5之间。

旗帜支杆2在预设方向上的尺寸大于等于预设值，也就是说，旗帜支杆2在该预设方向上具有一定的厚度。由此当空气(风)流过旗帜支杆2后，在旗帜支杆2的后方产生较明显的涡街振荡。其中，旗帜支杆2的背风一方为旗帜支杆2的后方，即空气先流过旗帜支杆2的前方、再流过旗帜支杆2的后方。

通过使柔性旗帜3的第一端31在该预设方向上位于第一边沿21与第二边沿22之间，从而使旗帜支杆2后方产生的涡街振荡能够引起柔性旗帜3的剧烈颤动。前后方向如图1的箭头b所示。

如图2和图4所示，根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100的具体工作原理为：在初始状态下，柔性旗帜3处于稳定的静止状态，第一电极板4与第二电极板5之间没有电势差，由于柔性旗帜3的颤动有一个最小风速，当环境中的风速高于最小风速，柔性旗帜3开始颤动。由于柔性旗帜3与第一电极板4和第二电极板5的材料不同，柔性旗帜3与第一电极板4和第二电极板5得失电子的能力不同。在柔性旗帜3和第一电极板4接触摩擦时，柔性旗帜3和第一电极板4会分别带上等量相反的电荷。当柔性旗帜3和第一电极板4分离后，第一电极板4上的电荷会经过外部导线流向第二电极板5，从而在外部导线上形成电流并带动负载。在柔性旗帜3和第二电极板5接触摩擦时，柔性旗帜3和第二电极板5会分别带上等量相反的电荷。当柔性旗帜3和第二电极板5分离后，第二电极板5上的电荷会经过外部导线流向第一电极板4，从而在外部导线上形成电流并带动负载。在风中颤动的柔性旗帜3交替与第一电极板4和第二电极板5接触分离，在外部电路中形成交变电流，从而将风能转化为电能。

实验中，柔性旗帜3自身具有的振幅越大，或者理解为柔性旗帜3的动能越大时，第一电极板4和第二电极板5之间产生的电压有效值越高，从而使第一电极板4和第二电极板5形成的电源的功率也越高。

相关技术中的基于纳米摩擦发电原理设计的风力收集装置在电力输出特性方面有待改进，其中一个重要原因是柔性旗帜不能相对第一电极板和第二电极板产生稳定的剧烈颤动，从而第一电极板和第二电极板之间不能产生较高的电压有效值。

根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100处于工作状态时，空气来流由于受到旗帜支杆2的扰动，在旗帜支杆2的后方产生涡街振荡，使旗帜支杆2后面的柔性旗帜3能够剧烈颤动，以便使柔性旗帜3具有的动能较大，从而使第一电极板4和第二电极板5之间能够输出较高的电压有效值，使第一电极板4和第二电极板5形成的电源的功率也较高，进而能够使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100具有较好的电力输出特性，能够有效解决无线传感器网络的供电问题。

因此，根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100具有电力输出特性好，能够有效解决无线传感器网络的供电问题等优点。

为了使本申请的技术方案更加容易被理解，下面以该预设方向为左右方向为例，进一步描述据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100。如图1所示，旗帜式柔性风能收集装置100包括底座1、旗帜支杆2、柔性旗帜3、第一电极板4和第二电极板5。

其中，底座1可以设计为长方形板状，用于安装其他零部件，从而使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100成为一个整体。柔性旗帜3外形可以为长方形。柔性旗帜3可以为氟化乙烯丙烯共聚物(fep)薄膜，氟化乙烯丙烯共聚物(fep)具有良好的绝缘性。氟化乙烯丙烯共聚物薄膜也可由其它材料薄膜代替，如：聚四氟乙烯(ptfe)薄膜等。

旗帜支杆2设在底座1上，旗帜支杆2具有在左右方向上相对的第一边沿21和第二边沿22，旗帜支杆2在左右方向上的尺寸大于等于预设值。

柔性旗帜3的第一端31安装在旗帜支杆2上，柔性旗帜3的第一端31在左右方向上位于第一边沿21与第二边沿22之间。

如图1和图3所示，旗帜支杆2包括第一部分23和第二部分24，第一部分23和第二部分24在左右方向上相对设置。其中，柔性旗帜3的第一端31在左右方向上位于第一部分23和第二部分24之间，第一部分23和第二部分24相连以便将柔性旗帜3的第一端31夹持在第一部分23和第二部分24之间。

由此不仅便于将柔性旗帜3固定在旗帜支杆2后部，使柔性旗帜3与旗帜支杆2组装方便，而且旗帜支杆2后方产生的涡街振荡能够引起柔性旗帜3的剧烈颤动，进而能够使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100具有更好的电力输出特性。

如图1和图3所示，第一部分23在左右方向上的尺寸等于第二部分24在左右方向上的尺寸。由此使柔性旗帜3在左右方向上位于旗帜支杆2后部的正中位置，从而旗帜支杆2后方产生的涡街振荡能够引起柔性旗帜3更加剧烈地、更均匀地颤动，进而能够使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100具有更好的电力输出特性。

如图1和图3所示，优选地，旗帜支杆2的形状为圆柱状，第一部分23和第二部分24中的每一者的形状为半圆柱状。也就是说，第一部分23和第二部分24中的每一者的水平截面为半圆形。本申请的发明人经过通过实验证明，当旗帜式柔性风能收集装置100处于工作状态时，空气来流流过圆柱状的旗帜支杆2受到扰动，能够可靠地在旗帜支杆2后方产生涡街振荡，从而旗帜支杆2后方产生的涡街振荡能够引起柔性旗帜3更加稳定地剧烈颤动，进而能够使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100具有更稳定的电力输出特性。

如图1和图3所示，第一部分23、柔性旗帜3和第二部分24通过紧固件可拆卸地连接。由此能够方便将柔性旗帜3安装在旗帜支杆2上，安装方式稳定可靠，且方便更换柔性旗帜3。

紧固件位于旗帜支杆2的外表面的内侧。也就是说，紧固件不超出旗帜支杆2的外表面。由此避免破坏旗帜支杆2的外形，能够使旗帜支杆2对空气来流的扰动在旗帜支杆2的高度方向上更均匀，从而旗帜支杆2后方产生的涡街振荡能够引起柔性旗帜3更均衡地剧烈颤动，进而能够使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100具有更稳定的电力输出特性。

例如，第一部分23和第二部分24中的每一者的形状为半圆柱状。第一部分23的内侧平面上设有若干螺纹孔231，若干螺纹孔231沿旗帜支杆2的高度方向间隔排列，第一部分23的该内侧平面的宽度中心线经过若干螺纹孔231。柔性旗帜3上设有若干与螺纹孔231一一对应的第一通孔32。

第二部分24的外侧圆柱面上设有若干与螺纹孔231一一对应的台阶孔241，若干台阶孔241沿旗帜支杆2的高度方向间隔排列，第二部分24的该外侧圆柱面的宽度中心线经过若干台阶孔241，台阶孔241为通孔。第一部分23、柔性旗帜3和第二部分24通过若干一一对应依次穿过台阶孔241、第一通孔32和螺纹孔231的螺钉25可拆卸连接，台阶孔241的台阶部分用于隐藏螺钉25头部，以便保证第二部分24的半圆柱外形，即保证螺钉25位于旗帜支杆2的外表面的内侧。

由此能够使旗帜支杆2对空气来流的扰动在旗帜支杆2的高度方向上更均匀，从而旗帜支杆2后方产生的涡街振荡能够引起柔性旗帜3更均衡地剧烈颤动，进而能够使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100具有更稳定的电力输出特性。

如图1、图3和图5所示，根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100进一步包括弹性支撑件6，弹性支撑件6设在底座1上，旗帜支杆2安装在弹性支撑件片6上。

需要说明的是，柔性旗帜3的颤动有一个最小启动风速，这个最小启动风速为风速阈值，当且仅当风速高于风速阈值，柔性旗帜3才可能发生颤动。

由此，利用弹性支撑件6的弹性，在因外界风速小于风速阈值而尚未引起柔性旗帜3颤动时，空气来流绕过旗帜支杆2在旗帜支杆后方产生涡街振荡，旗帜支杆2后方的空气对旗帜支杆2的作用力能够使弹性支撑件6发生较大幅度、较低频率的弯曲振动，该弯曲振动通过旗帜支杆2对柔性旗帜3持续施加扰动，使柔性旗帜3难以保持稳定状态并易于发生颤动，进而能够有效地降低使柔性旗帜3颤动的风速阈值。由此使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100在较低的风速下也能工作，从而使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100对使用环境的风速要求较低。

如图1和图3所示，弹性支撑件6为片状，弹性支撑件6的上部夹持在第一部分23和第二部分24之间。其中，弹性支撑件6具有第一表面61和第二表面62，第一表面61和第二表面62在弹性支撑件6的厚度方向上相对，第一表面61和第二表面62中的每一者垂直于左右方向。

由此，弹性支撑件6能够更容易在左右方向上弯曲，而在其他方向上不易弯曲，从而能够更可靠地对柔性旗帜3持续施加有效的扰动，使其难以保持稳定状态并易于发生颤动，进而能够有效地降低使柔性旗帜3颤动的风速阈值。由此使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100在较低的风速下也能可靠工作，从而能保证根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100对使用环境的风速要求较低。

弹性支撑件6可以为长方形金属片，优选地，弹性支撑件6材料为钢、铜等常见金属。金属具有弹性且具有韧性，能够可靠地支撑旗帜支杆2。选取不同的材料和厚度的弹性支撑件6可以改变弹性支撑件6的弹性。弹性支撑件6的上部可以设置若干与若干螺钉25一一对应的连接孔，从而弹性支撑件6的上部可以可靠地夹持在第一部分23和柔性旗帜3之间或第二部分24和柔性旗帜3之间。

如图1所示，预设方向为第一水平方向，例如，第一水平方向为左右方向。第一电极板4和第二电极板5中的每一者在底座1上的安装位置沿左右方向可调，即第一电极板4和第二电极板5中的每一者沿左右方向可移动地设在底座1上。由此可以调整第一电极板4和第二电极板5的间距。第一电极板4和第二电极板5之间的间距太小或太大，都会使电压有效值降低。通过调整第一电极板4和第二电极板5的间距，从而可以针对不同的装置条件(例如旗帜支杆2的尺寸、柔性旗帜3的尺寸)和不同的外界环境条件(例如风速)，获得最高的电压有效值和功率，以便提高根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100的电力输出特性。

旗帜支杆2在底座1上的安装位置在第二水平水平方向上可调，第二水平方向垂直于第一水平方向，例如，第二水平方向为前后方向。由此可以调整旗帜支杆2与第一电极板4和第二电极板5的间距。

旗帜支杆2与第一电极板4和第二电极板5的间距越大，电压有效值和功率越高，但柔性旗帜3容易从第一电极板4和第二电极板5之间脱离。通过调整旗帜支杆2与第一电极板4和第二电极板5的间距，从而可以针对不同的装置条件(例如旗帜支杆2的尺寸、柔性旗帜3的尺寸)和不同的外界环境条件(例如风速)，获得最高的电压有效值和功率，以便提高根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100的电力输出特性。

如图1所示，底座1上设有沿左右方向延伸的第一倒t型槽11。旗帜式柔性风能收集装置100进一步包括第一安装座7和第二安装座8。

第一安装座7通过第一螺栓12和第一螺母14可拆卸地安装在底座1上，第一电极板4安装在第一安装座7上。其中，第一螺栓12的第一头部配合在第一倒t型槽11的水平段内，第一螺栓12的第一螺杆部穿过第一倒t型槽11的竖直段和第一安装座7，第一螺杆部的一部分向上伸出第一安装座7，第一螺母14配合在第一螺杆部的该一部分上且抵靠在第一安装座7上。

第二安装座8通过第二螺栓13和第二螺母15可拆卸地安装在底座1上，第二电极板5安装在第二安装座8上。其中，第二螺栓13的第二头部配合在第一倒t型槽11的水平段内，第二螺栓13的第二螺杆部穿过第一倒t型槽11的竖直段和第二安装座8，第二螺杆部的一部分向上伸出第二安装座8，第二螺母15配合在第二螺杆部的该一部分上且抵靠在第二安装座8上。

由此，第一倒t型槽11能够作为第一电极板4和第二电极板5的滑动导轨。底座1上的第一倒t型槽11的设计便于调整第一电极板4和第二电极板5之间的间距。拧松第一螺母14，可以滑动调整第一电极板4在底座1上的安装位置。拧松第二螺母15，可以滑动调整第二电极板5在底座1上的安装位置。

另外，如图1所示，第一安装座7包括第一l形连接板71和第一电极柱72，第一螺栓12穿过第一l形连接板71的水平板面，第一电极柱72与第一l形连接板71的竖直板面连接。第二安装座8包括第二l形连接板81和第二电极柱82，第二螺栓13穿过第二l形连接板81的水平板面，第二电极柱82与第二l形连接板81的竖直板面连接。

如图1所示，第一电极板4包括第一绝缘平板41和第一电极层42，第一绝缘平板41具有第三表面411和第四表面412，第三表面411和第四表面412在第一绝缘平板41的厚度方向(左右方向)上相对，第一电极层42粘贴在第一绝缘平板41的第三表面411，第一绝缘平板41的第四表面412与第一电极柱72连接。

第二电极板5包括第二绝缘平板51和第二电极层52，第二绝缘平板51具有第五表面511和第六表面512，第五表面511和第六表面512在第二绝缘平板51的厚度方向(左右方向)上相对，第二电极层52粘贴在第二绝缘平板51的第五表面511，第二绝缘平板51的第六表面512与第二电极柱82连接。第一绝缘平板41的第三表面411与第二绝缘平板51的第五表面511相对设置。

由此使第一电极板4和第二电极板5能够可靠连接在底座1上，使第一电极层42和第二电极层52能够可靠稳定地相对设置，进而使根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100的结构更加合理。

第一绝缘平板41和第二绝缘平板51的形状可以为长方形。第一电极层42和第二电极层52可以为长方形铜箔，第一电极层42和第二电极层52也可由其他导电金属薄层代替，如银箔等。第一电极层42和第二电极层52通过导线10相连接，导线10用于将收集到的电能传输到外部电路，用以储存或驱动低功耗用电设备。

如图1所示，底座1上设有沿前后方向延伸的第二倒t型槽16。第二倒t型槽二16可以位于底座1的迎风侧中间。旗帜式柔性风能收集装置100进一步包括支杆安装座9。支杆安装座9通过第三螺栓17和第三螺母18可拆卸地安装在底座1上，弹性支撑件6安装在支杆安装座9上。其中，第三螺栓17的第三头部配合在第二倒t型槽16的水平段内，第三螺栓17的第三螺杆部穿过第二倒t型槽16的竖直段和支杆安装座9，第三螺杆部的一部分向上伸出支杆安装座9，第三螺母18配合在第三螺杆部的该一部分上且抵靠在支杆安装座9上。

由此，第二倒t型槽16能够作为旗帜支杆2的滑动导轨。底座1上的第二倒t型槽16的设计便于调整旗帜支杆2与第一电极板4和第二电极板5的间距。拧松第三螺母18，可以滑动调整旗帜支杆2在底座1上的安装位置。

另外，支杆安装座9为l型，支杆安装座9包括竖直部91和水平部92，第三螺栓17穿过支杆安装座9的水平部92，竖直部91与弹性支撑件6的下部通过第四螺栓26连接。

如图6所示，根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100，在实验装置条件为：旗帜支杆2直径30mm；弹性支撑件6材料为钢，尺寸为长度×宽度×厚度140mm×30mm×1mm；柔性旗帜3材料为氟化乙烯丙烯共聚物(fep)，旗帜可活动部分尺寸为长度×宽度×厚度180mm×100mm×0.15mm；旗帜支杆2和电极装置(第一电极板4和第二电极板5)间距100mm；两电极平面(第一电极板4和第二电极板5)之间的间距10mm；电极层(第一电极层42和第二电极层52)尺寸为宽×高50mm×100mm；来流风速10m/s。可以达到的最优风能收集效果为峰峰值功率2.91mw。

综上，根据本发明实施例的旗帜式柔性风能收集装置100各部分之间容易组装。相比于现有技术，具有电力输出特性好、环境适应性强、启动风速阈值低等优势。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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。