一种多源传感器一体化监测方法、装置及巡检机器人与流程

1.本发明涉及运输设备技术领域，尤其涉及一种多源传感器一体化监测方法、装置及巡检机器人。


背景技术：

2.矿用电机车主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输。目前为了加强车辆自主环境感知能力以提高行驶安全性，逐步开展对井下有轨电机车智能化改造。目前的巡检工作大多由人工完成，整个巡检的过程主要靠检测工作人员凭着多年的工作经验，通过敲打、察看、细听等基础方式完成检修工作。但是在整个运输的过程中，缺乏对主运输系统关键部件的故障定位、诊断以及状态监测，无法针对主运输系统吊装式实施轻质化、智能化、可靠性高的自主巡检。


技术实现要素：

3.为解决针对目前主运输系统关键部件故障定位、诊断以及状态监测的问题，本发明提供了一种多源传感器一体化监测方法、装置及巡检机器人，通过实施智能化改造能够实现无人值守的输送带状态检测、故障诊断，达到节约人力成本的目的。
4.为实现上述目的，本发明实施例提供了如下的技术方案：
5.第一方面，在本发明提供的一个实施例中，提供了一种多源传感器一体化监测方法，包括以下步骤：
6.基于运输车辆上各监测点安装的多源传感器对运行状态实时监测并采集信号数据；
7.对采集到的所述信号数据进行预处理，将用于识别故障的故障特征参数作为故障证据体，提取数据特征；
8.将所述故障特征参数实时传输保存到控制管理系统，并对故障特征参数进行分析，若所述故障特征参数超出预设的正常范围，控制管理系统发出警报，运输车辆巡检平台停止运行，并标记出故障坐标位置信息，对运输车辆进行在线故障定位及故障诊断。
9.作为本发明的进一步方案，所述运输车辆上各监测点安装的多源传感器用于实时监测传输带机头部以及皮带部的监测数据，所述多源传感器采集的信号数据以消息队列的形式排列。
10.作为本发明的进一步方案，所述监测数据通过工业以太网或者5g网络发送至在线监测平台，线监测平台远程同步历史数据，所述监测数据通过数据预处理后进行特征提取，特征提取后通过ds决策融合，根据得出的结果作最终决策。
11.作为本发明的进一步方案，所述多源传感器实时监测并采集信号数据包括皮带运输机的物料堆积信号、噪声检测信号、热成像检测信号以及驱动电机温度信号。
12.第二方面，在本发明提供的一个实施例中，提供了一种多源传感器一体化监测装置，包括：
13.数据收集模块，所述数据收集模块用于基于运输车辆上各监测点安装的多源传感器对运行状态实时监测并采集信号数据；
14.数据控制模块，所述数据控制模块用于对采集到的所述信号数据进行预处理，将用于识别故障的故障特征参数作为故障证据体，提取数据特征；
15.预警控制模块，所述预警控制模块用于将所述故障特征参数实时传输保存到控制管理系统，并对故障特征参数进行分析，若所述故障特征参数超出预设的正常范围，控制管理系统发出警报，运输车辆巡检平台停止运行，并标记出故障坐标位置信息，对运输车辆进行在线故障定位及故障诊断。
16.作为本发明的进一步方案，所述多源传感器为安装在运输车辆上进行环境感知的感知传感器，所述感知传感器包括用于实时判别车辆运输路况的摄像头、毫米波雷达以及激光雷达传感器。
17.作为本发明的进一步方案，所述运输车辆为井下有轨电机车，实时监测井下有轨电机车的机头部和皮带部的监测数据，所述监测数据通过工业以太网或者5g网络发送至在线监测平台。
18.作为本发明的进一步方案，所述机头部的监测点安装的多源传感器还包括热成像仪，所述热成像仪用于堆煤温度检测、输送带跑偏检测、输送带电气及动力设备事故隐患、侵入检测；用于监测设备内的火灾隐患、每个目标物体的温度超过设定温度即报警；用于确认工作人员发生异常情况时，立刻警报。
19.作为本发明的进一步方案，所述机头部的监测点安装的多源传感器还包括：
20.烟雾检测传感器，用于检测煤矿井下皮带输送机胶带是否产生烟雾，生成烟雾检测信号；
21.红外线温度传感器，用于对传感器视场内的被测目标测温。
22.作为本发明的进一步方案，所述堆煤温度检测基于图像检测和采用堆煤传感器进行检测，生成物料堆积信号，并提取所述物料堆积信号中的堆积特征参数。
23.第三方面，在本发明提供的一个实施例中，提供了一种巡检机器人，所述巡检机器人包括多源传感器一体化监测装置，所述巡检机器人还包括：
24.机头巡检平台，所述机头巡检平台安装在输送带机头上方，所述机头巡检平台沿输送带机头上方安装的圆形导轨巡检，所述机头巡检平台上通过伸缩杆安装有防爆球形相机，用于调整伸缩杆的长度调整所述球形相机的视场，实时获取机头和传动系统的采集信号数据；
25.皮带巡检平台，所述皮带巡检平台沿皮带和托辊的轨道自主行走，所述皮带巡检平台上安装有接近开关，所述轨道上安装有接近开关感应孔，所述皮带巡检平台用于根据接近开关感应到接近开关感应孔的数量，自动计算位置进行定位，所述皮带巡检平台的检测层安装有热成像仪、噪声检测装置的传感器，实时检测托辊信号数据，对移动式输送带故障实时监测。
26.第四方面，在本发明提供的又一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器加载并执行所述计算机程序时实现多源传感器一体化监测方法的步骤。
27.第五方面，在本发明提供的再一个实施例中，提供了一种存储介质，存储有计算机
程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时实现所述多源传感器一体化监测方法的步骤。
28.本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
29.本发明提供的多源传感器一体化监测方法、装置及巡检机器人，可代替传统人工巡检远程监控安全预防巡检任务，使用高清摄像头确认目标(传送带)的运行情况/发生异常情况时(例:跑偏、打滑)立即报警；使用超音波传感器，在传送带发生异常情况时(夹煤炭/传送带撕破、鼓包、磨损)准确定位；使用热像仪，监测设备内的火灾隐患、每个目标物体的温度超过设定温度即报警或者确认工作人员发生异常情况时，立刻警报；使用环境传感器实时监控各种环境信息(包括瓦斯、烟雾等)，自主运行；使用每次巡检目录累计数据管理及每日提供巡检报告，达到智能数据化管理水平；通过多源传感器采集信号数据，通过具有轻质化、智能化、可靠性高的性能，通过巡检机器人系统进行检测及信息融合，加强车辆自主环境感知能力提高行驶安全性，以实现主运输系统运行状态实时监测，诊断故障隐患，及时预警。
30.本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。在附图中：
32.图1为本发明实施例的一种多源传感器一体化监测方法的流程图。
33.图2为本发明实施例的一种多源传感器一体化监测方法中调度控制的流程图。
34.图3为本发明实施例的一种多源传感器一体化监测装置中横梁吊装式自主巡检机器人的结构图。
35.图4为本发明实施例的一种多源传感器一体化监测装置中堆料检测的结构示意图。
36.图5为本发明实施例的一种多源传感器一体化监测装置中监测巡检平台的流程图。
37.图6为本发明实施例的一种多源传感器一体化监测装置中基于图像处理堆煤检测报警的示意图。
38.图7为本发明实施例的一种多源传感器一体化监测装置中故障决策的流程图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
40.下面将结合本发明示例性实施例中的附图，对本发明示例性实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所
获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.目前的在井下运输大巷和地面的长距离运输的整个运输过程中，缺乏对主运输系统关键部件的故障定位、诊断以及状态监测，无法针对主运输系统吊装式实施轻质化、智能化、可靠性高的自主巡检。
42.针对上述问题，本发明提供的多源传感器一体化监测方法、装置及巡检机器人，通过实施智能化改造能够实现无人值守的输送带状态检测、故障诊断，达到节约人力成本的目的。
43.具体地，下面结合附图，对本技术实施例作进一步阐述。
44.参见图1所示，本发明的一个实施例提供一种多源传感器一体化监测方法，该多源传感器一体化监测方法具体包括如下步骤：
45.s1、基于运输车辆上各监测点安装的多源传感器对运行状态实时监测并采集信号数据；
46.s2、对采集到的所述信号数据进行预处理，将用于识别故障的故障特征参数作为故障证据体，提取数据特征；
47.s3、将所述故障特征参数实时传输保存到控制管理系统，并对故障特征参数进行分析，若所述故障特征参数超出预设的正常范围，控制管理系统发出警报，运输车辆巡检平台停止运行，并标记出故障坐标位置信息，对运输车辆进行在线故障定位及故障诊断。
48.在本实施例中，采用智能算法实现主运输系统关键部件的故障定位、诊断以及状态监测等工程要求，研制具有轻质化、智能化、可靠性高的巡检机器人系统，通过多源传感器一体化检测结构及信息融合方法实现通过多源传感器采集信号数据，通过具有轻质化、智能化、可靠性高的性能，可代替传统人工巡检远程监控安全预防巡检任务，通过进行检测及信息融合，加强车辆自主环境感知能力提高行驶安全性，以实现主运输系统运行状态实时监测，诊断故障隐患，及时预警。
49.在本技术的实施例中，所述运输车辆上各监测点安装的多源传感器用于实时监测传输带机头1部以及皮带部的监测数据，所述多源传感器采集的信号数据以消息队列的形式排列。
50.参见图7所示，在本技术的实施例中，所述监测数据通过工业以太网或者5g网络发送至在线监测平台，线监测平台远程同步历史数据，所述监测数据通过数据预处理后进行特征提取，特征提取后通过ds决策融合，根据得出的结果作最终决策。
51.在本技术的实施例中，所述多源传感器实时监测并采集信号数据包括皮带运输机的物料堆积信号、噪声检测信号、热成像检测信号以及驱动电机温度信号，其中，驱动电机温度信号通过电机温度监测装置11采集，针对矿用皮带机运行中常见的打滑、噪声、堆积等故障，分别通过热成像传感器、噪声传感器、以及限位传感器实时监测并采集皮带机各监测点上的信号数据，并对采集到的信号进行滤波、去噪等一系列信号分析处理技术实现数据预处理，并选择能够识别故障的故障特征参数作为识别框架中的证据主体，并获得每个故障证据体的基本概率分布，实现数据特征提取，最终由改进后d-s信息融合技术得出结果作最终决策。
52.其中，信息融合控制算法d-s证据理论是依据事件发生的结果来判断事件发生的原因。首先需要对事件发生的原因做一系列的假设组成辨识框架，并使每一个假设的原因
具有独立的基本概率分配，再对这些概率分配由融合规则进行融合，得出融合后结果作概率分析，从而得出概率最高的即为事件发生的主要原因。通过建立命题与集合之间的关系，将对命题的信任问题转换为集合概率问题。d-s证据理论作为一种处理不确定信息的推理算法，能够很好的将多传感器采集到的不同层次的信息通过融合规则有机的结合一起，一定程度上提高了诊断决策的准确性。
53.本发明的多源传感器一体化监测方法，通过多源传感器采集信号数据，通过具有轻质化、智能化、可靠性高的性能，通过巡检机器人系统进行检测及信息融合，加强车辆自主环境感知能力提高行驶安全性，以实现主运输系统运行状态实时监测，诊断故障隐患，及时预警。
54.参见图1所示，本发明的一个实施例提供一种多源传感器一体化监测装置，该多源传感器一体化监测装置包括：
55.数据收集模块，所述数据收集模块用于基于运输车辆上各监测点安装的多源传感器对运行状态实时监测并采集信号数据；
56.数据控制模块，所述数据控制模块用于对采集到的所述信号数据进行预处理，将用于识别故障的故障特征参数作为故障证据体，提取数据特征；
57.预警控制模块，所述预警控制模块用于将所述故障特征参数实时传输保存到控制管理系统，并对故障特征参数进行分析，若所述故障特征参数超出预设的正常范围，控制管理系统发出警报，运输车辆巡检平台停止运行，并标记出故障坐标位置信息，对运输车辆进行在线故障定位及故障诊断。
58.在本技术的实施例中，所述多源传感器为安装在运输车辆上进行环境感知的感知传感器，所述感知传感器包括用于实时判别车辆运输路况的摄像头、毫米波雷达以及激光雷达传感器。
59.在本技术的实施例中，所述运输车辆为井下有轨电机车，实时监测井下有轨电机车的机头1部和皮带部的监测数据，所述监测数据通过工业以太网或者5g网络发送至在线监测平台。
60.在本技术实施例的多源传感器一体化监测装置中，主传输系统机头1部和皮带部的监测数据将通过工业以太网或者5g网络，汇总至主传输系统的在线监测平台，实现井下多部皮带运行状态实时监测，诊断故障隐患，及时预警。
61.在本技术的实施例中，所述机头1部的监测点安装的多源传感器还包括热成像仪36，所述热成像仪36用于堆煤温度检测、输送带跑偏检测、输送带电气及动力设备事故隐患、侵入检测；用于监测设备内的火灾隐患、每个目标物体的温度超过设定温度即报警；用于确认工作人员发生异常情况时，立刻警报。
62.在本技术的实施例中，所述机头1部的监测点安装的多源传感器还包括：
63.烟雾检测传感器，用于检测煤矿井下皮带输送机胶带是否产生烟雾，生成烟雾检测信号；其中，烟雾检测是否指煤矿井下皮带输送机胶带因摩擦发热或其它原因产生的烟雾。可采用防爆型式烟雾传感器，电压dc：12
‑‑
24v。
64.红外线温度传感器，用于对传感器视场内的被测目标测温；其中，对于红外线温度传感器而言，在进行测温时，被测目标的面积应充满传感器视场。根据被测区域的尺寸，选择把传感器安装在距离电机15cm处。
65.在本技术的实施例中，多源传感器一体化监测装置在应用于堆煤检测时，由于堆煤对于皮带运输系统的危害很大，皮带在多次堆煤会出现皮带跑偏，皮带表面磨损严重等问题，大大降低了皮带的使用寿命，影响了皮带运输系统的稳定性，如果堆煤故障不及时的解除，轻则设备停运影响生产，重则造成烧电机、断带和翻机头1等设备事故，甚至造成人员伤亡事故。检测方案有基于图像检测和采用堆煤传感器进行检测。
66.因此，所述堆煤温度检测基于图像检测和采用堆煤传感器进行检测，生成物料堆积信号，并提取所述物料堆积信号中的堆积特征参数。
67.在本技术的实施例中，多源传感器一体化监测装置在应用于托辊温度与噪声监测巡检平台时，托辊温度与噪声监测巡检平台整体结构图5所示，包括绳索驱动机构32、绳索张紧机构32、电器安装盒33、热成像仪36、噪声检测器35、警示灯34等装置，其中热成像仪36、噪声检测器35、警示灯34固定在电器安装盒33上，电器安装盒33固定在绳索上，一端的电机驱动绳索运动，带动巡检平台移动，实现托辊状态巡检。
68.参见图2所示，在本技术的多源传感器一体化监测装置应用于矿用电机车进行井下运输大巷和地面的长距离运输的整个巡检的过程，通过数据收集模块中的多源传感器对物料堆积故障检测、从动轮卡死故障热成像检测、从动轮转动异常噪声检测以及皮带驱动轮异常检测，将检测的信号数据通过多信息融合规则进行融合处理后汇总至巷道集控平台，在通过井下工业以太网或者5g网络的方式传输至井上的调度室集控平台，采用统一的管理平台，综合运用红外热成像技术、基于音频故障定位技术、多参数传感技术实现输送带可靠性的提升。
69.参见图3和图4所示，本发明的一个实施例提供一种巡检机器人，所述巡检机器人包括多源传感器一体化监测装置，所述巡检机器人还包括：
70.机头巡检平台21，所述机头巡检平台21安装在输送带机头1上方，所述机头巡检平台21沿输送带机头1上方安装的圆形导轨巡检，所述机头巡检平台21上通过伸缩杆安装有防爆球形相机22，所述机头1上还设有防爆充电站10，用于调整伸缩杆的长度调整所述球形相机的视场，实时获取机头1和传动系统的采集信号数据；
71.皮带巡检平台13，所述皮带巡检平台13沿皮带和托辊的轨道自主行走，所述皮带巡检平台13上安装有接近开关，所述轨道上安装有接近开关感应孔，所述皮带巡检平台13用于根据接近开关感应到接近开关感应孔的数量，自动计算位置进行定位，所述皮带巡检平台13的检测层安装有热成像仪36、噪声检测装置的传感器，实时检测托辊信号数据，对移动式输送带故障实时监测。
72.所述巡检机器人在对机头1主电机、传动系统进行在线故障定位、故障诊断时，机头1和传动系统的上方安装圆形导轨，机头巡检平台21在圆形导轨上巡检，通过伸缩杆安装在机头巡检平台21上的防爆球形相机22，调整伸缩杆的长短，球形相机可以看到机头1的各个位置，实时获取机头1和传动系统的温度、噪音、烟雾浓度等信息，并将这些参数实时传输保存到控制系统，如果有参数信息超出预设的正常范围，系统会发出警报，机头巡检平台21停止运行，并标记出故障坐标位置信息，以实现机头1主电机和传动系统的在线故障定位及故障诊断。
73.所述巡检机器人在对皮带运输中的皮带、托辊以及堆煤状态进行检测以及在线监测时，皮带和托辊的检测由巡检平台完成，巡检平台沿着轨道自主行走，在巡检平台上安装
有接近开关，在轨道上有接近开关感应孔，巡检平台根据接近开关感应到孔的数量，自动计算位置实现定位，巡检平台的检测层安装热成像仪36、噪声检测装置等传感器，检测托辊损坏、皮带断裂、撕裂、跑偏、打滑、火灾等信息，实现了综合运用热红外成像技术、基于音频故障定位技术、多传感器数据融合技术实现移动式输送带故障实时监测。
74.参见图6所示，堆煤状态的检测由堆煤检测传感器12完成，堆煤检测传感器12安装在平行皮带与倾角皮带结合处，可以实时检测此位置煤的高度，并将检测数据实时传输保存到控制系统，如果高度信息超出预设的正常范围，系统会发出警报，传送带停止工作。
75.在本技术的实施例中，巡检机器人应用为主运输系统吊装式自主巡检机器人，以便在开展横梁吊装式自主巡检机器人系统研究时，利用“嗅-视-听”等多传感器信息，采用智能算法实现主运输系统关键部件的故障定位、诊断以及状态监测等工程要求，研制具有轻质化、智能化、可靠性高的巡检机器人系统。
76.其中，机头巡检平台21位于输送带机头1部核心区域监测，利用吊装圆轨式巡检平台，对机头1主电机、传动系统进行在线故障定位、故障诊断。皮带巡检平台13用于长距离皮带运输区域监测，利用吊装长轨式巡检平台，对皮带运输中的皮带、托辊以及堆煤状态进行检测以及在线监测。
77.在本技术的实施例中，智能巡检机器人可代替传统人工巡检远程监控安全预防巡检任务。可以实现以下巡检监控操作：
78.使用高清摄像头确认目标(传送带)的运行情况/发生异常情况时(例:跑偏、打滑)立即报警；
79.使用超音波传感器，在传送带发生异常情况时(夹煤炭/传送带撕破、鼓包、磨损)准确定位；
80.使用热像仪，监测设备内的火灾隐患、每个目标物体的温度超过设定温度即报警或者确认工作人员发生异常情况时，立刻警报；
81.使用环境传感器实时监控各种环境信息(包括瓦斯、烟雾等)，自主运行；
82.使用每次巡检目录累计数据管理及每日提供巡检报告，达到智能数据化管理水平。
83.当巡检机器人作为煤矿巡检机器人时，通过搭载多种传感器，实时采集图像、声音、红外热像温度、烟雾、多种气体浓度等生产环境数据。采用智能感知关键技术算法，能够准确判断设备运行状态，对煤矿设备运行故障超前预判、预警，减少故障停机时间。
84.其中，输送带机头1部分检测的热成像仪36还可用于堆煤温度检测，输送带跑偏检测，输送带电气及动力设备事故隐患、人员侵入检测等多种方面。实现堆煤温度检测、输送带跑偏检测以及电缆温度检测。
85.在本技术的实施例中，所述机头1部的监测点安装的多源传感器还包括：
86.烟雾检测传感器，用于检测煤矿井下皮带输送机胶带是否产生烟雾，生成烟雾检测信号；其中，烟雾检测是否指煤矿井下皮带输送机胶带因摩擦发热或其它原因产生的烟雾。可采用防爆型式烟雾传感器，电压dc：12
‑‑
24v。
87.红外线温度传感器，用于对传感器视场内的被测目标测温；其中，对于红外线温度传感器而言，在进行测温时，被测目标的面积应充满传感器视场。根据被测区域的尺寸，选择把传感器安装在距离电机15cm处。
88.需要特别说明的是，巡检机器人在执行时采用如前述的一种多源传感器一体化监测方法的步骤，因此，本实施例中巡检机器人的运行过程不再详细介绍。
89.在一个实施例中，在本发明的实施例中还提供了一种计算机设备，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述的多源传感器一体化监测方法，该处理器执行指令时实现上述各方法实施例中的步骤。
90.在本发明的实施例中提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的计算机程序。所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现上述方法实施例中的步骤：
91.基于运输车辆上各监测点安装的多源传感器对运行状态实时监测并采集信号数据；
92.对采集到的所述信号数据进行预处理，将用于识别故障的故障特征参数作为故障证据体，提取数据特征；
93.将所述故障特征参数实时传输保存到控制管理系统，并对故障特征参数进行分析，若所述故障特征参数超出预设的正常范围，控制管理系统发出警报，运输车辆巡检平台停止运行，并标记出故障坐标位置信息，对运输车辆进行在线故障定位及故障诊断。
94.在本发明的一个实施例中还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤：
95.基于运输车辆上各监测点安装的多源传感器对运行状态实时监测并采集信号数据；
96.对采集到的所述信号数据进行预处理，将用于识别故障的故障特征参数作为故障证据体，提取数据特征；
97.将所述故障特征参数实时传输保存到控制管理系统，并对故障特征参数进行分析，若所述故障特征参数超出预设的正常范围，控制管理系统发出警报，运输车辆巡检平台停止运行，并标记出故障坐标位置信息，对运输车辆进行在线故障定位及故障诊断。
98.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。
99.综上所述，本发明提供的多源传感器一体化监测方法、装置及巡检机器人，可代替传统人工巡检远程监控安全预防巡检任务，通过多源传感器采集信号数据，通过具有轻质化、智能化、可靠性高的性能，通过巡检机器人系统进行检测及信息融合，加强车辆自主环境感知能力提高行驶安全性，以实现主运输系统运行状态实时监测，诊断故障隐患，及时预警。
100.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。