基于AR云存储技术的机械制造教学辅助系统及开发方法与流程

本发明涉及机械制造教学软件及其开发方法。

背景技术

机械制造技术的课程设计，是机械设计制造及其自动化专业本科学生必修的实践性教学内容，是安排在修完相关专业课程之后的一次综合性实际演练。

增强现实技术(augmentedrealitytechnique，简称ar技术)是在虚拟现实技术(virtualrealitytechnique,简称vr技术)的基础之上发展产生的，它对真实环境中的信息进行三维注册，将计算机生成的虚拟信息叠加应用到真实世界，利用传感技术和显示设备将虚拟信息和真实世界统一在一个画面或空间内，从而实现对现实世界的增强，达到超越现实的感官体验。

本软件将移动ar技术和机械制造工艺课程设计相结合，制造出一款ar云端教学辅助软件，有效解决目前教学中使用图纸教学不直观，学生兴趣偏低，使用实体模型移动性差，便携性差，使用现有ar辅助软件内容单一，教学能力有限的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了在解决目前教学中使用图纸教学不直观，学生兴趣偏低，使用实体模型移动性差，便携性差，使用现有ar辅助软件内容单一，教学能力有限的问题，而提出基于ar云存储技术的机械制造教学辅助系统及开发方法。

基于ar云存储技术的机械制造教学辅助系统包括：

用于对题目分配、课程信息、典型零件信息进行显示的课程准备子系统；

用于对典型零件和典型零件夹具的三维模型进行叠加、融合、显示的ar展示子系统；

所述ar展示子系统包括：

用于对ar展示子系统中的典型零件和典型零件夹具的三维模型进行旋转、缩放、剖视的旋转缩放剖视模块；

用于对ar展示子系统中的典型零件和典型零件夹具的三维模型进行文字信息展示的信息展示模块；

用于对ar展示子系统中的n个典型零件和典型零件夹具的三维模型进行同时叠加、融合、显示的多图识别模块；

n大于等于2，取值为整数；

用于对ar展示子系统中的典型零件和典型零件夹具的三维模型进行动画展示的动画展示模块；

用于对ar展示子系统中的典型零件和典型零件夹具的三维模型及其脚本进行打包并云端存储的云存储模块。

基于ar云存储技术的机械制造教学辅助系统的开发方法具体过程为：

步骤一、在hiar官网管理后台建立应用和识别图集并将应用和识别图集关联；

识别图集是所要展示的模型的二维图纸，用于手机摄像头扫描用；

步骤二、下载hiarsdk并将hiarsdk导入unity3d，配置开发坏境；

步骤三、将appkey和sercert粘贴到unity3d中hiarcamera的hiarenginebehaviour脚本中；

步骤四、将制作的典型零件和典型零件夹具的三维模型导入unity3d中；

步骤五、在unity3d中对ar展示子系统中的旋转缩放剖视模块和信息展示模块进行开发，实现旋转缩放剖视模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型旋转、缩放、剖视和信息展示模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型文字信息展示；

步骤六、在unity3d中对hiarenginebehaviour脚本进行设置，以实现多图识别模块进行n个典型零件或典型零件夹具同时叠加、融合、显示的多图识别；

n大于等于2，取值为整数；

步骤七、将制作的典型零件和典型零件夹具动画导入unity3d中实现动画展示模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型动画展示；

步骤八、在unity3d中新建课程准备子系统；

步骤九、将步骤一到步骤八得到的所有模型和对应识别图片打包上传至hiar云端管理后台并一一关联，实现云存储模块对ar展示模块中典型零件和典型零件夹具的三维模型及其脚本进行打包并云端存储；

步骤十、将步骤一至步骤九结果以andrid安装包的文件格式导出，生成移动应用。

本发明的有益效果为：

本发明应用了云存储，实现了多个零件的云端存储和展示；减少了手机内存的占用，原来存在手机里，现在存在云数据里；实现11个零件及其对应夹具的展示；apk安装包仅需要40m左右；

本发明除ar展示模块外，增加课程准备模块，帮助同学完成课程预学习；

本发明增加了多图识别功能，原来一个界面只能显示立体或剖面，现在一个界面上既能显示立体又能显示剖面，现在一个界面上既能显示立体又能显示动画；

本发明增加了播放动画功能，原来只能放大缩小，原来的是图片并且一个图里的三个部分只能整体一起动，现在可以一个图里的三个部分分别进行放大、缩小、上下移动等展示，更直观，提高学生学习兴趣；

本发明减少了按钮使用，功能实现基本靠手势操作，界面更简洁；

本发明界面显示了文字介绍说明，有助于理解。

本发明采用unity3d+hiarsdk作为软件的开发基础，采用android移动终端作为软件的应用平台，采用hiar管理后台实现ar模型包的云端存储，制作出了一款形式新颖，内涵丰富，可扩展性强，教学辅助作用强大的ar云存储技术的机械制造教学软件。

本发明采用普及率较高的android移动终端，便携性强，由于对使用者对操作模式的熟悉，不需深入学习即可掌握软件的使用方法，且人机交互效果强大，有利于增加使用者的浸入感。

本发明实现了ar内容包的云端存储，节约了软件安装包的体积，一步提高软件便携性，可实现更多模型的展示，内容更加丰富深入，可以通过云端更新模型实现软件的扩展与更新，极大的提高了软件的可扩展性。

本发明只需网络+移动终端+ar应用即可完成教学辅助工作，不需额外的ar智能设备，节省了教学所需的实体模型，解决了实体模型移动性差，便携性差，数量有限的问题，解决了ar智能设备成本高的问题，解决了现有ar教学辅助软件未能实现云端存储而导致模型单一，提供内容有限，教学辅助效果欠佳的问题。

本发明采用图纸作为ar识别图，在网络状况优良的情况下，加载模型迅速，显示稳定，采用unity3d强大的渲染引擎，模型显示质量优秀，采用触摸操作的人机交互技术，增强使用者参与感和浸入感。

附图说明

图1为本发明软件框架图；

图2为本发明软件开发流程图；

图3为本发明课程准备平台台操作流程图；

图4为本发明ar展示平台操作流程图；

图5a为本发明课程准备平台显示题目实现流程图；

图5b为本发明课程准备平台显示信息实现流程图；

图5c为本发明课程准备平台信息匹配实现流程图；

图6为本发明ar展示场景组成展示图，directionallight为环境光布置模块，cloudrecognition为云识别模块，hiarcamera为场景中对摄像头的参数设置模块，imagetarget为目标图设置模块；

图7为本发明arcamera与云端关联设置图；

图8为本发明云端存储管理后台识别图集；

图9为本发明模型打包图

图10为本发明云端存储管理后台ar内容包上传界面。

图11为本发明主菜单图；

图12a为本发明课程准备平台图；

图12b为分配题目功能模块图；

图12c为综合课程信息展示功能模块图；

图12d为零件分析功能模块图；

图13为本发明ar展示平台图；

图14为本发明零件剖视展示图；

图15为本发明零件旋转展示图；

图16为本发明零件信息局部展示图；

图17为本发明夹具及其参考信息局部展示图；

图18为本发明多图识别功能展示图；

图19为gui的布局与空间分配图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的基于ar云存储技术的机械制造教学辅助系统包括：

用于对题目分配功能、课程信息功能、零件信息功能(对课程设计进行初步信息展示)进行显示的课程准备子系统；

用于对典型零件(万向节滑动叉、ca6140车床拨叉、ca6140车床法兰盘、ca6140车床杠杆、ca10b解放牌汽车后钢板弹簧吊耳)和典型零件夹具的三维模型进行叠加、融合、显示的ar展示子系统；

叠加融合显示功能，即是将虚拟信息叠加融合到真实世界之上，包括具有三维跟踪注册功能的叠加融合显示以及不具有三维跟踪注册的叠加融合显示。

具有三维跟踪注册的叠加融合显示指的是，计算机实时识别跟踪定位摄像头相对于标志物的位置姿态信息，然后匹配服务器端虚拟信息，匹配成功渲染虚拟信息，进行坐标系变换，计算得到虚拟信息各特征点在图像坐标系上的二维坐标，然后通过图形显示技术将虚拟信息叠加显示到显示屏幕上来，从而达到一种以假乱真的超越真实的实虚融合效果，同时这也体现了ar技术的沉浸性特点。

而不具有三维跟踪注册的叠加融合显示与前介绍相反，它不实时计算虚拟信息在真实世界之中的位置信息，只是简单的将虚拟信息叠加到真实世界之上。一般的，该叠加融合显示的信息相对于移动设备屏幕的位置不动，即使改变移动设备摄像头的方位，虚拟信息的位置也不会发生改变。

而本发明所叠加融合显示的内容信息两种形式都包含，所叠加的虚拟三维模型为具有跟踪注册功能的叠加融合显示，随着摄像头位置姿态的改变，模型在屏幕上显示的位置信息会发生变化，但改变的结果会让人感觉模型相对于真实世界位置并未发生变化。而叠加的文字、虚拟按钮为不具有跟踪注册功能的叠加融合显示，在屏幕中显示的位置不会随着摄像头的位置姿态改变而改变。

所述ar展示子系统包括：

用于对ar展示子系统中的典型零件和典型零件夹具的三维模型进行旋转、缩放、剖视的旋转缩放剖视模块；

用于对ar展示子系统中的典型零件和典型零件夹具的三维模型进行文字信息展示的信息展示模块；

用于对ar展示子系统中的n个典型零件和典型零件夹具的三维模型进行同时叠加、融合、显示的多图识别模块；

n大于等于2，取值为整数；

用于对ar展示子系统中的典型零件和典型零件夹具的三维模型进行动画展示的动画展示模块；

用于对ar展示子系统中的典型零件和典型零件夹具的三维模型及其脚本进行打包并云端存储的云存储模块。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述ar展示子系统还包括：

用于通过移动终端摄像头采集图纸中图像的图像获取模块；

用于对图像获取模块获取的图像与云端数据库中预存识别图像进行匹配的特征匹配识别模块。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述课程准备子系统包括：

用于对题目分配进行显示的题目分配模块；

用于对课程信息进行显示的课程信息模块；

用于对典型零件和工艺信息(工艺就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。)进行显示的零件信息模块。

具体实施方式四：本实施方式的基于ar云存储技术的机械制造教学辅助系统的开发方法具体过程为：

步骤一、在hiar官网管理后台建立应用(在hiar官网登录个人账号，进入管理者后台，进入应用管理，选择新建应用。)和识别图集并将应用和识别图集关联；

识别图集是所要展示的模型的二维图纸，用于手机摄像头扫描用；目的是将appkey和sercert粘贴到unity3d中后，识别图集中的图纸即可作为该应用的摄像头识别目标；

关联在网站上勾选即可完成。

步骤二、下载hiarsdk(是hiar公司研发的，供开发者使用的ar应用开发包)并将hiarsdk导入unity3d，配置开发坏境；

步骤三、将应用的appkey和sercert(在网站建立应用后，网站会针对该应用给出其专有的appkey和sercert)粘贴到unity3d中hiarcamera的hiarenginebehaviour脚本中；

步骤四、将制作的典型零件和典型零件夹具的三维模型导入unity3d中；

步骤五、在unity3d中对ar展示子系统中的旋转缩放剖视模块和信息展示模块进行开发，实现旋转缩放剖视模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型旋转、缩放、剖视和信息展示模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型文字信息展示；

步骤六、在unity3d中对hiarenginebehaviour脚本进行设置(单击hiarenginebehaviour，在其中multitarget选项中打钩。)，以实现多图识别模块进行n个典型零件或典型零件夹具同时叠加、融合、显示的多图识别；过程为：

n大于等于2，取值为整数；

步骤七、将制作的典型零件和典型零件夹具动画(动画为零件和其夹具的动画，三维模型由solidworks软件建模生成，动画为三维模型的装配爆炸动画)导入unity3d中实现动画展示模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型动画展示；

步骤八、在unity3d中新建课程准备子系统；

步骤九、将步骤一到步骤八得到的所有模型(各个步骤之间是顺序操作，第九步所应用的模型，是之前所有步骤完成后的最终模型)和其对应识别图片打包上传至hiar云端管理后台并一一关联，实现云存储模块对ar展示模块中典型零件和典型零件夹具的三维模型及其脚本进行打包并云端存储；

步骤十、将步骤一至步骤九结果以andrid安装包的文件格式导出，生成移动应用。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：所述步骤四中将制作的典型零件和典型零件夹具的三维模型导入unity3d中；

具体过程为：

步骤四一、在solidworks中建立典型零件和典型零件夹具的三维模型；

步骤四二、将完成的典型零件和典型零件夹具的三维模型导入3dsmax中转换为.fbx格式并导入unity3d中。

其它步骤及参数与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是：所述步骤五中在unity3d中对ar展示子系统中的旋转缩放剖视模块和信息展示模块进行开发，实现旋转缩放剖视模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型旋转、缩放、剖视和信息展示模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型文字信息展示；

具体过程为：

步骤五一、在unity3d中添加quickswipe组件和quickpinch组件(来自quicktouch组件包)，采用quickswipe组件实现旋转，采用quickpinch组件实现缩放；

步骤五二、分别将典型零件和典型零件夹具三维模型的完整模型和剖视模型导入unity3d中，在unity3d中添加quicktap组件，利用quicktap(来自quicktouch组件包)组件实现完整零件和剖视零件的切换(对quicktap组件进行参数及其控制模型的设置，原说明中下方贴图已说明)；

步骤五三、对典型零件和典型零件夹具添加单击脚本并编辑(将所要显示的信息输入脚本中)所要显示的参考信息，利用gui.window组件(gui.window为软件自带功能，是可调用的现有组件，)实现参考信息的展示。

其它步骤及参数与具体实施方式四或五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四至七之一不同的是：所述步骤七中将制作的典型零件和典型零件夹具动画(动画为零件和其夹具的动画，三维模型由solidworks软件建模生成，动画为三维模型的装配爆炸动画)导入unity3d中实现动画展示模块中的典型零件和典型零件夹具的三维模型动画展示；过程为：

步骤七一、在solidworks中制作典型零件和典型零件夹具动画；

步骤七二、将典型零件和典型零件夹具动画导出为.mp4格式后导入unity3d中，加入videoplayer中并打包上传至云端存储的云存储模块。

其它步骤及参数与具体实施方式四至七之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四至七之一不同的是：所述步骤八中在unity3d中新建课程准备子系统；具体过程为：

步骤八一、在unity3d中新建scene(场景)，利用unity3d的ugui加入canvas(画布)组件；

本发明画布切换关键代码：

步骤八二、利用unity3d的ugui加入button(按钮)组件，为button(按钮)组件添加随机脚本(需将所编写的脚本赋予button控件)，实现题目分配功能；

步骤八三、利用unity3d的ugui加入toggle(开关)组件和image(图片)组件，并在image组件中添加需要展示的信息，为toggle组件添加脚本(将编写好的脚本用鼠标拖拽至toggle组件，就可添加脚本。)实现image组件中信息的切换；

步骤八四、利用unity3d的ugui加入inputfield(输入框)组件，用以识别输入的字符，编写内容文件(内容文件以零件号作为识别特征，通过if语句将输入的零件号与给定零件号匹配，对所有零件号，在内容文件中输入解释文字，与零件号一一对应。)与典型零件的零件号相匹配，利用image组件中的text(文本)控件进行内容(内容是编写内容文件中的内容)显示。

其它步骤及参数与具体实施方式四至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式四至八之一不同的是：所述步骤九中将步骤一到八得到的所有模型(各个步骤之间是顺序操作，第九步所应用的模型，是之前所有步骤完成后的最终模型)和其对应识别图片打包上传至hiar云端管理后台并一一关联，实现云存储模块对ar展示模块中典型零件和典型零件夹具的三维模型及其脚本进行打包并云端存储；具体过程为：

步骤九一、将制作好脚本的模型(各个步骤之间是顺序操作，第九步所应用的模型是之前所有步骤完成后的最终模型)拖至prefebs下并重命名，扩展名为.unity3d；

步骤九二、选择开发平台为android，并创建assetbundles，得到模型压缩包；

本发明模型打包关键设置，如图9；

步骤九三、将模型压缩包上传至云端图库所对应的识别图像的目录下，完成ar内容包的设置(登录hiar官网，进入管理后台，进入图集管理，进入之前所建立的图集，点击想添加内容包的图片，在“设置unityar内容包”中的android处点击设置，在计算机中选择对应的ar内容包。)，ar内容包即步骤九二得到的模型压缩包(在hiar网站上称为ar内容包，如下图)。

本发明ar内容包设置，如图10。

其它步骤及参数与具体实施方式四至八之一相同。

工作原理：

系统操作流程如图3和图4所示。

一、打开基于ar云存储技术的机械制造教学辅助系统的app，到达app主菜单界面，app主菜单界面包括课程准备、ar展示和退出程序；如图11所示。

二、单机课程准备，到达课程准备子系统，包括题目分配、课程信息、零件信息的显示；如图12a所示。

单击题目分配，显示所分配题目；单击课程信息，显示课程介绍和设计及绘图注意事项；单击零件信息，输入零件号，单击输入零件号进行收索，显示对应零件参考信息；

三、单击“返回主菜单”，选择“ar展示平台”，单机ar展示，到达ar展示子系统，摄像头拍照，对图片进行识别匹配，若没有找到对应的识别图，重新摄像头拍照；若找到对应的识别图，对图片进行单图或多图识别，得到零件和夹具以及播放动画，对零件和夹具进行手指滑动得到旋转零件和夹具，对零件和夹具进行手指收缩或舒展得到缩放零件和夹具，对零件和夹具进行双击得到剖视零件和夹具，对零件和夹具进行单击得到显示参考信息。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

本实施例基于ar云存储技术的机械制造教学软件及开发方法具体是按照以下步骤制备的：

图1为该发明软件框架图，该发明主要包括信息输入模块，融合显示模块和人机交互模块，在信息输入模块中，主要包括使用者在软件主菜单中对所需信息进行输入并选择需要的功能模块和软件在ar展示平台中的信息输入前处理，包括摄像机对识别图的分析识别，识别通过后通过云端数据库进行ar内容包的下载，为下一步的融合显示模块做准备。融合显示模块完成对ar内容包的解压缩，跟踪注册和融合显示。在人机交互模块则由使用者选择实现具体的功能，包括课程准备平台台中的分配题目、课设信息、零件分析功能和ar展示平台中与融合显示相结合的零件和夹具的旋转缩放剖视和参考信息的展示功能。

图2为该发明软件的开发流程图，开发主要分别开发课程准备和ar展示两个功能平台再将其串联。本软件以unity3d为开发平台，采用hiarsdk作为软件开发包。首先是课程准备平台台的开发。根据软件功能需求，故在unity3d中单独建立课程准备平台scene，在场景中完成gui的布局与空间的分配。

gui的布局与空间分配如图19；

接下来完成gui控件脚本的编写。分配题目功能模块由一个button(按钮)控件和一个text(文本)控件组成；课设信息功能模块由一个canvas控件作为底板，选用三个image(图像)控件，作为综合课程设计介绍和设计及绘图注意事项的容器，并将文本信息编辑好后植入容器中。建立tooglegroup(开关组)，放置两个toggle控件于组中实现text控件中信息的显示与隐藏；零件分析模块的组成，它由一个canvas控件作为模块底板，由image作为容器。text控件用于显示文字信息。inputfield(输入框)控件用于输入零件号。button控件执行搜索功能，与脚本中零件匹配，搜索出对应的零件信息，并将信息发送至text控件进行信息显示,具体课程准备平台台实现流程如图5a、5b、5c。

ar展示平台主要包括本地开发和云端数据库的构建。一般的移动增强现实应用主要由离线处理和在线处理两大部分组成。由于android平台下的应用的开发是基于java语言的，所以需要进行jdk(javadevelopmentkit)的下载与安装，配置java环境。打开浏览器，访问java官网。根据自己电脑的操作系统选择正确的版本下载。

由于系统主要运行平台为android平台，因此需进行androidsdk的下载与安装。打开网络浏览器，访问android开发者官方主页。单击sdk下载。

安装完成后设置环境变量设置。打开“控制面板”，打开“系统”，点击“高级系统设置”，再点击“环境变量”，进入环境变量设置界面。在系统变量下面新建两个变量并设置参数：

变量名:java_home，变量值为“c:\programfiles\java\jdk1.6.0”(此为自己电脑jdk的安装路径)；

变量名：classpath，变量值为“.；％java_home％\lib；％java_home％\lib\tools.jar”(加.表示当前路径)，编辑已有的变量path，在变量值最后添加参数“；％java_home％\bin；％java_home％\jre\bin；”。

登录hiar官网，完成hiarsdk的下载并将其导入unity3d开发引擎中。同时进入hiar官网管理后台，进行个人账户的创建。创建完成后，创建图集和应用，并将其关联，至此完成云端数据库的初步建立。

如图6所示，为ar展示场景的组成，cloudrecognition为云识别功能模块，内含云识别相关脚本文件。hiarcamera为hiarsdk中调用相机及实现三维注册的模块。

imagetarget为识别图模块。

登录hiar管理后台进行图集的创建，应用的创建。应用创建后会得到appkey/secret，如图7所示，将appkey/secret粘贴至hiarcamera的脚本文件中即可完成应用与软件的关联。在hiar官方网站管理后台中选择图集，关联应用，即可使图集中的图片作为软件的识别图进行应用。

本软件选择零件工程图的部分作为图片进行上传，如图8为识别图上传界面，点击“添加识别图片”，即可完成识别图的上传每个识别图都有自己的targetid用以区分，图片上传后可以看到图片的可识别度星级，该星级越高说明图片可识别性越高。图片上传后需要进行发布才可进行识别。

本软件所用模型均在solidworks软件中制作，但由于unity3d不支持solidworks文件格式，故需要将零件先导入3dsmax软件中进行格式转化，转化为.fbx格式后即可导入unity3d中进行编辑。

对零件进行脚本编写完成后，就可进行打包，关键脚本设置已在前文进行具体说明。如图9所示为模型打包界面，可同时打包多个平台的数据包，但需注意模型打包时重命名的后缀必须为.unity3d，否则会无法生成数据包。

在打包完成后可以在项目目录中找到压缩包，在管理后台中选择零件对应的识别图，如所示，在设置ar内容包下点击设置，在目录中找到数据包，点击上传即可完成数据包的上传，如图10所示。

实施例二：实施例为本发明软件具体应用在教学中举例

图3和图4分别为本发明课程准备平台台和ar展示平台操作流程图，接下来通过实例软件展示。

首先，打开app,进入主菜单界面，如图11所示。选择“课程准备”平台，如图12a所示，单击“分配题目按钮”，完成题目分配，如图12b所示。接下来选择“课设信息”模块，分别单击“综合课程设计介绍”和“设计及绘图注意事项”按钮，了解课程设计内涵，完成课前预备。如图12c所示。接下来单击“零件分析”，输入零件号“831007”，单击“搜索”，得到零件的功能和工艺分析，如图12d所示。至此，“课程准备”模块完成其全部功能。

单击“返回主菜单”按钮，回到主菜单界面，选择“ar展示”模块，扫描831007零件图纸，得到虚实结合的ar零件展示。如图13所示。通过手势操作实现零件的旋转缩放和剖视，可以更全面的了解零件如图14和图15所示。通过单击右侧空白碰撞体可以显示零件的参考信息，如图16所示。接下来对831007钻孔夹具和进行ar展示，其中文字信息包括夹具的定位元件分析，定位误差分析如图17所示。最后通过多图识别，同时展示零件的钻孔夹具和其动画，进一步加深学生对夹具设计的理解。如图18所示。

至此本发明软件完成其在机械制造课程设计中教学辅助任务。

本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。