一种操作机构和断路器的制作方法

1.本实用新型涉及低压电器技术领域，具体而言，涉及一种操作机构和断路器。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，人们生活水平的快速提高，对于家庭用电安全有了更高的需求。断路器可以安装于终端配电线路。同时其也能够接通、承载以及分断正常或非正常电路条件下的电流，对线路及电器设备形成有效的保护。
3.现有断路器通常通过操作机构实现断路器的分闸、合闸功能，但是由于现有操作机构层叠的零部件较多，导致断路器的整体厚度较厚，难以适应对厚度有要求的安装使用环境，限制了断路器的使用范围。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种操作机构和断路器，以降低断路器的厚度，扩大断路器的使用范围。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：
6.本实用新型实施例的一方面，提供一种操作机构，包括：驱动件、动作机构、脱扣件以及设置在驱动件上的传动件和作用件；传动件和作用件均位于驱动件的同侧，驱动件经传动件与动作机构传动连接；驱动件受驱，带动传动件驱动动作机构合闸，或带动作用件经脱扣件驱动动作机构分闸。
7.可选的，驱动件为驱动轮，传动件为设置于驱动轮上的扇形齿轮，驱动轮经扇形齿轮与动作机构传动连接。
8.可选的，作用件的转动半径小于或等于扇形齿轮的齿根圆半径。
9.可选的，脱扣件包括转动设置的脱扣本体以及设置于脱扣本体的脱扣部，脱扣部位于驱动轮的周缘，以在作用件驱动脱扣部时，经脱扣本体带动动作机构分闸。
10.可选的，作用件为凸台，凸台设置于驱动轮，且凸台和扇形齿轮在驱动轮上呈圆周分布。
11.可选的，动作机构包括齿轮部、转动件和动触头组件，齿轮部设置于转动件，齿轮部与扇形齿轮啮合，转动件与动触头组件传动连接。
12.可选的，动作机构还包括设置在转动件上的动作凸台，当动触头组件处于合闸状态，动作凸台与脱扣件对应，用于在作用件驱动脱扣件时，脱扣件推动动作凸台以带动动触头组件分闸。
13.可选的，操作机构还包括第一弹性件，第一弹性件与脱扣件连接，用于向脱扣件提供复位力。
14.可选的，操作机构还包括第二弹性件，第二弹性件与动作机构连接，用于向动作机构提供复位力。
15.本实用新型实施例的另一方面，还提供一种断路器，包括壳体、静触头组件以及上
述任一种的操作机构，静触头组件和操作机构分别设置于壳体，操作机构的动作机构与静触头组件对应设置。
16.本实用新型的有益效果包括：
17.本实用新型提供了一种操作机构和断路器，以驱动件作为载体，将传动件和作用件分别设置在驱动件上，可以将传动件和作用件一同设置在驱动件的同一侧面上，该种设置方式可以使得传动件和作用件能够平铺于驱动件的同一侧面，例如作用件和传动件同层设置于驱动件的一侧面，继而使得在驱动件、作用件和传动件的叠加厚度为驱动件自身的厚度以及作用件或传动件两者中一者的厚度(作用件或传动件两者中一者的厚度：即指在作用件的厚度大于传动件的厚度时，为作用件的厚度；在作用件的厚度小于传动件的厚度时，为传动件的厚度；在作用件的厚度等于传动件的厚度时，为两者中任意一者的厚度)，如此，相比于现有将作用件和传动件分别设置于驱动件的两个相对的侧壁的形式，能够使得驱动件、作用件和传动件的叠加厚度得到有效的减小，便于降低操作机构的厚度，在将操作机构应用于断路器中时，也能够有利于断路器整体厚度的减少，实现断路器的小型化，提高其适应安装空间的能力。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的一种操作机构的状态示意图之一；
20.图2为本实用新型实施例提供的一种操作机构的状态示意图之二；
21.图3为本实用新型实施例提供的一种操作机构的状态示意图之三；
22.图4为本实用新型实施例提供的一种操作机构的状态示意图之四；
23.图5为本实用新型实施例提供的一种操作机构的状态示意图之五；
24.图6为本实用新型实施例提供的一种操作机构的状态示意图之六；
25.图7为本实用新型实施例提供的一种操作机构的状态示意图之七；
26.图8为本实用新型实施例提供的一种断路器的结构示意图。
27.图标：110
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驱动轮；120
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扇形齿轮；121
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扇形齿轮的齿根圆；130
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作用件；200
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脱扣件；210
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脱扣本体；220
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脱扣部；230
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第一弹性件；300
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动作机构；310
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转动件；311
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动作凸台；320
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齿轮部；330
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动触头组件；340
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第二弹性件；400
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静触头组件；500
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壳体；501
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输入端子；502
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输出端子；503
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手柄；504
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卡扣；505
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第四弹性件；506
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电操机构；507
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连杆；508
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短路保护器；509
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过载保护器；510
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软连接线；511
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灭弧室。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本实用新型的保护范围内。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.本实用新型实施例的一方面，提供一种操作机构，该操作机构可以应用于开关器件中，例如低压断路器、微型断路器等，在使用中，可以将其设置于断路器的壳体内，根据需求通过外力施加于操作机构使其进行传动，进而实现断路器的合闸、分闸功能，也即实现接入的负载回路的通断。
33.请参照图1所示，操作机构可以包括：驱动件、动作机构300、脱扣件200、传动件和作用件130，其中，可以以驱动件作为载体，将传动件和作用件130分别设置在驱动件上，传动件和驱动件可以是通过一体成型工艺制作，也可以是先分别成型后再设置为一体结构，作用件130同理。在将传动件和作用件130与驱动件设置为一体结构时，可以将传动件和作用件130一同设置在驱动件的同一侧面上，该种设置方式可以使得传动件和作用件130能够平铺于驱动件的同一侧面，例如作用件130和传动件同层设置于驱动件的一侧面，继而使得在驱动件、作用件130和传动件的叠加厚度为驱动件自身的厚度以及作用件130或传动件两者中一者的厚度(作用件130或传动件两者中一者的厚度：即指在作用件130的厚度大于传动件的厚度时，为作用件130的厚度；在作用件130的厚度小于传动件的厚度时，为传动件的厚度；在作用件130的厚度等于传动件的厚度时，为两者中任意一者的厚度)，如此，相比于现有将作用件130和传动件分别设置于驱动件的两个相对的侧壁的形式，能够使得驱动件、作用件130和传动件的叠加厚度得到有效的减小，便于降低操作机构的厚度，在将操作机构应用于断路器中时，也能够有利于断路器整体厚度的减少，实现断路器的小型化，提高其适应安装空间的能力。需要说明的是，本技术中的厚度、叠加厚度、层叠等均指图1至图8中垂直纸面的方向，此处的方向释义为基于附图所示的方位，仅作为理解之用，因此，不能理解为对本实用新型的限制之用。
34.如图1所示，将传动件和作用件130均设置在驱动件上，为了实现操作机构的分合闸状态，还可以使得传动件和动作机构300传动连接，如此，便可以在需要合闸时，使得驱动件能够通过传动件与动作机构300建立传动，使得在需要操作机构合闸时，驱动件能够受驱，即在外力作用下，驱动件运动的同时带动传动件一起运动，进而由传动件驱动动作机构300运动，使得动作机构300能够以分闸至合闸的方向运动，实现从分闸状态到合闸状态的切换，如图1和图5所示。
35.此外，脱扣件200还应当配合驱动件和作用件130的设置位置、运动形式进行合理设置，从而在需要操作机构分闸时，驱动件运动的同时带动作用件130一起运动，进而由作用件130驱动脱扣件200运动、脱扣件200驱动动作机构300运动，使得动作机构300能够以合闸至分闸的方向运动，实现从合闸状态到分闸状态的切换，如图6和图7所示。
36.综上，在将传动件和作用件130分别设置于驱动件时，能够以驱动件作为动力源，
根据传动件和作用件130的所处位置，分别通过传动件带动动作机构300合闸、通过作用件130驱动脱扣件200进而带动动作机构300分闸，实现操作机构处于合闸状态或分闸状态。
37.可选的，驱动件为驱动轮110，即驱动轮110的运动形式为转动，例如将其转动设置于壳体500上，驱动轮110可以是不具有齿部，其可以被电机等驱动源直接驱动，当然也可以是具有齿部(如图1至图8所示)，电机等驱动源通过齿轮传动的形式驱动驱动轮110转动，本技术对其不做限制。
38.传动件为设置于驱动轮110一侧面上的扇形齿轮120，当然，作用件130也设置于驱动轮110的该侧面上，如图1至图8所示。在需要合闸时，如图2所示，驱动轮110带动扇形齿轮120运动，使得扇形齿轮120与动作机构300建立传动连接，当传动关系建立后，如图3所示，此时，随着扇形齿轮120的继续转动，也同步带动动作机构300运动，使得动作机构300从分闸至合闸的方向运动，最终，如图5所示，使得动作机构300处于合闸状态。
39.当动作机构300处于合闸状态后，此时，随着驱动轮110的继续转动，扇形齿轮120与动作机构300分离，形成如图5所示的状态。此后，当需要分闸时，如图6所示，驱动轮110带动作用件130转动，作用件130会与脱扣件200接触，并带动其运动，此时，脱扣件200会带动动作机构300运动，使得动作机构300从合闸至分闸的方向运动，最终，如图7所示，动作机构300处于分闸状态。当然，在另一种实施例中，传动件(扇形齿轮120)和作用件130(拨动)的形式可以互换，从而使得两者兼具有离合的功能，并在需要时实现两者各自的分合闸功能。
40.可选的，由于动作机构300在由分闸至合闸的运动方向和由合闸至分闸的运动方向应当相逆，且作用件130和传动件均设置在驱动轮110的同一侧面，因此，在驱动轮110运动时，作用件130和传动件将跟随其同步运动，为避免在合闸或分闸过程中作用件130和动作机构300产生干涉，导致操作机构发生故障，还可以使得作用件130的转动半径r的设置范围小于或等于扇形齿轮的齿根圆121半径，其中，作用件130的转动半径r即指作用件130距离作用件130的转动中心的最远的一点和作用件130的转动中心的间距，例如图2和图3中所示。由此，能够使得作用件130和动作机构300不因直接接触导致的干涉。
41.可选的，如图1至图8所示，当脱扣件200转动设置时，例如转动设置于壳体500时，在将作用件130的转动半径r设置的较为接近扇形齿轮的齿根圆121半径时，例如作用件130的转动半径r等于扇形齿轮的齿根圆121半径，能够有效的缩短脱扣件200与作用件130接触部分(例如脱扣部220)的转动半径，如此，在驱动轮110以相同的转速转动时，作用件130能够带动脱扣件200以更快的速度转动，进而提高脱扣件200驱动动作机构300的速度，有效的提高整个操作机构的分闸速度，减少整个操作机构的分闸时间，继而提高断路器的性能。
42.如图1至图8所示，脱扣件200包括转动设置的脱扣本体210(脱扣件200或脱扣本体210可以是转动设置在壳体)以及设置于脱扣本体210的脱扣部220，为了使得脱扣部220能够在需要分闸时能够被作用件130推动，因此，脱扣部220可以位于驱动轮110设置有作用件130的一侧，而非位于驱动轮110背离作用件130的一侧，同时，为了有效缩短脱扣部220的转动半径，还可以使得脱扣部220位于驱动轮110的周缘处，即使得脱扣部220尽可能的远离驱动轮110的转动中心，但是考虑到脱扣部220需要能够配合作用件130实现脱扣，因此，可以增大作用件130的转动半径，使得作用件130与脱扣部220接触部分的位置也能够位于驱动轮110的周缘，例如将脱扣部220设置于扇形齿轮的齿根圆121处，使得作用件130的转动半径等于扇形齿轮的齿根圆121的半径，如此，便可以在避免作用件130与动作机构300干涉的
情况下，尽可能的增大作用件130的转动半径，缩小脱扣部220的转动半径，以提高分闸速度。
43.可选的，作用件130为凸台，凸台设置于驱动轮110上设置有扇形齿轮120的一面，为了实现凸台和扇形齿轮120各自的离合，如图1至图8所示，还可以使得凸台和扇形齿轮120在驱动轮110上呈圆周分布，扇形齿轮120和凸台之间的夹角可以是钝角(如图1至图8)、直角或锐角，本技术对其不做限制。凸台可以是如图1至图8所示的与转动中心连接的指针状，也可以是与转动中心间断设置的凸台，扇形齿轮120的圆心角不做限制，例如可以是30度、40度、45度等等。
44.可选的，如图1至图7所示，动作机构300包括齿轮部320、转动件310和动触头组件330，齿轮部320设置于转动件310，齿轮部320用于与扇形齿轮120啮合，转动件310与动触头组件330传动连接。该齿轮部320可以是全齿部，也可以是扇形齿部。转动件310可以是通过连杆507与动触头组件330建立传动连接，在转动件310转动时，通过连杆507带动动触头组件330转动，实现动触头组件330的合闸和分闸。
45.可选的，如图1至图7所示，动作机构300还包括设置在转动件310上的动作凸台311，当动触头组件330处于合闸状态，动作凸台311与脱扣件200对应，用于在作用件130驱动脱扣件200时，脱扣件200推动动作凸台311以带动动触头组件330分闸。
46.可选的，操作机构还包括第一弹性件230，第一弹性件230与脱扣件200连接，用于向脱扣件200提供复位力，例如在脱扣件200由图1所示的初始位发生转动后，可以由第一弹性件230对其提供恢复至初始位的复位力，由此，可以使得脱扣件200能够在作用后，及时复位，以保证多次分闸功能的实现。
47.可选的，操作机构还包括第二弹性件340，第二弹性件340与动作机构300连接，用于向动作机构300提供复位力，以此使得不仅能够使得动作机构300分闸，还可以通过第二弹性件340提高操作机构的分闸速度。
48.第一弹性件230和第二弹性件340均可以是扭簧、拉簧、压簧等等形式。
49.为便于更好的理解本技术，以下将结合图1至图7进行进一步的说明：
50.如图1所示，驱动轮110、脱扣本体210、转动件310和动触头组件330分别转动设置于壳体500，此时，操作机构处于分闸状态。在需要合闸时，驱动轮110顺时针方向转动，扇形齿轮120和作用件130跟随驱动轮110同步顺时针转动。如图2所示，由于作用件130的转动半径小于或等于扇形齿轮的齿根圆121半径，此时，扇形齿轮120先与脱扣部220接触，并推动脱扣件200整体沿逆时针方向转动(脱扣件200通过第一弹性件230储能)，即脱扣件200对扇形齿轮120进行让位，使得扇形齿轮120继续顺时针转动，此时，位于转动件310上的动作凸台311与脱扣本体210相隔一段距离，该距离(让位间距)用于使得脱扣件200顺利让位。如图3所示，随着扇形齿轮120的持续的顺时针转动，与转动件310上的齿轮部320啮合，并带动转动件310逆时针方向转动，通过连杆507带动动触头组件330向合闸方向运动(顺时针转动)，同时，动作凸台311随着转动件310逆时针转动，并向脱扣件200靠近，即两者之间的让位间距逐渐减小，该让位间距需要满足在扇形齿轮120脱离脱扣件200之前，脱扣本体210不与动作凸台311接触，如此，如图4所示，随着扇形齿轮120持续带动齿轮部320转动，扇形齿轮120与脱扣件200脱离后，脱扣件200在第一弹性件230提供的复位力(脱扣件200通过第一弹性件230释能)的作用下，顺时针转动恢复至让位前的初始位置。随着扇形齿轮120的持续转
动，经齿轮部320、转动件310、连杆507带动动触头组件330合闸(在整个动触头组件330的合闸过程中，均会使得第二弹性件340储能)，动作凸台311也继续逆时针转动，其与脱扣件200的让位间距逐渐减小，如图5所示，当动触头组件330合闸到位后，扇形齿轮120与齿轮部320脱离，此时，操作机构处于合闸状态，其中，图4至图5中动触头组件330所示的运动可以是超程阶段，以便于使得动触头组件330和静触头组件400具有较好的接触稳定性。随着动触头组件330合闸到位，操作机构处于合闸状态，此时，如图5所示，动作凸台311也随之运动至与脱扣件200相对应的位置。
51.当需要分闸时，驱动轮110继续顺时针转动，带动扇形齿轮120和作用件130跟随驱动轮110同步顺时针转动。如图6所示，作用件130逐渐靠近脱扣件200，并与脱扣件200的脱扣部220接触，随着驱动轮110的持续顺时针转动，作用件130推动脱扣部220使得脱扣本体210沿逆时针方向转动(脱扣件200使得第一弹性件230储能)，由于此前动作凸台311已运动至较为靠近脱扣件200的位置，故，随着脱扣部220推动脱扣本体210逆时针转动，则会由脱扣本体210推动动作凸台311使得转动件310沿顺时针方向转动，继而在转动件310越过死点后，由第二弹性件340的复位力(第二弹性件340释能)的作用下带动动触头组件330由合闸向分闸方向运动，即逆时针转动，进而使得操作机构处于分闸状态，即动作机构300复位至图1所示的状态。随着驱动轮110的持续顺时针转动，作用件130会与脱扣部220脱离，此时，脱扣件200会在第一弹性件230的复位力(第一弹性件230释能)的作用下复位至图1所示的状态，在驱动轮110的下一次顺时针转动时，扇形齿轮120依然先于作用件130与脱扣件200接触，并随之实现再一次的合闸。
52.本实用新型实施例的另一方面，还提供一种断路器，包括壳体500、静触头组件400以及上述任一种的操作机构，静触头组件400和操作机构分别设置于壳体500，操作机构的动作机构300与静触头组件400对应设置。
53.示例的，如图8所示，将上述的操作机构设置于壳体500，并且使得动作机构300中的动触头组件330和静触头组件400位置对应，即静触头组件400位于动触头组件330的运动路径上，保证两者稳定的分合闸。
54.如图8所示，驱动件可以是驱动轮110，其可以由电机等电操机构506控制实现断路器的电动分合闸功能，此外，由于传动件可以是设置为扇形齿轮120，利用其离合特性，还可以增加手操机构，即在壳体500上设置有手柄503，手柄503通过连杆507直接连接至转动件310，从而在扇形齿轮120与齿轮部320分离时，由手柄503直接驱动连杆507进而带动动作机构300实现分合闸功能。
55.第一弹性件230的一端可以与脱扣件200抵接，另一端与壳体500上的凸起抵接，同理，第二弹性件340一端和动触头组件330连接，另一端和壳体500上的凸起连接。此外，还可以设置有第三弹性件与转动件310连接，对转动件310提供复位的作用力。
56.为了使得断路器能够接入负载回路，还可以在壳体500的右侧设置有输入端子501，在壳体500的左侧设置有输出端子502，其连接时，可以使得输入端子501经软连接线510与动触头组件330连接，并将静触头组件400与输出端子502连接。
57.为了使得断路器能够稳定的插接于机箱并与机箱形成卡接限位关系，还可以在手柄503的上方设置有卡扣504，卡扣504转动设置于壳体500，卡扣504的一端伸出于壳体500，另一端则与手柄503对应，将卡扣504与第四弹性件505连接，使得第四弹性件505对卡扣504
提供作用力使得卡扣504始终具有向上弹起的趋势(使得卡扣504的一端具有伸出于壳体500的趋势)，以便于在手柄503处于合闸位置且未插接于机箱时，卡扣504的一端向上伸出于壳体500，并且由于手柄503此时与卡扣504抵持，导致卡扣504的一端无法缩回壳体500内，卡扣504的一端与机箱抵持，断路器无法插接于机箱。在手柄503处于分闸状态下且处于插接机箱的过程中，卡扣504的一端被机箱压缩至壳体500内，此时卡扣504的另一端与手柄503抵持，使得手柄503无法在插接机箱的过程中合闸，在断路器插接于机箱到位后，在机箱上具有孔，卡扣504的一端刚好在第四弹性件505的作用下伸出于壳体500并位于机箱上的孔内，此时，卡扣504与手柄503接触抵持，手柄503可以在需要时自由分合闸。通过卡扣504充分保障了插接断路器过程中的安全性。
58.为了进一步的提高负载回路的安全性，还可以设置有短路保护器508，例如电磁脱扣器等，使得在负载回路发生短路时，由短路保护器508促使断路器处于分闸状态，此外，还可以设置有过载保护器509，例如双金属板，从而在负载回路过载时，由过载保护器509促使断路器处于分闸状态。
59.为了进一步的提高断路器的性能，还可以设置有灭弧室511，通过将灭弧室511设置于分闸状态下静触头组件400和动触头组件330开口处，进而使得在分闸过程中，由灭弧室511对产生的电弧进行快速熄灭，减轻电弧对断路器产生的电气损耗，提高断路器的使用寿命。
60.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。