一种用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置的制作方法

本发明涉及植物种苗繁育技术领域，具体涉及一种用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置。

背景技术：

我国是世界上最大的药食同源植物(如牛尾菜、牛大力、土茯苓、大通草、两面针、黑老虎等)主产国和消费国，药食同源植物在我国中成药的制药企业中占有举足轻重的地位。随着药食同源植物原料年需求量的急剧增加，导致人们长期对其野生资源掠夺性的采伐，致使一些生物学特性脆弱的特殊药食同源植物正在迅速减少甚至濒临灭绝。这就迫切需要人们对其进行规模化的人工种植，而人工种植的关键就是如何繁育出高性价比的植物种苗。然而，一些特殊的药食同源植物的种子因其自身具有休眠期长、发芽势差、萌发期长、直播成苗率低等生物学特性，限制了它们的生存和繁衍。

近年来，大量的研究和实验数据表明：利用电场、磁场等物理方法对植物的种子和幼苗进行适当的干预和处理可以繁育出高性价比的种苗。但是，目前用于繁育植物种苗的高压电场发生装置和磁场发生装置较为简陋，且存在许多需要改进的地方。例如：电场、磁场参数固定不可调或很难调整，电场强度不高，电场、磁场发生装置无定时功能等。

通过查阅文献显示，高压电场发生装置和磁场发生装置现有的发明专利或实用新型专利不少，但用于繁育植物种苗的不多，且都存在有不足。比如：申请号为201410419576.1的中国发明专利“一种电场发生装置”和申请号为201420478017.3的中国实用新型专利“一种电场发生装置”，主要用于污泥细胞破壁设备中时提高了细胞的破壁率，最大只能产生50KV左右的双极性脉冲电压，不适合用于繁育植物种苗。申请号为201420525636.3的中国实用新型专利“一种水稻种子电场处理专用高压脉冲发生装置”，专用于水稻种子的高压电场处理领域，该专利只能对种子进行处理，不能对幼苗进行处理，且输出的电压不高。申请号为201220155482.4的中国实用新型专利“一种高压强电场发生装置”，产生的电压固定，不利于繁育不同的植物种苗。申请号为201210424907.1的中国发明专利“多磁场源的正弦交变磁场发生装置”，主要用于实现置于人体内的胶囊内窥镜的实时连续跟踪，不适合用于繁育植物种苗。申请号为201510020269.0的中国发明专利“一种交变磁场发生装置”，机械结构复杂，不适合用于繁育植物种苗。申请号为00135603.8的中国发明专利“直流电场综合处理种子的方法”、申请号为200520130946.6的中国实用新型专利“数字控制可变电场种子处理机”、申请号为01233748.X的中国实用新型专利“一种电场种子处理设备”、申请号为99123066.3的中国发明专利“一种磁场处理种子的方法”、申请号为01113926.9的中国发明专利“电磁场等离子体种子处理机”、申请号为200810240240.3的中国发明专利“超强永久磁场种子处理机的制造方法”等专利只能在播种前单独采用磁场或电场对植物的种子进行预处理，且存在电场、磁场参数固定不可调或很难调整，电场强度不高，电场、磁场发生装置无定时功能等。

技术实现要素：

本发明针对现有电场发生装置和磁场发生装置无法或在实际应用中不方便用于繁育植物种苗的问题，提供一种用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置。

为了解决上述存在的问题，本发明是通过以下方案来实现的：

一种用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置，由电场发生单元和磁场发生单元组成。上述电场发生单元包括电场主控模块、高压可调电路、高压包模块、倍压模块和平行极板；平行极板由2块平板状的金属板组成，这2块金属板相互平行并呈上下间隔叠放设置；电场主控模块的脉冲控制输出接口连接高压可调电路的脉冲使能输入接口，电场主控模块的数字电位器输出接口连接高压可调电路的电压调节输入接口，电场主控模块的检测电压输入接口连接高压可调电路的检测电压输出接口；高压可调电路的交流电输入接口与外部电源连接，高压可调电路的脉冲电压输出接口连接高压包模块的输入接口；高压包模块的高压输出接口连接倍压模块的高压输入接口；倍压模块的高压输出接口的输出端连接平行极板的其中一块金属板，倍压模块的高压输出接口的接地端连接平行极板的另一块金属板。上述磁场发生单元包括磁场主控模块、固态继电器、交流接触器、交流电流检测传感器和线圈；磁场主控模块的控制输出接口经由固态继电器连接交流接触器的控制线圈；交流接触器的交流输入接口与外部电源连接；交流接触器的交流输出接口的火线连接交流电流检测传感器的输入端；交流电流检测传感器的输出端分为两路，一路连接磁场主控模块的传感器输入接口，另一路经由线圈连接交流接触器的交流输出接口的零线。

上述用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置，还进一步包括上位机，该上位机分别连接电场主控模块和磁场主控模块的通信接口。

上述方案中，高压可调电路包括脉冲产生电路、隔离变压器、可调开关电源电路和场效应管驱动电路；脉冲产生电路的输入端形成高压可调电路的脉冲使能输入接口，脉冲产生电路的输出端连接隔离变压器的初级线圈，隔离变压器的次级线圈连接场效应管驱动电路的一个输入端；可调开关电源电路的输入端形成高压可调电路的交流电输入接口，可调开关电源电路的输出端连接场效应管驱动电路的另一个输入端；可调开关电源电路的控制输入端形成高压可调电路的电压调节输入接口，场效应管驱动电路的采集输出端形成高压可调电路的检测电压输出接口；场效应管驱动电路的输出端形成高压可调电路的脉冲输出接口。

上述方案中，倍压模块的高压输出接口的输出端连接平行极板的上极板，倍压模块的高压输出接口的接地端连接平行极板的下极板。

上述方案中，金属板为铝板和/或不锈钢网板。

上述方案中，磁场发生单元还进一步包括空气开关，此时交流接触器的交流输入接口连接空气开关的交流输出接口，空气开关的交流输入接口与外部电源连接。

上述方案中，线圈的数量为2个以上，且这些线圈相互之间呈串联和/或并联连接。

与现有技术相比，发明具有如下特点：

1.电场发生单元所输出的直流高压范围宽(0～200kV)，同等条件下所产生的高压电场强。

2.可实现对电场强度和磁场强度等多组参数进行设置和存储，方便操作，节约成本。

3.可实现对用电场、磁场繁育植物种苗的工作时间进行多组定时时间的设置和存储，方便操作，节约成本。

4.可单独用电场或磁场繁育植物种苗，也可同时使用电场或磁场繁育植物种苗。

5.具有IC卡刷卡管理功能，方便管理者管理和了解员工是否按时按量对植物种苗进行适当干预和处理，节约了管理成本。

6.可实现播种前用电场对植物种子进行适当的干预和处理，在播种后仍可以用电场和磁场对植物种子进行适当的干预和处理。

7.经过试验可实现对药食同源植物(牛尾菜、牛大力、大通草、黑老虎、无籽罗汉果、对叶百部)的种子、幼苗进行适当的干预和处理，使这些植物的种子萌发率高，发芽势好，幼苗长势健壮、抗逆性强、移栽成活率高。

8.用于繁育植物种苗的电场与磁场发生单元结构简单、性能可靠、成本低，在苗床中易于安装、易于操作。

9.具有定时功能，节约人力成本。

10.用于繁育植物种苗的电场与磁场发生单元都采用闭环控制技术，具有输出参数稳定、性能可靠、控制精准的优点。

附图说明

图1为一种用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置的原理示意图。

图2为电场发生单元的原理示意图。

图3为电场发生单元的高压可调电路模块的原理示意图。

图4为电场发生单元的电场主控模块的原理示意图。

图5为磁场发生单元的原理示意图。

图6为磁场发生单元的磁场主控模块的原理示意图。

具体实施方式

一种用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置，如图1所示，由电场发生单元和磁场发生单元组成。用户可以根据对植物种子和幼苗进行处理的需要，单独使用电场发生单元，用电场对植物种子和幼苗进行处理；也可以单独使用磁场发生单元，用磁场对植物种子和幼苗进行处理；还可以同时使用电场发生单元和磁场发生单元，用电场和磁场对植物的种子和幼苗进行同时处理。

(1)用于繁育植物种苗的电场发生单元。

参见图2，电场发生单元包括电场主控模块、高压可调电路、高压包模块、倍压模块和平行极板。平行极板由2块平板状的金属板组成，这2块金属板相互平行并呈上下间隔叠放设置。所述金属板可以为铝板和/或不锈钢网板。在本发明优选实施中，平行极板的上极板即位于上方的金属板为连接倍压模块的高压输出接口的输出端的金属板，平行极板的下极板即位于下方的金属板为连接倍压模块的高压输出接口的接地端的金属板，且两块金属板之间采用PVC管支撑。电场主控模块的脉冲控制输出接口连接高压可调电路的脉冲使能输入接口，电场主控模块的数字电位器输出接口连接高压可调电路的电压调节输入接口，电场主控模块的检测电压输入接口连接高压可调电路的检测电压输出接口。高压可调电路的交流电输入接口与220V的外部电源连接，高压可调电路的脉冲电压输出接口连接高压包模块的输入接口。高压包模块的高压输出接口连接倍压模块的高压输入接口。倍压模块的高压输出接口的输出端连接平行极板的上极板，倍压模块的高压输出接口的接地端连接平行极板的下极板。

高压可调电路模块是电场发生单元的高压调节与高压驱动部分，它由脉冲产生电路、隔离变压器、可调开关电源电路和场效应管驱动电路组成。如图3所示。脉冲产生电路的输入端形成高压可调电路的脉冲使能输入接口，脉冲产生电路的输出端连接隔离变压器的初级线圈，隔离变压器的次级线圈连接场效应管驱动电路的一个输入端。可调开关电源电路的输入端形成高压可调电路的交流电输入接口，可调开关电源电路的输出端连接场效应管驱动电路的另一个输入端。可调开关电源电路的控制输入端形成高压可调电路的电压调节输入接口，场效应管驱动电路的采集输出端形成高压可调电路的检测电压输出接口。场效应管驱动电路的输出端形成高压可调电路的脉冲电压输出接口。

高压包模块为交流输入，交流输出的高压包，最大输出电压为20KV。倍压模块为负离子高压模块，其可以进行倍压整流，倍压比为1：10。倍压模块的高压输出接口的输出端连接平行极板的上极板，倍压模块的高压输出接口的接地端连接平行极板的下极板。

电场主控模块是电场发生单元的主控中心，它由嵌入式微处理器、RS485通信模块、数码管显示模块、USB转串口模块、数字电位器模块、输出电压检测模块、存储器模块、时钟模块、旋转编码器开关模块、射频卡读卡模块和高压输出启动电路组成。如图4所示。数码管显示模块经RS485通信模块与嵌入式微处理器相连。USB转串口模块的一端形成电场主控模块的通信接口，另一端与嵌入式微处理器相连。数字电位器模块的一端形成电场主控模块的数字电位器输出接口，另一端与嵌入式微处理器相连。输出电压检测模块的输入端形成电场主控模块的检测电压输入接口，输出端与嵌入式微处理器连接。嵌入式微处理器的脉冲控制输出接口形成电场主控模块的脉冲控制输出接口。存储器模块、时钟模块和射频卡读卡模块与嵌入式微处理器相连。旋转编码器开关模块和高压输出启动电路的输出端与嵌入式微处理器连接。

数码管显示模块由单片机、SP485EE芯片、电阻、电容、拨码开关、数码管、数据通信接口和电源输入接口组成，它的数据通信接口和电源输入接口分别连接至RS485通信模块的RS485通信接口和电源模块的+5V直流电压输出接口。旋转编码器开关模块由旋转编码器开关、电阻、电容、数据输出接口和电源输入接口组成，它的数据输出接口和电源输入接口分别连接至嵌入式微处理器的I/O端口和电源模块的+3.3V直流电压输出接口。存储器模块由存储芯片、电阻、电容、数据I/O接口和电源输入接口组成，它的数据I/O接口和电源输入接口分别连接至嵌入式微处理器的I/O端口和电源模块的+3.3V直流电压输出接口。时钟模块由时钟芯片、电阻、电容、数据I/O接口和电源输入接口组成，它的数据I/O接口和电源输入接口分别连接至嵌入式微处理器的I/O端口和电源模块的+3.3V直流电压输出接口。RS485通信模块由MAX1348芯片、电阻、电容、二极管、TTL电平数据I/O接口、RS485通信接口和电源输入接口组成，它的TTL电平数据I/O接口、RS485通信接口和电源输入接口分别连接至嵌入式微处理器的串口1端口、数码管显示模块的数据通信接口和电源模块的+3.3V直流电压输出接口。USB转串口模块由CH340芯片、电阻、电容、二极管和TTL电平数据I/O接口组成，它的TTL电平数据I/O接口连接至嵌入式微处理器的串口2端口。USB转串口模块上设有USB接口，它形成了电场主控模块的通信接口，与PC机的USB接口相连接。数字电位器模块由数字电位器芯片、电阻、电容、数据I/O接口和电源输入接口组成，它的数据I/O接口和电源输入接口分别连接至嵌入式微处理器的I/O端口和电源模块的+5V直流电压输出接口。数字电位器模块上设有数字电位器输出接口，它形成了电场主控模块的数字电位器输出接口，与高压可调电路模块中的电压调节输入接口相连接，通过改变数字电位器的阻值可以调节高压可调电路模块的脉冲输出电压。输出电压检测模块由光耦芯片、电阻、电容和电压输出接口组成，它的电压输出接口连接至嵌入式微处理器的ADC(模/数转换器)端口。输出电压检测模块上设有检测电压输入接口，它形成了电场主控模块的检测电压输入接口，与高压可调电路模块中的检测电压输出接口相连接，用于检测高压可调电路模块中输出的脉冲电压。高压输出启动电路由电阻、电容、非自锁按钮和数据输出接口组成，它的数据输出接口连接至嵌入式微处理器的I/O端口。嵌入式微处理器的其中一个I/O端口形成了电场主控模块的脉冲控制输出接口。电场主控模块中所用模块的电源输入接口形成了电场主控模块的电源输入接口。电场主控模块还增加射频卡读卡模块。射频卡读卡模块能够方便管理者对电场发生单元的管理和了解员工是否按时按量用电场对植物种苗进行适当的干预和处理，管理者在使用电场发生单元时，可以设置授权1个或多个IC卡，然后将IC卡交给员工。员工在使用电场发生单元对植物种苗进行适当干预和处理时，先将IC卡放到电场发生单元中的刷卡区刷卡获得使用该电场发生单元的权限，此时电场主控制模块的嵌入式微处理器将通过射频卡读卡模块获取IC卡信息，先检查该IC卡是否有使用电场发生单元的权限，若有权限，则可以进行操作，否则无权操作电场发生单元。获得授权后的员工可以根据需要使用旋转编码器和开关按钮向嵌入式微处理器输入要输出的多组电压值和每组电压值要工作的时间值命令，微处理器根据旋转编码器和开关按钮输入的命令，获取要输出的多组电压值和每组电压值要工作的时间值，并控制存储器模块进行存储，同时通过控制RS485通信模块送给数码管显示模块进行电压值和时间值的显示。数码管显示模块既可显示当前设置的电压值和时间值，也可显示以前设置的电压值和时间值，待高压输出启动电路中的启动按钮按下后，还可显示当前工作输出的实际电压值和定时剩下的时间。嵌入式微处理器还接有输出电压检测模块、数字电位器模块和高压输出启动电路，待高压输出启动电路中的启动按钮按下后，微处理器会进行4项操作：(1)微处理器启动高压可调电路中的脉冲产生电路让其产生频率为25KHz脉冲信号。(2)微处理器依次将设置存入存储器的电压值调出，送给数字电位器模块的数据I/O端口，数字电位器模块根据接收到的电压值命令，在它的数字电位器输出接口产生对应的电阻值，由于数字电位器输出接口与高压可调电路中的可调开关电源电路的电压调节输入接口相连，因此改变该电阻值，可以使可调开关电源电路产生相应的电压输出。(3)微处理器依次将设置存入存储器的时间值调出，并获取时钟模块的时间，与设置的时间值进行比较，以判断是否达到定时时间。若定时时间到，微处理器取消使能高压可调电路中的脉冲产生电路禁止其产生频率为25KHz脉冲信号。(4)微处理器控制输出电压检测模块，将可调开关电源电路的输出电压采集回来，经过处理后转换为电场发生单元输出的高压值，由RS485通信模块送给数码管显示模块进行显示。

用于繁育植物种苗的电场发生单元可以根据用户的需求设定多组电场产生的时间和多组输出电压参数，根据设定的时间和输出电压参数对要繁育的植物种苗进行适当的电场干预和处理。

(2)用于繁育植物种苗的磁场发生单元。

参见图5，磁场发生单元包括磁场主控模块、固态继电器、交流接触器、交流电流检测传感器和线圈。线圈由铜线绕制。在本发明中，线圈的数量为2个以上，且这些线圈相互之间呈串联连接。每个线圈由2.5mm²以上的铜线按内直径为10cm，且按一个方向缠绕30圈而成。磁场主控模块的控制输出接口经由固态继电器连接交流接触器的控制线圈。交流接触器的交流输入接口与220V的外部电源连接。交流接触器的交流输出接口的火线连接交流电流检测传感器的输入端。交流电流检测传感器的输出端分为两路，一路连接磁场主控模块的传感器输入接口，另一路经由线圈连接交流接触器的交流输出接口的零线。为了能够对系统进行过流保护，磁场发生单元还进一步包括空气开关，此时交流接触器的交流输入接口连接空气开关的交流输出接口，空气开关的交流输入接口与220V的外部电源连接。

磁场主控模块是磁场发生单元的主控中心，它由单片机、显示模块、USB转串口模块、交流电流检测模块、存储器模块、时钟模块、按键模块和射频卡读卡模块组成。如图6所示。USB转串口模块的一端形成磁场主控模块的通信接口，另一端与单片机相连。交流电流检测模块的输入端形成磁场主控模块的传感器输入接口，输出端与单片机连接。单片机的控制输出接口形成磁场主控模块的控制输出接口。存储器模块、时钟模块和射频卡读卡模块与单片机相连。按键模块的输出端与单片机连接。

存储器模块由存储芯片、电阻、电容、数据I/O接口和电源输入接口组成，它的数据I/O接口和电源输入接口分别连接至单片机的I/O端口和电源模块的+3.3V直流电压输出接口。时钟模块由时钟芯片、电阻、电容、数据I/O接口和电源输入接口组成，它的数据I/O接口和电源输入接口分别连接至单片机的I/O端口和电源模块的+3.3V直流电压输出接口。USB转串口模块由CH340芯片、电阻、电容、二极管和TTL电平数据I/O接口组成，它的TTL电平数据I/O接口连接至单片机的串口端口。USB转串口模块上设有USB接口，它形成了磁场主控模块的通信接口，与PC机的USB接口相连接。交流电流检测模块由电阻、电容、二极管、电压输出接口和电源输入接口组成，它的电压输出接口和电源输入接口分别连接至单片机的ADC(模/数转换器)端口和电源模块的+5V直流电压输出接口。交流电流检测模块上设有交流电流检测传感器输入接口，它形成了磁场主控模块的传感器输入接口，与电流检测传感器相连接，用于检测线圈的工作电流。单片机的其中一个I/O端口形成了磁场主控模块的控制输出接口，与固态继电器的输入端口相连接。磁场主控模块中所用模块的电源输入接口形成了磁场主控模块的电源输入接口。射频卡读卡模块能方便管理者对磁场发生单元的管理和了解员工是否按时按量用磁场对植物种苗进行适当干预和处理。管理者在使用磁场发生单元时，可以设置授权1个或多个IC卡，然后将IC卡交给员工。员工在使用磁场发生单元对植物种苗进行适当干预和处理时，先将IC卡放到磁场发生单元中刷卡区刷卡获得使用该磁场发生单元的权限，此时磁场主控模块的单片机将通过射频卡读卡模块获取IC卡信息，先检查该IC卡是否有使用磁场发生单元的权限，若有权限，则可以进行操作，否则无权操作磁场发生单元。此外，磁场主控模块还连接有按键模块，获得授权后的员工可以根据需要使用键盘向单片机输入要输出磁场的多组时间值命令，单片机根据键盘输入的命令，获取要输出磁场的多组时间值，并控制存储器模块进行存储，同时送给显示模块进行时间值的显示。显示模块既可显示当前设置的时间值，也可显示以前设置的时间值，待磁场产生后，还可显示当前线圈工作的电流、磁场强度和定时剩下的时间。待键盘中的启动按钮按下后，单片机会进行3项操作：(1)单片机通过控制固态继电器工作，控制交流接触器吸合给线圈供电，线圈中有电流流过，会产生磁场。(2)单片机依次将设置存入存储器的时间值调出，并获取时钟模块的时间，与设置的时间值进行比较，以判断是否达到定时时间。若定时时间到，单片机通过控制固态继电器控制交流接触器断开不给线圈供电。(3)单片机控制交流电流检测模块，将流过线圈的电流转换为电压采集回来，经过处理后转换为流过线圈的工作电流值和磁场发生单元输出的磁场值，并分别送给显示模块进行显示，供用户进行参考。显示模块为数码管或液晶显示屏。

用于繁育植物种苗的磁场发生单元可以根据用户的需求设定多组磁场产生的时间，根据设定的定时时间对要繁育的植物种苗进行适当的磁场干预和处理。

此外，为了能够实现对电场发生单元和磁场发生单元的远程控制，一种用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置还进一步包括上位机，该上位机分别连接电场主控模块和磁场主控模块的通信接口。上位机主要用来实现对用于繁育植物种苗的电场发生单元和磁场发生单元的控制，让其能按照用户设置的各项参数进行正常的工作。

一种用于繁育植物种苗的电场与磁场发生装置的工作过程如下：

在播种前，先使用电场发生单元对种子的进行适当的预处理。此时，将植物种子放置在平行极板之间，即放置在位于下方的金属板上。通过电场主控模块设定施加电场的时间段和时长，同时设定输出的电压参数；高压可调电路在电场主控模块的控制下产生脉冲电压，该脉冲电压经过高压包模块和倍压模块的两次升压、整流后，加载到平行极板上；平行极板的2块金属板之间形成电场。通过电场发生单元所产生的电场对植物种子进行干预和处理。

将处理后的植物种子播种到苗床上，加以适合种子发芽和生长的温湿度和光照，同时使用电场发生单元和磁场发生单元对种子萌发和幼苗的生长过程进行干预。播种前，先将磁场发生单元的线圈放置在平行极板之间，即先将线圈平铺在位于下方的金属板之上，然后用沙土将线圈覆盖，展平，接着铺上无纺布，铺好播种基质，最后将种子播种到上面或将种子发芽后的幼苗栽种在上面。通过电场主控模块设定施加电场的时间段和时长，同时设定输出的电压参数；高压可调电路在电场主控模块的控制下产生脉冲电压，该脉冲电压经过高压包模块和倍压模块的两次升压、整流后，加载到平行极板上；平行极板的2块金属板之间形成电场。通过磁场主控模块设定施加磁场的时间段和时长，同时设定磁场施加的强度；交流接触器在磁场主控模块的控制下，将交流电加载到线圈上，使得线圈产生磁场。固态继电器实现交流接触器的启动控制，交流电流检测传感器向磁场主控模块反馈检测到线圈的电流。通过电场发生单元所产生的电场和磁场发生单元所产生的磁场对植物的种子和幼苗的进行适当的干预和处理。

本发明能够解决现有的电场和磁场发生单元中存在参数范围不宽、输出最大值不高，不具有对植物种子和幼苗用电场和磁场进行适当处理的定时功能，不能对播种后的植物种子和发芽后的幼苗用电场和磁场进行适当的干预和处理，在使用装置时对技术参数的调整与控制比较困难，特别是在实际应用中因操作困难而难以推广等问题。本发明提出一种性能可靠、成本较低、易操作，且电场强度、磁场强度参数可调、范围宽，用于作用植物种苗的时间可根据需要进行定时设置的电场发生单元和交流磁场发生单元。操作者可以很便捷的运用本发明对一些用传统的繁育方法难以繁育出种苗的植物种子和幼苗进行适当的干预和处理，利用电场与磁场的复合诱导作用，打破种子生理休眠，使种子萌发率高，发芽势好，幼苗根系发达，成苗率高，以达到繁育出高性价比种苗，节约成本、人力和物力，并实现规模化人工种植的目的。

上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。