三维全向无线能量传输系统的制作方法

1.本发明涉及传感器网络密闭空间无线能力传输技术领域，尤其涉及一种三维全向无线能量传输系统。


背景技术：

2.开关柜状态感知器件向着小型化、数字化、集成化、微功耗的方向发展，部分传感设备已经能够做到芯片级大小，功率达到毫瓦甚至微瓦。随着开关柜状态感知器件的大量投入，采用传统走线的方式为传感器供电极大地影响了开关柜内部的电气特性和布局布线。传感器的供电线缆难以与开关柜自身高电压形成良好的电气隔离，特别是对于高压开关柜，高压端和传感器供电线缆之间常常会发生放电，采用线缆供电具有非常大的局限性，而且线缆供电往往需要设备厂家在产品设计初期完成，传感设备安装的灵活性较差，也不利于后期增设传感设备。为了实现传感设备的无尾化(不使用供电电线)，国内外学者开展了多年的研究，但现有的技术都存在一些难以突破的技术瓶颈，已经成为阻碍电力物联网在电力设备侧建设的难题。
3.无线电能传输作为一种非接触式的供能技术，极大地弥补传统线缆供电不便捷、高低压隔离困难和电池供电寿命短的问题，而且硬件成本投入低，其在消费电子、电动汽车、水下航行器以及传感器网络等领域发展迅速。迄今为止能够实现无线电能传输的方式主要有磁场耦合、电场耦合、微波、激光和超声波等方式。由于磁场耦合具备经济性高、结构简单、传输功率大、能够在米级范围内保持较高的传输效率，其一直是国内外学者的重点研究内容。
4.在无线能量传输系统中，如何突破在单一方向上的限制，实现三维空间内全方向的无线电能传输，使无线充电设备在三维空间内具有更广阔的自由度，目前鲜有研究。结合开关柜传感器网络供电的迫切需求和无线电能传输技术的巨大发展前景，实现开关柜内密闭空间传感器网络的无线供电能解决传统线缆供电不便捷、高低压隔离困难和电池供电寿命短的问题，是智能化电网和电力物联网发展的重要方向。三维空间下现有的线圈阵列式和多线圈立体型存在发射线圈间互感损耗的问题；多线圈正交式和中继线圈式由于空间占用过大，不利于在密闭空间给接收设备供能；单导线立体线圈型无法对发射端进行控制且难以实现三维空间中的全向传输。
5.在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种三维全向无线能量传输系统，结构简单、控制便捷、易于批量生产，可用于密闭空间传感器网络。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.本发明的一种三维全向无线能量传输系统包括，
9.无线能量传输装置，其包括用于发射的第一发射线圈绕组和第二发射线圈绕组，其中，
10.所述第一发射线圈绕组包括，
11.第一发射线圈，其垂直于三维空间的第一维度平面，
12.第二发射线圈，其垂直于三维空间的第一维度平面，第二发射线圈平行所述第一发射线圈布置，所述第二发射线圈经由第一中间线连接第一发射线圈形成第一发射线圈绕组，第一发射线圈绕组中的第一发射线圈和第二发射线圈的磁场旋转方向一致，
13.所述第二发射线圈绕组包括，
14.第三发射线圈，其垂直于三维空间的第一维度平面，
15.第四发射线圈，其垂直于三维空间的第一维度平面，第四发射线圈平行所述第三发射线圈布置，所述第四发射线圈经由第二中间线连接第三发射线圈形成第二发射线圈绕组，第二发射线圈绕组中的第三发射线圈和第四发射线圈的磁场旋转方向一致，第一发射线圈绕组正交第二发射线圈绕组，
16.无线能量接收装置，其包括在三维空间内全角度旋转的接收线圈，所述接收线圈垂直于三维空间的第一维度平面。
17.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，接收线圈旋转角度使得第一发射线圈绕组或第二发射线圈绕组生成的空间磁场垂直穿过接收线圈，所述空间磁场大小为：其中，μ0为真空磁导率，i是发射源电流，r为空间点。
18.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，接收线圈与第一发射线圈绕组平行，或接收线圈与第二发射线圈绕组平行。
19.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，
20.无线能量传输装置包括，
21.三相交流源，
22.第一能量通道，其连接所述三相交流源，所述第一能量通道包括串联的用于交流转直流的第一工频交直转换电源、用于调整直流电压幅值的第一dc
‑
dc调压电路、用于生成pwm波信号的第一pwm波发生电路、第一数字隔离通道、基于所述pwm波信号调制交流电压的第一高频隔离逆变模块和用于生成交变磁场的第一发射线圈绕组及其谐振回路，
23.第二能量通道，其连接所述三相交流源，所述第二能量通道包括串联的用于交流转直流的第二工频交直转换电源、用于调整直流电压幅值的第二dc
‑
dc调压电路、用于生成pwm波信号的第二pwm波发生电路、第二数字隔离通道、基于所述pwm波信号调制交流电压的第二高频隔离逆变模块和用于生成交变磁场的第二发射线圈绕组及其谐振回路。
24.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，无线能量接收装置包括串联的产生感应电动势的接收线圈及其谐振回路、调制直流电压的全桥整流滤波稳压电路和用于调整直流电压幅值的第三dc
‑
dc调压电路。
25.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，所述第三dc
‑
dc调压电路连接储能回路。
26.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，三维全向无线能量传输系统的能量传
输效率为：
27.其中，ω为电流角频率，r
l
为无线能量接收装置负载大小，z
s
为无线能量接收装置等效阻抗，r
tx1
为发射线圈绕组及其谐振回路的等效电阻，r
tx2
为第一发射线圈绕组及其谐振回路的等效电阻，m0为旋转角为0度时，第一发射线圈绕组及其谐振回路与接受线圈的互感值。
28.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，第一维度平面为水平面。
29.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，所述第一发射线圈、第二发射线圈、第三发射线圈和/或第四发射线圈包括平面螺旋线圈结构，所述接收线圈包括螺线管线圈结构。
30.所述的一种三维全向无线能量传输系统中，所述第一发射线圈、第二发射线圈、第三发射线圈和/或第四发射线圈为利兹线绕制，平面螺旋线圈结构为环氧树脂制成，内径为20mm，厚度4mm，线槽高度15mm，匝间距为20mm，共20匝；所述接收线圈为利兹线绕制，螺线管线圈结构为环氧树脂制成，螺线管线圈结构截面为方形，绕线拐弯处向内测凹陷，内径为10cm，线槽宽度为4cm，绕线匝数为20匝。
31.在上述技术方案中，本发明提供的一种三维全向无线能量传输系统，具有以下有益效果：(1)本发明在线圈结构上使发射线圈间互感为零，减少了发射端的损耗；(2)本发明和多线圈立体型相比发射端所需开关器件减少一半，有效降低电力电子器件的损耗；(3)本发明对比多线圈正交式和中继线圈式，可以在密闭空间内占用较小空间传能，这是多线圈正交式和中继线圈式所不具备的；(4)本发明克服了单导线立体线圈型无法对发射端进行控制且难以实现三维空间中的全向传输的缺点；(5)本发明通过多对可控的发射线圈可以采用合成磁场的方式实现交流磁通在三维空间的流动，实现了空间全角度全方向的能量效率最大化传输；此外，实现了空间磁场调制、阻抗波动分析及效率最优控制，当接收负载大小不变时，系统效率输出实质上是一恒定值。副边负载阻抗调节对系统效率提升有着积极的意义；(6)本发明结构简单，控制简洁合理，可以广泛应用于开关柜内传感器网络的三维无线能量传输。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是三维全向无线能量传输系统的第一发射线圈绕组的结构示意图；
34.图2是三维全向无线能量传输系统的接收线圈的结构示意图；
35.图3是三维全向无线能量传输系统的无线能量传输装置与接收线圈空间摆放的示意图；
36.图4是三维全向无线能量传输系统的结构示意图。
具体实施方式
37.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图1至图4，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通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方式，都属于本发明保护的范围。
38.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通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方式，都属于本发明保护的范围。
39.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。
40.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”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设备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。
41.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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
42.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耳作用关系。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。
43.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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
45.在一个实施例中，如图1至图4所示，一种三维全向无线能量传输系统包括，
46.无线能量传输装置26，其包括用于发射的第一发射线圈绕组28和第二发射线圈绕组29，其中，
47.所述第一发射线圈绕组28包括，
48.第一发射线圈6，其垂直于三维空间的第一维度平面，
49.第二发射线圈8，其垂直于三维空间的第一维度平面，第二发射线圈8平行所述第一发射线圈6布置，所述第二发射线圈8经由第一中间线7连接第一发射线圈6形成第一发射线圈绕组28，第一发射线圈绕组28中的第一发射线圈6和第二发射线圈8的磁场旋转方向一致，
50.所述第二发射线圈绕组29包括，
51.第三发射线圈15，其垂直于三维空间的第一维度平面，
52.第四发射线圈17，其垂直于三维空间的第一维度平面，第四发射线圈17平行所述第三发射线圈15布置，所述第四发射线圈17经由第二中间线16连接第三发射线圈15形成第二发射线圈绕组29，第二发射线圈绕组29中的第三发射线圈15和第四发射线圈17的磁场旋转方向一致，第一发射线圈绕组28正交第二发射线圈绕组29，
53.无线能量接收装置27，其包括在三维空间内全角度旋转的接收线圈20，所述接收线圈20垂直于三维空间的第一维度平面。
54.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，接收线圈20旋转角度使得第一发射线圈绕组28或第二发射线圈绕组29生成的空间磁场垂直穿过接收线圈20，所述空间磁场大小为：其中，μ0为真空磁导率，i是发射源电流，r为空间点。
55.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，接收线圈20与第一发射线圈绕组28平行，或接收线圈20与第二发射线圈绕组29平行。
56.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，无线能量传输装置包括，
57.三相交流源1，
58.第一能量通道，其连接所述三相交流源1，所述第一能量通道包括串联的用于交流转直流的第一工频交直转换电源2、用于调整直流电压幅值的第一dc
‑
dc调压电路3、用于生成pwm波信号的第一pwm波发生电路9、第一数字隔离通道10、基于所述pwm波信号调制交流电压的第一高频隔离逆变模块4和用于生成交变磁场的第一发射线圈绕组28及其谐振回路5，
59.第二能量通道，其连接所述三相交流源1，所述第二能量通道包括串联的用于交流转直流的第二工频交直转换电源11、用于调整直流电压幅值的第二dc
‑
dc调压电路12、用于生成pwm波信号的第二pwm波发生电路18、第二数字隔离通道19、基于所述pwm波信号调制交流电压的第二高频隔离逆变模块13和用于生成交变磁场的第二发射线圈绕组29及其谐振回路14。
60.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，无线能量接收装置包括串联的产生感应电动势的接收线圈20及其谐振回路21、调制直流电压的全桥整流滤波稳压电路23和用于调整直流电压幅值的第三dc
‑
dc调压电路24。
61.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，所述第三dc
‑
dc调压电路24连接储能回路。
62.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，三维全向无线能量传输
系统的能量传输效率为：
63.其中，ω为电流角频率，r
l
为无线能量接收装置负载大小，z
s
为无线能量接收装置等效阻抗，r
tx1
为发射线圈绕组及其谐振回路的等效电阻，r
tx2
为第一发射线圈绕组28及其谐振回路的等效电阻，m0为旋转角为0度时，第一发射线圈绕组28及其谐振回路与接受线圈的互感值。
64.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，第一维度平面为水平面。
65.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，所述第一发射线圈6、第二发射线圈8、第三发射线圈15和/或第四发射线圈17包括平面螺旋线圈结构，所述接收线圈20包括螺线管线圈结构。
66.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，所述第一发射线圈6、第二发射线圈8、第三发射线圈15和/或第四发射线圈17为利兹线绕制，平面螺旋线圈结构为环氧树脂制成，内径为20mm，厚度4mm，线槽高度15mm，匝间距为20mm，共20匝；所述接收线圈20为利兹线绕制，螺线管线圈结构为环氧树脂制成，螺线管线圈结构截面为方形，绕线拐弯处向内测凹陷，内径为10cm，线槽宽度为4cm，绕线匝数为20匝。
67.所述的一种三维全向无线能量传输系统的优选实施例中，所述发射线圈采用利兹线绕制，均为平面螺旋线圈结构。四个发射线圈组成两个线圈对，线圈对内的线圈平行放置，线圈对之间正交，每对平行的线圈对以准dd线圈的结构，通过中间线连接，任一线圈对内两个线圈磁场的旋转方向保持一致。发射线圈直径为40cm，平面螺旋线圈匝数为20匝。所述接收线圈20采用利兹线绕制，为螺线管线圈结构，与发射线圈在三维平面内与水平面垂直，且在三维空间内可以全角度旋转。接收线圈20直径为10cm，螺线管线圈匝数为20匝。
68.在一个实施例中，工频交流电经高频逆变模块被转换为频率为120khz的交流电流，两个高频电源独立地将交流电流注入到两对发射线圈中产生交变磁场，通过pwm波发射器对高频电源所生成电流的相位、幅度进行控制，使生成的空间磁场垂直通过接收线圈20所在平面，接收线圈20产生感应电动势，经全桥整流及滤波电路后，为负载供电。
69.在一个实施例中，所述第一能量通道包括串联的用于交流转直流的第一工频交直转换电源2、用于调整直流电压幅值的第一dc
‑
dc调压电路3、基于所述pwm波信号调制交流电压的第一高频隔离逆变模块4和用于生成交变磁场的第一发射线圈绕组28及其谐振回路5，用于生成pwm波信号的第一pwm波发生电路9经由第一数字隔离通道10连接第一高频隔离逆变模块4。进一步地，第一dc
‑
dc调压电路3、第二dc
‑
dc调压电路12设在接收端。
70.在一个实施例中，所述第二能量通道包括串联的用于交流转直流的第二工频交直转换电源11、用于调整直流电压幅值的第二dc
‑
dc调压电路12、基于所述pwm波信号调制交流电压的第二高频隔离逆变模块13和用于生成交变磁场的第二发射线圈绕组29及其谐振回路14，用于生成pwm波信号的第二pwm波发生电路18经由第二数字隔离通道19连接第二高频隔离逆变模块13。
71.在一个实施例中，发射线圈与接收线圈在三维平面内与水平面垂直，接收线圈在三维空间内可以全角度旋转的同时保持较高的能量传输效率，四个发射线圈6、8、15、17分
别组成两个线圈对，线圈对内的线圈平行放置，线圈对之间正交，每对平行的线圈对以准dd线圈的结构，通过中间线连接。中间线选择连接平行线圈对的进出口时，任一线圈对内两个线圈磁场的旋转方向保持一致。发射线圈6、8、15、17为平面螺旋线圈，接收线圈20为螺线管线圈，均采用利兹线绕制。每个发射线圈对和接收线圈都需处于谐振状态，所述谐振回路5、14、21与线圈绕组串联。发射线圈对绕组28、29及其谐振回路5、14与高频逆变模块4、13输出端子并联，两对发射线圈对应的高频逆变模块4、13两两隔离；所述高频逆变模块4、13与pwm波发生电路9、18经由数字隔离通道10、19隔离。
72.如图4所示，本发明的密闭空间应用场景下三维空间全向无线能量传输系统由无线能量传输装置26和无线能量接收装置27组成，所述无线能量传输装置26由两个能量传输通道构成，统一由三相交流源1供电，所述能量通道一由工频交直转换电源2、dc
‑
dc调压电路3、pwm波发生电路9、数字隔离通道10、高频隔离逆变模块4、无损发射线圈对绕组28及其谐振回路5串联而成；所述能量通道二由工频交直转换电源11、dc
‑
dc调压电路12、pwm波发生电路18、数字隔离通道19、高频隔离逆变模块13、无损发射线圈对绕组29及其谐振回路14串联而成；所述无线能量接收装置27由接收线圈绕组20及其谐振回路21、全桥整流电路22、滤波稳压电路23、dc
‑
dc调压电路24串联组成，dc
‑
dc调压电路24的输出端与传感器储能回路25连接。
73.所述发射线圈6、8、15、17均为平面螺旋线圈结构。四个发射线圈组成两个线圈对，线圈对内的线圈平行放置，线圈对之间正交，每对平行的线圈对以准dd线圈的结构，发射线圈6和发射线圈8通过中间线7连接，发射线圈15和发射线圈17通过中间线16连接，任一线圈对内两个线圈磁场的旋转方向一致。
74.所述接收线圈20为螺线管线圈结构，与发射线圈在三维平面内与水平面垂直，且在三维空间内可以全角度旋转。
75.本发明基本工作原理是，三相交流源1经工频交直转换电源2、11转换为直流电，再由dc
‑
dc调压电路3、12调整直流电压幅值，然后pwm波发生电路9、18将相应pwm波信号经由高频隔离逆变模块4、13调制生成120khz的交流电压，经由无损发射线圈对绕组28、29将能量以交变磁场的形式发射。通过电磁感应在接收线圈绕组20上产生感应电动势，经整流电路22、滤波稳压电路23调制为直流电压，再由dc
‑
dc调压电路24与传感器储能回路25连接。
76.如图1，所述发射线圈6、8、15、17采用φ0.10
×
800的利兹线绕制，线圈骨架均为平面螺旋线圈结构采用环氧树脂制成，所述线圈骨架内径为20mm，厚度4mm，线槽高度15mm，匝间距为20mm，共20匝。
77.如图2，所述接收线圈20采用φ0.10
×
100的利兹线绕制，线圈骨架为螺线管线圈结构采用环氧树脂制成，线圈骨架截面为方形，为降低趋肤效应，绕线拐弯处向内测凹陷，内径为10cm，线槽宽度为4cm，绕线匝数为20匝。
78.如图3，所述发别线圈6、8、15、17与所述接收线圈20在三维平面内与水平面垂直，四个发射线圈组成两个线圈对，线圈对内的线圈平行放置，线圈对之间正交，每对平行的线圈对以准dd线圈的结构，通过中间线连接，任一线圈对内两个线圈磁场的旋转方向保持一致。日.接收线圈20在三维空间内可以全角度旋转。
79.应用时，由于接收线圈绕组20的空间姿态角是不确定的，为获得最大的能量传输效率，需要调节空间磁场使其垂直穿过接收线圈绕组20，根据毕奥萨伐尔定律可得，任一发
射绕组在空间任一点生成的磁场大小为：
[0080][0081]
式中，μ0为真空磁导率，i是发射源电流，r为空间点。
[0082]
由上式可知，空间任一点磁感应强度与发射源电流大小成正比，通过调节发射线圈绕组28和发射线圈绕组29的电流相位和幅值，当生成的空间旋转磁场垂直穿过接收线圈绕组20，方能获得最高能量传输效率。令接收线圈绕组20与发射线圈绕组28平行时角度为0，添加电流调制策略可以得到：
[0083][0084]
式中，i
p1
为流过发射线圈绕组20的电流大小，i
p2
为流过发射线圈绕组28的电流大小，θ为接收线圈旋转角度，i
p
为基准电流大小。
[0085]
由上式可知，当基准电流一定时，发射线圈绕组20和发射线圈绕组28生成正交电流，可以在空间获得稳定高效的无线能量传输。
[0086]
将电流调制策略代入，可以推导得到能量传输效率表达式：
[0087][0088]
式中，ω为电流角频率，r
l
为接收端负载大小，z
s
为接收端等效阻抗，r
tx1
为发射线圈绕组28及其谐振回路5的等效电阻，r
tx2
为发射线圈绕组29及其谐振回路14的等效电阻，m0为旋转角为0度时，发射线圈绕组28与接受线圈绕组20的互感值。
[0089]
由上式可知，能量传输效率与负载大小有关，对负载求导取极值可得，取得最高效率时，副边最优负载r
l
‑
opt
为：
[0090][0091]
通过dc
‑
dc调压电路24，改变电压电路占空比从而改变等效负载大小，借此进一步提高能量传输的整体效率。
[0092]
在具体设计中，基准电流i
p
大小设置为1a，发射线圈绕组28与发射线圈绕组29电感值分别为480μh，一共为960μh，能量传输频率为120khz，谐振回路5与谐振回路14选用cbb电容和mlcc电容构成调谐电容阵列，在空间全方向可以获得70％以上的能量传输效率，且仍有很大的提升空间。
[0093]
如上所述，需要注意的是，pwm波发生电路9、18的模拟地与高频隔离逆变模块4、13相连，会对逆变回路的谐振状态产生干扰，在具体应用中需要在pwm波发生电路9、18和高频隔离逆变模块4、13之间添加数字隔离通道10、19，从而排除模拟地带来的电磁干扰。上述模块可采用微型化集成设计，尺寸较小，便于集成化封装。
[0094]
最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的
所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0095]
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。