一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台及其施工方法与流程

1.本发明涉及桥梁建造技术领域，特别涉及一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台及其施工方法。


背景技术：

2.随着国家对基础设施建设的不断投入以及公路桥梁的不断发展，越来越多的桥梁采用高墩柱的设计，桥梁墩柱在桥梁整体结构中起着承上启下的作用，而由于墩柱浇筑在进行施工时需要进行高空作业，而以往搭设脚手架的施工方法存在施工作业量大，反复拆移搭建材料，以及搭设时过于依托工作环境的缺点，因此无法在多山、沼泽或其它施工环境恶劣地区进行使用，为了避免上述情况的发生，现有技术中已经公开了一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台，其通过手拉起吊器配合吊缆，可以在施工过程中将架体沿桥墩柱外周壁不断抬升，具有较快施工速度的同时还可以克服各种恶劣工作环境。
3.但是上述的应用于恶劣施工环境的自爬升安全操作平台在实际使用时仍旧存在一些缺点，较为明显的就是在施工过程中，由于桥墩柱需要采用分段浇筑的方式进行，因此为了保证装置可以不断爬升，需要频繁的对吊缆进行重复拆卸以及重复安装操作，浪费人力的同时，还会增加施工人员的工作难度。
4.同时，现有自爬升安全操作平台在对主体进行固定时，需要依靠开设于桥墩柱表面的螺孔才能完成，因此施工人员在桥墩柱浇筑过程中，还需要在桥墩柱表面开设螺孔，进一步增加了施工人员的体力负担。
5.因此，发明一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台，包括第一桥墩柱浇筑段与第二桥墩柱浇筑段，所述第二桥墩柱浇筑段固定设置于第一桥墩柱浇筑段顶部，所述第一桥墩柱浇筑段外侧中部与第二桥墩柱浇筑段外侧底部均呈环形开设有多个浇筑孔；
8.所述第一桥墩柱浇筑段外侧套接设置有工作台组件，所述第一桥墩柱浇筑段与第二桥墩柱浇筑段贴合面外侧套接设置有悬挂组件；
9.所述第一桥墩柱浇筑段两侧位于工作台组件与悬挂组件之间的位置均设置有升降驱动机构、上锁销机构和下锁销机构，所述上锁销机构和下锁销机构位于升降驱动机构远离第一桥墩柱浇筑段的一侧，且下锁销机构位于上锁销机构下方；
10.所述升降驱动机构中的液压缸在伸长时将悬挂组件向上托举，并对上锁销机构进
行驱动，实现对悬挂组件的锁定，所述升降驱动机构中的液压缸在缩短时将工作台组件向上拉拽，并对下锁销机构进行驱动，实现对工作台组件的锁定。
11.优选的，所述工作台组件包括以第一桥墩柱浇筑段为轴心对称设置的a部与b部，所述a部与b部结构相同，所述a部与b部均包括第一弧形安装板、第一弹性支撑机构、台架、多个立柱和安全网，a部中所述第一弧形安装板与b部中所述第一弧形安装板通过螺栓与螺母可拆卸连接，所述第一弹性支撑机构固定设置于第一弧形安装板内侧顶部，所述台架固定设置于第一弧形安装板外侧，多个所述立柱均匀固定设置于台架外侧，所述安全网固定套接设置于多个立柱外侧。
12.优选的，所述悬挂组件包括以第一桥墩柱浇筑段为轴心对称设置的c部与d部，所述c部与d部结构相同，所述c部与d部均包括第二弧形安装板与第二弹性支撑机构，c部中所述第二弧形安装板与d部中所述第二弧形安装板通过螺栓与螺母可拆卸连接，所述第二弹性支撑机构固定设置于第二弧形安装板内侧顶部。
13.优选的，所述第一弹性支撑机构和第二弹性支撑机构均包括滑动套管、滑动杆、移动轮和弹簧，第一弹性支撑机构中所述滑动套管固定嵌套设置于第一弧形安装板上，第二弹性支撑机构中所述滑动套管固定嵌套设置于第二弧形安装板上，所述滑动杆滑动设置于滑动套管内侧，所述移动轮固定设置于滑动杆端部，所述弹簧套接设置于滑动杆外侧，且弹簧一端与滑动套管固定连接，弹簧另一端与移动轮固定连接。
14.优选的，所述升降驱动机构包括液压缸、第一安装板、安装柱、连接板、正反电机、传动杆、第一主动齿轮和第二主动齿轮，所述安装柱固定设置于第一弧形安装板顶部，所述第一安装板固定设置于安装柱顶端，所述液压缸固定设置于第一安装板底部左侧，且液压缸的输出轴贯穿第一安装板并延伸至第一安装板顶部，所述正反电机固定设置于连接板顶部右侧，且正反电机的输出轴贯穿连接板并延伸至连接板底部，所述传动杆顶端与正反电机的输出轴通过联轴器进行连接，所述第一主动齿轮与第二主动齿轮自上而下固定套接设置于传动杆外侧。
15.优选的，所述上锁销机构包括第一主动杆、第一从动齿轮、伸缩杆、第一偏心轴、第一环形连接块、第一锚杆和第二安装板，所述第一主动杆位于传动杆外侧，所述第一从动齿轮固定设置于第一主动杆底端，所述伸缩杆通过超越离合器连接于第一主动杆顶端，所述第一偏心轴底端与伸缩杆的输出轴固定连接，所述第一环形连接块通过轴承套接设置于第一偏心轴外侧，所述第一锚杆通过万向接头设置于第一环形连接块内侧，且第一锚杆贯穿第二弧形安装板外壁并与第二弧形安装板滑动连接，所述第二安装板固定设置于第二弧形安装板外侧顶部，所述第一偏心轴顶端贯穿第二安装板并通过轴承与第二安装板转动连接。
16.优选的，所述下锁销机构包括第二主动杆、第二从动齿轮、第二偏心轴、第二环形连接块、第二锚杆和第三安装板，所述第二主动杆位于传动杆外侧，所述第二从动齿轮固定设置于第二主动杆顶端，所述第二偏心轴通过超越离合器连接于第二主动杆底端，且第二偏心轴穿过台架并延伸至台架下方，所述第二环形连接块通过轴承套接设置于第二偏心轴外侧，所述第二锚杆通过万向接头设置于第二环形连接块内侧，且第二锚杆贯穿第一弧形安装板外壁并与第一弧形安装板滑动连接，所述第三安装板固定设置于第一弧形安装板外侧底部，所述第二偏心轴顶端贯穿第三安装板并通过轴承与第三安装板转动连接。
17.本发明还公开了一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台的施工方法，具体包括以下步骤：
18.s1、首先在地面进行第一桥墩柱浇筑段的浇筑，第一桥墩柱浇筑段高度设置为2.5
‑
3m，在第一桥墩柱浇筑段浇筑成型的过程中，施工人员需在第一桥墩柱浇筑段外侧中部开设多个浇筑孔；
19.s2、第一桥墩柱浇筑段浇筑完毕后，将工作台组件中的a部与b部分别由第一桥墩柱浇筑段两侧进行合拢，然后将a部与b部中的两个第一弧形安装板通过螺栓与螺母进行连接，由于a部与b部的带动，此时悬挂组件中的c部与d部由第一桥墩柱浇筑段顶部两侧进行合拢，此时施工人员可以将c部与d部中的两个第二弧形安装板通过螺栓与螺母进行连接，连接完成后，此时第一锚杆处于伸出状态，并与第一桥墩柱浇筑段顶部接触，第二锚杆同样处于伸出状态，并插入到第一桥墩柱浇筑段外侧中部的浇筑孔中；
20.s3、此时施工人员可以站在台架上方，并于第一桥墩柱浇筑段顶部进行第二桥墩柱浇筑段的浇筑，由于第一锚杆的限制，因此第二桥墩柱浇筑段在成型后，其外侧底部自动形成浇筑孔；
21.s4、此时对正反电机进行通电，使得正反电机通过传动杆带动第一主动齿轮与第二主动齿轮正向旋转，第一主动齿轮在正向旋转时，带动第一从动齿轮与第二从动齿轮同步正向旋转，但是由于超越离合器的限制，第一从动齿轮通过伸缩杆带动第一偏心轴旋转，而第二偏心轴不旋转，当第一偏心轴旋转时，第一偏心轴带动第一环形连接块做圆周运动，此时由于第二弧形安装板的限制，第一环形连接块将第一锚杆由第二桥墩柱浇筑段底部的浇筑孔中抽出；
22.s5、使得液压缸带动其输出轴伸出，进而使得液压缸将第二弧形安装板向上顶起，第二弧形安装板通过第二安装板与第一偏心轴对伸缩杆进行拉拽，进而使得伸缩杆伸长，当液压缸的输出轴伸出长度达到阈值时，此时两个第一锚杆位于第二桥墩柱浇筑段左上方以及右上方，同时当液压缸输出轴伸出时，液压缸的输出轴带动连接板上升，此时正反电机通过传动杆带动第一主动齿轮与第二主动齿轮上升，第一主动齿轮在上升过程中与第一从动齿轮进行脱离，进而不再继续带动第一从动齿轮旋转，而当液压缸的输出轴伸出长度达到阈值时，此时第二主动齿轮因上升而与第一从动齿轮啮合，进而继续带动第一从动齿轮旋转，此时在伸缩杆与第一偏心轴的带动下，第一锚杆向靠近第二桥墩柱浇筑段的方向移动，进而运动至第二桥墩柱浇筑段顶部；
23.s6、此时使得正反电机通过传动杆带动第一主动齿轮与第二主动齿轮逆向旋转，同理，由于超越离合器的限制，此时伸缩杆不再旋转，第二偏心轴则在第二主动杆的带动下开始旋转，第二偏心轴通过第二环形连接块将第二锚杆由第一桥墩柱浇筑段外侧中部的浇筑孔中抽出；
24.s7、此时使液压缸带动其输出轴缩回，由于第一锚杆固定在第二桥墩柱浇筑段顶部，因此液压缸对其输出轴进行缩回的力演变为将液压缸向上拉拽的力，同时工作台组件整体在该力的作用下向上移动，当液压缸的输出轴缩短长度达到阈值时，即工作台组件上移距离达到阈值时，此时第二锚杆与第二桥墩柱浇筑段底部所开设的浇筑孔共线设置，第一主动齿轮则再次与第一从动齿轮以及第二从动齿轮接触，第一主动齿轮带动第一从动齿轮与第二从动齿轮逆向旋转，进而使得第二偏心轴通过第二环形连接块带动第二锚杆进入
到第二桥墩柱浇筑段底部所开设的浇筑孔中，爬升操作完成，此时对正反电机进行停机即可；
25.s8、此时施工人员同样可以站在台架上方，然后于第二桥墩柱浇筑段顶部进行新的第二桥墩柱浇筑段的浇筑，并在该第二桥墩柱浇筑段浇筑完成后，重复s4
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s7的操作，进而在本装置不断爬升的过程中，完成桥墩柱的浇筑操作。
26.本发明的技术效果和优点：本发明通过设置有升降驱动机构、上锁销机构和下锁销机构，同时利用升降驱动机构在升降过程中对上锁销机构以及下锁销机构进行驱动，以便于利用升降驱动机构、上锁销机构和下锁销机构配合悬挂组件取代现有技术中通过吊缆实现爬升效果，在可以配合工作台组件进行爬升的同时，无需在第二桥墩柱浇筑段浇筑过程中进行频繁拆装，降低工作难度的同时，避免了人力的浪费，同时悬挂组件中的悬挂杆在第二桥墩柱浇筑段浇筑过程中，可以在第二桥墩柱浇筑段外侧底部自动形成浇筑孔，因此无需施工人员在第二桥墩柱浇筑段表面进行额外开孔操作，降低了施工人员的体力负担。
附图说明
27.图1为本发明的整体正视结构示意图。
28.图2为本发明的整体正面剖视结构示意图。
29.图3为本发明的升降驱动机构、上锁销机构和下锁销机构正视结构示意图。
30.图4为本发明的弹性支撑机构结构示意图。
31.图5为本发明的施工方法步骤示意图。
32.图中：1、第一桥墩柱浇筑段；2、第二桥墩柱浇筑段；3、浇筑孔；4、工作台组件；41、第一弧形安装板；42、第一弹性支撑机构；43、台架；44、立柱；45、安全网；5、悬挂组件；51、第二弧形安装板；52、第二弹性支撑机构；521、滑动套管；522、滑动杆；523、移动轮；524、弹簧；6、升降驱动机构；61、液压缸；62、第一安装板；63、安装柱；64、连接板；65、正反电机；66、传动杆；67、第一主动齿轮；68、第二主动齿轮；7、上锁销机构；71、第一主动杆；72、第一从动齿轮；73、伸缩杆；74、第一偏心轴；75、第一环形连接块；76、第一锚杆；77、第二安装板；8、下锁销机构；81、第二主动杆；82、第二从动齿轮；83、第二偏心轴；84、第二环形连接块；85、第二锚杆；86、第三安装板。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，本领域普通技术人员在没有做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。
34.实施例1
35.本发明提供了如图1
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5所示的一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台，包括第一桥墩柱浇筑段1与第二桥墩柱浇筑段2，第二桥墩柱浇筑段2固定设置于第一桥墩柱浇筑段1顶部，第一桥墩柱浇筑段1外侧中部与第二桥墩柱浇筑段2外侧底部均呈环形开设有多个浇筑孔3，第一桥墩柱浇筑段1外侧套接设置有工作台组件4，第一桥墩柱浇筑段1与第二桥墩柱浇筑段2贴合面外侧套接设置有悬挂组件5。
36.同时，第一桥墩柱浇筑段1两侧位于工作台组件4与悬挂组件5之间的位置均设置有升降驱动机构6、上锁销机构7和下锁销机构8，上锁销机构7和下锁销机构8位于升降驱动机构6远离第一桥墩柱浇筑段1的一侧，且下锁销机构8位于上锁销机构7下方，升降驱动机构6中的液压缸61在伸长时将悬挂组件5向上托举，并对上锁销机构7进行驱动，实现对悬挂组件5的锁定，升降驱动机构6中的液压缸61在缩短时将工作台组件4向上拉拽，并对下锁销机构8进行驱动，实现对工作台组件4的锁定。
37.如图1与图2所示，工作台组件4包括以第一桥墩柱浇筑段1为轴心对称设置的a部与b部，a部与b部结构相同，a部与b部均包括第一弧形安装板41、台架43、多个立柱44和安全网45，a部中第一弧形安装板41与b部中第一弧形安装板41通过螺栓与螺母可拆卸连接，台架43固定设置于第一弧形安装板41外侧，多个立柱44均匀固定设置于台架43外侧，安全网45固定套接设置于多个立柱44外侧，以便于在施工人员浇筑过程中，安全网45可以起到防护作用，进而防止施工人员由第二弧形安装板51顶部掉落。
38.如图3所示，悬挂组件5包括以第一桥墩柱浇筑段1为轴心对称设置的c部与d部，c部与d部结构相同，c部与d部均包括第二弧形安装板51，c部中第二弧形安装板51与d部中第二弧形安装板51通过螺栓与螺母可拆卸连接。
39.如图2和图4所示，升降驱动机构6包括液压缸61、第一安装板62、安装柱63、连接板64、正反电机65、传动杆66、第一主动齿轮67和第二主动齿轮68，安装柱63固定设置于第一弧形安装板41顶部，第一安装板62固定设置于安装柱63顶端，液压缸61固定设置于第一安装板62底部左侧，且液压缸61的输出轴贯穿第一安装板62并延伸至第一安装板62顶部，正反电机65固定设置于连接板64顶部右侧，且正反电机65的输出轴贯穿连接板64并延伸至连接板64底部，传动杆66顶端与正反电机65的输出轴通过联轴器进行连接，第一主动齿轮67与第二主动齿轮68自上而下固定套接设置于传动杆66外侧。
40.同时，上锁销机构7包括第一主动杆71、第一从动齿轮72、伸缩杆73、第一偏心轴74、第一环形连接块75、第一锚杆76和第二安装板77，第一主动杆71位于传动杆66外侧，第一从动齿轮72固定设置于第一主动杆71底端，伸缩杆73通过超越离合器连接于第一主动杆71顶端，第一偏心轴74底端与伸缩杆73的输出轴固定连接，第一环形连接块75通过轴承套接设置于第一偏心轴74外侧，第一锚杆76通过万向接头设置于第一环形连接块75内侧，且第一锚杆76贯穿第二弧形安装板51外壁并与第二弧形安装板51滑动连接，第二安装板77固定设置于第二弧形安装板51外侧顶部，第一偏心轴74顶端贯穿第二安装板77并通过轴承与第二安装板77转动连接。
41.另外，下锁销机构8包括第二主动杆81、第二从动齿轮82、第二偏心轴83、第二环形连接块84、第二锚杆85和第三安装板86，第二主动杆81位于传动杆66外侧，第二从动齿轮82固定设置于第二主动杆81顶端，第二偏心轴83通过超越离合器连接于第二主动杆81底端，且第二偏心轴83穿过台架43并延伸至台架43下方，第二环形连接块84通过轴承套接设置于第二偏心轴83外侧，第二锚杆85通过万向接头设置于第二环形连接块84内侧，且第二锚杆85贯穿第一弧形安装板41外壁并与第一弧形安装板41滑动连接，第三安装板86固定设置于第一弧形安装板41外侧底部，第二偏心轴83顶端贯穿第三安装板86并通过轴承与第三安装板86转动连接。
42.本发明还公开了一种用于桥墩柱浇筑施工的自爬升安全操作平台的施工方法，具
体包括以下步骤：
43.s1、首先在地面进行第一桥墩柱浇筑段1的浇筑，第一桥墩柱浇筑段1高度设置为2.5
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3m，在第一桥墩柱浇筑段1浇筑成型的过程中，施工人员需在第一桥墩柱浇筑段1外侧中部开设多个浇筑孔3；
44.s2、第一桥墩柱浇筑段1浇筑完毕后，将工作台组件4中的a部与b部分别由第一桥墩柱浇筑段1两侧进行合拢，然后将a部与b部中的两个第一弧形安装板41通过螺栓与螺母进行连接，由于a部与b部的带动，此时悬挂组件5中的c部与d部由第一桥墩柱浇筑段1顶部两侧进行合拢，此时施工人员可以将c部与d部中的两个第二弧形安装板51通过螺栓与螺母进行连接，连接完成后，此时第一锚杆76处于伸出状态，并与第一桥墩柱浇筑段1顶部接触，第二锚杆85同样处于伸出状态，并插入到第一桥墩柱浇筑段1外侧中部的浇筑孔3中；
45.s3、此时施工人员可以站在台架43上方，并于第一桥墩柱浇筑段1顶部进行第二桥墩柱浇筑段2的浇筑，由于第一锚杆76的限制，因此第二桥墩柱浇筑段2在成型后，其外侧底部自动形成浇筑孔3；
46.s4、此时对正反电机65进行通电，使得正反电机65通过传动杆66带动第一主动齿轮67与第二主动齿轮68正向旋转，第一主动齿轮67在正向旋转时，带动第一从动齿轮72与第二从动齿轮82同步正向旋转，但是由于超越离合器的限制，第一从动齿轮72通过伸缩杆73带动第一偏心轴74旋转，而第二偏心轴83不旋转，当第一偏心轴74旋转时，第一偏心轴74带动第一环形连接块75做圆周运动，此时由于第二弧形安装板51的限制，第一环形连接块75将第一锚杆76由第二桥墩柱浇筑段2底部的浇筑孔3中抽出；
47.s5、使得液压缸61带动其输出轴伸出，进而使得液压缸61将第二弧形安装板51向上顶起，第二弧形安装板51通过第二安装板77与第一偏心轴74对伸缩杆73进行拉拽，进而使得伸缩杆73伸长，当液压缸61的输出轴伸出长度达到阈值时，此时两个第一锚杆76位于第二桥墩柱浇筑段2左上方以及右上方，同时当液压缸61输出轴伸出时，液压缸61的输出轴带动连接板64上升，此时正反电机65通过传动杆66带动第一主动齿轮67与第二主动齿轮68上升，第一主动齿轮67在上升过程中与第一从动齿轮72进行脱离，进而不再继续带动第一从动齿轮72旋转，而当液压缸61的输出轴伸出长度达到阈值时，此时第二主动齿轮68因上升而与第一从动齿轮72啮合，进而继续带动第一从动齿轮72旋转，此时在伸缩杆73与第一偏心轴74的带动下，第一锚杆76向靠近第二桥墩柱浇筑段2的方向移动，进而运动至第二桥墩柱浇筑段2顶部；
48.s6、此时使得正反电机65通过传动杆66带动第一主动齿轮67与第二主动齿轮68逆向旋转，同理，由于超越离合器的限制，此时伸缩杆73不再旋转，第二偏心轴83则在第二主动杆81的带动下开始旋转，第二偏心轴83通过第二环形连接块84将第二锚杆85由第一桥墩柱浇筑段1外侧中部的浇筑孔3中抽出；
49.s7、此时使液压缸61带动其输出轴缩回，由于第一锚杆76固定在第二桥墩柱浇筑段2顶部，因此液压缸61对其输出轴进行缩回的力演变为将液压缸61向上拉拽的力，同时工作台组件4整体在该力的作用下向上移动，当液压缸61的输出轴缩短长度达到阈值时，即工作台组件4上移距离达到阈值时，此时第二锚杆85与第二桥墩柱浇筑段2底部所开设的浇筑孔3共线设置，第一主动齿轮67则再次与第一从动齿轮72以及第二从动齿轮82接触，第一主动齿轮67带动第一从动齿轮72与第二从动齿轮82逆向旋转，进而使得第二偏心轴83通过第
二环形连接块84带动第二锚杆85进入到第二桥墩柱浇筑段2底部所开设的浇筑孔3中，爬升操作完成，此时对正反电机65进行停机即可；
50.s8、此时施工人员同样可以站在台架43上方，然后于第二桥墩柱浇筑段2顶部进行新的第二桥墩柱浇筑段2的浇筑，并在该第二桥墩柱浇筑段2浇筑完成后，重复s4
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s7的操作，进而在本装置不断爬升的过程中，完成桥墩柱的浇筑操作。
51.实施例2
52.与上述实施例不同的是，在桥墩柱浇筑过程中，技术人员发现第一弧形安装板41与第二弧形安装板51升降时易发生晃动，进而容易对站在台架43顶部进行操作的施工人员造成影响，为了避免上述情况的发生：
53.a部与b部还包括第一弹性支撑机构42，第一弹性支撑机构42固定设置于第一弧形安装板41内侧顶部，c部与d部还包括第二弹性支撑机构52，第二弹性支撑机构52固定设置于第二弧形安装板51内侧顶部，且第一弹性支撑机构42和第二弹性支撑机构52均包括滑动套管521、滑动杆522、移动轮523和弹簧524，第一弹性支撑机构42中滑动套管521固定嵌套设置于第一弧形安装板41上，第二弹性支撑机构52中滑动套管521固定嵌套设置于第二弧形安装板51上，滑动杆522滑动设置于滑动套管521内侧，移动轮523固定设置于滑动杆522端部，弹簧524套接设置于滑动杆522外侧，且弹簧524一端与滑动套管521固定连接，弹簧524另一端与移动轮523固定连接，以便于在第一弧形安装板41与第二弧形安装板51升降的过程中，移动轮523可以与第一桥墩柱浇筑段1外壁或第二桥墩柱浇筑段2外侧贴合，进而配合弹簧524实现弹性支撑，避免第一弧形安装板41或第二弧形安装板51发生严重晃动，保证了台架43升降过程中的平稳性。
54.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。