足球守门员训练辅助装置的制作方法

1.本发明属于体育器械技术领域，具体涉及为足球守门员训练辅助装置。


背景技术：

2.足球是目前全球体育界最具影响力的单项体育运动，故有世界第一大运动的美称！是主要以脚支配球为主，但也可以使用头、胸部等部位触球（除守门员外，其他队员不得用手或臂触球；守门员只能在己方禁区内，能用手或臂触球）两个队在同一场地内进行攻守的体育运动项目。
3.一场精彩的足球比赛，吸引着数以亿计的观众，它已成为电视节目中的重要内容，有关足球方面的报道，占据着世界各种报刊的篇幅，当今足球运动已成为人们生活中不可缺少的组成部分。足球包含进攻以及防守两个体系，在防守时，守门员的作用尤其重要。守门员是球门前的最后一道防线，守门员水平的高低对于球队的成绩影响较为明显。因此，在日常训练过程中，对守门员进行单独训练避不可少。现在对守门员的训练时，多是一名守门员教练进行抛球，守门员做出扑球动作，以及其他队员与守门员一同进行射门以及守门的训练，或是进行小组对抗。这些训练分别增加守门员的反应速度、判断力等。但是为了不影响其他球员的训练效果，没堂训练课，其他球员射门、守门员守门的训练时间不长。
4.为了解决这一问题，中国专利于2020年06月12日授权了授权号为cn108187330 b的一种用于足球训练的发球装置专利，该发明包括车体、蓄电池、具有触摸屏的电气控制台、dc/dc电源转换器、无线继电器、无线控制器，电气控制台内具有两套stm32微控制器模块，还具有储物箱、电机射球机构、出球导轨、后支撑架、前支撑架、万向支撑设备、电动推杆，储物箱、电机射球机构、出球导轨、后支撑架、前支撑架、万向支撑设备、电动推杆、蓄电池、电气控制台、dc/dc电源转换器、无线继电器安装在车体上，电机射球机构、电动推杆、蓄电池、电气控制台、dc/dc电源转换器、无线继电器之间通过导线连接。该发明可控制足球出球高度，足球向左旋或向右旋出球，以及向左前方、右前方、正前方出球，达到了帮助足球运动员训练，以及练习守门员扑球等技术技能等目的。但是该专利存在一个很大的技术问题，就是足球的发球方向守门员可以通过足球训练的发球装置摆放位置进行准确的判断，因此可提前做好扑球的准备。而在实际比赛过程中，对方球员射门时间、位置以及球的行进方向是未知的，只有完成射门动作后，才能看到、判断出来。因此足球训练的发球装置专利对守门员的训练作用有限，甚至会影响守门员在实际比赛中的发挥。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种足球守门员训练辅助装置，本发明发球装置位于外壳内部，其发球口的朝向守门员无法观察，只有当足球离开外壳后，才能进行判断，更加贴近实际比赛情况，提高对守门员的训练效果。
6.本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：
足球守门员训练辅助装置，包括发球管，所述的发球管内部设有两端均敞口布置的圆柱腔，发球管圆周面外部固定有两个对称布置的转轴，圆柱腔轴线与转轴轴线垂直相交，发球管下方设有底板，底板上垂直固定有两个立柱，每根转轴均与一个立柱转动连接。
7.其中一根转轴末端固定有第一皮带轮，底板上固定有第一电机，第一电机输出轴连接有第三皮带轮，第一皮带轮与第三皮带轮上共同套设有第一同步带。
8.圆柱腔内部设有弧形板，弧形板外壁同轴固定有推杆，推杆末端穿设至圆柱腔外部，推杆上固定连接有连接杆。
9.发球管外部固定有直线导轨，直线导轨的滑块与连接杆固定连接。
10.发球管、底板以及直线导轨均设置于外壳内部，外壳顶面设有进球口，进球口轴线与转轴轴线垂直相交，外壳前端面以及与前端面相连的左右两个端面共同设有一个“u”型的出球口，出球口上罩设有门帘，门帘顶部与出球口顶面固定连接，外壳后端面设有上端敞口布置的放球箱，放球箱内部固定有电控柜。
11.底板下方设有第二皮带轮，第二皮带轮转动设置于外壳底面内部的驱动槽内部，第二皮带轮与进球口同轴布置，外壳内部底面上固定有第二电机，第二电机输出轴上的驱动轮与第二皮带轮之间共同套设有第二同步带，第二同步带布置于驱动槽内部。
12.优选的，发球管背离足球出口的一端同轴布置有活塞管，活塞管通过连接板与发球管固定连接。
13.推杆末端穿设至活塞管内部、并固定有活塞，活塞滑动设置于活塞管内部，活塞管背离发球管的一端贯通连接有增压室，增压室端面上设有排气口以及进气口，所述的外壳内部固定有气泵，气泵出气口与进气口之间通过软管贯通连接，排气口外部贯通连接有泄压管，泄压管上设有电控阀。
14.优选的，位于圆柱腔外部的推杆的圆周面上凸设有两个凸板，两个凸板相对于推杆轴线对称布置。
15.推杆上卡设有u型板，当弧形板移动至最靠近活塞管的位置时，u型板与推杆垂直布置，u型板与凸板朝向弧形板的端面接触。
16.u型板垂直杆中心位置固定连接有直板，直板上设有垂直的通孔，通孔套设在第一转杆上，第一转杆底部与连接板固定连接。
17.活塞管外部侧面设有第一伸缩杆，第一伸缩杆两端分别与活塞管外壁以及直板末端铰接。
18.优选的，所述的活塞管与增压室之间设有挡圈，挡圈内径小于活塞外径。
19.所述的活塞朝向弧形板的端面上镶设有减震环。
20.优选的，所述的圆柱腔靠近足球出口的位置内凹有若干的凹槽，凹槽背离圆柱腔轴线的一端贯通连接有沿圆柱腔径向布置的弹簧腔。
21.凹槽内部设有旋向板，旋向板厚度小于等于凹槽的深度，选项板一端设有弹簧杆，弹簧杆末端穿设至弹簧腔内部、并固定连接有弹簧座，位于弹簧腔内部的弹簧杆外部套设有弹簧。
22.所述的发球管内部设有电机箱以及环槽，环槽同轴套设于圆柱腔外部，环槽与设有旋向板的凹槽贯通连接，环槽内部转动设有齿圈，齿圈为外齿圈，齿圈内壁上凸设有一个凸块，凸块弧线长度小于或等于旋向板弧线长度，凸块顶面高于凹槽底面。
23.电机箱内部设有第三电机，第三电机输出轴连接有第一齿轮，第一齿轮与齿圈啮合连接。
24.优选的，所述的圆柱腔位于足球出口的一端设有喇叭口。
25.优选的，所述的第三皮带轮背离第一电机的一端同轴固定连接有制动轴，制动轴的圆周面为摩擦面。
26.制动轴外部设有刹车片，刹车片朝向制动轴的一端为弧形面，弧形面的直径与制动轴外径相同，弧形面轴线与制动轴轴线位于同一水平面上。
27.刹车片背离制动轴的一端连接有第二伸缩杆，第二伸缩杆固定端与底板固定连接。
28.优选的，所述的圆柱腔内壁凹设有至少一个条形凹槽，条形凹槽内部设有挡板，挡板朝向活塞管的一端设有第二转杆，第二转杆轴线与圆柱腔轴线相互垂直。
29.第二转杆末端设有第二齿轮，第二齿轮啮合连接有齿条，齿条位移方向的一端连接有第三伸缩杆。
30.第二转杆、第二齿轮、齿条以及第三伸缩杆均设置于圆柱腔外部。
31.当活塞与挡圈接触，挡板旋转出条形凹槽时，挡板与弧形板将足球加紧。
32.优选的，所述的电机箱位于发球管外壁处设有开口，开口处罩设有栅板。
33.优选的，所述的进球口上方贯通连接有同轴布置的漏斗，漏斗下端出口直径与进球口直径相同。
34.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：（1）发球部位设置于外壳内部，被门帘挡住，守门员在外面无法看到发球口对准哪个方向，只有当足球离开出球口守门员才能判断出足球的方向，提高了训练的真实性，进而提高训练的效果。
35.（2）齿圈可将不同的旋向板顶起，来改变足球的旋转方向，增加守门员的训练难度，进而提高训练效果。
36.（3）通过气压击发足球，由于气压可调，因此击发足球的力量调节范围广。
附图说明
37.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
38.图1为本发明足球守门员训练辅助装置前视图，图2为本发明足球守门员训练辅助装置挡帘与外壳之间的分解图，图3为本发明足球守门员训练辅助装置后视图，图4为本发明足球守门员训练辅助装置外壳纵向局部剖视图，图5为本发明足球守门员训练辅助装置装球时的位置图，图6为本发明足球守门员训练辅助装置外壳横向局部剖视图，图7为本发明足球守门员训练辅助装置发球器结构图，图8为本发明足球守门员训练辅助装置发球器水平剖视图，图9为图8中a处局部放大图，图10为本发明足球守门员训练辅助装置发球器垂直剖视图，图11为图10中b处局部放大图，
图12为本发明足球守门员训练辅助装置发球器纵向垂直剖视图，图13为图12中c处局部放大图，图14为本发明足球守门员训练辅助装置发球器刹车轴处剖视图，图15为图14中d处局部放大图，图16为本发明足球守门员训练辅助装置球场安装示意图。
39.图中：1-发球管、101-圆柱腔、102-喇叭口、103-转轴、104-第一皮带轮、105-电机箱、106-栅板、107-弹簧腔、108-环槽、2-活塞管、201-增压室、2011-挡圈、202-排气口、203-进气口、204-连接板、3-弧形板、301-推杆、303-活塞、3031-减震环、304-凸板、305-连接杆、4-u型板、401-直板、5-第一转杆、6-第一伸缩杆、7-底板、701-立柱、702-第二皮带轮、8-第一电机、801-第三皮带轮、802-第一同步带、803-制动轴、9-第二电机、901-第二同步带、10-直线导轨、11-旋向板、1101-弹簧杆、1102-弹簧座、1103-弹簧、12-齿圈、1201-凸块、13-第三电机、1301-第一齿轮、14-挡板、1401-第二转杆、1402-第二齿轮、15-第三伸缩杆、1501-齿条、16-气泵、1601-软管、17-泄压管、1701-电控阀、18-刹车片、1801-第二伸缩杆、19-外壳、1901-进球口、1902-驱动槽、1903-放球箱、1904-出球口、20-漏斗、21-电控柜、22-门帘、23-垂直杆、24-水平管、25-第一螺杆、26-第四电机、27-滑块、28-第二螺杆、29-第五电机、30-立柱、31-导杆、32-大禁区、33-球门。
具体实施方式
40.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。
ꢀ“
大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
41.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、
ꢀ“
下”、
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前”、
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后”、
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左”、
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右”、水平”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装置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。
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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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.以下结合附图对本发明足球守门员训练辅助装置作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
44.足球守门员训练辅助装置，包括发球管1以及与其同轴布置的活塞管2，所述的发球管1内部设有两端均敞口布置的圆柱腔101，圆柱腔101直径与足球直径相同。发球管1圆周面外部固定有两个对称布置的转轴103，转轴103的轴线与圆柱腔101的轴线垂直相交，发球管1的截面形状可以为圆形或多边形，本实施例中，为了便于转轴103的安装，发球管1的
截面形状采用正方形或矩形。
45.发球管1下方设有底板7，底板7上垂直固定有两个立柱701，发球管1位于两个立柱701之间，转轴103插入到立柱701内部，每根转轴103均与一个立柱701转动连接。其中一根转轴103末端固定有第一皮带轮104，第一皮带轮104与发球管1分别位于立柱701的两侧。
46.底板7上固定有第一电机8，第一电机8输出轴连接有第三皮带轮801，第一皮带轮104与第三皮带轮801上共同套设有第一同步带802，第一电机8通过第一同步带802带动转轴103旋转，进而调节发球管1的角度。当调整好发球管1的角度后，为了避免发球管1还出现转动的情况，本实施例在第三皮带轮801上设有制动系统。
47.本实施例中，制动系统包括制动轴803、刹车片18以及第二伸缩杆1801。制动轴803设置于所述的第三皮带轮801背离第一电机8的一端，制动轴803与第三皮带轮801同轴固定连接，制动轴803的圆周面为摩擦面，可以在其金属表面做喷砂处理，也可在制动轴803外部套设一层橡胶套，橡胶套与制动轴803固定连接。
48.制动轴803外部设有刹车片18，刹车片18朝向制动轴803的一端为弧形面，弧形面的直径与制动轴803外径相同，弧形面轴线与制动轴803轴线位于同一水平面上。
49.刹车片18背离制动轴803的一端连接有第二伸缩杆1801，第二伸缩杆1801固定端与底板7固定连接。第二伸缩杆1801伸长，使刹车片18与制动轴803接触，并挤压制动轴803，在摩擦力的作用下，限制第三皮带轮801转动，进而限制转轴103旋转。
50.圆柱腔101内部设有弧形板3，弧形板3内壁的直径与足球的直径相同。弧形板3外壁同轴固定有推杆301，推杆301末端穿设至圆柱腔101外部，推杆301上固定连接有连接杆305。
51.发球管1外部固定有直线导轨10，直线导轨10采用现有技术。直线导轨10的滑块与连接杆305固定连接。
52.发球管1背离足球出口的一端同轴布置有活塞管2，活塞管2通过连接板204与发球管1固定连接。
53.活塞管2内部设有活塞腔，推杆301末端穿设至活塞管2内部的活塞腔中、并固定有活塞303。活塞303滑动设置于活塞管2内部，活塞管2背离发球管1的一端贯通连接有增压室201，增压室201端面上设有排气口202以及进气口203。所述的活塞管2与增压室201之间设有挡圈2011，挡圈2011内径小于活塞303外径，避免活塞303移动至增压室201内部。
54.由于活塞303会与活塞管2内部靠近发球管1的端面接触、碰撞，为了减轻撞击力，所述的活塞303朝向弧形板3的端面上镶设有减震环3031，减震环3031由橡胶制成，减震环3031凸出活塞303端面，当发生碰撞时，建甄嬛3031与活塞管2内壁接触。进行缓冲。
55.所述的外壳19内部固定有气泵16，气泵16出气口与进气口203之间通过软管1601贯通连接，排气口202外部贯通连接有泄压管17，泄压管17上设有电控阀1701。气泵16向增压室201内部注入气体，增加其内部压力。为了可获悉增压室201内部气压，增压室201内部设有电子气压传感器。
56.位于圆柱腔101外部的推杆301的圆周面上凸设有两个凸板304，两个凸板304相对于推杆301轴线对称布置，凸板304与连接杆305之间的夹角为90
°
。
57.推杆301上卡设有u型板4，当弧形板3移动至最靠近活塞管2的位置时，u型板4与推杆301垂直布置，u型板4与凸板304朝向弧形板3的端面接触。
58.u型板4垂直杆中心位置固定连接有直板401，直板401上设有垂直的通孔，通孔套设在垂直布置的第一转杆5上，第一转杆5底部与连接板204固定连接。
59.活塞管2外部侧面设有第一伸缩杆6，第一伸缩杆6两端分别与活塞管2外壁以及直板401末端铰接。通过第一伸缩杆6的伸长或缩短，来驱动u型板4围绕第一转杆5的轴线转动，实现u型板4卡死凸板304或对凸板304解除卡死。
60.初始状态下，足球放入到圆柱腔101内部，并与弧形板3接触。u型板4与推杆301垂直布置，将凸板304卡死，避免推杆301向足球方向移动。气泵16通过软管1601向增压室201内部注入高压空气，提高增压室201内部气压，当增压室201内部气压达到阈值时，驱动第一伸缩杆6缩短，u型板4旋转，解除对凸板304的锁死。在增压室201的高压空气驱动下，弧形板3推动足球向发球管1的出口移动，直至减震环3031撞击到活塞管2的内壁。弧形板3停止移动，足球在其推力以及惯性的作用下飞出发球管1，模仿射门，训练守门员。
61.击发完成后，直线导轨10的滑块通过连接板305带动弧形板3复位。为了避免击球过程中直线导轨10自锁，使弧形板3卡涩。本实施了中直线导轨10不采用螺杆形状的导轨，而是采用传动带形式的直线导轨。
62.为了使击发的足球产生旋转，使其在飞行过程中可以变向。所述的圆柱腔101靠近足球出口的位置内凹有若干的凹槽，凹槽围绕圆柱腔101的轴线呈环形阵列分布。凹槽背离圆柱腔101轴线的一端贯通连接有沿圆柱腔101径向布置的弹簧腔107。
63.凹槽内部设有旋向板11，旋向板11厚度小于或等于凹槽的深度，旋向板11背离圆柱腔101轴线的一端设有弹簧杆1101，弹簧杆1101末端穿设至弹簧腔107内部、并固定连接有弹簧座1102，位于弹簧腔107内部的弹簧杆1101外部套设有弹簧1103。在弹簧1103的推力作用下，旋向板11与凹槽底面接触，旋向板11顶面与凹槽出口平行或低于凹槽出口，同时旋向板11朝向弧形板3的一端为斜面。
64.所述的发球管1内部设有电机箱105以及环槽103，环槽103同轴套设于圆柱腔101外部，环槽103一部分与设有旋向板11的凹槽贯通连接。环槽103内部转动设有齿圈12，齿圈12为外齿圈，齿圈12内壁上凸设有一个凸块1201，凸块1201两侧端面均为斜面。凸块1201弧线长度小于或等于旋向板11弧线长度，凸块1201顶面高于凹槽底面。
65.本实施例中每个设有旋向板11的凹槽均贯通连接有两个弹簧腔107，环槽103位于两个弹簧腔107之间。
66.电机箱105内部设有第三电机13，第三电机13输出轴连接有第一齿轮1301，第一齿轮1301与齿圈12啮合连接。所述的电机箱105位于发球管1外壁处设有开口，开口处罩设有栅板106。栅板106可以优化第三电机13的散热效果，避免第三电机13过热烧毁。
67.第三电机13带动齿圈12旋转，使凸块1201转动至旋向板11下方，并将旋向板11顶起，旋向板11凸出凹槽，一部分置于圆柱腔101内部。旋向板11的斜面起到过度作用，避免足球撞击旋向板11时直接撞到棱角上，造成足球损坏。由于这部分旋向板11会与足球接触，对足球产生阻力，造成足球的受力不均，使足球发生旋转，相当于足球滚过该个旋向板11，之后足球会保持旋转，旋转方向与滚动方向相同。
68.所述的圆柱腔101位于足球出口的一端设有喇叭口102。
69.所述的圆柱腔101内壁凹设有至少一个条形凹槽，本实施例中，圆柱腔101内壁凹设有两条或两条以上的条形凹槽，条形凹槽围绕圆柱腔101的轴线呈环形阵列分布。
70.条形凹槽内部设有挡板14，挡板14朝向活塞管2的一端设有第二转杆1401，第二转杆1401轴线与圆柱腔101轴线相互垂直。
71.第二转杆1401末端设有第二齿轮1402，第二齿轮1402啮合连接有齿条1501，齿条1501位移方向的一端连接有第三伸缩杆15。齿条1501带动第二齿轮1402转动，进而带动挡板14旋转，使其一端移出条形凹槽置于圆柱腔101内部。
72.第二转杆1401、第二齿轮1402、齿条1501以及第三伸缩杆15均设置于圆柱腔101外部。
73.当活塞303与挡圈2011接触，挡板14旋转出条形凹槽时，挡板14与弧形板3将足球加紧。需要击发足球时，挡板14回旋至条形凹槽内部。
74.发球管1、活塞管2、底板7以及直线导轨10均设置于外壳19内部，外壳19顶面设有进球口1901，进球口1901轴线与转轴103轴线垂直相交，进球口1901直径与圆柱腔101直径相同。所述的进球口1901上方贯通连接有同轴布置的漏斗20，漏斗20下端出口直径与进球口1901直径相同。
75.外壳19前端面以及与前端面相连的左右两个端面共同设有一个“u”型的出球口1904，出球口1904上罩设有门帘22，门帘22顶部与出球口1904顶面固定连接，外壳19后端面设有上端敞口布置的放球箱1903，放球箱1903内部固定有电控柜21。
76.底板7下方设有第二皮带轮702，第二皮带轮702转动设置于外壳19底面内部的驱动槽1902内部，第二皮带轮702与进球口1901同轴布置，外壳19内部底面上固定有第二电机9，第二电机9输出轴上的驱动轮与第二皮带轮702之间共同套设有第二同步带901，第二同步带901布置于驱动槽1902内部。
77.第二电机9通过第二皮带轮702带动底板7旋转，进而带动发球管1转动，调整足球在水平方向的飞行轨迹，第一电机8调整足球在垂直方向的飞行轨迹，因此第一电机8与第二电机9相互配合，可使足球向任意方向飞行。
78.足球放置在放球箱1903内部，当每发射一个足球后，第一电机8驱动发球管1置于垂直位置，喇叭口102位于进球口1901正下方。从放球箱1903内部取出一个足球，将其扔到漏斗20内部，进而移动至圆柱腔101内部，并下滑与弧形板3接触。然后驱动第三伸缩杆15，使挡板14一端旋转出条形凹槽，挡板14与弧形板3一同将足球加紧。然后再调整发球管1的位置、角度，不用担心足球提前滑出。
79.使用时，可将足球守门员训练辅助装置放置在点球点部位，出球口1904对转球门33，训练守门员的点球扑球能力。也可放置在大禁区32的任意位置，进行各个角度的射门训练。为了增加足球守门员训练辅助装置的移动性，在外壳19的底部可增加行走模块，行走模块为现有技术，包含车轮、转轴等，可采用电力驱动，也可采用人为推动。
80.本实施例中在大禁区32的四个角处分别设有一个立柱30，宽度方向上的两个立柱30之间分别转动设有第二螺杆28以及导杆31，第二螺杆28一端连接有第五电机29，第五电机29与立柱30固定连接。
81.第二螺杆28上螺纹连接有滑块27，导杆31上同样滑动设有一个滑块27，两个滑块27之间共同转动连接有一根第一螺杆25，第一螺杆25一端连接有第四电机26，第四电机26与一个滑块27固定连接。
82.第一螺杆25上套设有与其螺纹连接的水平管24，水平管24两端下方分别固定有一
根垂直杆23，垂直杆23末端与外壳19固定连接，外壳19的出球口1904同样朝向球门33。
83.第一螺杆25转动，使外壳19相对于球门33左右方向移动，第二螺杆28转动，使外壳19相对于球门33前后方向移动，进而使外壳19移动至大禁区32的任意位置。
84.足球守门员训练辅助装置所包含的各个电气件以及第四电机26、第五电机29均与电控柜21电性连接，电控柜21包括供电单元以及控制单元，均采用现有技术。供电单元可采用充电电池。
85.第一伸缩杆6、第二伸缩杆1801以及第三伸缩杆15均采用电缸即电动伸缩杆，为现有技术。
86.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。