一種分立與環形雙電極分布式全角度控制系統的製作方法
2023-05-27 02:39:46 1
本發明涉及微機電系統技術領域，具體地，涉及一種分立與環形雙電極分布式全角度控制系統。
背景技術：
微機械電子系統(MEMS)主要包括微機構、微傳感器、微執行器以及相關的電路等幾部分。MEMS是近年來發展起來的一種新型多學科交叉的技術，它對21世紀的人類產生了巨大而深遠的影響。
諧振微陀螺儀採用全角度控制技術，具有穩定性高、抗衝擊能力強、精度高、誤差小等優越特性，在航空航天、慣性導航以及民用消費電子等領域等具有廣泛的應用前景。這種陀螺利用反饋電路中的振幅控制模塊、頻率控制模塊及正交控制模塊，將產生的信號經過各種處理之後，較為精確地得到諧振陀螺的總角度的變化。
諧振微陀螺儀的全角度控制，是它本身工作的重要環節。對一些文獻進行檢索發現，中國專利公開號為103344228A、申請號201310257428.X的發明專利申請，該發明提供了一種搖動質量體聲波固體波動微陀螺驅動與檢測電路，該電路包括嵌入式核心部分、外圍電路部分、搖動質量體聲波固體波動微陀螺部分和計算機顯示部分，其中：嵌入式核心部分連接外圍電路部分，再連接搖動質量體聲波固體波動微陀螺部分，然後經過外圍電路部分，再回到嵌入式核心部分；同時嵌入式核心部分與計算機顯示部分直接連接並實時通信；對於陀螺的驅動與檢測，主要在嵌入式核心部分完成，外圍電路部分起輔助作用，從而控制陀螺並敏感陀螺輸出。該發明能夠為搖動質量體聲波固體波動微陀螺提供穩定有效的驅動信號，有效地實現了陀螺驅動檢測的反饋機制，檢測出陀螺信號。但是該專利中的頻率鎖定、陀螺振幅控制、模擬電路帶來的噪聲以及誤差等，還可以進一步的改進。
基於此，迫切需要一種分立與環形雙電極分布式全角度控制系統，使其避免或減小上述影響因素，同時擴展其應用範圍。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種分立與環形雙電極分布式全角度控制系統，所述系統進行閉環設計與控制，從而實現對諧振陀螺的全角度的檢測與控制。
為實現以上目的，本發明提供一種分立與環形雙電極分布式全角度控制系統，所述系統包括：諧振陀螺、分立電極、環形電極、前置級模塊、角度輸出模塊、振幅控制模塊、頻率控制模塊和正交控制模塊；其中：
所述諧振陀螺在給定的信號下被激振或被驅動，並產生檢測信號，分別輸入給振幅控制模塊、頻率控制模塊、正交控制模塊和角度輸出模塊；
分立電極、環形電極分布在諧振陀螺周邊，所述分立電極，輸入端連接穩壓電源，採集驅動電壓信號，輸出給前置級模塊；所述環形電極，輸入端連接振幅控制模塊，採集反饋電壓信號，輸出給振幅控制模塊；
所述環形電極，輸入端連接振幅控制模塊，採集反饋電壓信號，輸出給振幅控制模塊；
所述前置級模塊處理穩壓電源輸出的電壓信號，得到兩參考信號EX和EY，並將兩參考信號EX和EY分別輸出給角度輸出模塊、振幅控制模塊、頻率控制模塊、正交控制模塊；
所述角度輸出模塊，用於輸出諧振陀螺的轉動角度θ；
所述振幅控制模塊，用於穩定驅動電壓的振幅信號，使驅動諧振陀螺振動的振幅穩定，最終將穩定的驅動電壓振幅信號反饋到諧振陀螺中；
所述頻率控制模塊，用於穩定驅動電壓的頻率信號，使驅動諧振陀螺振動的頻率穩定，最終將穩定的驅動電壓頻率信號反饋到諧振陀螺中，從而使諧振陀螺頻率穩定；
所述正交控制模塊，用於使諧振陀螺各軸諧振頻率穩定，減小正交漂移；
所述振幅控制模塊和頻率控制模塊輸出的穩定的振幅和頻率信號反饋迴環形電極，所述正交控制模塊輸出的正交控制信號反饋回分立電極。
優選地，所述諧振陀螺為半球陀螺、半球體陀螺、圓環陀螺、圓盤陀螺、多環陀螺、圓柱陀螺、圓柱體陀螺中任一種。
優選地，所述分立電極和環形電極分別分布在諧振陀螺的內側和外側，或者分別分布在諧振陀螺的內側和上側，或者分別分布在諧振陀螺的內側和下側，或者分別分布在諧振陀螺的外側和上側，或者分別分布在諧振陀螺的外側和下側。
優選地，所述諧振陀螺的角度變化總和Θ的變化受到諧振陀螺本身的不對稱性以及剛度和阻尼不對稱性的影響，也受到正交誤差以及信號傳輸過程中時間延遲影響。
優選地，所述前置級模塊包括第一信號合成器和第二信號合成器，其中：
第一信號合成器與分立電極中的電極A3、A7、A15、A11相連接；
第二信號合成器與分立電極中的電極A1、A5、A13、A9相連接；
其中：電極A1到A16均為分立電極，電極與電極之間相互隔離，形狀成葉瓣狀，分布於微陀螺周邊，用於採集驅動電壓信號。
優選地，所述角度輸出模塊包括一個除法器和一個角度輸出器，除法器的輸入端連接參考信號EX和EY，輸入端採集電壓信號，輸出端連接角度輸出器，經過信號處理角度輸出器輸出端輸出陀螺旋轉角度θ。
優選地，所述振幅控制模塊包括振幅檢測器、自動增益AGC電路、第一乘法器和第一鎖相環，其中：
所述振幅檢測器，接收參考信號EX和EY，並對信號EX和EY進行振幅檢測，得到振幅檢測信號並輸出給自動增益AGC電路；
所述自動增益AGC電路，接收一振幅恆定大小的參考振幅，並接收所述振幅檢測器的振幅檢測信號，通過AGC電路的自動增益，控制振幅大小，然後輸出給第一乘法器；
所述第一乘法器，接收所述AGC電路的自動增益信號和頻率控制模塊的頻率控制誤差信號，通過對兩信號相乘處理，產生穩定的振幅信號，然後輸出給分立電極，以穩定驅動電壓信號振幅穩定；
所述第一鎖相環，接收頻率控制模塊的頻率控制誤差信號，通過鎖相環信號跟蹤，然後輸出給第一乘法器。
優選地，所述頻率控制模塊包括第一誤差量檢測器、第二誤差量檢測器、第二乘法器、第三乘法器、第三信號合成器、第二鎖相環；其中：
所述第一誤差量檢測器，接收所述參考信號EX，以進行誤差信號的檢測，然後輸出給第二乘法器；
所述第二誤差量檢測器，接收所述參考信號EY，以進行誤差信號的檢測，然後輸出給第三乘法器；
所述第二乘法器，接收所述第一誤差量檢測器的誤差檢測信號與外接信號發生器產生的信號sin2θ，兩信號相乘，然後輸出給第三信號合成器；
所述第三乘法器，接收所述第二誤差量檢測器的誤差檢測信號與外接信號發生器產生的信號cos2θ，兩信號相乘，然後輸出給第三信號合成器；
所述第三信號合成器，接收所述第二乘法器和第三乘法器輸出信號，進行兩信號合成產生頻率控制誤差，然後輸出給第二鎖相環；
所述第二鎖相環，接收所述第三信號合成器輸出的頻率控制誤差信號，以進行信號的頻率鎖定跟蹤，然後輸出給第一乘法器，產生穩定的驅動電壓頻率信號。
優選地，所述正交控制模塊包括第一正交量檢測器、第二正交量檢測器、第四信號合成器、第四乘法器、第五乘法器、第六乘法器、第七乘法器；其中：
所述第一正交量檢測器，接收所述參考信號EX，進行信號的正交檢測，產生正交檢測信號，然後輸出給第四乘法器；
所述第二正交量檢測器，接收所述參考信號EY，進行信號的正交檢測，產生正交檢測信號，然後輸出給第五乘法器；
所述第四乘法器，接收所述第一正交量檢測器的正交檢測信號與外接信號發生器產生的信號cos2θ，兩信號相乘，然後輸出給第四信號合成器；
所述第五乘法器，接收所述第二正交量檢測器的正交檢測信號與外接信號發生器產生的信號sin2θ，兩信號相乘，然後輸出給第四信號合成器；
所述第四信號合成器，接收所述第四乘法器和第五乘法器輸出信號，進行兩信號合成產生正交控制誤差信號，然後輸出給第六乘法器和第七乘法器；
所述第六乘法器，接收所述正交控制誤差信號與外接信號發生器產生的信號sin4θ，兩信號相乘，然後輸出給分立電極；
所述第七乘法器，接收所述正交控制誤差信號與外接信號發生器產生的信號-cos4θ，兩信號相乘，然後輸出給分立電極。
優選地，所述分立電極驅動諧振陀螺，經過前置級模塊輸出的參考信號EX和EY經過振幅控制模塊和頻率控制模塊實現對前置級模塊輸出信號的自動跟蹤，其中外接信號發生器輸出的參考信號包括振幅信號頻率與相位信號；經過角度輸出模塊輸出諧振陀螺的進動角θ；經過正交控制模塊，消除各軸諧振頻率不相等產生的正交漂移，使所得到的變化信號保持穩定；所述變化信號經過正交控制模塊反饋到諧振陀螺中。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
(1)本發明能夠實現諧振陀螺全角度控制；
(2)本發明與其他陀螺控制系統相比，增加振幅、頻率控制模塊，所以對全角度的控制精度比較高，響應速度比較快，陀螺系統工作穩定；
(3)本發明中諧振陀螺信號，經過前置級模塊信號處理，通過振幅控制模塊、頻率控制模塊和正交控制模塊反饋到諧振陀螺上，構成了一個完整的閉環系統，對信號的響應與反饋的能力比較強，對周圍環境的適應能力比較強。
綜上，本發明所述系統能夠精細準確地得到諧振陀螺的總的角度變化情況，實現了對諧振陀螺總的旋轉角度的檢測，可隨時對輸出信號的頻率與相位進行自動跟蹤。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
圖1為本發明一實施例的系統框圖；
圖2a為本發明一較優實施例的陀螺和電極裝配圖；
圖2b為本發明一較優實施例的電極結構圖；
圖3a為本發明另一較優實施例的陀螺和電極裝配圖；
圖3b為本發明另一較優實施例的電極結構圖；
圖中：1為諧振陀螺，2為外側電極，3為內側電極，4為前置級模塊，5為振幅控制模塊，6為頻率控制模塊，7頻率控制模塊，8為角度輸出模塊。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。
實施例1
如圖1和圖2a、圖2b所示，本實施例提供一種分立與環形雙電極分布式全角度控制系統，包括：
一個諧振陀螺1；
一套外側電極2；
一套內側電極3；
一個前置級模塊4；
一個振幅控制模塊5；
一個頻率控制模塊6；
一個正交控制模塊7；
一個角度輸出模塊8；其中：
所述諧振陀螺1為多環型陀螺，多環型的諧振陀螺1在給定的信號下被激振或被驅動，並產生檢測信號；
所述內側電極2為一套分立電極，外側電極3為一套環形電極；內側電極3和外側電極2分布在諧振陀螺1兩側，內側電極3與前置級模塊4、正交控制模塊7連接，外側電極3與正交控制模塊7連接；
所述外側電極2是環形電極，內側電極3是分立電極；
前置級模塊4處理穩壓電源輸出的電壓信號，輸出兩套參考信號EX和EY，並分別傳給與角度輸出模塊8、振幅控制模塊5、頻率控制模塊6和正交控制模塊7；
所述角度輸出模塊8，用於輸出諧振陀螺1的轉動角度θ；
所述振幅控制模塊5，用於使諧振陀螺1振幅穩定，並將穩定的振幅信號反饋到諧振陀螺1中；
所述頻率控制模塊6，用於使諧振陀螺1頻率穩定，並將穩定的頻率信號反饋到諧振陀螺1中；
所述正交控制模塊7，用於使諧振陀螺1各軸諧振頻率穩定，減小正交漂移。
所述振幅控制模塊和頻率控制模塊輸出的穩定的振幅和頻率信號反饋迴環形電極，所述正交控制模塊輸出的正交控制信號反饋回分立電極。
本實施例中，所述諧振陀螺1的角度變化的總和Θ的變化，受到諧振陀螺1本身的不對稱性以及剛度和阻尼不對稱性的影響，也受到正交誤差以及信號傳輸過程中時間延遲的影響。
如圖2b所示，所述前置級模塊4包括第一信號合成器和第二信號合成器，其中：
第一信號合成器與分立電極中的電極A3、A7、A15、A11相連接；
第二信號合成器與分立電極中的電極A1、A5、A13、A9相連接；
其中：電極A1到A16均為分立電極，電極與電極之間相互隔離，形狀成葉瓣狀，依次分布在微陀螺周邊，相鄰兩個電極之間間隔22.5度，用於採集驅動電壓信號。其中A1與A2相鄰，A2與A3相鄰，依次類推。
所述角度輸出模塊包括一個除法器和一個角度輸出器，除法器的輸入端連接參考信號EX和EY，輸入端採集電壓信號，輸出端連接角度輸出器，經過信號處理角度輸出器輸出端輸出陀螺旋轉角度θ。
所述振幅控制模塊5包括振幅檢測器、自動增益AGC電路、第一乘法器和第一鎖相環，其中：
所述振幅檢測器，接收參考信號EX和EY，並對信號EX和EY進行振幅檢測，得到振幅檢測信號並輸出給自動增益AGC電路；
所述自動增益AGC電路，接收一振幅恆定大小的參考振幅，並接收所述振幅檢測器的振幅檢測信號，通過AGC電路的自動增益，控制振幅大小，然後輸出給第一乘法器；
所述第一乘法器，接收所述AGC電路的自動增益信號和頻率控制模塊的頻率控制誤差信號，通過對兩信號相乘處理，產生穩定的振幅信號，然後輸出給分立電極，以穩定驅動電壓信號振幅穩定；
所述第一鎖相環，接收頻率控制模塊的頻率控制誤差信號，通過鎖相環信號跟蹤，然後輸出給第一乘法器。
本發明參考信號EX和EY輸入到振幅檢測器中進行振幅檢測，然後輸出給自動增益AGC電路；參考振幅信號直接輸給自動增益AGC電路控制振幅大小，然後輸出給乘法器，並提取穩定的振幅信號反饋回分立電極，以穩定驅動電壓信號振幅穩定。
所述頻率控制模塊6包括第一誤差量檢測器、第二誤差量檢測器、第二乘法器、第三乘法器、第三信號合成器、第二鎖相環；其中：
所述第一誤差量檢測器，接收所述參考信號EX，以進行誤差信號的檢測，然後輸出給第二乘法器；
所述第二誤差量檢測器，接收所述參考信號EY，以進行誤差信號的檢測，然後輸出給第三乘法器；
所述第二乘法器，接收所述第一誤差量檢測器的誤差檢測信號與外接信號發生器產生的信號sin2θ，兩信號相乘，然後輸出給第三信號合成器；
所述第三乘法器，接收所述第二誤差量檢測器的誤差檢測信號與外接信號發生器產生的信號cos2θ，兩信號相乘，然後輸出給第三信號合成器；
所述第三信號合成器，接收所述第二乘法器和第三乘法器輸出信號，進行兩信號合成產生頻率控制誤差，然後輸出給第二鎖相環；
所述第二鎖相環，接收所述第三信號合成器輸出的頻率控制誤差信號，以進行信號的頻率鎖定跟蹤，然後輸出給第一乘法器，產生穩定的驅動電壓頻率信號。
本發明參考信號EX和EY分別輸出給兩個誤差量檢測器，以進行誤差信號的檢測；然後分別輸出給兩個乘法器，以進行信號提取；最終均輸給信號合成器，進行信號合成；最後輸給鎖相環，進行頻率鎖定，最終輸出穩定的驅動電壓頻率信號。
本實施例中，所述振幅控制模塊5和頻率控制模塊6輸出的穩定的振幅和頻率信號反饋回外側電極3。
所述正交控制模塊7包括第一正交量檢測器、第二正交量檢測器、第四信號合成器、第四乘法器、第五乘法器、第六乘法器、第七乘法器；其中：
所述第一正交量檢測器，接收所述參考信號EX，進行信號的正交檢測，產生正交檢測信號，然後輸出給第四乘法器；
所述第二正交量檢測器，接收所述參考信號EY，進行信號的正交檢測，產生正交檢測信號，然後輸出給第五乘法器；
所述第四乘法器，接收所述第一正交量檢測器的正交檢測信號與外接信號發生器產生的信號cos2θ，兩信號相乘，然後輸出給第四信號合成器；
所述第五乘法器，接收所述第二正交量檢測器的正交檢測信號與外接信號發生器產生的信號sin2θ，兩信號相乘，然後輸出給第四信號合成器；
所述第四信號合成器，接收所述第四乘法器和第五乘法器輸出信號，進行兩信號合成產生正交控制誤差信號，然後輸出給第六乘法器和第七乘法器；
所述第六乘法器，接收所述正交控制誤差信號與外接信號發生器產生的信號sin4θ，兩信號相乘，然後輸出給分立電極。
所述第七乘法器，接收所述正交控制誤差信號與外接信號發生器產生的信號-cos4θ，兩信號相乘，然後輸出給分立電極。
本發明參考信號EX和EY分別出輸給兩個誤差量檢測器，以進行誤差信號的檢測；然後分別輸出給兩個乘法器，以進行信號提取；最終均輸給信號合成器，進行信號合成，並輸出正交控制誤差信號；正交控制誤差信號分別輸給兩個乘法器，兩個乘法器輸出的信號反饋回分立電極，進行信號的正交控制。
所述正交控制模塊7輸出的正交控制信號反饋回內側電極2。
本實施例中，所述諧振陀螺1的內側電極A1和A9驅動諧振陀螺1，經過前置級模塊4，輸出的參考信號EX和EY經過振幅控制模塊5和頻率控制模塊6實現對前置級模塊4輸出信號的自動跟蹤，其中輸出的參考信號包括振幅信號頻率與相位信號；經過角度輸出模塊8輸出諧振陀螺1的進動角θ；經過正交控制模塊7，消除各軸諧振頻率不相等產生的正交漂移，使所得到的變化信號保持穩定；所述變化信號經過正交控制模塊7反饋到諧振陀螺1中。
本發明所述系統能夠較為精細準確地得到諧振陀螺的總的角度變化情況，實現了對諧振陀螺總的旋轉角度的檢測，可隨時對輸出信號的頻率與相位進行自動跟蹤。
事實上，由於諧振陀螺1的的工藝誤差造成的不對稱性以及阻尼以及剛度的不對稱性，因而諧振陀螺1角度變化的總和，是由實際旋轉(-2AgΩ)和由於在衰減時間常數不匹配的錯誤和共振頻率(Δω，ω＝2πF)以及由於相位失配誤差等綜合作用的結果。
實施例2
如圖1和3a、圖3b所示，本實施例提供一種分立與環形雙電極分布式全角度控制系統，包括：
一個諧振陀螺1；
一套外側電極2；
一套內側電極3；
一個前置級模塊4；
一個振幅控制模塊5；
一個頻率控制模塊6；
一個正交控制模塊7；
一個角速度輸出模塊8；其中：
所述諧振陀螺1為圓盤型陀螺，圓盤型的諧振陀螺1在給定的信號下被激振或被驅動，並產生檢測信號；
所述外側電極2、內側電極3分布在諧振陀螺1兩側，外側電極2與前置級模塊4和正交控制模塊7連接，內側電極3與正交控制模塊7連接；
所述外側電極2是分立電極，內側電極3是環形電極；
所述前置級模塊4分別與角度輸出模塊8、振幅控制模塊5、頻率控制模塊6和正交控制模塊7相連接，前置級模塊4處理穩壓電源輸出的電壓信號，並輸出兩套參考信號EX和EY；
所述角度輸出模塊8和前置級模塊4連接，用於輸出諧振陀螺1的轉動角度θ；
所述振幅控制模塊5與前置級模塊4連接，用於使陀螺諧振1振幅穩定，將穩定的振幅信號反饋到諧振陀螺1中；
所述頻率控制模塊6與前置級模塊4連接，用於使陀螺諧振1頻率穩定，將穩定的頻率信號反饋到諧振陀螺1中；
所述正交控制模塊7與前置級模塊4連接，用於使陀螺諧振1各軸諧振頻率穩定，減小正交漂移。
所述諧振陀螺1的角度變化的總和Θ的變化受到諧振陀螺1本身的不對稱性以及剛度和阻尼不對稱性的影響，也受到正交誤差以及信號傳輸過程中時間延遲影響。
如圖1所示，所述前置級模塊4包括兩個信號合成器，一個信號合成器與分立電極中的電極A3、A7、A15、A11相連接，另一個信號合成器與分立電極中的電極A1、A5、A13、A9相連接；其中：電極A1到A16均為分立電極，用於採集驅動電壓信號。
如圖1所示，所述角度輸出模塊8包括一個除法器和一個角度輸出器，除法器的輸入端連接參考信號EX和EY、輸出端採集電壓信號，經過信號處理通過角度輸出器輸出陀螺旋轉角度θ。
如圖1所示，本實施例中，所述振幅控制模塊5包括一個振幅檢測器、一個參考振幅、一個自動增益AGC電路、一個乘法器和一個鎖相環，其中：
參考信號EX和EY輸入到振幅檢測器中進行振幅檢測，然後輸出給自動增益AGC電路；參考振幅信號直接輸給自動增益AGC電路控制振幅大小，然後輸出給乘法器，並提取穩定的振幅信號反饋回分立電極，以穩定驅動電壓信號振幅穩定。
本實施例中，所述頻率控制模塊6包括兩個誤差量檢測器、兩個乘法器、一個信號合成器、一個鎖相環；其中：
參考信號EX和EY分別輸出給兩個誤差量檢測器，以進行誤差信號的檢測；然後分別輸出給兩個乘法器，以進行信號提取；最終均輸給信號合成器，進行信號合成；最後輸給鎖相環，進行頻率鎖定，最終輸出穩定的驅動電壓頻率信號。
本實施例中，所述振幅控制模塊5和頻率控制模塊6輸出的穩定的振幅和頻率信號反饋回內側電極3(內側電極3在此實施例中是環形電極)。
本實施例中，所述正交控制模塊7包括兩個正交量檢測器、兩個反向器、一個信號合成器和四個乘法器；其中：
參考信號EX和EY分別出輸給兩個誤差量檢測器，以進行誤差信號的檢測；然後分別輸出給兩個乘法器，以進行信號提取；最終均輸給信號合成器，進行信號合成，並輸出正交控制誤差信號；正交控制誤差信號分別輸給兩個乘法器，兩個乘法器輸出的信號反饋回分立電極，進行信號的正交控制。
本實施例中，所述正交控制模塊7輸出的信號反饋回外側電極2(外側電極2在此實施例中是分立電極)。
本實施例中，所述諧振陀螺1的外側電極中的電極A1和A9驅動諧振陀螺1，經過前置級模塊4，輸出的參考信號經過振幅控制模塊5和頻率控制模塊6實現對前置級模塊4輸出信號的自動跟蹤，其中輸出的參考信號包括振幅信號頻率與相位信號；經過角度輸出模塊8，可以輸出諧振陀螺1的進動角θ；經過正交控制模塊7，消除各軸諧振頻率不相等產生的正交漂移，使所得到的變化信號保持穩定；所述變化信號經過正交控制模塊7反饋到諧振陀螺1中。本實施例所述系統能夠精細準確地得到諧振陀螺的總的角度變化情況，實現了對諧振陀螺總的旋轉角度的檢測，可隨時對輸出信號的頻率與相位進行自動跟蹤。
事實上，由於諧振陀螺1的的工藝誤差造成的不對稱性以及阻尼以及剛度的不對稱性，因而諧振陀螺1角度變化的總和，是由實際旋轉(-2AgΩ)和由於在衰減時間常數不匹配的錯誤和共振頻率(Δω，ω＝2πF)以及由於相位失配誤差等綜合作用的結果。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。