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1、(10)申请公布号 CN 102821867 A(43)申请公布日 2012.12.12CN102821867A*CN102821867A*(21)申请号 201180017645.0(22)申请日 2011.03.1012/754,209 2010.04.05 USB05B 9/00(2006.01)B05B 9/08(2006.01)B05B 12/00(2006.01)B05B 12/08(2006.01)(71)申请人瓦格纳喷涂技术有限公司地址美国明尼苏达州(72)发明人韦恩D罗本斯格雷戈里韦恩帕克赫斯特詹姆士利奥坎贝尔(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司 11021代理人。
2、周晨(54) 发明名称无空气流体喷射器中的流体水平指示器(57) 摘要本发明公开内容整体上涉及用于喷射诸如油漆、着色剂等的流体材料的系统和装置，更具体地但非限制性地涉及用于无空气流体喷射器的流体水平指示器。在一个示例中，无空气流体喷射器(100)被提供，并包括流体容器(102)、控制器(312)以及由控制器(312)实施的流体水平指示模块(316)，用于产生表示流体容器(102)中的流体材料的水平的指示。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.09.27(86)PCT申请的申请数据PCT/US2011/027870 2011.03.10(87)PCT申请的公布数据WO201。
3、1/126656 EN 2011.10.13(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书6页 附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 5 页1/2页21.一种无空气流体喷射器，包括：流体容器；控制器；和流体水平指示模块，所述流体水平指示模块由控制器实施，以产生流体容器中的流体材料的水平的指示。2.根据权利要求1所述的无空气流体喷射器，其中，所述控制器包括微处理器。3.根据权利要求1所述的无空气流体喷射器，还包括：流体泵机构；和电气驱动装置，配置成致动流体泵机构，其中所述控制器配置成施加电流至电气驱动装置以操作流体泵机构，其中所述。
4、指示由流体水平指示模块产生，并作为由控制器施加的电流的函数。4.根据权利要求3所述的无空气流体喷射器，其中所述电气驱动装置包括往复电磁致动器，所述电流包括由控制器施加至电磁致动器的脉冲。5.根据权利要求4所述的无空气流体喷射器，其中所述控制器包括计数器，所述计数器配置成对施加至电磁致动器的脉冲数量进行计数，其中所述流体水平指示模块基于计数器的值产生所述指示。6.根据权利要求5所述的无空气流体喷射器，其中所述指示基于计数器的值和阈值的比较产生。7.根据权利要求6所述的无空气流体喷射器，还包括配置成由用户实施以重新设定计数器的控制机构。8.根据权利要求7所述的无空气流体喷射器，其中所述控制器配置成。
5、响应于由用户实施以重新设定计数器的控制机构调整所述阈值。9.根据权利要求4所述的无空气流体喷射器，其中所述流体水平指示模块基于施加至电磁致动器的脉冲的数量和施加至电磁致动器的脉冲的幅值中的至少一个产生所述指示。10.根据权利要求1所述的无空气流体喷射器，还包括配置成提供表示与泵机构相关联的温度的指示至控制器的温度传感器。11.根据权利要求1所述的无空气流体喷射器，其中所述温度传感器包括配置成感测泵机构中的致动器的温度的热电偶。12.根据权利要求1所述的无空气流体喷射器，其中所述无空气流体喷射器不包括在流体容器中的流体水平传感器。13.一种用于无空气流体喷射器的控制器，所述控制器包括：部件，配置。
6、成提供多个电流脉冲至无空气流体喷射器的电气驱动装置；计数器，配置成存储表示施加至电气驱动装置的脉冲的数量的一个或更多的值；和流体水平指示模块，配置成基于计数器产生流体水平的指示。14.根据权利要求13所述的控制器，其中所述电气驱动装置包括往复电磁致动器，所述往复电磁致动器配置成驱动流体泵机构用于给由流体容器提供的流体增压。15.根据权利要求14所述的控制器，其中所述控制器将计数器的值与阈值相比较，并且响应于此，产生被提供至用户用于表示流体容器中的流体水平的指示。16.根据权利要求15所述的控制器，其中所述阈值与容器中的流体的阈值水平相关权 利 要 求 书CN 102821867 A2/2页3联。
7、，被提供至用户的指示表示低于阈值的容器中的流体的水平。17.一种产生流体容器的流体水平指示的方法，所述方法包括步骤：施加多个电流脉冲至驱动流体泵机构的电磁致动器；保持表示被施加至电磁致动器的多个电流脉冲的计数器；和基于计数器的值产生流体容器水平指示。18.根据权利要求17所述的方法，还包括：比较计数器与阈值。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述计数器存储表示被施加至电磁致动器的电流脉冲的数量的值。20.根据权利要求19所述的方法，其中存储在计数器中的值表示被施加至电磁致动器的多个电流脉冲中的每个电流脉冲的幅值。权 利 要 求 书CN 102821867 A1/6页4无空气流体喷射器中的流。
8、体水平指示器背景技术0001 示例性的流体喷射器包括喷涂系统，该喷涂系统具有配置成通过空气将(诸如油漆、油墨、清漆、纹理、杀虫剂、除草剂、食品等)流体材料喷射到表面上的装置。通常使用例如压力送料机构、重力送料机构、和/或吸入送料机构由流体容器提供流体材料。例如，在一个示例性的无空气喷漆系统中，吸管组件延伸到油漆容器中，用于提供油漆材料至泵机构，该泵机构将加压的油漆输送至输出喷嘴或尖端。吸管组件(其例如可以包括流体过滤器)的端部被定位在容器中的油漆材料中。0002 上文的论述被提供仅是用于通用的背景信息，而并非旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。发明内容0003 本发明公开内容整体上涉及用于。
9、喷射诸如油漆、着色剂等流体材料的系统和装置，更具体地但非限制性地涉及用于无空气流体喷射器的流体水平指示器。0004 在一个示例性的实施例中，无空气流体喷射器被提供，并包括流体容器、控制器以及流体水平指示模块，所述流体水平指示模块由控制器实施以产生表示流体容器中的流体材料的水平的指示。0005 在一个示例性的实施例中，一种用于无空气流体喷射器的控制器被提供。所述控制器包括配置成提供多个电流脉冲至无空气流体喷射器的电气驱动装置的部件；配置成存储表示施加至电气驱动装置的脉冲的数量的一个或更多的值的计数器；和配置成基于计数器产生流体水平的指示的流体水平指示模块。0006 在一个示例性的实施例中，一种产。
10、生流体容器的流体水平指示的方法被提供。所述方法包括步骤：施加多个电流脉冲至驱动流体泵机构的电磁致动器；保持表示被施加至电磁致动器的多个电流脉冲的计数器；和基于计数器产生流体容器水平指示。0007 通过阅读以下的详细描述，将明白这些和各种其它的特征和优点。发明内容并不是意图区别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是意图用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中提到的任一或全部缺点的实施方式。附图说明0008 图1是根据一个实施例的无空气流体喷射器的透视图。0009 图2是根据一个实施例的图1中示出的无空气流体喷射器的横截面视图。0010 图3是根据一个实施例的。
11、包括流体水平指示模块的无空气流体喷射器的方块图。0011 图4示出根据一个实施例的用于无空气流体喷射器的示例性的控制界面。0012 图5是根据一个实施例的用于提供流体水平指示的方法的流程图。具体实施方式说 明 书CN 102821867 A2/6页50013 图1示出了一种配置成通过空气将流体材料(例如油漆、清漆、着色剂、食品、杀虫剂、油墨等)喷射到表面上的流体喷射器100。在图1中所示出的实施例中，喷射器100包括手持式喷射枪，然而，喷射器100可以包括其它配置并且可以被用来喷射其它类型的材料。0014 喷射枪100示例性地包括无空气系统并采用用于从油漆源(示例性地为流体容器102)中泵抽油。
12、漆材料的泵机构。在其它实施例中，喷射枪100可以包括空气驱动或者空气辅助系统。0015 喷射枪100包括容纳用于控制喷射器100的操作的电气部件和可操作地耦合或连接以驱动泵机构的电驱动器或马达的外壳104。泵机构将来自容器102的油漆输送至输出喷嘴106，该输出喷嘴106具有用于生成期望的喷射图案的特定尺寸和形状。吸管组件(图1中未示出)位于容器102内，并提供从容器102的流体路径。在一个实施例中，吸管组件延伸到壳体104中和/或连接至流体容器盖108的一部分。盖108由壳体104和/或设置在壳体104内的马达/泵组件支撑。0016 喷射枪100还包括允许使用者保持和控制喷射枪100的操作的。
13、把手112和触发器114。电源(图1中未示出)为喷射枪100供给电力。例如，电源可以包括连接至诸如壁装电源插座的交流(AC)电源的电源线。在另一个示例中，电源可以包括诸如电池组的直流(DC)电源。一个示例性的电池组可以包括一次(例如，不可充电)电池和/或二次(例如，可充电)电池。电池组可以被安装至喷射枪100(例如，安装至把手112)或可以是在喷射枪100的外部并且通过电源线连接至喷射枪100。0017 容器102被利用连接机构(整体地由参考数字110示出)可拆卸地连接至盖108，从而允许容器102被卸下用以填充、清洁等。在一个示例中，容器102可以被从盖108卸下并被沿不同方位重新连接或者例。
14、如用不同的容器替换。0018 图2是喷射枪100的一部分的横截面视图，并示出了外壳104的内部部件中的一些或全部。图2示出可操作用于驱动泵机构的电气驱动装置的一个实施例。如图所示，电气驱动装置包括往复电磁致动器222，该往复电磁致动器配置成驱动泵机构224。在一个实施例中，致动器222通过例如施加作为AC电源的函数的脉冲至致动器222的线圈220而操作。在另一实施例中，DC电源(诸如电池组)可以用于提供电流至线圈220。在一种情形中，控制器配置成利用DC电源以提供电流脉冲至线圈220。在一个特定的示例中，控制器通过使用脉宽调制(PWM)等提供“模拟”AC信号。0019 往复电磁致动器222包括。
15、磁性电枢242和线圈220，该线圈220被围绕层压的堆叠体(或“芯”)240的至少一部分缠绕。在示出的实施例中，芯/线圈组件在外壳104内是静止的或被固定在外壳104内，而电枢242配置成例如使用枢轴组件244移动或枢转。因此，电枢242基于施加至线圈220的电流沿着一个或更多的方向243、245相对于芯/线圈组件移动。在示出的实施例中，在电流被施加至线圈220时，电枢242被朝向芯240磁性吸引(沿着由箭头243表示的方向)。电枢242被朝向芯240吸引的力与施加至线圈220的电流量成比例(或以其它方式相关联)。0020 电枢242配置成机械接触和驱动泵机构。例如，在示出的实施例中，电枢24。
16、2接触和驱动柱塞246，该柱塞连接至随泵机构(例如在气缸内)的一部分一起移动的活塞247。活塞247的移动朝向输出装置106驱动流体通过流体路径250。流体被通过流体管256由流说 明 书CN 102821867 A3/6页6体源(即流体容器104)供给。止回阀252设置在流体路径250中，并允许在第一方向251上的流体流。止回阀252被弹簧254偏压，用于限制或防止在第二方向253上的流体流。0021 偏置机构(示例性地弹簧248)提供对活塞237的在方向245上的偏置力，该方向245与活塞247被电枢242驱动所沿的方向243相反。以这种方式，电枢242包括往复构件，该往复构件响应于由弹簧。
17、248施加的力以及线圈220和电枢242之间的磁场相互作用移动或摆动。在一个实施例中，与柱塞246接触的表面241配置成沿着流体路径250的长度在大致直线的方向上移动。0022 为了示出，在第一动作期间电流被施加至线圈220，导致了电枢242致动活塞247和通过路径250驱动油漆至输出装置106。在第二动作期间，线圈220中的电流被移除(或另外地被减小)，导致了弹簧248朝向电枢242致动活塞247。在活塞247被弹簧248在方向245上致动时，弹簧254使止回阀252闭合并且额外的流体被从流体容器通过流体管256抽取。额外的流体之后被在泵机构的随后的动作期间通过流体路径250泵抽至输出装置1。
18、06。在一个实施例中，施加至线圈220的电流在高值和低值之间进行脉冲，引起电枢242的往复运动以驱动活塞247。0023 喷射枪100还包括电子部件260，诸如印刷电路板和相关的部件。在一个实施例中，喷射枪100的电子部件260可以包括配置成控制喷射枪100的操作的控制器。例如，电子部件260可以包括微处理器。喷射枪100还可以包括配置成提供用于用户输入和/或输出的控制接口262。例如，控制接口262可以包括用于例如选择操作模式的一个或更多的用户致动的按钮，并且还可以包括一个或更多的输出装置，诸如光(例如LED、LCD)、可听得见的警告等。0024 图3示出根据一个实施例的喷射枪100的方块图。
19、300。AC电源302(例如由壁装电源插座供给的电力)供给用于喷射枪100的电力。在其他的实施例中，电源302可以包括DC电力。通过举例的方式，供给至喷射枪100的AC电力可以具有从大约100伏(V)AC至大约120V AC的范围变化的电压，依赖于特定的源302。在一些情形中，供给至喷射枪100的AC电力可以达到大约240V AC。另外，依赖于特定的源302，AC电力的频率可以是50赫兹(Hz)、60Hz等。0025 电磁致动器222配置成驱动泵机构224并输送加压的油漆材料至输出装置106。来自电源302的AC电流的至少一部分被施加至致动器222的线圈220，以驱动流体泵机构224。泵机构2。
20、24操作的速度和功率是供给至线圈220的电流波形的幅值、频率和/或相位的函数。0026 根据一个实施例，控制器312配置成通过控制施加至线圈220的电流，来控制致动器222和泵机构224的操作。例如，在触发器114被激活时，控制器312使用微处理器314来控制施加至线圈220的电流脉冲的相位、频率和/或幅值。0027 通过举例的方式，控制器312可以通过增加电流脉冲的频率来增加泵机构224的速度，还可以通过降低电流脉冲的频率来降低泵机构224的速度。通过控制器312施加至线圈220的电流脉冲的频率可以是来自电源302的输入AC信号的函数(例如施加至线圈220的电流脉冲的频率可以例如等于AC电源。
21、的频率、是其的两倍、一半、四分之一或任何期望的系数)。以这种方式，AC电力循环跳跃可以被用于速度控制。为了示出，在第一示例性的操作模式中，控制器312在AC电力信号波形的每一上升沿时供给电流脉冲至线圈220，而说 明 书CN 102821867 A4/6页7在第二示例性的操作模式中控制器312在AC电力信号波形的每一其它的上升沿时供给脉冲至线圈220。0028 对于致动器222的电力控制，控制器312可以配置成控制AC电力波形的幅值和/或相位。例如，在一个实施例中，控制器312执行AC电源的相位控制、或相位截止(cutting)。在一个实施例中，控制器312控制施加至线圈220的电流脉冲的幅值。
22、。例如，控制器312可以基于选择的操作模式(例如低电力、中间电力、高电力等)对AC波形成形，以具有特定的幅值。0029 对电力控制的调整影响了泵机构224的每一冲程的位移量。通过举例的方式，与在“低电力”操作模式中的一个冲程相比，在“高电力”操作模式中的一个冲程期间，更大体积的油漆材料被泵机构224加压。0030 注意到，这些是速度和电力控制的示例，不是意图限制此处描述的构思的范围。0031 用于选择喷射枪100的操作模式的用户控制可以被设置在输入/输出接口262上。接口262提供例如用于接收用户输入和/或提供反馈给用户的一个或更多的装置。在一个实施例中，接口262包括控制面板，诸如图4中显示。
23、的示例性的控制面板400。0032 示例性的控制面板400包括电力控制按钮402，该电力控制按钮使用户能够选择一个或更多的电力控制模式。在示出的实施例中，提供了三种电力控制模式(即“低”、“中间”以及“高”电力控制模式)。可视的指示器406(示例性地，发光二极管(LED)408)被设置用于指示已选择的电力控制模式。在一个示例性的实施例中，致动器222分别在低电力模式、中间电力模式以及高电力模式以大约50瓦、85瓦以及120瓦操作。0033 控制面板400还包括速度控制按钮404，该速度控制按钮使用户能够选择一个或更多的速度控制模式。在示出的实施例中，提供了三种速度控制模式(即“慢”、“中”以及。
24、“快”三种速度控制模式)。可视的指示器410(示例性地，发光二极管(LED)412)被设置用于指示已选择的速度控制模式。0034 在按钮402和404被用户按压时，控制器312基于已选择的电力和/或速度控制模式操作以产生被施加致动器222的线圈220的电流脉冲。通过举例的方式，用户可以基于特定的喷射涂覆，选择喷射枪100的期望的电力和速度。例如，在使用期间，用户可以基于目标喷射区域(例如用户靠近诸如窗口、天花板、地板等的物体喷射，以及期望例如增加的喷射控制)在不同的电力和速度模式之间切换。可以基于喷射枪100的性能选择电力和速度模式。流体喷射器的用户的一个考虑是流体在表面上的输送速率。每种工作。
25、可能依赖于被施加的流体的粘度、表面上的流体的期望的覆盖率或厚度、喷嘴或尖端的尺寸和形状、以及无数的其它考虑而一定程度地变化。0035 根据一个实施例，喷射枪100可以包括温度传感器330，该温度传感器提供表示致动器222的操作温度的反馈至控制312。在一个实施例中，温度传感器330包括内置在致动器222的层压的叠层体(即芯240)中和/或上的热电偶。基于由传感器330指示的温度，控制器312可以自动地调整致动器222的操作电力和/或速度，和/或激活设置在接口262上的报警指示器。为了示出，在一些情形中，流体喷射器的最大操作温度受工业安全规则和标准的约束。另外，致动器222可能受最大的可允许操作。
26、温度的约束，以防止喷射枪100的致动器222和/或其他部件的损坏。通过控制器312的电力和/或速度的自动调整是有利的，因为它可以允许喷射枪100在更高的电力和/或速度下操作。说 明 书CN 102821867 A5/6页80036 在诸如喷射枪100的无空气流体喷射器中，为了减小或防止流体材料从输出喷嘴或尖端的溅射或射出，期望防止或另外地限制空气进入流体流。为了示出，在喷射枪100中，吸管组件的入口端被定位在流体材料中、靠近容器102的底表面。如果喷射枪100操作直到流体容器102是空的为止或大致是空的为止，那么吸管组件的入口端可以暴露至容器102中的空气，其可能通过吸管组件进入流体流路径。在。
27、后续的使用时，流体流路径中的空气可能导致溅射以及非均匀的流体喷射。0037 根据一个实施例，控制器312包括流体水平指示模块316，该流体水平指示模块配置成提供容器102中的流体水平的指示。模块316可以包括与控制器312相关联的软件、硬件和/或固件。例如，模块316可以用处理器314来实施，用于监控容器102的流体水平，而不在容器102中使用液体水平传感器。根据一个实施例，模块316配置成产生通过接口262提供给用户的低或空的流体容器报警信号。例如，报警信号或指示器可以在容器102中的流体水平处于阈值或低于阈值(例如剩余5、剩余10、剩余20等)时被提供给用户，从而使得在容器102是基本上空。
28、的和吸管组件的入口被暴露至空气之前用户能够停止喷射枪100的操作(例如以再次充满容器102)。0038 参考图4，在一个实施例中，控制器312配置成激活设置在面板400上的流体水平报警指示器416。指示器416包括一对发光体418(例如LED等)，其在流体水平处于或低于阈值水平时进行(例如连续地、间断地等的)照射。注意到，这是流体水平指示器416的一个示例，可以利用其他配置的指示器416。例如，指示器416可以包括多于或少于两个的发光体418，和/或可以包括可听得见的警告等。0039 在一个实施例中，控制器312的流体水平指示模块316基于已选择的速度和电力控制模式中的一个或更多个产生流体水平。
29、报警信号。例如，在一个实施例中，流体水平指示模块316产生流体水平报警信号，作为施加至线圈220的脉冲的数量的函数。在另一实施例中，流体水平指示模块316产生流体水平报警信号，作为施加至线圈220的脉冲的数量和每一泵冲程的位移(即每一脉冲的幅值)的函数。0040 如图3所示，控制器312包括计数器317。在一个实施例中，计数器317表示施加至线圈220的脉冲的数量。可替代地或另外地，计数器317可以表示从泵机构224泵吸的流体的体积。例如，计数器317可以包括基于泵的冲程数量(即施加至线圈220的脉冲数量)和每一冲程的位移(即施加至线圈220的每一脉冲的幅值)的值。计数器317的值与阈值相比较。
30、，用于产生流体水平报警信号。例如，控制器312可以例如将不同容器尺寸(例如一品脱、一夸脱、一加仑、五加仑等)的阈值存储在查找表中。基于缺省值或用户定义的流体容器尺寸，控制器312确定适合的阈值，该阈值与计数器317相比较，用于产生流体水平报警信号。0041 图5是示出根据一个实施例的用于提供流体水平报警指示器的方法500的流程图。为了示出的目的，将在无空气喷射枪100的示意流程图300的情形中描述了方法500。然而，注意到可以在其它类型的流体喷射系统和装置中使用方法500。0042 在步骤502，喷射枪100的控制器312被设定用于特定的容器尺寸。例如，控制器312在制造时可以设定成缺省容器尺。
31、寸(例如一夸脱、一加仑等)。可替代地或另外地，步骤502可以包括接收来自用户的表示被使用容器102的尺寸的输入。流体容器102被在步骤503用流体填充。在一个示例中，流体容器102由用户填充至(或高于)特定的已知水说 明 书CN 102821867 A6/6页9平。例如，流体容器102可以包括可视的标识(即“填充”线)。用户可以填充流体容器至或高于所述标识。0043 在步骤504，流体泵机构224基于已选择的电力和速度控制模式，响应于用户激活触发器114进行操作。施加至线圈220的脉冲的数量由计数器317存储。在一个实施例中，计数器317存储表示被喷射的流体的体积和/或容器102中剩余的体积的。
32、数据。0044 在步骤508，控制器312使用计数器317来确定容器102中剩余的流体水平是否处于或低于阈值(即基于在步骤502设定的容器尺寸选择的阈值)。在一个实施例中，在达到阈值时，控制器312激活指示器416。0045 在步骤510，喷射枪100的操作在流体容器102是空的或基本上是空的之前被停止，并且吸管组件的入口被暴露至空气。在一个实施例中，喷射枪100的操作通过用户响应于看到指示器416释放触发器而被停止。在另一实施例中，喷射枪100的操作可以通过控制器312被自动地停止。0046 在步骤512，用户再次填充流体容器102。计数器317在步骤514被重新设定，例如通过用户按压图4中。
33、示出的控制面板400上的复位按钮414。在一个实施例中，可选的步骤516可以包括改变在步骤502的控制器312中设定的容器尺寸。例如，控制器312可以利用计数器317的之前(即在复位按钮414被按压时)的值，用于在后续的操作期间设定或调整所使用的阈值。以这种方式，流体水平指示模块316可以包含容器尺寸的变化。0047 在一个实施例中，用户接口部件可以设置成允许用户选择被使用的特定的容器尺寸。例如，在一个实施例中，控制面板400可以包括允许该用户指定容器尺寸(例如一品脱、一夸脱、一加仑等)的控制。用于计数器317的阈值基于已选择的容器尺寸被调整。0048 使用控制器312和流体水平指示模块316。
34、提供流体水平指示可以在至少几个方面上是有利的。例如，传统的液体水平传感器可能是经常不准确的，并很大程度地依赖于流体容器的方位(即基于容器的不同的倾斜度/角度的不同的读数)。另外，传统的液体水平传感器通常难以读数和译出，并且可能没有引起用户的注意。例如，用户可能没有理解液体水平传感器并操作系统，直到液体水平是空的。控制器312和液体水平指示模块316的使用提供了精确的并且有成本效益的机构，用于给用户提供流体水平信息。0049 虽然在前面的描述中已经阐述了本发明的各实施例以及本发明公开内容的各实施例的结构细节和功能，但是本发明的公开内容仅是示例性的，可以在细节上改变至由随附权利要求所要表达的术语的广义的通常含义所表示的全部范围，尤其是本发明公开内容的原理内对部件的结构和布置的方面上的改变。例如，在保持大体上相同的功能的同时，特定的元件可以依据所述系统或方法的特定应用而改变，而不背离本发明公开内容和/或随附的权利要求的范围和精神。说 明 书CN 102821867 A1/5页10图1说 明 书 附 图CN 102821867 A10。