黑水虻多层自动养殖系统及养殖方法与流程

1.本发明属于黑水虻养殖设备及技术领域，特别是涉及一种能够大幅度提高黑水虻养殖效率、降低养殖人工投入和养殖成本的黑水虻多层自动养殖系统及养殖方法。


背景技术：

2.由于强大的餐厨垃圾、厨余垃圾和畜禽粪便等有机废物消化利用能力及较好的经济效益，以上述有机废物为饲料进行黑水虻养殖在世界各地开始广泛探索并逐步得到推广。目前，黑水虻的饲养基本采用池养、盒养和桶养三种模式，而养殖规模稍大的基本采用平面池养的模式。但在养殖实践中也发现了制约发展的突出问题：主要是占地面积大，养殖过程产生大量恶臭气体污染周边环境，人工操作，用工多且劳动强度大，无法规模化、工厂化养殖，效率低、人工成本高，难以实现大规模、产业化推广普及。
3.为了解决上述存在问题，更好推动黑水虻养殖产业的发展，广西力源宝科技有限公司于2021年5月17日申报了申请号为2021105364131的《黑水虻空间多层自动养殖系统及养殖方法》的发明专利，该发明通过使用养殖托盘及饲料装盘机、托盘码垛机、盘垛拆盘机、盘垛输送机、翻盘倒料机、筛分机等设备实现了黑水虻的空间多层立体养殖及养殖过程的全自动化作业，较好解决了当前黑水虻养殖存在的上述突出问题，尤其适合每天投喂有机废物上百吨的大规模、工厂化养殖项目，但若使用于每天投喂几吨、几十吨有机废物的中小型黑水虻养殖项目却存在一些不足，主要是养殖托盘的码垛、拆垛作业分别需要专门的码垛和拆垛设备，养殖托盘盘垛循环输送需要专门的盘垛输送设备，导致项目的单位投资成本和用地面积相对较高，广泛推广普及应用受到一定制约，无法很好满足全行业的需要。
4.因此，开发一种既能满足土地集约、机械自动化、环保高效养殖模式要求，又不增加中小型项目单位投资成本的黑水虻立体多层自动养殖系统及养殖方法是十分必要的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有黑水虻养殖技术工艺方面存在的不足，提供一种效率更高、成本更低的黑水虻多层自动养殖系统及养殖方法。
6.本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种黑水虻多层自动养殖系统，包括机箱、机架、养殖托盘、饲料装盘机、投种装置、翻盘倒料机、筛分机、系统控制器、移动抓盘机械手、托盘放置架；所述机架连接安装于封闭的机箱内；所述饲料装盘机连接安装于所述机架的上方；所述投种装置连接安装于所述机架的上方、所述饲料装盘机的一侧；所述筛分机连接安装于所述机架的端部；所述移动抓盘机械手连接安装于所述机架底部；所诉托盘放置架连接安装在所述机架上、所述移动抓盘机械手的一侧或两侧；所述养殖托盘经所述移动抓盘机械手抓取放置在所述托盘放置架内部；所述饲料装盘机、所述投种装置、所述筛分机、所述移动抓盘机械手与所述系统控制器电连接；所述移动抓盘机械手包括地轨、水平移动平台、升降平台、托盘平台、抓取卡爪；所
述地轨连接安装在所述机架上；所述水平移动平台连接安装于所述地轨上；所述升降平台连接安装于所述水平移动平台上；所述托盘平台连接安装于所述升降平台上；所述抓取卡爪连接安装于所述托盘平台上。
7.本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
8.较佳地，前述的的黑水虻多层自动养殖系统，其所述托盘放置架至少有两个以上托盘放置位，所述托盘放置位内空间高度比所述养殖托盘高度高30~300mm，所述托盘放置位内空间宽度比所述养殖托盘宽度宽20~300mm。
9.较佳地，前述的黑水虻多层自动养殖系统，其还包括温度调节装置；所述温度调节装置设置安装于所述机箱内部的所述机架上或所述机箱的外部。
10.较佳地，前述的黑水虻多层自动养殖系统，其还包含翻盘倒料机；所述翻盘倒料机安装在所述机架上，所述筛分机的上方。
11.较佳地，前述的黑水虻多层自动养殖系统，其还包括除臭装置；所述除臭装置连接在所述机箱外的上部或侧部并通过管路与所述机箱连通。
12.较佳地，前述的黑水虻多层自动养殖系统，其所述养殖托盘为容积深度50~250mm的方形或矩形盘；所述养殖托盘的底部或者侧面有机械手夹持卡槽。
13.较佳地，前述的黑水虻多层自动养殖系统，其还包括饲料破碎设备及饲料输送设备；所述饲料破碎设备通过所述饲料输送设备与所述饲料装盘机连接。
14.较佳地，前述的黑水虻多层自动养殖系统，其还包括饲料搅拌设备；所述饲料搅拌设备通过所述饲料输送设备与所述饲料装盘机连接；所述饲料搅拌设备连接在所述饲料破碎设备的后端。
15.较佳地，前述的黑水虻多层自动养殖系统，其还包括饲料发酵设备；所述饲料发酵设备通过所述饲料输送设备连接在所述饲料破碎设备或/和所述饲料搅拌设备与所述饲料装盘机之间。
16.本发明公开一种黑水虻多层自动养殖系统的养殖方法，其包括以下步骤：s1：系统准备：启动所述黑水虻多层自动养殖系统，使设备处于工作状态；s2：移动抓盘机械手抓取养殖托盘：所述系统控制器控制所述移动抓盘机械手的所述托盘平台移动至所述托盘放置架的一个所述托盘放置位侧面，所述升降平台升起或下降，将所述托盘平台抬升到与所述托盘放置架待抓取的所述养殖托盘高度平齐的位置，所述抓取卡爪把所述养殖托盘从所述托盘放置架的所述托盘放置位拖动到所述托盘平台上；s3：饲料装盘：所述系统控制器控制所述移动抓盘机械手携带空置的所述养殖托盘移动至所述饲料装盘机下方，将养殖饲料通过所述饲料装盘机装入空置的所述养殖托盘内；s4：投种：所述系统控制器控制所述移动抓盘机械手携带已经装入饲料的所述养殖托盘移动至所述投种装置下方，将黑水虻幼虫通过所述投种装置定量投放到所述养殖托盘已装入的饲料上方；s5：移动抓盘机械手放回养殖托盘：所述系统控制器控制所述移动抓盘机械手携带已经装入饲料和投种的所述养殖托盘移动至所述托盘放置架的一个空置的所述托盘放置位的侧面，所述升降平台升起或下降，将所述托盘平台运行到与所述托盘放置架待放置
盘位高度平齐的位置，所述抓取卡爪把所述养殖托盘从所述托盘平台上移动到所述托盘放置架的所述托盘放置位中，如此s2~s5往复循环，对多个所述养殖托盘进行饲料装盘、投种、并放置在所述托盘放置架上；s6：幼虫饲养：黑水虻幼虫在放置好的所述养殖托盘饲养4~10天至预蛹期，养殖过程周期完成；s7：养殖完成取出养殖托盘：所述系统控制器控制所述移动抓盘机械手的所述托盘平台移动至所述托盘放置架的一个放置完成养殖周期的所述养殖托盘的放置位侧面，所述抓取卡爪把所述养殖托盘从所述托盘放置架的所述托盘放置位拖动到所述托盘平台上并向所述筛分机上方携带；s8：翻盘倒料：所述系统控制器控制所述移动抓盘机械手将所述养殖托盘移动到所述筛分机上方，将所述养殖托盘中的黑水虻幼虫及虫粪一并倒入其下方的所述筛分机上；所述移动抓盘机械手将排空的所述养殖托盘携带至所述饲料装盘机下方进行下一轮次的装料，重复s3~s8步骤；s9：虫与虫粪分离：黑水虻幼虫及虫粪通过所述筛分机筛分，完成黑水虻幼虫与虫粪的分离，分别收集利用；如此完成一个黑水虻多层自动养殖系统自动养殖作业过程。
17.较佳的，前述的黑水虻多层自动养殖系统进行的黑水虻养殖方法，其还包括s3、s4中一个养殖周期内只进行一次的单批次式养殖，或者每天进行一次的连续多批次式养殖；还包括s6中所述移动抓盘机械手将所述养殖托盘从所述托盘放置架取出携带至所述饲料装盘机下方每天或每二天或每三天补充饲料一次；还包括s6中通过所述调温装置给所述机箱内的所述养殖托盘降温或加热升温。
18.较佳的，前述的黑水虻多层自动养殖系统进行的黑水虻养殖方法，其步骤s8中，还包括所述系统控制器控制所述移动抓盘机械手将所述养殖托盘放置到所述翻盘倒料机上，通过所述翻盘倒料机翻转，将所述养殖托盘中的黑水虻幼虫及虫粪一并倒入其下方的所述筛分机上；所述移动抓盘机械手将所述翻盘倒料机上排空的所述养殖托盘重新抓取携带至所述饲料装盘机下方进行下一轮次的装料，重复s3~s8步骤。
19.本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明黑水虻多层自动养殖系统及养殖方法至少具有以下优点及有益效果之一：一是项目用地省，相较于平面池养模式省地90%以上，有利于项目在土地资源紧缺的城市落地；二是空间多层立体工艺设计，养殖空间小，有利于对养殖臭气收集、经济完成除臭处理，项目更加环保；三是可实现养殖过程的全程自动化，用工少，劳动强度低，效率高，养殖成本低，经济效益好；四是可进行规模化、工厂化、清洁环保养殖，有利于产业化推广；五是养殖托盘的空间放置通过一个移动抓盘机械手即可完成，不需要专门的码垛、拆垛及盘垛输送设备，应用于中小规模黑水虻养殖项目设备投资成本更低。
20.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
21.图1是本发明实施例一的结构的主剖视示意图。
22.图2是本发明实施例二的结构的主剖视示意图。
23.图3是本发明实施例三的结构的主剖视示意图。
24.【主要元件符号说明】1：机架
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2：机箱3：养殖托盘
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4：饲料装盘机5：投种装置
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6：移动抓盘机械手61：地轨
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62：水平移动平台63：升降平台
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64：托盘平台65：抓取卡爪
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7：托盘放置架71：托盘放置位
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8：翻盘倒料机9：筛分机
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10：温度调节装置11：除臭装置
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12：饲料破碎设备13：饲料输送设备
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14：饲料搅拌设备15：饲料发酵设备
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16：系统控制器。
具体实施方式
25.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的黑水虻多层自动养殖系统及养殖方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
26.实施例一：请参阅图1所示，本发明实施例一的黑水虻多层自动养殖系统主要由机架1、机箱2、养殖托盘3、饲料装盘机4、投种装置5、移动抓盘机械手6、托盘放置架7、托盘放置位71、筛分机9、温度调节装置10和系统控制器16构成。所述机架1连接安装于封闭的机箱2内；所述饲料装盘机4、所述投种装置5、所述筛分机9、所述移动抓盘机械手6与所述系统控制器16电连接；所述移动抓盘机械手6包括地轨61、水平移动平台62、升降平台63、托盘平台64、抓取卡爪65；所述移动抓盘机械手6的所述地轨61连接安装于所述机架1底部；所述水平移动平台62通过线性导轨连接安装于所述地轨61上，通过电机驱动齿轮齿条进行水平运动；所述升降平台63通过线性导轨连接安装于所述水平移动平台62上，通过电机驱动链轮链条进行竖直运动；所述托盘平台64连接安装于所述升降平台63上；所述抓取卡爪65连接安装于所述托盘平台64上；所诉托盘放置架7连接安装在所述机架1上，所述移动抓盘机械手6一侧；所述托盘放置架7数量为一个，所述托盘放置架7有八层四列共三十二个托盘放置位71，所述饲料装盘机4连接安装于所述机架1上；所述投种装置5连接安装于所述机架1上、所述饲料装盘机4的一侧；所述筛分机9连接安装于所述机架1上；所述移动抓盘机械手6连接安装于所述机架1底部；所诉托盘放置架7连接安装在所述机架1上、所述移动抓盘机械手6的一侧或两侧；所述养殖托盘3经所述移动抓盘机械手6放置在所述托盘放置架7的托盘放置位71中；
所述养殖托盘3为容积长度2000mm、宽度1500mm和深度100mm的矩形盘；为了实现稳定抓取移动，在所述养殖托盘3，宽度两侧还设置了机械手夹持卡槽。
27.为了保证养殖过程中的空气流动和温度调节要求，托盘放置位71内高比养殖托盘3高100mm，两侧内宽比养殖托盘宽100mm，还具有定位结构，保证养殖托盘3在托盘放置位71内部保持居中位置。
28.为便于养殖温度的调节和对养殖臭气集中收集和除臭处理，所述机架1及上面连接安装的所述养殖托盘3、所述饲料装盘机4、所述投种装置5、所述移动抓盘机械手6、所述托盘放置架7、所述翻盘倒料机8及所述筛分机9封闭于所述机箱2内。
29.所述温度调节装置10设置安装于所述机箱2的外部，通过管道与所述机箱2的内部空间连通，可以对所述机箱2内部空气进行制冷或者制热，给所述养殖托盘3内养殖的黑水虻进行降温或加热保温，保证所述机箱2内的温度保持在适宜黑水虻生长的25~30℃区间。
30.所述饲料装盘机4、所述投种装置5、所述移动抓盘机械手6、所述筛分机9和所述温度调节装置10与所述系统控制器16电连接，实现各功能单元的自动化控制。
31.实施例二：请参阅图2所示，本发明实施例二的黑水虻多层自动养殖系统与实施例一相似，区别仅在于：所述托盘放置架7一共有两个，连接安装于所述机架1上，分别位于所述移动抓盘机械手6两侧，每个所述托盘放置架7有八层六列共九十六个托盘放置位71。
32.所述养殖托盘3为容积长度1500mm、宽度1000mm和深度200mm的矩形盘。
33.为了保证养殖过程中的空气流动和温度调节要求，托盘放置位71内高比养殖托盘3高300mm，两侧内宽比养殖托盘宽200mm。
34.为消除养殖臭气对周边环境的影响，还设置安装了除臭装置11；所述除臭装置11连接在所述机箱2外的侧部并通过管路与所述机箱2连通；所述除臭装置11采用酸、碱、生物液喷淋等组合工艺进行除臭。
35.为了翻转倒料动作更稳定进行和简化，还设置安装了翻盘倒料机8，所述翻盘倒料机8连接安装在所述机架1上，所述筛分机9的上方。
36.在一些采用厨余垃圾等大块有机废物作为饲料进行黑水虻养殖的，为了提高黑水虻的适口性和饲料转化率，设置安装了饲料破碎设备12和饲料输送设备13，所述饲料破碎设备12通过所述饲料输送设备13与所述饲料装盘机4连接，通过所述饲料破碎设备12将大块的有机废物破碎成细颗粒状，再通过所述饲料输送设备13将破碎好的饲料输送到所述饲料装盘机4。
37.实施例三：请参阅图3所示，本发明实施例三的黑水虻多层自动养殖系统与实施例二相似，区别仅在于：所述托盘放置架7一共有两个，连接安装于所述机架1上，分别位于所述移动抓盘机械手6两侧，每个所述托盘放置架7有十层六列共一百二十个托盘放置位71。
38.为了进一步提高饲料的适用性和转化率，如需要在以厨余垃圾为主的饲料中添加一定比例的麦麸、玉米粉、啤酒渣等蛋白含量较高的原料混合并事先进行一定时间周期的发酵，增加设置了饲料搅拌设备14和饲料发酵设备15，所述饲料搅拌设备14连接安装在所
述饲料破碎设备12的后端，且通过所述饲料输送设备13与所述饲料发酵设备15连接，所述饲料发酵设备15通过所述饲料输送设备13与所述饲料装盘机4连接。
39.本发明的黑水虻多层自动养殖系统的养殖方法，包括以下步骤：s1：系统准备：启动所述黑水虻多层自动养殖系统，使设备处于工作状态；s2：移动抓盘机械手抓取养殖托盘：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6的所述托盘平台64移动至所述托盘放置架7的一个所述托盘放置位71侧面，所述升降平台63升起或下降，将所述托盘平台64抬升到与所述托盘放置架7待抓取的所述养殖托盘3高度平齐的位置，所述抓取卡爪65把所述养殖托盘3从所述托盘放置架7的所述托盘放置位71拖动到所述托盘平台64上；s3：饲料装盘：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6携带空置的所述养殖托盘3移动至所述饲料装盘机4下方，将养殖饲料通过所述饲料装盘机4装入空置的所述养殖托盘3内；s4：投种：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6携带已经装入饲料的所述养殖托盘3移动至所述投种装置5下方，将黑水虻幼虫通过所述投种装置定量投放到所述养殖托盘3的饲料上方；s5：移动抓盘机械手放回养殖托盘：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6携带已经装入饲料和投种的所述养殖托盘3移动至所述托盘放置架7的一个空置的所述托盘放置位71的侧面，所述升降平台63升起或下降，将所述托盘平台64运行到与所述托盘放置架7待放置盘位高度平齐的位置，所述抓取卡爪65把所述养殖托盘3从所述托盘平台64上移动到所述托盘放置架7的所述托盘放置位71中；如此s2~s5往复循环，对多个所述养殖托盘3进行饲料装盘、投种、并放置在所述托盘放置架7上；s6：幼虫饲养：黑水虻幼虫在放置好的所述养殖托盘3饲养4~10天至预蛹期，养殖过程周期完成；s7：养殖完成取出养殖托盘：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6的所述托盘平台64移动至所述托盘放置架7的一个放置完成养殖周期的所述养殖托盘3的所述托盘放置位71侧面，所述抓取卡爪65把所述养殖托盘3从所述托盘放置架7的所述托盘放置位71拖动到所述托盘平台64上并向所述筛分机9上方携带；s8：翻盘倒料：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6将所述养殖托盘3移动到所述筛分机9上方，将所述养殖托盘3中的黑水虻幼虫及虫粪一并倒入其下方的所述筛分机9上；所述移动抓盘机械手6将排空的所述养殖托盘3携带至所述饲料装盘机4下方进行下一轮次的装料，重复s3~s8步骤；s9：虫与虫粪分离：黑水虻幼虫及虫粪通过所述筛分机9筛分，完成黑水虻幼虫与虫粪的分离，分别收集利用；如此完成一个黑水虻多层自动养殖系统自动养殖作业过程。
40.在本发明的黑水虻多层自动养殖系统的养殖方法的一个具体实施例中，所述托盘放置位71为三十二个，分别放置三十二个所述养殖托盘3，养殖周期为8天，设置了翻转倒料机8，其养殖方法的具体步骤如下：s1：系统准备：启动所述黑水虻多层自动养殖系统，使设备处于工作状态；s2：移动抓盘机械手抓取养殖托盘：移动抓盘机械手抓取养殖托盘：所述系统控制
器16控制所述移动抓盘机械手6的所述托盘平台64移动至所述托盘放置架7的一个所述托盘放置位71侧面，所述抓取卡爪65把所述养殖托盘3从所述托盘放置架7的所述托盘放置位71拖动到所述托盘平台64上；s3：饲料装盘：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6携带空置的所述养殖托盘3移动至所述饲料装盘机4下方，将一个养殖周期所需的养殖饲料通过所述饲料装盘机4装入空置的所述养殖托盘3内；s4：投种：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6携带已经装入饲料的所述养殖托盘3移动至所述投种装置5下方，将黑水虻幼虫通过所述投种装置定量投放到所述养殖托盘3的饲料上方；s5：移动抓盘机械手放回养殖托盘：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6携带已经装入饲料和投种的所述养殖托盘3移动至所述托盘放置架7的一个空置的所述托盘放置位71的侧面，所述抓取卡爪65把所述养殖托盘3从所述托盘平台64上移动到所述托盘放置架7的所述托盘放置位71中；如此s2~s5往复循环，对三十二个所述养殖托盘3进行饲料装盘、投种、并放置在所述托盘放置架7上；s6：幼虫饲养：黑水虻幼虫在s5放置的所述养殖托盘3饲养8天至预蛹期，养殖过程周期完成；s7：养殖完成取出养殖托盘：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6的所述托盘平台64移动至所述托盘放置架7的一个放置完成养殖周期的所述养殖托盘3的所述托盘放置位71侧面，所述抓取卡爪65把所述养殖托盘3从所述托盘放置架7的所述托盘放置位71拖动到所述托盘平台64上；s8：翻盘倒料：所述系统控制器16控制所述移动抓盘机械手6将所述养殖托盘3放置到所述翻盘倒料机8上，通过所述翻盘倒料机8翻转，将所述养殖托盘3中的黑水虻幼虫及虫粪一并倒入其下方的所述筛分机9上；所述移动抓盘机械手6将所述翻盘倒料机8上排空的所述养殖托盘3重新抓取携带至所述饲料装盘机4下方进行下一轮次的装料，循环完成三十二个所述养殖托盘3的作业，重复s3及后续步骤；s9：虫与虫粪分离：三十二个所述养殖托盘3的黑水虻幼虫及虫粪通过所述筛分机9筛分，完成黑水虻幼虫与虫粪的分离，分别收集利用，其中黑水虻幼虫用作养鱼的活饵料，虫粪用作生产加工有机肥料的原材料；如此完成一个黑水虻多层自动养殖系统单批次式自动养殖作业过程。
41.在本发明的黑水虻多层自动养殖系统的养殖方法的又一个具体实施例中，所述托盘放置位71为九十六个，分别放置九十六个所述养殖托盘3，养殖周期为6天，其养殖方法的具体步骤与上一实施例相似，区别仅在于：s2~s5中每天完成十六个所述养殖托盘3的操作，九十六个养殖托盘3分六天分别完成抓取、饲料装盘、投种、放置的操作作业的连续多批次式养殖，每天也有十六个所述养殖托盘3完成养殖周期，进行黑水虻幼虫与虫粪的筛分分离。
42.在本发明的黑水虻多层自动养殖系统的养殖方法的再一个具体实施例中，所述养殖托盘3的数量为一百二十个，养殖周期为6天，其养殖方法的具体步骤与上一实施例相似，区别仅在于：
为了避免一个养殖周期所需的饲料一次性装入所述养殖托盘3可能造成的饲料酸化，影响适用性，s6中所述移动抓盘机械手6将所述养殖托盘3从所述托盘放置架7携带至所述饲料装盘机4下方每天添加一次饲料，即6天的养殖周期每天添加一次饲料。
43.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许改动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。