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一种沙漏式粉料定量出料装置及方法

申请号 CN202311358817.1 申请日 2023-10-19 公开(公告)号 CN117465819A 公开(公告)日 2024-01-30
申请人 湖南师范大学; 发明人 阳波; 黄小霞; 兰浩; 陈灵;
摘要 本 发明 提供了一种沙漏式粉料定量出料装置,包括粉料容器、底座、粉料出料组件,粉料容器用于装入粉料,底座设置在粉料容器的底部,底座设置有接料口,接料口与粉料容器连通,粉料出料组件设置在接料口的正下方;粉料出料组件包括出料器、出料盖板以及盖板驱动部,出料器设置有竖向的落料通道以及与落料通道连通的盖板通道,出料盖板活动设置在盖板通道内。本发明利用了沙漏的原理,通过精确控制出料器内出料盖板的运动,达到连续式精准定量粉料的目的,采用自动化方式降低了操作难度,减少了人为因素对粉料分配 精度 的影响,有助于提高生产效率、 质量 、使用体验等。
权利要求

1.一种沙漏式粉料定量出料装置,其特征在于,包括粉料容器、底座、粉料出料组件,所述粉料容器用于装入粉料,所述底座设置在所述粉料容器的底部,所述底座设置有接料口,所述接料口与所述粉料容器连通,所述粉料出料组件设置在所述接料口的正下方;
所述粉料出料组件包括出料器、出料盖板以及盖板驱动部,所述出料器设置有竖向的落料通道以及与所述落料通道连通的盖板通道,所述出料盖板活动设置在所述盖板通道内,所述出料盖板按预设的速度移动使落料通道逐渐开启,或者按预设的速度移动使落料通道逐渐关闭,或者停留在落料通道完全开启的位置预设时间,所述盖板驱动部与所述出料盖板传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种沙漏式粉料定量出料装置,其特征在于,所述粉料容器采用透明材料制成;所述粉料容器的顶部设置有可开闭的顶盖;所述粉料容器包括圆柱形部分以及漏斗形部分。
3.根据权利要求1所述的一种沙漏式粉料定量出料装置,其特征在于,所述出料盖板采用匀速运动。
4.根据权利要求1所述的一种沙漏式粉料定量出料装置,其特征在于,所述盖板驱动部包括驱动电机齿轮组以及齿条,所述齿条与所述出料盖板固定连接,所述驱动电机通过齿轮组驱动所述齿条往复移动。
5.根据权利要求4所述的一种沙漏式粉料定量出料装置,其特征在于,所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮以及第三齿轮,所述第一齿轮与所述驱动电机的输出轴固定连接,所述第二齿轮、所述第三齿轮均与所述底座转动连接,所述第二齿轮、所述第三齿轮同轴设置并同步旋转,所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合,所述第三齿轮与所述齿条相啮合。
6.根据权利要求1所述的一种沙漏式粉料定量出料装置,其特征在于,所述底座设置有出料口,所述出料口与所述落料通道相对应。
7.一种沙漏式粉料定量出料方法,采用如权利要求1‑6任意一项所述的沙漏式粉料定量出料装置,其特征在于,落料通道的落料口设置为长为b、宽为a的长方形,出料盖板按v1速度向外移动,t时刻出料盖板的位置为:
M1(t)=v1*t
M 1范围为:0~b,t0=0时M1最小为0,t1=b/v1时M1最大为b;落料口的面积随时间t变化为:
S(t)=M 1*a=v1t*a
S(t)范围为:0~ab,t0=0时S(t)最小为0,t1=b/v1时M1最大为b*a;
设t=t2时出料盖板向内移动,t时刻出料盖板位置为:
M2(t)=b‑v1(t‑t2)
直到经过b/v1时间落料口完全闭合;
t<0时刻,在出料盖板开始外移之前:
V(t)=0,表示没有粉料掉落;
0<=t<=t1时刻,出料盖板外移期间,落料口开启,在这个阶段落料口的开口面积:
S(t)=v1t*a
在粉料速度v下,粉料掉落的体积表示为这个开口面积与时间t的积分:
V(t)=∫[0,t]S(τ)dτ=∫[0,t](v1τ*a)dτ=(a*v1/2)*t^2
t1<=t<=t2时刻,出料盖板保持在b位置,落料口保持完全开启,在这个阶段落料口的开口面积保持不变,为b*a;
在粉料速度v下,粉料掉落的体积等于这个开口面积乘以时间段t1:
V(t)=(b*a)*(t2‑t1)
t>t2时刻,出料盖板内移,落料口逐渐关闭,在这个阶段落料口的开口面积随时间变化为:
S(t)=(b‑v1(t‑t2))*a
在粉料速度v下,粉料掉落的体积表示为这个开口面积与时间t的积分:
V(t)=∫[t2,t]S(τ)dτ=∫[t2,t][(b‑v1(τ‑t2))*a]dτ
控制出料盖板移动的速度v1以及在b位置停留的时间,准确获得对应体积的粉料,完成定量出料。

说明书全文

一种沙漏式粉料定量出料装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及粉料定量技术领域,特别涉及一种沙漏式粉料定量出料装置及方法。

背景技术

[0002] 如何方便、快捷地实现食盐、味精等粉末物料的精准投掷,是食品加工业的基本要求,而当前的投掷方式多以称量为主,存在操作繁琐、效率不高问题。例如在餐厅或是家用厨房一般使用目测估计法进行调料的投放,这样经常使得调料用量增加,也会导致健康问题。
[0003] 公告号为CN210169902U的中国实用新型专利公开了一种旋转式定量盐罐,通过手动顺时针转动上瓶盖,细分转盘与半球槽配合,端面棘轮随之转动并做轴向移动,当转动过一个齿位时,细分转盘转过一个储盐仓位,食盐定量从出盐口撒出。然而,该方案对出盐的准确度仍不高,不利于精确的计算出盐量。公告号为CN217161890U的中国实用新型专利公开了一种定量调料容器,这种定量投放件能够的一次性取出预定量的调料,且释放出的调料会先存放在投放杯内,通过投放杯能够一次性添加不同量的调料。该方案只适用于单次加盐操作,无法实现连续投放的要求,难以满足实际需求。

发明内容

[0004] 本发明的目的是:针对上述背景技术中存在的不足,提供一种基于时间控制的、电机驱动齿轮旋转控制出料的粉料定量出料装置及方法,该装置结合沙漏孔原理和出料盖板移动控制落料口面积大小,实现了粉料的连续精确定量出料。相比传统方式,该装置在结构上更加简洁,同时可以根据不同粉末特性进行调整,确保稳定的出料过程,操作上也更加方便,能够适应不同的生产需求。
[0005] 为了达到上述目的,本发明提供了一种沙漏式粉料定量出料装置,包括粉料容器、底座、粉料出料组件,所述粉料容器用于装入粉料,所述底座设置在所述粉料容器的底部,所述底座设置有接料口,所述接料口与所述粉料容器连通,所述粉料出料组件设置在所述接料口的正下方;
[0006] 所述粉料出料组件包括出料器、出料盖板以及盖板驱动部,所述出料器设置有竖向的落料通道以及与所述落料通道连通的盖板通道,所述出料盖板活动设置在所述盖板通道内,所述出料盖板按预设的速度移动使落料通道逐渐开启,或者按预设的速度移动使落料通道逐渐关闭,或者停留在落料通道完全开启的位置预设时间,所述盖板驱动部与所述出料盖板传动连接。
[0007] 进一步地,所述粉料容器采用透明材料制成;所述粉料容器的顶部设置有可开闭的顶盖;所述粉料容器包括圆柱形部分以及漏斗形部分。
[0008] 进一步地,所述出料盖板采用匀速运动。
[0009] 进一步地,所述盖板驱动部包括驱动电机、齿轮组以及齿条,所述齿条与所述出料盖板固定连接,所述驱动电机通过齿轮组驱动所述齿条往复移动。
[0010] 进一步地,所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮以及第三齿轮,所述第一齿轮与所述驱动电机的输出轴固定连接,所述第二齿轮、所述第三齿轮均与所述底座转动连接,所述第二齿轮、所述第三齿轮同轴设置并同步旋转,所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合,所述第三齿轮与所述齿条相啮合。
[0011] 进一步地,所述底座设置有出料口,所述出料口与所述落料通道相对应。
[0012] 本发明还提供了一种沙漏式粉料定量出料方法,采用如前所述的沙漏式粉料定量出料装置,落料通道的落料口设置为长为b、宽为a的长方形,出料盖板按v1速度向外移动,t时刻出料盖板的位置为:
[0013] M1(t)=v1*t
[0014] M 1范围为:0~b,t0=0时M1最小为0,t1=b/v1时M1最大为b;落料口的面积随时间t变化为:
[0015] S(t)=M 1*a=v1t*a
[0016] S(t)范围为:0~ab,t0=0时S(t)最小为0,t1=b/v1时M1最大为b*a;
[0017] 设t=t2时出料盖板向内移动,t时刻出料盖板位置为:
[0018] M2(t)=b‑v1(t‑t2)
[0019] 直到经过b/v1时间落料口完全闭合;
[0020] t<0时刻,在出料盖板开始外移之前:
[0021] V(t)=0,表示没有粉料掉落;
[0022] 0<=t<=t1时刻,出料盖板外移期间,落料口开启,在这个阶段落料口的开口面积:
[0023] S(t)=v1t*a
[0024] 在粉料速度v下,粉料掉落的体积表示为这个开口面积与时间t的积分:
[0025] V(t)=∫[0,t]S(τ)dτ=∫[0,t](v1τ*a)dτ=(a*v1/2)*t^2
[0026] t1<=t<=t2时刻,出料盖板保持在b位置,落料口保持完全开启,在这个阶段落料口的开口面积保持不变,为b*a;
[0027] 在粉料速度v下,粉料掉落的体积等于这个开口面积乘以时间段t1:
[0028] V(t)=(b*a)*(t2‑t1)
[0029] t>t2时刻,出料盖板内移,落料口逐渐关闭,在这个阶段落料口的开口面积随时间变化为:
[0030] S(t)=(b‑v1(t‑t2))*a
[0031] 在粉料速度v下,粉料掉落的体积表示为这个开口面积与时间t的积分:
[0032] V(t)=∫[t2,t]S(τ)dτ=∫[t2,t][(b‑v1(τ‑t2))*a]dτ
[0033] 控制出料盖板移动的速度v1以及在b位置停留的时间,准确获得对应体积的粉料,完成定量出料。
[0034] 本发明的上述方案有如下的有益效果:
[0035] 本发明提供的沙漏式粉料定量出料装置及方法,利用了沙漏的原理,通过精确控制出料器内出料盖板的运动,达到连续式精准定量粉料的目的,且在不同粉料特性和定量需求下,装置能够根据需要调整,确保每次分配的粉料量达到预设值,降低了分配误差,适用于多种特性的粉料,无论是流动性较好还是较差的粉料,这种适应性强的特点使得装置在不同工业领域中都有广泛的应用潜
[0036] 本发明通过电机、齿轮齿条的传动,能够实现精确的控制,从而确保出料的稳定,避免了因流动性差的粉料而导致的不稳定性问题,且采用电机使操作能够更加自动化,相较于手动调整的方式减少了人工干预,降低了操作难度,减少了人为因素对粉料分配精度的影响,有助于提高生产效率、质量、使用体验等;
[0037] 本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明
[0038] 图1为本发明的整体结构示意图;
[0039] 图2为本发明的粉料出料组件示意图;
[0040] 图3为本发明的盖板驱动部示意图。
[0041] 【附图标记说明】
[0042] 1‑粉料容器;2‑底座;3‑出料器;4‑出料盖板;5‑落料通道;6‑盖板通道;7‑落料口;8‑驱动电机;9‑齿条;10‑第一齿轮;11‑第二齿轮;12‑第三齿轮。

具体实施方式

[0043] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然,所描述的实施例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。此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0044] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“平”、“内”、“外”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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0045] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是定连接,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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0046] 如图1、图2所示,本发明的实施例提供了一种沙漏式粉料定量出料装置,包括粉料容器1、底座2、粉料出料组件。其中,粉料容器1可装入食盐、味精等粉料,其容积可以设置为一包或半包食盐、味精包装商品的容积,以方便用户装填,其可采用玻璃、透明树脂等材料制成,方便用户查看内部粉料的剩余量、状态等,还可以设置顶盖等保证储存密封性。作为优选的实施方式,粉料容器1由圆柱形部分及漏斗形部分结合而成,方便用户进行投料操作。
[0047] 底座2设置在粉料容器1的底部,并设置有接料口,接料口与粉料容器1是连通的,粉料出料组件设置在接料口的正下方,以使粉料容器1内的粉料直接落入粉料出料组件,由粉料出料组件控制出料。
[0048] 在本实施例中,粉料出料组件包括出料器3、出料盖板4以及盖板驱动部,出料器3内设置有竖向的落料通道5以及与落料通道5连通的盖板通道6,优选地盖板通道6与落料通道5正交分布。出料盖板4活动设置在盖板通道6内,因此可以移动至落料通道5的位置将落料通道5完全密封,或者移动使落料通道5逐渐开启。
[0049] 为使装置实现精确的粉料定量出料,本实施例中利用了沙漏原理,该原理使得出料盖板4在移动的过程中能够控制落料通道5的开合面积大小,从而精确地调节出料速度。可以理解的是,出料盖板4的位置直接影响落料通道5的开合面积大小,从而直接影响粉料的流出速度,在特定的出料速度下控制出料盖板4移动速度、闭合时间,即可实现精准的定量出料、且是连续的。
[0050] 沙漏的动力学原理可以用流体力学方程来表示,涉及到重力和颗粒或流体在细颈内的运动。考虑一个沙漏,其中粒子(或流体)的质量为m,密度为ρ,设g为重力加速度。定义h1为上容器的高度,h2为下容器的高度,h1>h2。定义A1为上容器底部的截面积,A2为下容器顶部的截面积,A1>A2。假设沙漏中的粒子或流体在细颈处的速度为v。根据连续性方程和质量守恒原理,可以得到以下方程:
[0051] 质量守恒:m=ρ*A1*h1=ρ*A2*h2;
[0052] 流率守恒:A1*va=A2*vb,其中va和vb分别是上容器和下容器中的速度。
[0053] 然后,通过上述方程可以推导出沙漏中粒子(或流体)的速度与高度的关系,这些关系通常是复杂的,取决于沙漏的几何形状和粒子(或流体)的性质。一般来说,随着时间的推移,上容器中的高度h1逐渐减小,而下容器中的高度h2逐渐增加,直到沙漏中的颗粒或流体全部转移到下容器。
[0054] 考虑粒子(或流体)在时间上的变化。首先,引入一个时间变量t表示时间的推移。然后,可以建立两个关于时间的微分方程来描述上下容器中高度的变化:
[0055] 对于上容器(h1):dh1/dt=‑k*A1*sqrt(2*g*h1);
[0056] 对于下容器(h2):dh2/dt=k*A2*sqrt(2*g*h2);
[0057] 其中,k是一个与流体或颗粒性质相关的常数,g是重力加速度,A1和A2分别是上容器底部、下容器顶部的截面积,h1和h2是高度。这些微分方程描述了随着时间的推移,上容器中的高度h1和下容器中的高度h2如何变化。方程中的根号项表示流体或颗粒在流动过程中的速度,它们受到重力的影响。需要说明的是,对于特定几何形状的沙漏和粒子来说,其通过细颈处的速度是一定的,这与液体不同。
[0058] 对于特定的粒子、如食盐来说,设出料器3的落料口7(落料通道5内)为长为b宽为a的长方形,出料盖板4按v1速度向外移动,t时刻出料盖板4的位置为:
[0059] M1(t)=v1*t
[0060] M 1范围为:0~b,t0=0时M1最小为0,t1=b/v1时M1最大为b。落料口7的面积随时间t变化为:
[0061] S(t)=M 1*a=v1t*a
[0062] S(t)范围为:0~ab,t0=0时S(t)最小为0,t1=b/v1时M1最大为b*a。
[0063] 设t=t2时出料盖板4向内移动,t时刻出料盖板4位置为:
[0064] M2(t)=b‑v1(t‑t2)
[0065] 直到经过b/v1时间落料口7完全闭合。
[0066] 落料口7在初始状态下为完全关闭状态,出料盖板4向外移动时落料口7逐渐开启使粉料掉落出料,出料盖板4向内移动时落料口7逐渐关闭,直到完全关闭停止出料,而粉料在一定时间的流出量与落料口7的面积成正比关系。确定不同阶段的粉料掉落体积:
[0067] t<0时刻(在出料盖板4开始外移之前):
[0068] V(t)=0,表示没有粉料掉落。
[0069] 0<=t<=t1时刻(出料盖板4外移期间,落料口7开启),在这个阶段,落料口7的开口面积:
[0070] S(t)=v1t*a
[0071] 粉料掉落的体积可以表示为这个开口面积与时间t的积分(在特定粉料速度v下):
[0072] V(t)=∫[0,t]S(τ)dτ=∫[0,t](v1τ*a)dτ=(a*v1/2)*t^2
[0073] t1<=t<=t2时刻(出料盖板4保持在b位置,落料口7保持完全开启),在这个阶段,落料口7的开口面积保持不变,为b*a。
[0074] 粉料掉落的体积等于这个开口面积乘以时间段t2‑t1(在特定粉料速度v下):
[0075] V(t)=(b*a)*(t2‑t1)
[0076] t>t2时刻(出料盖板4开始内移,落料口7逐渐关闭):
[0077] 在这个阶段,落料口7的开口面积随时间变化为S(t)=(b‑v1(t‑t2))*a。
[0078] 粉料掉落的体积可以表示为这个开口面积与时间t的积分(在特定粉料速度v下):
[0079] V(t)=∫[t2,t]S(τ)dτ=∫[t2,t][(b‑v1(τ‑t2))*a]dτ
[0080] 使用沙漏的动力学原理进行参数校准:
[0081] 假设沙漏内部的粉料在高度方向上的流速随时间t变化,可以用以下形式的数学模型表示:
[0082] Vinternal(t)=k*(1‑e^(‑αt))
[0083] 其中,Vinternal(t)表示时间t时刻的内部流速,k和α是待校准的参数。这个模型基于指数增长函数,e是自然对数的底数。
[0084] 将内部流速模型与外部粉料流出的物理过程相结合,考虑以下时间段:
[0085] t<0时刻(在出料盖板4开始外移之前):
[0086] V(t)=0,表示没有粉料流出。
[0087] 0<=t<=t1时刻(出料盖板4外移期间,落料口7开启):
[0088] 在这个阶段,落料口7的开口面积S(t)=v1t*a,沙漏内部的流速Vinternal(t)随时间t变化,粉料流出的体积可以表示为:
[0089] V(t)=S(t)*Vinternal(t)。
[0090] t1<=t<=t2时刻(出料盖板4保持在b位置,落料口7保持完全开启):
[0091] 在这个阶段,落料口7的开口面积保持不变,为b*a,沙漏内部的流速Vinternal(t)仍然随时间t变化,粉料流出的体积等于开口面积乘以沙漏内部流速乘以时间段t2‑t1,即[0092] V(t)=(b*a)*(t2‑t1)Vinternal(t)
[0093] t>t2时刻(出料盖板4开始内移,落料口7逐渐关闭):
[0094] 在这个阶段,落料口7的开口面积S(t)=(b‑v1(t‑t2))*a,沙漏内部的流速Vinternal(t)仍然随时间t变化,粉料流出的体积可以表示为:
[0095] V(t)=S(t)*Vinternal(t)
[0096] 根据以上模型,使用校准数据来估算参数k和α,以使模型与实际校准数据相匹配。
[0097] 这个分析结合了沙漏装置的动力学原理和不同阶段的开口面积变化,以描述粉料流出的情况。因此,在实际过程中控制出料盖板4移动的时间,即可准确获得对应体积的粉料,在粉料密度确定的情况下,达到定量出料的目的。通常来说,可以将v1的值设置得相对较大,以使出料盖板4至少能够移动至b位置(此时t2=t1),从而能够更加准确地控制粉料掉落的体积。
[0098] 同时如图3所示,在本实施例中,盖板驱动部采用齿传动的形式,具体包括驱动电机8、齿轮组以及齿条9。其中,齿条9与出料盖板4固定连接,驱动电机8通过齿轮组驱动齿条9往复移动,从而控制出料盖板4的速度以及方向,达到定量出料的目的。作为优选的实施方式,齿轮组包括第一齿轮10、第二齿轮11以及第三齿轮12,第一齿轮10的外径最小、第二齿轮11的外径最大、第三齿轮12的外径次之,第一齿轮10与驱动电机8的输出轴固定连接,第二齿轮11、第三齿轮12均与底座2转动连接,且第二齿轮11、第三齿轮12同轴设置并同步旋转,第一齿轮10与第二齿轮11相啮合,第三齿轮12与齿条9相啮合。
[0099] 因此,按需要的粉料量控制驱动电机8顺时针及逆时针旋转的时间,来调节出料盖板4的移动速度和位置,可以实现连续精准的粉料定量出料。
[0100] 需要说明的是,还可以采用其它类型的传动形式,并不限制于通过齿传动的方式,只要是能够方便、准确地调节出料盖板4的移动速度和位置即可。
[0101] 总之,采用本实施例提供的装置,通过出料器3的沙漏原理,出料盖板4能够精确调节落料口7的开口面积,从而实现了粉料的精准分配,不同粉料特性和生产需求下,能够根据需要调整出料盖板4的运动状态,确保每次出料的粉料量达到预设值,降低了定量误差;本方案通过电机、齿轮的传动,能够实现精确的控制,确保出料器3的稳定开闭,避免了现有技术中因流动性差的粉料而导致的不稳定问题,出料过程稳定可控,适用于多种特性的粉料,无论是流动性较好还是较差的粉料,都能够实现稳定的定量出料,这种适应性强的特点使得装置在不同工业领域中都有广泛的应用潜力。
[0102] 在实际应用时,可以通过系统调整驱动电机8的输出方式,当用户输入需要出料的量时,系统可以自动计算出驱动电机8的旋转驱动方式,来实现预设量的出料,使得操作更加自动化和便捷,减少了人工干预,降低了操作难度,减少了人为因素对粉料分配精度的影响。
[0103] 其它可替代的方式包括:
[0104] 振动式分配方式,类似于传统的振动式粉料分配装置,通过振动将粉料从容器中分散出来,然后通过可调的振幅和频率来控制出料速度。然而,这种方式可能在某些粉末特性下不够准确,且容易受到环境因素的影响。
[0105] 比例控制:使用比例阀来控制粉料的流动速度,从而实现定量分配。这种方式需要精确的流量控制技术,但在某些情况下可能难以精确地控制流量,特别是对于流动性差的粉料。
[0106] 重力流动:通过提前调整落料口7的大小、以及容器的倾斜度等来实现定量分配。然而,这种方式的精确性可能较低,容易受到粉料的流动性和环境因素的影响。
[0107] 液压或气动控制:使用液压或气动控制来驱动出料阀,从而实现定量分配。这种方式可能需要更复杂的控制系统和设备,增加了成本和维护的复杂性。
[0108] 以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。