CN111720665B - 一种管道清污机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种管道清污机器人,其涉及管道清污领域,旨在解决现有的清污机器人清污效果差的问题,本申请包括机身、行走机构、清污机构和排污机构,所述清污机构包括清污底铲、转摆、顶刮、驱动件和下污件,所述清污底铲设置在机身远离行走机构的一侧,所述转摆沿管道周向转动设置在机身远离行走机构的一侧,所述驱动件设置在机身上并用于驱动转摆在清污底铲的上方转动,所述顶刮设置在转摆远离转动点的一端;所述下污件设置在机身上并用来清理顶刮上的淤泥。从而本申请可以对管道内周壁的上半部分和下半部分都可以进行淤泥清理,提高了清理效果。
Description
技术领域
本申请涉及管道清污的领域,尤其是涉及一种管道清污机器人。
背景技术
市政管道通常是指市政道路下的雨水、污水管道,是进行降排水的重要部分;但是,在市政管道使用一段时间后,管道内会堆积大量的淤泥和污物,需要进行定期清理。
现有公开号为CN207776083U的中国专利,公开了一种管道清淤用机器人及具有该机器人的管道清淤***,该管道清淤用机器人包括行走车和淤泥处理装置,其中,行走车包括前端设有淤泥处理装置的车厢、设于车厢内的电源装置和控制装置、设于车厢上的信号反馈装置、对称设于车厢的外侧壁上且具有防滑性能的两行走装置、设于车厢内的用以驱动两行走装置同步在管道内行走的驱动装置以及设于车厢的外侧壁上且与淤泥处理装置连通的用以将淤泥处理装置内收集的淤泥输送到管道外的淤泥输送组件。
但是,上述专利在清污过程中,淤泥处理装置中的淤泥收集斗,只能对管道下半部分的位置进行清污,对于管道内周壁上半部分的淤泥无法进行清除,清污效果差。
发明内容
为了提高对管道的清污效果,本申请提供一种管道清污机器人。
本申请提供的一种管道清污机器人采用如下的技术方案:
一种管道清污机器人,包括机身、行走机构、清污机构和排污机构,所述行走机构设置在机身上并用于驱动机身行走;所述清污机构包括清污底铲、转摆、顶刮、驱动件和下污件,所述清污底铲设置在机身远离行走机构的一侧,所述转摆沿管道周向转动设置在机身远离行走机构的一侧,所述驱动件设置在机身上并用于驱动转摆在清污底铲的上方转动,所述顶刮设置在转摆远离转动点的一端;所述下污件设置在机身上并用来清理顶刮上的淤泥;所述排污机构设置在机身上并用于将淤泥排出管道。
通过采取上述技术方案,将机器人放入管道内后,在行走机构的带动下,机器人可以在管道中移动;在机器人的移动过程中,清污底铲即可将管道下半部分的淤泥清理起来;同时在驱动件的驱动作用下,转摆带动顶刮摆动,顶刮即可将管道内周壁上半部分处的淤泥刮擦下来,并且在顶刮转动到管道的周向终点时,下污件即可将堆积在顶刮上的淤泥推卸下来,使得管道上半部分的淤泥掉落下来,再被清污底铲清理起来,然后清理后顶刮可以进行淤泥刮擦工作;最终,管道内的淤泥都集中到排污件的清理位置,清污件即可将淤泥排出管道,从而本申请可以对管道内周壁的上半部分和下半部分都可以进行淤泥清理,提高了清理效果。
优选为,所述下污件包括下污推头和两个推拉柱,两个所述推拉柱沿管道轴向滑移设置在机身上,所述机身上设置有驱动推拉柱滑移的第一驱动装置,所述下污推头设置在推拉柱的端壁上;当所述转摆转动至管道周向的两端终点时,所述下污推头与顶刮的淤泥堆积侧相对。
通过采取上述技术方案,在顶刮转动至管道周向终点的时候,此时下污推头与顶刮的淤泥堆积侧相对,启动第一驱动装置,使得推拉柱带动下污推头朝向顶刮移动,下污推头即可将粘附在顶刮上的淤泥清理下去。
优选为,所述驱动件包括转座、转轴和导向滑块,所述转座设置在机身的顶端,所述转座上设置有转槽,所述转轴转动设置在转槽槽壁上,所述转座上设置有第二驱动装置,所述第二驱动装置的驱动端与转轴端壁固定连接,所述转座位于转槽圆弧壁上设置有导向弧槽,所述导向滑块设置在转轴周壁上,所述导向滑块和导向弧槽滑移连接,所述转摆固定设置在转轴位于清污底铲上方的周壁上。
通过采取上述技术方案,在第二驱动装置驱动作用下、导向滑块和导向弧槽的导向作用下,转轴即可带动转摆在管道内周壁上半部分处转动,从而使得顶刮可以在管道的上半部分处往复刮擦淤泥。
优选为,所述转座沿竖直滑移设置在机身上,所述机身上设置有驱动转座滑移的第三驱动装置;转摆包括与转轴固定连接的固定摆和滑移设置在固定摆远离转轴一端的伸缩摆,所述固定摆与伸缩摆之间设置有弹性件;所述机身上还设置有矫正件,当所述固定摆转动至管道周向终点时,矫正件用于将下污推头与顶刮的淤泥堆积侧相对。
通过采取上述技术方案,在机器人移动之前,可以将转座移动至最低端,此时的顶刮远离管道内侧壁,从而使得机器人顺利放入到管道中;然后在利用第三驱动装置上移转座,使得顶刮抵住管道侧壁,且弹性件发生弹性形变,即可使得顶刮对管道周壁进行充分地刮擦;并且由于转摆的伸缩设置,导致顶刮到转轴之间的距离不定,而推拉柱与转轴的距离一定,因此为了使得顶刮转动到管道周向终点时,下污推头与顶刮的淤泥堆积侧相对,本申请设置了矫正件,使得下污推头顺利将淤泥从顶刮上去除。
优选为,所述矫正件包括设置在机身上的矫正弧块和设置在伸缩摆上的定位弧块,所述矫正弧块位于推拉柱靠近转轴的一侧,所述矫正弧块的弧形面朝向转轴设置,所述定位弧块弧面朝向顶刮设置;当所述固定摆转动至管道周向终点时,所述定位弧块和矫正弧块相抵接,所述弹性件处于压缩状态,所述下污推头与顶刮的淤泥堆积侧相对。
通过采取上述技术方案,在顶刮向管道周向终点的过程中,在顶刮即将达到终点的时候,此时的定位弧块与定位弧杆的弧面始终相对,并且随着转摆的继续转动,定位弧杆的弧面与定位弧块的弧面发生相对滑移,从而定位弧杆推动定位弧块,定位弧块推动伸缩摆向固定摆处滑移,从而顶刮转动至终点的时候,定位弧块和定位弧杆相抵接至终点,弹性件被压缩,伸缩摆向固定摆移动规定的距离,从而使得顶刮移动到管道周向终点后,转摆整体定长,使得下污推头与顶刮顺利相对。
优选为,所述弹性件包括滑移套和伸缩弹簧,所述固定摆远离转轴的一端凹陷设置有滑移槽,所述滑移套设置在伸缩摆靠近固定摆的一端,所述滑移套与滑移槽滑移插接,所述伸缩弹簧固定设置在固定摆和伸缩摆的相对端壁之间。
通过采取上述技术方案,在伸缩弹簧的弹性形变下,滑移套可以在滑移槽中弹性滑移,即可使得伸缩摆相对于固定摆进行弹性移动,相对改变转摆整体的长度。
优选为,所述顶刮包括两个弧形刮板,两所述弧形刮板的弧形凸面相对设置,两所述弧形刮板的两背离弧形凹面沿管道周向朝向。
通过采取上述技术方案,在转摆反复摆动过程中,弧形刮板始终可以对管道上半部分进行淤泥刮擦,而且弧形刮板的弧形凹面,可以对淤泥形成兜罩,使得弧形刮板带动淤泥到管道周向终点处,再经由下污件将淤泥清理下来,从而实现对淤泥的有序清理。
优选为,所述清污底铲上表面转动设置有螺旋导片,所述机身上设置有驱动螺旋导片转动的第四驱动装置,所述螺旋导片远离行走机构的一端为尖端,所述螺旋导片的尖端延伸出清污底铲。
通过采取上述技术方案,在机器人移动的时候,螺旋导片转动,不仅可以将清污底铲前方的淤泥进行打碎,使得淤泥顺利被铲到清污底铲上,而且在淤泥移动到清污底铲上后,由于螺纹导片的螺旋推动作用,淤泥可以更为顺利地进入到排污件中。
优选为,所述机身上设置有高压喷头,所述高压喷头连接有喷管。
通过采取上述技术方案,随着机器人的行走,高压喷头喷出的水可以对机器人前方的管道进行预清洗,提高清理效果的同时,高压喷头喷出的水对淤泥进行打碎软化,方便顶刮对淤泥的刮擦和清污底铲对淤泥的铲起。
优选为,所述排污机构包括收污箱和排污管,所述收污箱设置在机身上,所述收污箱位于清污底铲靠近行走机构的一侧,所述收污箱箱口朝向清污底铲设置,所述收污箱底壁与清污底铲固定连接,所述排污管连接在收污箱的侧壁上。
通过采取上述技术方案,被清理起来的淤泥会对推到收污箱中,此时通过排污管,即可将淤泥抽出管道。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请在利用清污底铲对管道内周壁的下半部分进行淤泥清理的同时,还可以利用转动的顶刮对管道内周壁上半部分的淤泥进行清理,从而可以提高管道的清理效果;
2.本申请中的转摆可以通过弹性件发生弹性伸缩,同时本申请设置了定位弧块和矫正弧块,可以在顶刮转动至终点的时候,定位弧块和定位弧杆相抵接至终点,弹性件被压缩,进而使得顶刮移动到管道周向终点后,转摆整体定长,从而下污推头与顶刮顺利相对,顶刮上的淤泥得以被清除,而且结构十分简单。
附图说明
图1是本申请结构的示意图。
图2是用以体现本申请中驱动件结构的示意图。
图3是用以体现本申请中驱动件结构的剖视图。
图4是图2中A处的放大图。
图5是是用以体现本申请中矫正件结构的示意图。
附图标记说明:1、机身;2、行走机构;3、清污机构;31、清污底铲;311、螺旋导片;312、第四驱动装置;32、转摆;321、固定摆;322、伸缩摆;323、弹性件;3231、滑移套;3232、伸缩弹簧;3233、滑移槽;324、矫正件;3241、定位弧块;3242、矫正弧块;33、顶刮;331、弧形刮板;34、驱动件;341、转座;3411、第三驱动装置;342、转轴;3421、转槽;343、导向滑块;3431、导向弧槽;346、第二驱动装置;35、下污件;351、下污推头;352、推拉柱;353、第一驱动装置;4、排污机构;41、收污箱;42、排污管;5、高压喷头;51、喷管。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
实施例:
本申请公开了一种管道清污机器人,如图1所示,主要包括机身1、行走机构2、清污机构3和排污机构4,本实施例中的行走机构2为履带且安装在机身1的后侧,行走机构2可以沿管道轴向带动机身1行走。
如图1所示,在本实施例中,清污机构3包括清污底铲31、转摆32、顶刮33、驱动件34和下污件35,清污底铲31安装在机身1的前侧,转摆32也转动在机身1前侧且位于清污底铲31的上方,而且在机器人工作过程中,转摆32沿管道周向在管道上半部分呈180°摆动,驱动件34即设置在机身1上以用来驱动转摆32摆动;顶刮33设置在转摆32远离转动点的一端,在本实施例中,顶刮33围两个弧形刮板331,并且两弧形刮板331的弧形凸面相对设置,两弧形刮板331的两背离弧形凹面沿管道周向朝向。同时,下污件35设置在机身1上且位于转摆32沿管道径向的两侧,下污件35用来清理顶刮33上的淤泥;排污机构4设置在机身1上并用于将淤泥排出管道。
如图1所示,将机器人放入管道(图中未示出)中,行走机构2可以带动机器人沿着管道的轴向行走,在机器人行走过程中,驱动件34驱动转摆32转动,使得弧形刮板331在管道内周壁的上半部分做往复的摆动,从而弧形刮板331将管道内周壁上半部分的淤泥刮擦下来;然后弧形刮板331沿管道周向,带动淤泥转动至管道径向水平两端的终点后,下污件35再将弧形刮板331上的淤泥清理下来;淤泥掉落到管道下半部分或者直接掉落到清污底铲31上;同时,清污底铲31将管道内周壁下半部分的淤泥清理起来,从而管道中的淤泥被清污底铲31逐渐过渡到排污机构4的位置,然后排污机构4即可将清理下来的淤泥排出管道。
如图1所示,本实施例中的排污机构4主要包括收污箱41和排污管42,收污箱41安装在机身1上,而且收污箱41位于清污底铲31靠近行走机构2的一侧,同时收污箱41箱口朝向清污底铲31设置,收污箱41底壁与清污底铲31一体连接,排污管42连接在收污箱41朝向向箱口的竖直侧壁上。地面上的工作人员可以在排污管42伸出管道的管口处安装污水泵(图中未示出),被清理的淤泥会堆积在收污箱41中后,启动污水泵,通过排污管42,即可将收污箱41中的淤泥抽出管道。
如图1所示,为了提高清淤效果,机身1的前端还安装有高压喷头5,高压喷头5连接有喷管51;喷管51伸出管道的一端连接有高压水泵和水箱(图中未示出),从而在机器人工作的时候,高压水从高压喷头5中喷出,对机器人前方的管道上的淤泥进行预清理和打碎,进而可以提高清理效果。
如图1和图2所示,在本实施例中,清污底铲31上表面还转动设置有螺旋导片311,螺旋导片311的轴线沿管道的轴向延伸,并且清污底铲31上安装有驱动螺旋导片311转动的第四驱动装置312,本实施例中的第四驱动装置312为驱动电机,并且螺旋导片311远离行走机构2的一端为尖端,螺旋导片311的尖端延伸出清污底铲31。机器人行走的时候,第四驱动装置312带动螺旋导片311转动,从而螺旋导片311可以对机器人前方的淤泥进行打散,使得淤泥更为容易地被清污底铲31铲起,而且在淤泥被铲到清污底铲31上后,转动的螺旋导片311也可以将淤泥逐步向收污箱41中移动,使得淤泥快速堆积到收污箱41中,从而快速排出管道。
如图2和图3所示,对于驱动转摆32转动的驱动件34,主要包括转座341、转轴342和导向滑块343,为了节约安装空间,转座341通过安装在收污箱41的顶端而安装在机身1上,而且转座341位于两个下污件35的中间;转座341上沿管道的轴向还贯穿开设有转槽3421,转轴342即转动设置在转槽3421槽壁上其位于清污底铲31的上方,并且,转座341上还设置有第二驱动装置346,第二驱动装置346的驱动端与转轴342端壁固定连接,本实施例中的第二驱动装置346也为驱动电机;同时,转座341位于转槽3421圆弧壁上开设有180°的导向弧槽3431,导向滑块343一体连接在转轴342周壁上,导向滑块343和导向弧槽3431滑移连接,转摆32则一体连接在转轴342远离转座341的一端。启动第二驱动装置346,使得在导向滑块343和导向弧槽3431的导向作用下,转轴342带动转摆32转动,即可使得弧形刮板331对管道内周壁上半部分进行淤泥刮擦。
如图2所示,下污件35主要包括下污推头351和两个推拉柱352,两个推拉柱352沿管道轴向滑移设置在机身1上收污箱41的顶端,而且两个推拉柱352位于转轴342沿管道径向两侧,机身1上还安装有驱动推拉柱352滑移的第一驱动装置353,本实施例中的第一驱动装置353为驱动气缸,下污推头351则一体连接在推拉柱352远离行走机构2的端壁上。在弧形刮板331转动到管道周向的终点后,淤泥大部分会粘度在弧形刮板331上,而且此时的下污推头351与顶刮33的淤泥堆积侧相对,然后转动第一驱动装置353,使得推拉柱352带动下污推头351朝向弧形刮板331移动,使得下污推头351越过弧形刮板331,即可将粘附在弧形刮板331上的淤泥清理下来。
如图2所示,在本实施例中,机身1位于收污箱41的顶端安装有一个第三驱动装置3411,第四驱动装置312是驱动气缸,转座341固定设置在驱动气缸的顶端驱动端,从而转座341沿竖直滑移设置在机身1上;转摆32则包括与转轴342固定连接的固定摆321和滑移设置在固定摆321远离转轴342一端的伸缩摆322,固定摆321与伸缩摆322之间设置有弹性件323;机身1上还设置有矫正件324。在将机器人放入到管道内之前,可以预先将转座341下移,从而可以相对减小转摆32的高度,使得机器人顺利放入到管道中而减少卡顿;在机器人放好后,启动第三驱动装置3411,使得转座341上移,此时的弧形刮板331抵在管道内周壁上,并且弹性件323处于压缩状态,从而在弧形刮板331的移动过程中,弧形刮板331抵着管道内周壁转动,可以提高淤泥清理效果;同时在转摆32转动至管道周向终点的时候,矫正件324可以将转摆32整体调节至定长,弹性件323处于压缩状态,从而使得将下污推头351与顶刮33的淤泥堆积侧顺利相对,下污推头351可以顺利将粘附在弧形刮板331上的淤泥清理下来。
如图4所示,弹性件323包括滑移套3231和伸缩弹簧3232,固定摆321远离转轴342的一端凹陷设置有滑移槽3233,滑移套3231一体连接在伸缩摆322靠近固定摆321的一端,滑移套3231与滑移槽3233滑移插接,伸缩弹簧3232则固定设置在固定摆321和伸缩摆322的相对端壁之间,且伸缩弹簧3232位于滑移套3231内部;从而伸缩弹簧3232发生弹性形变,滑移套3231在滑移槽3233中滑移,即可调节转摆32整体长度,使得弧形刮板331抵在管道的内周壁上。
如图5所示,矫正件324包括安装在收污箱41顶端的矫正弧块3242和一体连接在伸缩摆322上的定位弧块3241,而且矫正弧块3242位于推拉柱352靠近转轴342的一侧,矫正弧块3242的弧形面朝向转轴342设置,定位弧块3241弧面朝向顶刮33设置。在弧形刮板331即将转动至管道周向终点时,定位弧块3241和矫正弧块3242相抵接,随着转摆32的继续转动,定位弧块3241逐渐沿着矫正弧块3242的弧形移动,使得弹性件323被逐渐压缩,在弧形刮板331转动至管道的周向终点后,定位弧块3241和矫正弧快都可以相对滑移至规定的位置,从而,矫正弧块3242可以通过定位弧块3241和伸缩摆322,而将滑移套3231推入滑移槽3233内相同的距离,使得在弧形刮板331转动至管道周向终点后,伸缩弹簧3232被压缩,转摆32定长,从而下污推头351与顶刮33的淤泥堆积侧顺利相对。
工作过程:
将机器人放入管道中,将排污管42远离机器人的一端置于地面,然后启动行走机构2带动机器人沿着管道的轴向行走,在机器人行走过程中,转轴342带动转摆32转动,弧形刮板331将管道内周壁上半部分的淤泥刮擦下来,然后弧形刮板331带动淤泥转动至管道径向水平两端的终点后,下污推头351朝向弧形刮板331移动,将弧形刮板331上的淤泥清理下来,淤泥掉落到管道下半部分或者直接掉落到清污底铲31上;同时,清污底铲31将管道内周壁下半部分的淤泥清理起来,从而管道中的淤泥被清污底铲31逐渐过渡收污箱41中,然后在地面上开启与排污管42连接的污水泵,将淤泥排出管道即可。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种管道清污机器人,其特征在于:包括机身(1)、行走机构(2)、清污机构(3)和排污机构(4),所述行走机构(2)设置在机身(1)上并用于驱动机身(1)行走;所述清污机构(3)包括清污底铲(31)、转摆(32)、顶刮(33)、驱动件(34)和下污件(35),所述清污底铲(31)设置在机身(1)远离行走机构(2)的一侧,所述转摆(32)沿管道周向转动设置在机身(1)远离行走机构(2)的一侧,所述驱动件(34)设置在机身(1)上并用于驱动转摆(32)在清污底铲(31)的上方转动,所述顶刮(33)设置在转摆(32)远离转动点的一端;所述下污件(35)设置在机身(1)上并用来清理顶刮(33)上的淤泥;所述排污机构(4)设置在机身(1)上并用于将淤泥排出管道;
所述下污件(35)包括下污推头(351)和两个推拉柱(352),两个所述推拉柱(352)沿管道轴向滑移设置在机身(1)上,所述机身(1)上设置有驱动推拉柱(352)滑移的第一驱动装置(353),所述下污推头(351)设置在推拉柱(352)的端壁上;当所述转摆(32)转动至管道周向的两端终点时,所述下污推头(351)与顶刮(33)的淤泥堆积侧相对;
所述驱动件(34)包括转座(341)、转轴(342)和导向滑块(343),所述转座(341)设置在机身(1)的顶端,所述转座(341)上设置有转槽(3421),所述转轴(342)转动设置在转槽(3421)槽壁上,所述转座(341)上设置有第二驱动装置(346),所述第二驱动装置(346)的驱动端与转轴(342)端壁固定连接,所述转座(341)位于转槽(3421)圆弧壁上设置有导向弧槽(3431),所述导向滑块(343)设置在转轴(342)周壁上,所述导向滑块(343)和导向弧槽(3431)滑移连接,所述转摆(32)固定设置在转轴(342)位于清污底铲(31)上方的周壁上;
所述转座(341)沿竖直滑移设置在机身(1)上,所述机身(1)上设置有驱动转座(341)滑移的第三驱动装置(3411);转摆(32)包括与转轴(342)固定连接的固定摆(321)和滑移设置在固定摆(321)远离转轴(342)一端的伸缩摆(322),所述固定摆(321)与伸缩摆(322)之间设置有弹性件(323);所述机身(1)上还设置有矫正件(324),当所述固定摆(321)转动至管道周向终点时,矫正件(324)用于将下污推头(351)与顶刮(33)的淤泥堆积侧相对。
2.根据权利要求1所述的一种管道清污机器人,其特征在于:所述矫正件(324)包括设置在机身(1)上的矫正弧块(3242)和设置在伸缩摆(322)上的定位弧块(3241),所述矫正弧块(3242)位于推拉柱(352)靠近转轴(342)的一侧,所述矫正弧块(3242)的弧形面朝向转轴(342)设置,所述定位弧块(3241)弧面朝向顶刮(33)设置;当所述固定摆(321)转动至管道周向终点时,所述定位弧块(3241)和矫正弧块(3242)相抵接,所述弹性件(323)处于压缩状态,所述下污推头(351)与顶刮(33)的淤泥堆积侧相对。
3.根据权利要求1所述的一种管道清污机器人,其特征在于:所述弹性件(323)包括滑移套(3231)和伸缩弹簧(3232),所述固定摆(321)远离转轴(342)的一端凹陷设置有滑移槽(3233),所述滑移套(3231)设置在伸缩摆(322)靠近固定摆(321)的一端,所述滑移套(3231)与滑移槽(3233)滑移插接,所述伸缩弹簧(3232)固定设置在固定摆(321)和伸缩摆(322)的相对端壁之间。
4.根据权利要求1所述的一种管道清污机器人,其特征在于:所述顶刮(33)包括两个弧形刮板(331),两所述弧形刮板(331)的弧形凸面相对设置,两所述弧形刮板(331)的两背离弧形凹面沿管道周向朝向。
5.根据权利要求1所述的一种管道清污机器人,其特征在于:所述清污底铲(31)上表面转动设置有螺旋导片(311),所述机身(1)上设置有驱动螺旋导片(311)转动的第四驱动装置(312),所述螺旋导片(311)远离行走机构(2)的一端为尖端,所述螺旋导片(311)的尖端延伸出清污底铲(31)。
6.根据权利要求1所述的一种管道清污机器人,其特征在于:所述机身(1)上设置有高压喷头(5),所述高压喷头(5)连接有喷管(51)。
7.根据权利要求1所述的一种管道清污机器人,其特征在于:所述排污机构(4)包括收污箱(41)和排污管(42),所述收污箱(41)设置在机身(1)上,所述收污箱(41)位于清污底铲(31)靠近行走机构(2)的一侧,所述收污箱(41)箱口朝向清污底铲(31)设置,所述收污箱(41)底壁与清污底铲(31)固定连接,所述排污管(42)连接在收污箱(41)的侧壁上。
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