CN220795577U - 智能头戴式显示设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种智能头戴式显示设备,包括固定基座、驱动件、中心齿轮、至少两从动齿轮以及至少两调节带,固定基座内设有第一腔体以及两通槽,两通槽分别设于固定基座的上下端,并均连通至第一腔体;驱动件安装至固定基座;中心齿轮可转动式设于第一腔体内,并直接或间接式连接至驱动件的伸出轴;至少两从动齿轮分别啮合至中心齿轮的相对侧,从动齿轮的至少部分轮齿从通槽内突出;每一调节带包括一齿条,每一齿条啮合至一从动轮齿突出的轮齿;其中,所述驱动件通过所述中心齿轮驱动所述从动齿轮同步转动,使得至少两所述调节带相向或相背运动,以解决现有的头戴式显示设备调整过程复杂,且无法稳定紧固地戴在用户头部的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及头戴显示器设备技术领域,具体涉及一种智能头戴式显示设备。
背景技术
头戴式显示设备(即VR头显、VR眼镜)可以将佩戴者对外界的视觉、听觉封闭,引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉,使得其在增强显示、虚拟现实以及立体显示等方面有非常重要的应用。头戴式显示设备的显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像,人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。
现有技术的头戴显示器设备多利用一圈型调节带套设在用户的头部,由于不同用户的头围存在一定的差异,因此头戴显示器设备的后脑设有一紧固件,用以改变调整带的长度。
用户一般先将头戴式显示设备套设在头部,使得显示主体部分贴合至面部,再利用设于脑后的紧固件控制调节带的长度,因此需要用户一手按压住显示主体部分,另一只手伸至脑后调节,使得调整过程存在诸多不便。
同时,头部的皮肤具有一定的弹性,当用户佩戴头戴显示器设备时,用户的头部会向调节带施加一反作用力,使得调节带逐渐松弛。当用户进行游戏、体育比赛等活动时,头戴显示器设备无法稳定紧固地戴在用户头部,从而影响用户体验。
发明内容
本申请提供一种智能头戴式显示设备,以解决现有的头戴式显示设备调整过程复杂,且无法稳定紧固地戴在用户头部的技术问题。
本申请提供一种智能头戴式显示设备,包括固定基座、驱动件、中心齿轮、至少两从动齿轮以及至少两调节带,固定基座内设有第一腔体以及两通槽,两所述通槽分别设于所述固定基座的上下端,并均连通至所述第一腔体;驱动件安装至所述固定基座;中心齿轮可转动式设于所述第一腔体内,并直接或间接式连接至所述驱动件的伸出轴;至少两从动齿轮分别啮合至所述中心齿轮的相对侧,所述从动齿轮的至少部分轮齿从所述通槽内突出;每一所述调节带包括一齿条,每一所述齿条啮合至一所述从动齿轮从动轮齿突出的轮齿;其中,所述驱动件通过所述中心齿轮驱动所述从动齿轮同步转动,使得至少两所述调节带相向或相背运动。
可选的,智能头戴式显示设备还包括第一齿轮以及第二齿轮,第一齿轮可转动式设于所述第一腔体内,并连接至所述驱动件的伸出轴;第二齿轮可转动式设于所述第一腔体内,并通过固定轴连接至所述中心齿轮;其中,所述第一齿轮与所述第二齿轮外啮合,所述第二齿轮与所述中心齿轮同轴设置。
可选的,智能头戴式显示设备还包括头枕壳体以及支撑基板,头枕壳体包括一容纳空间,所述固定基座设于所述容纳空间内;支撑基板设于所述容纳空间内,并连接至所述头枕壳体的内壁;其中,所述支撑基板的表面内凹式形成第一凹槽,所述固定基座能够部分伸入至所述第一凹槽内。
可选的,所述固定基座的表面内凹式形成第二腔体,所述第二腔体与所述第一凹槽相对,所述驱动件设于所述第二腔体内。
可选的,智能头戴式显示设备还包括电控板以及储能件,电控板设于所述支撑基板的表面;储能件设于所述支撑基板的端部,并电连接至所述电控板;其中,所述支撑基板的表面内凹式形成第二凹槽,所述储能件安装至所述第二凹槽内。
可选的,所述第二凹槽对称式设于所述支撑基板的两端,所述电控板位于两所述第二凹槽之间;所述第一凹槽与所述第二凹槽分别位于所述支撑基板的两相对表面。
可选的,智能头戴式显示设备还包括电控板以及触控模块,触控模块安装至所述调节带内,并电连接至所述电控板,用以触摸控制所述驱动件运行;或
智能头戴式显示设备还包括电控板以及按键,按键安装至所述调节带的外表面,并电连接至所述电控板,用于按压控制所述驱动件运行。
可选的,智能头戴式显示设备还包括电控板、遮光罩以及压力传感器,遮光罩能够贴合至用户面部;压力传感器安装至所述遮光罩,并电连接至所述电控板,用以采集所述遮光罩施加至用户面部的压力值。
可选的,智能头戴式显示设备还包括显示壳体以及头枕壳体,显示壳体包括可拆卸式连接的第一壳体以及第二壳体;头枕壳体包括可拆卸式连接的第一枕体以及第二枕体;其中,所述调节带的一端连接至所述显示壳体,其另一端穿设至所述第一枕体与所述第二枕体之间。
可选的,所述调节带包括可拆卸式连接的第一带体以及第二带体,所述第一带体与所述第一壳体一体成型,所述第二带体与所述第二壳体一体成型。
本申请提供一种智能头戴式显示设备,本申请中利用驱动件间接式驱动中心齿轮旋转,并基于中心齿轮与从动齿轮的啮合,驱动两调节带相互靠近或远离,可以简化现有的手动调节方式,方便用户快速调整,提高调节的精度以及效率。同时利用驱动件的自锁性能,可以快速、精准地锁定调整位置,使得两调节带能够始终保持调整后的相对位置,保证用户进行游戏、体育比赛等活动时,调节带不会由于皮肤的反作用发生松动,使得头戴显示器设备可以稳定紧固地戴在用户头部,从而提高用户体验。
驱动件安装至固定基座的表面,中心齿轮与从动齿轮均可转动式设于固定基座的第一腔体内,同时齿条可以啮合至从动齿轮从通槽内突出的轮齿上,因此驱动件、中心齿轮以及从动齿轮通过固定基座实现了相对位置的固定。将固定基座置于两齿条之间,并将连接至固定基座的内壁,可以实现上述多个部件的一体式装配,从而能够提高头戴式显示设备的装配效率以及精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的智能头戴式显示设备的结构示意图;
图2是本申请提供的智能头戴式显示设备的部分***示意图;
图3是本申请提供的智能头戴式显示设备中固定基座与支撑基板的连接示意图;
图4是本申请提供的智能头戴式显示设备中固定基座的***示意图;
图5是本申请提供的智能头戴式显示设备中固定基座的内部示意图;
图6是本申请提供的智能头戴式显示设备中固定基座与驱动件的装配示意图;
图7是本申请提供的智能头戴式显示设备中固定基座与支撑基板的***示意图;
图8是本申请提供的智能头戴式显示设备中支撑基板的结构示意图。
附图标记说明:
100、显示壳体;110、第一壳体;120、第二壳体;130、遮光罩;200、调节带;210、第一带体;220、第二带体;230、齿条;300、头枕壳体;310、第一枕体;311、固定杆;320、第二枕体;330、头托;331、托体;332、连接板;400、固定基座;410、第一腔体;420、通槽;430、第二腔体;510、驱动件;520、第一齿轮;600、第二齿轮;610、固定轴;710、中心齿轮;720、从动齿轮;810、支撑基板;811、第一凹槽;812、第二凹槽;820、电控板;830、储能件。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。此外,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请,并不用于限制本申请。在本申请中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”通常是指装置实际使用或工作状态下的上、下、左和右,具体为附图中的图面方向。
本申请提供一种智能头戴式显示设备,以下分别进行详细说明。需要说明的是,以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
请参阅图1,本申请提供一种智能头戴式显示设备,其包括显示壳体100、头枕壳体300以及至少两个调节带200。显示壳体100与头枕壳体300相对设置,其中显示壳体100能够贴合至用户的面部,头枕壳体300能够贴合至用户的脑后。每一个调节带200的一端固定至显示壳体100,其另一端插设至头枕壳体300的内部,使得显示壳体100、头枕壳体300以及调节带200可以形成一环绕的空间,用以适配用户的头部。
上述显示壳体100内设有显示部件,用以向眼睛发送光学信号,从而引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。头枕壳体300内设有调节的部件,用以调整两调节带200之间的相对位置,从而适配不同头围的用户。
请参阅图1和图2,头枕壳体300为一中空的腰形结构,其由第一枕体310与第二枕体320装配而成。定义贴合至用户脑后的部分为第一枕体310,远离用户脑后的部分为第二枕体320。第一枕体310与第二枕体320均为薄壁结构,因而第一枕体310与第二枕体320拼装后可以形成头枕壳体300的容纳空间。
本申请中第一枕体310与第二枕体320均可以采用注塑成型的工艺,方便头枕壳体300内多个部件的装配,能够降低装配难度,提高装配效率。
请参阅图2-图4,头枕壳体300内装配有固定基座400、中心齿轮710以及至少两从动齿轮720,固定基座400通过紧固螺钉安装至头枕壳体300的内侧壁,实现固定基座400与头枕壳体300相对固定。上述固定基座400的内部设有第一腔体410以及两通槽420,两通槽420分别开设于固定基座400的上端部以及下端部,并均连通至第一腔体410。
请参阅图4和图5,中心齿轮710以及至少两从动齿轮720均设于固定基座400的第一腔体410内,并均可转动式连接至固定基座400。本申请中中心齿轮710通过一转轴安装至固定基座400的中部位置,两从动齿轮720分别通过转轴安装至固定基座400的上端部以及下端部,使得两从动齿轮720分别啮合至中心齿轮710的两相对侧,以利用中心齿轮710驱动两从动齿轮720同步地旋转。
请参阅图2-图5,由于两通槽420分别开设于固定基座400的上端部以及下端部,因而两从动齿轮720的全部或部分轮齿能够从通槽420内突出。每一个调节带200的端部包括一齿条230,齿条230穿设至容纳空间的内部,并且能够分别啮合至两从动齿轮720从通槽420内突出的轮齿,使得中心齿轮710可以通过两从动齿轮720分别驱动两调节带200同步地靠近或远离。
请参阅图4和图5,固定基座400由第一座体与第二座体拼装而成,上述第一座体与第二座体通过紧固螺钉相对固定,从而便于将中心齿轮710与从动齿轮720安装至第一腔体410内。
请参阅图5和图6,智能头戴式显示设备还包括驱动件510、第一齿轮520以及第二齿轮600,其中驱动件510安装至固定基座400的一表面,第一齿轮520可转动式设于第一腔体410内,并且第一齿轮520连接至驱动件510的伸出轴,从而可以利用驱动件510带动第一齿轮520旋转。本申请中驱动件510优选舵机或伺服电机。
请参阅图4和图5,第二齿轮600可转动式设于第一腔体410内,并且第二齿轮600通过一固定轴610连接至中心齿轮710,使得第二齿轮600与中心齿轮710固定连接。本申请中第二齿轮600与中心齿轮710同轴设置,即第二齿轮600的中心轴、固定轴610的中心轴以及中心齿轮710的中心轴均共线,从而保证第二齿轮600与中心齿轮710的运动平稳,传动精度高。
请参阅图5和图6,第一齿轮520与第二齿轮600外啮合,因此第一齿轮520可以利用第二齿轮600驱动中心齿轮710旋转。驱动件510通过伸出轴带动第一齿轮520旋转,基于第一齿轮520与第二齿轮600的啮合,第二齿轮600驱动中心齿轮710同步地运动,使得啮合至中心齿轮710相对侧的从动齿轮720可以分别带动两齿条230相向或相背运动,因而通过调节带200(参阅图1)可以适配不同头围的用户。
利用驱动件510间接式驱动中心齿轮710转动,既可以方便用户调节,简化现有的调整方式;同时利用驱动件510自身的锁定性能,可以快速、精准地锁定调整位置,并且能够防止佩戴过程中调节带200由于皮肤的反作用导致的松弛,保证头带显示器可以稳定地佩戴在用户的头部。
请参阅图3和图7,智能头戴式显示设备还包括设于容纳空间内的支撑基板810、电控板820以及储能件830,其中支撑基板810连接至第二枕体320的内壁,电控板820以及储能件830均安装至支撑基板810上,使得电控板820与储能件830均可以相对于头枕壳体300固定。本申请中储能件830为储能电池,该储能电池电连接至电控板820。
请参阅图7,支撑基板810朝向第二枕体320的表面内凹式形成第一凹槽811,前述固定基座400能够部分伸入至第一凹槽811内,从而节省占用空间,使得头枕壳体300(参阅图1)内各部件地排布更为合理、紧凑,实现智能头戴式显示设备的小型化设计。
请参阅图7和图8,支撑基板810的表面内凹式形成第二凹槽812,上述储能件830被安装至第二凹槽812内,本申请中第二凹槽812对称式形成于支撑基板810的端部,使得两储能件830关于支撑基板810的中心对称式设置,从而合理设计头枕壳体300内多个部件的重量分布,平衡头戴式显示设备的重量分布。
请参阅图7和图8,电控板820固定至支撑基板810的中部,并位于两储能件830之间。由于上述储能件830电连接至电控板820,因而将电控板820固定至支撑基板810的中部,便于各部件电连接至电控板820,从而可以更合理地利用头枕壳体300内的容纳空间。
请参阅图7和图8,上述第一凹槽811与第二凹槽812分别位于支撑基板810的两相对表面,电控板820安装至背离第一凹槽811的表面处,使得第一凹槽811与固定基座400形成一空间,以将固定基座400的部分能够收纳至第一凹槽811内。本申请中调节带200穿设至支撑基板810与第二枕体320之间,以保证齿条230与从动齿轮720啮合,因而支撑基板810与调节带200之间留有一较小的间隙。同时支撑基板810与第一枕体310之间留有较大的装配空间,因此储能件830嵌设至第二凹槽812内,可以更合理地利用头枕壳体300内的容纳空间。
请参阅图4和图6,固定腔体的表面内凹式形成第二腔体430,该第二腔体430与第一凹槽811相对设置,使得驱动件510能够安装至第二腔体430内,既可以合理利用头枕壳体300内的容纳空间,同时可以保证驱动件510与第一齿轮520的装配精度,降低装配难度。
请参阅图1和图2,显示壳体100包括可拆卸式连接的第一壳体110以及第二壳体120,第一壳体110与第二壳体120可以通过紧固螺钉相固定。上述第一壳体110可以贴合至用户的面部,第二壳体120为一弧形的壳体,并与第一壳体110之间形成一空间,用以安装显示主体。
请参阅图1和图2,每一条调节带200包括可拆卸式连接的第一带体210以及第二带体220,上述第一带体210与第二带体220可以通过卡扣结构相固定。上述第一带体210可以贴合至用户的面部,第一带体210的两侧边朝向第二带体220的方向弯折,当第一带体210与第二带体220连接后,可以形成一空间,以便于其他部件的装配。
请参阅图1和图2,第一带体210与第一壳体110通过注塑工艺一体成型,第二带体220与第二壳体120也可以通过注塑工艺一体成型,从而可以提高调节带200的端部与显示外壳体连接处的强度,也能够降低加工难度,提高加工的效率,同时能够便于显示壳体100与调节带200的装配,提高装配精度以及效率。
请参阅图1和图7,智能头戴式显示设备还包括触控模块(图中未示出),该触控模块安装至调节带200内,并电连接至电控板820,用以触摸控制驱动件510运行。触控模块包括一触控屏,上述触控屏安装至第二带体220与第二壳体120的连接处,使得触控屏大致位于头部的左侧或右侧,从而方便用户操作。
本申请中对触控模块的控制指令不做具体限制,比如定义用户触摸触控屏时,驱动件510运行;用户停止触摸触控屏时,驱动件510停止运动。也可以定义用户单击触控屏时,驱动件510运动;单次触摸后用户停止触摸时,驱动件510仍然保持运行状态,当用户双击触控屏时,驱动件510停止运动。
在另一实施例中,请参阅图1和图7,智能头戴式显示设备还包括按键(图中未示出),该按键安装至调节带200的外表面,并电连接至电控板820,用于按压控制驱动件510运行。本申请中该按键为电机的开关控制键,并安装至第二带体220与第二壳体120的连接处,使得按键大致位于头部的左侧或右侧,从而方便用户操作。
在另一实施例中,请参阅图1和图7,智能头戴式显示设备还包括遮光罩130以及压力传感器(图中未示出),遮光罩130连接至第一壳体110,并能够贴合至用户的面部。压力传感器设于遮光罩130上,并电连接至电控板820,用以采集遮光罩130施加至用户面部的压力值。
当智能头戴式显示设备的佩戴空间大于用户的头围时,压力传感器采集的压力值小于一预设压力阈值,此时电控板820会控制驱动件510运行,驱动两调节带200相互靠近,使得调节带200逐渐贴合至用户面部。当智能头戴式显示设备完全适配用户的头部后,压力传感器采集的压力值逐渐等于或略大于预设压力阈值,此时电控板820会控制驱动件510停止运行。而后利用驱动件510自身的自锁性能,使得调节带200维持相对位置不变,以保证头戴式显示设备可以稳定牢靠地佩戴在用户的头部。
请参阅图1和图2,头戴式显示设备还包括头托330,该头托330为一弧形结构,使其更贴合至用户的头部。头托330包括托体331以及连接板332,上述托体331由弹性材料制备,提高佩戴的舒适性。连接板332由一刚性材料制备,用以保证头托330使用的稳定性和可靠性。头托330连接至第一枕体310的表面,本申请中第一枕体310的表面设有一固定杆311,连接板332对应地开设有固定槽,上述固定杆311能够嵌设至固定槽内,并与固定槽过盈配合,使得头托330与头枕壳体300能够相对固定。
请参阅图1-图8,本申请中利用驱动件510间接式驱动中心齿轮710旋转,并基于中心齿轮710与从动齿轮720的啮合,驱动两调节带200相互靠近或远离,可以简化现有的手动调节方式,方便用户快速调整,提高调节的精度以及效率。同时利用驱动件510的自锁性能,可以快速、精准地锁定调整位置,使得两调节带200能够始终保持调整后的相对位置,保证用户进行游戏、体育比赛等活动时,调节带200不会由于皮肤的反作用发生松动,使得头戴显示器设备可以稳定紧固地戴在用户头部,从而提高用户体验。
驱动件510安装至固定基座400的表面,中心齿轮710与从动齿轮720均可转动式设于固定基座400的第一腔体410内,同时齿条230可以啮合至从动齿轮720从通槽420内突出的轮齿上,因此驱动件510、中心齿轮710以及从动齿轮720通过固定基座400实现了相对位置的固定。将固定基座400置于两齿条230之间,并将连接至固定基座400的内壁,可以实现上述多个部件的一体式装配,从而能够提高头戴式显示设备的装配效率以及精度。
以上对本申请提供一种智能头戴式显示设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种智能头戴式显示设备,其特征在于,包括:
固定基座(400),其内设有第一腔体(410)以及两通槽(420),两所述通槽(420)分别设于所述固定基座(400)的上下端,并均连通至所述第一腔体(410);
驱动件(510),其安装至所述固定基座(400);
中心齿轮(710),其可转动式设于所述第一腔体(410)内,并直接或间接式连接至所述驱动件(510)的伸出轴;
至少两从动齿轮(720),其分别啮合至所述中心齿轮(710)的相对侧,所述从动齿轮(720)的至少部分轮齿从所述通槽(420)内突出;以及
至少两调节带(200),每一所述调节带(200)包括一齿条(230),每一所述齿条(230)啮合至一所述从动齿轮(720)从动轮齿突出的轮齿;
其中,所述驱动件(510)通过所述中心齿轮(710)驱动所述从动齿轮(720)同步转动,使得至少两所述调节带(200)相向或相背运动。
2.根据权利要求1所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,还包括:
第一齿轮(520),其可转动式设于所述第一腔体(410)内,并连接至所述驱动件(510)的伸出轴;以及
第二齿轮(600),其可转动式设于所述第一腔体(410)内,并通过固定轴(610)连接至所述中心齿轮(710);
其中,所述第一齿轮(520)与所述第二齿轮(600)外啮合,所述第二齿轮(600)与所述中心齿轮(710)同轴设置。
3.根据权利要求1所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,还包括:
头枕壳体(300),其包括一容纳空间,所述固定基座(400)设于所述容纳空间内;以及
支撑基板(810),其设于所述容纳空间内,并连接至所述头枕壳体(300)的内壁;
其中,所述支撑基板(810)的表面内凹式形成第一凹槽(811),所述固定基座(400)能够部分伸入至所述第一凹槽(811)内。
4.根据权利要求3所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,
所述固定基座(400)的表面内凹式形成第二腔体(430),所述第二腔体(430)与所述第一凹槽(811)相对,所述驱动件(510)设于所述第二腔体(430)内。
5.根据权利要求3所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,还包括:
电控板(820),其设于所述支撑基板(810)的表面;以及
储能件(830),其设于所述支撑基板(810)的端部,并电连接至所述电控板(820);
其中,所述支撑基板(810)的表面内凹式形成第二凹槽(812),所述储能件(830)安装至所述第二凹槽(812)内。
6.根据权利要求5所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,
所述第二凹槽(812)对称式设于所述支撑基板(810)的两端,所述电控板(820)位于两所述第二凹槽(812)之间;
所述第一凹槽(811)与所述第二凹槽(812)分别位于所述支撑基板(810)的两相对表面。
7.根据权利要求1所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,还包括:
电控板(820);以及
触控模块,其安装至所述调节带(200)内,并电连接至所述电控板(820),用以触摸控制所述驱动件(510)运行;或
按键,其安装至所述调节带(200)的外表面,并电连接至所述电控板(820),用于按压控制所述驱动件(510)运行。
8.根据权利要求1所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,还包括:
电控板(820);
遮光罩(130),其能够贴合至用户面部;以及
压力传感器,其安装至所述遮光罩(130),并电连接至所述电控板(820),用以采集所述遮光罩(130)施加至用户面部的压力值。
9.根据权利要求1所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,还包括:
显示壳体(100),其包括可拆卸式连接的第一壳体(110)以及第二壳体(120);以及
头枕壳体(300),其包括可拆卸式连接的第一枕体(310)以及第二枕体(320);
其中,所述调节带(200)的一端连接至所述显示壳体(100),其另一端穿设至所述第一枕体(310)与所述第二枕体(320)之间。
10.根据权利要求9所述的智能头戴式显示设备,其特征在于,
所述调节带(200)包括可拆卸式连接的第一带体(210)以及第二带体(220),所述第一带体(210)与所述第一壳体(110)一体成型,所述第二带体(220)与所述第二壳体(120)一体成型。
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