CN101780759B - 车顶翻转装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
一种车顶翻转装置,包括主摆臂、大翻板、小翻板、行李箱盖、主轴,主摆臂驱动车顶在展开位置和收起位置之间运动,大翻板能够打开为车顶通过提供让位空间,并且能够关闭以提供密封。车顶翻转装置还包括调节臂、主动臂和连接臂,调节臂与从主摆臂的一端横向延伸的摆臂拨动杆连接并由其驱动转动;调节臂上具有与主动臂接合或者分离的突出齿以驱动主动臂转动;连接臂连接在主动臂与大翻板之间以驱动大翻板打开或者关闭。小翻板设置在行李箱盖上,能够在位于行李箱盖两侧的打开位置与贴附于行李箱盖下侧的关闭位置之间活动。本发明车顶翻转装置不仅结构简单,且操作方便、工作稳定。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域,尤其是涉及一种应用于敞篷跑车上的车顶翻转装置及其操作方法。
背景技术
随着社会的进步,经济发展迅速,人们对生活品质的追求逐步提高,敞篷跑车越来越多的出现在日常生活中。为适应全天候的要求,敞篷跑车车顶在展开状态应基本具备轿车车顶的密封性,开启和闭合应具有安全性和稳定性。
CN1293122A公开了一种车辆的可收缩硬顶,其包括上部车顶部分和后部车顶部分,二者通过连杆组件连接。当车顶处于收起位置时,上部车顶部分可以滑入到后部车顶部分中并一起收入到车辆后面的容纳空间内。该专利文献没有涉及在车顶闭合和收起时车辆的密封结构。
CN2880565Y公开了一种敞篷车的折合式硬顶,该硬顶包括底座、连接在底座前端的第一连杆、连接在底座后端的第二连杆、以及连接在第一连杆和第二连杆之间的第三连杆。第二连杆包括后固定杆以及与后固定杆连接的前固定杆。操作时,通过液压缸驱动各个连杆动作,使车顶部分在展开闭合到车顶上的展开位置和折叠收起到车顶容纳空间内的收起位置之间运动。该专利文献同样没有涉及密封结构,因此在车顶收起或者展开时将影响车辆的美观、空气动力学和密封要求。
CN1750952A公开了一种可收起的顶盖装置和配有这种装置的车辆,其包括一个后盖结构,该后盖结构包括后翻盖和位于后翻盖两侧的侧翻盖。当车顶在展开位置和收起位置之间移动时,该后盖结构可以移动以允许车顶及其导向装置通过,并且在车顶移动之后处于展开位置或者收起位置时,该后盖结构能够为车辆提供密封结构。在该专利文献中,后盖结构与车顶的运动联动。具体而言,在车顶运动时,从主摆臂上伸出的摆臂拨动杆拨动主轴上的凸轮转动,通过L形操纵杆驱动后翻盖移动。在主摆臂运动到一定位置时,所述摆臂拨动杆与套在主轴上的拉丝滑轮发生干涉,带动该拉丝滑轮转动,拉丝滑轮拉动拉丝,使拉丝的另一端拉动旋转轴套旋转,进而带动两侧翻盖打开和闭合。这种结构容易造成各部件运动起点不一致以及拉丝脱轨的现象,从而导致一系列破坏性结果,如后翻盖断裂,车顶暂停无法继续运动等,并且其结构的复杂性对加工和装配的精度提出了更高的要求。此外,后盖结构与车顶的运动联动,二者之间的配合关系不容易调整,操作不稳定。
发明内容
本发明的目的提供一种改进的车顶翻转装置,该装置不仅结构简单而且车顶与大翻板之间的联动配合关系容易调整,从而提高了操作的可靠性和稳定性。
为解决上述技术问题,根据本发明的一种实施方式,提供一种车顶翻转装置,该装置包括主摆臂、大翻板、小翻板、行李箱盖、主轴,所述主摆臂围绕所述主轴转动以驱动车顶在展开位置和收起位置之间运动,所述大翻板能够打开为车顶的通过提供让位空间,并且能够关闭为车顶和行李箱盖之间的间隙提供密封。所述车顶翻转装置还包括调节臂、主动臂和连接臂,所述调节臂与从所述主摆臂的一端横向延伸的摆臂拨动杆连接,由摆臂拨动杆驱动以围绕所述主轴转动;所述调节臂上具有与所述主动臂接合或者分离的突出齿,以驱动所述主动臂围绕所述主轴转动;所述连接臂连接在所述主动臂与所述大翻板之间,以驱动所述大翻板打开或者关闭;所述小翻板设置在所述行李箱盖上,能够在位于行李箱盖两侧的打开位置与贴附于行李箱盖下侧的关闭位置之间活动。
根据本发明的另一种实施方式,还提供一种车顶翻转装置的操作方法,该方法包括使车顶在展开位置和收起位置之间移动,其中:
使车顶从展开位置移动到收起位置的操作过程包括如下步骤:
(a1)将行李箱盖向后打开;
(a2)通过所述小翻板的驱动电机将小翻板从位于行李箱盖下侧的关闭位置移动到位于行李箱盖两侧的打开位置;
(a3)通过主摆臂驱动车顶向后翻转,当由主摆臂驱动的调节臂上的突出齿与主动臂接合时,克服复位弹簧的弹性力驱动主动臂转动,从而通过连接臂将大翻板向上打开,为车顶通过提供让位;
(a4)当车顶完全收起到行李箱中之后,将行李箱盖向前关闭并联动驱动回位臂,使回位臂与主动臂上的凸轮接合,克服复位弹簧的弹性力驱动主动臂继续转动,从而通过连接臂将大翻板向下闭合;
(a5)当行李箱盖关闭时,大翻板闭合在行李箱盖的前侧,小翻板闭合在大翻板的两侧;
使车顶从收起位置移动到展开位置的操作过程包括如下步骤:
(b1)将行李箱盖向后打开并联动驱动回位臂与主动臂上的凸轮分离,通过所述复位弹簧的弹性力驱动所述主动臂反转,从而通过所述连接臂打开所述大翻板,为车顶通过提供让位;
(b2)通过主摆臂驱动车顶向前展开,通过所述复位弹簧的弹性力驱动所述主动臂继续反转,从而通过所述连接臂关闭所述大翻板;
(b3)通过所述小翻板的驱动电机将小翻板从位于行李箱盖两侧的打开位置移动到位于行李箱盖下侧的关闭位置;
(b4)当车顶完全处于展开位置之后,将行李箱盖向前关闭并联动驱动回位臂回到原始位置;
(b5)当行李箱盖关闭时,大翻板闭合在行李箱盖的前侧,小翻板收纳在行李箱盖的下侧。
在上述车顶翻转装置及其操作方法中,通过摆臂拨动杆、调节臂和连接臂,可以方便地实现大翻板与主摆臂之间的联动。此外,由于调节臂的调节功能,所述大翻板与主摆臂之间的联动配合关系容易调整,从而提高了该装置的工作可靠性和稳定性。并且,由于将小翻板设置在行李箱盖上,可以简化整个装置的结构及其操作。
附图说明
图1是根据本发明一种实施方式的车顶翻转装置的示意性立体图。
图2是图1中车顶翻转装置的调节臂部分的示意性立体图。
图3是根据本发明一种实施方式的小翻板部分的示意性透视图。
图4是根据本发明一种实施方式的小翻板驱动部分的示意性透视图。
图5a至图5e是图1中所示装置的侧视图,表示了该装置的操作过程。
图6是表示车顶从展开位置运动到收起位置的过程的示意图。
图7是表示车顶从收起位置运动到展开位置的过程的示意图。
附图标记说明
1主摆臂 8突出齿 15铰链机构
2大翻板 9调节螺栓 16驱动电机
3主轴 10长孔 17软轴
4调节臂 11凸轮 18齿轮
5主动臂 12回位臂 19铰链座
6连接臂 13小翻板 20铰链轴
7摆臂拨动杆 14行李箱盖 21连杆
具体实施方式
在本发明中,车顶通常包括相互铰接的顶棚及后风窗两个部分。车顶具有展开位置和收起位置。在展开位置,车顶支撑在车架上,覆盖由驾驶位和全部乘客位形成的驾驶室,实现普通轿车功能。在收起位置,车顶向车辆的后方折叠并收纳到车辆后部的收起空间内,通常为车辆后部的行李箱中,从而暴露驾驶室,使用敞篷车功能。
如图1和图2所示,根据本发明的一种实施方式,提供一种车顶翻转装置,该装置主要包括主摆臂1、大翻板2、小翻板13、行李箱盖14(见图6和图7)、主轴3,所述主摆臂1围绕所述主轴3转动以驱动车顶在展开位置和收起位置之间运动,所述大翻板2能够打开为车顶的通过提供让位空间,并且能够关闭为车顶和行李箱盖之间的间隙提供密封。所述车顶翻转装置还包括调节臂4、主动臂5和连接臂6,所述调节臂4与从所述主摆臂1的一端横向延伸的摆臂拨动杆7连接,由摆臂拨动杆7驱动以围绕所述主轴3转动;所述调节臂4上具有与所述主动臂5接合或者分离的突出齿8,以驱动所述主动臂5围绕所述主轴3转动;所述连接臂6连接在所述主动臂5与所述大翻板2之间,以驱动所述大翻板2打开或者关闭。所述小翻板13设置在所述行李箱盖14上,能够在位于行李箱盖14两侧的打开位置与贴附于行李箱盖14下侧的关闭位置之间活动。
主摆臂1通常由液压缸、气压缸或者电机等主驱动装置驱动以围绕所述主轴3转动,从而可以驱动车顶在展开位置和收起位置之间运动。在展开位置时,车顶覆盖在车体上,实现普通轿车功能。在收起位置,车顶通常收纳到车辆后部的行李箱中,实现跑车功能。行李箱盖可以从前向后打开,以便将车辆的车顶收容到行李箱中。行李箱盖也可以如同常规的行李箱盖从后向前打开,用于在行李箱中存放物品。
大翻板2具有打开位置和关闭位置。当处于打开位置(图中所示为大致垂直位置)时,其能够为车顶的通过提供让位空间,即使得车顶能够在展开位置和收起位置之间顺利通过。当处于关闭位置(图中所示为大致水平位置)时,其能够为车顶和行李箱盖之间的间隙提供密封,改善车辆的外观、空气动力学和密封性能。
大翻板2的运动通常与车顶的运动联动。具体而言,主摆臂1具有从其一端横向延伸的摆臂拨动杆7,该摆臂拨动杆7与调节臂4连接。在主摆臂1摆动以驱动车顶运动时,摆臂拨动杆7将驱动调节臂4围绕主轴3转动。调节臂4上具有与主动臂5接合或者分离的突出齿8,从而调节臂4的转动将驱动主动臂5围绕主轴3转动。在主动臂5与大翻板2之间连接有L形的连接臂6,从而主动臂5的转动将通过连接臂6带动大翻板2打开或者关闭。
根据本发明的一种实施方式,调节臂4通过调节机构与摆臂拨动杆7连接,用于调节所述调节臂4相对于所述摆臂拨动杆7的位置,即调节所述调节臂4上的突出齿8与主摆臂1之间的相位。
如图2所示,调节机构可以包括调节螺栓9和形成于所述调节臂4中的长孔10。摆臂拨动杆7的末端插入该长孔10内并由拧入该长孔10内的所述调节螺栓9加以固定和调节位置。通过拧入或者拧出调节螺栓9,可以使摆臂拨动杆7的末端在长孔10内上下移动,从而方便地实现调节臂4上的突出齿8相对于主摆臂1的相位,即围绕主轴2的角度位置。
根据本发明的一种实施方式,所述小翻板13可以由单独的小翻板驱动装置驱动。
如图3和图4所示,所述小翻板驱动装置可以包括安装在所述行李箱盖14上的铰链机构15和驱动电机16,所述铰链机构15用于将所述小翻板13可转动地连接在所述行李箱盖14上,所述驱动电机16用于通过所述铰链机构15驱动所述小翻板14相对于所述行李箱盖14转动。
作为一种优选实施方式,所述铰链机构15可以包括:固定在所述行李箱盖14上的铰链座19;可转动地安装在所述铰链座19上的铰链轴20;一端连接于所述铰链轴20、另一端连接于所述小翻板13的连杆21;安装在所述铰链轴20上的齿轮18;以及与所述齿轮18啮合的软轴17,该软轴17由所述驱动电机16驱动往复移动,驱动所述齿轮18转动,从而通过所述连杆21带动所述小翻板13相对于所述行李箱盖14转动。连杆21优选与小翻板13整体形成。
在所述行李箱盖14的两侧可以分别设置所述小翻板13和小翻板驱动装置,所述小翻板驱动装置优选共用一个所述驱动电机16,也可以各自使用一个驱动电机。
如图5a至图5e所示,根据本发明的一种实施方式,主动臂5上具有径向延伸的凸轮11。本发明还包括与所述主动臂5连接的复位弹簧(未图示),以及与所述主动臂5上的凸轮11接合或者分离的回位臂12。该复位弹簧趋向于使主动臂5保持在图5a至图5c所示的位置,此时大翻板2处于关闭位置。
所述回位臂12可以与所述行李箱盖14联动,例如通过拉丝或者波顿索(例如自行车用制动缆索)。通常,在行李箱盖关闭时,回位臂12处于原始位置(图5a所示);当行李箱盖打开时,回位臂12处于工作位置(图5b所示)。作为一种实施方式,当行李箱盖打开时,可以通过拉丝将回位臂12从原始位置(图5a)拉动到工作位置(图5b);当行李箱盖关闭时,回位臂12可以通过其自身的回位弹簧(未显示)从工作位置运动到原始位置,作为选择也可以由行李箱盖通过拉丝来拉动,本发明对此不作限制。
为了区分,如上所述,在本发明中将用于所述主动臂5的弹簧称之为“复位弹簧”,而将用于所述回位臂12的弹簧称之为“回位弹簧”。
在通过主摆臂1驱动车顶从展开位置向收起位置运动之前,首先需要打开行李箱盖,从而使回位臂12从图5a中所示的原始位置移动到图5b中所示的工作位置,例如通过拉丝与行李箱盖联动。
之后,在通过主摆臂1驱动车顶从展开位置向收起位置运动的过程中,当主摆臂1带动调节臂4转动到预定位置(该位置可以通过上述的调节机构进行调节)之后,所述调节臂4上的突出齿8开始与所述主动臂5接合,克服所述复位弹簧的弹性力以驱动所述主动臂5转动(图中为逆时针方向),从而通过所述连接臂6打开所述大翻板2,如图5d所示。
在车顶收纳到行李箱中之后,当关闭所述行李箱盖14时,所述回位臂12将从工作位置向原始位置运动,从而与所述凸轮11接合,克服所述主动臂5的复位弹簧的弹性力以驱动所述主动臂5继续转动,从而通过所述连接臂6关闭所述大翻板2,如图5e所示。
当需要将收纳在行李箱中的车顶展开而打开所述行李箱盖14时,所述回位臂12可以从原始位置返回到工作位置,从而与所述主动臂5上的凸轮11分离。所述主动臂5则可以通过其复位弹簧的作用而反转(顺时针方向),从而通过所述连接臂6打开所述大翻板2。
在所述主摆臂1驱动车顶从收起位置向展开位置运动的过程中,随着带有突出齿8的调节臂4的反转,突出齿8将不再对主动臂5主动施加作用力,因此所述主动臂5将通过所述复位弹簧的弹性力的驱动而继续反转,从而通过所述连接臂6关闭所述大翻板2。
下面将结合图5a至图5e以及图6对本发明的车顶翻转装置从展开位置到收起位置的运动过程进行详细描述。
图5a所示为车顶处于展开位置的状态。为了将车顶从展开位置运动到收起位置,首先需要打开行李箱盖14,如图6中的步骤1,以便车顶能够收纳于行李箱中。在打开行李箱盖14的过程中,可以通过拉丝等联动部件驱动回位臂12反转,反转后的位置如图5b所示。
如图6中的步骤2所示,在行李箱盖14向后打开的过程中,或者在行李箱盖14向后打开到终止位置之后,可以通过小翻板13的驱动电机16将小翻板13从位于行李箱盖14下侧的关闭位置移动到位于行李箱盖14两侧的打开位置。
可以在行李箱盖向后翻转的同时或者在向后翻转之后,可以启动液压缸或者气压缸等驱动装置以驱动主摆臂1围绕主轴3转动,使车顶折叠。在主摆臂1的摆动过程中,摆臂插入到调节臂4的长孔10内的拨动杆7将带动调节臂4逆时针转动。当调节臂4转动到图5c所示的位置之后,调节臂4上的突出齿8将与主动臂5的相应结构接合以带动主动臂5同步转动,在此之前突出齿8与主动臂5是分离的。也就是说,在主摆臂1从图5b所示的大致水平位置运动到图5c所示的大致垂直位置的过程中,调节臂4并不驱动主动臂5转动,大翻板2仍然处于关闭状态。随着主摆臂1的继续摆动,调节臂4上的突出齿8将与主动臂5接合以克服复位弹簧的弹性力带动主动臂5逆时针转动,从而通过连接臂6带动大翻板2从关闭状态运动到打开状态,如图6中的步骤3和4所示,以便折叠的车顶能够顺利地收纳到行李箱内。车顶完全收起到行李箱内的状态如图5d所示,即主摆臂1基本处于下侧的水平位置。
如图5d和图5e以及图6中的步骤5所示,当主摆臂1运动到终点之后,车顶收起到行李箱中。之后,需要将行李箱盖14关闭。在行李箱盖14的关闭过程中,可通过回位弹簧的作用驱动回位臂12从原始位置向工作位置移动。回位臂12与主动臂5上的凸轮11接合,克服所述复位弹簧的弹性力驱动主动臂5继续转动,从而通过连接臂6将大翻板2向下闭合。当行李箱盖关闭之后,大翻板闭合在行李箱盖的前侧,小翻板闭合在大翻板的两侧,为行李箱盖14前部及两侧的间隙提供密封,完成车顶的收起操作。
反之,在车顶从收起位置向展开位置展开时,按照图7以及图5e至图5a的顺序执行相反的操作。下面对该操作过程作进一步说明。
为了让车顶从行李箱中展出,首先需要将行李箱盖14向后打开,带动回位臂12从图5e所示的位置返回到图5d所示的位置。此时,由于失去了回位臂12的推力,主动臂5将在其复位弹簧的弹性力的作用下回位,即按照顺时针的方向转动,从而通过连接臂6将大翻板2打开到图5d所示的位置,为车顶从行李箱中展出提供让位空间。此过程如图7中的步骤1所示。
然后,通过驱动装置驱动主摆臂1朝顺时针方向摆动,将车顶从行李箱内展出。在此过程中,摆臂拨动杆7将带动调节臂4与主摆臂1同步转动。由于缺少了调节臂4的推动作用,主动臂5将在其复位弹簧的作用下反向转动,同时保持与调节臂4上的齿形结构相接合,即主动臂5围绕顺时针方向转动,通过连接臂6带动大翻板2返回到关闭位置,如图5c所示。
之后,主摆臂1继续顺时针转动,完成车顶的展出过程。在车顶完全闭合到车体上之后,关闭行李箱盖14。在行李箱盖14关闭过程中或者开始关闭操作之前,通过小翻板的驱动电机将小翻板13从位于行李箱盖14两侧的打开位置移动到位于行李箱盖14下侧的关闭位置。同时,在行李箱盖14关闭过程中,使回位臂12转动到图5a所示的原始位置,最终完成车顶展开的全部过程。
另外,如图2所示,通过调节摆臂拨动杆7的末端在调节臂4的长孔10中的位置,可以方便地调节所述调节臂4上的突出齿8与主摆臂1之间的相位,从而可以调整和协调主摆臂1与大翻板2之间的联动关系,保证整个装置的工作协调性和可靠性。
尽管已经参照其具体实施方式详细描述了本发明,但本领域技术人员将会理解,在不背离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下,可以对上述实施方式进行各种修改或改变。
Claims (15)
1.一种车顶翻转装置,该装置包括主摆臂(1)、大翻板(2)、小翻板(13)、行李箱盖(14)、主轴(3),所述主摆臂(1)围绕所述主轴(3)转动以驱动车顶在展开位置和收起位置之间运动,所述大翻板(2)能够打开为车顶的通过提供让位空间,并且能够关闭为车顶和行李箱盖(14)之间的间隙提供密封,其特征在于:
所述车顶翻转装置还包括调节臂(4)、主动臂(5)和连接臂(6),所述调节臂(4)与从所述主摆臂(1)的一端横向延伸的摆臂拨动杆(7)连接,由摆臂拨动杆(7)驱动以围绕所述主轴(3)转动;所述调节臂(4)上具有与所述主动臂(5)接合或者分离的突出齿(8),以驱动所述主动臂(5)围绕所述主轴(3)转动;所述连接臂(6)连接在所述主动臂(5)与所述大翻板(2)之间,以驱动所述大翻板(2)打开或者关闭;
所述小翻板(13)设置在所述行李箱盖(14)上,能够在位于行李箱盖(14)两侧的打开位置与贴附于行李箱盖(14)下侧的关闭位置之间活动。
2.根据权利要求1所述的车顶翻转装置,其特征在于,所述调节臂(4)通过调节机构与所述摆臂拨动杆(7)连接,用于调节所述调节臂(4)相对于所述摆臂拨动杆(7)的位置。
3.根据权利要求2所述的车顶翻转装置,其特征在于,所述调节机构包括调节螺栓(9)和形成于所述调节臂(4)中的长孔(10),所述摆臂拨动杆(7)的末端插入该长孔(10)内并由拧入该长孔(10)内的所述调节螺栓(9)固定和调节位置。
4.根据权利要求1所述的车顶翻转装置,其特征在于:所述主摆臂(1)由主驱动装置驱动。
5.根据权利要求4所述的车顶翻转装置,其特征在于:所述主驱动装置包括液压缸、气压缸或者电机。
6.根据权利要求1所述的车顶翻转装置,其特征在于:所述小翻板(13)由小翻板驱动装置驱动。
7.根据权利要求6所述的车顶翻转装置,其特征在于:所述小翻板驱动装置包括安装在所述行李箱盖(14)上的铰链机构(15)和驱动电机(16),所述铰链机构(15)用于将所述小翻板(13)可转动地连接在所述行李箱盖(14)上,所述驱动电机(16)用于通过所述铰链机构(15)驱动所述小翻板(14)相对于所述行李箱盖(14)转动。
8.根据权利要求7所述的车顶翻转装置,其特征在于:所述铰链机构(15)包括:
固定在所述行李箱盖(14)上的铰链座(19);
可转动地安装在所述铰链座(19)上的铰链轴(20);
一端连接于所述铰链轴(20)、另一端连接于所述小翻板(13)的连杆(21);
安装在所述铰链轴(20)上的齿轮(18);以及
与所述齿轮(18)啮合的软轴(17),该软轴(17)由所述驱动电机(16)驱动往复移动,驱动所述齿轮(18)转动,从而通过所述连杆(21)带动所述小翻板(13)相对于所述行李箱盖(14)转动。
9.根据权利要求8所述的车顶翻转装置,其特征在于:在所述行李箱盖(14)的两侧分别设置有所述小翻板(13)和小翻板驱动装置,所述小翻板驱动装置共用一个所述驱动电机(16)。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的车顶翻转装置,其特征在于,该装置还包括与所述主动臂(5)连接的复位弹簧。
11.根据权利要求10所述的车顶翻转装置,其特征在于,在所述主摆臂(1)驱动车顶从展开位置向收起位置运动的过程中,所述调节臂(4)上的突出齿(8)与所述主动臂(5)接合,克服所述复位弹簧的弹性力以驱动所述主动臂(5)转动,从而通过所述连接臂(6)打开所述大翻板(2)。
12.根据权利要求11所述的车顶翻转装置,其特征在于,该装置还包括与所述主动臂(5)上的凸轮(11)接合或者分离的回位臂(12),在车顶收纳到行李箱中之后,所述回位臂(12)与所述凸轮(11)接合,克服所述复位弹簧的弹性力以驱动所述主动臂(5)继续转动,从而通过所述连接臂(6)关闭所述大翻板(2)。
13.根据权利要求12所述的车顶翻转装置,其特征在于,所述回位臂(12)与所述行李箱盖(14)联动。
14.根据权利要求13所述的车顶翻转装置,其特征在于,所述回位臂(12)通过拉丝与所述行李箱盖(14)联动。
15.根据权利要求14所述的车顶翻转装置,其特征在于,在车顶收纳到行李箱中之后,当关闭所述行李箱盖(14)时,所述回位臂(12)与所述凸轮(11)接合,克服所述复位弹簧的弹性力以驱动所述主动臂(5)继续转动,从而通过所述连接臂(6)关闭所述大翻板(2)。
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2009
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