CN102209463B - 用于集运车前栏板的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连接至机架(102)的前栏板(148)组件,该前栏板(148)组件包括固定门(218)和可移动门(220),所述固定门(218)枢转连接至框架(102),所述可移动门(220)设置成可滑动地与固定门(218)接合。线性致动器(226)经由第一销接头(232)和第二销接头(234)将可移动门(220)枢转连接至框架(102)。当前栏板(148)组件处于工作位置时,线性致动器(226)选择性地相对于固定门(218)伸出和缩回可移动门(220)。当前栏板(148)组件处于维护位置时,线性致动器(226)还设置成选择性地相对于框架(102)倾斜前栏板(148)组件。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种运载负荷的机器/机械,更具体地说,涉及木材集运车。
背景技术
在林业产业中,通常树木在森林中被砍伐,然后拖运至中央收集点以供进一步处理。一种用于装载和运输木材的机器典型地被称为木材集运车,或简称集运车。集运车典型地包括车架,该车架可以是整体式的,或是在一处或多处铰接的。操作员室安装在车架的一部分之上,而发动机或其它原动机给集运车提供驱动动力和工作动力。集运车还包括有效负载部分,该有效负载部分可容纳不同长度的木材堆放在它上面以供运输。这些木材可借助关节臂或在其一端设有抓斗的起重臂,而被装载至有效负载部分之上。在工作期间,操作员可控制起重臂的动作,以使抓斗位于先前已被切割的木材上方。抓斗可咬住木材,使得起重臂可将它们堆放至有效负载部分之上。
集运车的一个示例可见于美国专利6,558,105号(简称’105专利),该专利授权于2008年5月6日,并转让给伊利诺伊州Peoria市的卡特彼勒公司。’105专利描述的集运车包括命名为“负载门”的结构。该负载门是一个在集运车的有效负载部分和操作员室之间延伸的结构。负载门用于保护操作员室在运输期间免受木材移动的影响,也用于在装载期间将木材排列至有效负载部分之上。在通过参考而结合到本说明书中的’105专利中可见,集运车的有效负载部分包括一系列承枕,所述承枕是从集运车的车架水平地和垂直地延伸出去的结构,该结构限定了有效负载舱。有效负载舱容纳了可装载至集运车之上的木材。
集运车的起重臂典型地借助液压致动器操作,并具有宽阔的运动范围。因此,将起重臂连接至集运车车架的连接点或基座通常会包括大量运动部件和液压软管。负载门典型地设在邻近起重臂基座处,从而保护位于或围绕基座的各机器部件免受有效负载的损害或干涉。负载门的这种布置对于防止对部件或对起重臂连接的损害是有必要的,但也会在维护期间限制对这些部件的接近。此外,负载门会在集运车的装载和卸载期间降低有效负载舱的能见度。
发明内容
本发明的一个方面描述了具有框架的机器,该机器包括有效负载部分、操作员室以及起重机,该起重机设置在基座上,该基座连接至有效负载部分和操作员室之间的框架。机器包括前栏板组件,该前栏板组件连接至框架,并设在基座和有效负载部分之间。前栏板组件包括固定门和可移动门,所述固定门枢转连接至框架,所述可移动门设置成可滑动地与固定门接合。线性致动器经由第一和第二销接头将可移动门枢转连接至框架。当前栏板组件处于工作位置时,线性致动器选择性地相对于固定门伸出和缩回可移动门。当前栏板组件处于维护位置时,线性致动器还设置成选择性地相对于框架倾斜前栏板组件。
另一方面,本发明描述了用于木材集运机器的前栏板组件,所述木材集运机器具有铰接式框架。铰接式框架包括在销接头处互相连接的发动机部分和有效负载部分。木材集运机器还包括基座和起重机,所述基座在紧邻销接头处连接至铰接式框架的有效负载部分,所述起重机连接至基座。前栏板组件连接至铰接式框架的有效负载部分,且包括固定门和可移动门,所述固定门枢转连接至铰接式框架,所述可移动门可滑动地连接至固定门。前栏板组件还包括线性致动器,该线性致动器在第一销接头处枢转连接至可移动门,并在第二销接头处枢转连接至铰接式框架。当前栏板组件处于工作位置时,线性致动器设置成选择性地相对于固定门伸出和缩回可移动门,当前栏板组件处于维护位置时,线性致动器还设置成选择性地相对于铰接式框架倾斜前栏板组件。
再一方面,本发明提供一种操作具有前栏板组件的木材集运车的方法。该方法包括提供线性致动器,该线性致动器在第一销接头处与可移动门连接,在第二销接头处与基座枢转连接。当借助线性致动器将力施加于前栏板组件时,力臂用于相对于铰接式框架转动前栏板组件。当前栏板组件处于工作位置时,前栏板组件相对于铰接式框架的枢转运动受限。当前栏板组件处于工作位置时,可移动门通过伸长线性致动器而相对于固定门伸出,并在线性致动器缩回时缩回。
附图说明
图1和图2是根据本发明的木材集运车的从不同角度观察的轮廓图。
图3是根据本发明的前栏板组件的轮廓图,图示的前栏板组件从图1和图2所示的木材集运车上卸下。
图4是根据本发明的稳定组件的剖视图。
图5是根据本发明的前栏板处于工作位置的局部轮廓图。
图6是根据本发明前栏板处于维护位置的局部轮廓图。
具体实施方式
本发明涉及木材集运车的负载门或前栏板,该负载门或前栏板可在工作期间改善操作员对有效负载的能见度,也可在维护期间允许更好地接近集运车的各系统和部件。本发明描述的前栏板装置可通过利用一个致动器来实现这些目标,该致动器既可操作用于调整前栏板的高度,也可用于将前栏板相对于集运车的框架倾斜。值得注意的是,尽管该装置连同集运车一起示出,在此披露的该装置在各种其他类型的机器上也具有普遍的适用性。
术语“机器”可以指执行与某一行业相关的某些类型操作的任何机器,该行业例如矿业、建筑业、农业、运输业或本领域中已知的任何其他行业。例如,该机器可以是土方机器,如轮式装载机、挖掘机、自卸车、反铲挖土机、平地机、物料装卸机或类似机器。此外,一种器具可与该机器相连接。这种器具可用于多种任务,包括,如:装载、压实、起吊、刷光,以及包括,如:铲斗、压实机、叉式起重设备、刷子、抓斗、切割机、剪床、平铲、破碎机/锤、钻机,等等。
机器100从不同角度的两个轮廓图示于图1和图2。图1是机器100的侧视图,图2是从后部看的四分之三视图。在图1和图2所示中,机器100是一台集运车101。在一个实施例中,集运车101包括铰接式框架102,该铰接式框架102具有在枢轴关节108处互相连接的发动机框架部分104和有效负载框架部分106。在可供选择的实施例中,框架102可以是在其各部分之间没有铰接连接的刚性框架,或可选地,具有多于一个铰接接合点,所述铰接接合点将三个或更多个框架部分互相连接起来。在图示的实施例中,发动机框架部分104包括位于发动机罩110下的发动机和操作员室112。发动机框架部分104和有效负载框架部分106的每一个都包括四个从动轮114,共有八个从动轮114。所述八个从动轮114成对布置,每一对布置于串联传动梁116上。四个这样的串联传动梁116包含于集运车101,从而在穿越粗糙和/或不平坦地形时提供充足的牵引力和稳定性。
图示实施例中的集运车101包括静液压泵(未示出),该静液压泵连接至发动机并向各系统提供液压动力,但也可采用其他类型的驱动系统。例如,采用电气或机械动力的驱动系统可用于驱动从动轮114。在图示实施例中,集运车101的驱动系统包括静液压马达(未示出),该静液压马达连接至变速器或另一类型的传动装置(未示出),该变速器或另一类型的传动装置具有可机械推动每个从动轮114的动力传动系统。每个从动轮114由轮轴组件115提供动力,该轮轴组件115可包括行星齿轮装置。静液压致动器也用于驱动起重臂或起重机118。图示实施例中的起重机118包括三个活动臂120,所述活动臂120在它们各自的末端互相枢转连接,并设置成利用一个或多个液压缸122相对于彼此转动。
抓斗组件124连接在起重机118的一端126处。在另一端128,起重机118经由基座130连接至集运车101的框架102。基座130可包括铰接式框架102的局部,并包括或装有各种机器部件,如液压缸132,该液压缸132可直接地或经由另一装置——如齿轮齿条——转动起重机118。液压软管134连接至一个或多个液压缸122和抓斗组件124的致动器。在工作期间,起重机118相对于集运车101移动以定位抓斗组件124,使得木材可被咬住并装载至集运车101的有效负载框架部分106之上。
在图示实施例中,四个承枕142沿着有效负载框架部分106布置,并从沿有效负载框架部分106的长度方向邻近基座130的部分延伸出来。四个承枕142的每一个都具有扁平的Y状,其具有从集运车101的纵向中心线C水平延伸出的臂144和一对向上延伸的柱146。当木材或其它细长的货物装载于集运车101上时,四个承枕142设置成将货物拦住并排列在有效负载框架部分106之上或越过有效负载框架部分106,并处于每一对柱146之间的空间内。
前栏板148连接至有效负载框架部分106,并在大体垂直的方向上从铰接式框架102延伸出去。前栏板148提供缓冲器或限止器,该缓冲器或限止器保护基座130和起重机118免受装载于集运车101上的木材的碰撞,前栏板148也提供一个表面,该表面供操作员用来“撞击”并对齐所装载的木材。在一个实施例中,前栏板148是多种部件的集成。如图所示,前栏板148在基座130和框架102的有效负载区域之间沿框架102设置。
前栏板148的轮廓图在图3中示出。在图3所示中,为清晰起见,前栏板148显示为已从集运车101上卸下。前栏板148包括主体部分202,该主体部分202以两个销204铰链连接至集运车101的有效负载框架部分106,有效负载框架部分106的一个局部以剖视图示出,所述两个销204沿着单一枢转轴线206同轴横置。如本发明所披露,主体部分202包括两个具有大体为C形的剖面的轨道或沟槽208。沟槽208从主体部分202的水平轨道210垂直延伸出去,并限定了前栏板148的最外边界。沟槽208互相平行地延伸,且其开口侧互相面对,使得它们与水平轨道210形成框架212。框架212在一侧开放,并当前栏板148处于工作位置时,相对于集运车101的纵向中心线C大体垂直地延伸。
框架212包封固定门218和可移动门220。固定门218与沟槽208刚性地互相连接,并包括多个或一系列条栅222,所述条栅222贯穿沟槽208之间的区域。在图示的实施例中,条栅222互相平行、且平行于沟槽208地延伸,从而形成保护屏障。条栅222之间的间距对于提供透过前栏板148的能见度来说足够宽,而对于拦阻任何木材或其它有效负载以免在条栅222之间通过来说足够窄。条栅222的类似布置形成在可移动门220上。可移动门220包括门框224,该门框224可滑动地设在主体部分202的框架212内。在一个实施例中,门框224可滑动地接合于沟槽208的对置开口内——所述沟槽208被图示为具有C形剖面——使得门框224可至少局部地在框架212内相对于主体部分202移动。
在一个实施例中,门框224借助于线性致动器来相对于主体部分202的框架212伸出或缩回,所述线性致动器在图示的实施例中是液压致动器226。液压制动器226包括活塞缸筒228,该活塞缸筒228包括连接至致动器臂230的活塞(未示出)。当在活塞一侧提供加压流体时,致动器臂230设置成相对于活塞缸筒228移动。第一销接头232可转动地将致动器臂230的一端与门框224连接。第二销接头234可转动地将活塞缸筒228的另一端与集运车101的有效负载框架部分106连接,为清晰起见在图中示出有效负载框架部分106的一部分。第一销接头232和第二销接头234提供了液压致动器226相对于集运车101和前栏板148的枢转运动的自由度。可以看出,沿着中心线C的方向,在枢转轴线206和第二销接头234之间限定了间距D。当绕着单一枢转轴线206旋转前栏板148时,该间距D作为力臂。
可移动门220的门框224还包括两个止动销孔240(仅一个可见),所述止动销孔240横向延伸穿过门框224。类似地,固定门218的框架212形成有两个附加的止动销孔242(仅一个可见)。这两个附加的止动销孔242分别沿着一个沟槽208布置。当可移动门220处于收起或缩回位置时,在门框224内的两个止动销孔240与沟槽208内的两个附加止动销孔242对准。尽管图示出两组销孔,但也可采用一组或多于两组孔。此外,图示的销孔组的位置也可改变,只要当可移动门220相对于固定门218处于任意伸出或缩回位置时,可移动门220内的任一止动销孔可与固定门218内的对应销孔对准即可。
前栏板148还包括连接在主体部分202和框架102之间的两个稳定销装置238。通过所述两个稳定销装置238之一的剖视图在图4中示出。稳定销装置238包括套管302,该套管302刚性连接至前栏板148的主体部分202。套管302形成有包含垫圈306的缸筒304,所述垫圈306形成有开孔308。垫圈306刚性连接至套管302,并由此连接至前栏板148的主体部分202。细长圆柱杆310伸入套管302的缸筒304并穿过垫圈306内形成的开孔308。该细长圆柱杆301在其一端处连接至凸缘312。该凸缘312形成有销孔314,所述销孔314通过延伸穿过它的销316铰链连接至集运车的框架102。
细长圆柱杆310的另一端利用“浮动”连接装置317连接至垫圈306。该浮动连接装置317是一种允许相互连接的构件之间有限相对运动的机器联接。在此实施例中,稳定销装置238包括弹性元件,所述弹性元件可吸收撞击力,并能以双向的方式缓冲振动。
更具体地,图示实施例中将细长圆柱杆310连接至前栏板148的浮动连接装置317包括螺纹部分318,该螺纹部分318与紧固件或螺母320相接合。两组螺母320夹持至少两个垫环322,其中在垫圈306的任一侧至少设置有一个垫环322。垫环322将弹性元件或轴向弹簧324夹持在垫圈306的两侧,轴向弹簧324的一个例子就是图示的贝勒维尔垫圈(Bellevillewashers)。也可采用其它类型的弹性元件,例如,拉伸弹簧、橡胶垫环,等等。在图示的实施例中,套管302包括带有开孔328的次级垫圈326,该次级垫圈326在其中可滑动地与螺母320之一接合,从而在细长圆柱杆310和形成在套管302内的缸筒304之间提供轴向对准。
在工作期间,因集运车101的装载和卸载期间木材撞击前栏板148而施加给前栏板148的振动或推动力可被由两个稳定销装置238提供的相对运动所吸收和/或缓冲。更具体地,来自木材的撞击前栏板148的冲击载荷会在如图4所示的右向方向推动前栏板148。前栏板148的这种运动会压缩位于右侧的轴向弹簧324,所述轴向弹簧324会吸收一部分的撞击能量。当所施加的撞击停止后,前栏板148会固有地趋向于往相反方向弹回,即在图示中向左,由此使右侧的轴向弹簧324伸展并压缩了设置在垫圈306的另一侧或左侧的轴向弹簧324。
这种往复的运动可持续至轴向弹簧324所提供的反向力变为平衡为止。可选地,可通过在套管内附加阻尼器(未示出)来提供缓冲作用以减少前栏板148相对于框架102的运动。在这种可供选择的实施例中,例如,可在次级垫圈326和螺母320之一之间的接触面330处引入干涉或摩擦。可以想到,也可采用任何其它合适的缓冲方法。此外,尽管在图示实施例中采用了轴向弹簧,也可用任何其他适当的装置来在细长圆柱杆310和套管302之间提供弹性和/或缓冲作用。这种可选的装置包括橡胶垫环、压缩气体或液体弹簧/阻尼器,等等。
安装在集运车101上并处于工作位置的前栏板148的细部图示于图5。如在此所采用的,前栏板148的工作位置是使前栏板148相对于集运车101的框架102大体上垂直地延伸的位置。前栏板148处于工作位置时也可采取其它方向。当处于工作位置时,前栏板148在两个销204处和两个销316处连接至框架102,所述两个销316设于销孔314内,所述销孔314形成在两个稳定销装置238内。前栏板148也在第一销接头232处连接至液压致动器226。如前文所述,液压致动器226连接至框架102,且具体来说,在第二销接头234处连接至基座130。
当前栏板148处于具有上述销连接的工作位置时,液压致动器226的伸出使得门框224相对于前栏板148的主体结构向上延伸。类似地,液压致动器226的缩回使得门框224向下回缩入框架212。门框224的这种向上或向下的运动可由集运车101的操作员在往有效负载框架部分106装载或从有效负载框架部分106卸载货物时有选择地控制。例如,门框224可在集运车101轻载时缩回以给操作员提供更好的能见度,而在装载有较重或较大的负荷时伸出。
安装在集运车101上并处于维护位置的前栏板148的细部图示于图6。如在此所采用的,前栏板148的维护位置是使前栏板148相对于集运车101的框架102成一定角度地延伸。前栏板148在处于维护位置时也可采取其它方向,该方向意在在前栏板148和其他需要维护接近的机器部件或系统之间提供更大的空隙。当处于工作位置时,前栏板148在两个销204处连接至框架102。在前栏板148可从工作位置转变至维护位置之前,前栏板148和框架102之间在设置于销孔314内——所述销孔314在两个稳定销装置238内形成——的两个销316处的连接已通过从其各自的销孔314内移除两个销316而分开了。
在一个实施例中,从销孔314移除的两个销316可插入通过两个止动销孔240。当可移动门220处于完全缩回位置且两个止动销孔240与两个附加止动销孔242对准时,两个销316可被插入,使得每个销可分别穿过两个止动销孔240之一和与其对应的附加止动销孔242。由此,两个销316可用于将可移动门220锁定或不可滑动地接合至固定门218。液压致动器226在第一销接头232处至前栏板148的连接,以及在第二销接头234处至框架102的连接,在工作位置和维护位置之间均保持不变。
当处于维护位置时,单一枢转轴线206(见图3)和第二销接头234之间的间距D(见图3)作为力臂,在液压致动器226伸出或缩回时向前栏板148施加相对于框架102的转矩。这一转矩使得前栏板148转动离开起重机118的基座130,从而为维护技术人员接近设在基座130之下或靠近基座130的各机器部件提供空间。当液压致动器226缩回,而力臂在相反方向施加力矩以拉动前栏板148至垂直位置时,前栏板148可回至大体垂直的工作位置。当前栏板148回至大体直立的位置时,两个销316可从两个止动销孔240处移除,并放回形成在两个稳定销装置238内的销孔314内。这种限定将前栏板148可转动地固定至框架102,并松开可移动门220以使其再次可相对于固定门218滑动。工作位置和维护位置之间的转变,连同至每个位置的相关销连接,都可根据需要重复,而无需机器的任何部件的结构变化,除了两个销316需重新布置。在一个实施例中,承枕142的每一对柱146之间的间距都足够宽,以在前栏板148倾斜到维护位置时在柱之间容纳前栏板148。
工业适用性
本发明适用于具有随车起重机组件的机器,该随车起重机组件适于将有效负载装载至机器的框架的一部分之上。前栏板设置在框架的有效负载部分和起重机的基座之间。前栏板与线性致动器相联,该线性致动器可选择性地将框架的一部分伸出和缩回。当前栏板和框架之间的各种连接改变时,用于伸出或缩回框架的同一个线性致动器可用于选择性地将前栏板倾斜至维护位置。当处于维护位置,前栏板可倾斜离开各机器部件和系统,使得对这些部件和系统的维护接近得到改善。
可以看到,前述的说明提供了本发明的系统和技术的示例。然而,可以设想本发明的其它实施方案在细节上可能与前述例子不同。涉及本发明或其例子的所有说明都仅涉及所论述的具体例子,而不是总体上对本发明的范围的任何限制。所有关于某些特征的区分和贬低的语言都只是表示该特征不优选,但除非另外指出,否则不应将这些特征整个地排出本发明的范围。这里所描述的所有方法可在任何适合的顺序下执行,除非这里另有说明或者由上下文另有明确否定。
Claims (10)
1.一种具有框架(102)的机器(100),所述机器(100)包括有效负载部分、操作员室(112),以及设置在基座(130)上的起重机(118),所述基座(130)在所述有效负载部分和所述操作员室(112)之间连接至所述框架(102),所述机器(100)还包括:
前栏板(148)组件,所述前栏板(148)组件连接至所述框架(102),并设在所述基座(130)和所述有效负载部分之间,所述前栏板(148)组件包括:
固定门(218),所述固定门(218)枢转连接至所述框架(102),以及
可移动门(220),所述可移动门(220)设置成与所述固定门(218)可滑动地接合;以及
线性致动器(226),所述线性致动器(226)在第一销接头(232)处枢转连接至所述可移动门(220),且在第二销接头(234)处枢转连接至所述框架(102),所述线性致动器(226)设置成当所述前栏板(148)组件处于工作位置时选择性地相对于所述固定门(218)伸出和缩回所述可移动门(220),并设置成当所述前栏板(148)组件处于维护位置时选择性地相对于所述框架(102)倾斜所述前栏板(148)。
2.根据权利要求1所述的机器(100),其特征在于,还包括:
止动销孔(242),所述止动销孔(242)形成在所述固定门(218)内;
对应的止动销孔(240),所述止动销孔(240)形成在所述可移动门(220)内,且当所述可移动门(220)相对于所述固定门(218)位于一个预定位置时与所述止动销孔(242)对准;以及
止动销(316),所述止动销(316)设置在所述止动销孔(242)内,并延伸穿过对应的止动销孔(240),从而当所述前栏板(148)组件构造成在维护位置工作时可滑动地接合所述固定门(218)和所述可移动门(220)。
3.根据权利要求1或2所述的机器(100),其特征在于,还包括:
连接至所述固定门(218)的至少一个稳定装置;
在所述至少一个稳定装置的一端形成的至少一个销孔(314);
在所述框架(102)上形成的接收销孔(314);以及
止动销(316),所述止动销(316)设在所述至少一个销孔(314)中并延伸穿过所述接收销孔(314),使得当所述前栏板(148)组件构造成处于工作位置工作时将所述固定门(218)连接至所述框架(102)。
4.根据权利要求1或2所述的机器(100),其特征在于,其中所述前栏板(148)组件的所述固定门(218)还包括:
两个沟槽元件,所述两个沟槽元件具有C形剖面和各自的开口侧,所述两个沟槽元件设在所述固定门(218)的两侧,且各自的开口侧互相面对,从而部分地限定主体部分框架(212);
其中所述可移动门(220)的门框(224)设置成至少部分地在所述主体部分框架(212)内滑动。
5.根据权利要求4所述的机器(100),其特征在于,其中所述固定门(218)包括多个条栅(222),所述条栅(222)贯穿所述沟槽元件之间的区域。
6.根据权利要求1或2所述的机器(100),其特征在于,其中所述前栏板(148)组件在两个销(204)处枢转连接至所述框架(102),所述两个销(204)刚性连接至所述框架(102),并延伸穿过各自的在所述前栏板(148)组件内形成的销孔。
7.根据权利要求1或2所述的机器(100),其特征在于,其中所述线性致动器(226)是液压缸。
8.根据权利要求7所述的机器(100),其特征在于,其中所述液压缸包括:
缸筒(228)部分,所述缸筒(228)部分在所述第二销接头(234)处连接至所述框架(102)并形成所述缸筒(228);
活塞,所述活塞可滑动地设置成当所述活塞的一侧面对加压流体时在所述缸筒(228)内移动;
致动器臂(230),所述致动器臂(230)连接至所述活塞,并在所述第一销接头(232)处连接至所述可移动门(220)。
9.一种操作前述权利要求中任一项所述的机器(100)的方法,所述方法包括以下步骤:
提供力臂,所述力臂用于当所述线性致动器(226)对所述前栏板(148)组件施力时,相对于所述框架(102)旋转所述前栏板(148)组件;
当所述前栏板(148)组件处于工作位置时,限制所述前栏板(148)组件相对于所述框架(102)的枢转运动;
当所述前栏板(148)组件处于工作位置时,通过延伸所述线性致动器(226)使所述可移动门(220)相对于所述固定门(218)伸出;以及
当所述前栏板(148)组件处于工作位置时,通过缩回所述线性致动器(226)使所述可移动门(220)相对于所述固定门(218)缩回;
10.根据权利要求9所述的操作机器(100)的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
当从工作位置切换到维护位置时,释放所述前栏板(148)组件以提供相对于所述框架(102)的枢转运动;
当从工作位置切换到维护位置时,限制所述可移动门(220)相对于所述固定门(218)的滑动运动;
通过伸长所述线性致动器(226)并在所述力臂上施加力,使所述前栏板(148)组件相对于所述框架(102)在远离所述基座(130)的方向上倾斜;以及
通过缩回所述线性致动器(226)而选择性地将所述前栏板(148)组件相对于所述框架(102)升起。
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