CN104191123A - 电磁线圈系统定位夹紧装置及自动制造系统 - Google Patents

电磁线圈系统定位夹紧装置及自动制造系统 Download PDF

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Abstract

电磁线圈系统定位夹紧装置，包括基板，在基板一侧设有用于夹持直板型的接触板的接触板定位夹持槽，接触板定位夹持槽内设有与接触板上凹槽或凸起对应的定位凸台或定位凹槽；在基板另一侧相对位置设有夹持静触头的直板部的直槽和用于卡入支撑弧角部的定位块，在接触板定位夹持槽和直槽之间设有第一空槽，在直槽和定位块之间设有第二空槽；在基板上还设有夹持和控制线圈居中的气缸轴，线圈可被气缸轴夹持于第一空槽和第二空槽之间的区域之上。本发明的电磁线圈系统定位夹紧装置结构简单，可用于实现电磁线圈系统自动焊接。本发明还提供了一种生产效率高、生产质量好的电磁线圈系统自动制造系统。

Description

电磁线圈系统定位夹紧装置及自动制造系统
技术领域
本发明属于焊接设备技术领域，涉及一种低压断路器电磁线圈系统的定位夹紧装置及自动制造系统。
背景技术
断路器是一种负荷开关，具有短路和过载保护功能，其短路保护功能靠电磁线圈实现，因保护功能完善，维修使用方便，断路器在电力系统中应用广泛。其中励磁回路中电磁线圈用于电磁脱扣与被保护电路连接，电磁线圈与导电板和静触头等构成导电回路，是断路器过电流脱扣器中的关键核心部件。当电路短路时，通过线圈的短路电流产生磁势，将电能转换为磁能，磁能催生电磁力和电动斥力驱动动静铁芯动作，克服顶杆复位弹簧的阻力，驱动连杆机构或锁扣，使动静触头瞬时脱扣，完成断路器的跳闸；失压脱扣器遇到电源侧停电或电源电压过低时，电磁铁所产生的电磁力不足以克服反作用力弹簧的拉力，衔铁被向上拉，通过传动机构推动自由脱扣机构使断路器掉闸，起到欠压及零压保护作用。
现有的励磁回路大多采用手工装配、铆接、焊接将线圈、接线板、静触头等零件组装成型，现有制作技术中，存在关键的性能尺寸、装配尺寸难以完全保证，使断路器的质量经常波动大，塑壳与接线板的卡位、支架弧角与塑壳的卡位、线圈与静触头组焊中心和前后偏移、线圈与接线板组焊中心和前后偏移错位，脱焊，难以装配等质量问题，经常引发断路器的超程、温升等性能指标大幅波动，甚至不合格。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单可用于实现电磁线圈系统自动焊接的电磁线圈系统定位夹紧装置及电磁线圈系统的自动制造系统。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电磁线圈系统定位夹紧装置，包括基板1305，在基板1305一侧设有用于夹持直板型的接触板13A的接触板定位夹持槽1307，接触板定位夹持槽1307内设有与接触板13A上凹槽13A1或凸起对应的定位凸台13053或定位凹槽；在基板1305另一侧相对位置设有夹持静触头13C的直板部13C2的直槽1308和用于卡入支撑弧角部13C1的定位块1309，在接触板定位夹持槽1307和直槽1308之间设有第一空槽1306，在直槽1308和定位块1309之间设有第二空槽1304；在基板1305上还设有夹持和控制线圈13B居中的气缸轴1301，线圈13B可被气缸轴1301夹持于第一空槽1306和第二空槽1304之间的区域之上。
进一步，在基板1305上，与气缸轴1301相对的一侧还设有限位压紧线圈13B的气缸压杆1302。
进一步，基板1305包括依次连接的4个台阶，4个台阶分别为第一台阶、第二台阶13056、第三台阶13050和第四台阶13058；所述的接触板定位夹持槽1307设置在第一台阶侧壁上；第二台阶13056侧壁凹陷设有第一空槽1306；直槽1308设置在第三台阶13050的侧壁上；定位块1309设置在第四台阶13058侧壁。
进一步，第一台阶包括一端的安装台阶13051和另一端的夹持槽台阶，夹持槽台阶由一侧的限位台阶13054和另一侧低台阶13052构成，在限位台阶13054和低台阶13052相联处的相应位置设有与接触板13A上的定位凹槽13A1配合的定位凸台13053；压板13055安装在安装台阶13051上由限位台阶13054限位，压板13055、安装台阶13051、和低台阶13052一起构成了夹持接触板13A的接触板定位夹持槽1307。
本发明还提供了一种电磁线圈系统自动制造系统，包括所述的电磁线圈系统定位夹紧装置。
进一步，包括具有12个工位的转盘30，通过步进电机31带动分度盘使转盘按顺时针旋转，12个工位上均设有电磁线圈系统定位夹紧装置13，设置在转盘上的12个工位分别为静触头进料位1，接触板进料位2，接触板和静触头检测位3，加焊膏位4，线圈进料位5，线圈检测位6，接触板与线圈焊接位7，第一空位8，静触头与线圈焊接位9，废品出口位10，出料口位11，第二空位12。
进一步，所述转盘30包括外转盘3001和内转盘3002，所述的电磁线圈系统定位夹紧装置13设置在外转盘3001上，由步进电机31带动分度盘33使外转盘3001转动，在内转盘3002上对应位置上设有焊接装置。
进一步，还包括线圈自动供料装置，所述的线圈自动供料装置包括进行元件排序和分选的具有螺旋旋转轨道的振动盘，设置在支架15上与振动盘连接的直线平振盘29，在支架15上直线平振盘29的末端出口处设有将线圈13B逐个与直线平振盘29分离的分料器27，在分料器27上方设有夹持线圈13B到电磁线圈系统定位夹紧装置的机械手。
进一步，所述机械手包括设置在支架15上的垂直导轨16，在垂直导轨16上设有可带动夹持部上下移动的第一气缸17，第一气缸17与设置在水平导轨19上的水平板18连接，水平导轨19与可带动夹持部前后移动的第二气缸20连接，第二气缸20通过立板21与夹持部连接，夹持部具有两个气爪25、26，两个气爪25、26分别通过两个夹手气缸23、24驱动。
进一步，所述直线平振盘29中间为开口直槽2901，中间两边斜边2902构成V型开口直槽与两边的燕尾槽相连构成，燕尾槽的两个立臂上开有等高的直线槽2903用于线圈13B的直线两端的支撑。
本发明的电磁线圈系统定位夹紧装置结构简单，可同时夹持电磁线圈系统的接触板13A、线圈13B和静触头，可用于实现电磁线圈系统自动焊接。具有本发明的电磁线圈系统定位夹紧装置的电磁线圈系统自动制造系统，实现了电磁线圈系统的自动组合焊接，提高了生产效率和生产质量，消除手工焊接电磁线圈系统中焊接质量低、一致性差等无法避免的不良质量问题。
附图说明
图1是电磁线圈系统的结构示意图；
图2是本发明电磁线圈系统定位夹紧装置的结构示意图；
图3是本发明电磁线圈系统定位夹紧装置的基板的结构示意图；
图4是本发明电磁线圈系统自动制造系统转盘结构示意图；
图5是本发明电磁线圈系统自动制造系统立面结构图；
图6是本发明线圈自动供料装置立体结构图；
图7是本发明直线平振盘截面图。
具体实施方式
以下结合附图1至7给出的实施例，进一步说明本发明的电磁线圈系统定位夹紧装置及自动制造系统的具体实施方式。本发明的电磁线圈系统定位夹紧装置及自动制造系统不限于以下实施例的描述。
如图1所示，低压断路器的电磁线圈系统由直板型的接触板13A、线圈13B和包括弯钩型的弧角部13C1和直板部13C2的静触头13C构成，接触板13A与线圈13B一端连接，线圈13B另一端与静触头13C的直板部13C2连接,所述接触板13A上设有一定位凹槽13A1。
本发明的电磁线圈系统定位夹紧装置13结构如图2、3所示，可同时实现接触板13A、线圈13B和静触头13C的定位夹紧，便于电磁线圈系统的自动焊接。
电磁线圈系统定位夹紧装置13包括基板1305，在基板1305一侧设有用于夹持接触板13A的接触板定位夹持槽1307，接触板定位夹持槽1307内设有与接触板13A上凹槽13A1配合的定位凸台13053，在基板1305另一侧相对位置设有夹持静触头13C的直板部13C2的直槽1308和用于卡入支撑弧角部13C1的定位块1309；在接触板定位夹持槽1307和直槽1308之间设有便于上料和焊接的第一空槽1306，在直槽1308和定位块1309之间设有便于上料和焊接的第二空槽1304；在基板1305两侧分别设有用于夹持和控制线圈13B居中的气缸轴1301和限位压紧线圈13B的气缸压杆1302，线圈13B可被气缸轴1301和气缸压杆1302夹持于第一空槽1306和第二空槽1304之间的区域之上。
基板1305包括依次连接的4个台阶，4个台阶分别为第一台阶、第二台阶13056、第三台阶13050和第四台阶13058。所述的接触板定位夹持槽1307设置在第一台阶侧壁上；第二台阶13056侧壁凹陷设有第一空槽1306；直槽1308设置在第三台阶13050的侧壁上；定位块1309设置在第四台阶13058侧壁，直槽1308和定位块1309之间设有第二空槽1304。
第一台阶包括一端的安装台阶13051和另一端的夹持槽台阶，夹持槽台阶由一侧的限位台阶13054和另一侧低台阶13052构成，在限位台阶13054和低台阶13052相联处的相应位置设有与接触板13A上的定位凹槽13A1配合的定位凸台13053；压板13055安装在安装台阶13051上由限位台阶13054限位，压板13055、安装台阶13051、和低台阶13052一起构成了夹持接触板13A的接触板定位夹持槽1307。在安装台阶13051上设有用于安装压板13055的两个螺纹孔，安装台阶13051与限位台阶13054以直槽相联，压板13055上设有与限位台阶13054外形匹配的凸起，限位台阶13054和两个螺纹孔配合实现压板13055的定位和安装。当然，限位台阶13054也可高于安装台阶13051，而压板13055上设有与限位台阶13054外形匹配的凹槽。用于驱动气缸轴1301的气缸1303安装在第一台阶一端的侧壁上。
第二台阶13056呈Z型台阶型，Z型台阶型的一侧形成Z字型的第一空槽1306。第三台阶13050的侧壁上开有直槽1308。第四台阶13058高于第三台阶13050，第四台阶13058上设有用于安装气缸压杆1302的直槽13057，在第四台阶13058的一侧为空槽，其侧面上设有用于安装定位块1309的方孔13057，定位块1309与第三台阶13050之间形成第二空槽1304。
本发明的电磁线圈系统定位夹紧装置13结构简单，便于制造。可安装在转盘的工位上，分别使用振盘、平振、机械手等将接触板13A、线圈13B和静触头13C放入电磁线圈系统定位夹紧装置13中，实现电磁线圈系统的装夹和自动焊接。其中接触板13A被装夹在接触板定位夹持槽1307中，接触板13A的定位凹槽13A1卡位在基板1305的定位凸台13053上；显然，接触板13A和接触板定位夹持槽1307之间的定位也可以是在接触板13A上设置定位凸起，在接触板定位夹持槽1307内对应位置设置凹槽。静触头13C的直板部13C2装入基板1305的直槽1308中，弧角部13C1卡入定位块1309中实现限位。线圈13B的线圈部分套在大小与其相适应的气缸轴1301上实现控制线圈13B的居中定位，气缸压杆1302压在控制线圈13B两侧的接线部上限位压紧线圈13B。当然，也可以仅采用气缸轴1301同时实现线圈13B的定位和压紧，但如压得太紧容易使线圈13B变形，压得太松当转盘转动时线圈13B又容易脱落；而且通过两侧设置气缸压杆1302和气缸轴1301来夹持线圈13B也便于实施焊接，当实施线圈13B一侧焊接时可松开该侧的夹紧机构。
如图4所示，一种具有本发明的电磁线圈系统定位夹紧装置13的电磁线圈系统自动制造系统，包括具有12个工位的转盘30，通过步进电机31带动分度盘使转盘按顺时针旋转，12个工位上均设有电磁线圈系统定位夹紧装置13，设置在转盘上的12个工位分别为静触头进料位1，接触板进料位2，接触板和静触头检测位3，加焊膏位4，线圈进料位5，线圈检测位6，接触板与线圈焊接位7，第一空位8，静触头与线圈焊接位9，废品出口位10，出料口位11，第二空位12。围绕转盘30在对应工位旁设有用于传送静触头13C的带有振动盘的静触头自动供料装置，用于传送接触板13A的带有振动盘的接触板自动供料装置，用于传送线圈13B的带有振动盘的线圈自动供料装置，用于提供焊膏的双桶自动滴焊膏装置，移栽装置，焊接装置，检测装置和卸料装置。
如图5所示，转盘30通过分度盘33设置在工作台32上，工作台32下设有步进电机31，转盘30包括外转盘3001和内转盘3002，12个电磁线圈系统定位夹紧装置13设置在外转盘3001上，由步进电机31带动分度盘33使外转盘3001转动，在转盘30外或内转盘3002上对应工位上可设置相应的焊接装置、检测装置和卸料装置。如在内转盘3002上，对应接触板与线圈焊接位7和静触头与线圈焊接位9处设有焊接装置，焊接装置上分别设有相应的焊头701和901；在转盘30外对应线圈进料位5处设有线圈自动供料装置14，在对应静触头进料位1和接触板进料位2处设分别有静触头自动供料装置和接触板自动供料装置。本发明的电磁线圈系统自动制造系统，自动上料到转盘上的电磁线圈系统定位夹紧装置13上，多工位的转盘间歇式转动自动换位，实现自动加焊膏，自动焊接，自动检测并剔除不良品，自动出料等功能。而且还可自动记忆生产过程和自动故障报警停机，并可通过人机界面控制。
静触头自动供料装置、接触板自动供料装置和线圈自动供料装置14结构相似，包括进行元件排序和分选的具有螺旋旋转轨道的振动盘，将元件向指定方向振动输送到直线平振盘29，将直线平振盘29输送过来的元件逐个与直线平振盘29分离的分料器27，夹持元件到电磁线圈系统定位夹紧装置13的机械手，所述元件分别为接触板13A、线圈13B和静触头13C。上料时，将备用的元件放入圆型振动盘中，经过在振动盘中的螺旋旋转轨道不断排序和分选，按需要的指定方向振动输送到直线平振盘29中，分料器27将直线平振盘29中整排的元件逐个分离，机械手夹持分料器27上分离的元件放入电磁线圈系统定位夹紧装置13中。
下面结合图5、图6，以线圈自动供料装置14为例进一步说明。
线圈自动供料装置14包括支架15，在支架15上设有与具有螺旋旋转轨道的振动盘连接的直线平振盘29，在支架15上直线平振盘29的末端出口处设有将线圈13B逐个与直线平振盘29分离的分料器27，分料器27位于转盘30与直线平振盘29之间，在分料器27上方设有夹持线圈13B到电磁线圈系统定位夹紧装置13的机械手。
机械手的结构如图6所示，机械手包括设置在支架15上的垂直导轨16，在垂直导轨16上设有第一气缸17，第一气缸17与设置在水平导轨19上的水平板18连接，水平导轨19与第二气缸20连接，第二气缸20通过立板21与夹持部连接，夹持部具有两个气爪25、26，两个气爪25、26分别通过两个夹手气缸23、24驱动。第一气缸17可带动夹持部延垂直导轨16上下移动，第二气缸20可带动夹持部延水平导轨19前后移动，两个夹手气缸可驱动气爪25、26夹持和放开线圈13B。本发明的线圈自动供料装置14与转盘上线圈进料位5的位置相对设置，机械手只需上下移动夹持线圈13B，前后移动送到线圈进料位5处，由电磁线圈系统定位夹紧装置13上夹持线圈B的气缸压杆1302和或气缸轴1301夹持即可，结构简单，工作效率高。
如图7所示，本发明的直线平振盘29的截面图，直线平振盘29中间为开口直槽2901，中间两边斜边2902构成V型开口直槽与两边的燕尾槽相连构成，燕尾槽的两个立臂上开有等高的直线槽2903用于线圈13B的直线两端的支撑和振送到分料器27处。本发明的直线平振盘29的结构相对于传统的开口直槽式的传送轨道元件排序整齐，传送效率高，且便于后续分料器的分料工作。本发明的直线平振盘29不仅适用于传送线圈13B，也可同时适用于传送接触板13A和静触头13C，接触板13A两端的直板被置于直线槽2903中传送；静触头13C的直板部13C2置于直线槽2903中，弧角部13C1位于斜边2902和燕尾槽处传送。
本发明的电磁线圈系统自动制造系统的工作过程如下：
在静触头进料位1，接触板进料位2，转盘30转位到静触头进料位1，接触板进料位2位后，机械手的气爪25、26分别在夹持静触头13C、接触板13A分别送到电磁线圈系统定位夹紧装置13的第二空槽1304和第一空槽1306中，卡位在直槽1308和接触板定位夹持槽1307中。
转盘30转位到接触板和静触头检测位3,进行静触头13C、接触板13A位置检测；如果静触头13C和接触板13A的上料位置正确，则继续进行后续制造步骤；如果位置不正确，则该电磁线圈系统定位夹紧装置13在转动到其他工位时将不进行相应的上料、焊接、检测等步骤，直到转位到废品出口位10，由内转盘3002上的机械手将静触头13C、接触板13A、线圈13B分别夹持投入到废料盒中。
转盘30转位到加焊膏位4，双桶自动滴焊膏装置的双桶焊膏在气缸的下压移到静触头13C、接触板13A焊接位置涂覆焊膏，完毕后复位。
转盘30转位到线圈进料位5，机械手的气爪25、26夹持线圈13B送到静触头13C、接触板13A的上面，先松开气爪25，气爪26继续夹持线圈，在气缸轴1301启动压住线圈13B后，气爪26松开线圈13B，机械手的气爪25、26复位；同时还可由气缸压杆1302一起限位压紧线圈。
转盘30转位到线圈检测位6，进行线圈13位置检测；同时在转盘30外对应线圈检测位6处设置的气缸杆上装有U型板对静触头13C、接触板13A、线圈13B推压定位。
转盘30转位到接触板与线圈焊接位7，气缸轴1301继续压住线圈B，接触板13A与线圈13B由焊接装置上的焊头701进行电阻钎焊接成型。
转盘30转位到第一空位8，进行焊接后的冷却直到控制器的控制间隔时间。
转盘30转位到静触头与线圈焊接位9，静触头13A与线圈13B由焊接装置上的焊头701进行电阻钎焊接成型。
转盘30转位到废品出口位10，在接触板和静触头检测位3、线圈进料位5和线圈检测位6处检测为不良品的电磁线圈系统，由内转盘3002上的机械手将静触头13C、接触板13A、线圈13B分别夹持投入到废料盒中。在接触板和静触头检测位3、线圈进料位5和线圈检测位6，对电磁线圈系统定位夹紧装置13上的静触头13A、接触板13C、线圈13B的棱边外沿根据规定上限、下限位置设置光电感应器具，在转盘外对应线圈检测位6设置的气缸杆上装有U型板对静触头13A、接触板13C、线圈13B推压定位后，光电感应器具超出位置，则判断为静触头13A、接触板13C、线圈13B为不良产品，在后续工序不予焊接，相反则焊接；不良品的静触头13A、接触板13C、线圈13B在废品出口位10，有内转盘3002上的机械手将静触头、接触板、线圈分别夹持投入到废料盒中。
良品成品随转盘30转位到出料口位11，内转盘3002上的机械手将良品成品投入到合格品箱中完成出料。
转盘30转位到第二空位12，空位等待开始下个自动焊接循环。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁线圈系统定位夹紧装置，其特征在于：
包括基板(1305)，在基板(1305)一侧设有用于夹持直板型的接触板(13A)的接触板定位夹持槽(1307)，接触板定位夹持槽(1307)内设有与接触板(13A)上凹槽(13A1)或凸起对应的定位凸台(13053)或定位凹槽；在基板(1305)另一侧相对位置设有夹持静触头(13C)的直板部(13C2)的直槽(1308)和用于卡入支撑弧角部(13C1)的定位块(1309)，在接触板定位夹持槽(1307)和直槽(1308)之间设有第一空槽(1306)，在直槽(1308)和定位块(1309)之间设有第二空槽(1304)；在基板(1305)上还设有夹持和控制线圈(13B)居中的气缸轴(1301)，线圈(13B)可被气缸轴(1301)夹持于第一空槽(1306)和第二空槽(1304)之间的区域之上。
2.根据权利要求1所述的电磁线圈系统定位夹紧装置，其特征在于：在基板(1305)上，与气缸轴(1301)相对的一侧还设有限位压紧线圈(13B)的气缸压杆(1302)。
3.根据权利要求1所述的电磁线圈系统定位夹紧装置，其特征在于：基板(1305)包括依次连接的4个台阶，4个台阶分别为第一台阶、第二台阶(13056)、第三台阶(13050)和第四台阶(13058)；所述的接触板定位夹持槽(1307)设置在第一台阶侧壁上；第二台阶(13056)侧壁凹陷设有第一空槽(1306)；直槽(1308)设置在第三台阶(13050)的侧壁上；定位块(1309)设置在第四台阶(13058)侧壁。
4.根据权利要求3所述的电磁线圈系统定位夹紧装置，其特征在于：第一台阶包括一端的安装台阶(13051)和另一端的夹持槽台阶，夹持槽台阶由一侧的限位台阶(13054)和另一侧低台阶(13052)构成，在限位台阶(13054)和低台阶(13052)相联处的相应位置设有与接触板(13A)上的定位凹槽(13A1)配合的定位凸台(13053)；压板(13055)安装在安装台阶(13051)上由限位台阶(13054)限位，压板(13055)、安装台阶(13051)、和低台阶(13052)一起构成了夹持接触板(13A)的接触板定位夹持槽(1307)。
5.一种电磁线圈系统自动制造系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的电磁线圈系统定位夹紧装置。
6.根据权利要求5所述的电磁线圈系统自动制造系统，其特征在于，包括具有12个工位的转盘(30)，通过步进电机(31)带动分度盘使转盘按顺时针旋转，12个工位上均设有电磁线圈系统定位夹紧装置(13)，设置在转盘上的12个工位分别为静触头进料位(1)，接触板进料位(2)，接触板和静触头检测位(3)，加焊膏位(4)，线圈进料位(5)，线圈检测位(6)，接触板与线圈焊接位(7)，第一空位(8)，静触头与线圈焊接位(9)，废品出口位(10)，出料口位(11)，第二空位(12)。
7.根据权利要求6所述的电磁线圈系统自动制造系统，其特征在于，所述转盘(30)包括外转盘(3001)和内转盘(3002)，所述的电磁线圈系统定位夹紧装置(13)设置在外转盘(3001)上，由步进电机(31)带动分度盘使外转盘(3001)转动，在内转盘(3002)上对应位置上设有焊接装置。
8.根据权利要求5所述的电磁线圈系统自动制造系统，其特征在于，还包括线圈自动供料装置，所述的线圈自动供料装置包括进行元件排序和分选的具有螺旋旋转轨道的振动盘，设置在支架(15)上与振动盘连接的直线平振盘(29)，在支架(15)上直线平振盘(29)的末端出口处设有将线圈(13B)逐个与直线平振盘(29)分离的分料器(27)，在分料器(27)上方设有夹持线圈(13B)到电磁线圈系统定位夹紧装置的机械手。
9.根据权利要求8所述的电磁线圈系统自动制造系统，其特征在于，所述机械手包括设置在支架(15)上的垂直导轨(16)，在垂直导轨(16)上设有可带动夹持部上下移动的第一气缸(17)，第一气缸(17)与设置在水平导轨(19)上的水平板(18)连接，水平导轨(19)与可带动夹持部前后移动的第二气缸(20)连接，第二气缸(20)通过立板(21)与夹持部连接，夹持部具有两个气爪(25、26)，两个气爪(25、26)分别通过两个夹手气缸(23、24)驱动。
10.根据权利要求8所述的电磁线圈系统自动制造系统，其特征在于，所述直线平振盘(29)中间为开口直槽(2901)，中间两边斜边(2902)构成V型开口直槽与两边的燕尾槽相连构成，燕尾槽的两个立臂上开有等高的直线槽(2903)用于线圈(13B)的直线两端的支撑。
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