CN104633507A - 一种具有一体式导光件的柔性led条形灯及其制作方法 - Google Patents

一种具有一体式导光件的柔性led条形灯及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，包括柔性带状LED光源和包覆于柔性带状LED光源外围的柔性包覆层，所述柔性带状LED光源为复数颗LED焊接于柔性带状电路板上，其特征在于：所述包覆层上对应于每颗LED的位置都单独设有突出于包覆层外表面的导光件，导光件与导光件之间相互独立；导光件与包覆层为一体式结构。本发明还公开了制造上述柔性LED条形灯的方法：通过切除工艺或啤注工艺或模条工艺或挤出工艺在包覆层上形成导光件。本发明具有结构牢固、导光和散光效果优良、防水效果好、且能达到很好的点光源效果的优点。

Description

一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯及其制作方法
技术领域
本发明涉及装饰和照明领域，尤其涉及一种结构牢固、导光和散光效果优良、防水效果好、且能达到很好的点光源效果的具有一体式导光件的柔性LED条形灯，同时涉及具有一体式导光件的柔性LED条形灯的制作方法。
背景技术
用LED做成的灯串在通电时能产生多个小的点光源，即一颗LED就产生一个小的点光源，可安装于树上或造型上或其它物品上，对节假日具有很好的装饰效果，能很好地渲染节日气氛，LED灯串现已成为国内外许多家庭和商场必不可少的装饰物品。
传统的LED灯串由复数个插件式LED(DIP LED)通过导线串并联起来，此种结构的灯串是将插件式LED的两个针状引脚与导线焊接，然后在焊接点套上热缩套管进行固定；或者是LED与导线通过软头软芯即插头和插座进行电性连接，LED设置在插头上，电线设置在插座上，设置好LED的插头再插入设置好电线的插座上进行电性连接；以上所述的传统LED灯串都存在以下缺陷：
1、LED灯串基本上都是在户外使用，这就要求LED灯串必须具备良好的防水效果，而上述传统的LED灯串结构经多年的实践证明防水效果很差或者根本不具有防水效果。
2、传统的LED灯串都是将每颗插件式LED分别与每根导线焊连，由于每条LED灯串上有很多颗LED，如上百颗甚至几百颗LED，这就需要裁剪很多根导线，并通过手工进行焊接，生产不好操作,工序复杂，导致生产效率低下。
另一方面，现有市场上也有使用柔性LED条形灯带进行节日装饰的，柔性LED条形灯是将复数颗LED通过导线焊连起来形成LED灯串或复数颗LED通过柔性带状电路板焊连起来形成LED灯带，再在LED灯串或LED灯带的外围包覆一透明或透光包覆层，从而形成LED条形灯，LED条形灯也可以用于照明或装饰。LED条形灯因为有透明或透光的包覆层，所以具有很好的防水效果，但是LED条形灯所产生的光会通过包覆层往灯体长度方向进行导光或散光，从而使LED条形灯产生的光为线状光源，而不是点光源，因而也没办法取代传统的LED灯串。
还有另一类结构的LED条形灯：将插件式LED(DIP LED)直接插入包覆层并与包覆层内部的线路板电性连接从而形成LED条形灯；或者是将插件式LED(DIPLED)通过灯座与包覆层内部的线路板电性连接,从而形成LED条形灯，其中灯座与包覆层内部的线路板电性连接,此两种方式都是通过手工进行插接LED的，生产效率低下，同时此两种结构的插件式LED因为都暴露在空气当中，所以都不具有防水效果，只能使用于室内，不能用于户外。
因而有必要对现有的柔性LED条形灯进行改进，以取代传统的LED灯串，从而同时兼备LED灯串点光源和柔性LED条形灯防水的优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构牢固、导光和散光效果优良、防水效果好、且能达到很好的点光源效果的具有一体式导光件的柔性LED条形灯。
本发明为实现上述目所采用的技术方案是：一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，包括：
柔性带状LED光源，所述柔性带状LED光源为复数颗LED焊接于柔性带状电路板上，
柔性包覆层，所述柔性包覆层包覆于柔性带状LED光源外围，
所述包覆层上对应于每颗LED的位置都单独设有突出于包覆层外表面的导光件，导光件与导光件之间相互独立,所述导光件与包覆层为一体式结构。
其中，所述包覆层材质为透光的塑胶材料。
进一步地，所述LED为贴片式LED。
进一步地，所述包覆层为单层结构或者双层结构，所述单层结构的包覆层与导光件为一体式结构，所述双层结构的包覆层包括内包覆层和外包覆层，内包覆层的外围通过挤出成型工艺挤出外包覆层，内包覆层和外包覆层为一体式结构，导光件与外包覆层为一体式结构。
进一步地，所述包覆层的位于导光件以外的位置设有挡光层。
进一步地，所述挡光层为油墨层或套管。
进一步地，所述包覆层的位于LED附近的位置为透光材料，其它位置为挡光材料。
进一步地，所述柔性带状电路板的结构为：在多根并行放置的由金属丝压延或金属皮冲切而成的扁平导线上下表面覆盖绝缘膜，所述扁平导线设有复数个断开口，LED焊接于断开口或跨接于相邻的扁平导线上。
进一步地，所述软电路板为柔性印刷电路板。
本发明的另一个目的和采用的技术方案为：
一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源外围挤出包覆层，然后根据导光件形状的需要在包覆层的位于LED发光的一边通过切除工艺切除部分包覆层，余留的部分则形成多个导光件，导光件对应于LED的位置，所述导光件与包覆层为一体式结构。
进一步地，所述包覆层为单层，切除的部分属于该单层包覆层。
进一步地，所述包覆层为双层结构，即包覆层包括内包覆层和外包覆层，切除的部分属于外包覆层。
进一步地，所述的挤出的包覆层的截面为倒梯形或圆形或拱形或多边形。
进一步地，所述导光件的形状为带凹凸面或不带凹凸面的倒梯台形或方柱形或圆柱形或半灯笼形或拱形或棱形。
本发明的另一个目的和采用的技术方案为：
一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源外围挤出包覆层，然后在包覆层的位于LED发光的一边通过啤注工艺在包覆层的对应于LED的位置啤注导光件，所述导光件与包覆层为一体式结构。
本发明的另一个目的和采用的技术方案为：
一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源外围挤出包覆层；制作模条，所述模条设有凹槽，所述凹槽对应于每颗LED的位置都单独设有一个导光件形状的凹孔；将包覆好包覆层的柔性带状LED光源放入模条的凹槽内；往凹孔里灌胶，等胶水凝固后便在包覆层的对应于LED的位置成型导光件。
本发明的另一个目的和采用的技术方案为：
一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源外围挤出包覆层，在挤出包覆层的过程中，每间隔一段包覆层则挤出一个导光件，然后再挤出下一段包覆层，然后再挤出一个导光件，如此循环，直到所有包覆层和导光件挤出完毕。
进一步地,所述导光件为各种具有导光效果的圣诞饰物,比如：拉拉泡形或杉果形或球泡形或带凹头的圆柱形或带凸头的圆柱形或雪花形或五角星形或七角星形或桃花形或心形或钻石形或子弹形或浆果形或杨桃形或冰柱形或花形。
进一步地，所述挡光层的颜色和/或图案与被安装物体表面的颜色和/或图案相适应，从而使包覆层相对地隐形于被安装物体表面，使整条LED条形灯只有LED的位置发出点光。
进一步地，所述柔性带状电路板的双面都焊有LED，双面LED为对齐设置或错开设置。
进一步地，所述导光件为环状,导光件将包覆层全部包覆。
进一步地，所述包覆层的位于LED发光一边的厚度为0.1－1.6cm。
进一步地，所述LED与LED之间的间距大于4.5cm。
本发明的有益效果包括：
1、本发明通过在柔性带状电路板上焊接LED形成带状LED光源，采用机器在柔性带状电路板上焊接LED特别是贴片式LED已经是非常成熟的技术，可以实现机械化大批量生产，提高生产效率。
2、在带状LED光源的外围设置包覆层，在包覆层上对应于每颗LED的位置都单独设有突出于包覆层外表面的导光件，导光件与导光件之间相互独立，导光件与包覆层为一体式结构，每个导光件都单独地将每颗LED的光线导出到灯体外部，使柔性LED条形灯发出类似传统LED灯串的星星点点的光，达到传统LED灯串点光源的效果，从而区别于现有LED条形灯线光源的效果。另一方面，设置包覆层将带状LED光源完全包覆在内，相对传统LED灯串具有优良的防水效果。
3、导光件与包覆层为一体式结构，导光件与包覆层的位于LED发光面的连接处没有缝隙，相对于导光件通过组装的方式如卡扣、绑结等方式组合到包覆层上，具有更好的导光效果，因为组装方式的导光件与包覆层的位于LED发光面的连接处具有缝隙，会使部分光线会发生反射，从而导光效果差。
4、导光件与包覆层为一体式结构，导光件与包覆层的连接相对于组装方式的导光件更加牢固，从而可以解决组装方式中的导光件脱离包覆层的问题。
5、所述包覆层为双层结构，即包覆层包括内包覆层和外包覆层，内包覆层的外围通过挤出成型工艺挤出外包覆层，内包覆层和外包覆层为一体式结构，导光件与外包覆层为一体式结构，在成型导光件的时候不容易伤到LED。
6、所述包覆层为单层结构，LED发出的光更容易导出包覆层并散发到LED条形灯外部，当包覆层与导光件材质一致时，导光效果更加明显。
7、所述包覆层的位于导光件以外的位置设有挡光层，挡光层可以将包覆层的位于导光件以外的位置的光线挡住，使LED条形灯发出的光为复数个点光源，点光源效果更佳。
8、所述包覆层上的挡光层的颜色和/或图案与被安装物体表面的颜色和/或图案相适应，从而使包覆层相对地隐形于被安装物体表面，使整条LED条形灯只有LED的位置发出点光。
9、采用多根并行放置的由金属丝压延或金属皮冲切而成的扁平导线上下表面覆盖绝缘膜所形成的柔性带状电路板做为LED的连接载体，可以使LED条形灯做得更长，金属丝有多长柔性带状电路板就可以做多长，而传统的印刷电路板一般只能做到0.5米以下，需将多根印刷电路板进行拼接以做到更长的长度；另一方面，扁平导线可以根据散热的需要做宽做厚，达到LED散热的效果，并可用于高压驱动的柔性LED条形灯，而传统的印刷电路板的导电铜皮是通过电镀上去的，铜皮只能做得很簿，不能通过大电流，且散热效果很差，一般只适合低压小电流LED条形灯，当然如果只是用于装饰用的柔性LED条形灯也可以采用柔性印刷电路板。
10、所述柔性带状电路板的双面都焊有LED，双面LED为对齐设置，所述导光件为环状,导光件将包覆层全部包覆，可以使包覆层的位于LED的位置实现360度发光。
11、所述包覆层位于LED发光一边的厚度设置为0.1－1.6cm，从而保证LED发出的光基本上是通过导光件导出，而其它数值范围的厚度则会使LED发出的光线导到包覆层的位于导光件位置以外的包覆层，损失导光件发出的光线，使LED位置的点光源效果不明显。
12、所述LED与LED之间的间距大于4.5cm，使本发明的柔性LED条形灯的点光源效果更逼近传统LED灯串。
13、通过切除工艺切除部分包覆层，余留的部分则形成多个导光件，导光件对应于LED的位置，导光件与包覆层为一体式结构且为同一材质，LED发出的光更容易导出来并散发出去；另一方面，所述的挤出的包覆层的截面为倒梯形，或者是切除形成的导光件四面也都是倒梯形，从而与LED内部灯杯反射的光线方向相匹配，更易于LED光线的导出和散发出去，当然也可以是类似倒梯形的其它形状；导光件的部分或全部外表面为凹凸不平的面，具有良好的散光效果。
14、通过啤注工艺在包覆层的对应于LED的位置啤注导光件，导光件与包覆层的结合更加牢固。
15、通过模条灌胶的工艺在包覆层的对应于LED的位置成型导光件，导光件与包覆层的结合更加牢固。
16、通过挤出外皮的同时挤出成型导光件，导光件与包覆层的结合更加牢固，且易于实现机械自动化生产。
需要指出的是实施本发明的任一产品并非需要同时达到以上所有效果。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例一的整体结构透视图；
图2是图1的A-A视图1；
图3是图1的A-A视图2；
图4是本发明实施例一的柔性带状电路板结构示意图；
图5是本发明的采用切除工艺成型一体式导光件的方法流程图；
图6是本发明的采用切除工艺成型一体式导光件的方法步骤图；
图7是本发明实施例二的整体结构示意图；
图8是本发明实施例三的整体结构示意图；
图9是本发明实施例四的整体结构示意图；
图10是本发明采用啤注工艺成型一体式导光件的制作方法图；
图11是本发明实施例四的带有不同导光件的结构示意图；
图12是本发明实施例五的带挡光层的整体结构示意图；
图13是本发明实施例六的带挡光层的整体结构示意图；
图14是本发明的采用模条灌胶成型一体式导光件方法中的模条示意图；
图15是本发明的采用模条灌胶成型一体式导光件方法示意图；
图16是本发明的采用挤出机挤出包覆层并同时成型一体式导光件的方法示意图；
图17是本发明实施例七的双面焊LED且导光件为环形的示意图。
具体实施方式
图1到图4所示为本发明的一体式结构导光件的较佳实施例一，一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，包括柔性带状LED光源1和包覆于柔性带状LED光源1外围的柔性包覆层2，所述柔性带状LED光源1为复数颗贴片式LED3焊接于柔性带状电路板4上（如图4所示），所述包覆层2上对应于LED3的位置设有倒梯台形导光件5，所述导光件5与包覆层2为一体式结构。
参照图2所示，所述包覆层2为双层结构，即包覆层2包括内包覆层6和外包覆层7，内包覆层6的外围通过挤出成型工艺挤出外包覆层7，内包覆层6和外包覆层7为一体式结构，导光件5与外包覆层7为一体式结构；
参照图3所示，所述包覆层2也可以是单层结构，导光件5与该单层包覆层2为一体式结构。
参照图4所示，所述柔性带状电路板4的结构为：由金属丝压延或金属皮冲切形成扁平导线8，将多根扁平导线8并行间开放置，在扁平导线8上下表面覆盖绝缘膜9，所述扁平导线8设有复数个断开口10，LED3焊接于断开口10，也可以是LED3跨接于相邻的扁平导线8上（图中未示），从而取代传统的腐蚀性印刷电路板；所述软电路板也可以是传统的柔性印刷电路板（图中未示），即通过腐蚀工艺形成线路层。
参照图5和图6所示的本发明的采用切除工艺成型一体式导光件的方法：制作柔性带状LED光源1，通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源1外围挤出截面为梯形的包覆层2，然后根据导光件5形状的需要在包覆层2的位于LED3发光的一边通过刀模切除不需要的包覆层2a，余留的部分则形成多个导光件5，导光件5对应于LED3的位置，所述导光件5与包覆层2为一体式结构。
其中，当所述包覆层2为单层时，切除的部分属2a于该单层包覆层。
当所述包覆层2为双层结构，即包覆层包括内包覆层6和外包覆层7，切除的部分2a属于外包覆层7。
其中，所述的挤出的包覆层2的截面可以是倒梯形（图6所示），也可以是方形或圆形或拱形或三角形（图中未示）。
参照图7所示的本发明较佳实施例二，其结构与实施例一大体一致，区别点在于：在倒梯台形导光件5的顶面设有凹凸筋11，以达到更好的散光效果。
参照图8所示的本发明较佳实施例三，其结构与实施例一大体一致，区别点在于：所述导光件5的形状为半灯笼形5a，以达到良好的散光效果。
参照图9到图11所示的本发明实施例四，采用啤注工艺成型一体式导光件的的方法：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源1外围挤出包覆层2，然后在包覆层2的位于LED3发光的一边通过啤注机12在LED3的位置啤注导光件5，所述导光件5与包覆层2为一体式结构。
参照图11所示，所述导光件的形状为拉拉泡形5b或杉果形5c或带凹头的圆柱形5d或草莓形5e，当然也可以是雪花形或五角星形或七角星形或桃花形或心形或钻石形或子弹形或浆果形或杨桃形或冰柱形或花形或球泡形或带凸头的圆柱形等各种用透光塑胶成型的具有导光效果的圣诞饰物（图中未示）。
参照图12所示的本发明实施例五，其结构与实施例一大体一致，主要区别点在于：所述包覆层2的位于导光件5以外的位置设有挡光层13，本实施例中的挡光层13为油墨层，当然也可以是套管。
参照图13所示的本发明实施例六，其结构与实施例一大体一致，主要区别点在于：所述包覆层2的位于导光件5以外的位置设有挡光层13，所述挡光层为油墨层。
参照图14到15所示本发明的采用模条灌胶成型一体式导光件方法：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源1外围挤出包覆层2；制作一模条14，所述模条14设有一凹槽15，所述凹槽15对应于每颗LED3的位置都单独设有一个导光件5形状的凹孔16；将包覆好包覆层2的柔性带状LED光源1放入模条14的凹槽15内；往凹孔16里灌胶，等胶水凝固后便在包覆层2的对应于LED3的位置成型导光件5，导光件5与包覆层2为一体式结构。
参照图16所示的本发明的采用挤出机挤出包覆层2并同时成型一体式导光件5的方法：在挤出机的挤出部位17设有导光件成型模型18，挤出机每挤出一段包覆层2就通过导光件成型模型18来挤出一个导光件5，然后再挤出下一段包覆层2，然后再挤出一个导光件5，如此循环，直到所有包覆层2和导光件5挤出完毕。
参照图17所示的本发明实施例七，其结构与实施例一大体一致，主要区别点在于：所述柔性带状电路板4的双面都焊有LED3，双面LED3对齐设置，其中导光件5为环形，导光件5将包覆层2全部包覆，包覆层2的截面为圆形。
上述所有实施例的所述柔性LED条形灯安装于被安装物体上，所述挡光层的颜色和/或图案设置为被安装物体表面的颜色和/或图案，从而使包覆层2相对地隐形于被安装物体表面，而使整条LED条形灯只有LED3的位置发出点光。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以同等的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (23)

1.一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，包括：
柔性带状LED光源，所述柔性带状LED光源为复数颗LED焊接于柔性带状电路板上，
柔性包覆层，所述柔性包覆层包覆于柔性带状LED光源外围，
所述包覆层上对应于每颗LED的位置都单独设有突出于包覆层外表面的导光件，导光件与导光件之间相互独立,所述导光件与包覆层为一体式结构。
2.根据权利要求1所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述LED为贴片式LED。
3.根据权利要求2所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述包覆层为单层结构或者双层结构；所述单层结构的包覆层与导光件为一体式结构；所述双层结构的包覆层包括内包覆层和外包覆层，内包覆层的外围通过挤出成型工艺挤出外包覆层，内包覆层和外包覆层为一体式结构，导光件与外包覆层为一体式结构。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述包覆层的位于导光件以外的位置设有挡光层。
5.根据权利要求4所述的一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述挡光层为油墨层或套管。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述包覆层的位于LED附近的位置为透光材料，其它位置为挡光材料。
7.根据权利要求4所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述柔性带状电路板的结构为：在多根并行放置的由金属丝压延或金属皮冲切而成的扁平导线上下表面覆盖绝缘膜，所述扁平导线设有复数个断开口，LED焊接于断开口或跨接于相邻的扁平导线上。
8.根据权利要求4所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述软电路板为柔性印刷电路板。
9.一种制造如权利要求1所述的具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源外围挤出包覆层，然后根据导光件形状的需要在包覆层的位于LED发光的一边通过切除工艺切除部分包覆层，余留的部分则形成多个导光件，导光件对应于LED的位置，所述导光件与包覆层为一体式结构。
10.根据权利要求9所述的一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：所述包覆层为单层，切除的部分属于该单层包覆层。
11.根据权利要求9所述的一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：所述包覆层为双层结构，即包覆层包括内包覆层和外包覆层，切除的部分属于外包覆层。
12.根据权利要求9所述的一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：所述的挤出的包覆层的截面为倒梯形或圆形或拱形或多边形。
13.根据权利要求9所述的一种制造具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：所述导光件的形状为带凹凸面或不带凹凸面的倒梯台形或方柱形或圆柱形或半灯笼形或拱形或棱形。
14.一种制造如权利要求1所述的具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源外围挤出包覆层，然后在包覆层的位于LED发光的一边通过啤注工艺在包覆层的对应于LED的位置啤注导光件，所述导光件与包覆层为一体式结构。
15.一种制造如权利要求1所述的具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源外围挤出包覆层；制作模条，所述模条设有凹槽，所述凹槽对应于每颗LED的位置都单独设有一个导光件形状的凹孔；将包覆好包覆层的柔性带状LED光源放入模条的凹槽内；往凹孔里灌胶，等胶水凝固后便在包覆层的对应于LED的位置成型导光件。
16.一种制造如权利要求1所述的具有一体式导光件的柔性LED条形灯的方法，其特征在于：通过挤出成型工艺在柔性带状LED光源外围挤出包覆层，在挤出包覆层的过程中，每间隔一段包覆层则挤出一个导光件，然后再挤出下一段包覆层，然后再挤出一个导光件，如此循环，直到所有包覆层和导光件挤出完毕。
17.根据权利要求4所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述挡光层的颜色和/或图案与被安装物体表面的颜色和/或图案相适应。
18.根据权利要求4所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述柔性带状电路板的双面都焊有LED，双面LED为对齐设置或错开设置。
19.根据权利要求18所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述导光件为环状,导光件将包覆层全部包覆。
20.根据权利要求1所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述包覆层的位于LED发光一边的厚度为0.1－1.6cm。
21.根据权利要求1所述的一种具有一体式导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述LED与LED之间的间距大于4.5cm。
22.根据权利要求1所述的一种制造具有导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述导光件为各种具有导光效果的圣诞饰物。
23.根据权利要求22所述的一种制造具有导光件的柔性LED条形灯，其特征在于：所述导光件的形状为拉拉泡形或杉果形或球泡形或带凹头的圆柱形或带凸头的圆柱形或雪花形或五角星形或七角星形或桃花形或心形或钻石形或子弹形或浆果形或杨桃形或冰柱形或花形。
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