CN105071563B - 带绝缘支架的定子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带绝缘支架的定子，属于无刷电机技术领域。所述定子包括：定子铁芯，定子铁芯上设有至少一组绕线部位，每组绕线部位包括第一绕线部位、第二绕线部位、第三绕线部位、第四绕线部位、第五绕线部位和第六绕线部位，上绝缘支架的上表面上设置的端子固定座的过线槽口沿上绝缘支架的圆周方向布置，过线槽口与其中心所在圆周的径向的夹角α为50°～130°。本发明通过一定的结构来形成每组绕线部位，使得定子绕组中的所有线圈可以由一根导线绕成，减少了绕线工序，同时，每组绕线部位可以减少使用的端子个数，节约了成本，而且，导线是从绕线部位的上下两部走线的，可以充分利用定子两端的空间，便于其他零件的布置。

Description

带绝缘支架的定子
技术领域
本发明涉及无刷电机技术领域，特别涉及一种带绝缘支架的定子。
背景技术
无刷电机是一种无电刷和换向器(或集电环)的电机，它依靠改变通入其定子绕组线圈的电流波交变频率和波形，来实现运转。无刷电机因其具有高效率、低能耗、低噪音、超长寿命、高可靠性、可伺服控制、无级变频调速、相对低成本且简单易用等优点，被各大厂商广泛使用。
现有的无刷电机主要包括：壳体、印刷电路板(Printed Circuit Board，简称“PCB”)、转子、以及定子，定子包括：上绝缘支架、定子铁芯、下绝缘支架以及定子绕组。上绝缘支架和下绝缘支架分别对应插装在定子铁芯的上端面和下端面内，导线按照一定规律缠绕在由上绝缘支架的上槽绝缘、定子铁芯的绕线齿和下绝缘支架的下槽绝缘组成的绕线部位上，形成定子绕组，PCB板安装在上绝缘支架上并与定子绕组电连接。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
1、在采用绝缘刺破端子时，由于上绝缘支架上的端子固定座沿上绝缘支架的径向布置，而端子固定座上的端子插装口又沿上绝缘支架的圆周方向布置，所以绝缘刺破端子的刺破槽口沿上绝缘支架的径向布置，这样，定子绕组的导线在绕线时，导线必须沿上绝缘支架的径向向外穿出，从而增大了定子的径向尺寸；
2、定子绕组中的每个线圈需要配备一个端子，端子的使用数量多；
3、每个线圈需要由一根导线绕成，无法实现单根导线绕完所有的绕线部位，增加了绕线工序；
4、导线一般采用单面走线，这样，不便于其他零件的布置，增大了定子的尺寸。
发明内容
为了解决现有的定子绕组的需要配置的端子数量多，且无法实现单根导线绕完所有的绕线部位的问题，本发明实施例提供了一种带绝缘支架的定子。所述技术方案如下：
提供了一种带绝缘支架的定子，包括：定子铁芯，所述定子铁芯的上下端面上分别对应插装有上绝缘支架和下绝缘支架，所述上绝缘支架上的上槽绝缘、所述定子铁芯上的绕线齿和所述下绝缘支架上的下槽绝缘组成绕线部位，所述上绝缘支架的上表面上设有多个端子固定座和多个过线座，所述端子固定座的过线槽口沿所述上绝缘支架的圆周方向布置，所述过线槽口与其中心所在圆周的径向的夹角α为50°～130°，所述端子固定座上的端子插装口沿所述上绝缘支架的径向布置，所述端子插装口与其所在圆周的切线方向的夹角γ为50°～130°，所述下绝缘支架的下表面上设有多个过线座；
所述端子固定座的端子插装口内插装绝缘刺破端子，所述绝缘刺破端子的刺破槽口沿上绝缘支架的圆周方向布置；
所述定子铁芯上设有至少一组所述绕线部位，每组所述绕线部位包括第一绕线部位、第二绕线部位、第三绕线部位、第四绕线部位、第五绕线部位和第六绕线部位，单根导线首先从所述第一绕线部位的上部绕入并绕完所述第一绕线部位，然后从所述第一绕线部位的下部绕出并从所述第四绕线部位的下部绕入，绕完所述第四绕线部位后从所述第四绕线部位的上部绕出并从所述第五绕线部位的上部绕入，绕完所述第五绕线部位后从所述第五绕线部位的下部绕出并从所述第二绕线部位的下部绕入，绕完所述第二绕线部位后从所述第二绕线部位的上部绕出并从所述第三绕线部位的上部绕入，绕完所述第三绕线部位后从所述第三绕线部位的下部绕出并从所述第六绕线部位的下部绕入，绕完所述第六绕线部位后从所述第六绕线部位的上部绕出；相邻两组所述绕线部位首尾相接。
具体地，所述上绝缘支架上表面沿圆周方向均匀设置有多个定位台，所述定位台的顶面比设置在所述上绝缘支架上表面上的端子固定座的顶面高h，h大于零。
可选地，所述端子固定座插装MAG Mate Multispring端子，所述h为1～5毫米。
可选地，每个所述定位台的顶面上均设有与PCB板上的定位孔配合的导向定位柱，所述导向定位柱与所述定位孔配合的一端为锥形结构。
可选地，每个所述定位台的顶面上均设有与PCB板上的安装孔配合的固定孔。
可选地，每个所述定位台朝向所述上绝缘支架外边缘的侧壁上设有限位导线的过线槽。
可选地，所述上绝缘支架上的上槽绝缘下端设有防误差斜面，所述防误差斜面背向所述上绝缘支架的中心，所述防误差斜面与所述上槽绝缘的外侧面所处平面之间的夹角β为10°～60°。
可选地，所述上绝缘支架上的上槽绝缘下端的外侧面上设有至少一条防滑筋，所述防滑筋沿所述上槽绝缘的外侧面竖向布置。
可选地，所述上绝缘支架的下表面上沿圆周方向至少设有一个防滑柱，所述防滑柱垂直于所述上绝缘支架的下表面布置。
可选地，所述上绝缘支架的侧壁上设有多个防呆凹槽。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过将上绝缘支架上的端子固定座的过线槽口沿上绝缘支架的圆周方向布置，并将端子固定座上的端子插装口沿上绝缘支架的径向布置，这样，绝缘刺破端子的刺破槽口沿上绝缘支架的圆周方向布置，从而使得定子绕组的导线在绕线时，导线可沿着上绝缘支架上表面的圆周方向布置，进而大大地缩减了定子的径向尺寸；同时，通过将定子铁芯上的每组绕线部位按照如下结构绕成，单根导线首先从第一绕线部位的上部绕入并绕完第一绕线部位，然后从第一绕线部位的下部绕出并从第四绕线部位的下部绕入，绕完第四绕线部位后从第四绕线部位的上部绕出并从第五绕线部位的上部绕入，绕完第五绕线部位后从第五绕线部位的下部绕出并从第二绕线部位的下部绕入，绕完第二绕线部位后从第二绕线部位的上部绕出并从第三绕线部位的上部绕入，绕完第三绕线部位后从第三绕线部位的下部绕出并从第六绕线部位的下部绕入，绕完第六绕线部位后从第六绕线部位的上部绕出；相邻两组绕线部位首尾相接，这样，该定子绕组中的所有线圈可以由一根导线绕成，减少了绕线工序；而且，相邻两个绕线部位可共设一个绝缘刺破端子，从而减少了绝缘刺破端子的使用个数，节约了成本，再且，导线是从绕线部位的上下两部走线的，这样，可以充分利用定子两端面的空间，更加合理的利用了无刷电机的内部空间，便于其他零件的布置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例提供的一种带绝缘支架的定子的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种上绝缘支架的俯视图；
图3是本发明实施例提供的一种定子绕组的绕线结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种带绝缘支架的定子的俯视图；
图5是本发明实施例提供的一种带绝缘支架的定子的仰视图；
图6是本发明实施例提供的一种上绝缘支架的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种MAG Mate Multispring端子的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种上绝缘支架的上槽绝缘的局部结构示意图；
图9是本发明实施例提供的一种PCB板的仰视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本发明实施例提供了一种带绝缘支架的定子，参见图1，该带绝缘支架的定子包括：定子铁芯5、定子铁芯5的上下端面上分别对应插装有上绝缘支架4和下绝缘支架7，上绝缘支架4的上表面上设有多个端子固定座42和多个过线座46，下绝缘支架7的下表面上设有多个过线座46。
参见图4和图5，上绝缘支架4上的上槽绝缘43、定子铁芯5上的绕线齿(附图中未标示)和下绝缘支架7上的下槽绝缘73组成绕线部位9。
参见图2，端子固定座42的过线槽口421沿上绝缘支架4的圆周方向布置，过线槽口421与其中心所在圆周的径向的夹角α为50°～130°，端子固定座42上的端子插装口422沿上绝缘支架4的径向布置，端子插装口422与其所在圆周的切线方向的夹角γ为50°～130°。
参见图3，定子铁芯5上设有至少一组绕线部位9，每组绕线部位9包括第一绕线部位91、第二绕线部位92、第三绕线部位93、第四绕线部位94、第五绕线部位95和第六绕线部位96，单根导线首先从第一绕线部位91的上部绕入并绕完第一绕线部位91，然后从第一绕线部位91的下部绕出并从第四绕线部位94的下部绕入，绕完第四绕线部位94后从第四绕线部位94的上部绕出并从第五绕线部位95的上部绕入，绕完第五绕线部位95后从第五绕线部位95的下部绕出并从第二绕线部位92的下部绕入，绕完第二绕线部位92后从第二绕线部位92的上部绕出并从第三绕线部位93的上部绕入，绕完第三绕线部位93后从第三绕线部位93的下部绕出并从第六绕线部位96的下部绕入，绕完第六绕线部位96后从第六绕线部位96的上部绕出；相邻两组绕线部位9首尾相接。
在本实施例中，相邻两组绕线部位9首尾相接是指：一组绕线部位9中从其第六绕线部位的上部绕出的导线，从该组绕线部位9相邻的一组绕线部位9的第一绕线部位91的上部绕入。例如：在图3中，标号1-6的绕线部位9为一组绕线部位9(标号1的为第一绕线部位91，标号2的为第二绕线部位92，依次类推)，标号7-12的绕线部位为另一组绕线部位9(标号7的为第一绕线部位91，标号8的为第二绕线部位92，依次类推)。在本实施例中，标号1-6的这组绕线部位9按照上述方式绕完后，导线从标号为6的第六绕线部位96的上部绕出，并从标号为7的第一绕线部位91的上部绕入。
在本实施例中，通过上述方式来对定子的绕线部位9进行绕线，首先，可以实现定子绕组中所有的线圈由同一根导线绕成，节省了绕线工序；其次，相邻的两个绕线部位9可以共设一个端子固定座42，进而减少了端子的使用数量；最后，导线是从绕线部位9的上下两部来绕入或者绕出的，即导线采用了双面走线，这样可以充分利用定子两端的空间，合理利用了无刷电机的内部空间，便于其他零件的布置。
需要说明的是，现有的定子绕组在形成过程中，由于现有上绝缘支架4上的端子固定座42沿上绝缘支架4的径向布置，而端子固定座42上的端子插装口422又沿上绝缘支架4的圆周方向布置，所以绝缘刺破端子的刺破槽口沿上绝缘支架的径向布置，这样，定子绕组的导线在绕线时，导线必须沿上绝缘支架4的径向向外穿出，从而增大了定子的径向尺寸。但在本实施例中，通过将上绝缘支架4上的端子固定座42的过线槽口421沿上绝缘支架4的圆周方向布置，并将端子固定座42上的端子插装口422沿上绝缘支架4的径向布置，这样，绝缘刺破端子8的刺破槽口82沿上绝缘支架4的圆周方向布置，从而使得定子绕组的导线在绕线时，导线可沿着上绝缘支架4上表面的圆周方向布置，进而大大地缩减了定子的径向尺寸。
可选地，参见图6和图2，上绝缘支架4上表面沿圆周方向均匀设置有多个定位台41，该定位台41的顶面比设置在上绝缘支架4上表面上的端子固定座42的顶面高h，h大于零，端子固定座42的端子插装口422内插装绝缘刺破(Insulation DisplacementConnection，简称“IDC”)端子。
需要说明的是，上绝缘支架4和下绝缘支架在与定子铁芯装配好后，再在由上绝缘支架4的上槽绝缘43、定子铁芯的绕线齿和下绝缘支架的下槽绝缘所组成的绕线部位缠绕导线，形成定子绕组，最终组装成完整的定子。PCB板中的电路与定子绕组中的导线电连接是通过端子来完成的，该端子为绝缘刺破端子，端子的一端设有插针，该插针插入PCB板上的端子连接孔，端子的另一端插入上绝缘支架4上的端子固定座42中，刺破穿过端子固定座42的导线的绝缘层，从而实现导线与PCB板2的连通。
在本实施例中，通过优化设计定位台41的顶面与端子固定座42的顶面之间的高度差h，不仅可以防止端子插入PCB板2过深，损伤了PCB板上的电路，还可以防止端子未完全插入PCB板，导致电路不通。
进一步地，参见图7，端子固定座42的端子插装口422内插装MAG MateMultispring端子8，h为1～5毫米。
在本实施例中，MAG Mate Multispring端子8的一端设有多弹簧插针81，该插针81用于插入PCB板2上的端子连接孔；MAG Mate Multispring端子8的另一端上设有刺破槽口82，刺破槽口82与过线槽口421的方向一致，当MAG Mate Multispring端子8的另一端插入端子固定座42的过线槽口421中时，刺破槽口82收缩，MAG Mate Multispring端子8直接刺破穿过刺破槽口82的导线的绝缘层，从而实现导线与PCB板2的连通。该MAG MateMultispring端子8可以实现在导线与PCB板直接电连接，而无需预剥线和焊接步骤，简化了生产流程，有利于自动化生产。在实际应用中，配合该MAG Mate Multispring端子8，h可以设置为1～5毫米，这样不仅可以防止端子插入PCB板过深，损伤了PCB板上的电路，还可以防止端子未完全插入PCB板，导致电路不通。
可选地，参见图6和图9，每个定位台41的顶面上均设有与PCB板2上的定位孔21配合的导向定位柱411，导向定位柱411与定位孔配合的一端为锥形结构。
在本实施例中，当将PCB板与上绝缘支架4装配在一起时，定位台41上的导向定位柱411会先与PCB板上的定位孔配合，使得PCB板上的端子连接孔与上绝缘支架4上的端子之间的相对位置误差减小。优选地，导向定位柱411与定位孔配合的一端可以为锥形结构，这样导向定位柱411在插入定位孔的过程中即使出现位置偏差，也能自动矫正过来，进而既能提高PCB板与上绝缘支架4自动化装配的速度，提高生产效率，又能减少自动化生产过程中的不良品数量。
可选地，参见图2和图9，每个定位台41的顶面上均设有与PCB板2上的安装孔22配合的固定孔412。
在本实施例中，在装配好PCB板与上绝缘支架4后，可以通过固定固定孔412和安装孔，来防止PCB板与上绝缘支架4在工作过程中出现松动，增强无刷电机工作的稳定性。在实际应用中，固定孔412和安装孔可以通过螺钉进行固定。
可选地，参见图6，每个定位台41朝向上绝缘支架4外边缘的侧壁上设有限位导线的过线槽413。
在本实施例中，在上绝缘支架4上缠绕导线时，需要在上绝缘支架4上表面设置多个限位导线的过线座。在每个定位台41朝向上绝缘支架4外边缘的侧壁上设有限位导线的过线槽413，使得定位台41也能对导线进行限位，进而可以采用定位台41替代一部分过线座，这样既能减少上绝缘支架4上设置的过线座数量，又能简化上绝缘支架4的结构，降低生成成本。
可选地，参见图6，上绝缘支架4上的上槽绝缘43下端设有防误差斜面431，防误差斜面431背向上绝缘支架4的中心。
参见图8，防误差斜面431与上槽绝缘43的外侧面所处平面之间的夹角β为10°～60°。
需要说明的是，在上绝缘支架4与定子铁芯装配时，上槽绝缘43的下端会插入定子铁芯中。但是，由于存在产品制造尺寸误差和装配误差，上槽绝缘43插入定子铁芯时可能会出现偏差，致使插入的成功率不高。在本实施例中，上槽绝缘43插入定子铁芯的一端设有防误差斜面431，使得上槽绝缘43在插入定子铁芯时，能自动矫正出现的位置偏差，提高插装过程的成功率，进而提高自动化装配的效率。
在本实施例中，通过优化设计防误差斜面431与上槽绝缘43的外侧面所处平面之间的夹角β，可以提高防误差斜面431的工作效率，进而提高插装过程的成功率。
可选地，参见图6，上绝缘支架4上的上槽绝缘43下端的外侧面上设有至少一条防滑筋432。防滑筋432沿上槽绝缘43的外侧面竖向布置。
在本实施例中，通过设置防滑筋432可以防止插装好的上槽绝缘43与定子铁芯之间出现松动，提高定子绕组结构的稳定性。
在本实施例中，通过优化防滑筋432的设计，可以提高防滑筋432的工作效果，使得上槽绝缘43与定子铁芯之间的装配更牢靠。
可选地，参见图6，上绝缘支架4的下表面上沿圆周方向至少设有一个防滑柱44，防滑柱44垂直于上绝缘支架4的下表面布置。
在本实施例中，防滑柱44与定子铁芯之间过盈配合，进一步防止装配好的上绝缘支架4与定子铁芯之间出现松动。
可选地，参见图6，上绝缘支架4的侧壁上设有多个防呆凹槽45。
在本实施例中，上绝缘支架4的侧壁上设置多个防呆凹槽45，可以用于与定位工装配合，以防止上绝缘支架4在装配至定子铁芯上时，出现上绝缘支架4装反的情况。
在实际应用中，多个防呆凹槽45采用不均匀分布在上绝缘支架4的侧壁。例如：可以采用3个防呆凹槽45，其中两个在上绝缘支架4的侧壁上对称设置，最后一个防呆凹槽45靠近上述两个防呆凹槽45中的一个设置，这样可以确保不会出现上绝缘支架4装反的情况。
本发明实施例通过将上绝缘支架上的端子固定座的过线槽口沿上绝缘支架的圆周方向布置，并将端子固定座上的端子插装口沿上绝缘支架的径向布置，这样，绝缘刺破端子的刺破槽口沿上绝缘支架的圆周方向布置，从而使得定子绕组的导线在绕线时，导线可沿着上绝缘支架上表面的圆周方向布置，进而大大地缩减了定子的径向尺寸；同时，通过将定子铁芯上的每组绕线部位按照如下结构绕成，单根导线首先从第一绕线部位的上部绕入并绕完第一绕线部位，然后从第一绕线部位的下部绕出并从第四绕线部位的下部绕入，绕完第四绕线部位后从第四绕线部位的上部绕出并从第五绕线部位的上部绕入，绕完第五绕线部位后从第五绕线部位的下部绕出并从第二绕线部位的下部绕入，绕完第二绕线部位后从第二绕线部位的上部绕出并从第三绕线部位的上部绕入，绕完第三绕线部位后从第三绕线部位的下部绕出并从第六绕线部位的下部绕入，绕完第六绕线部位后从第六绕线部位的上部绕出；相邻两组绕线部位首尾相接，这样，该定子绕组中的所有线圈可以由一根导线绕成，减少了绕线工序；而且，相邻两个绕线部位可共设一个绝缘刺破端子，从而减少了绝缘刺破端子的使用个数，节约了成本，再且，导线是从绕线部位的上下两部走线的，这样，可以充分利用定子两端面的空间，更加合理的利用了无刷电机的内部空间，便于其他零件的布置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带绝缘支架的定子，包括：定子铁芯(5)，所述定子铁芯(5)的上下端面上分别对应插装有上绝缘支架(4)和下绝缘支架(7)，所述上绝缘支架(4)上的上槽绝缘(43)、所述定子铁芯(5)上的绕线齿(502)和所述下绝缘支架(7)上的下槽绝缘(73)组成绕线部位(9)，其特征在于，所述上绝缘支架(4)的上表面上设有多个端子固定座(42)和多个过线座(46)，所述端子固定座(42)的过线槽口(421)沿所述上绝缘支架(4)的圆周方向布置，所述过线槽口(421)与其中心所在圆周的径向的夹角α为50°～130°，所述端子固定座(42)上的端子插装口(422)沿所述上绝缘支架(4)的径向布置，所述端子插装口(422)与其所在圆周的切线方向的夹角γ为50°～130°，所述下绝缘支架(7)的下表面上设有多个过线座(46)；
所述端子固定座(42)的端子插装口(422)内插装绝缘刺破端子(8)，所述绝缘刺破端子(8)的刺破槽口(82)沿上绝缘支架(4)的圆周方向布置；
所述定子铁芯(5)上设有至少一组所述绕线部位(9)，每组所述绕线部位(9)包括第一绕线部位(91)、第二绕线部位(92)、第三绕线部位(93)、第四绕线部位(94)、第五绕线部位(95)和第六绕线部位(96)，单根导线首先从所述第一绕线部位(91)的上部绕入并绕完所述第一绕线部位(91)，然后从所述第一绕线部位(91)的下部绕出并从所述第四绕线部位(94)的下部绕入，绕完所述第四绕线部位(94)后从所述第四绕线部位(94)的上部绕出并从所述第五绕线部位(95)的上部绕入，绕完所述第五绕线部位(95)后从所述第五绕线部位(95)的下部绕出并从所述第二绕线部位(92)的下部绕入，绕完所述第二绕线部位(92)后从所述第二绕线部位(92)的上部绕出并从所述第三绕线部位(93)的上部绕入，绕完所述第三绕线部位(93)后从所述第三绕线部位(93)的下部绕出并从所述第六绕线部位(96)的下部绕入，绕完所述第六绕线部位(96)后从所述第六绕线部位(96)的上部绕出；相邻两组所述绕线部位(9)首尾相接。
2.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述上绝缘支架(4)上表面沿圆周方向均匀设置有多个定位台(41)，所述定位台(41)的顶面比设置在所述上绝缘支架(4)上表面上的端子固定座(42)的顶面高h，h大于零。
3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，所述端子固定座(42)插装MAG MateMultispring端子(8)，所述h为1～5毫米。
4.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，每个所述定位台(41)的顶面上均设有与PCB板(2)上的定位孔(21)配合的导向定位柱(411)，所述导向定位柱(411)与所述定位孔(21)配合的一端为锥形结构。
5.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，每个所述定位台(41)的顶面上均设有与PCB板(2)上的安装孔(22)配合的固定孔(412)。
6.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，每个所述定位台(41)朝向所述上绝缘支架(4)外边缘的侧壁上设有限位导线的过线槽(413)。
7.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述上绝缘支架(4)上的上槽绝缘(43)下端设有防误差斜面(431)，所述防误差斜面(431)背向所述上绝缘支架(4)的中心，所述防误差斜面(431)与所述上槽绝缘(43)的外侧面所处平面之间的夹角β为10°～60°。
8.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述上绝缘支架(4)上的上槽绝缘(43)下端的外侧面上设有至少一条防滑筋(432)，所述防滑筋(432)沿所述上槽绝缘(43)的外侧面竖向布置。
9.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述上绝缘支架(4)的下表面上沿圆周方向至少设有一个防滑柱(44)，所述防滑柱(44)垂直于所述上绝缘支架(4)的下表面布置。
10.根据权利要求1所述的定子，其特征在于，所述上绝缘支架(4)的侧壁上设有多个防呆凹槽(45)。
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