CN105324730A - 用于计算设备的铰链组件 - Google Patents
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Abstract
例如,可提供一种计算设备的铰链组件。所述铰链组件可包括第一铰链构件和第二铰链构件。所述第一铰链构件可包括经由第一舌部分附接至第一耳轴构件的第一安装板。所述第二铰链构件可包括经由第二舌部分附接至第二耳轴构件的第二安装板。所述第一安装板和第二安装板可被成形为使得它们可沿一轴线平行堆叠,使得所述第一耳轴和第二耳轴可垂直于所述轴线对准,以使枢轴构件能够插入通过所述第一耳轴和第二耳轴,并且使得所述第一舌部分和第二舌部分可沿所述轴线间隔开。
Description
背景技术
诸如便携式电脑的计算设备可包括显示器组件和通过铰链旋转地附接的基座部。铰链可允许构件之间围绕旋转枢转轴线的限制角度的旋转。使用铰链,使用者可将显示器组件在闭合位置和打开位置之间转换,在闭合位置显示器组件可与基座部平行,使得显示器组件向内面向并邻近基座部的键盘,在打开位置显示器组件以例如相对于基座部的钝角定向以允许使用者观看显示器组件。
附图说明
关于以下附图描述一些示例:
图1例示根据一些示例的铰链组件的透视图;
图2例示根据一些示例的具有摩擦铰链的计算设备的透视图,该摩擦铰链具有铰链组件、枢轴构件和板;
图3例示根据一些示例的图2的铰链组件和板的透视图;
图4和图5例示根据一些示例的图2的铰链组件的铰链构件的透视图;
图6例示根据一些示例的图2的计算设备的侧视图;
图7例示根据一些示例的图6的铰链构件的舌部分和附加的铰链组件的附加的舌部分的沿图6的线1-1的截面图;
图8例示根据一些示例的铰链组件的透视图;和
图9和图10例示根据一些示例的图8的铰链组件的铰链构件的透视图。
具体实施方式
在公开和描述本公开的具体示例之前,应理解,本公开不限于在此公开的具体示例,因而可在一定程度上做出改变。也应理解,在此使用的术语仅用于描述具体示例的目的,而非旨在限制,因为本公开的范围将仅由所附权利要求及其等同物限定。
尽管有上述规定,下面的专门用语在说明书或权利要求叙述时被理解为表示以下的意思。单数形式“一”、“一个”和“该”旨在意味着“一个或多个”。例如,“一个部件”包括提及一个或多个这种“部件”。另外,术语“附接”旨在包括直接形式的附接和间接形式的附接,诸如一个或多个中间元件可被包括在被附接的部件之间的情况。此外,术语“包括”和“具有”旨在与术语“包含”在专利法中具有相同的意思。
本公开涉及一种用于计算设备的摩擦铰链,其可提供振动的减小、牢固铰链组件向基座部的紧固以及高结构稳定性和刚度,(1)不消极地影响摩擦铰链的操作特性,诸如摩擦铰链的铰链操作力要求或者旋转运动,和(2)不增加整个摩擦铰链的尺寸,从而允许摩擦铰链装配在计算设备提供的有限空间内。摩擦铰链负责工作特性和结构稳定性方面的元件可被拆卸,从而允许独立地优化工作特性和结构稳定性方面。
铰链组件由分立的铰链构件组成,铰链构件可包含结构强化特征件和阻尼特征件。这些特征件可包括适当的尺寸,例如堆叠铰链构件的安装板,使得将安装板连接到耳轴(gudgeon)构件的舌部分可相对于彼此竖直地间隔开,并且使得舌部分可被加宽。
摩擦铰链的尺寸可因此选择为具有高自然频率和减小的设置时间。这些特征可提供高结构稳定性和刚度、摩擦铰链的硬度的提高和在外界干扰下显示器组件更少的偏移和更快的稳定,从而产生更好的用户体验。
图1例示根据一些示例的铰链组件10的透视图。为了有助于例示铰链组件10,示出一组正交的轴线,即x-轴2、y-轴4、和z-轴6。
铰链组件10可包括铰链构件12和14。铰链构件12可包括经由舌部分24附接至耳轴构件18的安装板15。铰链构件14可包括经由舌部分26附接至耳轴构件22的安装板19。第一安装板15和第二安装板19可被成形为使得它们可沿z-轴6平行堆叠,使得第一耳轴18和第二耳轴22可被对准以允许枢轴构件插入通过,并使得第一舌部分24和第二舌部分26可沿z-轴6间隔开。
图2例示根据一些示例的具有摩擦铰链100的计算设备168的透视图,摩擦铰链100具有铰链组件110、枢轴构件146和板156。为了有助于例示摩擦铰链100,示出一组正交的轴线,即x-轴102、y-轴104和z-轴106。
铰链组件110可包括铰链构件112和114。铰链构件112可包括安装板115,其具有相反的安装表面116和117。铰链构件112也可包括耳轴构件118。铰链构件114可包括安装板119,其具有相反的安装表面120和121。铰链构件114也可包括耳轴构件122。因为铰链构件112和114可以是分立的部件,铰链构件112和114可被独立地安装至构件,诸如计算设备168的基座部170。摩擦铰链100也可包括枢轴构件146。
摩擦铰链100可被用于旋转地附接两个构件,以允许这两个构件围绕平行或大致平行于x-轴102的旋转枢转轴线144相对于彼此旋转。这两个构件可以是计算设备168的构件。例如,一个构件可以是显示器组件172,而另一个构件可以是基座部170。计算设备168可例如是便携式电脑、笔记本电脑、个人平板电脑、可转换笔记本电脑或掌上电脑。如果铰链组件110被附接(例如刚性附接)至显示器组件172,枢轴构件146被附接(例如刚性附接)至基座部170,则显示器组件172和基座部170可被允许围绕旋转枢转轴线144相对于彼此旋转。
每个安装表面116、117、120和121可以是平面的,使得安装表面116、117、120、121可平行或大致平行于由x-轴102和y-轴104形成的平面,并且垂直或大致垂直于z-轴106。但是,安装表面116、117、120和121并非必须是平面的。每个安装板115和119可大致平坦。例如,其沿z-轴106的厚度可远小于其在x-轴102和y-轴104上的宽度。安装板115可具有延伸部127、129和131,并且安装板119可具有延伸部133、135和137。每个延伸部127、129、131、133、135和137可限定一个或多个紧固件接收部128,并且安装表面120和121可限定一个或多个紧固件接收部130。在一些示例中,紧固件接收部128和130可以是孔和/或槽。
安装板115及其安装表面116和117可例如直接地或例如经由如图2所示的舌部分124被附接至耳轴构件118。因此,铰链构件112可包括舌部分124,其可横跨在安装板115和耳轴构件118之间,并被附接至安装板115和耳轴构件118中的每个。类似地,安装板119及其安装表面120和121可例如经由舌部分126被附接至耳轴构件122。因此,铰链构件114可包括舌部分126,其可横跨在安装板119和耳轴构件122之间,并被附接至安装板119和耳轴构件122中的每个。
舌部分124可具有相反的舌表面123和125,并且舌部分126可具有相反的舌表面162和164。每个舌表面123、125、162和164可以是平面的,使得舌表面123、125、162和164可平行或大致平行于由x-轴102和y-轴104形成的平面,并垂直或大致垂直于z-轴106。但是,舌表面123、125、162和164并非必须是平面的。如果安装板115和119沿z-轴106平行堆叠,沿z-轴106的具有舌部分124和126的区域的整体高度可增加,并且舌部分124和126可沿z-轴106间隔开。因为舌部分124和126可以不是共面的,并且可替代地沿z-轴106间隔开,舌部分124和126可沿x-轴102加宽,使得它们可沿z-轴106相互交叠。这些特征的每个均可在摩擦铰链100的部件被附接和使用时增加舌部分124和126的硬度,并且可使舌部分124和126能够支撑诸如显示器组件172的构件,并且减小舌部分124和126的弯曲度。在一些示例中,如图2所示,舌部分124和126可具有沿y-轴104朝向耳轴构件118和122逐渐变窄的宽度,以形成梯形或大致梯形的形状,直到到达可过渡至耳轴构件118和122的锐弯(sharpbends)109和111,耳轴构件118和122可具有沿x-轴102的恒定宽度。因此,舌部分124和126沿x-轴102可比耳轴构件118和122更宽。
耳轴构件118和122的每个均可以是环形、部分环形或者至少部分环形的。耳轴构件118和122可分别具有壁132和134,其具有相对的圆柱形内表面136和138以及相对的圆柱形外表面140和142,使得壁132和134可圆柱地并且周向地延伸,并且可围绕旋转枢转轴线144环绕并对准旋转枢转轴线144。在一些示例中,壁132和134可大致周向延伸360度以形成闭合的环形体。在其他示例中,诸如图2中所示,耳轴构件118和122可弯曲并大致圆周地延伸小于360度以形成部分开口的环形体。在这些示例中,壁132和134可相对于彼此在相反的大致周向方向上延伸远离各自的安装板115和119。
摩擦铰链100可包括板156。板156可具有相反的表面158和160,其均可以是平面的,使得表面158和160可平行或大致平行于由x-轴102和y-轴104形成的平面,并垂直于或大致垂直于z-轴106。但是,表面158和160并非必须是平面的。各表面158和160可以是大致平坦的。例如,其沿z-轴106的厚度可远小于其在x-轴102和y-轴104上的宽度。安装板115可限定一个或多个紧固件接收部161,其可以是孔和/或槽。板156可被布置在安装板115和119之间。例如,表面158可被附接至安装表面116,而表面160可被附接至安装表面120。板156可具有与安装板115和119相同的形状,使得安装板115和119以及板156的边缘可绕其周长彼此平齐。板156可以是加强板和/或阻尼板。板156可通过例如增加由安装板115和119以及板156沿z-轴106横跨的宽度加强摩擦铰链100。例如,如果安装板115和119以及板156沿z-轴106平行堆叠,(1)具有舌部分124和126的沿z-轴106的区域的整体高度可增加,并且舌部分124和126可沿z-轴106间隔开,并且(2)具有安装板115和119以及板156的沿z-轴106的区域的整体高度可增加。板156可通过吸收在使用期间可能由摩擦铰链100产生的机械振荡来抑制摩擦铰链100上的振动。加强和/或阻尼特征可归因于板156的几何形状和/或板156为如将在以下描述的合适的材料。
当安装板115和119、板156、它们的表面116、117、120、121、156和158,以及基座部170彼此邻近,例如沿z-轴106平行堆叠在诸如计算设备168的基座部170的构件上时,每个紧固件接收部128可与对应的紧固件接收部130和161以及基座部170的对应的紧固件部174对准,以使紧固件(例如铰链销或螺钉)能够插入通过对应的紧固件接收部128、130、161和174。紧固件接收部174可以是孔和/或槽。因此,每组对应的紧固件接收部128、130、161和174可大致沿z-轴106对准,以使紧固件能够从中插入通过,使得待插入的紧固件的数量可等于对应的紧固件接收部128、130、161和174的组数。如果一个或多个紧固件插入通过铰链构件110和112并且进入基座部170,则铰链构件110和112可被附接(例如刚性附接)至彼此和基座部170。
安装板115和119及其安装表面116、117、120和121可被成形为使得安装板115和119可邻近彼此放置,例如沿z-轴106平行堆叠在诸如计算设备168的基座部170的构件上,使得第一耳轴构件118和第二耳轴构件120可对准,以使枢轴构件146能够从中插入通过(例如纵向地从中插入通过)并且联接至耳轴构件118和122,并使得第一舌部分124和第二舌部分126可沿z-轴106间隔开。在一些示例中,枢轴构件146可插入通过和/或围绕旋转枢转轴线144旋转地联接至耳轴构件118和122。枢轴构件146可通过过盈配合摩擦地接合内表面136和138,其中内表面136和138可在枢轴构件146上施加向内的径向力,枢轴构件146可在内表面136和138上施加相应的向外的力。这些圆柱形配合表面的摩擦接合可使铰链组件110(并因此使基座部170)与枢轴构件146(并因此与显示器组件172)之间的角度位置能够以铰链组件110和枢轴构件146之间的任意期望的角度被保留或保持在位,其中角度的允许范围可例如在最小角度零度和最大角度180度之间。因此,基座部170和显示器组件172可相对于彼此定向为例如在最小角度零度和最大角度180度之间。
枢轴构件146可具有圆柱形或大致圆柱形部分166和安装板150,并且可大致沿x-轴102延伸。圆柱形或大致圆柱形部分166可以是中空的环形体,或者其可以是实心的。圆柱形或大致圆柱形部分166可延伸远离耳轴构件118和122,并且可在其另一端被附接至安装板150。安装板150可大致平行于枢轴构件146沿x-轴102纵向延伸。安装板150可具有相反的表面152和154,其均可以是平面的。但是,表面152和154并非必须是平面的。安装板150可围绕旋转枢转轴线144旋转,并且可包括紧固件接收部178。显示器组件172可包括紧固件接收部180。紧固件接收部178和180可以是孔和/或槽。例如铰链销或螺钉的紧固件可被允许插入通过对应的紧固件接收部178和180,以将安装板150附接至显示器组件172。待插入的紧固件的数量可等于对应的紧固件接收部178和180的组数。如果一个或多个紧固件插入通过安装板150并且进入显示器组件172,枢轴构件146和显示器组件172可被彼此附接(例如刚性附接)。
如图2中所示,铰链构件112和114、枢轴构件146和板156可以是单独的整体件,例如一件式结构,使得在摩擦铰链100中可有四个分立的整体件。铰链构件112和114以及板156均可由任意合适的材料制成,诸如弹簧钢,特别是弹簧钢SK7。铰链构件112和114以及板156均可通过冲压整体的薄片金属结构,随后加热以硬化部件来制成。枢轴构件146可由任意合适的材料制成,诸如不锈钢。不锈钢可被加工以制成为枢轴构件146。
在一些示例中,板156可由如以上描述的弹簧钢制成,其可为摩擦铰链100带来附加的刚度。在其他示例中,板156可由诸如粘弹性阻尼聚合物的具有高阻尼系数的硬聚合物材料制成,其可带来附加的刚度和附加的阻尼特性。在一些示例中,板156可由弹簧钢和硬聚合物材料两者制成。
铰链组件110和板156可具有以下尺寸。安装板115和119以及板156均可具有沿x-轴102的42毫米的宽度,并且可具有沿z-轴106的1毫米的宽度。耳轴构件118和122均可具有沿x-轴102的6毫米的宽度,并且可具有6毫米的外径。延伸部127可具有沿y-轴104的8毫米的宽度。舌部分124和126可具有沿z-轴106的1毫米的宽度,并因此两者间沿z-轴106可具有1毫米的间距。舌部分124和126可具有沿y-轴104朝向耳轴构件118和122从11毫米至6毫米逐渐变窄的宽度,以形成梯形或大致梯形的形状。
尽管在图2中未示出,在计算设备168的相反端可包括附加的摩擦铰链,并且该附加的摩擦铰链可在z-轴106上与摩擦铰链100间隔开。该附加的摩擦铰链可包括摩擦铰链100的特征,不同的是该附加的摩擦铰链可以是摩擦铰链100沿z-轴106的镜像。因此,摩擦铰链100和该附加的摩擦铰链可被一起用于旋转地附接两个构件。
图3例示根据一些示例的图2的摩擦铰链110和板156的透视图,而图4和图5例示根据一些示例的图2的铰链组件110的铰链构件112和114的透视图。图2的计算设备168和枢轴构件146在图3-5中未示出。
图6例示根据一些示例的图2的计算设备168的侧视图。图6附加地示出可插入通过紧固件接收部128、130、161和174的紧固件176(例如铰链销或螺钉),以及可插入通过紧固件接收部178和180的紧固件182(例如铰链销或螺钉)。
图7例示根据一些示例的图6的铰链构件的舌部分124和126以及附加的铰链组件196的附加的舌部分192和194沿图6的线1-1的截面图。舌部分124和126可以不是共面的,并且可替代地沿z-轴106间隔开。因此,如图所示,舌部分124和126可沿x-轴102加宽,使得它们沿z-轴106相互交叠。类似地,舌部分192和194可以不是共面的,并且可替代地沿z-轴106间隔开。因此,如图所示,舌部分192和194可沿x-轴102加宽,使得它们沿z-轴106相互交叠。舌部分124、126、192和194可为其在z-轴106上未间隔开的情况的120%倍宽。另外,舌部分124、126、192和194沿z-轴106的整体高度与其在z-轴106上未间隔开的情况相比可为300%。因此,舌部分124、126、192和194的惯性力矩可等于15.7bh3/3,可为没有以上对宽度和高度的改进时的15.7倍,没有以上对宽度和高度的改进的情况下惯性力矩可为1bh3/3。15.7bh3/3的惯性力矩可提供高结构稳定性和刚度。
图8例示根据一些示例的铰链组件210和板256的透视图,而图9和图10例示根据一些示例的图8的铰链组件210的铰链构件212和214的透视图。为了有助于例示铰链组件210和板256,示出一组正交的轴线,即x-轴202、y-轴204和z-轴206。
铰链组件210和板256可与图2的枢轴构件146、基座170以及显示器组件172一起使用。板256可与图2的板156相同。此外,铰链组件210可与图2的铰链组件110相同,不同的是铰链组件210可包括不同的舌部分224和226而代替舌部分124个126,并且可包括不同的耳轴构件218和222而代替耳轴构件118和122的。除了以下提到的任何差别,舌部分224和226可具有与舌部分124和126相同的特征,并且耳轴构件218和222可具有与耳轴构件118和122相同的特征。
安装板215可经由舌部分224被附接至耳轴构件218。因此,铰链构件212可包括舌部分224,其可横跨在安装板215和耳轴构件218之间,并且被附接至安装板215和耳轴构件218中的每个。类似地,安装板219可经由舌部分226被附接至耳轴构件222。因此,铰链构件214可包括舌部分226,其可横跨在安装板219和耳轴构件222之间,并且被附接至安装板219和耳轴构件222中的每个。
舌部分224可具有舌表面223和225,并且舌部分226可具有舌表面262和264。每个舌表面223、225、262和264可具有曲面形状。舌部分224和226的曲面可具有1毫米的宽度。舌部分224和226可以不是共面的,并且可替代地沿z-轴206间隔开,例如它们之间沿z-轴206可具有1毫米的间距。舌部分224和226可沿x-轴202加宽,使得它们可沿z-轴106相互交叠。在一些示例中,如图8-10中所示,舌部分224和226可具有沿y-轴204朝向耳轴构件218和222逐渐变窄的宽度,以形成梯形或大致梯形的形状。因此,舌部分224和226沿x-轴202可比耳轴构件218和222更宽。另外,舌部分224和226可沿y-轴204周向弯曲并延伸,而不是如图2中所示为平坦的,使得它们可以是弯曲的梯形。舌部分224和226可在逐渐变窄的同时相对于彼此在相反的大致周向方向弯曲并延伸远离各自的安装板215和219。
耳轴构件218和222的每个均可以是部分环形的,并且可各具有壁232和234,壁232和234具有圆柱形内表面236和238以及圆柱形外表面240和242,使得壁232和234可圆柱地并且周向地延伸,并且可围绕旋转枢转轴线244环绕并对准旋转枢转轴线244。耳轴构件218和222可大致周向地延伸以形成部分开口的环形体。壁232和234可相对于彼此在相反的大致周向方向上延伸远离各自的安装板。耳轴构件218和222均可具有6毫米的外径。壁232可包括逐渐变窄部分284和非逐渐变窄部分286,并且壁234可包括逐渐变窄部分288和非逐渐变窄部分290。逐渐变窄部分284和288可分别被附接至舌部分224和226,并且延续在舌部分224和226处开始的逐渐变窄。逐渐变窄部分284和288可继续逐渐变窄直至到达可过渡至非逐渐变窄部分286和290的渐变弯(gradualbends)209和211。因此,耳轴构件218和222中的至少一个或两个可在远离各自的第一安装表面215和第二安装表面219的方向上逐渐变窄。与逐渐变窄部分284和288结合的舌部分224和226可具有朝向非逐渐变窄部分286和290从11毫米至6毫米逐渐变窄的宽度,以形成弯曲的梯形或大致梯形的形状。非逐渐变窄部分286和290沿x-轴202可具有6毫米的恒定宽度。非逐渐变窄部分286和290均可大致周向地延伸例如180度、大约180度或者在大约170度和大约190度之间,使得它们为部分的环形体,例如半开口环形体。这些特征可进一步提高铰链构件212和214的刚性。
因此,已经描述铰链构件、铰链组件、摩擦铰链和计算设备的示例。在以上描述中,陈述许多细节以提供在此公开的主题的理解。但是,示例可在没有这些细节的一些或全部的情况下实施。其它示例可包括以上讨论的细节的修改和变化。所附权利要求旨在覆盖这些修改和变化。
Claims (15)
1.一种计算设备的铰链组件,所述铰链组件包括:
第一铰链构件,包括经由第一舌部分附接至第一耳轴构件的第一安装板;和
第二铰链构件,包括经由第二舌部分附接至第二耳轴构件的第二安装板;
所述第一安装板和第二安装板被成形为使得它们能够沿一轴线平行堆叠,使得所述第一耳轴和第二耳轴垂直于所述轴线对准,以使枢轴构件能够从中插入通过,并且使得所述第一舌部分和第二舌部分沿所述轴线间隔开。
2.如权利要求1所述的铰链组件,其中所述第一耳轴构件包括第一壁,并且为至少部分的环形以接收所述枢轴构件,其中所述第二耳轴构件包括第二壁,并且为至少部分的环形以接收所述枢轴构件,其中所述第一壁和第二壁相对于彼此以相反的大致周向方向分别延伸远离所述第一安装板和第二安装板。
3.如权利要求1所述的铰链组件,进一步包括附接在所述第一安装板和所述第二安装板之间的加强板,用以加强所述铰链组件。
4.如权利要求3所述的铰链组件,其中所述加强板抑制所述铰链组件中的振荡。
5.如权利要求1所述的铰链组件,其中所述第一舌部分和第二舌部分沿所述轴线相互交叠。
6.如权利要求1所述的铰链组件,其中所述第一舌部分朝向所述第一耳轴构件逐渐变窄,并且其中所述第二舌部分朝向所述第二耳轴构件逐渐变窄。
7.如权利要求1所述的铰链组件,其中所述第一舌部分或所述第二舌部分中的至少一个具有大致梯形的形状。
8.如权利要求1所述的铰链组件,其中所述第一铰链构件为第一整体件,并且其中所述第二铰链构件为第二整体件。
9.如权利要求8所述的铰链组件,其中所述第一铰链构件和第二铰链构件通过冲压制成。
10.如权利要求1所述的铰链组件,其中所述第一安装板限定位于其中的第一紧固件接收部,其中所述第二安装板限定位于其中的第二紧固件接收部,并且其中当所述第一安装板和第二安装板沿所述轴线平行堆叠时,所述第一紧固件接收部和第二紧固件接收部对准以使紧固件能够从中插入通过。
11.一种计算设备的铰链组件,所述铰链组件包括:
第一铰链构件,包括经由第一舌部分附接至第一耳轴构件的第一安装板;和
第二铰链构件,包括经由第二舌部分附接至第二耳轴构件的第二安装板;
附接在所述第一安装板和第二安装板之间的板,用以加强所述铰链组件并抑制所述铰链组件中的振荡;
所述第一安装板和第二安装板被成形为使得它们能够沿一轴线平行堆叠,使得所述第一耳轴和第二耳轴对准,以使枢轴构件能够从中插入通过,并且使得所述第一舌部分和第二舌部分沿所述轴线间隔开;
所述第一舌部分和第二舌部分沿所述轴线相互交叠。
12.如权利要求11所述的铰链组件,其中所述第一耳轴构件在远离所述第一安装板的方向上逐渐变窄,并且其中所述第二耳轴构件在远离所述第二安装板的方向上逐渐变窄。
13.如权利要求11所述的铰链组件,其中所述第一舌部分朝向所述第一耳轴构件逐渐变窄,并且其中所述第二舌部分朝向所述第二耳轴构件逐渐变窄。
14.一种计算设备,包括:
显示器组件;
基座部;和
摩擦铰链组件,包括:
附接至所述显示器组件的枢轴构件;
第一铰链构件,包括经由第一舌部分附接至第一耳轴构件的第一安装板;和
第二铰链构件,包括经由第二舌部分附接至第二耳轴构件的第二安装板;
所述第一耳轴构件和第二耳轴构件对准并接收从中通过的所述枢轴构件,所述第一安装板和第二安装板沿一轴线平行堆叠,使得所述第一耳轴和第二耳轴对准并接收从中通过的所述枢轴构件,并且使得所述第一舌部分和第二舌部分沿所述轴线间隔开。
15.如权利要求14所述的计算设备,其中所述第一舌部分和第二舌部分沿所述轴线相互交叠。
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