CN106764233A - 市政下水管道修复装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种市政下水管道修复装置及其施工方法,其技术方案要点是一种市政下水管道修复装置,包括呈中空轴状结构的套壳,套壳内包括:同步轴;第一调节杆,第一调节杆的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道内壁的第一刷板;第二调节杆,第二调节杆的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道内壁的第二刷板;第三调节杆,第三调节杆的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道内壁的第三刷板;第四调节杆,第四调节杆的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道内壁的第四刷板;第一、第二、第三、第四刷板上均设有用于通入热固性树脂的注脂管、用于通入热蒸汽的蒸汽管、用于通出流体且朝外设置的出料槽。实现了不挖管修复管道。
Description
技术领域
本发明涉及市政工程技术领域,特别涉及一种市政下水管道修复装置及其施工方法。
背景技术
城市排水管网是现代化城市不可缺少的重要基础设施,是对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业,是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干,是衡量现代化城市水平的重要标志。
如图2,下水管道1在其内壁上出现裂纹后容易使得污水渗流至地下,进而导致地层污染,目前,我国大多数城市中下水管道1的修复都是采用开挖后重新埋管的方法,随着城市化的进展,该修复方式不仅效率低,且容易导致相关地段的交通受阻,造成不便。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种市政下水管道修复装置,其优点是具有不开挖修复管道、修复方便的特点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种市政下水管道修复装置,包括呈中空轴状结构的套壳,套壳内包括:
同步轴,同步轴上设有与其固定连接的第一同步齿轮和第二同步齿轮,同步轴上设有联动其转动的第一驱动机构;
第一调节杆,第一调节杆上设有与第一同步齿轮啮合的第一齿条;套壳上设有供第一调节杆穿出的第一限位槽;第一调节杆的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道内壁的第一刷板;
第二调节杆,第二调节杆上设有与第一同步齿轮啮合的第二齿条;套壳上设有供第二调节杆穿出的第二限位槽;第二调节杆的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道内壁的第二刷板;
第三调节杆,第三调节杆上设有与第二同步齿轮啮合的第三齿条;套壳上设有供第三调节杆穿出的第三限位槽;第三调节杆的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道内壁的第三刷板;
第四调节杆,第四调节杆上设有与第二同步齿轮啮合的第四齿条;套壳上设有供第四调节杆穿出的第四限位槽;第四调节杆的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道内壁的第四刷板;
第一、第二、第三、第四刷板沿同步轴轴向上的投影相叠加后呈环形结构,第一、第二、第三、第四刷板上均设有用于通入热固性树脂的注脂管、用于通入热蒸汽的蒸汽管、用于通出流体且朝外设置的出料槽。
通过上述技术方案,针对于不同管径的待修复管道可选择不同尺寸的第一、第二、第三、第四刷板,同步轴通过其自转带动第一同步齿轮和第二同步齿轮,第一同步齿轮带动第一调节杆和第二调节杆伸缩,第二同步齿轮带动第三调节杆和第四调节伸缩,由此形成了树状分支的控制体系,以第一驱动电机作为单一动力源即可实现,调整至指定位置后电机停转,在注脂管内通入热固性树脂,在蒸汽管内通入热蒸汽,热固性树脂受到热蒸汽的作用将固化,且固化后不会再次热熔或软化,由此在推动修复装置的过程以热固性树脂作为修复材料较为合适;该修复装置的优势在于可根据不同的待修复管道进行适应性调整,使用灵活度高,适用性强,且各个方位分别涂刷热固性树脂,覆盖完整度较高,无需开挖待修复管道进行修复,不影响路面的交通通行,适合市政管道修复的使用。
本发明进一步设置为:所述套壳内设有供同步轴依次穿过的第一连接柱、第二连接柱和第三连接柱;其中第一、第二调节杆位于第一、第二连接柱之间,第三、第四调节杆位于第二、第三连接柱之间;第一、第二连接柱之间设有用于夹持定位第一调节杆的第一限位块、用于夹持定位第二调节杆的第二限位块;第二、第三连接柱之间设有用于夹持定位第三调节杆的第三限位块、用于夹持定位第四调节杆的第四限位块。
通过上述技术方案,第一、第二、第三连接柱起到了夹持第一、第二、第三、第四调节杆的作用;以第一调节杆为例,第一调节杆的前后两侧被第一、第二连接柱夹持,第一调节杆的左右两侧被第一限位限位块和第一同步齿轮夹持,另外第一调节杆受到第一限位槽的限制,由此约束第一调节杆的运动方向,第一调节杆的滑动方向在同一直线上,由此第一驱动电机以及同步轴所实现的调节效果稳定;另外,第二、第三、第四调节杆所附属的结构达到了同样稳定的效果,整体运行更为稳定。
本发明进一步设置为:所述第一驱动机构包括第一驱动电机、设置于第一驱动电机上设有联动盘,联动盘上设有钢珠以及驱使钢珠向外凸出的弹性件,同步轴靠近第一驱动电机的一侧设有离合盘,离合盘上设有供弹珠卡入的离合槽,联动盘通过弹珠联动离合盘。
通过上述技术方案,为了避免第一驱动电机的转轴损坏,第一驱动电机的转轴先连接至联动盘,联动盘通过若干个钢珠联动离合盘,离合盘再联动同步轴转动,实现了间接联动;当第一、第二、第三、第四刷板的位置与管道内壁贴合时,此时若第一驱动电机继续工作则将使得钢珠在离合槽中移动,钢珠克服弹性件的作用力收回,此时第一驱动电机的转动将不会使得同步轴转动,因此第一驱动电机的转轴不易受损;同理,在第一、第二、第三、第四刷板收回至一定程度无法继续收回时,第一驱动电机的转动将不会使得同步轴继续转动,因此第一驱动电机的转轴不易受损。
本发明进一步设置为:所述离合盘上设有径向穿过离合槽的检测槽,且检测槽的两端设有用于检测钢珠的激光器。
通过上述技术方案,当第一驱动电机正常联动同步轴时,钢珠与离合槽配合,钢珠从中部阻挡了检测槽,激光器无法形成对照,配合前述结构,当第一驱动电机转动至无法联动同步轴的状态时,钢珠从离合槽中间歇性分离,从而激光器的状态为形成对照-被阻挡-形成对照,以此循环,该状态下激光器控制第一驱动电机停止转动,减少第一驱动电机的耗损。
本发明进一步设置为:还包括第二驱动机构,第二驱动机构包括供同步轴联动的第三同步齿轮、与第三同步齿轮啮合的升降杆,升降上设有用于滑行的滚轮。
通过上述技术方案,第三同步齿轮使得升降杆的伸出长度与前述各个调节杆的伸出长度相通,进而滚轮能够触及管道内壁,便于套壳的推进。
本发明进一步设置为:所述套壳的端部内侧设有摄像头和探照灯,摄像头上连接信号线至外部监视器,且套壳上设有用于隔离摄像头和探照灯的透明罩。
通过上述技术方案,套壳的前端通过探照灯照明,再通过摄像头摄像,由此可获取待修复管道的内壁具体情况,可观察施工情况。
本发明进一步设置为:所述出料槽为弧形结构,且出料槽的两侧封口呈盲槽结构,出料槽的角度值大于90°,出料槽的宽度为40mm至60mm,出料槽的深度为20mm至30mm。
通过上述技术方案,第一、第二、第三、第四刷板的实际涂刷面积与出料槽的角度值相关,因此设置角度槽的角度大于90°,避免管道内壁的残余角落未被扫刷,出料槽的宽度为40mm至60mm,深度为20mm至30mm,由此设计的尺寸涂刷覆盖率较高,不易溢料。
本发明进一步设置为:还包括用于拉动套壳使滚轮滚动的牵引机构,牵引机构包括两个牵引器、绕装在牵引器上的牵引线,牵引线连接至套壳的端部。
通过上述技术方案,牵引线即可带动套壳移动,可根据施工人员的需要对修复装置的位置进行前后调整。
本发明进一步设置为:所述套壳上设有封盖、连接封盖的外衬壳,外衬壳的截面积小于套壳,第一驱动电机的电机外壳位于外衬壳内,第一驱动电机的转轴穿过封盖插入套壳内。
通过上述技术方案,第一驱动电机单独设置在外衬壳内,由此便于第一驱动电机的散热,减少第一驱动电机的负担;封盖可拆卸,便于内部组件的修复、上油等操作。
本发明的第二目的在于提供一种市政下水管道修复的施工方法,其优点是具有不开挖、操作方便的特点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种市政下水管道修复的施工方法,包括以下步骤:
Step1: 在待修复管道两侧开挖垂直通道,用于放置修复装置;
Step2:准备与待修复管道相匹配的第一、第二、第三、第四刷板,将第一、第二、第三、第四刷板分别连接至第一、第二、第三、第四调节杆;
Step3:将牵引线连接至套壳的两端,将蒸汽管连接至加热炉、注脂管连接至注脂装置;
Step4:放入修复装置,启动第一驱动电机使得第一、第二、第三、第四刷板与管道内壁抵触,第一驱动电机停转;
Step5:通过牵引机构带动整个修复装置移动。
通过上述技术方案,借助修复装置进行待修复管道内壁的修补工作,针对不同管道的使用灵活性高,操作时单人即可完成。
综上所述,本发明具有以下有益效果:1、针对不同待修复管道具有灵活调节的功能,不局限于单一管径的管道修复;2、采用多重结构减少第一驱动电机的使用故障,整体装置的耐用性较高。
附图说明
图1是实施例一的下水管道内牵引时的结构示意图;
图2是下水管道出现裂纹时的结构示意图;
图3是实施例一的覆盖套壳时的结构示意图;
图4是实施例一的隐藏套壳时的结构示意图;
图5是实施例一的爆炸示意图;
图6是实施例一的爆炸示意图,用于凸显探照灯和摄像头;
图7是实施例一的第一、第二、第三和第四调节杆伸长时的结构示意图;
图8a是实施例一的第一、第二、第三连接柱的连接结构示意图;
图8b是实施例一的套壳的结构示意图;
图9是实施例一的离合盘和联动盘的结构示意图;
图10是实施例一的套壳内部剖视图;
图11是实施一的同步轴的联动关系示意图。
附图标记:1、管道;2、套壳;201、第一限位槽;202、第二限位槽;203、第三限位槽;204、第四限位槽;205、第一连接柱;206、第二连接柱;207、第三连接柱;208、第一限位块;209、第二限位块;210、第三限位块;211、第四限位块;212、封盖;213、外衬壳;3、同步轴;301、第一同步齿轮;302、第二同步齿轮;303、离合盘;304、离合槽;305、检测槽;306、激光器;307、第三同步齿轮;4、第一调节杆;401、第一齿条;402、第一刷板;5、第二调节杆;501、第二齿条;502、第二刷板;6、第三调节杆;601、第三齿条;602、第三刷板;7、第四调节杆;701、第四齿条;702、第四刷板;801、注脂管;802、蒸汽管;803、出料槽;9、第一驱动电机;901、联动盘;902、通槽;903、钢珠;904、弹簧;10、升降杆;101、滚轮;11、摄像头;12、探照灯;13、牵引器;131、牵引线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一:请参阅图3、图4和图5,一种市政下水管道修复装置,主要用于下水管道1(图2示出)上裂纹的修补。其中包括套壳2,套壳2内设有同步轴3。同步轴3上设有第一同步齿轮301、第二同步齿轮302和第三同步齿轮307,同步轴3转动时将同时联动第一同步齿轮301、第二同步齿轮302和第三同步齿轮307转动。
结合图7和图8a和图8b,第一同步齿轮301沿其Y轴方向的两侧设有第一调节杆4和第二调节杆5,第一调节杆4和第二调节杆5分别通过第一齿条401和第二齿条501与第一同步齿轮301啮合,第二同步齿轮302沿其X轴方向的两侧设有第三调节杆6和第四调节杆7,第三调节杆6和第四调节杆7分别通过第三齿条601和第四齿条701与第二同步齿轮302啮合,当同步轴3沿图中XY平面顺时针转动时,第一调节杆4和第二调节杆5相向收拢,同理第三调节杆6和第四调节杆7相向收拢;当同步轴3沿图中XY平面逆时针转动时,第一调节杆4和第二调节杆5相对伸出,同理第三调节杆6和第四调节杆7相向伸出。关于联动结构的联动关系图可参考图11。
套壳2的上下两侧设有第一限位槽201和第二限位槽202,左右两侧设有第三限位槽203和第四限位槽204,第一调节杆4通过第一限位槽201插入套壳2并与第一同步齿轮301啮合,第二调节杆5通过第二限位槽202插入套壳2并与第一同步齿轮301啮合,第三调节杆6通过第三限位槽203插入套壳2与第二同步齿轮302啮合,第四调节杆7通过第四限位槽204插入套壳2与第二同步齿轮302啮合,前述结构的插接方向以此为从上到下(Y轴负方向)、从下到上(Y轴正向)、从右到左(X轴负方向),从左到右(X轴正方向);套壳2内还设有第一连接柱205、第二连接柱206和第三连接柱207,其中第一连接柱205和第二连接柱206位于第一调节杆4和第二调节杆5的两侧,同时第一连接柱205与第二连接柱206之间设有第一限位块208和第二限位块209;以第一调节杆4为例,第一调节杆4与第一同步齿轮301啮合时,第一限位块208位于第一调节杆4的外侧沿,由此对第一调节杆4夹持,减少其摆动,同时第一调节杆4还穿过第一限位槽201,减少了摆动。第二连接柱206与第三连接柱207之间设有第三限位块210和第四限位块211,其作用于第一限位块208与第二限位块209类似,此处不再赘述。
请参阅图7,第三同步齿轮307上啮合有升降杆10,升降杆10与第二调节杆5的升降同步,升降杆10的底端连接有滚轮101,滚轮101作为滑移组件,该结构保证滚轮101触及管道1内壁。第一调节杆4上设有螺栓连接的第一刷板402,第二调节杆5上设有螺栓连接的第二刷板502,第三调节杆6上设有螺栓连接的第三刷板602,第四调节杆7上螺栓连接的设有第四刷板702;其中以第一刷板402为例,第一刷板402呈弯板形状,第一刷板402的侧面上设注脂管801和蒸汽管802,第一刷板402的外弧面上设有出料槽803,出料槽803同样为弧形结构,所对应的角度为大于90°,宽度为40mm至60mm,深度为20mm至30mm,出料槽803和注脂管801以及蒸汽管802相通,注脂管801连接至容纳热固性树脂的装置,热固性树脂通过注脂管801注入出料槽803,蒸汽管802连接至加热炉,热蒸汽由此进入出料槽803。热固性树脂受到热蒸汽的作用将固化,且固化后不会再次热熔或软化。因此,随着第一刷板402、第二刷板502、第三刷板602和第四刷板702的移动,管道1内壁可通过热固性树脂修补,且第一刷板402、第二刷板502、第三刷板602和第四刷板702在转接的位置形成投影的重叠,涂刷覆盖率较高。
如图6、图9和图10,套壳2上设有封盖212,封盖212外设有第一驱动电机9,第一驱动电机9由外衬壳213固定支撑。同步轴3的一端由轴承座支撑,同步轴3的另一端固定连接有离合盘303,离合盘303沿其周向设有若干个呈半球状的离合槽304,第一驱动电机9的转轴上连接联动盘901,联动盘901沿其轴向设有通槽902,通槽902的位置与离合槽304的位置相对设置;通槽902内设有弹簧904和钢珠903,弹簧904驱使钢珠903插入至离合槽304内。结合图7,当第一驱动电机9转动时,联动盘901转动,联动盘901转动则代表钢珠903绕联动盘901轴心线转动,此时钢珠903的另一半体积位于离合盘303内,则离合盘303被钢珠903联动,离合盘303使得同步轴3转动;若第一刷板402抵触至管道1的内壁,此时第一调节杆4无法继续伸出,即第一同步齿轮301无法继续逆时针转动、同步轴3无法继续逆时针转动、离合盘303无法继续转动;而第一驱动电机9仍保持原状态,第一驱动电机9的转动带动联动盘901继续转动,此时联动盘901中的钢珠903从离合槽304中收回,克服弹簧904的作用力向联动盘901内收回,此时第一驱动电机9的转轴再转动一定角度后,钢珠903从原先的离合槽304进入相邻的离合槽304内。为了检测前述的动作,离合盘303的径向上设有检测槽305(图10中示出),且检测槽305穿过离合槽304,检测槽305的两端各设有一激光器306,当离合槽304内存在钢珠903时,则激光器306的对照被阻断,此时第一驱动电机9可继续工作,使得第一刷板402、第二刷板502、第三刷板602、第四刷板702继续移动,当第一刷板402、第二刷板502、第三刷板602、第四刷板702抵触管道1内壁后,已达到极限位置,此时钢珠903从离合槽304中移出进入相邻的离合槽304,该过程中激光器306将形成对照,再被阻断,再形成对照,以此循环;以激光对照为信号为1,激光阻挡为信号为0,经过1-0-1-0-1-0-1、、、的循环,在第三个或第五个信号1的位置控制第一驱动电机9停止转动,以减少耗损情况。
请参阅图6,套壳2内还设有摄像头11和探照灯12,摄像头11上连接信号线至外部监视器,由此获得管道1的内壁具体情况,可观察施工情况,探照灯12起到照明的作用,解决了管道1内光线弱的问题。此外套壳2上还设有透明罩,由此对探照灯12和摄像头11起到隔离保护的作用。
如图1,套壳2的两端连接有牵引线131,牵引线131绕制在牵引器13上,通过牵引线131可带动套壳2移动,套壳2借助滚轮101实现平滑移动。
实施例二:一种市政下水管道修复的施工方法,包括以下步骤:
步骤一: 在待修复管道1两侧开挖垂直通道,用于放置修复装置;
步骤二:准备与待修复管道1相匹配的第一刷板402、第二刷板502、第三刷板602、第四刷板702,并将其分别连接至第一调节杆4、第二调节杆5、第三调节杆6、第四调节杆7;
步骤三:将牵引线131连接至套壳2的两端,将蒸汽管802连接至加热炉、注脂管801连接至注脂装置;
步骤四:放入修复装置,启动第一驱动电机9使得第一刷板402、第二刷板502、第三刷板602、第四刷板702与管道1内壁抵触,第一驱动电机9停转;
步骤五:通过牵引机构带动整个修复装置移动。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种市政下水管道修复装置,其特征是:包括呈中空轴状结构的套壳(2),套壳(2)内包括:
同步轴(3),同步轴(3)上设有与其固定连接的第一同步齿轮(301)和第二同步齿轮(302),同步轴(3)上设有联动其转动的第一驱动机构;
第一调节杆(4),第一调节杆(4)上设有与第一同步齿轮(301)啮合的第一齿条(401);套壳(2)上设有供第一调节杆(4)穿出的第一限位槽(201);第一调节杆(4)的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道(1)内壁的第一刷板(402);
第二调节杆(5),第二调节杆(5)上设有与第一同步齿轮(301)啮合的第二齿条(501);套壳(2)上设有供第二调节杆(5)穿出的第二限位槽(202);第二调节杆(5)的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道(1)内壁的第二刷板(502);
第三调节杆(6),第三调节杆(6)上设有与第二同步齿轮(302)啮合的第三齿条(601);套壳(2)上设有供第三调节杆(6)穿出的第三限位槽(203);第三调节杆(6)的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道(1)内壁的第三刷板(602);
第四调节杆(7),第四调节杆(7)上设有与第二同步齿轮(302)啮合的第四齿条(701);套壳(2)上设有供第四调节杆(7)穿出的第四限位槽(204);第四调节杆(7)的端部设有与其可拆卸连接的用于贴合下水管道(1)内壁的第四刷板(702);
第一、第二、第三、第四刷板(402,502,602,702)沿同步轴(3)轴向上的投影相叠加后呈环形结构,第一、第二、第三、第四刷板(402,502,602,702)上均设有用于通入热固性树脂的注脂管(801)、用于通入热蒸汽的蒸汽管(802)、用于通出流体且朝外设置的出料槽(803)。
2.根据权利要求1所述的市政下水管道修复装置,其特征是:所述套壳(2)内设有供同步轴(3)依次穿过的第一连接柱(205)、第二连接柱(206)和第三连接柱(207);其中第一、第二调节杆(4,5)位于第一、第二连接柱(205,206)之间,第三、第四调节杆(6,7)位于第二、第三连接柱(206,207)之间;第一、第二连接柱(205,206)之间设有用于夹持定位第一调节杆(4)的第一限位块(208)、用于夹持定位第二调节杆(5)的第二限位块(209);第二、第三连接柱(206,207)之间设有用于夹持定位第三调节杆(6)的第三限位块(210)、用于夹持定位第四调节杆(7)的第四限位块(211)。
3.根据权利要求1所述的市政下水管道修复装置,其特征是:所述第一驱动机构包括第一驱动电机(9)、设置于第一驱动电机(9)上设有联动盘(901),联动盘(901)上设有钢珠(903)以及驱使钢珠(903)向外凸出的弹性件,同步轴(3)靠近第一驱动电机(9)的一侧设有离合盘(303),离合盘(303)上设有供弹珠卡入的离合槽(304),联动盘(901)通过弹珠联动离合盘(303)。
4.根据权利要求3所述的市政下水管道修复装置,其特征是:所述离合盘(303)上设有径向穿过离合槽(304)的检测槽(305),且检测槽(305)的两端设有用于检测钢珠(903)的激光器(306)。
5.根据权利要求1所述的市政下水管道修复装置,其特征是:还包括第二驱动机构,第二驱动机构包括供同步轴(3)联动的第三同步齿轮(307)、与第三同步齿轮(307)啮合的升降杆(10),升降上设有用于滑行的滚轮(101)。
6.根据权利要求1所述的市政下水管道修复装置,其特征是:所述套壳(2)的端部内侧设有摄像头(11)和探照灯(12),摄像头(11)上连接信号线至外部监视器,且套壳(2)上设有用于隔离摄像头(11)和探照灯(12)的透明罩。
7.根据权利要求1所述的市政下水管道修复装置,其特征是:所述出料槽(803)为弧形结构,且出料槽(803)的两侧封口呈盲槽结构,出料槽(803)的角度值大于90°,出料槽(803)的宽度为40mm至60mm,出料槽(803)的深度为20mm至30mm。
8.根据权利要求5所述的市政下水管道修复装置,其特征是:还包括用于拉动套壳(2)使滚轮(101)滚动的牵引机构,牵引机构包括两个牵引器(13)、绕装在牵引器(13)上的牵引线(131),牵引线(131)连接至套壳(2)的端部。
9.根据权利要求1所述的市政下水管道修复装置,其特征是:所述套壳(2)上设有封盖(212)、连接封盖(212)的外衬壳(213),外衬壳(213)的截面积小于套壳(2),第一驱动电机(9)的电机外壳位于外衬壳(213)内,第一驱动电机(9)的转轴穿过封盖(212)插入套壳(2)内。
10.一种市政下水管道(1)修复的施工方法,其特征是:包括以下步骤:
Step1: 在待修复管道(1)两侧开挖垂直通道,用于放置修复装置;
Step2:准备与待修复管道(1)相匹配的第一、第二、第三、第四刷板(402,502,602,702),将第一、第二、第三、第四刷板(402,502,602,702)分别连接至第一、第二、第三、第四调节杆(4,5,6,7);
Step3:将牵引线(131)连接至套壳(2)的两端,将蒸汽管(802)连接至加热炉、注脂管(801)连接至注脂装置;
Step4:放入修复装置,启动第一驱动电机(9)使得第一、第二、第三、第四刷板(402,502,602,702)与管道(1)内壁抵触,第一驱动电机(9)停转;
Step5:通过牵引机构带动整个修复装置移动。
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