CN106976538B - 一种rov推进器、rov及rov定子线圈灌封方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种ROV推进器，包括ROV本体、导流头、螺旋桨、导流罩和后端盖，其中，ROV本体内设置有传动轴及依次套设在传动轴上的导磁套、定子线圈、轴承和定子支架；导流头与螺旋桨安装于导磁套的外壁上，导流罩罩在所述螺旋桨外；其中，定子支架用于固定定子线圈，以支撑所述导流罩；后端盖设置在ROV本体的尾部，定子支架与所述后端盖围成电子仓，所述电子仓内设置有驱动电路板；其中，所述导磁套内壁吸附有磁铁，所述定子线圈内灌封有专用胶；所述定子线圈通电后，驱使所述磁铁绕定子线圈转动，所述导磁套、螺旋桨与导流头均随所述磁铁转动，产生推力。通过本发明的技术方案，能够提高ROV推进器定子线圈的密封性能和密封成本。
Description
技术领域
本发明涉及水下机器人技术领域，具体涉及一种ROV推进器、ROV及ROV定子线圈灌封方法。
背景技术
ROV，即水下机器人(Remote Operated Vehicle)，有时为了区别于地面和空中的ROV(Remote Control Vehicles)，又将海洋中所用的ROV称为Remotely OperatedUnderwater Vehicle。
随着我国海洋工程技术的发展，观测型水下机器人以其小巧灵便的操控性能，在水下观测探测方面发挥着重要作用。观测型水下机器人通常采用多推进器组成的动力系统为水下机器人提供运动动力，照明灯及摄像系统能够实时记录深水区的水下环境。推进器和照明灯分别密封在各自的金属密封舱中，并被设置在水下机器人的本体或框架上。
现有技术中，ROV定子线圈灌封方法多采用先封装ROV推进器，再灌胶的方法，让胶体充满内壳与驱动电路板形成的第一空腔，由于定子线圈设置在第一空腔中，藉此将定子线圈密封住。具体可参看授权公告号CN205652317U公开的一种用于水下机器人的推进器及水下机器人。
参见附图1，授权公告号CN205652317U公开的一种用于水下机器人的推进器，该推进器包括：外壳21、内壳22、LED灯23、驱动电路板24、定子25、转子螺旋桨26、灯罩27和胶体(未示出)。内壳22设置于外壳21中，且与外壳21固定连接。LED灯23设置于内壳22中。驱动电路板24设置于内壳22中，且与LED灯23连接。作为一种选择，驱动电路板24可设置有注胶孔。例如，在驱动电路板24的周源具有缺口，该缺口形成注胶孔。注胶孔可以设置有一个也可以设置有多个。定子25设置于内壳22中。胶体充满内壳22与驱动电路板24形成的第一空腔，覆盖LED灯23和驱动电路板24。定子25设置在第一空腔中。转子螺旋桨26内壳22的下部套设于转子螺旋桨26的导磁套中。灯罩27与推进器的上盖连接，且罩住LED灯23。
现有技术中的这种ROV定子线圈密封方法的缺陷是：1、这种密封方法只适用于驱动电路板和定子在同一个空腔内的ROV推进器结构，若驱动电路板和定子不在一个空腔内，那么将无法通过驱动电路板周源的缺口注入胶体，也即无法实现定子线圈的灌封。2、这种密封方法需要将驱动电路板和定子所在的空腔注满胶体，因此需要的胶体量比较大，变相增大了产品成本，且每次维修定子和驱动电路板的时候，因为要处理大量的胶体，拆卸回装都比较麻烦。
另外，现有技术中的ROV螺旋浆和导磁套是固定连接的，ROV的螺旋浆通过导磁套套设在定子线圈外。ROV螺旋浆的这种固定连接方式，不利于螺旋浆的维修更换。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种ROV推进器、ROV及ROV定子线圈灌封方法，提高ROV推进器定子线圈的密封性能和密封成本。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种ROV推进器，包括ROV本体、导流头、螺旋浆、导流罩和后端盖，其中，
所述ROV本体内设置有传动轴及依次套设在所述传动轴上的导磁套、定子线圈、轴承和定子支架；所述导流头与螺旋桨安装于所述导磁套的外壁上，所述导流罩罩在所述螺旋浆外；其中，所述定子支架用于固定所述定子线圈，以支撑所述导流罩；所述后端盖设置在ROV本体的尾部，所述定子支架与所述后端盖围成电子仓，所述电子仓内设置有驱动电路板；
其中，所述导磁套内壁吸附有磁铁，所述定子线圈内灌封有专用胶；所述定子线圈通电后，驱使所述磁铁绕定子线圈转动，所述导磁套、螺旋桨与导流头均随所述磁铁转动，产生推力。
优选地，所述定子线圈包括内磁筒、线圈槽、导电线圈和外磁铁，其中，
所述内磁筒为中空的圆柱形结构，所述内磁筒套设在所述传动轴上；所述线圈槽为多个，多个所述线圈槽沿所述内磁筒的外圆周均匀等距设置，所述导电线圈设置在所述线圈槽内；所述外磁铁与所述线圈槽的数量相等，所述外磁铁贴附在所述线圈槽的外壁上，沿所述传动轴的轴线延伸。
优选地，所述电子仓内还设置有LED灯和LED固定板；其中，
所述LED固定板的一侧固定有所述LED灯，另一侧固定有所述驱动电路板；所述LED灯的发光方向朝向所述后端盖；所述驱动电路板与所述定子支架保持预设距离。
优选地，所述驱动电路板为双层驱动电路板，所述双层驱动电路板通过多个散热柱固定在所述LED固定板的一侧。
优选地，所述的ROV推进器，还包括设置在所述导流罩内的支撑杆，所述支撑杆的一端与导流罩固定，另一端与所述定子支架固定；所述支撑杆用于将所述导流罩固定于定子支架上。
优选地，所述螺旋浆通过螺钉固定在所述导磁套的外壁上。
优选地，所述导流头通过螺钉固定在所述导磁套的外壁上。
一种ROV，包括上述的ROV推进器。
一种ROV定子线圈灌封方法，适用于上述的ROV推进器和上述的ROV，包括：
步骤S1、对第一工装堵头、第二工装堵头、工装圆柱体、工装底座及出库的定子线圈进行清洁，并涂抹脱模剂或润滑脂；其中，第一工装堵头的外径大于第二工装堵头的外径；
步骤S2、使用热熔胶将第一工装堵头安装在定子线圈的顶部，将第二工装堵头安装在定子线圈的底部后，并使用无水乙醇润湿无尘布，擦拭定子线圈外表面一周；
步骤S3、取预设重量的脱模剂或润滑脂，涂抹在第一工装堵头、第二工装堵头外表面，工装圆柱体内表面，厚度在0.1～0.05mm之间，并将定子线圈装配到工装圆柱体内；
步骤S4、将定子线圈装配到工装底座上后，并使用高温热胶棒通过热胶枪加热至220度，将工装圆柱体装配到工装底座上的一端密封；
步骤S5、和胶体，具体包括：
用无水乙醇润湿无尘布，擦拭容器为100ml玻璃杯内表面，玻璃棒外表面；
将环氧树脂胶A：B根据重量比2:1进行混合；
使用玻璃棒从外到内搅拌均匀，时间为2min；
步骤S6、将和好的胶放到抽真空罩内，打开抽气开关，直至胶水无气泡，关掉开关，取走胶液；
步骤S7、将准备好的定子线圈放到抽真空罩内，使用容量为20ml的一次性注射器吸取胶液，第一次注胶10ml，等待2-3min；
步骤S8、第二次注胶10-15ml，开始抽真空，直至无气泡或关闭抽真空罐后气泡面积占灌胶上表面积的1/3，关闭抽真空罐，取走灌胶的定子线圈，将剩余的胶液注完；
步骤S9、使用注射器的配套针头，将直径大于1mm的气泡除掉；
步骤S10、将灌胶的定子线圈，放到高温烤箱内，温度为80±2°，保温1h；
步骤S11、将高温后的灌胶定子线圈，放到干净的室区域，静置1.5h；
步骤S12、将冷却到室温的灌胶定子线圈放到虎钳上，使用脱模工具将定子线圈从工装上取下来；
步骤S13、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭定子线圈外表面一周；
步骤S14、检验灌胶定子线圈外表面，是否无气孔、凹坑、少胶、无胶现象，若是，检验合格，放置到半成品库区。
优选地，所述步骤S1具体包括：
步骤S111、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭第一工装堵头、第二工装堵头及出库的定子线圈的外表面一周；
步骤S112、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭工装圆柱体内表面一周；
步骤S113、带上指套，取预设重量的脱模剂或润滑脂，将工装圆柱体内表面均匀涂抹一周，厚度在0.1～0.05mm之间；
步骤S114、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭工装底座外表面一周；
步骤S115、带上指套，取预设重量的脱模剂或润滑脂，将工装底座上表面直径45mm范围内均匀涂抹，厚度在0.1-0.05mm之间。
本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
由上述技术方案可知，本发明提供的这种ROV推进器及ROV，为防止定子线圈损坏及漏电将定子线圈用胶灌封，起到隔绝保护作用。为方便螺旋桨更换，将固定螺旋桨连接方式设计为可拆卸螺旋浆连接方式，方便螺旋浆的维修更换。
最重要的是，本发明提供的这种ROV推进器及ROV设计了一种全新的防水结构和传动结构，导磁套内壁吸附有磁铁，定子线圈通电后，驱使磁铁绕定子线圈转动，导磁套、螺旋桨与导流头均随磁铁转动，产生推力。相比现有技术，本发明提供的这种ROV推进器及ROV，传动结构工作依靠电磁原理实现，尽量减少了定子线圈与磁铁之间的间隙，以增加能量转化效率，传动效率更高，结构防水省去传统的减速机结构、磁耦合结构，简化结构降低了成本。
另外，驱动电路板设置在定子支架和后端盖围成的电子仓内，驱动电路板与ROV本体内的传动结构不相连通，定子线圈的灌封不需要通过驱动电路板周源的缺口注入胶体，只需要对定子线圈进行灌封，一方面减少了胶体的注入量，节约了产品成本，另一方面与相比现有技术中先装配ROV再灌封相比，减小了灌封的难度，灌封密闭性更好。
另外，本发明提供的这种ROV定子线圈灌封方法，使电机定子线圈防水，能够直接在水中工作，提高了定子线圈的绝缘等级、耐腐蚀及使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明背景技术提供的一种ROV推进器的剖视图；
图2为本发明一实施例提供的一种ROV推进器的剖视图；
图3为本发明一实施例提供的一种ROV定子线圈灌封方法的流程示意图。
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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
参见图2，本发明一实施例提供的一种ROV推进器，包括ROV本体、导流头2、螺旋浆6、导流罩1和后端盖8，其中，
所述ROV本体内设置有传动轴3及依次套设在所述传动轴3上的导磁套4、定子线圈5、轴承7和定子支架10；所述导流头2与螺旋桨6安装于所述导磁套4的外壁上，所述导流罩1罩在所述螺旋浆6外；其中，所述定子支架10用于固定所述定子线圈5，以支撑所述导流罩1；所述后端盖8设置在ROV本体的尾部，所述定子支架10与所述后端盖8围成电子仓9，所述电子仓内设置有驱动电路板12；
其中，所述导磁套4内壁吸附有磁铁，所述定子线圈5内灌封有专用胶；所述定子线圈5通电后，驱使所述磁铁绕定子线圈5转动，所述导磁套4、螺旋桨6与导流头2均随所述磁铁转动，产生推力。
需要说明的是，导流罩的作用：1、减小了螺旋桨空泡的过早形成，进而减小了螺旋桨旋转时的噪音。2、阻挡了螺旋桨水流的侧向流动，集中向正后方推动水，提高了推力。
由上述技术方案可知，本发明提供的这种ROV推进器，为防止定子线圈5损坏及漏电将定子线圈5用胶灌封，起到隔绝保护作用。为方便螺旋桨更换，将固定螺旋桨连接方式设计为可拆卸螺旋浆6连接方式，方便螺旋浆6的维修更换。
最重要的是，本发明提供的这种ROV推进器及ROV设计了一种全新的防水结构和传动结构，导磁套4内壁吸附有磁铁，定子线圈5通电后，驱使磁铁绕定子线圈5转动，导磁套4、螺旋桨6与导流头2均随磁铁转动，产生推力。相比现有技术，本发明提供的这种ROV推进器及ROV，传动结构工作依靠电磁原理实现，尽量减少了定子线圈5与磁铁之间的间隙，以增加能量转化效率，传动效率更高，结构防水省去传统的减速机结构、磁耦合结构，简化结构降低了成本。
另外，驱动电路板设置在定子支架10和后端盖8围成的电子仓内，驱动电路板与ROV本体内的传动结构不相连通，定子线圈5的灌封不需要通过驱动电路板周源的缺口注入胶体，只需要对定子线圈5进行灌封，一方面减少了胶体的注入量，节约了产品成本，另一方面与相比现有技术中先装配ROV再灌封相比，减小了灌封的难度，灌封密闭性更好。
优选地，所述定子线圈5包括内磁筒、线圈槽、导电线圈和外磁铁，其中，
所述内磁筒为中空的圆柱形结构，所述内磁筒套设在所述传动轴上；所述线圈槽为多个，多个所述线圈槽沿所述内磁筒的外圆周均匀等距设置，所述导电线圈设置在所述线圈槽内；所述外磁铁与所述线圈槽的数量相等，所述外磁铁贴附在所述线圈槽的外壁上，沿所述传动轴的轴线延伸。
优选地，所述电子仓内还设置有LED灯13和LED固定板14；其中，
所述LED固定板14的一侧固定有所述LED灯13，另一侧固定有所述驱动电路板12；所述LED灯13的发光方向朝向所述后端盖8；所述驱动电路板12与所述定子支架10保持预设距离。
优选地，所述驱动电路板12为双层驱动电路板，所述双层驱动电路板通过多个散热柱15固定在所述LED固定板14的一侧。
优选地，所述的ROV推进器，还包括设置在所述导流罩1内的支撑杆11，所述支撑杆的一端与导流罩1固定，另一端与所述定子支架10固定；所述支撑杆用于将所述导流罩1固定于定子支架10上。
优选地，所述螺旋浆6通过螺钉固定在所述导磁套4的外壁上。
优选地，所述导流头2通过螺钉固定在所述导磁套4的外壁上。
一种ROV，包括上述的ROV推进器。
参见图3，一种ROV定子线圈灌封方法，适用于上述的ROV推进器和上述的ROV，包括：
步骤S1、对第一工装堵头、第二工装堵头、工装圆柱体、工装底座及出库的定子线圈进行清洁，并涂抹脱模剂或润滑脂；其中，第一工装堵头的外径大于第二工装堵头的外径；
步骤S2、使用热熔胶将第一工装堵头安装在定子线圈的顶部，将第二工装堵头安装在定子线圈的底部后，并使用无水乙醇润湿无尘布，擦拭定子线圈外表面一周；
步骤S3、取预设重量的脱模剂或润滑脂，涂抹在第一工装堵头、第二工装堵头外表面，工装圆柱体内表面，厚度在0.1～0.05mm之间，并将定子线圈装配到工装圆柱体内；
步骤S4、将定子线圈装配到工装底座上后，并使用高温热胶棒通过热胶枪加热至220度，将工装圆柱体装配到工装底座上的一端密封；
步骤S5、和胶体，具体包括：
用无水乙醇润湿无尘布，擦拭容器为100ml玻璃杯内表面，玻璃棒外表面；
将环氧树脂胶A：B根据重量比2:1进行混合；
使用玻璃棒从外到内搅拌均匀，时间为2min；
步骤S6、将和好的胶放到抽真空罩内，打开抽气开关，直至胶水无气泡，关掉开关，取走胶液；
步骤S7、将准备好的定子线圈放到抽真空罩内，使用容量为20ml的一次性注射器吸取胶液，第一次注胶10ml，等待2-3min；
步骤S8、第二次注胶10-15ml，开始抽真空，直至无气泡或关闭抽真空罐后气泡面积占灌胶上表面积的1/3，关闭抽真空罐，取走灌胶的定子线圈，将剩余的胶液注完；
步骤S9、使用注射器的配套针头，将直径大于1mm的气泡除掉；
步骤S10、将灌胶的定子线圈，放到高温烤箱内，温度为80±2°，保温1h；
步骤S11、将高温后的灌胶定子线圈，放到干净的室区域，静置1.5h；
步骤S12、将冷却到室温的灌胶定子线圈放到虎钳上，使用脱模工具将定子线圈从工装上取下来；
步骤S13、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭定子线圈外表面一周；
步骤S14、检验灌胶定子线圈外表面，是否无气孔、凹坑、少胶、无胶现象，若是，检验合格，放置到半成品库区。
优选地，所述步骤S1具体包括：
步骤S111、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭第一工装堵头、第二工装堵头及出库的定子线圈的外表面一周；
步骤S112、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭工装圆柱体内表面一周；
步骤S113、带上指套，取预设重量的脱模剂或润滑脂，将工装圆柱体内表面均匀涂抹一周，厚度在0.1～0.05mm之间；
步骤S114、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭工装底座外表面一周；
步骤S115、带上指套，取预设重量的脱模剂或润滑脂，将工装底座上表面直径45mm范围内均匀涂抹，厚度在0.1-0.05mm之间。
需要说明的是，本申请文件中的“一周”指的是产品外表面圆周一圈，不是时间持续一周。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
Claims (10)
1.一种ROV推进器，其特征在于，包括ROV本体、导流头、螺旋浆、导流罩和后端盖，其中，
所述ROV本体内设置有传动轴及依次套设在所述传动轴上的导磁套、定子线圈、轴承和定子支架；所述导流头与螺旋桨安装于所述导磁套的外壁上，所述导流罩罩在所述螺旋浆外；其中，所述定子支架用于固定所述定子线圈，以支撑所述导流罩；所述后端盖设置在ROV本体的尾部，所述定子支架与所述后端盖围成电子仓，所述电子仓内设置有驱动电路板；
其中，所述导磁套内壁吸附有磁铁，所述定子线圈内灌封有专用胶；所述定子线圈通电后，驱使所述磁铁绕定子线圈转动，所述导磁套、螺旋桨与导流头均随所述磁铁转动，产生推力。
2.根据权利要求1所述的ROV推进器，其特征在于，所述定子线圈包括内磁筒、线圈槽、导电线圈和外磁铁，其中，
所述内磁筒为中空的圆柱形结构，所述内磁筒套设在所述传动轴上；所述线圈槽为多个，多个所述线圈槽沿所述内磁筒的外圆周均匀等距设置，所述导电线圈设置在所述线圈槽内；所述外磁铁与所述线圈槽的数量相等，所述外磁铁贴附在所述线圈槽的外壁上，沿所述传动轴的轴线延伸。
3.根据权利要求2所述的ROV推进器，其特征在于，所述电子仓内还设置有LED灯和LED固定板；其中，
所述LED固定板的一侧固定有所述LED灯，另一侧固定有所述驱动电路板；所述LED灯的发光方向朝向所述后端盖；所述驱动电路板与所述定子支架保持预设距离。
4.根据权利要求3所述的ROV推进器，其特征在于，所述驱动电路板为双层驱动电路板，所述双层驱动电路板通过多个散热柱固定在所述LED固定板的一侧。
5.根据权利要求3所述的ROV推进器，其特征在于，还包括设置在所述导流罩内的支撑杆，所述支撑杆的一端与导流罩固定，另一端与所述定子支架固定；所述支撑杆用于将所述导流罩固定于定子支架上。
6.根据权利要求1所述的ROV推进器，其特征在于，所述螺旋浆通过螺钉固定在所述导磁套的外壁上。
7.根据权利要求6所述的ROV推进器，其特征在于，所述导流头通过螺钉固定在所述导磁套的外壁上。
8.一种ROV，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的ROV推进器。
9.一种ROV定子线圈灌封方法，适用于权利要求1～7任一项所述的ROV推进器和权利要求8所述的ROV，其特征在于，包括：
步骤S1、对第一工装堵头、第二工装堵头、工装圆柱体、工装底座及出库的定子线圈进行清洁，并涂抹脱模剂或润滑脂；其中，第一工装堵头的外径大于第二工装堵头的外径；
步骤S2、使用热熔胶将第一工装堵头安装在定子线圈的顶部，将第二工装堵头安装在定子线圈的底部，并使用无水乙醇润湿无尘布，擦拭定子线圈外表面一周；
步骤S3、取预设重量的脱模剂或润滑脂，涂抹在第一工装堵头、第二工装堵头外表面，工装圆柱体内表面，厚度在0.1～0.05mm之间，并将定子线圈装配到工装圆柱体内；
步骤S4、将定子线圈装配到工装底座上，并使用高温热胶棒通过热胶枪加热至220度，将工装圆柱体装配到工装底座上的一端密封；
步骤S5、和胶体，具体包括：
用无水乙醇润湿无尘布，擦拭容器为100ml玻璃杯内表面，玻璃棒外表面；
将环氧树脂胶A：B根据重量比2:1进行混合；
使用玻璃棒从外到内搅拌均匀，时间为2min；
步骤S6、将和好的胶放到抽真空罩内，打开抽气开关，直至胶水无气泡，关掉开关，取走胶液；
步骤S7、将准备好的定子线圈放到抽真空罩内，使用容量为20ml的一次性注射器吸取胶液，第一次注胶10ml，等待2-3min；
步骤S8、第二次注胶10-15ml，开始抽真空，直至无气泡或关闭抽真空罐后气泡面积占灌胶上表面积的1/3，关闭抽真空罐，取走灌胶的定子线圈，将剩余的胶液注完；
步骤S9、使用注射器的配套针头，将直径大于1mm的气泡除掉；
步骤S10、将灌胶的定子线圈，放到高温烤箱内，温度为80±2°，保温1h；
步骤S11、将高温后的灌胶定子线圈，放到干净的室区域，静置1.5h；
步骤S12、将冷却到室温的灌胶定子线圈放到虎钳上，使用脱模工具将定子线圈从工装上取下来；
步骤S13、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭定子线圈外表面一周；
步骤S14、检验灌胶定子线圈外表面，是否无气孔、凹坑、少胶、无胶现象，若是，检验合格，放置到半成品库区。
10.根据权利要求9所述的ROV定子线圈灌封方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
步骤S111、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭第一工装堵头、第二工装堵头及出库的定子线圈的外表面一周；
步骤S112、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭工装圆柱体内表面一周；
步骤S113、带上指套，取预设重量的脱模剂或润滑脂，将工装圆柱体内表面均匀涂抹一周，厚度在0.1～0.05mm之间；
步骤S114、用无水乙醇润湿无尘布，擦拭工装底座外表面一周；
步骤S115、带上指套，取预设重量的脱模剂或润滑脂，将工装底座上表面直径45mm范围内均匀涂抹，厚度在0.1-0.05mm之间。
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