CN107979337A - 一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,包括追踪太阳旋转设置的光伏发电装置,对称设置于光伏发电装置两侧的导轨,沿导轨移动的清洁辊,对称设置在导轨顶部的限位组件,限位组件包括限位单元与杠杆单元,还包括对称设置的喷水组件,通过清洁辊利用自身重力下落对光伏板完成除尘工作后,利用光伏发电装置跟踪太阳进行旋转的摆动,将清洁辊重新带回初始位置,反复使用,解决了旋转追踪型的光伏发电装置的清洁问题,实现了清洁辊的自动复位,节约了能源,简化了机构。
Description
机技术领域
本发明涉及光伏发电装置清洁技术领域,具体为一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构。
背景技术
受当今世界污染问题的影响,太阳能作为一种清洁可再生的能源,越来越引起人们的重视,其主要包括太阳电池板组件、控制器和逆变器三大部分,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
但是,光伏发电装置在野外安置后,其表面容易沾染大量的鸟类粪便、灰尘以及固体杂质等,长期不清理的话容易影响装置的使用效果,特别是一些雨水较少的区域,影响更为强烈,现有的光伏发电装置一般缺乏清理装置,大型的光伏发电板难以使用人工清理,而小型的光伏发电板使用人工清理时清理效率较低。
在专利号为CN206689167U的中国专利中,公开了一种野外光伏发电装置的机动清理装置,采用在光伏发电板的安置架两端连接传动齿轮以通过链条的运动带动清洁条对光伏发电板进行清理,这样能够克服面积较大的光伏发电板不易清理的问题,配合喷头、喷淋支架、水泵和水箱,能够对光伏发电板表面进行预冲洗,这样能够有效提高清洁效率。
但是,其只对固定光伏发电装置进行清洁,且在使用过程中,清洁条的复位是依靠额外设置的动力机构带动,结构复杂,不利于维护,且在加工与安装过程中,成本过高。
发明内容
针对以上问题,本发明提供了一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,清洁辊利用自身重力下落对光伏板完成除尘工作后,利用光伏发电装置跟踪太阳进行旋转的摆动,将清洁辊重新带回初始位置,反复使用,解决了旋转追踪型的光伏发电装置的清洁问题,实现了清洁辊的自动复位,节约了能源,简化了机构。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,包括光伏发电装置,所述光伏发电装置旋转追踪太阳旋转摆动设置,还包括:
导轨,所述导轨对称设置于所述光伏发电装置的两侧,其为扇形设置,其包括直线导轨与弧形导轨,所述直线导轨为倾斜设置,所述弧形导轨分别连接所述直线导轨的两端;
清洁辊,所述清洁辊与所述光伏发电装置的水平中部轴线平行设置,其沿所述导轨移动;
限位组件,所述限位组件对称设置,其均设置于所述导轨的顶部,其对所述清洁辊的两端进行限位,且其包括限位单元于杠杆单元,所述限位单元设置于所述导轨上,所述杠杆单元设置于所述限位单元的下方;以及
喷水组件,所述喷水组件对称设置,其位于所述导轨的内侧,且其设置于所述清洁辊的下方。
作为改进,初始时,所述光伏发电装置与直线导轨平行设置,其旋转摆动的两端分别为第一端部与第二端部,且第一端部位于第二端部的上方,所述清洁辊位于所述第一端部处。
作为改进,所述第一端部的两端对称设置有楔形块,该楔形块的坡面朝上设置,所述第二端部的两端对称设置有勾板。
作为改进,所述第二端部的摆动轨迹与所述弧形导轨的导向路径重合。
作为改进,所述清洁辊包括:
辊体,所述辊体包括内部的钢棍于包裹于该钢棍外部的清洁层;以及
限位环,所述限位环对称设置于所述辊体的两端,其为圆形设置,且其与所述导轨卡合设置。
作为改进,所述清洁辊还包括:
齿轮,所述齿轮对称套设于所述清洁辊的两端;以及
齿条,所述齿条沿所述清洁辊的滚落路径倾斜设置于所述齿轮的下方,其与所述导轨固定连接。
作为改进,所述限位单元包括:
第一限位板,所述第一限位板垂直设置于所述直线导轨的顶部,其两侧壁上设置有三角形的限位块,该限位块与所述直线导轨的底面对应配合,该第一限位板对所述清洁辊进行限位;
第二限位板,所述第二限位板的顶部与所述第一限位板铰接,其底部穿过所述直线导轨的底面悬挂于该直线导轨的下方;
导柱,所述导柱对称设置于所述第二限位板的两端,其上端与所述直线导轨固定连接,其下端与所述第二限位板的两端滑动套接;以及
复位弹簧,所述复位弹簧套设与对应的所述导柱上,且其抵触设置于所述直线导轨与所述第二限位板之间。
作为改进,所述杠杆单元包括:
连接臂,所述连接臂垂直所述齿条设置,其上端与该齿条的上端固定连接;
杠杆,所述杠杆的中部与所述连接臂的底部铰接,其位于所述限位单元下方的一端设置有光轴,且其位于所述光伏发电装置的一端设置有滚轮,该滚轮滑动设置于滑槽内,其与所述楔形块对应配合;
滑块,所述滑块与所述滚轮抵触设置,且其与所述滑槽之间抵触设置有限位弹簧。
作为改进,所述喷水组件包括:
水箱,所述水箱面向所述光伏发电装置的侧壁上均布有若干的出水孔,且沿该水箱的长度方向等距划分为若干的储水区;
若干活塞,所述活塞均滑动设置于对应的所述储水区内;
压缩弹簧,所述压缩弹簧对称设置于所述活塞的两端,其抵触设置于所述水箱与所述活塞之间;以及
吸水管,所述吸水管设置于对应所述储水区的下方,其与该储水区的连通位置处设置有铰接的阀板;
水槽,所述水槽设置于所述光伏发电装置的下方,其为U型设置,且所述吸水管的末端置于其内。
作为改进,所述水槽包括第一水槽与第二水槽,所述第一水槽位于所述第二水槽的前端,所述第二水槽为对称设置,且所述第一水槽与所述第二水槽的连通位置处设置有过滤网。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明通过利用清洁辊自身重力下落对光伏板完成除尘工作后,利用光伏发电装置跟踪太阳进行旋转的摆动,将清洁辊重新带回初始位置,反复使用,自动完成旋转追踪型的光伏发电装置的清洁,实现了清洁辊的自动复位,节约了能源,简化了机构;
(2)本发明在设置清洁辊时,利用清洁辊滚动过程中挤压活塞,将储水区内的水挤压喷出,配合清洁辊对光伏板的表面进行有效的冲刷清洗,避免杂质粘附在光伏板表面,对光伏板的光能吸收产生影响;
(3)本发明在设置清洁辊时,利用光伏板跟踪太阳时的摆动,拨动杠杆组件使限位组件向上抬升,接触对清洁辊的限位,使清洁辊受重力滚落对光伏板进行除尘清理,且清洁辊对光伏板的除尘工作均在光伏板每天开始工作的阶段,保证了光伏板在当日内的清洁;
(4)本发明对冲刷后清洁的污水进行收集,使污水经过过滤网过滤后重复进行使用,使机构能充分适应降雨少的地区的使用,尽可能的节约水资源。
综上所述,本发明具有结构简单巧妙,易于维护等优点,尤其适用于光伏发电装置的清洁技术领域。
附图说明
图1为本发明剖视结构示意图;
图2为本发明立体结构示意图;
图3为本发明局部剖视结构示意图一;
图4为本发明局部剖视结构示意图二;
图5为本发明光伏发电装置局部结构示意图
图6为本发明清洁辊结构示意图;
图7为本发明轨道结构示意图;
图8为本发明限位单元结构示意图一;
图9为本发明限位单元结构示意图二;
图10为本发明限位单元结构示意图三;
图11为本发明杠杆单元结构示意图;
图12为本发明杠杆单元局部结构示意图;
图13为本发明喷水组件剖视结果示意图;
图14为本发明水槽立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
实施例:
如图1、图2、图3与图4所示,一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,包括光伏发电装置1,所述光伏发电装置1绕其水平中部轴线追踪太阳旋转摆动设置,还包括:
导轨2,所述导轨2对称设置于所述光伏发电装置1的两侧,其为扇形设置;
清洁辊3,所述清洁辊3与所述光伏发电装置1的水平中部轴线平行设置,其沿所述导轨2移动;
限位组件4,所述限位组件4对称设置,其均设置于所述导轨2的顶部,其对所述清洁辊3的两端进行限位,且其包括限位单元41于杠杆单元42,所述限位单元41设置于所述导轨2上,所述杠杆单元42设置于所述限位单元41的下方;以及
喷水组件5,所述喷水组件5对称设置,其位于所述导轨2的内侧,且其设置于所述清洁辊3的下方。
如图2所示,其中,初始时,所述光伏发电装置1为倾斜设置,其旋转摆动的两端分别为第一端部11与第二端部12,且第一端部11位于第二端部12的上方,所述清洁辊3位于所述第一端部11处。
需要说明的是,光伏发电装置1追踪太阳的原理是,在工作的过程中,太阳光与光伏发电装置1的照射角度随着时间的推移时刻发生变化,为了使光伏发电装置1充分有效的吸收光能转换为电能,通过设置驱动机构使光伏发电装置1,在初始时,迎着太阳升起的方向倾斜设置,而随着时间的推移,光伏发电装置1在中午时旋转为水平设置,而到傍晚太阳落山时,第一端部11移动到第二端部12的位置,之后再重新回复到初始状态。
进一步说明的是,在初始时,光伏发电装置1发生3度左右的偏转,通过杠杆单元42打开限位单元41对清洁辊3的限位,清洁辊3受重力快速下落,在下落过程中清洁辊3挤压喷水组件5,喷水组件5对光伏发电装置1喷水,配合清洁辊3对光伏发电装置1吸收太阳光的一面进行滚刷清理。
值得注意的是,本实施例中,清理机构的可以适用于各种跟踪式的光伏发电装置,确定光伏发电装置的摆动路径后,对导轨2的路径进行修改,能广泛的适用于各种光伏发电装置,且针对无法进行跟踪的光伏发电装置,只需在清洁辊3上额外设置驱动机构,带动清洁辊3沿导轨2进行移动。
如图3与图5所示。作为一种优选的实施方式,所述导轨2包括:
直线导轨21,所述直线导轨21为倾斜设置;以及
弧形导轨22,所述弧形导轨22分别连接所述直线导轨21的两端,且其与所述第二端部12的旋转摆动轨迹重合,并且,所述第二端部12的两端对称设置有勾板121。
需要说明的是,在清洁辊3完成清洁工作后,清洁辊3停止在直线导轨21的末端,在光伏发电装置1旋转摆动的过程中,通过勾板121将清洁辊3带动沿弧形导轨22重新回复到直线导轨21的顶部,由限位单元41对其进行限位。
如图6所示,作为一种优选的实施方式,所述清洁辊3包括:
辊体31,所述辊体31包括内部的钢棍311于包裹于该钢棍311外部的清洁层312;以及
限位环32,所述限位环32对称设置于所述辊体31的两端,其为圆形设置,且其与所述导轨2卡合设置。
如图6与图7所示,进一步的,所述清洁辊3还包括:
齿轮33,所述齿轮33对称套设于所述清洁辊3的两端;以及
齿条34,所述齿条34沿所述清洁辊3的滚落路径倾斜设置于所述齿轮33的下方,其与所述导轨2固定连接。
需要说明的是,本实施例中,清洁层312优选为海绵类材质,限位环32卡设在轨道2内,使清洁辊3沿轨道2的路径进行移动,在清洁辊3沿直线轨道21对光伏发电装置1的表面进行清洁的过程中,齿轮33与齿条34配合,使清洁辊3快速旋转,对光伏发电装置1进行滚动清理。
如图8、图9与图10所示,作为一种优选的实施方式,所述限位单元41包括:
第一限位板411,所述第一限位板411垂直设置于所述直线导轨21的顶部,其两侧壁上设置有三角形的限位块411a,该限位块411a与所述直线导轨21的底面对应配合,该第一限位板411对所述清洁辊3进行限位;
第二限位板412,所述第二限位板412的顶部与所述第一限位板411铰接,其底部穿过所述直线导轨21的底面悬挂于该直线导轨21的下方;
导柱413,所述导柱413对称设置于所述第二限位板412的两端,其上端与所述直线导轨21固定连接,其下端与所述第二限位板412的两端滑动套接;以及
复位弹簧414,所述复位弹簧414套设与对应的所述导柱413上,且其抵触设置于所述直线导轨21与所述第二限位板412之间。
需要说明的是,由于复位弹簧414处于压缩状态,因此,第二限位板412的底端受到复位弹簧414的推力,带动第一限位板411立起,限位块411a与直线轨道21的底面对应卡合,对清洁辊2的两端进行限位。
如图11与图12所示,作为一种优选的实施方式,所述杠杆单元42包括:
连接臂421,所述连接臂421垂直所述齿条34设置,其上端与该齿条34的上端固定连接;
杠杆422,所述杠杆422的中部与所述连接臂421的底部铰接,其位于所述限位单元41下方的一端设置有光轴422a,且其位于所述光伏发电装置1的一端设置有滚轮422b,该滚轮422b滑动设置于滑槽423内,其与所述楔形块111对应配合;
滑块424,所述滑块424与所述滚轮422b抵触设置,且其与所述滑槽423之间抵触设置有限位弹簧425。
如图11所示,其中,所述第一端部11的两端对称设置有楔形块111,该楔形块111的坡面朝上设置。
需要说明的是,光伏发电装置1在太阳升起后,开始旋转摆动,在摆动过程中,楔形块111与滚轮422b发生挤压,使杠杆422发生摆动,位于限位组件41下方的杠杆422翘起,光轴422a将第二限位板412顶起,第一限位板411与第二限位板412的铰接处上移,第一限位板411翻转,失去对清洁辊2的限位,使清洁辊2受重力滚落,对光伏发电装置1进行除尘清理工作。
进一步说明的是,在光伏发电装置1复位至初始位置时,楔形块111的坡面与滚轮422b发生挤压配合,使滑块424滑动,滚轮422b被压缩,杠杆422不发生旋转,限位组件41始终对清理辊2进行限位。
如图13所示,作为一种优选的实施方式,所述喷水组件5包括:
水箱51,所述水箱51面向所述光伏发电装置1的侧壁上均布有若干的出水孔511,且沿该水箱51的长度方向等距划分为若干的储水区512;
若干活塞52,所述活塞52均滑动设置于对应的所述储水区512内;
压缩弹簧53,所述压缩弹簧53对称设置于所述活塞52的两端,其抵触设置于所述水箱51与所述活塞52之间;以及
吸水管54,所述吸水管54设置于对应所述储水区512的下方,其与该储水区512的连通位置处设置有铰接的阀板541;
水槽56,所述水槽56设置于所述光伏发电装置1的下方,其为U型设置,且所述吸水管54的末端置于其内。
如图14所示,进一步的,所述水槽56包括第一水槽561与第二水槽562,所述第一水槽561位于所述第二水槽562的前端,所述第二水槽562为对称设置,且所述第一水槽561与所述第二水槽562的连通位置处设置有过滤网563。
需要说明的是,在清洁辊2受重力下落的过程中,清洁辊2挤压活塞52,使活塞52挤压储水区512内的水分,水分从出水孔511喷出,对光伏发电装置1的表面进行冲刷清洗,而在清洁辊2进行复位过程中,活塞52由压缩弹簧53带动复位,活塞52通过吸水管54吸取水槽56内的水分补充到储水区512内。
进一步说明的是,出水孔511的直径很小,只有在活塞挤压的情况下才会大量的喷水。
更进一步说明的是,在吸水管54吸取水槽56内的水分时,吸水管54内的阀板541受到活塞52的作用掀开,而在完成吸水工作后,阀板541受到水的压力,将吸水管54覆盖密封。
更进一步说明的是,在储水区512内的水分喷出对光伏发电装置1的表面进行冲刷清洗后,废水回流到第一水槽561内,而吸水管54吸取第二水槽562内的水分,第一水槽561在流回第二水槽562时,杂质被过滤网563过滤,过滤网563优选为海绵,能有效的拦截杂质,且透水性好。
工作过程:
初始时,光伏发电装置1迎着太阳升起的方向倾斜设置,而随着时间的推移,光伏发电装置1发生转动,在摆动过程中,楔形块111与滚轮422b发生挤压,使杠杆422发生摆动,位于限位组件41下方的杠杆422翘起,光轴422a将第二限位板412顶起,第一限位板411与第二限位板412的铰接处上移,第一限位板411翻转,失去对清洁辊2的限位,使清洁辊2受重力滚落,对光伏发电装置1进行除尘清理工作,且清洁辊2挤压活塞52,使活塞52挤压储水区512内的水分,水分从出水孔511喷出,对光伏发电装置1的表面进行冲刷清洗,而在清洁辊2完成除尘工作后,随着光伏发电装置1的旋转摆动,勾板121勾住清洁辊2的两端,使其沿着弧形轨道22进行移动,在太阳落山后,清洁辊2移动至初始位置,由限位组件41对其进行限位固定,而活塞52由压缩弹簧53带动复位,活塞52通过吸水管54吸取水槽56内的水分补充到储水区512内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,包括光伏发电装置(1),所述光伏发电装置(1)旋转追踪太阳旋转摆动设置,其特征在于,还包括:
导轨(2),所述导轨(2)对称设置于所述光伏发电装置(1)的两侧,其为扇形设置,其包括直线导轨(21)与弧形导轨(22),所述直线导轨(21)为倾斜设置,所述弧形导轨(22)分别连接所述直线导轨(21)的两端;
清洁辊(3),所述清洁辊(3)与所述光伏发电装置(1)的水平中部轴线平行设置,其沿所述导轨(2)移动;
限位组件(4),所述限位组件(4)对称设置,其均设置于所述导轨(2)的顶部,其对所述清洁辊(3)的两端进行限位,且其包括限位单元(41)于杠杆单元(42),所述限位单元(41)设置于所述导轨(2)上,所述杠杆单元(42)设置于所述限位单元(41)的下方;以及
喷水组件(5),所述喷水组件(5)对称设置,其位于所述导轨(2)的内侧,且其设置于所述清洁辊(3)的下方。
2.根据权利要求1所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,初始时,所述光伏发电装置(1)与直线导轨(21)平行设置,其旋转摆动的两端分别为第一端部(11)与第二端部(12),且第一端部(11)位于第二端部(12)的上方,所述清洁辊(3)位于所述第一端部(11)处。
3.根据权利要求2所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,所述第一端部(11)的两端对称设置有楔形块(111),该楔形块(111)的坡面朝上设置,所述第二端部(12)的两端对称设置有勾板(121)。
4.根据权利要求2所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,所述第二端部(12)的摆动轨迹与所述弧形导轨(22)的导向路径重合。
5.根据权利要求3所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,所述清洁辊(3)包括:
辊体(31),所述辊体(31)包括内部的钢棍(311)于包裹于该钢棍(311)外部的清洁层(312);以及
限位环(32),所述限位环(32)对称设置于所述辊体(31)的两端,其为圆形设置,且其与所述导轨(2)卡合设置。
6.根据权利要求5所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,所述清洁辊(3)还包括:
齿轮(33),所述齿轮(33)对称套设于所述清洁辊(3)的两端;以及
齿条(34),所述齿条(34)沿所述清洁辊(3)的滚落路径倾斜设置于所述齿轮(33)的下方,其与所述导轨(2)固定连接。
7.根据权利要求4所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,所述限位单元(41)包括:
第一限位板(411),所述第一限位板(411)垂直设置于所述直线导轨(21)的顶部,其两侧壁上设置有三角形的限位块(411a),该限位块(411a)与所述直线导轨(21)的底面对应配合,该第一限位板(411)对所述清洁辊(3)进行限位;
第二限位板(412),所述第二限位板(412)的顶部与所述第一限位板(411)铰接,其底部穿过所述直线导轨(21)的底面悬挂于该直线导轨(21)的下方;
导柱(413),所述导柱(413)对称设置于所述第二限位板(412)的两端,其上端与所述直线导轨(21)固定连接,其下端与所述第二限位板(412)的两端滑动套接;以及
复位弹簧(414),所述复位弹簧(414)套设与对应的所述导柱(413)上,且其抵触设置于所述直线导轨(21)与所述第二限位板(412)之间。
8.根据权利要求6所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,所述杠杆单元(42)包括:
连接臂(421),所述连接臂(421)垂直所述齿条(34)设置,其上端与该齿条(34)的上端固定连接;
杠杆(422),所述杠杆(422)的中部与所述连接臂(421)的底部铰接,其位于所述限位单元(41)下方的一端设置有光轴(422a),且其位于所述光伏发电装置(1)的一端设置有滚轮(422b),该滚轮(422b)滑动设置于滑槽(423)内,其与所述楔形块(111)对应配合;
滑块(424),所述滑块(424)与所述滚轮(422b)抵触设置,且其与所述滑槽(423)之间抵触设置有限位弹簧(425)。
9.根据权利要求1所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,所述喷水组件(5)包括:
水箱(51),所述水箱(51)面向所述光伏发电装置(1)的侧壁上均布有若干的出水孔(511),且沿该水箱(51)的长度方向等距划分为若干的储水区(512);
若干活塞(52),所述活塞(52)均滑动设置于对应的所述储水区(512)内;
压缩弹簧(53),所述压缩弹簧(53)对称设置于所述活塞(52)的两端,其抵触设置于所述水箱(51)与所述活塞(52)之间;以及
吸水管(54),所述吸水管(54)设置于对应所述储水区(512)的下方,其与该储水区(512)的连通位置处设置有铰接的阀板(541);
水槽(56),所述水槽(56)设置于所述光伏发电装置(1)的下方,其为U型设置,且所述吸水管(54)的末端置于其内。
10.根据权利要求9所述的一种户外太阳追踪光伏发电装置的自动清理机构,其特征在于,所述水槽(56)包括第一水槽(561)与第二水槽(562),所述第一水槽(561)位于所述第二水槽(562)的前端,所述第二水槽(562)为对称设置,且所述第一水槽(561)与所述第二水槽(562)的连通位置处设置有过滤网(563)。
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