CN108458309B - 一种结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，包括底座、灯杆、灯管、太阳能板、切换机构、防尘机构和清洗机构，切换机构包括滑环、滑道、固定板、驱动组件和两个切换杆，防尘机构包括托板、平移组件和两个防尘组件，防尘组件包括伸缩架、套环、固定杆、升降块和防尘单元，防尘单元包括横杆、第一电机、偏心轮、支板、抵靠板和两个弹簧，该结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯根据当前时间通过切换机构灵活调节太阳能板和灯管的角度，并由下方的防尘机构配合运行，实现防尘保护的同时还能清洁太阳能板和灯管的表面，如此循环，保证了白天光伏发电的效率和夜间照明的亮度，从而大幅度提高了设备的实用性。

Description

一种结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯
技术领域
本发明涉及户外照明设备领域，特别涉及一种结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯。
背景技术
太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池(胶体电池)储存电能，超高亮LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传动公路电力照明的路灯。
现有的太阳能路灯，大都结构固定不变，导致太阳能路灯上的太阳能板和照明灯长期暴露在外，而由于道路周围空气环境质量较差，太阳能板和照明灯上容易吸附较多的灰尘，降低太阳能板和照明灯表面的洁净度，进而降低了太阳能板的发电效率，同时灰尘遮挡照明灯发出的光线，影响路灯的照明亮度，增加了夜间道路交通的安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，包括底座、灯杆、侧杆、灯壳、灯管、支杆、太阳能板、切换机构、防尘机构和清洗机构，所述灯杆的底端固定在底座上，所述侧杆的一端与灯杆的中心处铰接，所述侧杆的另一端与灯壳固定连接，所述灯管设置在灯壳内，所述支杆的底端固定在灯杆的顶端，所述支杆的顶端与太阳能板铰接，所述切换机构设置在侧杆和太阳能板之间，所述防尘机构设置在侧杆的下方，所述底座内设有PLC；
所述切换机构包括滑环、滑道、固定板、驱动组件和两个切换杆，所述驱动组件位于滑道的顶端，所述滑道的底端与固定板固定连接，所述固定板固定在灯杆上，所述滑环套设在滑道上，所述驱动组件与滑环传动连接，所述切换杆与滑环铰接，两个切换杆中，其中一个切换杆与太阳能板铰接，另一个切换杆与侧杆铰接；
所述防尘机构包括托板、平移组件和两个防尘组件，所述托板固定在灯杆上，所述平移组件设置在托板的上方，两个防尘组件分别设置在平移组件的上方的两侧，所述防尘组件包括伸缩架、套环、固定杆、升降块、凹口和防尘单元，所述伸缩架的底端与平移组件连接，所述伸缩架的顶端的两侧分别与升降块和套环铰接，所述凹口设置在升降块的下方，所述固定杆的两端固定在凹口的两侧的内壁上，所述套环套设在固定杆上，所述防尘单元设置在升降块的上方；
所述防尘单元包括横杆、第一电机、偏心轮、支板、抵靠板和两个弹簧，所述支板固定在升降块的远离灯杆的一端，所述抵靠板位于支板和灯杆之间，所述第一电机通过横杆固定在支杆的靠近抵靠板的一侧，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与偏心轮传动连接，两个弹簧分别设置在偏心轮的上方和下方，所述抵靠板通过弹簧与支板连接，所述弹簧处于拉伸状态。
作为优选，为了驱动滑环在滑道上移动，所述驱动组件包括第二电机、第一连杆和第二连杆，所述第二电机固定在滑道的顶端，所述第二电机固定在灯杆上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与滑环铰接。
作为优选，为了改变伸缩架的形态，所述平移组件包括第三电机、缓冲块、第三驱动轴和滑板，所述第三电机和缓冲块分别固定在托板的上方的两端，所述第三驱动轴设置在第三电机和缓冲块之间，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述第三驱动轴的外周设有外螺纹，所述滑板套设在第三驱动轴上，所述滑板内设有内螺纹，所述滑板内的内螺纹与第三驱动轴上的外螺纹相匹配，所述第三电机和滑板的靠近第三电机的一端分别与其中一个伸缩架的底端的两侧铰接，所述缓冲块和滑板的靠近缓冲块的一端分别与另一个伸缩架的底端的两侧铰接，所述第三电机与PLC电连接。
作为优选，为了保证第三电机的驱动力，所述第三电机为直流伺服电机。
作为优选，为了固定抵靠板的移动方向，所述偏心轮和弹簧之间设有限位单元，所述限位单元包括插管和插杆，所述插管固定在抵靠板上，所述插杆的一端固定在支板上，所述插杆的另一端设置在插管内。
作为优选，为了实现对抵靠板的清洁，所述清洗机构包括蓄水箱、水泵、水管和两个喷头，所述蓄水箱固定在底座上，所述水泵固定在蓄水箱的上方，所述水管设置在灯杆内，两个喷头分别固定在灯杆的两侧，所述喷头通过水管与水泵连通，所述水泵与蓄水箱连通，所述水泵与PLC电连接。
作为优选，为了保证托板与灯杆连接的稳固性，所述托板与灯杆为一体成型结构。
作为优选，为了使抵靠板具有一定的缓冲能力，同时便于抵靠板擦除太阳能板和灯管表面的灰尘，所述抵靠板的制作材料为海绵。
作为优选，为了防止钛合金杆受力变形，所述切换杆为钛合金杆。
作为优选，为了延长太阳能板的使用寿命，所述太阳能板为单晶硅太阳能板。
本发明的有益效果是，该结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯根据当前时间通过切换机构灵活调节太阳能板和灯管的角度，并由下方的防尘机构配合运行，实现防尘保护的同时还能清洁太阳能板和灯管的表面，如此循环，保证了白天光伏发电的效率和夜间照明的亮度，从而大幅度提高了设备的实用性，与现有的防尘机构相比，该防尘机构结构灵活，可根据当前时间和需要灵活对太阳能板和灯管进行防尘保护和清洁。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯的结构示意图；
图2是本发明的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯的切换机构的结构示意图；
图3是本发明的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯的防尘机构的结构示意图；
图4是本发明的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯的防尘单元的结构示意图；
图5是本发明的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯的清洗机构的结构示意图；
图中：1.底座，2.灯杆，3.侧杆，4.灯壳，5.灯管，6.支杆，7.太阳能板，8.滑环，9.滑道，10.固定板，11.切换杆，12.托板，13.伸缩架，14.套环，15.固定杆，16.升降块，17.横杆，18.第一电机，19.偏心轮，20.支板，21.抵靠板，22.弹簧，23.第二电机，24.第一连杆，25.第二连杆，26.第三电机，27.缓冲块，28.第三驱动轴，29.滑板，30.插管，31.插杆，32.蓄水箱，33.水泵，34.水管，35.喷头。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，包括底座1、灯杆2、侧杆3、灯壳4、灯管5、支杆6、太阳能板7、切换机构、防尘机构和清洗机构，所述灯杆2的底端固定在底座1上，所述侧杆3的一端与灯杆2的中心处铰接，所述侧杆3的另一端与灯壳4固定连接，所述灯管5设置在灯壳4内，所述支杆6的底端固定在灯杆2的顶端，所述支杆6的顶端与太阳能板7铰接，所述切换机构设置在侧杆3和太阳能板7之间，所述防尘机构设置在侧杆3的下方，所述底座1内设有PLC；
该太阳能路灯中，由灯杆2支撑侧杆3和太阳能板7，使灯管5和太阳能板7的高度增加，利用切换机构改变太阳能板7和侧杆3的角度，在白天，切换机构带动太阳能板7向上转动，使太阳能板7接收太阳光进行光伏发电，同时侧杆3和灯壳4向上转动，由防尘机构将灯管5封闭，防止外部灰尘污染灯管5，而在夜晚，切换机构带动太阳能板7和侧杆3向下转动，再由防尘机构将太阳能板7封闭，防止灰尘污染太阳能板7的表面，而灯壳4向下转动后，由灯壳4内的灯管5发光进行夜间照明，清洗机构可对防尘机构进行清洗，使防尘机构中的抵靠板21抵靠在灯管5和太阳能板7后，通过抵靠板21可清洁灯管5的表面和太阳能板7的表面，加强照明亮度和提高光伏发电效率。
如图2所示，所述切换机构包括滑环8、滑道9、固定板10、驱动组件和两个切换杆11，所述驱动组件位于滑道9的顶端，所述滑道9的底端与固定板10固定连接，所述固定板10固定在灯杆2上，所述滑环8套设在滑道9上，所述驱动组件与滑环8传动连接，所述切换杆11与滑环8铰接，两个切换杆11中，其中一个切换杆11与太阳能板7铰接，另一个切换杆11与侧杆3铰接；
切换机构内，由固定板10固定滑道9的位置，PLC通过控制驱动组件带动滑环8在滑道9上移动，在白天，滑环8向上移动，使灯管5和太阳能板7向上转动，保护灯管5的同时由太阳能板7进行光伏发电，而在夜间，滑环8向下移动，使灯管5和太阳能板7向下转动，保护太阳能板7的同时由灯管5发光进行夜间照明。
如图3所示，所述防尘机构包括托板12、平移组件和两个防尘组件，所述托板12固定在灯杆2上，所述平移组件设置在托板12的上方，两个防尘组件分别设置在平移组件的上方的两侧，所述防尘组件包括伸缩架13、套环14、固定杆15、升降块16、凹口和防尘单元，所述伸缩架13的底端与平移组件连接，所述伸缩架13的顶端的两侧分别与升降块16和套环14铰接，所述凹口设置在升降块16的下方，所述固定杆15的两端固定在凹口的两侧的内壁上，所述套环14套设在固定杆15上，所述防尘单元设置在升降块16的上方；
防尘机构中，由PLC控制托板12上方的平移组件运行，改变平移组件上方的伸缩架13的形态，当灯杆2一侧的防尘组件中的伸缩架13延长时，另一侧的防尘组件中的伸缩架13缩短，从而使两个防尘单元的竖直方向上的移动方向相反，在夜间，太阳能板7和灯管5向下转动，此时位于太阳能板7下方的防尘单元向上移动，对太阳能板7进行防尘保护，而灯管5下方的防尘单元向下移动，便于灯管5的照射光线向下传播，而在白天，太阳能板7和灯管5向上转动，太阳能板7下方的防尘单元向下移动，便于太阳能板7向上转动进行光伏发电，而灯管5下方的防尘单元向上移动，遮住灯管5的表面，保护灯管5，避免灯管5受灰尘污染。
如图4所示，所述防尘单元包括横杆17、第一电机18、偏心轮19、支板20、抵靠板21和两个弹簧22，所述支板20固定在升降块16的远离灯杆2的一端，所述抵靠板21位于支板20和灯杆2之间，所述第一电机18通过横杆17固定在支杆6的靠近抵靠板21的一侧，所述第一电机18与PLC电连接，所述第一电机18与偏心轮19传动连接，两个弹簧22分别设置在偏心轮19的上方和下方，所述抵靠板21通过弹簧22与支板20连接，所述弹簧22处于拉伸状态。
拉伸的弹簧22使抵靠板21始终抵靠在偏心轮19的表面，利用横杆17固定第一电机18的位置，通过PLC控制第一电机18运行，带动偏心轮19转动，使偏心轮19驱动抵靠板21转动，当防尘单元向上移动时，通过偏心轮19转动使抵靠板21向支板20移动，到达目标位置后，通过偏心轮19使抵靠板21抵靠在太阳能板7或灯管5的表面，实现保护防尘功能，当防尘单元向下移动时，由于抵靠板21抵靠在太阳能板7或灯管5的表面，从而使抵靠板21擦除太阳能板7或灯管5表面的灰尘，实现清洁功能，保证了灯管5的照明亮度和太阳能板7的发电效率。
如图2所示，所述驱动组件包括第二电机23、第一连杆24和第二连杆25，所述第二电机23固定在滑道9的顶端，所述第二电机23固定在灯杆2上，所述第二电机23与PLC电连接，所述第二电机23与第一连杆24传动连接，所述第一连杆24通过第二连杆25与滑环8铰接。
通过PLC控制第二电机23运行，带动第一连杆24转动，从而通过第二连杆25带动滑环8沿着滑道9的轴线方向移动。
如图3所示，所述平移组件包括第三电机26、缓冲块27、第三驱动轴28和滑板29，所述第三电机26和缓冲块27分别固定在托板12的上方的两端，所述第三驱动轴28设置在第三电机26和缓冲块27之间，所述第三电机26与第三驱动轴28传动连接，所述第三驱动轴28的外周设有外螺纹，所述滑板29套设在第三驱动轴28上，所述滑板29内设有内螺纹，所述滑板29内的内螺纹与第三驱动轴28上的外螺纹相匹配，所述第三电机26和滑板29的靠近第三电机26的一端分别与其中一个伸缩架13的底端的两侧铰接，所述缓冲块27和滑板29的靠近缓冲块27的一端分别与另一个伸缩架13的底端的两侧铰接，所述第三电机26与PLC电连接。
PLC控制第三电机26运行，带动第三驱动轴28转动，使第三驱动轴28上的外螺纹作用于滑板29内的内螺纹，使滑板29沿着第三驱动轴28的轴线方向进行移动，当滑板29向第三电机26移动时，滑板29与第三电机26之间的距离缩小，从而使第三电机26上方的伸缩架13伸长，而滑板29与缓冲块27之间的距离增大，从而使缓冲块27上方的伸缩架13缩短，反之，当滑板29向缓冲块27移动时，缓冲块27上方的伸缩架13伸长，而第三电机26上方的伸缩架13缩短。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第三电机26的驱动力，所述第三电机26为直流伺服电机。
作为优选，为了固定抵靠板21的移动方向，所述偏心轮19和弹簧22之间设有限位单元，所述限位单元包括插管30和插杆31，所述插管30固定在抵靠板21上，所述插杆31的一端固定在支板20上，所述插杆31的另一端设置在插管30内。插杆31沿着插管30的轴线发生相对位移，从而使抵靠板21移动时，沿着插管30的轴线方向移动，进而固定了抵靠板21的移动方向。
如图5所示，所述清洗机构包括蓄水箱32、水泵33、水管34和两个喷头35，所述蓄水箱32固定在底座1上，所述水泵33固定在蓄水箱32的上方，所述水管34设置在灯杆2内，两个喷头35分别固定在灯杆2的两侧，所述喷头35通过水管34与水泵33连通，所述水泵33与蓄水箱32连通，所述水泵33与PLC电连接。
蓄水箱32提供水源，同时蓄水箱32设置在底座1的上方，方便添加水源，PLC控制水泵33运行，通过水管34，将蓄水箱32中的水源输送至喷头35，从喷头35喷出水溶液，对两侧的抵靠板21进行清洁，从而冲刷掉从灯管5和太阳能板7表面上擦除的灰尘，便于抵靠板21进行多次清洁。
作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了保证托板12与灯杆2连接的稳固性，所述托板12与灯杆2为一体成型结构。
作为优选，为了使抵靠板21具有一定的缓冲能力，同时便于抵靠板21擦除太阳能板7和灯管5表面的灰尘，所述抵靠板21的制作材料为海绵。海绵具有弹性大的特点，因此海绵具有较强的缓冲能力，能够抵靠在太阳能板7和灯管5的表面，同时，随着抵靠板21的移动，利用海绵可擦除灯管5和太阳能板7表面的灰尘。
作为优选，利用钛合金制作材料坚固的特点，为了防止钛合金杆受力变形，所述切换杆11为钛合金杆。
作为优选，利用单晶硅太阳能板使用寿命长的特点，为了延长太阳能板7的使用寿命，所述太阳能板7为单晶硅太阳能板。
该太阳能路灯通过驱动组件带动滑环8在滑道9上移动，通过切换杆11调节太阳能板7和灯管5的角度，在PLC内设有计时系统，通过当前时间确定太阳能板7和灯管5的角度，在白天，使灯管5和太阳能板7向上转动，并通过驱动组件带动灯管5下方的防尘单元向上移动，对灯管5进行防尘保护的同时，由太阳能板7进行光伏发电，而在夜间，灯管5和太阳能板7向下转动，灯管5下方的防尘单元向下移动，利用抵靠板21清洁灯管5的表面，从而保证了灯管5的照明亮度，同时太阳能板7下方的防尘单元向上移动，对太阳能板7进行防尘保护，如此循环，不仅实现了防尘保护，还能及时清洁太阳能板7和灯管5的表面，保证了白天光伏发电的效率和夜间照明的亮度，从而大幅度提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯根据当前时间通过切换机构灵活调节太阳能板7和灯管5的角度，并由下方的防尘机构配合运行，实现防尘保护的同时还能清洁太阳能板7和灯管5的表面，如此循环，保证了白天光伏发电的效率和夜间照明的亮度，从而大幅度提高了设备的实用性，与现有的防尘机构相比，该防尘机构结构灵活，可根据当前时间和需要灵活对太阳能板7和灯管5进行防尘保护和清洁。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，包括底座(1)、灯杆(2)、侧杆(3)、灯壳(4)、灯管(5)、支杆(6)、太阳能板(7)、切换机构、防尘机构和清洗机构，所述灯杆(2)的底端固定在底座(1)上，所述侧杆(3)的一端与灯杆(2)的中心处铰接，所述侧杆(3)的另一端与灯壳(4)固定连接，所述灯管(5)设置在灯壳(4)内，所述支杆(6)的底端固定在灯杆(2)的顶端，所述支杆(6)的顶端与太阳能板(7)铰接，所述切换机构设置在侧杆(3)和太阳能板(7)之间，所述防尘机构设置在侧杆(3)的下方，所述底座(1)内设有PLC；
所述切换机构包括滑环(8)、滑道(9)、固定板(10)、驱动组件和两个切换杆(11)，所述驱动组件位于滑道(9)的顶端，所述滑道(9)的底端与固定板(10)固定连接，所述固定板(10)固定在灯杆(2)上，所述滑环(8)套设在滑道(9)上，所述驱动组件与滑环(8)传动连接，所述切换杆(11)与滑环(8)铰接，两个切换杆(11)中，其中一个切换杆(11)与太阳能板(7)铰接，另一个切换杆(11)与侧杆(3)铰接；
所述防尘机构包括托板(12)、平移组件和两个防尘组件，所述托板(12)固定在灯杆(2)上，所述平移组件设置在托板(12)的上方，两个防尘组件分别设置在平移组件的上方的两侧，所述防尘组件包括伸缩架(13)、套环(14)、固定杆(15)、升降块(16)、凹口和防尘单元，所述伸缩架(13)的底端与平移组件连接，所述伸缩架(13)的顶端的两侧分别与升降块(16)和套环(14)铰接，所述凹口设置在升降块(16)的下方，所述固定杆(15)的两端固定在凹口的两侧的内壁上，所述套环(14)套设在固定杆(15)上，所述防尘单元设置在升降块(16)的上方；
所述防尘单元包括横杆(17)、第一电机(18)、偏心轮(19)、支板(20)、抵靠板(21)和两个弹簧(22)，所述支板(20)固定在升降块(16)的远离灯杆(2)的一端，所述抵靠板(21)位于支板(20)和灯杆(2)之间，所述第一电机(18)通过横杆(17)固定在支杆(6)的靠近抵靠板(21)的一侧，所述第一电机(18)与PLC电连接，所述第一电机(18)与偏心轮(19)传动连接，两个弹簧(22)分别设置在偏心轮(19)的上方和下方，所述抵靠板(21)通过弹簧(22)与支板(20)连接，所述弹簧(22)处于拉伸状态；
所述平移组件包括第三电机(26)、缓冲块(27)、第三驱动轴(28)和滑板(29)，所述第三电机(26)和缓冲块(27)分别固定在托板(12)的上方的两端，所述第三驱动轴(28)设置在第三电机(26)和缓冲块(27)之间，所述第三电机(26)与第三驱动轴(28)传动连接，所述第三驱动轴(28)的外周设有外螺纹，所述滑板(29)套设在第三驱动轴(28)上，所述滑板(29)内设有内螺纹，所述滑板(29)内的内螺纹与第三驱动轴(28)上的外螺纹相匹配，所述第三电机(26)和滑板(29)的靠近第三电机(26)的一端分别与其中一个伸缩架(13)的底端的两侧铰接，所述缓冲块(27)和滑板(29)的靠近缓冲块(27)的一端分别与另一个伸缩架(13)的底端的两侧铰接，所述第三电机(26)与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，所述驱动组件包括第二电机(23)、第一连杆(24)和第二连杆(25)，所述第二电机(23)固定在滑道(9)的顶端，所述第二电机(23)固定在灯杆(2)上，所述第二电机(23)与PLC电连接，所述第二电机(23)与第一连杆(24)传动连接，所述第一连杆(24)通过第二连杆(25)与滑环(8)铰接。
3.如权利要求1所述的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，所述第三电机(26)为直流伺服电机。
4.如权利要求1所述的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，所述偏心轮(19)和弹簧(22)之间设有限位单元，所述限位单元包括插管(30)和插杆(31)，所述插管(30)固定在抵靠板(21)上，所述插杆(31)的一端固定在支板(20)上，所述插杆(31)的另一端设置在插管(30)内。
5.如权利要求1所述的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，所述清洗机构包括蓄水箱(32)、水泵(33)、水管(34)和两个喷头(35)，所述蓄水箱(32)固定在底座(1)上，所述水泵(33)固定在蓄水箱(32)的上方，所述水管(34)设置在灯杆(2)内，两个喷头(35)分别固定在灯杆(2)的两侧，所述喷头(35)通过水管(34)与水泵(33)连通，所述水泵(33)与蓄水箱(32)连通，所述水泵(33)与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，所述托板(12)与灯杆(2)为一体成型结构。
7.如权利要求1所述的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，所述抵靠板(21)的制作材料为海绵。
8.如权利要求1所述的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，所述切换杆(11)为钛合金杆。
9.如权利要求1所述的结构灵活的具有自动清洁功能的智能型太阳能路灯，其特征在于，所述太阳能板(7)为单晶硅太阳能板。
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