CN108716899A - 一种检测精度高的非接触式超声波测厚仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测精度高的非接触式超声波测厚仪,包括主机、连接线、握杆和检测盒,检测盒内设有检测机构和两个打磨机构,打磨机构包括侧板、收缩板、收缩组件、往复组件、往复板和打磨组件,打磨组件包括打磨块、若干弹簧和两个定向单元,定向单元包括定向杆和凸块,检测机构包括升降组件、升降板、调向组件、调向板、探头和若干接触杆,该检测精度高的非接触式超声波测厚仪通过打磨机构使打磨块在工件表面来回移动,消除工件上的锈迹,使工件恢复光滑,便于检测,不仅如此,通过检测机构调整探头方向,使探头对准工件,提高检测精度的同时防止探头发生磨损,延长探头的寿命,提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及超声波检测设备领域,特别涉及一种检测精度高的非接触式超声波测厚仪。
背景技术
超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的,当探头发射的超声波脉冲通过被测物体达到材料分界面时,脉冲被发射回探头,通过精确测量超声波在材料中传播的时间,来确定被测材料的厚度。超声波测厚仪可以对生产设备中各种管道和压力容器进行厚度测量,检测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度,也可以对各种板材和各种加工零件做精确测量。
现有的超声波测厚仪在使用过程中,为了保证探头的检测面与工件的表面平行,通常将探头贴在工件上进行检测,但是这样一来使得探头的接触面产生磨损,长期使用后会使其表面粗糙度增加,导致灵敏度下降,造成显示不正确,不仅如此,在检测一些表面发生锈蚀的工件时,由于工件表面粗糙度过大,造成探头与接触面耦合效果差,反射回波低,甚至无法接收到回波信号,导致检测失败,进而降低了现有的超声波测厚仪的实用性。
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,提供一种检测精度高的非接触式超声波测厚仪。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种检测精度高的非接触式超声波测厚仪,包括主机、连接线、握杆和检测盒,所述主机上设有显示屏和若干按键,所述主体内设有PLC,所述按键和显示屏均与PLC电连接,所述主机通过连接线与握杆连接,所述握杆与检测盒固定连接,所述检测盒的远离握杆的一侧设有开口,所述检测盒内设有检测机构和两个打磨机构,所述检测机构位于检测盒内的顶部,两个打磨机构分别位于检测盒的两侧的内壁上;
所述打磨机构包括侧板、收缩板、收缩组件、往复组件、往复板和打磨组件,所述侧板固定在检测盒的内壁上,所述侧板与收缩板铰接,所述收缩组件与收缩板传动连接,所述往复组件位于收缩板的远离收缩组件的一侧,所述往复组件与往复板传动连接,所述打磨组件位于往复板的远离收缩板的一侧,所述打磨组件包括打磨块、若干弹簧和两个定向单元,所述打磨块通过弹簧与往复板连接,两个定向单元分别位于打磨块的两侧,所述定向单元包括定向杆和凸块,所述凸块通过定向杆与打磨块固定连接,所述往复板套设在定向杆上;
所述检测机构从上而下依次包括升降组件、升降板、调向组件、调向板、探头和若干接触杆,所述升降组件与升降板传动连接,所述调向组件与调向板传动连接,所述探头固定在调向板的下方,所述接触杆周向均匀分布在在探头的外周,所述接触杆的顶端固定在调向板的下方,所述接触杆的底端设有压力传感器,所述压力传感器和探头均与PLC电连接。
作为优选,为了便于打磨机构的收缩,所述收缩组件包括第一电机、轴承、第一驱动轴、滑动块和支杆,所述第一电机和轴承均固定在检测盒的内壁上,所述第一电机与PLC电连接,所述第一电机与第一驱动轴的顶端传动连接,所述第一驱动轴的底端设置在轴承内,所述滑动块套设在第一驱动轴上,所述滑动块的与第一驱动轴的连接处设有与第一驱动轴匹配的螺纹,所述滑动块通过支杆与收缩板铰接。
作为优选,为了带动往复板往复移动,所述往复组件包括第二电机、半齿轮、往复框和两个齿条,所述第二电机固定在收缩板内,所述第二电机与PLC电连接,所述第二电机与半齿轮传动连接,所述半齿轮位于两个齿条之间,两个齿条分别固定在往复框的两侧的内壁上,所述半齿轮与齿条啮合,所述往复框与往复板固定连接。
作为优选,为了实现往复框的平稳移动,所述往复框的两侧设有滑环和滑轨,所述滑轨的形状为U形,所述滑轨的两端固定在收缩板的下方,所述滑环固定在往复框上,所述滑环套设在滑轨上。
作为优选,为了驱动升降板升降,所述升降组件包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、滑块和滑道,所述固定块固定在检测盒内的顶部,所述滑道固定在升降板的上方,所述滑块与滑道滑动连接,所述驱动单元与移动块传动连接,所述伸缩架的顶端的两侧分别与移动块和固定块铰接,所述伸缩架的底端的两侧分别与升降板和滑块铰接。
作为优选,为了驱动移动块移动,所述驱动单元包括第三电机、第一连杆和第二连杆,所述第三电机固定在检测盒内的顶部,所述第三电机与PLC电连接,所述第三电机与第一连杆传动连接,所述第一连杆通过第二连杆与移动块铰接。
作为优选,为了固定移动块的移动方向,所述驱动单元还包括滑杆,所述滑杆的两端与第三电机和固定块固定连接,所述移动块套设在固定块上。
作为优选,为了调节探头方向,使其正对工件表面,所述调向组件包括第四电机、转盘和调向单元,所述第四电机固定在升降板的下方,所述第四电机与PLC电连接,所述第四电机与转盘传动连接,所述调向单元设置在转盘的下方。
作为优选,为了辅助转盘旋转,所述转盘的外周设有若干支撑块,所述支撑块周向均匀分布在转盘的外周,所述支撑块的竖向截面为U形,所述支撑块固定在升降板的下方,所述转盘设置在支撑块的U形开口内。
作为优选,为了调节调向板的方向,所述调向单元包括吊杆、气泵、气缸、活塞和调向杆,所述吊杆和气缸均固定在转盘的下方,所述吊杆与调向板铰接,所述气泵与PLC电连接,所述气泵与气缸连通,所述活塞的一端设置在气缸内,所述活塞的另一端通过调向杆与调向板铰接。
本发明的有益效果是,该检测精度高的非接触式超声波测厚仪通过打磨机构使打磨块在工件表面来回移动,消除工件上的锈迹,使工件恢复光滑,便于检测,与现有的打磨机构相比,该打磨机构结构灵活,在打磨完成后,可向检测盒的内壁转动,便于检测机构进行检测,不仅如此,通过检测机构调整探头方向,使探头对准工件,提高检测精度的同时防止探头发生磨损,延长探头的寿命,与现有的检测机构相比,该检测机构更加安全可靠,可防止探头的磨损,从而提高了设备的实用性。
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是本发明的检测精度高的非接触式超声波测厚仪的结构示意图;
图2是本发明的检测精度高的非接触式超声波测厚仪的打磨机构的结构示意图;
图3是本发明的检测精度高的非接触式超声波测厚仪的往复组件的结构示意图;
图4是本发明的检测精度高的非接触式超声波测厚仪的检测机构的结构示意图;
图中:1.主机,2.连接线,3.握杆,4.检测盒,5.显示屏,6.按键,7.侧板,8.收缩板,9.往复板,10.打磨块,11.弹簧,12.定向杆,13.凸块,14.升降板,15.调向板,16.探头,17.接触杆,18.压力传感器,19.第一电机,20.轴承,21.第一驱动轴,22.滑动块,23.支杆,24.第二电机,25.半齿轮,26.往复框,27.齿条,28.滑环,29.滑轨,30.移动块,31.固定块,32.伸缩架,33.滑块,34.滑道,35.第三电机,36.第一连杆,37.第二连杆,38.滑杆,39.第四电机,40.转盘,41.支撑块,42.吊杆,43.气泵,44.气缸,45.活塞,46.调向杆。
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,一种检测精度高的非接触式超声波测厚仪,包括主机1、连接线2、握杆3和检测盒4,所述主机1上设有显示屏5和若干按键6,所述主体内设有PLC,所述按键6和显示屏5均与PLC电连接,所述主机1通过连接线2与握杆3连接,所述握杆3与检测盒4固定连接,所述检测盒4的远离握杆3的一侧设有开口,所述检测盒4内设有检测机构和两个打磨机构,所述检测机构位于检测盒4内的顶部,两个打磨机构分别位于检测盒4的两侧的内壁上;
使用该超声波测厚仪对工件进行测量时,操作人员一手握住握杆3,将检测盒4抵靠在工件的表面,另一手操作主机1,通过按键6控制设备运行,利用主机1上的显示屏5显示测量数据,在检测盒4中,通过打磨机构对工件表面打磨,去除工件表面的锈迹,使工件恢复光滑平整,便于超声波信号返回,通过检测机构对工件进行检测后,将厚度数据反馈给PLC,PLC将厚度数据通过显示屏5显示,方便操作人员观察。
如图2所示,所述打磨机构包括侧板7、收缩板8、收缩组件、往复组件、往复板9和打磨组件,所述侧板7固定在检测盒4的内壁上,所述侧板7与收缩板8铰接,所述收缩组件与收缩板8传动连接,所述往复组件位于收缩板8的远离收缩组件的一侧,所述往复组件与往复板9传动连接,所述打磨组件位于往复板9的远离收缩板8的一侧,所述打磨组件包括打磨块10、若干弹簧11和两个定向单元,所述打磨块10通过弹簧11与往复板9连接,两个定向单元分别位于打磨块10的两侧,所述定向单元包括定向杆12和凸块13,所述凸块13通过定向杆12与打磨块10固定连接,所述往复板9套设在定向杆12上;
打磨机构中,通过收缩组件可带动收缩板8绕着侧杆的远离检测盒4的内壁的一端转动,在进行检测时,收缩组件带动收缩板8转动,使得收缩板8与侧板7位于同一平面后,打磨组件中的打磨块10抵靠在工件表面,同时打磨块10压缩弹簧11,使得弹簧11反作用在打磨块10上,使得打磨块10与工件表面紧密接触,而后,PLC控制往复组件运行,带动往复板9和往复板9下方的打磨组件往复移动,利用往复板9作用在定向杆12上,使得打磨块10与往复板9做同步往复移动,打磨块10与工件摩擦,从而去除工件表面的锈迹,使工件恢复光滑平整,而后收缩组件运行,带动收缩板8向检测盒4的内壁靠近,便于检测机构进行厚度检测。
如图4所示,所述检测机构从上而下依次包括升降组件、升降板14、调向组件、调向板15、探头16和若干接触杆17,所述升降组件与升降板14传动连接,所述调向组件与调向板15传动连接,所述探头16固定在调向板15的下方,所述接触杆17周向均匀分布在在探头16的外周,所述接触杆17的顶端固定在调向板15的下方,所述接触杆17的底端设有压力传感器18,所述压力传感器18和探头16均与PLC电连接。
当打磨完成后,PLC控制升降组件运行,使得升降板14向工件靠近移动,利用接触杆17接触工件,防止探头16与工件接触后产生磨损,影响灵敏度,利用接触杆17底端的压力传感器18检测检测杆与工件之间的作用力,并将压力反馈给PLC,PLC根据各个压力数据的大小,确定调向板15与工件表面的夹角,而后PLC控制调向组件运行,调整调向板15的角度,使得调向板15与工件表面平行,从而使探头16的检测面与工件表面平行,而后PLC控制探头16运行,检测工件的厚度,并将检测结果通过显示屏5显示。
如图2所示,所述收缩组件包括第一电机19、轴承20、第一驱动轴21、滑动块22和支杆23,所述第一电机19和轴承20均固定在检测盒4的内壁上,所述第一电机19与PLC电连接,所述第一电机19与第一驱动轴21的顶端传动连接,所述第一驱动轴21的底端设置在轴承20内,所述滑动块22套设在第一驱动轴21上,所述滑动块22的与第一驱动轴21的连接处设有与第一驱动轴21匹配的螺纹,所述滑动块22通过支杆23与收缩板8铰接。
PLC控制第一电机19启动,带动第一驱动轴21旋转,第一驱动轴21通过螺纹作用在滑动块22上,使得滑动块22沿着第一驱动轴21的轴线进行移动,当滑动块22向轴承20靠近移动时,滑动块22推动支杆23,使得收缩板8向下转动,便于对工件进行打磨,当滑动块22向第一电机19靠近移动时,滑动块22通过支杆23向上拉动收缩板8,便于检测机构对工件进行测厚处理。
如图3所示,所述往复组件包括第二电机24、半齿轮25、往复框26和两个齿条27,所述第二电机24固定在收缩板8内,所述第二电机24与PLC电连接,所述第二电机24与半齿轮25传动连接,所述半齿轮25位于两个齿条27之间,两个齿条27分别固定在往复框26的两侧的内壁上,所述半齿轮25与齿条27啮合,所述往复框26与往复板9固定连接。
PLC控制第二电机24启动,带动半齿轮25旋转,半齿轮25在旋转过程中,依次作用在两侧的齿条27上,使得两侧的齿条27依次做方向相反的移动,进而带动往复框26做来回往复移动,从而实现了往复板9的往复移动。
作为优选,为了实现往复框26的平稳移动,所述往复框26的两侧设有滑环28和滑轨29,所述滑轨29的形状为U形,所述滑轨29的两端固定在收缩板8的下方,所述滑环28固定在往复框26上,所述滑环28套设在滑轨29上。利用位置固定的滑轨29,固定了滑环28的移动方向,使得往复框26进行平稳的往复移动。
如图4所示,所述升降组件包括驱动单元、移动块30、固定块31、伸缩架32、滑块33和滑道34,所述固定块31固定在检测盒4内的顶部,所述滑道34固定在升降板14的上方,所述滑块33与滑道34滑动连接,所述驱动单元与移动块30传动连接,所述伸缩架32的顶端的两侧分别与移动块30和固定块31铰接,所述伸缩架32的底端的两侧分别与升降板14和滑块33铰接。PLC控制驱动单元运行,使得移动块30进行平移,移动块30与固定块31之间的距离发生变化,从而带动伸缩架32伸缩,而在伸缩架32的底端,滑块33在滑道34内滑动,从而使伸缩架32的长度发生变化,进而实现了升降板14的升降。
作为优选,为了驱动移动块30移动,所述驱动单元包括第三电机35、第一连杆36和第二连杆37,所述第三电机35固定在检测盒4内的顶部,所述第三电机35与PLC电连接,所述第三电机35与第一连杆36传动连接,所述第一连杆36通过第二连杆37与移动块30铰接。PLC控制第三电机35启动,带动第一连杆36转动,第一连杆36通过第二连杆37作用在移动块30上,使得移动块30发生移动。
作为优选,为了固定移动块30的移动方向,所述驱动单元还包括滑杆38,所述滑杆38的两端与第三电机35和固定块31固定连接,所述移动块30套设在固定块31上。利用第三电机35和固定块31固定了滑杆38的位置,从而使得移动块30沿着位置固定的滑杆38的轴线进行移动。
如图4所示,所述调向组件包括第四电机39、转盘40和调向单元,所述第四电机39固定在升降板14的下方,所述第四电机39与PLC电连接,所述第四电机39与转盘40传动连接,所述调向单元设置在转盘40的下方。
PLC控制第四电机39启动,带动转盘40旋转,从而调整了探头16在水平面上的夹角,通过调向单元运行,可改变探头16在竖直方向上的夹角,进而使得探头16对准工件表面,使检测面与工件表面平行,提高了检测精度。
作为优选,为了辅助转盘40旋转,所述转盘40的外周设有若干支撑块41,所述支撑块41周向均匀分布在转盘40的外周,所述支撑块41的竖向截面为U形,所述支撑块41固定在升降板14的下方,所述转盘40设置在支撑块41的U形开口内。利用转盘40在支撑块41的U形开口内转动,使得支撑块41对转盘40进行辅助支撑,保证转盘40的平稳转动。
如图4所示,所述调向单元包括吊杆42、气泵43、气缸44、活塞45和调向杆46,所述吊杆42和气缸44均固定在转盘40的下方,所述吊杆42与调向板15铰接,所述气泵43与PLC电连接,所述气泵43与气缸44连通,所述活塞45的一端设置在气缸44内,所述活塞45的另一端通过调向杆46与调向板15铰接。PLC控制气泵43启动,可改变气缸44中的气压,活塞45根据气缸44的气压变化,通过调向杆46带动调向板15转动,从而调节了探头16的角度。
该非接触式超声波测厚仪运行时,通过收缩组件带动收缩板8向工件表面转动,而后利用往复组件打动往复板9进行往复移动,使得往复板9下方的打磨组件中的打磨块10在工件表面来回移动,产生摩擦,消除工件上的锈迹,使工件恢复光滑平整,而后收缩组件带动伸缩板靠近检测盒4的内壁,升降组件带动升降板14靠近工件,使得接触杆17抵靠在工件上后,通过调向组件调节调向板15的角度,使得接触杆17中的压力传感器18接触到的压力数据相等,从而使探头16正对工件,探头16的检测面与工件表面平行,从而提高了检测精度,同时由于探头16未与工件接触,从而防止探头16表面发生磨损,进而延长了探头16的使用寿命。
与现有技术相比,该检测精度高的非接触式超声波测厚仪通过打磨机构使打磨块10在工件表面来回移动,消除工件上的锈迹,使工件恢复光滑,便于检测,与现有的打磨机构相比,该打磨机构结构灵活,在打磨完成后,可向检测盒4的内壁转动,便于检测机构进行检测,不仅如此,通过检测机构调整探头16方向,使探头16对准工件,提高检测精度的同时防止探头16发生磨损,延长探头16的寿命,与现有的检测机构相比,该检测机构更加安全可靠,可防止探头16的磨损,从而提高了设备的实用性。
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 (10)
1.一种检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,包括主机(1)、连接线(2)、握杆(3)和检测盒(4),所述主机(1)上设有显示屏(5)和若干按键(6),所述主体内设有PLC,所述按键(6)和显示屏(5)均与PLC电连接,所述主机(1)通过连接线(2)与握杆(3)连接,所述握杆(3)与检测盒(4)固定连接,所述检测盒(4)的远离握杆(3)的一侧设有开口,所述检测盒(4)内设有检测机构和两个打磨机构,所述检测机构位于检测盒(4)内的顶部,两个打磨机构分别位于检测盒(4)的两侧的内壁上;
所述打磨机构包括侧板(7)、收缩板(8)、收缩组件、往复组件、往复板(9)和打磨组件,所述侧板(7)固定在检测盒(4)的内壁上,所述侧板(7)与收缩板(8)铰接,所述收缩组件与收缩板(8)传动连接,所述往复组件位于收缩板(8)的远离收缩组件的一侧,所述往复组件与往复板(9)传动连接,所述打磨组件位于往复板(9)的远离收缩板(8)的一侧,所述打磨组件包括打磨块(10)、若干弹簧(11)和两个定向单元,所述打磨块(10)通过弹簧(11)与往复板(9)连接,两个定向单元分别位于打磨块(10)的两侧,所述定向单元包括定向杆(12)和凸块(13),所述凸块(13)通过定向杆(12)与打磨块(10)固定连接,所述往复板(9)套设在定向杆(12)上;
所述检测机构从上而下依次包括升降组件、升降板(14)、调向组件、调向板(15)、探头(16)和若干接触杆(17),所述升降组件与升降板(14)传动连接,所述调向组件与调向板(15)传动连接,所述探头(16)固定在调向板(15)的下方,所述接触杆(17)周向均匀分布在在探头(16)的外周,所述接触杆(17)的顶端固定在调向板(15)的下方,所述接触杆(17)的底端设有压力传感器(18),所述压力传感器(18)和探头(16)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述收缩组件包括第一电机(19)、轴承(20)、第一驱动轴(21)、滑动块(22)和支杆(23),所述第一电机(19)和轴承(20)均固定在检测盒(4)的内壁上,所述第一电机(19)与PLC电连接,所述第一电机(19)与第一驱动轴(21)的顶端传动连接,所述第一驱动轴(21)的底端设置在轴承(20)内,所述滑动块(22)套设在第一驱动轴(21)上,所述滑动块(22)的与第一驱动轴(21)的连接处设有与第一驱动轴(21)匹配的螺纹,所述滑动块(22)通过支杆(23)与收缩板(8)铰接。
3.如权利要求1所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述往复组件包括第二电机(24)、半齿轮(25)、往复框(26)和两个齿条(27),所述第二电机(24)固定在收缩板(8)内,所述第二电机(24)与PLC电连接,所述第二电机(24)与半齿轮(25)传动连接,所述半齿轮(25)位于两个齿条(27)之间,两个齿条(27)分别固定在往复框(26)的两侧的内壁上,所述半齿轮(25)与齿条(27)啮合,所述往复框(26)与往复板(9)固定连接。
4.如权利要求3所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述往复框(26)的两侧设有滑环(28)和滑轨(29),所述滑轨(29)的形状为U形,所述滑轨(29)的两端固定在收缩板(8)的下方,所述滑环(28)固定在往复框(26)上,所述滑环(28)套设在滑轨(29)上。
5.如权利要求1所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述升降组件包括驱动单元、移动块(30)、固定块(31)、伸缩架(32)、滑块(33)和滑道(34),所述固定块(31)固定在检测盒(4)内的顶部,所述滑道(34)固定在升降板(14)的上方,所述滑块(33)与滑道(34)滑动连接,所述驱动单元与移动块(30)传动连接,所述伸缩架(32)的顶端的两侧分别与移动块(30)和固定块(31)铰接,所述伸缩架(32)的底端的两侧分别与升降板(14)和滑块(33)铰接。
6.如权利要求5所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述驱动单元包括第三电机(35)、第一连杆(36)和第二连杆(37),所述第三电机(35)固定在检测盒(4)内的顶部,所述第三电机(35)与PLC电连接,所述第三电机(35)与第一连杆(36)传动连接,所述第一连杆(36)通过第二连杆(37)与移动块(30)铰接。
7.如权利要求6所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述驱动单元还包括滑杆(38),所述滑杆(38)的两端与第三电机(35)和固定块(31)固定连接,所述移动块(30)套设在固定块(31)上。
8.如权利要求1所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述调向组件包括第四电机(39)、转盘(40)和调向单元,所述第四电机(39)固定在升降板(14)的下方,所述第四电机(39)与PLC电连接,所述第四电机(39)与转盘(40)传动连接,所述调向单元设置在转盘(40)的下方。
9.如权利要求8所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述转盘(40)的外周设有若干支撑块(41),所述支撑块(41)周向均匀分布在转盘(40)的外周,所述支撑块(41)的竖向截面为U形,所述支撑块(41)固定在升降板(14)的下方,所述转盘(40)设置在支撑块(41)的U形开口内。
10.如权利要求8所述的检测精度高的非接触式超声波测厚仪,其特征在于,所述调向单元包括吊杆(42)、气泵(43)、气缸(44)、活塞(45)和调向杆(46),所述吊杆(42)和气缸(44)均固定在转盘(40)的下方,所述吊杆(42)与调向板(15)铰接,所述气泵(43)与PLC电连接,所述气泵(43)与气缸(44)连通,所述活塞(45)的一端设置在气缸(44)内,所述活塞(45)的另一端通过调向杆(46)与调向板(15)铰接。
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