CN110170983B - 吸附垫以及吸附垫的吸附解除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及吸附垫以及吸附垫的吸附解除方法。吸附垫(20)具备:中空的垫主体(32);吸气孔(40),其设置在垫主体(32),用于向垫主体(32)的内部供给气体;负压产生孔(42),其设置在垫主体(32)中的与吸附对象物(W)相对一侧的底壁部(32a),通过喷出从吸气孔(40)流入的气体,使底壁部(32a)与吸附对象物(W)之间产生负压;负压破坏孔(44),其设置在底壁部(32a),用于破坏负压;盖部(34),其封堵负压破坏孔(44);以及驱动部(36),在解除吸附对象物(W)的吸附时,驱动部(36)使盖部(34)以打开负压破坏孔(44)的方式移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸附垫以及吸附垫的吸附解除方法,其利用负压吸附吸附对象物并通过破坏该负压来解除吸附垫的吸附。
背景技术
在日本专利特开2013-234009号公报中,揭示了一种吸附垫,在吸附垫的下部具有环状的伯努利喷出部,在该伯努利喷出部的内侧形成负压,在该负压周围形成正压,在与吸附垫的下部之间空出间隙,从而吸附板状的吸附对象物。
发明内容
然而,解除吸附对象物的吸附时,在破坏形成于吸附垫的下部与吸附对象物之间的负压到恢复大气压为止的期间,吸附对象物越重,其越容易利用自重从吸附垫迅速剥离。相对于此,存在吸附对象物越轻,其到从吸附垫剥离为止经过的时间越长的倾向。因此,要求使吸附对象物的吸附迅速解除。
于是,本发明的目的在于,提供一种能够使吸附对象物的吸附迅速解除的吸附垫以及吸附垫的吸附解除方法。
本发明的第1形态是一种吸附垫,具有:中空的垫主体;吸气孔,其设置在所述垫主体,用于向所述垫主体的内部供给气体;负压产生孔,其设置在所述垫主体中的与吸附对象物相对一侧的底壁部,通过喷出从所述吸气孔流入的所述气体,使所述底壁部与所述吸附对象物之间产生负压;负压破坏孔,其设置在所述底壁部,用于破坏所述负压;盖部,其封堵所述负压破坏孔;以及驱动部,在解除所述吸附对象物的吸附时,所述驱动部使所述盖部以打开所述负压破坏孔的方式移动。
本发明的第2形态是一种吸附垫的吸附解除方法,其解除吸附对象物的吸附,所述吸附垫具有:中空的垫主体;吸气孔,其设置在所述垫主体,用于向所述垫主体的内部供给气体;负压产生孔,其设置在所述垫主体中的与所述吸附对象物相对一侧的底壁部,通过喷出从所述吸气孔流入的所述气体,使所述底壁部与所述吸附对象物之间产生负压;负压破坏孔,其设置在所述底壁部,用于破坏所述负压;以及盖部,其封堵所述负压破坏孔,在解除所述吸附对象物的吸附时,使所述盖部以打开所述负压破坏孔的方式移动。
上述第1以及第2形态中,一打开负压破坏孔,垫主体内部的空气就会从负压破坏孔流到外部,借此,破坏产生于垫主体的底壁部与吸附对象物之间的负压。因此,与只停止从负压产生孔喷出气体的情况相比,能够使吸附对象物的吸附迅速解除。
上述的目的、特征及优点应可从参照附图说明的以下的实施方式的说明容易地了解。
附图说明
图1是表示并联连杆机器人的概略构成的图。
图2是表示图1的吸附垫的剖视图。
图3是图1的吸附垫的底面侧的主视图。
图4是表示图1的吸附垫的产生负压的样子的剖视图。
图5是表示图1的吸附垫的破坏负压的样子的剖视图。
图6是表示变形例1的吸附垫的剖视图。
图7是表示变形例2的吸附垫的剖视图。
图8是变形例2的吸附垫的底面侧的主视图。
图9是以与图8相同的视点表示解除负压时的可动片的样子的图。
图10是表示变形例3的吸附垫的剖视图。
图11是变形例4的吸附垫的底面侧的主视图。
具体实施方式
对本发明所涉及的吸附垫,列举优选的实施方式,一边参照附图一边在以下详细说明。
实施方式
图1是表示并联连杆机器人10的概略构成的图。并联连杆机器人10具有基础部12、与基础部12分开配置的可动部14、以及连结基础部12及可动部14的多个连杆部16。另外,本实施方式中,可动部14设为从基础部12向下方分开的构件。下方是重力作用的方向。
多个连杆部16的每一个为相对于基础部12具有1个自由度的结构。本实施方式中,多个连杆部16设为3个:第1连杆部16a、第2连杆部16b、以及第3连杆部16c。因为第1连杆部16a、第2连杆部16b、以及第3连杆部16c为彼此相同的结构,所以省略第2连杆部16b及第3连杆部16c的说明。
第1连杆部16a具有驱动连杆22、与以彼此平行的状态在上下方向上延伸的一对从动连杆24。驱动连杆22从基础部12朝向外侧延伸,与未图示的致动器连接。另外,致动器设置在基础部12。
各个从动连杆24上侧的端部利用球窝接头26连结到驱动连杆22,各个从动连杆24下侧的端部利用另一球窝接头28连结到可动部14。
另外,并联连杆机器人10具有压缩机18及吸附垫20。压缩机18将气体压缩,并送出压缩后的气体。该压缩机18例如设置在基础部12,压缩机18与吸附垫20由管道T连接。压缩机18送出的气体经由管道T供给到吸附垫20。
吸附垫20利用负压吸附吸附对象物W,通过破坏该负压来解除吸附对象物W的吸附。作为吸附对象物W,例如列举脆饼、天妇罗等。
该吸附垫20经由连结单元30以能够更换吸附垫20的方式安装在可动部14的底部位。可动部14的底部位是可动部14上与基础部12侧相反一侧的部位。
连结单元30是连结可动部14与吸附垫20的单元,安装在从可动部14的底部位延伸的旋转轴Ax上。该连结单元30能够从可动部14的旋转轴Ax拆卸。另外,也可不设连结单元30。在不设连结单元30的情况下,吸附垫20通过固定在可动部14的旋转轴Ax而安装。
并联连杆机器人10通过个别地控制与第1~第3连杆部16a~16c的驱动连杆22连接的致动器,将连结在该第1~第3连杆部16a~16c的可动部14按3个自由度配置到所需的位置。
在吸附吸附对象物W的情况下,并联连杆机器人10驱动压缩机18对吸附垫20供给气体。该情况下,吸附垫20通过喷出从压缩机18供给来的气体,而在与吸附对象物W之间产生负压。借此,将吸附对象物W吸附到吸附垫20。
另一方面,在解除吸附对象物W的吸附的情况下,吸附垫20破坏其与吸附对象物W之间产生的负压。借此,解除吸附对象物W的吸附,吸附对象物W从吸附垫20剥离。另外,破坏负压时,从压缩机18对吸附垫20供给或不供给气体均可。
图2是表示吸附垫20的剖视图。图3是吸附垫20的底面侧的主视图。另外,图2表示通过图3的Ⅱ-Ⅱ的截面。吸附垫20具有垫主体32、盖部34、驱动部36以及驱动控制部38。
垫主体32为中空的箱体。本实施方式中,垫主体32的形状设为中空的圆柱形状。该垫主体32上设有吸气孔40、负压产生孔42、负压破坏孔44以及框部46。
吸气孔40是用于向垫主体32内部供给气体的孔,设在垫主体32的与底壁部32a相反侧的顶壁部32b。垫主体32的底壁部32a是垫主体32中的与吸附对象物W相对一侧的壁部。
管道T(图1)的一端侧连接在压缩机18(图1)上,另一端侧连接在吸气孔40上。从压缩机18(图1)经由管道T(图1)供给的气体从吸气孔40流入垫主体32的内部。
负压产生孔42设在底壁部32a,通过喷出从吸气孔40流入的气体,来使底壁部32a与吸附对象物W之间产生负压。本实施方式的负压产生孔42在负压破坏孔44周围设置了多个。
多个负压产生孔42隔开同程度的间隔地配置在负压破坏孔44周围。各个负压产生孔42相互大致相同形状、相同大小,以随着从垫主体32的内部朝向外部,逐渐靠近底壁部32a的周缘侧的方式倾斜。即,各个负压产生孔42以随着朝向下方向而朝底壁部32a的周缘侧延伸的方式倾斜。因此,从负压产生孔42喷出的气体中不易产生乱流,容易增加负压效果。其结果,能够稳定地保持吸附对象物W。
另外,虽然在与设置负压产生孔42的底壁部32a相反侧的顶壁部32b配置了吸气孔40,但也可在底壁部32a或侧壁部32c设置吸气孔40。不过,为了便于将流入垫主体32内部的气体导入负压产生孔42,优选在顶壁部32b设置吸气孔40。
负压破坏孔44是用于破坏负压的孔,设在底壁部32a。本实施方式的负压破坏孔44配置在底壁部32a的中央,负压破坏孔44中的最小的截面面积大于负压产生孔42的截面面积。
负压破坏孔44的最小的截面面积是负压破坏孔44当中最狭小的部分的截面面积。另外,负压破坏孔44为例如圆柱状的孔的情况下截面面积不变只有1个,该1个截面面积就是最小的截面面积。另外,像本实施方式的负压产生孔42这样,负压产生孔42的数量为多个的情况下,负压破坏孔44的最小的截面面积设为大于各个负压产生孔42的截面面积的合计值。
框部46是用来避免处于吸附状态下的吸附对象物W向沿着底壁部32a的方向滑动的,从底壁部32a的周缘沿下方向大致笔直地延伸。另外,也可不设框部46。
盖部34是封堵负压破坏孔44的。本实施方式的盖部34为金属制,配置在垫主体32内部,利用自重将底壁部32a朝下方按压来封堵负压破坏孔44。另外,本实施方式的盖部34在上侧具有大致笔直延伸的突起34a。
在解除吸附对象物W的吸附时,驱动部36使盖部34以打开负压破坏孔44的方式移动。本实施方式的驱动部36为电磁铁,在解除吸附对象物W的吸附时通过通电而产生磁力。借此,驱动部36使盖部34沿离开底壁部32a的方向(上方向)移动。其结果,盖部34所封堵的负压破坏孔44打开。
另外,重新封堵处于打开状态下的负压破坏孔44时,在驱动部36(电磁铁)切断通电。借此,驱动部36(电磁铁)的磁力消失,盖部34利用自动沿接近底壁部32a的方向(下方向)移动。其结果,负压破坏孔44被盖部34封堵。另外,本实施方式的驱动部36(电磁铁)为环状,通过在环内插通盖部34的突起34a而支撑盖部34。
驱动控制部38控制驱动部36。解除吸附对象物W的吸附时,从并联连杆机器人10(图1)对本实施方式的驱动控制部38施加驱动指令。驱动控制部38一收到该驱动指令,就对驱动部36(电磁铁)通电。
另外,除了解除吸附对象物W的吸附时,不从并联连杆机器人10(图1)对驱动控制部38施加驱动指令。因此,驱动控制部38除了在解除吸附对象物W的吸附时,不对驱动部36(电磁铁)通电。
接下来,说明吸附吸附对象物W的吸附垫20的动作。图4是表示吸附垫20的负压产生的样子的剖视图。吸附吸附对象物W时,气体从压缩机18(图1)经由管道T(图1)流入吸附垫20的垫主体32的内部。吸附垫20从负压产生孔42喷出流入垫主体32内部的气体。
一从负压产生孔42喷出气体,该喷出的气体就从底壁部32a与吸附对象物W的间隙释放到大气中。此时,底壁部32a与吸附对象物W之间的空气被朝外周方向牵引,由此,在负压破坏孔44的下部产生负压。利用该负压,吸附对象物W以与底壁部32a不接触的状态被吸附并保持。另外,吸附对象物W与底壁部32a也可接触。
如此,吸附垫20利用通过从负压产生孔42喷出流入垫主体32内部的气体而产生的负压,来吸附吸附对象物W。
另外,吸附吸附对象物W时,因为未从并联连杆机器人10(图1)对驱动控制部38施加驱动指令,所以不会利用驱动控制部38对驱动部36(电磁铁)通电。因此,吸附吸附对象物W时,吸附垫20的盖部34利用自重将底壁部32a朝下方按压而封堵了负压破坏孔44。因此,不会影响负压破坏孔44的下部产生的负压。
接下来,说明解除吸附对象物W的吸附的吸附垫20的动作。图5是表示吸附垫20的负压破坏的样子的剖视图。解除吸附对象物W的吸附时,从并联连杆机器人10(图1)对驱动控制部38施加驱动指令。通过施加该驱动指令,驱动控制部38对驱动部36(电磁铁)通电。
驱动部36(电磁铁)一通电,则驱动部36(电磁铁)产生磁力,由此,盖部34沿从底壁部32a离开的方向(上方向)朝驱动部36(电磁铁)移动。借此,负压破坏孔44打开。如上所述,该负压破坏孔44的最小的截面面积大于负压产生孔42的截面面积。因此,负压破坏孔44一打开,垫主体32内部的空气就从负压破坏孔44流到外部。借此,破坏产生于负压破坏孔44的下部的负压。
如此,吸附垫20在解除吸附对象物W时打开负压破坏孔44,与只停止从负压产生孔42喷出气体的情况相比,能够使吸附对象物W的吸附迅速解除。
变形例
以上,虽然说明上述实施方式作为本发明的一例,但本发明的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。当然可对上述实施方式加以多种变更以及改良。根据权利要求书的范围可明瞭,像这样施加了变更以及改良的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
另外,将施加变更以及改良后的实施方式的一部分作为变形例于以下进行说明。不过,对与上述实施方式中所说明的构成同等的构成标注相同符号,省略重复说明。
变形例1
图6是表示变形例1的吸附垫20的剖视图。变形例1的吸附垫20与上述实施方式的吸附垫20的不同点在于,新具备以按压至底壁部32a的方式对盖部34施力的施力部50。
图6所示的例中,施力部50为卷绕在盖部34的突起34a周围的1个弹簧。另外,施力部50例如也可为在盖部34的突起34a周围隔开间隔配置的多个弹簧,还可为配置在突起34a周围的管状的橡胶。
如此,通过具备以按压至底壁部32a的方式对盖部34施力的施力部50,即使盖部34重量较轻,也能够稳定地封堵负压破坏孔44。
变形例2
图7是表示变形例2的吸附垫20的剖视图,图8是变形例2的吸附垫20的底面侧的主视图。变形例2的吸附垫20与上述实施方式的吸附垫20的不同点在于,取代上述实施方式的盖部34而具备盖部54,且取代上述实施方式的驱动部36而具备驱动部56。
盖部54具有多个可动片54a。多个可动片54a是能够分开活动的,在吸附吸附对象物W时,通过相互无缝聚合来封堵负压破坏孔44。在图7及图8所示的例中,可动片54a的数量与负压产生孔42的数量相同,多个可动片54a与多个负压产生孔42一一对应。
驱动部56使多个可动片54a以多个可动片54a相互分开而打开负压破坏孔44的方式移动。图9是以与图8相同的视点表示解除负压时的可动片54a的样子的图。
图9所示的例中,驱动部56一从驱动控制部38收到驱动指令,就使各个可动片54a以从负压破坏孔44离开的方式沿底壁部32a移动到规定位置,而使多个可动片54a相互分开。借此,负压破坏孔44打开。
此处,移动到规定位置的各个可动片54a通过封堵对应的负压产生孔42,而将多个负压产生孔42全部封堵。借此,即使负压破坏孔44中的最小的截面面积小于负压产生孔42的截面面积,因为垫主体32内部的空气从负压破坏孔44流到外部,所以也能够破坏负压破坏孔44下部的负压。
另外,在负压破坏孔44的最小的截面面积大于负压产生孔42的截面面积的情况下,与上述实施方式相比,能够更迅速地破坏负压破坏孔44下部的负压。
重新封堵处于打开状态下的负压破坏孔44时,驱动部56通过使各个可动片54a以靠近负压破坏孔44的方式沿底壁部32a移动,而使多个可动片54a相互无缝聚合。借此,封堵负压破坏孔44。
另外,变形例2中,虽然多个可动片54a与多个负压产生孔42一一对应,但多个可动片54a与多个负压产生孔42也可不是一一对应。具体而言,也可为移动到规定位置的多个可动片54a将负压产生孔42整体封堵,但存在不被可动片54a封堵的负压产生孔42。另外,也可为移动到规定位置的多个可动片54a的一部分将多个负压产生孔42整体封堵,但存在未堵在负压产生孔42的可动片54a。另外,也可为移动到规定位置的多个可动片54a的一部分将多个负压产生孔42的一部分封堵。
变形例3
图10是表示变形例3的吸附垫20的剖视图。变形例3的吸附垫20与上述变形例2的吸附垫20的不同点在于,具有多个负压破坏孔44。在负压破坏孔44为多个的情况下,负压破坏孔44的最小的截面面积为各个负压破坏孔44的最小的截面面积的合计值。即使像这样负压破坏孔44为多个,也具有与上述变形例2同样的效果。
另外,上述实施方式的负压破坏孔44也可为多个。即使将上述实施方式的负压破坏孔44设为多个,也具有与上述实施方式同样的效果。
变形例4
图11是变形例4的吸附垫20的底面侧的主视图。变形例4的吸附垫20与上述实施方式的吸附垫20的不同点在于,具有环状的负压产生孔42a。即使是像这样环状的负压产生孔42a,也和上述实施方式同样地能够使负压产生。另外,环状的负压产生孔42a只要呈环形延伸,也可包含在1处或断续地断开的情况。
另外,也可取代变形例2的多个负压产生孔42,采用环状的负压产生孔42a。该情况下,移动到规定位置的各个可动片54a可将环状的负压产生孔42a的一部分封堵。
变形例5
上述实施方式的盖部34、驱动部36及驱动控制部38虽然设置在垫主体32的内部,但也可设在垫主体32的外部。另外,上述变形例2的盖部54及驱动部56虽然设置在垫主体32的内部,但也可设在垫主体32的外部。
变形例6
上述实施方式以及上述变形例1~5可在不产生矛盾的范围内任意组合。
技术构思
关于从上述实施方式及变形例能够掌握的技术构思,记载如下。
吸附垫(20)具备:中空的垫主体(32);吸气孔(40),其设置在垫主体(32),用于向垫主体(32)的内部供给气体;负压产生孔(42、42a),其设置在垫主体(32)中的与吸附对象物(W)相对一侧的底壁部(32a),通过喷出从吸气孔(40)流入的气体,使底壁部(32a)与吸附对象物(W)之间产生负压;负压破坏孔(44),其设置在底壁部(32a),用于破坏负压;盖部(34、54),其封堵负压破坏孔(44);以及驱动部(36、56),在解除吸附对象物(W)的吸附时,驱动部(36、56)使盖部(34、54)以打开负压破坏孔(44)的方式移动。
该吸附垫(20)中,一打开负压破坏孔(44),垫主体(32)内部的空气就会从负压破坏孔(44)流到外部,借此,破坏产生于垫主体(32)的底壁部(32a)与吸附对象物(W)之间的负压。因此,与只停止从负压产生孔(42、42a)喷出气体的情况相比,能够使吸附对象物(W)的吸附迅速解除。
负压破坏孔(44)的最小的截面面积可设为大于负压产生孔(42、42a)的截面面积。如此一来,解除吸附对象物(W)的吸附时即使不封堵负压产生孔(42、42a),通过打开负压破坏孔(44)也能够使垫主体(32)内部的空气从负压破坏孔(44)流到外部。
驱动部(36)可设为使盖部(34)沿离开底壁部(32a)的方向移动。如此一来,容易缩窄吸附垫(20)的宽度。
驱动部(56)可设为使盖部(54)沿底壁部(32a)移动。如此一来,容易将吸附垫(20)薄型化。
也可设为,盖部(54)具有多个可动片(54a),驱动部(56)使多个可动片(54a)以多个可动片(54a)相互分开而打开负压破坏孔(44)的方式移动。
也可设为,盖部(54)具有多个可动片(54a),驱动部(56)使多个可动片(54a)以多个可动片(54a)相互分开而打开负压破坏孔(44)的方式沿底壁部(32a)移动到规定位置,移动到规定位置的多个可动片(54a)封堵负压产生孔(42、42a)的至少一部分。如此一来,即使将负压破坏孔(44)设为小于负压产生孔(42、42a),垫主体(32)内部的空气也容易从负压破坏孔(44)流到外部。另外,在负压破坏孔(44)大于负压产生孔(42、42a)的情况下,能够更迅速地破坏负压。
也可设为,在负压破坏孔(44)周围具有多个负压产生孔(42),多个负压产生孔(42)被多个可动片(54a)所封堵。如此一来,即使将负压破坏孔(44)设为小于负压产生孔(42、42a),也能够使垫主体(32)内部的空气从负压破坏孔(44)流到外部。另外,在负压破坏孔(44)大于负压产生孔(42、42a)的情况下,能够更迅速地破坏负压。
吸附解除方法是一种解除吸附对象物(W)的吸附的吸附垫(20)的吸附解除方法。吸附垫(20)具有:中空的垫主体(32);吸气孔(40),其设置在垫主体(32),用于向垫主体(32)的内部供给气体;负压产生孔(42、42a),其设置在垫主体(32)中的与吸附对象物(W)相对一侧的底壁部(32a),通过喷出从吸气孔(40)流入的气体,使底壁部(32a)与吸附对象物(W)之间产生负压;负压破坏孔(44),其设置在底壁部(32a),用于破坏负压;以及盖部(34、54),其封堵负压破坏孔(44)。吸附解除方法在解除吸附对象物(W)的吸附时,使盖部(34、54)以打开负压破坏孔(44)的方式移动。
该吸附解除方法中,一打开负压破坏孔(44),垫主体(32)内部的空气就会从负压破坏孔(44)流到外部,借此,破坏产生于垫主体(32)的底壁部(32a)与吸附对象物(W)之间的负压。因此,与只停止从负压产生孔(42、42a)喷出气体的情况相比,能够使吸附对象物(W)的吸附迅速解除。
Claims (8)
1.一种吸附垫,其特征在于,具备:
中空的垫主体;
吸气孔,其设置在所述垫主体,用于向所述垫主体的内部供给气体;
负压产生孔,其设置在所述垫主体中的与吸附对象物相对一侧的底壁部,通过喷出从所述吸气孔流入的所述气体,使所述底壁部与所述吸附对象物之间产生负压;
负压破坏孔,其设置在所述底壁部,用于破坏所述负压;
盖部,其封堵所述负压破坏孔;以及
驱动部,在解除所述吸附对象物的吸附时,所述驱动部使所述盖部以打开所述负压破坏孔的方式移动,
所述盖部以及所述驱动部配置在所述垫主体的内部。
2.根据权利要求1所述的吸附垫,其特征在于,
所述负压破坏孔的最小的截面面积大于所述负压产生孔的截面面积。
3.根据权利要求1或2所述的吸附垫,其特征在于,
所述驱动部使所述盖部沿离开所述底壁部的方向移动。
4.根据权利要求1或2所述的吸附垫,其特征在于,
所述驱动部使所述盖部沿所述底壁部移动。
5.根据权利要求1或2所述的吸附垫,其特征在于,
所述盖部具有多个可动片,
所述驱动部使所述多个可动片以所述多个可动片相互分开而打开所述负压破坏孔的方式移动。
6.根据权利要求1或2所述的吸附垫,其特征在于,
所述盖部具有多个可动片,
所述驱动部使所述多个可动片以所述多个可动片相互分开而打开所述负压破坏孔的方式沿着所述底壁部移动至规定位置,
移动至所述规定位置的所述多个可动片封堵所述负压产生孔中的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的吸附垫,其特征在于,
在所述负压破坏孔的周围具有多个所述负压产生孔;
多个所述负压产生孔被多个所述可动片所封堵。
8.一种吸附垫的吸附解除方法,其解除吸附对象物的吸附,其特征在于,
所述吸附垫具有:
中空的垫主体;
吸气孔,其设置在所述垫主体,用于向所述垫主体的内部供给气体;
负压产生孔,其设置在所述垫主体中的与所述吸附对象物相对一侧的底壁部,通过喷出从所述吸气孔流入的所述气体,使所述底壁部与所述吸附对象物之间产生负压;
负压破坏孔,其设置在所述底壁部,用于破坏所述负压;
盖部,其配置在所述垫主体的内部,封堵所述负压破坏孔;以及
驱动部,其配置在所述垫主体的内部,使所述盖部移动,
在解除所述吸附对象物的吸附时,使所述盖部以打开所述负压破坏孔的方式移动。
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