CN110274780A - 一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，主要包括移动平台动力驱动装置、平移式轨距变换装置、配套滑轨装置、龙门式悬吊装置、横向对中定位装置和辅助支撑立柱；所述的平移式轨距变换装置在移动平台动力驱动装置的驱动下纵向往复移动，对变轨距轮对进行解锁和锁止，配套滑轨装置为其提供承载和导向作用，龙门式悬吊装置固定转向架的轮对位置且对轮对进行卸载，横向对中定位装置使平移式轨距变换装置始终对中沿中心线方向做直线运动，辅助支撑立柱对其安装进行支撑。本发明通过移动平台的往复运动模拟变轨距轮对的循环变轨动作，为研究变轨距转向架变轨功能及可靠性试验提供基础。

Description

一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台
技术领域
本发明涉及轨道车辆动态仿真与测试领域，具体涉及一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台。
背景技术
随着丝绸之路经济带的蓬勃开展，铁路运输日益成为亚欧大陆最主要的陆上贸易通道之一，我国与沿线各国开展更大范围、更高水平、更深层次的区域合作，但由于各国采用不同的轨距制式，为国际联运的开展带来诸多限制，为解决轨距不同区间直通运行的问题，可变轨距转向架技术随之出现并且快速发展。
为了使生产后的变轨距转向架在实际轨道车辆上能够顺利完成变轨，在实车装配之前需要验证变轨距转向架能否完成变轨功能，同时，为了检测其变轨距机构在循环工作条件下的可靠性，现有技术难以对变轨距转向架进行变轨功能及可靠性试验，因此本发明提供了一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，其结构简单，采用移动的平板模拟相对移动的轨道，且轨距可以根据需要调整变化，从而能够循环模拟变轨距轮对的解锁和锁止以及变轨动作，为可变轨距转向架轨距变换的功能检测及可靠性分析提供基础。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，采用移动的平板模拟相对移动的轨道，平板的直线往复运动由电机—齿轮齿条机构实现，且轨距可以根据需要从轨距A(或B)变化到轨距B(或A)，平板运动过程中驱动变轨距转向架的轨距解锁-锁止机构和变轨距机构进行变轨距转向架的轨距解锁与锁止以及变轨动作，它能够检测变轨距转向架能否实现变轨功能，并且通过循环的变轨动作进行转向架变轨距机构的可靠性试验，以及轨距解锁锁止机构疲劳寿命试验等。
为了实现上述目的，本发明所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，主要包括移动平台动力驱动装置1、平移式轨距变换装置2、配套滑轨装置3、龙门式悬吊装置4、横向对中定位装置5、辅助支撑立柱6；所述的移动平台动力驱动装置1固定安装在地面上，通过电机-齿轮齿条传动副驱动平移式轨距变换装置2的纵向移动，平移式轨距变换装置2对变轨距轮对进行解锁和锁紧，并为轮对沿轮轴的轴向变轨距运动提供横向导向作用；所述的配套滑轨装置3对称安装在平移式轨距变换装置2的下方，为其提供承载和纵向导向作用；所述的龙门式悬吊装置4的横向中心线与配套滑轨装置3的横向中心线处于同一平面，固定转向架的轮对位置且对轮对进行卸载；所述的横向对中定位装置5对称安装在平移式轨距变换装置2的两侧，对其直线往复运动进行横向对中定位；所述的辅助支撑立柱6沿配套滑轨装置3均布安装，其内侧面与龙门式悬吊装置4的立柱4-1内侧面处在同一平面内，支撑横向对中定位装置5。
所述的移动平台动力驱动装置1包括：电机1-1、一号联轴器1-2、减速器1-3、二号联轴器1-4、传动轴1-5、一号轴承1-6、一号轴承座1-7、齿轮1-8、二号轴承1-9、二号轴承座1-10和齿条1-11；所述的电机1-1的输出轴通过一号联轴器1-2与减速器1-3的输入轴相连接，所述的减速器1-3的输出轴通过二号联轴器1-4与传动轴1-5相连接，所述的传动轴1-5分别通过一号轴承1-6和二号轴承1-9支撑在一号轴承座1-7和二号轴承座1-10上；所述的齿轮1-8和传动轴1-5之间通过花键连接；所述的电机1-1、减速器1-3、一号轴承座1-7和二号轴承座1-10分别通过地脚螺栓固定在地面上；电机1-1的主要作用是将动力经减速器1-3和传动轴1-5传递给齿轮1-8，从而驱动齿轮1-8转动；所述的齿条1-11与齿轮1-8配合，从而使齿轮1-8的旋转运动转化为齿条1-11的直线平移运动；所述的移动平台动力驱动装置1可以安装在地面以下，以适当减小龙门高度。
所述的平移式轨距变换装置2包括移动平台2-1、齿条安装座2-2、支撑滚轮2-3、变轨距导向轨2-4、解锁锁止配套装置2-5；所述的移动平台2-1由标准规格的方管和矩形管焊接而成以实现轻量化，移动平台2-1底部中轴线上焊接有齿条安装座2-2；所述的齿条1-11通过螺栓固定安装在齿条安装座2-2上，电机1-1的正向与反向旋转运动经过齿轮齿条啮合副转化为平移运动，进而带动移动平台2-1做前后往复运动；所述的六个支撑滚轮2-3沿移动平台2-1下部的两侧位置均布安装；所述的变轨距导向轨2-4在移动平台2-1上的铺设方式根据轨距不同分为轨距A导向段2-4-1与轨距B导向段2-4-2，两条变轨距导向轨2-4参照中心线呈“八”字状或反“八”字状布置，轨距A和轨距B可以根据变轨距转向架的测试需要进行调整，变轨距导向轨2-4通过螺栓固定在移动平台2-1上，轨距的变化带动两侧车轮相对于变轨距轮对的车轴同时向内或向外移动，实现轮距的转换；所述解锁锁止配套装置2-5包括支撑架2-5-1、解锁锁止轨2-5-2和连接板2-5-3，解锁锁止轨2-5-2焊接在支撑架2-5-1上，安装位置应能够保证变轨距轮对锁紧装置上的小滚轮恰好在轨内行驶，随着移动平台2-1的往复运动，变轨距轮对的锁紧机构根据解锁锁止轨2-5-2的行程变化完成解锁和锁止动作，每排支撑架2-5-1之间通过连接板2-5-3焊接为一个整体，每排支撑架2-5-1按规定距离对称焊接在移动平台2-1上表面两侧。
所述的配套滑轨装置3包括两条滑轨3-1和两个安装座3-2；所述的滑轨3-1通过螺钉与安装座3-2固定连接，安装座3-2通过螺栓与地面连接，所述的配套滑轨装置3的横向中心线与龙门式悬吊装置4的横向中心线处于同一平面内，两条滑轨3-1之间的横向距离应与移动平台2-1下两侧支撑滚轮2-3之间的距离相等，使支撑滚轮2-3沿滑轨3-1内部轨道滚动，滑轨3-1为移动平台提供承载和导向作用；所述的配套滑轨装置3对称安装在移动平台2-1两侧下方，其长度保证移动平台2-1在一个往复运动行程中支撑滚轮2-3始终在滑轨3-1内部轨道滚动。
所述的龙门式悬吊装置4，包括立柱4-1、支撑平台4-2、悬挂梁4-3、吊环4-4和T形槽连接板4-5；所述的龙门式悬吊装置4横跨移动平台2-1，吊环4-4通过螺钉固定在T形槽连接板4-5上，两个吊环之间距离可调以满足不同结构转向架的要求，两个吊环4-4中心孔大小依据变轨距轮对轴径变化而定，其主要作用是悬挂和固定可变轨距轮对的位置，使轮对悬空卸载完成解锁锁止和轨距转换动作。
所述的横向对中定位装置5包括辊子5-1和侧向支撑5-2，侧向支撑5-2用螺钉固定在龙门式悬吊装置4的立柱4-1和辅助支撑立柱6内侧，横向对中定位装置5上的辊子5-1表面与移动平台2-1的侧面接触，限制移动平台2-1纵向移动时的横向位移且不卡滞，使平移式轨距变换装置2始终对中沿中心线方向做直线往复运动，其长度保证移动平台2-1侧面在一个往复运动行程中始终与辊子5-1表面接触。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
本发明所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，采用移动的平板模拟相对移动的轨道，平板的直线往复运动由电机—齿轮齿条机构实现，平板运动过程中驱动变轨距转向架的轨距解锁-锁止机构和变轨距机构进行解锁与锁止以及变轨动作，通过平板的往复运动实现循环的变轨功能检测，进行轨距变换的可靠性试验，以及轮轴的解锁机构和滑移机构的疲劳寿命试验等，为实际变轨距轨道车辆顺利完成变轨提供试验依据。
附图说明
图1本发明所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台的轴测图；
图2本发明所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台的主视图；
图3本发明所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台的局部剖侧视图；
图4本发明所述的移动平台动力驱动装置安装示意图；
图5本发明所述的平移式轨距变换装置的轴测图；
图6本发明所述的变轨距导向轨铺设方式俯视图；
图7本发明所述的解锁锁止轨零件图；
图8本发明所述的配套滑轨装置的轴测图；
图9本发明所述的龙门式悬吊装置的轴测图；
图10本发明所述的T型槽和吊环连接示意局部放大图；
图11本发明所述的横向对中定位装置的轴测图。
1.移动平台动力驱动装置，1-1.电机，1-2.一号联轴器，1-3.减速器，1-4.二号联轴器，1-5.传动轴，1-6一号轴承，1-7.一号轴承座，1-8.齿轮，1-9.二号轴承，1-10.二号轴承座，1-11.齿条；2.平移式轨距变换装置，2-1.移动平板，2-2.齿条安装座，2-3.支撑滚轮，2-4.变轨距导向轨，2-4-1.轨距A导向段，2-4-2.轨距B导向段，2-5.解锁锁止配套装置，2-5-1.支撑架，2-5-2.解锁锁止梁，2-5-3.连接板；3.配套滑轨装置，3-1.滑轨，3-2.安装座；4.龙门式悬吊装置，4-1.立柱，4-2.支撑平台，4-3.悬挂梁，4-4.吊环，4-5.T形槽连接板；5.横向对中定位装置，5-1.辊子，5-2.侧向支撑；6.辅助支撑立柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1至图3，本发明所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，主要包括移动平台动力驱动装置1、平移式轨距变换装置2、配套滑轨装置3、龙门式悬吊装置4、横向对中定位装置5、辅助支撑立柱6；所述的移动平台动力驱动装置1固定安装在地面上，通过电机-齿轮齿条传动副驱动平移式轨距变换装置2的纵向移动，平移式轨距变换装置2对变轨距轮对进行解锁和锁紧，并为轮对沿轮轴的轴向变轨距运动提供横向导向作用；所述的配套滑轨装置3对称安装在平移式轨距变换装置2的下方，为其提供承载和纵向导向作用；所述的龙门式悬吊装置4的横向中心线与配套滑轨装置3的横向中心线处于同一平面，固定转向架的轮对位置且对轮对进行卸载；所述的横向对中定位装置5对称安装在平移式轨距变换装置2的两侧，对其直线往复运动进行横向对中定位；所述的辅助支撑立柱6沿配套滑轨装置3均布安装，其内侧面与龙门式悬吊装置4的立柱4-1内侧面处在同一平面内，支撑横向对中定位装置5。
参阅图4，所述的移动平台动力驱动装置1包括：电机1-1、一号联轴器1-2、减速器1-3、二号联轴器1-4、传动轴1-5、一号轴承1-6、一号轴承座1-7、齿轮1-8、二号轴承1-9、二号轴承座1-10和齿条1-11；电机1-1的输出轴通过一号联轴器1-2与减速器1-3的输入轴相连接，并且电机1-1通过地脚螺栓固定在地面上，电机1-1的主要作用是将动力经减速器1-3和传动轴1-5传递给齿轮1-8，从而驱动齿轮1-8转动；所述的减速器1-3的输出轴通过二号联轴器1-4与传动轴1-5相连接并通过螺栓固定安装在地面上；所述的齿轮1-8和传动轴1-5之间通过花键连接，传动轴1-5两端分别由一号轴承1-6和二号轴承1-4支撑；所述的一号轴承1-6和二号轴承1-4分别由固定安装在地面上的一号轴承座1-7和二号轴承座1-10支撑；所述的齿条1-11与齿轮1-8配合，从而使齿轮1-8的旋转运动转化为齿条1-11的直线平移运动；所述的移动平台动力驱动装置1可以安装在地面以下，以适当减小龙门高度。
参阅图5至图7，所述的平移式轨距变换装置2包括移动平台2-1、齿条安装座2-2、支撑滚轮2-3、变轨距导向轨2-4、解锁锁止配套装置2-5；所述的移动平台2-1由标准规格的方管和矩形管焊接而成以实现轻量化，移动平台2-1底部中轴线上焊接有齿条安装座2-2；所述的齿条1-11通过螺栓固定安装在齿条安装座2-2上，电机1-1的正向与反向旋转运动经过齿轮齿条啮合副转化为平移运动，进而带动移动平台2-1做前后往复运动；所述的六个支撑滚轮2-3沿移动平台2-1下部的两侧位置均布安装；所述的变轨距导向轨2-4在移动平台2-1上的铺设方式根据轨距不同分为轨距A导向段2-4-1与轨距B导向段2-4-2，两条变轨距导向轨2-4参照中心线呈“八”字状或反“八”字状布置，轨距A和轨距B可以根据变轨距转向架的测试需要进行调整，变轨距导向轨2-4通过螺栓固定在移动平台2-1上，轨距的变化带动两侧车轮相对于变轨距轮对的车轴同时向内或向外移动，实现轮距的转换；所述解锁锁止配套装置2-5包括支撑架2-5-1、解锁锁止轨2-5-2和连接板2-5-3，解锁锁止轨2-5-2焊接在支撑架2-5-1上，安装位置应能够保证变轨距轮对锁紧装置上的小滚轮恰好在轨内行驶，随着移动平台2-1的往复运动，变轨距轮对的锁紧机构根据解锁锁止轨2-5-2的行程变化完成解锁和锁止动作，每排支撑架2-5-1之间通过连接板2-5-3焊接为一个整体，每排支撑架2-5-1按规定距离对称焊接在移动平台2-1上。
参阅图8，所述的配套滑轨装置3包括两条滑轨3-1和两个安装座3-2；所述的滑轨3-1通过螺钉与安装座3-2固定连接，安装座3-2通过螺栓与地面连接，所述的配套滑轨装置3的横向中心线与龙门式悬吊装置4的横向中心线处于同一平面内，两条滑轨3-1之间的距离应与移动平台2-1下两侧支撑滚轮2-3之间的距离相等，使支撑滚轮2-3沿滑轨3-1内部轨道滚动，滑轨3-1为移动平台提供承载和导向作用。
参阅图9和图10，所述的龙门式悬吊装置4，包括立柱4-1、支撑平台4-2、悬挂梁4-3、吊环4-4和T形槽连接板4-5；所述的龙门式悬吊装置4横跨移动平台2-1，其横向中心线与配套滑轨装置3的中心线重合；吊环4-4通过螺钉固定在T形槽连接板4-5上，两个吊环之间距离可调以满足不同结构转向架的要求，两个吊环4-4中心孔大小依据变轨距轮对轴径变化而定，其主要作用是悬挂和固定可变轨距轮对的位置，使轮对悬空卸载完成解锁锁止和轨距转换动作。
参阅图11，所述的横向对中定位装置5包括辊子5-1和侧向支撑5-2，侧向支撑5-2用螺钉连接在龙门式悬吊装置4的立柱4-1和辅助支撑立柱6内侧，横向对中定位装置5上的辊子5-1表面与移动平台2-1的侧面接触，限制移动平台2-1纵向移动时的横向位移且不卡滞，使平移式轨距变换装置2始终对中沿中心线方向做直线往复运动，其长度保证移动平台2-1侧面在一个往复运动行程中始终与辊子5-1表面接触。
所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，用于检测变轨距转向架能否实现变轨功能，并且通过循环的变轨动作进行转向架变轨距机构的可靠性试验，以及轨距解锁锁止机构的疲劳寿命试验等，其方法主要包括以下步骤：
步骤一：所述的龙门式悬吊装置悬挂和固定住轮对位置，使轮对悬空卸载；
步骤二：所述的移动平台动力驱动装置驱动平移式轨距变换装置沿配套滑轨装置往复运动，横向对中定位装置限制运动方向始终对中沿中心线做直线运动；
步骤三：变轨距转向架的轨距解锁-锁止机构根据解锁锁止轨的行程变化进行变轨距转向架的轨距解锁与锁止以及变轨动作，变轨距时两侧车轮在变轨距导向轨的导向驱动下相对于轮轴同时向内或向外移动，实现轮距的转换，通过移动平台的往复运动实现循环的解锁、锁止与变轨动作，进行轨距变换的可靠性试验。

Claims (3)

1.一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，其特征在于所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，主要包括移动平台动力驱动装置(1)、平移式轨距变换装置(2)、配套滑轨装置(3)、龙门式悬吊装置(4)、横向对中定位装置(5)和辅助支撑立柱(6)；所述的移动平台动力驱动装置(1)固定安装在地面上，通过电机-齿轮齿条传动副驱动平移式轨距变换装置(2)的纵向移动，平移式轨距变换装置(2)对变轨距轮对进行解锁和锁紧，并为轮对沿轴向的运动提供导向作用；所述的配套滑轨装置(3)对称安装在平移式轨距变换装置(2)的下方，为其提供承载和导向作用；所述的龙门式悬吊装置(4)的横向中心线与配套滑轨装置(3)的横向中心线处于同一平面，固定变轨距转向架的轮对位置且对轮对进行卸载；所述的横向对中定位装置(5)对称安装在平移式轨距变换装置(2)的两侧，对其直线往复运动进行横向对中定位；所述的辅助支撑立柱(6)沿配套滑轨装置(3)均布安装，其内侧面与龙门式悬吊装置(4)的立柱(4-1)内侧面处在同一平面内，支撑横向对中定位装置(5)；
所述的移动平台动力驱动装置(1)包括：电机(1-1)、一号联轴器(1-2)、减速器(1-3)、二号联轴器(1-4)、传动轴(1-5)、一号轴承(1-6)、一号轴承座(1-7)、齿轮(1-8)、二号轴承(1-9)、二号轴承座(1-10)和齿条(1-11)；所述的电机(1-1)的输出轴通过一号联轴器(1-2)与减速器(1-3)的输入轴相连接，所述的减速器(1-3)的输出轴通过二号联轴器(1-4)与传动轴(1-5)相连接，所述的传动轴(1-5)分别通过一号轴承(1-6)和二号轴承(1-9)支撑在一号轴承座(1-7)和二号轴承座(1-10)上；所述的齿轮(1-8)和传动轴(1-5)之间通过花键连接；所述的电机(1-1)、减速器(1-3)、一号轴承座(1-7)和二号轴承座(1-10)分别通过地脚螺栓固定在地面上；电机(1-1)的主要作用是将动力经减速器(1-3)和传动轴(1-5)传递给齿轮(1-8)，从而驱动齿轮(1-8)转动；所述的齿条(1-11)与齿轮(1-8)啮合，从而使齿轮(1-8)的旋转运动转化为齿条(1-11)的直线平移运动；所述的移动平台动力驱动装置(1)可以安装在地面以下，以适当减小龙门高度。
2.根据权利要求1所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，其特征在于所述的平移式轨距变换装置(2)包括移动平台(2-1)、齿条安装座(2-2)、支撑滚轮(2-3)、变轨距导向轨(2-4)、解锁锁止配套装置(2-5)；所述的移动平台(2-1)由标准规格的方管和矩形管焊接而成以实现轻量化，移动平台(2-1)底部中轴线上焊接有齿条安装座(2-2)；所述的齿条(1-11)通过螺栓固定安装在齿条安装座(2-2)上，电机(1-1)的正向与反向旋转运动经过齿轮齿条啮合副转化为平移运动，进而带动移动平台(2-1)做前后往复运动；所述的六个支撑滚轮(2-3)沿移动平台(2-1)下部的两侧位置均布安装；所述的变轨距导向轨(2-4)在移动平台(2-1)上的铺设方式根据轨距不同分为轨距A导向段(2-4-1)与轨距B导向段(2-4-2)，两条变轨距导向轨(2-4)参照中心线呈“八”字状或反“八”字状布置，轨距A和轨距B可以根据变轨距转向架的测试需要进行调整，变轨距导向轨(2-4)通过螺栓固定在移动平台(2-1)上，轨距的变化带动两侧车轮相对于变轨距轮对的车轴同时向内或向外移动，实现轮距的转换；所述解锁锁止配套装置(2-5)包括支撑架(2-5-1)、解锁锁止轨(2-5-2)和连接板(2-5-3)，解锁锁止轨(2-5-2)焊接在支撑架(2-5-1)上，安装位置应能够保证变轨距轮对锁紧装置上的小滚轮恰好在轨内行驶，随着移动平台(2-1)的往复运动，变轨距轮对的锁紧机构根据解锁锁止轨(2-5-2)的行程变化完成解锁和锁止动作，每排支撑架(2-5-1)之间通过连接板(2-5-3)焊接为一个整体，每排支撑架(2-5-1)按规定距离对称焊接在移动平台(2-1)上表面两侧。
3.根据权利要求1所述的一种平移式变轨距转向架变轨功能及可靠性试验台，其特征在于所述的配套滑轨装置(3)、横向对中定位装置(5)和辅助支撑立柱(6)共同对平移式轨距变换装置(2)的纵向运动进行承载导向和对中限位；所述的龙门式悬吊装置(4)悬挂和固定可变轨距轮对位置，使轮对悬空卸载，并且对横向对中定位装置(5)的安装起到支撑作用；所述的配套滑轨装置(3)包括两条滑轨(3-1)和两个安装座(3-2)；所述的滑轨(3-1)通过螺钉与安装座(3-2)固定连接，安装座(3-2)通过螺栓与地面连接，所述的配套滑轨装置(3)的横向中心线与龙门式悬吊装置(4)的横向中心线处于同一平面内，两条滑轨(3-1)之间的距离应与移动平台(2-1)下两侧支撑滚轮(2-3)之间的距离相等，使支撑滚轮(2-3)沿滑轨(3-1)内部轨道滚动，滑轨(3-1)为移动平台提供承载和导向作用；所述的配套滑轨装置(3)对称安装在移动平台(2-1)两侧下方，其长度保证移动平台(2-1)在一个往复运动行程中支撑滚轮(2-3)始终在滑轨(3-1)内部轨道滚动；所述的龙门式悬吊装置(4)包括立柱(4-1)、支撑平台(4-2)、悬挂梁(4-3)、吊环(4-4)和T形槽连接板(4-5)；所述的龙门式悬吊装置4横跨移动平台(2-1)，吊环(4-4)通过螺钉固定在T形槽连接板(4-5)上，两个吊环之间距离可调以满足不同结构转向架的要求，两个吊环(4-4)中心孔大小依据变轨距轮对轴径变化而定，其主要作用是悬挂和固定可变轨距轮对的位置，使轮对悬空卸载完成解锁锁止和轨距转换动作；所述的横向定位装置(5)包括辊子(5-1)和侧向支撑(5-2)，侧向支撑(5-2)用螺钉连接在龙门式悬吊装置(4)的立柱(4-1)和辅助支撑立柱(6)内侧，横向定位装置(5)上的辊子(5-1)表面与移动平台(2-1)的侧面接触，限制移动平台(2-1)纵向移动时的横向位移且不卡滞，使平移式轨距变换装置(2)始终对中沿中心线方向做直线往复运动，其长度保证移动平台(2-1)侧面在一个往复运动行程中始终与辊子(5-1)表面接触。
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