CN110725712A - 一种集成供液系统运输装置及其控制系统、集成供液设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种集成供液系统运输装置及其控制系统、集成供液设备，运输装置包括多个顺次连接的平板车组件；平板车组件包括车身本体；介质传输通路，第一端经阀门组件与集成供液系统的介质出口连接，其第二端与介质汇总点连接；换向阀，进液端与介质汇总点连接；液压马达，安装于车身本体的设定位置处，其第一端和第二端分别与换向阀的第一端与第二端连接，液压马达根据介质的流动方向和流动介质量调节其驱动输出轴转向和转速；传动机构，设置于车身本体底部，包括驱动轮；驱动轮的转轴与液压马达的驱动输出轴连接，驱动轮在驱动输出轴的驱动下转动或停止进而带动平板车组件移动或停止。以上方案，提高了集成供液系统运输过程的安全性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及综采工作面开采设备技术领域，具体涉及一种集成供液系统运输装置及其控制系统、集成供液设备。
背景技术
目前国内综采工作面轨道巷中，集成供液系统包括的乳化液泵、液箱、变压器、综保、开关等设备分别固定在平板车上，各平板车首尾顺次连接，通过绞车带动平板车顺着工作面的推进而向前移动，在移动过程中集成供液系统的乳化液泵为液压支架供液。
现有技术中的此种拉移方式，在有上下坡的巷道中，易发生断绳、溜车等事故，安全隐患极大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中用于运输集成供液系统的装置在经过有坡度的巷道时容易发生断绳、溜坡等影响安全运输的情况，进而提供一种集成供液系统运输装置及其控制系统、集成供液设备。
本发明提供一种集成供液系统运输装置，包括多个顺次连接的平板车组件，每一所述平板车组件包括：
车身本体，其具有承载集成供液系统部件的承接面；
介质传输通路，其第一端经阀门组件与所述集成供液系统的介质出口连接，其第二端与介质汇总点连接；所述阀门组件的被控端被配置为与上位机通信连接以接收所述上位机发送的控制指令，根据所述控制指令开启或关闭；
换向阀，其进液端与所述介质汇总点连接；
液压马达，安装于所述车身本体的设定位置处，其第一端和第二端分别与所述换向阀的第一端与第二端连接，所述液压马达根据介质的流动方向和流动介质量调节其驱动输出轴转向和转速；
传动机构，设置于所述车身本体底部，其包括驱动轮；所述驱动轮的转轴与所述液压马达的驱动输出轴连接，所述驱动轮在所述驱动输出轴的驱动下转动或停止进而带动所述平板车组件移动或停止。
可选地，上述的集成供液系统运输装置中，所述阀门组件包括：
电机，其被控端作为所述阀门组件的被控端与上位机通信连接；所述电机的输出轴的转速与所述控制指令相对应；
泵体，其进液口作为所述介质传输通路的第一端与所述集成供液系统的介质出口连接，其被驱动端与所述电机的输出轴连接；所述泵体在所述电机的驱动下从所述集成供液系统的介质出口抽取介质；
卸载阀，其进液口与所述泵体的出液口连接，其出液口作为所述介质传输通路的第二端与所述介质汇总点连接。
可选地，上述的集成供液系统运输装置中，所述电机为变频电机。
可选地，上述的集成供液系统运输装置中，还包括速度传感器：
所述速度传感器设置于任意一个或多个所述车身本体上，用于测量所述车身本体的移动速度并将测量结果发送至所述上位机。
可选地，上述的集成供液系统运输装置中，任意相邻的两个所述平板车的车身本体中，第一个所述车身本体上延伸出第一支撑板，所述第一支撑板上开设有第一安装孔，第二个所述车身本体上延伸出第二支撑板，所述第二支撑板上开设有第二安装孔，所述第一支撑板和第二支撑板相对设置且所述第一支撑板位于所述第二支撑板的下方，所述第一安装孔与所述第二安装孔对齐后通过锁紧件进行连接。
本发明还提供一种集成供液系统运输装置的控制系统，包括以上任一项所述的集成供液系统运输装置和上位机，其中：
所述上位机用于与液压支架控制器通信连接，获取液压支架的供液参数，根据所述供液参数得到集成供液系统的理论移动速度，根据所述理论移动速度生成控制指令下发至所述运输装置的阀门组件的被控端；
所述阀门组件的被控端接收所述上位机发送的控制指令，根据所述控制指令开启或关闭，以控制所述运输装置按照所述理论移动速度进行移动。
可选地，上述的集成供液系统运输装置的控制系统中，所述上位机生成的所述控制指令包括电机转速值；
所述阀门组件中的电机按照所述电机转速值转动，能够驱动泵体从所述集成供液系统中抽取理论介质量，所述理论介质量被均匀分配至多个液压马达中，所述液压马达的输出驱动轴带动驱动轮以所述理论移动速度进行移动。
可选地，上述的集成供液系统运输装置的控制系统中，所述上位机还用于接收所述运输装置中的速度传感器发送的车身本体的移动速度；若所述移动速度与所述理论移动速度之间的差值超过设定阈值，则所述上位机调整所述控制指令进而增加或降低所述电机转速值，以使所述运输装置的移动速度与所述理论移动速度之间的差值小于或等于所述设定阈值。
可选地，上述的集成供液系统运输装置的控制系统中，所述上位机通过调整电机的运行频率以实现增加或降低所述电机转速值。
本发明还提供一种集成供液设备，包括集成供液系统、以上任一项所述的控制系统，所述集成供液系统的不同部件依次设置于所述运输装置中不同的平板车组件的车身本体上。
与现有技术相比，本发明实施例提供的上述技术方案至少具有以下有益效果：
本发明实施例提供的集成供液系统运输装置及其控制系统、集成供液设备，其中的运输装置包括多个顺次连接的平板车组件，每一所述平板车组件包括：车身本体，其具有承载集成供液系统部件的承接面；介质传输通路，其第一端经阀门组件与所述集成供液系统的介质出口连接，其第二端与介质汇总点连接，所述阀门组件的被控端被配置为与上位机通信连接以接收所述上位机发送的控制指令，根据所述控制指令开启或关闭；换向阀，其进液端与所述介质汇总点连接；液压马达，安装于所述车身本体的设定位置处，其第一端和第二端分别与所述换向阀的第一端与第二端连接，所述液压马达根据介质的流动方向和流动介质量调节其驱动输出轴转向和转速；传动机构，设置于所述车身本体底部，其包括驱动轮；所述驱动轮的转轴与所述液压马达的驱动输出轴连接，所述驱动轮在所述驱动输出轴的驱动下转动或停止进而带动所述平板车组件移动或停止。以上方案中，通过集成供液系统为液压马达提供介质从而驱动液压马达正向转动、反向转动或停止，能够带动驱动轮正向转动、反向转动或者停止。由于每一平板车组件都是自行进行驱动无需前面的平板车组件进行拉移，因此避免上坡时断绳的情况，而下坡时由于驱动轮的转动收到液压马达的驱动限制而无法自行加速移动从而能够避免滑坡的情况出现，提高了集成供液系统运输过程的安全性和稳定性。
附图说明
图1为本发明一个实施例所述集成供液系统运输装置的结构示意图；
图2为本发明一个实施例所述平板车组件的结构示意图；
图3为本发明一个实施例所述平板车组件的驱动部分的连接关系示意图；
图4为本发明一个实施例所述平板车组件的连接结构示意图；
图5为本发明一个实施例所述集成供液系统运输装置的控制系统的原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例提供一种集成供液系统运输装置，结合图1、图2和图3所示，包括多个顺次连接的平板车组件101，每一所述平板车组件101包括：
车身本体201，其具有承载集成供液系统部件102的承接面；介质传输通路，其第一端经阀门组件与所述集成供液系统的介质出口连接，其第二端与介质汇总点304连接，所述阀门组件的被控端与上位机通信连接，所述阀门组件接收所述上位机发送的控制指令以实现导通或截止，所述阀门组件导通；换向阀206(从图中可以看出，对于换向阀来说，其个数应当与液压马达202和液压支架油缸307的个数之和相同，即每一个换向阀206均与一个液压马达202连接或者与一个液压支架油缸307连接)，其进液端与所述介质汇总点304连接；液压马达202，安装于所述车身本体201的设定位置处，其第一端和第二端分别与所述换向阀206的第一端与第二端连接，所述液压马达202根据介质的流动方向和流动介质量调节其驱动输出轴转向和转速；传动机构，设置于所述车身本体201底部(图中所示结构，传动机构可以包括两个，两个所述传动结构分别对称地设置于车身本体201的两端附近)，其包括驱动轮203；所述驱动轮203的转轴与所述液压马达202的驱动输出轴连接，所述驱动轮203在所述驱动输出轴的驱动下转动或停止进而带动所述平板车组件101移动或停止。其中，驱动轮203的转轴可以通过齿条205与液压马达的输出轴传动连接，此时液压马达的驱动输出轴的外壁和驱动轮203的转轴外壁成型有啮合齿。以上，所述介质可以为液压油。
以上方案中，阀门组件导通时，集成供液系统中的介质可以通过阀门组件传输至介质汇总点304，每一个换向阀206均与介质汇总点连接，介质进入换向阀206后其介质流向不同分别对应于液压支架油缸307/液压马达202的不同运行方式，对于液压支架油缸307来说，其工作方式分别为伸出和收回，对于液压马达202来说，其工作方式分别对应其驱动输出轴的正向转动和反向转动。当换向阀206没有介质流动时，其对应于液压支架油缸307不动作或液压马达202不动作。当液压马达202正向转动和反向转动时，能够通过驱动轮203带动平板车组件101前进或后退，当液压马达202不动作时，能够控制平板车组件101停止。
以上方案中，通过集成供液系统为液压马达202提供介质从而驱动液压马达202正向转动、反向转动或停止，能够带动驱动轮203正向转动、反向转动或者停止。由于每一平板车组件101都是自行进行驱动无需前面的平板车组件进行拉移，因此避免上坡时断绳的情况，而下坡时由于驱动轮203的转动收到液压马达202的驱动限制而无法自行加速移动从而能够避免滑坡的情况出现，提高了集成供液系统运输过程的安全性和稳定性。
以上方案中，如图2所示，所述传动机构还可以包括牵引轮204，所述驱动轮203的转轴和所述牵引轮204的转轴均配置有齿轮结构，两个所述齿轮结构通过齿条啮合；所述牵引轮204与所述驱动轮203同步转动或停止。传动机构中通过两轮结构进行移动，能够提高移动过程中的平稳性。
另外，本实施例提供的以上技术方案，集成供液系统本身用于为液压支架油缸201提供介质，而本申请的改进点在于增加了液压马达202，同时每一液压马达202也是依靠集成供液系统供液，因此本申请下述方案中不再对液压支架油缸307的工作方式进行详细描述，请参见现有技术方案。
进一步地，如图3所示，所述的集成供液系统运输装置中，所述阀门组件包括：
电机301，其被控端作为所述阀门组件的被控端与上位机通信连接；所述电机301的输出轴的转速与所述控制指令相对应；泵体302，所述泵体302采用乳化泵实现即可，其进液口作为所述介质传输通路的第一端与所述集成供液系统的介质出口连接，其被驱动端与所述电机301的输出轴连接；所述泵体302在所述电机301的驱动下从所述集成供液系统的介质出口抽取介质；卸载阀303，其进液口与所述泵体302的出液口连接，其出液口作为所述介质传输通路的第二端与所述介质汇总点304连接。对于电机301来说，其输出轴的转速可以受到电机控制器来控制，上位机可以由操作人员进行操作，上位机能够自动或者人为控制地确定电机301的理论转速，之后上位机能够将其转换为相应的信号发送给电机控制器，电机控制器可以直接根据接收到的信号来控制器输出轴按照对应的速度进行转动即可。
优选地，所述电机301为变频电机。当电机301为变频电机时，其输出轴的转速能够在比较大的范围内进行调整，从而泵体302的工作频率也能够发生变化，当泵体302的工作频率发生变化时，进入到介质汇总点处的介质量相应变化，从而液压马达302也可以有不同的介质量进入其内部，液压马达202的驱动输出轴的转速相应变化，进而对平板车组件101的行进速度进行控制。以上方案中所采用的变频电机、卸载阀等均采用现有技术中已有的装置实现即可。
另外，以上方案中的集成供液系统运输装置，如图3所示，还可以包括安全阀305，所述安全阀305设置于所述泵体302的出液口与所述卸载阀303的进液口之间。所述安全阀305的进液端直接与所述泵体302的出液口连通，如果介质在系统内发生堵死或者其他原因介质传输通路中的压强过高并超过所述安全阀305的开启阈值时，安全阀305会自行开启，将介质释放，所述安全阀305的出液口可以连接一介质回收箱体等，从而能够进一步对释放的介质进行回收。
进一步地，以上的集成供液系统运输装置，还可以包括蓄能器306，所述蓄能器306的进口端与所述介质汇总点304连接。所述蓄能器306能够在介质传输过程中由于流速或流量波动引起的压强变化抵消掉，即如果介质流量突然增加蓄能器306能够吸收突然介质突然增加带来的压力增加值，当介质流量突然降低蓄能器306能够释放能量抵消由于介质流量突然降低带来的压力波动。
以上方案中，如图4所示，任意相邻的两个所述平板车的车身本体201中，第一个所述车身本体上延伸出第一支撑板401，所述第一支撑板401上开设有第一安装孔，第二个所述车身本体上延伸出第二支撑板402，所述第二支撑板402上开设有第二安装孔，所述第一支撑板401和第二支撑板402相对设置且所述第一支撑板401位于所述第二支撑板的下方，所述第一安装孔与所述第二安装孔对齐后通过锁紧件进行连接。如图4所示，所述锁紧件为销轴403，所述销轴403的一端设置有挡板404，所述挡板404限定在所述第二支撑板402上背向所述第一支撑板401的一侧。第一支撑板401和第二支撑板402均可以沿着销轴403进行轴向滑移，因相邻的两个车身本体上支撑的集成供液装置的部件重量有所差别，在液压马达202驱动时，两个车身本体201的升起或者下降的速度有所不同，两个车身本体201通过销轴403相连接，且第一支撑板401与第二支撑板402之间留有足够的间隙，可以缓冲两个车身本体201升降速度产生的位移差，保证了多个平板车组件101的正常使用。
实施例2
本实施例提供一种集成供液系统运输装置的控制系统，如图5所示，包括集成供液系统运输装置和上位机501，其中，所述上位机501用于与液压支架控制器503通信连接，获取液压支架的供液参数，根据所述供液参数得到集成供液系统的理论移动速度，根据所述理论移动速度生成控制指令下发至所述运输装置的阀门组件502的被控端；所述阀门组件502的被控端接收所述上位机501发送的控制指令，根据所述控制指令开启或关闭，带动平板车组件101移动以控制所述运输装置按照所述理论移动速度进行移动。
上位机501可以是在综采工作面的监控中心内，液压支架控制器503与液压支架可以是1对1的关系，也可以是1对N的关系。液压支架控制器503能够控制液压支架按照采煤流程进行动作，因此液压支架能够确定每一液压支架的油缸在每一时刻所需要的介质量是多少。而集成供液系统是用于为液压支架油缸提供介质的装置，相邻支架油缸之间的距离是已知的，集成供液系统为液压支架提供介质的速率是可以确定的，因此根据每一液压支架油缸的介质需求量能够确定集成供液系统的移动速度，当确定了集成供液系统的移动速度就等于确定了运输装置的移动速度。
优选地，所述上位机生成的所述控制指令包括电机转速值；所述阀门组件中的电机按照所述电机转速值转动，能够驱动泵体从所述集成供液系统中抽取理论介质量，所述理论介质量被均匀分配至多个液压马达中，所述液压马达的输出驱动轴带动驱动轮以所述理论移动速度进行移动。所述上位机还用于接收所述运输装置中的速度传感器发送的车身本体的移动速度；若所述移动速度与所述理论移动速度之间的差值超过设定阈值，则所述上位机调整所述控制指令进而增加或降低所述电机转速值，以使所述运输装置的移动速度与所述理论移动速度之间的差值小于或等于所述设定阈值。也就是说，上位机能够根据液压支架控制器反馈的信息确定出集成供液系统的移动速度范围，当运输装置在移动时实时对运输装置的速度进行检测，发现其不再该理论范围内的时候，假设其超过理论值的10％或者低于理论值的10％，可以进一步控制运输装置的速度进行调节。优选地，当阀门组件中的电机选择为变频电机时，所述上位机501通过调整电机的运行频率以实现增加或降低所述电机转速值。
下面举例说明：
假设当前时刻，运输装置需要为第i台液压支架进行供液，经过液压支架控制器503反馈信息确定第i台液压支架在当前时刻需要的介质量是Qi，而集成供液系统为液压支架油缸输出介质时的介质流速为Vi，则从当前时刻起，运输装置的移动速度应为零，因为需要停下来为第i台液压支架的油缸提供介质，而停止时长为：Ti＝Qi/Vi。再为第i台液压支架油缸提供介质完成后，需要移动到第(i+1)台液压支架油缸所在的位置处，相邻两台液压支架油缸之间的距离为L，根据历史经验值确定运输装置的移动速度优选为V(也可以根据第(i+1)台液压支架需要提供介质的时间节点来确定运输装置的移动速度，例如：需要在T这一时间内从第i台液压支架油缸所在位置行驶到第(i+1)台液压支架油缸的位置，根据距离和时间能够确定行驶速度)，根据运输装置的移动速度V和驱动轮的周长能够确定驱动轮的转速、根据驱动轮的转速能够确定液压马达的转速、根据液压马达的转速能够反推出液压马达需要的介质量，每一液压马达所需要的介质量之和即为需要输入至介质汇总点的介质量(设定此过程中没有液压支架油缸需要介质)，进而能够确定出乳化泵的的工作频率，从而得到变频电机的工作频率。上位机经过一系列的分析后能够生成控制指令，将控制指令下发至阀门组件的被控端即可控制运输装置按照移动速度V进行移动。当运输装置行驶至第(i+1)台液压支架油缸处时，则可以停止下来为第(i+1)台液压支架油缸提供介质，停止时长可以根据第i台液压支架油缸提供介质时的相同，不再详述。综上所述，上位机能够对运输装置从第一台液压支架到最后一台液压支架之间的运行速度实时进行控制调节，以使其满足每一液压支架的供液需求。同时，由于每一平板车组件都是自行进行驱动无需前面的平板车组件进行拉移，因此避免上坡时断绳的情况，而下坡时由于驱动轮的转动收到液压马达的驱动限制而无法自行加速移动从而能够避免滑坡的情况出现，提高了集成供液系统运输过程的安全性和稳定性。
实施例3
本实施例提供一种集成供液设备，包括集成供液系统和实施例2中任一方案中所述的集成供液系统运输装置的控制系统，其中的所述集成供液系统的不同部件依次设置于所述运输装置的不同的平板车组件的车身本体上。
通过控制系统控制运输装置的移动速度，能够确保集成供液系统按照设定的供液需求为每一台液压支架油缸提供介质。同时，由于运输装置的移动过程是通过集成供液系统为液压马达供液，液压马达的驱动输出轴为驱动轮提供动力从而带动平板车组件移动的，因此有效的避免了现有技术中运输装置在上坡时断绳、在下坡时溜坡的情况出现，即便是在平稳性较差的巷道内也能够安全运行。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种集成供液系统运输装置，其特征在于，包括多个顺次连接的平板车组件，每一所述平板车组件包括：
车身本体，其具有承载集成供液系统部件的承接面；
介质传输通路，其第一端经阀门组件与所述集成供液系统的介质出口连接，其第二端与介质汇总点连接；所述阀门组件的被控端被配置为与上位机通信连接以接收所述上位机发送的控制指令，根据所述控制指令开启或关闭；
换向阀，其进液端与所述介质汇总点连接；
液压马达，安装于所述车身本体的设定位置处，其第一端和第二端分别与所述换向阀的第一端与第二端连接，所述液压马达根据介质的流动方向和流动介质量调节其驱动输出轴转向和转速；
传动机构，设置于所述车身本体底部，其包括驱动轮；所述驱动轮的转轴与所述液压马达的驱动输出轴连接，所述驱动轮在所述驱动输出轴的驱动下转动或停止进而带动所述平板车组件移动或停止。
2.根据权利要求1所述的集成供液系统运输装置，其特征在于，所述阀门组件包括：
电机，其被控端作为所述阀门组件的被控端与上位机通信连接；所述电机的输出轴的转速与所述控制指令相对应；
泵体，其进液口作为所述介质传输通路的第一端与所述集成供液系统的介质出口连接，其被驱动端与所述电机的输出轴连接；所述泵体在所述电机的驱动下从所述集成供液系统的介质出口抽取介质；
卸载阀，其进液口与所述泵体的出液口连接，其出液口作为所述介质传输通路的第二端与所述介质汇总点连接。
3.根据权利要求2所述的集成供液系统运输装置，其特征在于：
所述电机为变频电机。
4.根据权利要求3所述的集成供液系统运输装置，其特征在于，还包括速度传感器：
所述速度传感器设置于任意一个或多个所述车身本体上，用于测量所述车身本体的移动速度并将测量结果发送至所述上位机。
5.根据权利要求1-4任一项所述的集成供液系统运输装置，其特征在：
任意相邻的两个所述平板车的车身本体中，第一个所述车身本体上延伸出第一支撑板，所述第一支撑板上开设有第一安装孔，第二个所述车身本体上延伸出第二支撑板，所述第二支撑板上开设有第二安装孔，所述第一支撑板和第二支撑板相对设置且所述第一支撑板位于所述第二支撑板的下方，所述第一安装孔与所述第二安装孔对齐后通过锁紧件进行连接。
6.一种集成供液系统运输装置的控制系统，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的集成供液系统运输装置和上位机，其中：
所述上位机用于与液压支架控制器通信连接，获取液压支架的供液参数，根据所述供液参数得到集成供液系统的理论移动速度，根据所述理论移动速度生成控制指令下发至所述运输装置的阀门组件的被控端；
所述阀门组件的被控端接收所述上位机发送的控制指令，根据所述控制指令开启或关闭，以控制所述运输装置按照所述理论移动速度进行移动。
7.根据权利要求6所述的集成供液系统运输装置的控制系统，其特征在于：
所述上位机生成的所述控制指令包括电机转速值；
所述阀门组件中的电机按照所述电机转速值转动，能够驱动泵体从所述集成供液系统中抽取理论介质量，所述理论介质量被均匀分配至多个液压马达中，所述液压马达的输出驱动轴带动驱动轮以所述理论移动速度进行移动。
8.根据权利要求7所述的集成供液系统运输装置的控制系统，其特征在于：
所述上位机还用于接收所述运输装置中的速度传感器发送的车身本体的移动速度；若所述移动速度与所述理论移动速度之间的差值超过设定阈值，则所述上位机调整所述控制指令进而增加或降低所述电机转速值，以使所述运输装置的移动速度与所述理论移动速度之间的差值小于或等于所述设定阈值。
9.根据权利要求8所述的集成供液系统运输装置的控制系统，其特征在于：
所述上位机通过调整电机的运行频率以实现增加或降低所述电机转速值。
10.一种集成供液设备，其特征在于，包括集成供液系统、权利要求6-9任一项所述的控制系统，所述集成供液系统的不同部件依次设置于所述运输装置中不同的平板车组件的车身本体上。
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