CN111806632B - 一种用于水下地形测绘的测量船 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种用于水下地形测绘的测量船，属于工程测绘辅助装置技术领域，包括勘测船体、防倾翻机构、水质水深检测机构和水下地形边界检测机构；勘测船体上设有船板，水质水深检测机构包括有封闭组件、水样采集组件、升降方管和升降组件，升降方管的内部设有取样管，勘测船体的底部设有密封滑套，水下地形边界检测机构包括有角度调节组件、安装架、摆动板、地形边界检测传感器和旋转筒。本发明在水下地形边界检测机构的作用下能够进一步改变地形边界检测传感器的角度位置，在水质水深检测机构的作用下对水下深度进行检测并且能够对不同深度的水样进行采集，本发明还能避免勘测船体与暗礁发生碰撞而影响勘测船体的船身安全。
Description
技术领域
本发明涉及工程测绘辅助装置技术领域，具体讲是一种用于水下地形测绘的测量船。
背景技术
现有技术中，对于陆地地表地形测量，基本上是利用航空拍摄的方法进行测量，对于水下地形测量则不能使用航空拍摄，通常，根据不同的水域，进行水下测量的方法也不尽相同，在水流平静面积较小的河流湖泊使用经纬仪、电磁波测距仪、标尺等就可以测出地形图，对于流水湍急的河流则需要别的特殊方法进行测量了。由于船舶的尺度、吃水问题，船舶难以测量某些水域(比如近岸浅水区域，礁石区域等)，这是就需要一种无人测量船，来减少船舶测绘所必需的尺度来满足更大的测绘区域的要求。
引用公开号为CN109870145A的公开的一种用于水下地形测绘的水深测量船，包括装置本体，所述船体上表面上设置有控制室，所述船体上表面远离控制室一端固定安装有支撑架，所述钢绳索经过支撑架，钢绳索的一端与绕线装置固定连接，另一端与挂钩固定连接，所述挂钩下端固定连接有测坨，所述船体下端固定安装有声纳保护罩，所述声纳保护罩内部安装有声纳测量仪，所述卫星定位系统安装在船体内部，所述卫星定位系统上端安装有雷达系统，所述雷达系统固定安装在船体上表面上。该用于水下地形测绘的水深测量船，结构简单，功能实用，操作方便，相较于目前市面上已经存在的设备做出了较大的改进，值得大力推广和应用。
但是，上述装置在实际工作中依旧存在以下问题：第一、上述装置不能对暗礁进行提前预警，使该测量船在行驶的过程中存在碰撞暗礁而发生安全隐患；第二、湖泊中经常会有湖中亭等水上障碍物，在对湖泊水下地形测绘的过程中，当遇到水上障碍物因传统的测量船上的传感器无法进行角度调节，使测量船难以对障碍物水下的地形进行测量，影响了水下地形测绘的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水下地形测绘的测量船，以解决现有技术中不能对暗礁进行提前预警以及难以对障碍物水下的地形进行测量的技术问题。
本发明的技术方案是：包括勘测船体、防倾翻机构、水质水深检测机构和水下地形边界检测机构；
所述勘测船体上设有船板，所述防倾翻机构设置在船板的顶部，所述勘测船体的尾部设有驱动装置；
所述水质水深检测机构包括有封闭组件、水样采集组件、竖直设置的升降方管和设置在船板顶部的升降组件，所述升降方管的两侧均设有导滑槽，所述升降方管的内部设有竖直设置的取样管，所述取样管的底部设有进液口，所述勘测船体的底部设有与升降方管滑动配合的密封滑套，所述封闭组件用于对取样管的进液口进行封闭，所述升降方管的底端设有水质传感器，所述勘测船体的底部设有水深传感器；
所述水样采集组件包括有设置在船板顶部的输液泵和存液箱，所述输液泵的输出端与存液箱之间设有出液管道，所述输液泵的输入端上设有抽液软管，所述抽液软管与取样管的内部连通；
所述水下地形边界检测机构包括有角度调节组件、安装架、摆动板、地形边界检测传感器和竖直设置在勘测船体底部的旋转筒，所述地形边界检测传感器设置在摆动板的底部，所述旋转筒与勘测船体的底部之间通过轴承连接，所述安装架设置在旋转筒的底部，所述安装架的两侧均设有与其转动连接的安装筒，所述摆动板水平固定在两个安装筒之间，所述角度调节组件用于调整摆动板的角度；
所述防倾翻机构包括有位置调节组件和两个对称设置的U型杆，所述位置调节组件用于调节两个U型杆之间的距离，所述U型杆与勘测船体滑动配合，所述船板顶部对应每个U型杆均设有一个水平设置的导向杆，所述导向杆和与其对应的U型杆滑动配合，每个所述U型杆上均设有两个水平设置的防倾板，所述防倾板为U型结构，且防倾板为塑料材质制成；
每个所述U型杆的底部均设有竖直设置的延伸条，每个所述延伸条的底端均设有红外线探测器，所述勘测船体上设有控制器，所述红外线探测器和驱动装置均与控制器电性连接；
所述位置调节组件包括有设置在船板底部的调节电机和竖直设置在船板顶部的旋转轴，所述旋转轴上套设有传动轮，所述传动轮的两端均设有与其铰接的连接杆，两个所述连接杆分别与两个U型杆铰接，所述调节电机的输出轴与旋转轴的底端同轴连接。
进一步的，所述升降组件包括有设置在船板顶部的升降电机，所述升降电机的输出端上套设有传动齿轮，所述升降方管的侧壁上设有与传动齿轮啮合的齿面，所述船板的顶部设有两个导向轮，两个所述导向轮分别与升降方管的两侧导滑槽相配合。
进一步的，所述封闭组件包括有收卷电机、用于对进液口进行封闭的密封球和设置在升降方管顶部的绳轮，所述升降方管的顶部设有电机座，所述收卷电机设置在电机座上，所述收卷电机的输出轴与绳轮同轴连接，所述绳轮上绕设有穿过取样管的升降绳，所述升降绳的端部与密封球固定连接。
进一步的，所述水下地形边界检测机构还包括有设置在勘测船体内部的旋转电机，所述旋转电机的输出端朝下设置，且旋转电机的输出端上套设有旋转齿轮，所述旋转筒上套设有与旋转齿轮啮合的从动齿轮。
进一步的，所述角度调节组件包括有防水电机、水平设置的传动轴和两个分别设置在摆动板顶部两侧的齿环，所述传动轴的两端分别与安装架的两侧转动连接，所述传动轴的两端均设有转动齿轮，两个所述转动齿轮分别与两个齿环啮合，所述防水电机的输出轴与传动轴同轴连接。
本发明通过改进在此提供一种用于水下地形测绘的测量船，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
(1)本发明在水下地形边界检测机构的作用下能够进一步改变地形边界检测传感器的角度位置，具体的，是由防水电机工作来驱动传动轴发生转动，使传动轴能够带动转动齿轮发生转动，使转动齿轮能够带动齿环进行转动，进而使摆动板进行转动，来实现对地形边界检测传感器的角度调整；以便于对障碍物水下的地形进行测量，避免因无法对障碍物水下的地形进行测量而产生死角；以解决现有技术中难以对障碍物水下的地形进行测量的技术问题。
(2)本发明在水质水深检测机构的作用下对水下深度进行检测并且能够对不同深度的水样进行采集，实用性较高，满足不同企业的检测需求，升降电机工作能够驱动传动齿轮发生转动，传动齿轮与升降方管上的齿面啮合，使升降方管能够在竖直方向上进行移动，使升降方管带动水质传感器移动至所需深度，便于水质传感器对所需深度的水质进行检测，收卷电机工作能够驱动绳轮发生转动，使绳轮能够带动升降绳进行移动，进而使升降绳能够带动密封球进行移动，使密封球对取样管的进液口进行堵塞，当升降方管升降至所需深度时，收卷电机再次工作使密封球不再对进液口进行封闭，以使该深度层的水样能够在输液泵的作用下将液体抽入至取样管内，并且通过抽液软管进入至存液箱内。
(3)本发明在防倾翻机构的作用下能够提高勘测船体移动时的稳定性，避免勘测船体发生倾翻现象，还能够使防倾板发生移动来避免防倾板与障碍物发生碰撞，调节电机工作能够驱动旋转轴发生转动，使旋转轴能够带动传动轮发生转动，使传动轮能动带动与其铰接的连接杆进行移动，使两个连接杆能够分别带动两个U型杆进行移动，使U型杆能够带动防倾板移动，使防倾板能够移动并与勘测船体保持合适的间距，来避免防倾板与障碍物发生碰撞。
(4)本发明设有红外线探测器，红外线探测器用于对暗礁进行检测，当遇上暗礁时红外线探测器能够对控制器发出电信号，使控制器能够控制驱动装置，来调整勘测船体的位置，避免勘测船体与暗礁发生碰撞而影响勘测船体的船身安全。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2中A-A线处剖视图；
图4为本发明的局部剖视图一；
图5为图4中B处放大图；
图6为本发明的局部剖视图二；
图7为图6中C处放大图。
附图标记说明：
勘测船体1，船板11，驱动装置12，防倾翻机构2，位置调节组件21，U型杆22，导向杆23，防倾板24，延伸条25，红外线探测器26，调节电机27，旋转轴28，传动轮29，连接杆291，水质水深检测机构3，水样采集组件31，输液泵311，存液箱312，出液管道313，抽液软管314，升降方管32，导滑槽33，取样管34，进液口35，密封滑套36，水质传感器37，水下地形边界检测机构4，安装架41，安装筒42，摆动板43，地形边界检测传感器44，旋转筒45，旋转电机46，旋转齿轮47，从动齿轮48，升降组件5，升降电机51，传动齿轮52，齿面53，导向轮54，角度调节组件6，防水电机61，传动轴62，齿环63，转动齿轮64，封闭组件7，收卷电机71，密封球72，绳轮73，电机座74，皮带传动机构75，升降绳76。
具体实施方式
下面将结合附图1至图7对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种用于水下地形测绘的测量船，如图1-图7所示，包括勘测船体1、防倾翻机构2、水质水深检测机构3和水下地形边界检测机构4；
所述勘测船体1上设有船板11，所述防倾翻机构2设置在船板11的顶部，所述勘测船体1的尾部设有驱动装置12；在驱动装置12的作用下能够使勘测船体1快速在水面进行移动。
所述水质水深检测机构3包括有封闭组件7、水样采集组件31、竖直设置的升降方管32和设置在船板11顶部的升降组件5，所述升降方管32的两侧均设有导滑槽33，所述升降方管32的内部设有竖直设置的取样管34，所述取样管34的底部设有进液口35，所述勘测船体1的底部设有与升降方管32滑动配合的密封滑套36，所述封闭组件7用于对取样管34的进液口35进行封闭，所述升降方管32的底端设有水质传感器37，所述勘测船体1的底部设有水深传感器；在水质水深检测机构3的作用下对水下深度进行检测并且能够对不同深度的水样进行采集，实用性较高，满足不同企业的检测需求，通过取样管34能够将不同深度的水样抽出，密封滑套36用于使升降方管32能够上下滑动，水深传感器用于测量水下深度，水质传感器37用于在升降组件5的作用下对不同深度层的水质进行检测。
所述水下地形边界检测机构4包括有角度调节组件6、安装架41、摆动板43、地形边界检测传感器44和竖直设置在勘测船体1底部的旋转筒45，所述地形边界检测传感器44设置在摆动板43的底部，所述旋转筒45与勘测船体1的底部之间通过轴承连接，所述安装架41设置在旋转筒45的底部，所述安装架41的两侧均设有与其转动连接的安装筒42，所述摆动板43水平固定在两个安装筒42之间，所述角度调节组件6用于调整摆动板43的角度；摆动板43在转动的过程中能够带动地形边界检测传感器44进行摆动，来调整地形边界检测传感器44的检测角度，以便于对障碍物水下的地形进行测量，安装筒42用于对摆动板43进行安装和固定。
具体的，所述升降组件5包括有设置在船板11顶部的升降电机51，所述升降电机51的输出端上套设有传动齿轮52，所述升降方管32的侧壁上设有与传动齿轮52啮合的齿面53，所述船板11的顶部设有两个导向轮54，两个所述导向轮54分别与升降方管32的两侧导滑槽33相配合；升降电机51工作能够驱动传动齿轮52发生转动，传动齿轮52与升降方管32上的齿面53啮合，使升降方管32能够在竖直方向上进行移动，导向轮54与导滑槽33滑动配合用于对升降方管32的移动进行导向。
具体的，所述封闭组件7包括有收卷电机71、用于对进液口35进行封闭的密封球72和设置在升降方管32顶部的绳轮73，所述升降方管32的顶部设有电机座74，所述收卷电机71设置在电机座74上，所述收卷电机71的输出轴与绳轮73同轴连接，所述绳轮73上绕设有穿过取样管34的升降绳76，所述升降绳76的端部与密封球72固定连接；收卷电机71工作能够驱动绳轮73发生转动，使绳轮73能够带动升降绳76进行移动，进而使升降绳76能够带动密封球72进行移动，使密封球72对取样管34的进液口35进行堵塞，当升降方管32升降至所需深度时，收卷电机71再次工作使密封球72不再对进液口35进行封闭，以使该深度层的水样能够在输液泵311的作用下将液体抽入至取样管34内，并且通过抽液软管314进入至存液箱312内。
具体的，所述水样采集组件31包括有设置在船板11顶部的输液泵311和存液箱312，所述输液泵311的输出端与存液箱312之间设有出液管道313，所述输液泵311的输入端上设有抽液软管314，所述抽液软管314与取样管34的内部连通；在输液泵311的作用下将液体抽入至取样管34内，并且通过抽液软管314进入至存液箱312内。
具体的，所述水下地形边界检测机构4还包括有设置在勘测船体1内部的旋转电机46，所述旋转电机46的输出端朝下设置，且旋转电机46的输出端上套设有旋转齿轮47，所述旋转筒45上套设有与旋转齿轮47啮合的从动齿轮48；旋转电机46工作能够驱动旋转齿轮47发生转动，使旋转齿轮47能够带动从动齿轮48发生转动，进而使旋转筒45进行转动，使旋转筒45能够带动角度调节组件6进行转动，在角度调节组件6的作用下能够进一步改变地形边界检测传感器44的角度位置，以便于对障碍物水下的地形进行测量。
具体的，所述角度调节组件6包括有防水电机61、水平设置的传动轴62和两个分别设置在摆动板43顶部两侧的齿环63，所述传动轴62的两端分别与安装架41的两侧转动连接，所述传动轴62的两端均设有转动齿轮64，两个所述转动齿轮64分别与两个齿环63啮合，所述防水电机61的输出轴与传动轴62同轴连接；在角度调节组件6的作用下能够进一步改变地形边界检测传感器44的角度位置，具体的，是由防水电机61工作来驱动传动轴62发生转动，使传动轴62能够带动转动齿轮64发生转动，使转动齿轮64能够带动齿环63进行转动，进而使摆动板43进行转动，来实现对地形边界检测传感器44的角度调整。
具体的，所述防倾翻机构2包括有位置调节组件21和两个对称设置的U型杆22，所述位置调节组件21用于调节两个U型杆22之间的距离，所述U型杆22与勘测船体1滑动配合，所述船板11顶部对应每个U型杆22均设有一个水平设置的导向杆23，所述导向杆23和与其对应的U型杆22滑动配合，每个所述U型杆22上均设有两个水平设置的防倾板24，所述防倾板24为U型结构，且防倾板24为塑料材质制成；在防倾翻机构2的作用下能够提高勘测船体1移动时的稳定性，避免勘测船体1发生倾翻现象，导向杆23用于对U型杆22的移动进行导向，防倾板24为塑料材质制成，能够提高勘测船体1移动时的稳定性。
具体的，每个所述U型杆22的底部均设有竖直设置的延伸条25，每个所述延伸条25的底端均设有红外线探测器26，所述勘测船体1上设有控制器，所述红外线探测器26和驱动装置12均与控制器电性连接；红外线探测器26用于对暗礁进行检测，当遇上暗礁时红外线探测器26能够对控制器发出电信号，使控制器能够控制驱动装置12，来调整勘测船体1的位置，避免勘测船体1与暗礁发生碰撞而影响勘测船体1的船身安全。
具体的，所述位置调节组件21包括有设置在船板11底部的调节电机27和竖直设置在船板11顶部的旋转轴28，所述旋转轴28上套设有传动轮29，所述传动轮29的两端均设有与其铰接的连接杆291，两个所述连接杆291分别与两个U型杆22铰接，所述调节电机27的输出轴与旋转轴28的底端同轴连接；调节电机27工作能够驱动旋转轴28发生转动，使旋转轴28能够带动传动轮29发生转动，使传动轮29能动带动与其铰接的连接杆291进行移动，使两个连接杆291能够分别带动两个U型杆22进行移动，使U型杆22能够带动防倾板24移动，使防倾板24能够移动并与勘测船体1保持合适的间距，避免防倾板24与障碍物发生碰撞。
本发明的工作原理：勘测船体1在驱动装置12的作用下能够在水面上进行移动，在水质水深检测机构3的作用下对水下深度进行检测并且能够对不同深度的水样进行采集，实用性较高，满足不同企业的检测需求，升降电机51工作能够驱动传动齿轮52发生转动，传动齿轮52与升降方管32上的齿面53啮合，使升降方管32能够在竖直方向上进行移动，使升降方管32带动水质传感器37移动至所需深度，便于水质传感器37对所需深度的水质进行检测，收卷电机71工作能够驱动绳轮73发生转动，使绳轮73能够带动升降绳76进行移动，进而使升降绳76能够带动密封球72进行移动，使密封球72对取样管34的进液口35进行堵塞，当升降方管32升降至所需深度时，收卷电机71再次工作使密封球72不再对进液口35进行封闭，以使该深度层的水样能够在输液泵311的作用下将液体抽入至取样管34内，并且通过抽液软管314进入至存液箱312内；
在防倾翻机构2的作用下能够提高勘测船体1移动时的稳定性，避免勘测船体1发生倾翻现象，还能够使防倾板24发生移动来避免防倾板24与障碍物发生碰撞，调节电机27工作能够驱动旋转轴28发生转动，使旋转轴28能够带动传动轮29发生转动，使传动轮29能动带动与其铰接的连接杆291进行移动，使两个连接杆291能够分别带动两个U型杆22进行移动，使U型杆22能够带动防倾板24移动，使防倾板24能够移动并于勘测船体1保持合适的间距；
在水下地形边界检测机构4的作用下能够进一步改变地形边界检测传感器44的角度位置，具体的，是由防水电机61工作来驱动传动轴62发生转动，使传动轴62能够带动转动齿轮64发生转动，使转动齿轮64能够带动齿环63进行转动，进而使摆动板43进行转动，来实现对地形边界检测传感器44的角度调整；以便于对障碍物水下的地形进行测量，避免因无法对障碍物水下的地形进行测量而产生测量死角。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种用于水下地形测绘的测量船，其特征在于：包括勘测船体(1)、防倾翻机构(2)、水质水深检测机构(3)和水下地形边界检测机构(4)；
所述勘测船体(1)上设有船板(11)，所述防倾翻机构(2)设置在船板(11)的顶部，所述勘测船体(1)的尾部设有驱动装置(12)；
所述水质水深检测机构(3)包括有封闭组件(7)、水样采集组件(31)、竖直设置的升降方管(32)和设置在船板(11)顶部的升降组件(5)，所述升降方管(32)的两侧均设有导滑槽(33)，所述升降方管(32)的内部设有竖直设置的取样管(34)，所述取样管(34)的底部设有进液口(35)，所述勘测船体(1)的底部设有与升降方管(32)滑动配合的密封滑套(36)，所述封闭组件(7)用于对取样管(34)的进液口(35)进行封闭，所述升降方管(32)的底端设有水质传感器(37)，所述勘测船体(1)的底部设有水深传感器；
所述水样采集组件(31)包括有设置在船板(11)顶部的输液泵(311)和存液箱(312)，所述输液泵(311)的输出端与存液箱(312)之间设有出液管道(313)，所述输液泵(311)的输入端上设有抽液软管(314)，所述抽液软管(314)与取样管(34)的内部连通；
所述水下地形边界检测机构(4)包括有角度调节组件(6)、安装架(41)、摆动板(43)、地形边界检测传感器(44)和竖直设置在勘测船体(1)底部的旋转筒(45)，所述地形边界检测传感器(44)设置在摆动板(43)的底部，所述旋转筒(45)与勘测船体(1)的底部之间通过轴承连接，所述安装架(41)设置在旋转筒(45)的底部，所述安装架(41)的两侧均设有与其转动连接的安装筒(42)，所述摆动板(43)水平固定在两个安装筒(42)之间，所述角度调节组件(6)用于调整摆动板(43)的角度；
所述防倾翻机构(2)包括有位置调节组件(21)和两个对称设置的U型杆(22)，所述位置调节组件(21)用于调节两个U型杆(22)之间的距离，所述U型杆(22)与勘测船体(1)滑动配合，所述船板(11)顶部对应每个U型杆(22)均设有一个水平设置的导向杆(23)，所述导向杆(23)和与其对应的U型杆(22)滑动配合，每个所述U型杆(22)上均设有两个水平设置的防倾板(24)，所述防倾板(24)为U型结构，且防倾板(24)为塑料材质制成；
每个所述U型杆(22)的底部均设有竖直设置的延伸条(25)，每个所述延伸条(25)的底端均设有红外线探测器(26)，所述勘测船体(1)上设有控制器，所述红外线探测器(26)和驱动装置(12)均与控制器电性连接；
所述位置调节组件(21)包括有设置在船板(11)底部的调节电机(27)和竖直设置在船板(11)顶部的旋转轴(28)，所述旋转轴(28)上套设有传动轮(29)，所述传动轮(29)的两端均设有与其铰接的连接杆(291)，两个所述连接杆(291)分别与两个U型杆(22)铰接，所述调节电机(27)的输出轴与旋转轴(28)的底端同轴连接。
2.根据权利要求1所述的用于水下地形测绘的测量船，其特征在于：所述升降组件(5)包括有设置在船板(11)顶部的升降电机(51)，所述升降电机(51)的输出端上套设有传动齿轮(52)，所述升降方管(32)的侧壁上设有与传动齿轮(52)啮合的齿面(53)，所述船板(11)的顶部设有两个导向轮(54)，两个所述导向轮(54)分别与升降方管(32)的两侧导滑槽(33)相配合。
3.根据权利要求1所述的用于水下地形测绘的测量船，其特征在于：所述封闭组件(7)包括有收卷电机(71)、用于对进液口(35)进行封闭的密封球(72)和设置在升降方管(32)顶部的绳轮(73)，所述升降方管(32)的顶部设有电机座(74)，所述收卷电机(71)设置在电机座(74)上，所述收卷电机(71)与绳轮(73)之间通过皮带传动机构(75)连接，所述绳轮(73)上绕设有穿过取样管(34)的升降绳(76)，所述升降绳(76)的端部与密封球(72)固定连接。
4.根据权利要求1所述的用于水下地形测绘的测量船，其特征在于：所述水下地形边界检测机构(4)还包括有设置在勘测船体(1)内部的旋转电机(46)，所述旋转电机(46)的输出端朝下设置，且旋转电机(46)的输出端上套设有旋转齿轮(47)，所述旋转筒(45)上套设有与旋转齿轮(47)啮合的从动齿轮(48)。
5.根据权利要求1所述的用于水下地形测绘的测量船，其特征在于：所述角度调节组件(6)包括有防水电机(61)、水平设置的传动轴(62)和两个分别设置在摆动板(43)顶部两侧的齿环(63)，所述传动轴(62)的两端分别与安装架(41)的两侧转动连接，所述传动轴(62)的两端均设有转动齿轮(64)，两个所述转动齿轮(64)分别与两个齿环(63)啮合，所述防水电机(61)的输出轴与传动轴(62)同轴连接。
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