CN111900826B - 一种轴伸可伸缩的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轴伸可伸缩的电机，其包括：轴本体和轴伸：轴本体为包括第一内部空腔的中空结构，轴伸能够插入第一内部空腔中、并能在第一内部空腔中沿轴向方向与轴本体做相对运动，轴伸和轴本体之间能形成沿轴向的至少两个卡接位置；或者，轴伸为包括第二内部空腔的中空结构，轴本体能够插入第二内部空腔中、并能在第二内部空腔中沿轴向方向与轴伸做相对运动，轴本体和轴伸之间能形成沿轴向的至少两个卡接位置。根据本发明能够有效使得电机的轴伸长度可以根据实际工作情况的需要而调整，当电机工作场所改变要求轴伸长度变化时，无需重新设计新电机方案，仅使轴伸进行便携式伸缩，就能达到匹配效果，增强电机的多种工况适用的通用性。

Description

一种轴伸可伸缩的电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种轴伸可伸缩的电机。
背景技术
伺服电机作为高精度动力输出装置，广泛用于机器人、数控机床、包装设备、印刷设备当中。就现有现电机而言，取决于安装场合，安装涉及到轴伸结构尺寸，每款电机都对应有它固定的轴伸尺寸。
传统技术存在以下问题：传统电机方案的每款电机轴伸是唯一的，不同款电机的轴伸长度、电机安装方式均不同，有的轴伸长，有的轴伸短，当电机工作场所变化时，尤其是仅轴伸安装长度变化，因轴伸尺寸不匹配，需要重新设计、生产可匹配机型，大大影响生产效率和人工成本。
由于现有技术中的电机轴伸长度唯一，针对不同的工作环境需设计不同的电机方案，导致电机的通用性能低等问题，因此本发明研究设计出一种轴伸可伸缩的电机。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题主要在于克服现有技术中的电机轴伸长度唯一，针对不同的工作环境需设计不同的电机方案，导致电机的通用性能低的缺陷，从而提供一种轴伸可伸缩的电机。
为了解决上述问题，本发明提供一种轴伸可伸缩的电机，其包括：
轴本体和轴伸：
所述轴本体为包括第一内部空腔的中空结构，所述轴伸能够插入所述第一内部空腔中、并能在所述第一内部空腔中沿轴向方向与所述轴本体做相对运动，所述轴伸和所述轴本体之间能形成沿轴向的至少两个卡接位置；
或者，所述轴伸为包括第二内部空腔的中空结构，所述轴本体能够插入所述第二内部空腔中、并能在所述第二内部空腔中沿轴向方向与所述轴伸做相对运动，所述轴本体和所述轴伸之间能形成沿轴向的至少两个卡接位置。
优选地，当所述轴本体为包括第一内部空腔的中空结构时：
所述轴伸的外周壁上沿轴向方向设置有至少两个第一卡槽，所述轴本体的内周壁上设置有至少一个第一凸筋，所述第一凸筋能与所述第一卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸的外周壁上沿轴向方向设置有至少一个第一卡槽，所述轴本体的内周壁上设置有至少两个第一凸筋，所述第一凸筋能与所述第一卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸的外周壁上沿轴向方向设置有至少两个第二凸筋，所述轴本体的内周壁上设置有至少一个第二卡槽，所述第二凸筋能与所述第二卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸的外周壁上沿轴向方向设置有至少一个第二凸筋，所述轴本体的内周壁上设置有至少两个第二卡槽，所述第二凸筋能与所述第二卡槽卡接配合。
优选地，当所述轴伸为包括第二内部空腔的中空结构时：
所述轴伸的内周壁上沿轴向方向设置有至少两个第三卡槽，所述轴本体的外周壁上设置有至少一个第三凸筋，所述第三凸筋能与所述第三卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸的内周壁上沿轴向方向设置有至少一个第三卡槽，所述轴本体的外周壁上设置有至少两个第三凸筋，所述第三凸筋能与所述第三卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸的内周壁上沿轴向方向设置有至少两个第四凸筋，所述轴本体的外周壁上设置有至少一个第四卡槽，所述第四凸筋能与所述第四卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸的内周壁上沿轴向方向设置有至少一个第四凸筋，所述轴本体的外周壁上设置有至少两个第四卡槽，所述第四凸筋能与所述第四卡槽卡接配合。
优选地，所述轴伸的外周壁上开设有沿轴向延伸成平面的扁平部分，当所述轴伸沿周向旋转至所述扁平部分与所述第一凸筋相对时，所述扁平部分与所述第一凸筋不接触，所述第一卡槽与所述第一凸筋脱离卡接，使得所述轴伸能在所述第一内部空腔中相对于所述轴本体沿轴向移动。
优选地，当所述轴伸沿周向旋转至所述扁平部分与所述第一凸筋相对时，所述第一卡槽与所述第一凸筋不正对；和/或，所述扁平部分沿轴向的长度与多个所述第一卡槽在所述轴本体上分布的总长度相等；和/或，所述第一卡槽为在所述扁平部分的所述平面的一侧沿周向切割而成的弧形槽。
优选地，所述第一卡槽为多个，且在所述轴伸的外周壁上沿轴向均匀依次排布；和/或，所述第一凸筋为柱状结构或片状结构；和/或，所述第一凸筋的轴向长度为a1，所述轴本体的内径为d1，且有a1和d1之间满足0.9mm<a1<d1/2。
优选地，当所述第一凸筋为柱状结构时，在所述轴本体的横截面内所述第一凸筋的形状为矩形；当所述第一凸筋为片状结构时，在所述轴本体的横截面内所述第一凸筋的形状为弓形。
优选地，所述轴本体的内周壁上沿轴向方向还开设有第一键槽，所述轴伸的外周壁上沿轴向方向还开设有第二键槽，所述第一键槽能够与所述第二键槽相对，且当所述第一键槽与所述第二键槽相对时，所述电机还包括键，所述键能够插入所述第一键槽和所述第二键槽围成的空腔中，使得所述键的至少部分结构位于所述第一键槽中，所述键的至少部分结构还位于所述第二键槽中。
优选地，所述轴本体的外周壁上开设有缺口，所述缺口延伸至与所述第一内部空腔连通。
优选地，所述缺口位于所述轴本体的上端位置。
本发明提供的一种轴伸可伸缩的电机具有如下有益效果：
1.本发明通过将轴本体和轴伸的其中一个做成具有内部空腔的中空结构，另一个能够插入所述内部空腔中，并能在其中沿轴向运动，并且能在至少两个卡接位置进行卡接，能够有效使得电机的轴伸长度可以根据实际工作情况的需要而调整，当电机工作场所改变要求轴伸长度变化时，无需重新设计新电机方案，仅使轴伸进行便携式伸缩，就能达到匹配效果，增强电机的多种工况适用的通用性，本发明的特殊结构可实现自锁，安装简便，结构可靠，轴伸可替换性高，生产成本低；
2.并且本发明通过凸筋与卡槽、键槽与键的特殊结构，达到自锁目的，使电机本体与轴伸进行限位和固定，轴伸可便携式沿轴向伸缩，电机可在各种轴伸长度机型中自由变换，有效提高电机的通用性。
附图说明
图1是本发明的轴伸可伸缩的电机的整体立体结构示意图；
图2是本发明的轴伸可伸缩的电机中的轴本体部分的结构示意图；
图3是本发明的轴伸可伸缩的电机中的轴伸部分的结构示意图；
图4是本发明的轴伸可伸缩的电机中的轴本体部分替代实施例1的结构示意图；
图5是本发明的轴伸可伸缩的电机中的轴本体部分替代实施例2的结构示意图。
附图标记表示为：
100、电机；1、轴本体；11、第一内部空腔；12、第一凸筋；13、第一键槽；14、缺口；2、轴伸；21、第一卡槽；22、扁平部分；23、第二键槽；3、键。
具体实施方式
如图1-5所示，本发明提供一种轴伸可伸缩的电机100，其包括：
轴本体1和轴伸2：所述轴本体1为包括第一内部空腔11的中空结构，所述轴伸2能够插入所述第一内部空腔11中、并能在所述第一内部空腔11中沿轴向方向与所述轴本体1做相对运动，所述轴伸2和所述轴本体1之间能形成沿轴向的至少两个卡接位置；
或者，所述轴伸2为包括第二内部空腔(图中未示出)的中空结构，所述轴本体1能够插入所述第二内部空腔中、并能在所述第二内部空腔中沿轴向方向与所述轴伸2做相对运动，所述轴本体1和所述轴伸2之间能形成沿轴向的至少两个卡接位置。
本发明通过将轴本体和轴伸的其中一个做成具有内部空腔的中空结构，另一个能够插入所述内部空腔中，并能在其中沿轴向运动，并且能在至少两个卡接位置进行卡接，能够有效使得电机的轴伸长度可以根据实际工作情况的需要而调整，当电机工作场所改变要求轴伸长度变化时，无需重新设计新电机方案，仅使轴伸进行便携式伸缩，就能达到匹配效果，增强电机的多种工况适用的通用性，本发明的特殊结构可实现自锁，安装简便，结构可靠，轴伸可替换性高，生产成本低。
本发明针对于电机轴伸单一安装尺寸现状，提出一种轴伸可伸缩的电机。如图2为本发明的结构示意图，包括轴本体(如图2)、轴伸(如图3)和键。
轴伸与轴本体的固定连接较为重要，安装定位约束较少时起不到固定作用，连接不稳定；同时也要避免结构复杂，降低工艺难度。
为了更好实现此专利方案，针对以上两点，提出如下安装结构。
电机本体(图2)包含有轴本体1，轴本体上包含有第一凸筋12和第一键槽13，轴本体内径为d1，第一凸筋12的轴向宽度为a1；轴伸(图3)上开有第二键槽23、扁平部分22和若干个第一卡槽21，每个第一卡槽宽度为a2，轴伸外径为d2；
轴本体内径d1和轴伸外径d2为配合关系(优选间隙配合)，实现径向定位；轴本体凸筋宽度a1和轴伸卡槽宽度a2为配合关系(优选间隙配合)，实现轴向定位；键分别与轴本体的第一键槽13、轴伸上的第二键槽23为过盈关系，实现周向定位。
如图1为电机某一使用状态示意，通过上述3个配合关系实现轴本体与轴伸的装配固定，当需要变换轴的安装长度时，首先将键从键槽沿轴向拉出，从X方向视图看，轴伸沿顺时针旋转一定角度(约90°)，将轴伸拉出或者推进一定距离，达到需要的长度，再将轴逆时针转回原位置，第一凸筋12与另一个第一卡槽21配合，最后将键重新压入第一键槽13和第二键槽23中，完成变换轴伸长度动作，匹配新的安装场合。
优选地，当所述轴本体1为包括第一内部空腔11的中空结构时：
所述轴伸2的外周壁上沿轴向方向设置有至少两个第一卡槽21，所述轴本体1的内周壁上设置有至少一个第一凸筋12，所述第一凸筋12能与所述第一卡槽21卡接配合；或者，
所述轴伸2的外周壁上沿轴向方向设置有至少一个第一卡槽21，所述轴本体1的内周壁上设置有至少两个第一凸筋12，所述第一凸筋12能与所述第一卡槽21卡接配合；或者，
所述轴伸2的外周壁上沿轴向方向设置有至少两个第二凸筋，所述轴本体1的内周壁上设置有至少一个第二卡槽，所述第二凸筋能与所述第二卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸2的外周壁上沿轴向方向设置有至少一个第二凸筋，所述轴本体1的内周壁上设置有至少两个第二卡槽，所述第二凸筋能与所述第二卡槽卡接配合。
这是本发明当轴本体1为包括第一内部空腔11的中空结构时的四种不同的优选结构形式，即此时轴伸插入进轴本体的第一内部空腔中，可以在轴本体的内壁设置卡槽或凸筋，相应地与之配合地可以在轴伸的外壁上设置凸筋或卡槽，卡槽和凸筋的配合形式为需要至少有一个卡槽或凸筋，与之配合地需要至少两个凸筋或卡槽，才能有效地形成至少两个的卡接位置，使得轴伸能够相对于轴本体在轴向方向运动，并在至少两个轴向位置形成卡接，即通过凸筋与卡槽，达到在轴向方向相对自锁目的，使电机本体与轴伸进行限位和固定，轴伸可便携式沿轴向伸缩，电机可在各种轴伸长度机型中自由变换，有效提高电机的通用性。本发明的主实施例和替代实施例1为1个凸筋的结构形式，如图2和图4，替代实施例2为两个凸筋的结构形式，如图5。
优选地，当所述轴伸2为包括第二内部空腔(图中未示出)的中空结构时：
所述轴伸2的内周壁上沿轴向方向设置有至少两个第三卡槽(图中未示出)，所述轴本体1的外周壁上设置有至少一个第三凸筋(图中未示出)，所述第三凸筋能与所述第三卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸2的内周壁上沿轴向方向设置有至少一个第三卡槽(图中未示出)，所述轴本体1的外周壁上设置有至少两个第三凸筋(图中未示出)，所述第三凸筋能与所述第三卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸2的内周壁上沿轴向方向设置有至少两个第四凸筋(图中未示出)，所述轴本体1的外周壁上设置有至少一个第四卡槽，所述第四凸筋能与所述第四卡槽卡接配合；或者，
所述轴伸2的内周壁上沿轴向方向设置有至少一个第四凸筋(图中未示出)，所述轴本体1的外周壁上设置有至少两个第四卡槽(图中未示出)，所述第四凸筋能与所述第四卡槽卡接配合。
这是本发明当轴伸2为包括第二内部空腔的中空结构时的四种不同的优选结构形式，即此时轴本体插入进轴伸的第二内部空腔中，可以在轴伸的内壁设置卡槽或凸筋，相应地与之配合地可以在轴本体的外壁上设置凸筋或卡槽，卡槽和凸筋的配合形式为需要至少有一个卡槽或凸筋，与之配合地需要至少两个凸筋或卡槽，才能有效地形成至少两个的卡接位置，使得轴伸能够相对于轴本体在轴向方向运动，并在至少两个轴向位置形成卡接，即通过凸筋与卡槽，达到在轴向方向相对自锁目的，使电机本体与轴伸进行限位和固定，轴伸可便携式沿轴向伸缩，电机可在各种轴伸长度机型中自由变换，有效提高电机的通用性。
优选地，所述轴伸2所述轴伸的外周壁上(优选通过切割的方式)开设有沿轴向延伸成平面的扁平部分22，当所述轴伸2沿周向旋转至所述扁平部分22与所述第一凸筋12相对时，所述扁平部分22与所述第一凸筋12不接触，所述第一卡槽21与所述第一凸筋12脱离卡接，使得所述轴伸2能在所述第一内部空腔11中相对于所述轴本体1沿轴向移动。本发明通过该扁平部分的设置能够使得通过旋转轴伸的扁平部分与凸筋相对的位置时、使得扁平部分与凸筋不发生接触(让位作用)，且第一卡槽与第一凸筋脱离卡接，从而使得轴伸能够沿轴本体的轴向运动，从而为调节轴伸和轴本体之间的轴向相对卡接的位置而提供了有效的条件，此时轴伸和轴本体之间不产生干涉，轴伸能够顺利地进行轴向移动，适用于调节轴向的卡接位置。
优选地，当所述轴伸2沿周向旋转至所述扁平部分22与所述第一凸筋12相对时，所述第一卡槽21与所述第一凸筋12不正对；和/或，所述扁平部分22沿轴向的长度与多个所述第一卡槽21在所述轴本体1上分布的总长度相等；和/或，所述第一卡槽21为在所述扁平部分22的所述平面的一侧沿周向切割而成的弧形槽。
第一卡槽与第一凸筋不正对能够保证扁平部分与凸筋相对时第一卡槽与第一凸筋之间脱离卡接、且不发生干涉作用，为抽动轴伸沿轴向运动提供了条件；扁平部分轴向长度与卡槽的分布总长度相等能够有效地保证轴伸具有足够的有效避让长度，有效地避开凸筋的干扰；第一卡槽为在扁平部分的平面一侧沿周向切割形成的弧形槽是本发明的卡槽的优选成型方式，先切割形成扁平部分，再在扁平部分的一侧切割形成卡槽，从而保证卡槽的朝向面位于扁平部分的平面的侧面，使得扁平部分与凸筋相对时卡槽不与凸筋相对，卡槽与凸筋相对时扁平部分不与凸筋相对，从而有效地保证了有效的卡接和有效地脱离卡接可以轴向抽动两个不同的状态位置。
优选地，所述第一卡槽21为多个，且在所述轴伸2的外周壁上沿轴向均匀依次排布；和/或，所述第一凸筋12为柱状结构或片状结构；和/或，所述第一凸筋12的轴向长度为a1，所述轴本体1的内径为d1，且有a1和d1之间满足0.9mm<a1<d1/2。本发明通过多个沿轴向均匀布置的第一卡槽能够使得轴伸和轴本体之间形成多个不同的卡接位置，能够满足多种不同工作情况的需求，适用于多种不同的工作情况；柱状结构和片状结构是本发明的两种不同的凸筋的结构形式，片状结构的卡接紧固度更好(主实施例，如图2，替代实施例2，如图5)，柱状结构加工更为方便(替代实施例1，如图4)；将所述第一凸筋12的轴向长度为a1和所述轴本体1的内径为d1设置为满足0.9mm<a1<d1/2，能够有效保证第一凸筋的轴向长度不至于过短、而避免导致电机整体结构脆弱，不能承受较大轴向力，还能够保证第一凸筋的轴向长度不至于过长、而避免导致第一卡槽的开设数目较少，导致电机轴安装卡接位置较少，减少适用的工况数目，通用性降低。
第一凸筋12的宽度a1对整个安装结构影响较大，a1较小时，电机安装长度可取更多值，但整体结构脆弱，不能承受较大轴向力；当a1宽度较大时，整体强度好，但是电机轴安装长度取值较少，通用性低。当第一凸筋12轴向宽度a1满足0.9mm<a1<d1/2时，可保证整体结构使用强度的前提下，电机能匹配更多的安装场合。
通过这种方式，既能保证电机轴伸的通用性，又能简化工艺，方便生产，提高生产率。
优选地，当所述第一凸筋12为柱状结构时，在所述轴本体1的横截面内所述第一凸筋12的形状为矩形；当所述第一凸筋12为片状结构时，在所述轴本体1的横截面内所述第一凸筋12的形状为弓形。
这是本发明的第一凸筋的进一步优选结构形式，即第一凸筋可以为柱状时，其横截面为矩形结构，参见图4(替代实施例1)，第一凸筋为片状时优选横截面形状为弓形，参见图2和图5(主实施例和替代实施例2)。
优选地，所述轴本体1的内周壁上沿轴向方向还开设有第一键槽13，所述轴伸2的外周壁上沿轴向方向还开设有第二键槽23，所述第一键槽13能够与所述第二键槽23相对，且当所述第一键槽13与所述第二键槽23相对时，所述电机还包括键3，所述键3能够插入所述第一键槽13和所述第二键槽23围成的空腔中，使得所述键3的至少部分结构位于所述第一键槽13中，所述键3的至少部分结构还位于所述第二键槽23中。
本发明还通过两个键槽和键的配合形式能够有效使得轴本体和轴伸之间形成周向定位，使得轴本体能够带动轴伸进行周向转动。本发明通过凸筋与卡槽、键槽与键的特殊结构，达到自锁目的，使电机本体与轴伸进行限位和固定，轴伸可便携式沿轴向伸缩，电机可在各种轴伸长度机型中自由变换，有效提高电机的通用性。
轴本体内径d1和轴伸外径d2为配合关系(优选间隙配合)，实现径向定位；轴本体凸筋宽度a1和轴伸卡槽宽度a2为配合关系(优选间隙配合)，实现轴向定位；键分别与轴本体的第一键槽13、轴伸上的第二键槽23为过盈关系，实现周向定位。
优选地，所述轴本体1的外周壁上开设有缺口14，所述缺口14延伸至与所述第一内部空腔11连通。通过轴本体上的缺口结构能够在轴伸和轴本体进行配合装配时方便观察、且方便操作；也可不设置缺口，形成为封闭结构。
优选地，所述缺口14位于所述轴本体1的上端位置。这是本发明的缺口的进一步优选结构形式，缺口位于轴本体的上端能够进一步方便观察和操作。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种轴伸可伸缩的电机，其特征在于：包括：
轴本体(1)和轴伸(2)：
所述轴本体(1)为包括第一内部空腔(11)的中空结构，所述轴伸(2)能够插入所述第一内部空腔(11)中、并能在所述第一内部空腔(11)中沿轴向方向与所述轴本体(1)做相对运动，所述轴伸(2)和所述轴本体(1)之间能形成沿轴向的至少两个卡接位置；
所述轴伸(2)的外周壁上沿轴向方向设置有至少两个第一卡槽(21)，所述轴本体(1)的内周壁上设置有至少一个第一凸筋(12)，所述第一凸筋(12)能与所述第一卡槽(21)卡接配合；或者，
所述轴伸(2)的外周壁上沿轴向方向设置有至少一个第一卡槽(21)，所述轴本体(1)的内周壁上设置有至少两个第一凸筋(12)，所述第一凸筋(12)能与所述第一卡槽(21)卡接配合；
所述轴伸(2)的外周壁上开设有沿轴向延伸成平面的扁平部分(22)，当所述轴伸(2)沿周向旋转至所述扁平部分(22)与所述第一凸筋(12)相对时，所述扁平部分(22)与所述第一凸筋(12)不接触，所述第一卡槽(21)与所述第一凸筋(12)脱离卡接，使得所述轴伸(2)能在所述第一内部空腔(11)中相对于所述轴本体(1)沿轴向移动。
2.根据权利要求1所述的轴伸可伸缩的电机，其特征在于：
当所述轴伸(2)沿周向旋转至所述扁平部分(22)与所述第一凸筋(12)相对时，所述第一卡槽(21)与所述第一凸筋(12)不正对；和/或，所述扁平部分(22)沿轴向的长度与多个所述第一卡槽(21)在所述轴本体(1)上分布的总长度相等；和/或，所述第一卡槽(21)为在所述扁平部分(22)的所述平面的一侧沿周向切割而成的弧形槽。
3.根据权利要求1所述的轴伸可伸缩的电机，其特征在于：
所述第一卡槽(21)为多个，且在所述轴伸(2)的外周壁上沿轴向均匀依次排布；和/或，所述第一凸筋(12)为柱状结构或片状结构；和/或，所述第一凸筋(12)的轴向长度为a1，所述轴本体(1)的内径为d1，且有a1和d1之间满足0.9mm<a1<d1/2。
4.根据权利要求3所述的轴伸可伸缩的电机，其特征在于：
当所述第一凸筋(12)为柱状结构时，在所述轴本体(1)的横截面内所述第一凸筋(12)的形状为矩形；当所述第一凸筋(12)为片状结构时，在所述轴本体(1)的横截面内所述第一凸筋(12)的形状为弓形。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的轴伸可伸缩的电机，其特征在于：
所述轴本体(1)的内周壁上沿轴向方向还开设有第一键槽(13)，所述轴伸(2)的外周壁上沿轴向方向还开设有第二键槽(23)，所述第一键槽(13)能够与所述第二键槽(23)相对，且当所述第一键槽(13)与所述第二键槽(23)相对时，所述电机还包括键(3)，所述键(3)能够插入所述第一键槽(13)和所述第二键槽(23)围成的空腔中，使得所述键(3)的至少部分结构位于所述第一键槽(13)中，所述键(3)的至少部分结构还位于所述第二键槽(23)中。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的轴伸可伸缩的电机，其特征在于：
所述轴本体(1)的外周壁上开设有缺口(14)，所述缺口(14)延伸至与所述第一内部空腔(11)连通。
7.根据权利要求6所述的轴伸可伸缩的电机，其特征在于：
所述缺口(14)位于所述轴本体(1)的上端位置。
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