CN112095420A - 一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，包括底板、移动机构、输送机构、平整机构以及中控机构。本发明提供了一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，可以解决道路工程质量智能检测修补过程中所存在的以下难题：a.目前对于道路坑洼一般是人工将混凝土泥浆倒入到坑洼处进行修补，这种方式工作强度大，修补效率低；b.目前关于道路修补装置，需要人工将装置准确移动调节到对应的坑洼中，而这个过程中存在人为不可控因素，很难实现准确定位；c.传统的对路面坑洼修补过程中，将泥浆铺设到坑洼处，只是通过装置对其进行推平，并没有通过修补装置对其进行压实压紧压平。
Description
技术领域
本发明涉及道路智能检测修补技术领域，具体涉及一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统。
背景技术
随着我国国民经济快速发展，各种道路工程建设迅速，其中混凝土泥浆铺设路面所占比重最多，各种荷载量大的大型车辆反复倾轧混凝土路面，各种不同自然环境也会不断影响混凝土路面，以及道路在设计、施工和养护等诸多因素下，使得混凝土路面在使用期间会造成各种损坏，比如开裂、坑洼等，这会影响交通通行速度和质量，甚至会产生交通问题，因此需要及时对损坏的路面进行修补。
目前，道路工程质量智能检测修补过程中所存在的以下难题：a.目前对于道路坑洼一般是人工将混凝土泥浆倒入到坑洼处进行修补，这种方式工作强度大，修补效率低；b.目前关于道路修补装置，需要人工将装置准确移动调节到对应的坑洼中，而这个过程中存在人为不可控因素，很难实现准确定位；c.传统的对路面坑洼修补过程中，将泥浆铺设到坑洼处，只是通过装置对其进行推平，并没有通过修补装置对其进行压实压紧压平，使得修补过的坑洼一段时间后会再次出现坑洼。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，可以解决道路工程质量智能检测修补过程中所存在的以下难题：a.目前对于道路坑洼一般是人工将混凝土泥浆倒入到坑洼处进行修补，这种方式工作强度大，修补效率低；b.目前关于道路修补装置，需要人工将装置准确移动调节到对应的坑洼中，而这个过程中存在人为不可控因素，很难实现准确定位；c.传统的对路面坑洼修补过程中，将泥浆铺设到坑洼处，只是通过装置对其进行推平，并没有通过修补装置对其进行压实压紧压平，使得修补过的坑洼一段时间后会再次出现坑洼。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，包括底板、移动机构、输送机构、平整机构以及中控机构，所述的底板上端面设置有中控机构，所述底板中部位置设置有输送机构，所述输送机构内部设置有平整机构，所述底板前后端安装有移动机构，所述移动机构、输送机构以及平整机构均与所述中控机构电连接；其中：
所述的移动机构包括滚轮、固定轴以及双轴电机，所述的底板左右两端开设有前后贯通的圆孔，所述底板右侧圆孔内通过轴承安装有固定轴，所述固定轴两端连接有滚轮，所述底板左侧圆孔内通过电机座安装有双轴电机，所述双轴电机输出端连接有用于带动底板移动的滚轮，所述底板下端面安装有红外线传感器。
所述的输送机构包括支撑架、料框、入料口、输送块、固定座、连接杆、输送轴、螺旋叶片、输送电机、输送槽以及出料口，所述的输送块设置在所述底座的上方，所述输送块通过支撑架固定在所述底座上端面，所述输送块整体为上端小、下端大的圆柱凸台结构，所述输送块上端面固定安装有料框，所述料框为上端大、下端小的圆台结构，所述料框内部开设有存放腔，所述料框上端面开设有与存放腔连通的入料口，所述输送块上端面开设有输送槽，所述输送块下端面开设有出料口，所述输送槽与所述出料口相连通，且共用一个轴线，所述出料口下端侧壁周向均匀焊接有多个所述连接杆，多个所述连接杆另一端均固定连接在同一个所述固定座上，所述固定座位于所述出料口的中部位置处，所述输送轴下端通过轴承固定在所述固定座上，所述输送轴上端通过轴承固定在所述料框上端，所述输送电机通过电机座固定安装在所述料框的上端面，所述输送电机输出端通过联轴器与所述输送轴上端相连接，所述输送轴外侧壁从上往下固定有螺旋叶片。
所述的平整机构包括升降气缸、升降块、固定杆、安装板、驱动轴、安装块、平整块、连接支链、压实支链、固定槽、转动轴、一号扭簧以及平整电机，所述的升降气缸下端固定在所述输送块的凸台端面上，所述的升降块整体为下端开口的空心圆柱结构，所述升降块上端面中部开设有圆孔，所述升降块通过圆孔滑动安装在所述输送块上，所述升降块顶部下端面与所述升降气缸上端相固定连接，所述的底板中部开设有上下贯通的圆槽，所述升降块与所述圆槽滑动配合，所述升降块内侧壁下端处周向均匀设置有多个平整块，所述平整块通过连接支链与所述升降块内侧壁相连接，所述安装块外侧壁周向均匀开设有固定槽，所述平整块另一端通过转动轴转动安装在所述固定槽侧壁，所述转动轴上套设有一号扭簧，所述的安装块上端面焊接有驱动轴，所述驱动轴上端通过轴承固定在安装板上，所述安装板外侧壁上周向均匀固定有多个固定杆，所述固定杆另一端焊接在所述升降块内侧壁上，所述平整电机通过电机座固定安装在所述安装板上端面，所述平整电机输出端通过联轴器与所述驱动轴上端相连接，所述平整块下端面设置有若干压实支链。
优选的，所述的压实支链包括滑动槽、压实弹簧、滑动块以及压实轮，所述的平整块下端面沿其平面均匀交错开设有若干所述滑动槽，所述压实弹簧上端固定在所述滑动槽顶部，所述压实弹簧下端连接有滑动块，所述滑动块滑动安装在所述滑动槽内，所述滑动块下端面开设有矩形槽，所述压实轮两端通过转动杆转动固定在所述矩形槽相对侧壁上。
优选的，所述的连接支链包括转动槽、转动块、连接轴、二号扭簧以及滚动钢珠，所述的升降块内侧壁上开设有转动槽，所述连接轴一端固定在平整块上，另一端转动安装在所述转动块上，所述转动块通过滚动钢珠滑动安装在所述转动槽内，所述连接轴上套设有二号扭簧。
优选的，所述的固定座上端部分为圆台结构，下端部分为圆柱结构。
优选的，所述的平整块前端面开设有堆料槽。
优选的，所述的中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块电连接的按键控制模块、与中央控制模块电连接的红外线接收控制模块、与中央控制模块电连接的电机控制模块以及与中央控制模块电连接的气缸控制模块，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述红外线传感器与红外线接收控制模块电连接，所述升降气缸与气缸控制模块电连接，所述双轴电机、输送电机以及平整电机均为伺服电机且与电机控制模块电连接。
(三)有益效果
1.本发明提供了一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，可以解决道路工程质量智能检测修补过程中所存在的以下难题：a.目前对于道路坑洼一般是人工将混凝土泥浆倒入到坑洼处进行修补，这种方式工作强度大，修补效率低；b.目前关于道路修补装置，需要人工将装置准确移动调节到对应的坑洼中，而这个过程中存在人为不可控因素，很难实现准确定位；c.传统的对路面坑洼修补过程中，将泥浆铺设到坑洼处，只是通过装置对其进行推平，并没有通过修补装置对其进行压实压紧压平，使得修补过的坑洼一段时间后会再次出现坑洼。
2.本发明设计的移动机构，通过红外线传感器检测路面坑洼信息，信息反馈给中控机构，从而控制双轴电机的启停，实现道路工程质量智能检测修补系统能够准确定位到坑洼处。
3.本发明设计的平整机构，通过升降气缸控制升降块上下移动，确保平整块能够下移到路面上，然后通过平整电机带动驱动轴转动，从而实现安装块带动平整块转动，使得平整块推平泥浆，将泥浆充分填充到坑洼中，然后平整块下端面的压实轮对泥浆进行滚动压实、压紧，确保坑洼修补完好，当完成坑洼平整后，通过平整电机反转，将路面上的多余泥浆推动到平整块上的堆料槽。然后通过升降气缸带动升降块上移，使得平整块在一号扭簧和二号扭簧的作用下，平整块转动，使得置有堆料槽的一端朝向斜上方。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的仰视图；
图3是本发明说明书压实支链的结构示意图；
图4是本发明说明书附图1的A向局部放大图；
图5是本发明说明书附图1的B向局部放大图；
图6是本发明的(电气)示意图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。
另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
如图1至图6所示，一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，包括底板1、移动机构2、输送机构3、平整机构4以及中控机构，所述的底板1上端面设置有中控机构，所述底板1中部位置设置有输送机构3，所述输送机构3内部设置有平整机构4，所述底板1前后端安装有移动机构2，所述移动机构2、输送机构3以及平整机构4均与所述中控机构电连接。
所述的移动机构2包括滚轮21、固定轴22以及双轴电机23，所述的底板1左右两端开设有前后贯通的圆孔，所述底板1右侧圆孔内通过轴承安装有固定轴22，所述固定轴22两端连接有滚轮21，所述底板1左侧圆孔内通过电机座安装有双轴电机23，所述双轴电机23输出端连接有用于带动底板1移动的滚轮21，所述底板1下端面安装有红外线传感器。
具体工作时，启动双轴电机23，在双轴电机23的带动下，带动与双轴电机23相连接的滚轮21转动，使得底板1通过滚轮21在道路上移动，同时带动底板1右端用固定轴22连接的滚轮21同步转动，底板1在道路上移动时，当底板1下方的红外线传感器探测到道路路面上有坑洼时，红外线传感器将信息传输给中控机构，然后中控机构控制双轴电机23停止运行，从而使得底板1停止移动。
所述的输送机构3包括支撑架31、料框32、入料口33、输送块34、固定座35、连接杆36、输送轴37、螺旋叶片38、输送电机39、输送槽310以及出料口311，所述的输送块34设置在所述底座的上方，所述输送块34通过支撑架31固定在所述底座上端面，所述输送块34整体为上端小、下端大的圆柱凸台结构，所述输送块34上端面固定安装有料框32，所述料框32为上端大、下端小的圆台结构，所述料框32内部开设有存放腔，所述料框32上端面开设有与存放腔连通的入料口33，所述输送块34上端面开设有输送槽310，所述输送块34下端面开设有出料口311，所述输送槽310与所述出料口311相连通，且共用一个轴线，所述出料口311下端侧壁周向均匀焊接有多个所述连接杆36，多个所述连接杆36另一端均固定连接在同一个所述固定座35上，所述固定座35位于所述出料口311的中部位置处，所述的固定座35上端部分为圆台结构，设置倾斜斜面，便于泥浆通过出料口311向下排出，下端部分为圆柱结构，方便与连接杆36相固定，所述输送轴37下端通过轴承固定在所述固定座35上，所述输送轴37上端通过轴承固定在所述料框32上端，所述输送电机39通过电机座固定安装在所述料框32的上端面，所述输送电机39输出端通过联轴器与所述输送轴37上端相连接，所述输送轴37外侧壁从上往下固定有螺旋叶片38；
具体工作时，待平整机构4移动到路面时，通过中控机构控制输送电机39启动，输送电机39带动输送轴37转动，进而带动螺旋叶片38转动，泥浆通过入料口33倒入到料框32中，使得螺旋叶片38通过转动将泥浆输送到输送槽310中，进而从出料口311排出，落入到路面的坑洼中，当输送一定量的泥浆后中控机构控制输送电机39停止运行，使得螺旋叶片38停止输送泥浆。
所述的平整机构4包括升降气缸41、升降块42、固定杆43、安装板44、驱动轴45、安装块46、平整块47、连接支链48、压实支链49、固定槽410、转动轴411、一号扭簧412以及平整电机413，所述的升降气缸41下端固定在所述输送块34的凸台端面上，所述的升降块42整体为下端开口的空心圆柱结构，所述升降块42上端面中部开设有圆孔，所述升降块42通过圆孔滑动安装在所述输送块34上，所述升降块42顶部下端面与所述升降气缸41上端相固定连接，所述的底板1中部开设有上下贯通的圆槽，所述升降块42与所述圆槽滑动配合，所述升降块42内侧壁下端处周向均匀设置有多个平整块47，所述的平整块47前端面开设有堆料槽，道路平整后剩余的泥浆，可以通过堆料槽将其暂时堆放，所述平整块47通过连接支链48与所述升降块42内侧壁相连接；所述的连接支链48包括转动槽481、转动块482、连接轴483、二号扭簧484以及滚动钢珠485，所述的升降块42内侧壁上开设有转动槽481，所述连接轴483一端固定在平整块47上，另一端转动安装在所述转动块482上，所述转动块482通过滚动钢珠485滑动安装在所述转动槽481内，所述连接轴483上套设有二号扭簧484；所述安装块46外侧壁周向均匀开设有固定槽410，所述平整块47另一端通过转动轴411转动安装在所述固定槽410侧壁，所述转动轴411上套设有一号扭簧412，所述的安装块46上端面焊接有驱动轴45，所述驱动轴45上端通过轴承固定在安装板44上，所述安装板44外侧壁上周向均匀固定有多个固定杆43，所述固定杆43另一端焊接在所述升降块42内侧壁上，所述平整电机413通过电机座固定安装在所述安装板44上端面，所述平整电机413输出端通过联轴器与所述驱动轴45上端相连接，所述平整块47下端面设置有若干压实支链49；所述的压实支链49包括滑动槽491、压实弹簧492、滑动块493以及压实轮494，所述的平整块47下端面沿其平面均匀交错开设有若干所述滑动槽491，所述压实弹簧492上端固定在所述滑动槽491顶部，所述压实弹簧492下端连接有滑动块493，所述滑动块493滑动安装在所述滑动槽491内，所述滑动块493下端面开设有矩形槽，所述压实轮494两端通过转动杆转动固定在所述矩形槽相对侧壁上。
具体工作时，通过中控机构控制升降气缸41启动，升降气缸41输出端带动升降块42下移，直到升降块42下端面接触到路面时中控机构控制升降气缸41停止运行，然后中控机构控制平整电机413启动，平整电机413输出端通过联轴器带动驱动轴45转动，驱动轴45带动安装块46转动，使得安装块46带动平整块47同步转动，平整块47通过转动块482在升降块42上的转动槽481内通过滚动钢珠485转动，设置滚动钢珠485可以有效的减小转动块482在转动槽481内转动的摩擦力，平整块47开始将泥浆平整压实在坑洼中，平整块47下端面交错设置有多个压实支链49，其中压实支链49中通过压实弹簧492将滑动块493滑动安装在滑动槽491内，滑动块493下端面设置有压实轮494，通过压实轮494可以对坑洼中的泥浆进行滚动压实，当路面压实后，通过压实弹簧492将压实轮494滑动到滑动槽491内，同时对于平整块47上未压实泥浆的压实轮494也通过压实弹簧492将压实轮494滑动到滑动槽491内，当完成平整压实后，通过中控机构控制平整电机413反转，使得平整块47方向转动，可以将多余的泥浆推到平整块47上的堆料槽中，然后中控机构控制平整电机413停转，接着中控机构控制升降气缸41启动，带动升降块42上移，回到初始位置后中控机构再次控制升降气缸41停止运行，在平整块47两端处分别连接转动轴411和连接轴483，在转动轴411上套设有一号扭簧412，在连接轴483上套设有二号扭簧484，使得在升降块42上移的过程中，在一号扭簧412和二号扭簧484的作用下，平整块47转动，使得设置有堆料槽的一端斜向上方。
所述的中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块电连接的按键控制模块、与中央控制模块电连接的红外线接收控制模块、与中央控制模块电连接的电机控制模块以及与中央控制模块电连接的气缸控制模块，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述红外线传感器与红外线接收控制模块电连接，所述升降气缸41与气缸控制模块电连接，所述双轴电机23、输送电机39以及平整电机413均为伺服电机且与电机控制模块电连接。
中央控制模块可以为单片机或者PLC，通过中央控制模块对中控机构各模块进行精确控制，增强了基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统的智能化程度以及稳定性，减少了人工劳动强度，其中电机控制模块用于控制电机的启动和停止，在这里用于控制双轴电机23、平整电机413以及输送电机39工作，气缸控制模块用于控制气缸的启动和停止，在这里用于控制升降气缸41工作，红外线接收控制模块用来接收红外线信息，在这里用于接收红外线传感器的检测信息，按键控制模块用于控制按键启停，在这里用于控制控制按键启停工作。
本发明在工作时的使用步骤：
第一步：启动控制按键，控制按键通过按键控制模块将信息传输给中央控制模块，中央控制模块通过红外线接收控制模块启动红外线传感器，当红外线传感器检测到路面坑洼信息后双轴电机23停止运行，底板不在移动；
第二步：启动升降气缸，升降气缸带动升降块下端下移至路面处，接着启动输送电机，输送电机通过输送轴上的螺旋叶片将料框中的泥浆输送到路面坑洼处；
第三步：启动平整电机，平整电机带动驱动轴转动，使得安装块带动平整块转动，从而使得平整块上的压实支链将泥浆压平压实；
第四步：当完成平整后，启动升降气缸，升降气缸带动升降块回到初始位置。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，包括底板(1)、移动机构(2)、输送机构(3)、平整机构(4)以及中控机构，其特征在于：所述的底板(1)上端面设置有中控机构，所述底板(1)中部位置设置有输送机构(3)，所述输送机构(3)内部设置有平整机构(4)，所述底板(1)前后端安装有移动机构(2)，所述移动机构(2)、输送机构(3)以及平整机构(4)均与所述中控机构电连接；其中：
所述的移动机构(2)包括滚轮(21)、固定轴(22)以及双轴电机(23)，所述的底板(1)左右两端开设有前后贯通的圆孔，所述底板(1)右侧圆孔内通过轴承安装有固定轴(22)，所述固定轴(22)两端连接有滚轮(21)，所述底板(1)左侧圆孔内通过电机座安装有双轴电机(23)，所述双轴电机(23)输出端连接有用于带动底板(1)移动的滚轮(21)，所述底板(1)下端面安装有红外线传感器；
所述的输送机构(3)包括支撑架(31)、料框(32)、入料口(33)、输送块(34)、固定座(35)、连接杆(36)、输送轴(37)、螺旋叶片(38)、输送电机(39)、输送槽(310)以及出料口(311)，所述的输送块(34)设置在所述底座的上方，所述输送块(34)通过支撑架(31)固定在所述底座上端面，所述输送块(34)整体为上端小、下端大的圆柱凸台结构，所述输送块(34)上端面固定安装有料框(32)，所述料框(32)为上端大、下端小的圆台结构，所述料框(32)内部开设有存放腔，所述料框(32)上端面开设有与存放腔连通的入料口(33)，所述输送块(34)上端面开设有输送槽(310)，所述输送块(34)下端面开设有出料口(311)，所述输送槽(310)与所述出料口(311)相连通，且共用一个轴线，所述出料口(311)下端侧壁周向均匀焊接有多个所述连接杆(36)，多个所述连接杆(36)另一端均固定连接在同一个所述固定座(35)上，所述固定座(35)位于所述出料口(311)的中部位置处，所述输送轴(37)下端通过轴承固定在所述固定座(35)上，所述输送轴(37)上端通过轴承固定在所述料框(32)上端，所述输送电机(39)通过电机座固定安装在所述料框(32)的上端面，所述输送电机(39)输出端通过联轴器与所述输送轴(37)上端相连接，所述输送轴(37)外侧壁从上往下固定有螺旋叶片(38)；
所述的平整机构(4)包括升降气缸(41)、升降块(42)、固定杆(43)、安装板(44)、驱动轴(45)、安装块(46)、平整块(47)、连接支链(48)、压实支链(49)、固定槽(410)、转动轴(411)、一号扭簧(412)以及平整电机(413)，所述的升降气缸(41)下端固定在所述输送块(34)的凸台端面上，所述的升降块(42)整体为下端开口的空心圆柱结构，所述升降块(42)上端面中部开设有圆孔，所述升降块(42)通过圆孔滑动安装在所述输送块(34)上，所述升降块(42)顶部下端面与所述升降气缸(41)上端相固定连接，所述的底板(1)中部开设有上下贯通的圆槽，所述升降块(42)与所述圆槽滑动配合，所述升降块(42)内侧壁下端处周向均匀设置有多个平整块(47)，所述平整块(47)通过连接支链(48)与所述升降块(42)内侧壁相连接，所述安装块(46)外侧壁周向均匀开设有固定槽(410)，所述平整块(47)另一端通过转动轴(411)转动安装在所述固定槽(410)侧壁，所述转动轴(411)上套设有一号扭簧(412)，所述的安装块(46)上端面焊接有驱动轴(45)，所述驱动轴(45)上端通过轴承固定在安装板(44)上，所述安装板(44)外侧壁上周向均匀固定有多个固定杆(43)，所述固定杆(43)另一端焊接在所述升降块(42)内侧壁上，所述平整电机(413)通过电机座固定安装在所述安装板(44)上端面，所述平整电机(413)输出端通过联轴器与所述驱动轴(45)上端相连接，所述平整块(47)下端面设置有若干压实支链(49)。
2.根据权利要求书1的一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，其特征在于：所述的压实支链(49)包括滑动槽(491)、压实弹簧(492)、滑动块(493)以及压实轮(494)，所述的平整块(47)下端面沿其平面均匀交错开设有若干所述滑动槽(491)，所述压实弹簧(492)上端固定在所述滑动槽(491)顶部，所述压实弹簧(492)下端连接有滑动块(493)，所述滑动块(493)滑动安装在所述滑动槽(491)内，所述滑动块(493)下端面开设有矩形槽，所述压实轮(494)两端通过转动杆转动固定在所述矩形槽相对侧壁上。
3.根据权利要求书1的一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，其特征在于：所述的连接支链(48)包括转动槽(481)、转动块(482)、连接轴(483)、二号扭簧(484)以及滚动钢珠(485)，所述的升降块(42)内侧壁上开设有转动槽(481)，所述连接轴(483)一端固定在平整块(47)上，另一端转动安装在所述转动块(482)上，所述转动块(482)通过滚动钢珠(485)滑动安装在所述转动槽(481)内，所述连接轴(483)上套设有二号扭簧(484)。
4.根据权利要求书1的一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，其特征在于：所述的固定座(35)上端部分为圆台结构。
5.根据权利要求书1的一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，其特征在于：所述的平整块(47)前端面开设有堆料槽。
6.根据权利要求书1的一种基于机器视觉技术的道路工程质量智能检测修补系统，其特征在于：所述的中控机构包括中央控制模块、与中央控制模块电连接的按键控制模块、与中央控制模块电连接的红外线接收控制模块、与中央控制模块电连接的电机控制模块以及与中央控制模块电连接的气缸控制模块，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述红外线传感器与红外线接收控制模块电连接，所述升降气缸(41)与气缸控制模块电连接，所述双轴电机(23)、输送电机(39)以及平整电机(413)均为伺服电机且与电机控制模块电连接。
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