CN112278700A - 一种工装板自动倾斜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工装板自动倾斜装置,设于人工操作工位,其包括:机架;支撑机构,支撑机构与所述机架连接,所述支撑机构用于支撑工装板,并能够输送所述工装板;转轴组件,转轴组件与所述支撑机构相对活动连接,并相对所述机架固定设置;驱动机构,驱动机构与所述支撑机构连接,用于驱动所述支撑机构沿所述转轴组件转动,以使所述工装板朝向所述人工操作工位倾斜转动,并倾斜至预设角度;上限位结构,其设于所述支撑机构的上方,以使所述工装板受限于所述上限位结构与所述支撑机构之间。本发明提供了一种工装板自动倾斜装置,符合人体工学,能够在输送线上直接进行装配工作,在促进自动化装配线实现的同时避免造成人体损伤。
Description
技术领域
本发明属于汽车线束生产技术领域,特别涉及一种工装板自动倾斜装置。
背景技术
在国内市场,汽车线束的加工是极成熟的产业,但是这样已经有30多年的产业,依然由劳动力和熟练工人所制约。如何提高自动化生产和机械制造的比例,而不是在劳动力生产模式上打转,已经是线束加工业新的议题。
在线束的生产装配过程中,一般在工装板上进行操作,工装板上贴有对应的线束布局图,根据线束布局图在工装板上装配线束。在实现半自动化或者全自动化装配时,通过自动输送线将工装板输送至相应的工位。
现有技术的自动生产线中,基本通过自动输送线进行物料、半成品的输送和转移,将物料/半成品输送至相应的工位,然后由机器人在输送线上进行操作,或者由机器人将该物料/半成品转移至该工位的自动化设备。但由于汽车线束的生产流程工艺精细、复杂,机器人无法完全取代人工操作,或者由于技术难度较高而实现困难,有些装配操作仍需人工参与。当自动输送线将工装板输送至人工操作的工位时,为方便人工操作,需要将工装板移出输送线,操作完后或再将工装板重新移入自动输送线输往下一工位,操作麻烦;倘若直接在输送线上进行装配,由于工装板在输送线呈水平状态移动输送,则需要工人弯腰操作,不符合人体工学,长期以往,容易造成工伤事故或职业伤害,有损人体健康。
因此,现有技术有待改进和发展。
发明内容
本发明提供了一种工装板自动倾斜装置,符合人体工学,能够在输送线上直接进行装配工作,在促进自动化装配线实现的同时避免造成人体损伤。
为解决其技术问题,本发明提供的一种工装板自动倾斜装置,设于人工操作工位,其包括:
机架;
支撑机构,所述支撑机构与所述机架连接,所述支撑机构用于支撑工装板,并能够输送所述工装板;
转轴组件,所述转轴组件与所述支撑机构相对活动连接,并相对所述机架固定设置;
驱动机构,所述驱动机构与所述支撑机构连接,用于驱动所述支撑机构沿所述转轴组件转动,以使所述工装板朝向所述人工操作工位倾斜转动,并倾斜至预设角度;
上限位结构,所述上限位结构与所述转轴组件分别设于所述支撑机构相对的两侧,所述上限位结构与所述支撑机构连接,并设于所述支撑机构的上方,以使所述工装板受限于所述上限位结构与所述支撑机构之间。
进一步地,上述转轴组件包括转轴,所述转轴连接有安装轴承,所述安装轴承相对所述机架固定设置,所述转轴与所述支撑机构连接。
进一步地,上述支撑机构设有压紧结构,所述压紧结构设于所述支撑机构的主体结构的上方,用于将所述工装板向所述支撑机构压紧而相对所述支撑机构固定。
进一步地,上述机架的底部设有紧固脚,所述紧固脚设有固定螺栓,所述固定螺栓用于与目标安装面连接。
进一步地,上述驱动机构为气缸,所述气缸的缸体与所述机架铰接,所述气缸的活塞杆与所述支撑机构铰接。
进一步地,上述支撑机构包括支撑架和输送结构,所述输送结构与所述机架连接,所述支撑架与所述转轴组件连接,并设于所述输送结构的上方,所述支撑架设有至少两个支撑臂,所述输送结构包括多个转动设置、并且相互之间平行设置的滚筒,所述至少两个支撑臂与所述多个滚筒错位设置,并且下沉至其上表面与所述滚筒的上表面平齐或低于所述滚筒的上表面,所述驱动机构与任一所述支撑臂连接。
进一步地,上述支撑臂设有连接部,所述连接部与所述转轴组件连接。
进一步地,上述支撑臂设有下限位部,所述下限位部设于所述支撑臂的主体与所述连接部的转折处,并位于所述多个滚筒的上方,所述下限位部与所述支撑臂的主体之间形成用于对所述工装板进行限位的限位槽。
进一步地,上述支撑机构包括输送结构和安装框架,所述输送结构与所述安装框架连接,所述安装框架与所述转轴组件连接,并与所述驱动机构连接。
进一步地,上述支撑机构还包括下限位结构,所述下限位结构设于所述支撑机构与所述转轴组件连接的一侧,并与所述输送结构连接,所述下限位结构用于阻止所述工装板从所述转轴组件的一侧脱离所述输送结构。
本发明的工装板自动倾斜装置,通过支撑机构与自动输送线对接,接收和转出工装板,通过转动组件实现工装板的翻转,并通过驱动机构实现自动化操作,由此将工装板翻转倾斜至预设角度,以使工装板的倾斜状态适合工人操作,使得装置符合人体工学,进而使得人工操作无需将工装板移出输送线,在输送线上能够直接进行装配工作,在促进自动化装配线实现的同时避免造成人体损伤。通过上限位结构在翻转倾斜时对工装板进行限位阻挡,有效防止工装板因为倾斜而翻落,避免造成人员受伤以及工件的损坏,同时,能够扩大工装板的倾斜范围,适应更多的使用情况。
附图说明
图1为本发明一种工装板自动倾斜装置的一种实施方式的结构示意图。
图2为图1所示的工装板自动倾斜装置的工作状态示意图一。
图3为图1所示的工装板自动倾斜装置的工作状态示意图二。
图4为图3所示的工装板自动倾斜装置的侧视图。
图5为本发明一种工装板自动倾斜装置的另一种实施方式的结构示意图。
图6为图5所示的工装板自动倾斜装置的工作状态示意图一。
图7为图6所示的工装板自动倾斜装置的侧视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
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,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
如图1~7所示,本发明一种工装板自动倾斜装置,设于人工操作工位,其包括:机架100;支撑机构200,该支撑机构200与该机架100连接,该支撑机构200用于支撑工装板600,并能够输送该工装板;转轴组件300,该转轴组件300与该支撑机构200相对活动连接,并相对该机架100固定设置;驱动机构400,该驱动机构400与该支撑机构200连接,用于驱动该支撑机构200沿该转轴组件300转动,以使该工装板朝向人工操作工位倾斜转动,并倾斜至预设角度;上限位结构210,该上限位结构210与该转轴组件300分别设于该支撑机构200相对的两侧,该上限位结构210与该支撑机构200连接,并设于该支撑机构200的上方,以使该工装板受限于该上限位结构210与该支撑机构200之间。
具体地,上述预设角度可以根据工人的身高调整并设定,为适合人工操作的角度,使得倾斜后的工装板位于工人的正前方,方便工人观察和装配操作。具体应用中,该工装板自动倾斜装置设置在人工操作工位,并与输送工装板的自动输送线衔接,工装板从自动输送线进入该工装板自动倾斜装置,工序操作完毕后,经该工装板自动倾斜装置重新送入自动输送线,输往下一工位。具体地,支撑机构200与自动输送线对接,接收水平放置输送的工装板600,驱动机构400驱动支撑机构200沿转轴组件300转动,使工装板朝向人工操作工位倾斜,并倾斜至适合人工操作的角度。倾斜后的工装板位于工人的正前方,方便工人观察和装配操作,无需弯腰操作,使得装置符合人体工学,进而使得工人能够直接在输送线进行装配工作而无需将工装板移出输送线,在促进自动化装配线实现的同时避免造成人体损伤。当支撑机构200带动工装板转动倾斜时,转轴组件300位于工装板的下方,上限位结构210位于工装板的上方,通过上限位结构210对工装板进行限位阻挡,有效防止工装板因为倾斜而翻落,避免造成人员受伤以及工件的损坏,同时,能够扩大工装板的倾斜范围,适应更多的使用情况。在工序操作完毕后,支撑机构200转动复位,并将工装板送入自动输送线。具体地,可以根据工人的身高调整驱动机构400的工作,进而调整工装板的倾斜角度,使得工装板面对工人时,操作空间在工人视觉下方、腰部以上,方便工人观察和装配操作。具体地,沿工装板移动的方向,转轴组件300设于支撑机构200的一侧,驱动机构400设在支撑机构200的下方并与支撑机构200连接。在一些实施方式中,该工装板自动倾斜装置还包括阻挡结构500,该阻挡结构500设于工装板600移动方向的前方,并相对支撑机构200固定设置,该阻挡结构500用于阻挡工装板600向前移动而相对支撑机构200静止。当工装板进入支撑机构200,该阻挡结构500动作,阻挡工装板向前移动,再由驱动结构400工作,使得工装板倾斜至工作状态,具体地,驱动结构400可以根据阻挡结构500的信息动作。具体地,该阻挡结构500可以采用现有的技术手段,比如阻挡气缸。
在一些优选的实施方式中,可以通过设置不同的传感器来检测工装板的工作状态,以实现对工装板倾斜转动的控制,例如,可以在支撑机构200上设置第一传感器检测工装板是否到达人工操作工位,阻挡结构500可以根据第一传感器的信号动作实现对工装板的阻挡,同时阻挡结构500可以设置第二传感器检测工装板是否抵于阻挡结构500,驱动机构400可以根据第二传感器的信号进行动作,使工装板倾斜转动至预设角度。
在一些优选的实施方式中,可以设置一个控制器,由控制器接收上述第一传感器和第二传感器的信号,可以由该控制器根据第一传感器的信号控制阻挡结构500动作,对工装板进行阻挡,同时根据第二传感器的信号控制驱动机构400动作,使工装板倾斜转动至预设角度。
在一些优选的实施方式中,该工装板自动倾斜装置还可以设置一个视觉识别装置,通过该视觉识别装置获取该人工操作工位的工人的图像,并把图像信息发送给控制器,该控制器可以根据该图像信息分析获取该工人的身高参数,并且根据该工人的身高参数生成控制指令控制驱动机构400的动作行程,使该控制器实现根据该人工操作工位的工人的身高灵活自动调节支撑机构200的转动角度。
在一些优选的实施方式中,上述支撑机构200设有压紧结构260,该压紧结构260设于支撑机构200的主体结构的上方,用于将工装板600向支撑机构200压紧而相对该支撑机构200固定。通过压紧结构260先将工装板向支撑机构200压紧而固定,支撑结构200再带动工装板翻转倾斜,工装板不会发生晃动,提高工装板翻转的稳定性。具体地,该压紧结构260包括驱动部件261和压紧部件262,该驱动部件261相对支撑机构200固定设置,其用于驱动压紧部件262向工装板600运动,以将工装板600向支撑机构200压紧。具体地,该驱动部件261可以采用压紧气缸。具体地,该压紧气缸261安装在上述上限位结构210的顶部,活塞杆沿垂直于支撑机构200的方向做伸缩运动,该压紧部件262为L型结构,该压紧部件262水平的侧壁与压紧气缸的活塞端连接,该压紧部件262竖直的侧壁与工装板接触以将工装板压紧。优选的,该压紧结构260设有两组。
在一些优选的实施方式中,上述机架100的底部设有紧固脚110,该紧固脚110设有固定螺栓(图中未画出),该固定螺栓用于与目标安装面连接。具体地,该目标安装面为该工装板自动倾斜装置安装使用的平面,一般为地面,通过固定螺栓将装置固定在地面上,防止在工装板翻转过程中,装置重心发生偏移而倾倒。具体地,该固定螺栓可以采用地脚螺丝。优选地,该紧固脚110设有四个,分别设置在机架100的四个方位角。
在一些优选的实施方式中,上述支撑结构200还设有缓冲结构270,以在支撑结构200翻转复位时提供缓冲作用。具体地,该缓冲结构270可以采用缓冲气缸,还可以采用缓冲弹簧。
具体地,上述转轴组件300包括转轴310,该转轴310连接有安装轴承320,该安装轴承320相对该机架100固定设置,该转轴310与支撑机构200连接。
在一些优选的实施方式中,上述驱动机构400为气缸,该气缸的缸体与该机架100铰接,该气缸的活塞杆与该支撑机构200铰接。
如图1~4所示,在一些实施方式中,上述支撑机构200包括支撑架220和输送结构230,该输送结构230与该机架100连接,该支撑架220与该转轴组件300连接,并设于该输送结构230的上方,该支撑架220设有至少两个支撑臂221,该输送结构230包括多个转动设置、并且相互之间平行设置的滚筒231,该至少两个支撑臂221与该多个滚筒231错位设置,并且下沉至其上表面与该滚筒231的上表面平齐或低于该滚筒231的上表面,该驱动机构400与任一支撑臂221连接。
具体应用中,工装板600进入输送结构230,驱动机构400驱动支撑架220向上翻转,并将工装板600带离输送结构230实现倾斜;复位时,支撑架220向下翻转使工装板600重新支撑在输送结构230上。具体地,支撑臂221的上表面可以与滚筒231的上表面平齐,至少两个支撑臂221与该多个滚筒231共同形成工装板的支撑平面,并在驱动机构400的驱动下将工装板带离输送结构230;支撑臂221的上表面也可以低于该滚筒231的上表面,在驱动结构400的驱动下,支撑架220向上翻转至支撑臂221与工装板接触,然后继续翻转将工装板带离输送结构230。
在一些优选的方案中,上述支撑臂221设有连接部222,该连接部222与该转轴组件300连接。具体地,该支撑臂221呈类Z型设置,处于上方的水平臂为连接部222,该连接部222具体与转轴组件300的转轴310连接,处于下方的水平臂向输送结构230下沉,以承载工装板且带动工装板翻转倾斜。具体地,支撑架220还包括第一连接杆223,至少两个支撑臂221通过该第一连接杆223连接。
在一些优选的方案中,该支撑臂221设有下限位部224,该下限位部224设于支撑臂221的主体与连接部222的转折处,并位于多个滚筒231的上方,该下限位部224与支撑臂221的主体之间形成用于对工装板进行限位的限位槽。具体应用中,当支撑架220带动工装板翻转倾斜时,工装板深入限位槽被限位放置,上限位结构210防止工装板翻落。
具体到该实施方式,上述上限位结构210设于支撑臂221异于连接部222的一端,并与支撑臂221之间形成C型槽结构。具体地,可以全部支撑臂221均设置该上限位结构210,亦可以其中一个或多个支撑臂221设置该上限位结构210;当多个支撑臂221设置上限位结构210时,多个上限位结构210之间连接有第二连接杆225,上述压紧结构260与该第二连接杆225连接。具体地,该上限位结构210可以与支撑臂221一体设置,由支撑臂221按特定的形状延伸设置形成。具体应用中,工装板600进入输送结构230时,位于该C型槽结构和上述限位槽之间,当支撑架220带动工装板翻转倾斜时,工装板深入限位槽被限位放置,上限位结构210防止工装板翻落。
具体到该实施方式,上述缓冲结构270与输送结构230连接,并与第二连接杆225相抵。当上限位结构210仅设一个时,可以由上限位结构210延伸设置一个抵接部,以与该缓冲结构270相抵。
具体地,上述输送结构230还包括安装支架232、驱动电机233和第一传动齿轮,上述多个滚筒231通过轴承结构安装在该安装支架232上,该多个滚筒231均固定连接有传动链轮,多个传动链轮之间通过传送链连接,其中位于输送前端的滚筒为主动滚筒;该第一传动齿轮与该驱动电机233的输出端固定连接,主动滚筒固定连接有第二传送齿轮,第一传动齿轮和第二传动齿轮之间连接有链条。
具体地,该安装支架232与机架100连接,上述转轴组件300可以安装在该安装支架232上,或者通过支架结构安装在机架100上。上述阻挡结构500安装在机架100上。
如图5~7所示,在另一些实施方式中,上述支撑机构200包括输送结构230和安装框架240,该输送结构230与该安装框架240连接,该安装框架240与该转轴组件300连接,并与该驱动机构400连接。
具体应用中,工装板600进入输送结构230,驱动机构400通过安装框架240驱动整个支撑机构200向上翻转,从而实现工装板的倾斜;复位时,支撑机构200向下翻转使输送结构230重新与自动输送线对接,以将工装板送入自动输送线。
在一些优选的方案中,该支撑机构200还包括下限位结构250,该下限位结构250设于该支撑机构200与该转轴组件300连接的一侧,并与该输送结构230连接,该下限位结构250用于阻止该工装板从该转轴组件300的一侧脱离该输送结构230。具体地,该下限位结构250设有多个,多个下限位结构250沿输送方向分别设置在输送结构230上。具体地,该下限位结构250为Z型结构,处于下方的水平臂与输送结构230连接,处于上方的水平臂向输送结构230内部延伸。具体地,该下限位结构250可以采用呈Z型弯折的钢板。
具体到该实施方式中,上述转轴组件300安装在机架100上,安装框架240与转轴310连接,上述阻挡结构500安装在该安装框架240上。
具体到该实施方式中,上述上限位结构210安装在该输送结构230上,具体地,该上限位结构210设有多个,多个上限位结构210沿输送方向分别设置在输送结构230上。具体地,该上限位结构210为Z型结构,处于下方的水平臂与输送结构230连接,处于上方的水平臂向输送结构230内部延伸。具体地,该上限位结构210可以采用呈Z型弯折的钢板。
具体到该实施方式中,上述缓冲结构270与安装框架240连接,并与机架100相抵。
具体地,该输送结构230可以采用与上述实施方式中相同的输送结构230,安装支架232和驱动电机233均安装在该安装框架240上。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种工装板自动倾斜装置,设于人工操作工位,其特征在于,包括:
机架(100);
支撑机构(200),所述支撑机构(200)与所述机架(100)连接,所述支撑机构(200)用于支撑工装板,并能够输送所述工装板;
转轴组件(300),所述转轴组件(300)与所述支撑机构(200)相对活动连接,并相对所述机架(100)固定设置;
驱动机构,所述驱动机构与所述支撑机构(200)连接,用于驱动所述支撑机构(200)沿所述转轴组件(300)转动,以使所述工装板朝向所述人工操作工位倾斜转动,并倾斜至预设角度;
上限位结构(210),所述上限位结构(210)与所述转轴组件(300)分别设于所述支撑机构(200)相对的两侧,所述上限位结构(210)与所述支撑机构(200)连接,并设于所述支撑机构(200)的上方,以使所述工装板受限于所述上限位结构(210)与所述支撑机构(200)之间。
2.根据权利要求1所述的工装板自动倾斜装置,其特征在于,所述转轴组件(300)包括转轴(310),所述转轴(310)连接有安装轴承(320),所述安装轴承(320)相对所述机架(100)固定设置,所述转轴(310)与所述支撑机构(200)连接。
3.根据权利要求1所述的工装板自动倾斜装置,其特征在于,所述支撑机构(200)设有压紧结构,所述压紧结构设于所述支撑机构(200)的主体结构的上方,用于将所述工装板向所述支撑机构(200)压紧而相对所述支撑机构(200)固定。
4.根据权利要求1所述的工装板自动倾斜装置,其特征在于,所述机架(100)的底部设有紧固脚(110),所述紧固脚(110)设有固定螺栓,所述固定螺栓用于与目标安装面连接。
5.根据权利要求1所述的工装板自动倾斜装置,其特征在于,所述支撑机构(200)包括支撑架(220)和输送结构(230),所述输送结构(230)与所述机架(100)连接,所述支撑架(220)与所述转轴组件(300)连接,并设于所述输送结构(230)的上方,所述支撑架(220)设有至少两个支撑臂(221),所述输送结构(230)包括多个转动设置、并且相互之间平行设置的滚筒(231),所述至少两个支撑臂(221)与所述多个滚筒(231)错位设置,并且下沉至其上表面与所述滚筒(231)的上表面平齐或低于所述滚筒(231)的上表面,所述驱动机构与任一所述支撑臂(221)连接。
6.根据权利要求5所述的工装板自动倾斜装置,其特征在于,所述支撑臂(221)设有连接部(222),所述连接部(222)与所述转轴组件(300)连接。
7.根据权利要求6所述的工装板自动倾斜装置,其特征在于,所述支撑臂(221)设有下限位部(224),所述下限位部(224)设于所述支撑臂(221)的主体与所述连接部(222)的转折处,并位于所述多个滚筒(231)的上方,所述下限位部(224)与所述支撑臂(221)的主体之间形成用于对所述工装板进行限位的限位槽。
8.根据权利要求1所述的工装板自动倾斜装置,其特征在于,所述支撑机构(200)包括输送结构(230)和安装框架(240),所述输送结构(230)与所述安装框架(240)连接,所述安装框架(240)与所述转轴组件(300)连接,并与所述驱动机构连接。
9.根据权利要求8所述的工装板自动倾斜装置,其特征在于,所述支撑机构(200)还包括下限位结构(250),所述下限位结构(250)设于所述支撑机构(200)与所述转轴组件(300)连接的一侧,并与所述输送结构(230)连接,所述下限位结构(250)用于阻止所述工装板从所述转轴组件(300)的一侧脱离所述输送结构(230)。
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