CN112427854A - 一种数控焊接机械手 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数控焊接机械手,包括滑动底座、第一转轴座、第二转轴臂、第三转轴臂、第四转轴块、第五转轴块、焊抢、电机箱和底座滑槽,所述滑动底座上设置有支撑底座、伸缩移动机构、伸缩杆机构、保温加热机构和防护散热机构,所述支撑底座包括底板、主托板、滑轨、滑轮和伸缩移动机构安装槽,所述底板的下端外表面设置有滑轮,所述底板的下端内部设置有伸缩移动机构安装槽,该机构为机械手提供了更宽广开阔的工作区域,使得该机械手无须其他机械手的辅助便能够对大型仪器设备进行多处的焊接工作,提升了机械手臂的工作效率,同时节约了资源,并且使该数控焊接机械手能够轻松的进行移动,便于操作和管理。
Description
技术领域
本发明涉及数控焊接技术领域,尤其是涉及一种数控焊接机械手。
背景技术
自动焊接专机是用于自动化生产的,要求人工或者机械手上下工件,焊接工装夹具自动将工件固定,定位,自动启动焊接电源的电弧,自动送丝和焊枪或工件的自动移动,焊接完成后自动退回,人工或机械手取下工件,其组成主要由焊接系统、机械系统、电气控制系统构成。根据控制方式,自动焊接专机主要包括以下几种类型:开环控制型、自适应控制型、智能化控制型。其中开环控制型中的旋臂式机械手焊接机使用较为普遍,它具有可操作范围大、机动灵活、节约空间等优点,因此受到广泛的欢迎。
但现有的数控焊接机械手存在一定的缺陷:1、现有数控焊接机械手虽然已经拥有较为宽广的焊接工作范围,但在面对大型精密仪器设备时,仍然存在焊接部位之间距离太远而无法使机械手连续进行焊接工作的问题,目前面对这类问题,往往只能通过设置多个机械手共同操作才能完成,但这样的方式使得部分机械手使用率低,造成资源的浪费,维修成本也抬高;2、现有数控焊接机械手由于机械手臂多环相扣,而机械手臂的重量又较大,因此很可能会随着使用年限的增加而使机械手臂移动的精度出现偏差,严重影响焊接工作的进行;3、现有数控焊接机械手对环境温度有较强的依赖,一旦处于低于5°的环境中,由于焊接后温度急剧降低,母材焊接后的的接头极易出现焊接缺陷,影响焊接工作的完成质量。
为此,提出一种数控焊接机械手。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数控焊接机械手,该数控焊接机械手设置了伸缩移动机构,该机构为机械手提供了更宽广开阔的工作区域,使得该机械手无须其他机械手的辅助便能够对大型仪器设备进行多处的焊接工作,提升了机械手臂的工作能力,提高了单个机械手臂的利用率,同时节约了资源,并且使该数控焊接机械手能够轻松的进行移动,便于操作和管理;该数控焊接机械手在焊枪上设置了保温加热机构,该机构使得机械手即使在低温状态下也能够很好的完成焊接工作,不会因低温导致焊接接头出现瑕疵;该数控焊接机械手设置了伸缩杆机构,该机构与第二转轴臂以及第三转轴臂之间形成的三角结构不仅能够为手臂提供支撑力,同时还能使焊接过程更为稳定和精准。
一种数控焊接机械手,包括滑动底座、第一转轴座、第二转轴臂、第三转轴臂、第四转轴块、第五转轴块、焊抢、电机箱和底座滑槽,其特征在于:所述滑动底座上设置有支撑底座、伸缩移动机构、伸缩杆机构、保温加热机构和防护散热机构;
所述支撑底座包括底板、主托板、滑轨、滑轮,所述底板的下端外表面设置有滑轮,所述底板的下端内部设置有伸缩移动机构,所述底板的上端外表面固定连接有主托板,所述主托板的上端外表面设置有滑轨;
所述保温加热机构包括连接块、隔热板、远红外发射器、热能反射层、隔热层、不锈钢外壳和高温防热辐射层,所述连接块的下端外表面固定连接有隔热板,所述隔热板的外部套接有热能反射层,所述热能反射层的外表面固定连接有隔热层,所述隔热层的外表面固定连接有不锈钢外壳,所述不锈钢外壳的外表面固定连接有高温防热辐射层,所述隔热板的下端外表面固定连接有远红外发射器;
该数控焊接机械手通过支撑底座上的滑轨以及滑动底座的配合使用,能够在一定范围内调节该机械手的操作范围,当该机械手需要移动的距离较远时可以通过滑轮进行移动,因此该焊接机械手节约空间,灵活多变,提升了机械手臂的工作能力,提高了单个机械手臂的利用率,同时节约了资源,此外,使该数控焊接机械手能够轻松的进行移动,便于操作和管理。
优选的,所述伸缩移动机构包括固定块、伸缩块、电动伸缩母杆、电动伸缩子杆,所述电动伸缩子杆的下端外表面固定连接有伸缩块,所述电动伸缩子杆贯穿于电动伸缩母杆的内部,所述电动伸缩子杆与电动伸缩母杆活动连接,所述电动伸缩母杆的开设于固定块的内部。
当滑轮出现损坏需要进行更换时,电机会驱动电动伸缩子杆向下推进,伸缩块随之向下推进直至接触地面,伸缩块接触地面后,继续向下推进就会产生反推力,进而将该数控焊接机械手臂整体抬高,便于使用者对损坏的滑轮进行维修或者更换。
优选的,所述伸缩移动机构、防滑稳固机构以及滑动底座都通过电缆与电机箱电性连接,其中电机箱带动电动伸缩子杆做伸缩运动,使伸缩块在固定块当中滑动,另外,电机箱带动滑动底座在滑轨上滑动。
在支撑底座与伸缩移动机构的配合工作下,能够使该数控焊接机械手的手臂拥有更为宽广的活动范围,从而扩大了焊枪在进行焊接工作时的可操作面积,并且使该数控焊接机械手能够轻松的进行移动,便于操作和管理。
优选的,所述防护散热机构包括隔热连接板、套管、焊枪隔热层和散热层,所述套管的上端外表面固定连接有隔热连接板,所述套管的外部套接有焊枪隔热层,所述焊枪隔热层的外部套接有散热层。
套管为耐高温聚氨酯材料,该材料具有极强的耐高温隔热性能,能够很好的保护焊枪结构,散热层表面开设有间距为10mm、直径为3mm的圆形散热孔。
优选的,所述伸缩杆机构包括伸缩杆转轴、橡胶防护套、套杆、伸缩杆和连接轴,所述伸缩杆转轴的外表面中心位置均固定连接有橡胶防护套,所述伸缩杆转轴的内表面均转动连接有连接轴,所述两个连接轴之间连接有套杆和伸缩杆,且伸缩杆在套杆中滑动。
优选的,所述伸缩杆滑动连接于套杆的内部,所述伸缩杆和套杆随机械手角度的变化通过伸缩杆转轴调节角度,所述底板下面设置的滑轮数量为四个,所述四个滑轮分别安装在底板四个拐角处,所述远红外发射器的数量为十二个。
套杆和伸缩杆的为液压驱动控制,在伸缩杆机构与第二转轴臂以及第三转轴臂的配合下,不仅能够使机械臂移动位置更精准,还能保证在焊接过程中焊枪更为稳定,若因操作不当使焊枪在旋转过程撞到伸缩杆机构,橡胶防护套能够缓解撞击的冲力,从而起到保护的作用。
有益效果:
1、该数控焊接机械手通过支撑底座上的滑轨与滑动底座相互配合,能够调节该机械手的操作范围,因而该机械手无须其他机械手的辅助便能够对大型仪器设备进行多处的焊接工作,因此该焊接机械手节约空间,灵活多变,提升了机械手臂的工作能力,提高了单个机械手臂的利用率,同时节约了资源,此外,使该数控焊接机械手能够轻松的进行移动,便于操作和管理;
2、该数控焊接机械手在焊枪上方设置了保温加热机构,当进行焊接所处的环境较为寒冷时,普通焊接机械手经常因环境温度低而使刚刚焊接后的焊接接头过快的冷却,因而出现各种焊接缺陷,而保温加热机构使得该焊接机械手能够在焊接前通过远红外加热的方式对母材进行预热,在焊接后,又为母材进行保温,因此即使在低温状态下也能够很好的完成焊接工作,不会因低温导致焊接接头出现瑕疵,并且,防护散热机构能够实时防护焊枪,防止焊枪因温度过高而损坏;
3、该数控焊接机械手设置了伸缩杆机构,该机构与第二转轴臂以及第三转轴臂之间相互连接不仅能够为手臂提供支撑力,伸缩杆机构与第二转轴臂以及第三转轴臂之间形成的三角结构还能使焊接过程更为稳定和精准,此外,若因操作不当使焊枪在旋转过程撞到伸缩杆机构,橡胶防护套能够缓解撞击的冲力,起到保护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的支撑底座机构剖面结构示意图;
图3为本发明的伸缩杆机构剖面结构示意图;
图4为本发明的伸缩杆机构推出伸缩块后的剖面结构示意图;
图5为本发明的保温加热机构剖面结构示意图;
图6为本发明的防护散热机构剖面结构示意图;
图7为本发明的伸缩杆机构剖面结构示意图。
附图标记说明:
1、滑动底座;2、支撑底座;201、底板;202、主托板;203、滑轨;204、滑轮;3、伸缩移动机构;301、固定块;302、伸缩块;303、电动伸缩母杆;304、电动伸缩子杆;4、伸缩杆机构;401、伸缩杆转轴;402、橡胶防护套;403、套杆;404、伸缩杆;405、连接轴;5、保温加热机构;501、连接块;502、隔热板;503、远红外发射器;504、热能反射层;505、隔热层;506、不锈钢外壳;507、高温防热辐射层;6、防护散热机构;601、隔热连接板;602、套管;603、焊枪隔热层;604、散热层;7、第一转轴座;8、第二转轴臂;9、第三转轴臂;10、第四转轴块;11、第五转轴块;12、焊抢;13、电机箱;14、底座滑槽。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
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。此外,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,可以是两个元件内部的连通。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。
请参阅图1至图7,本发明提供一种技术方案:
一种数控焊接机械手,包括滑动底座1、第一转轴座7、第二转轴臂8、第三转轴臂9、第四转轴块10、第五转轴块11、焊抢12、电机箱13和底座滑槽14,其特征在于:所述滑动底座1上设置有支撑底座2、伸缩移动机构3、伸缩杆机构4、保温加热机构5和防护散热机构6;
所述支撑底座2包括底板201、主托板202、滑轨203、滑轮204,所述底板201的下端外表面设置有滑轮204,所述底板201的下端内部设置有伸缩移动机构3,所述底板201的上端外表面固定连接有主托板202,所述主托板202的上端外表面设置有滑轨203;
所述保温加热机构5包括连接块501、隔热板502、远红外发射器503、热能反射层504、隔热层505、不锈钢外壳506和高温防热辐射层507,所述连接块501的下端外表面固定连接有隔热板502,所述隔热板502的外部套接有热能反射层504,所述热能反射层504的外表面固定连接有隔热层505,所述隔热层505的外表面固定连接有不锈钢外壳506,所述不锈钢外壳506的外表面固定连接有高温防热辐射层507,所述隔热板502的下端外表面固定连接有远红外发射器503;
滑动底座1与支撑底座2上的滑轨203的配合使用能够扩大焊接机械手的工作范围,当该数控焊接机械手焊接的对象为大型仪器设备,且该设备需要多处焊接时,由于各个待焊接处之间距离较远,超出了机械手臂可操作的范围,给焊接工作造成不便,工作时,首先可以通过推动滑动底座1,使其能够在滑轨203上进行滑动,如此,使该数控焊接机械手能够在一定范围内进行位置的调整;当该数控焊接机械手需要移动较远的距离时,可以通过滑轮204进行移动,当移动完毕,再通过滑轮204上的卡销对滑轮204实现固定,进而保证该数控焊接机械手的稳定性,因此,该焊接机械手节约空间,灵活多变,提升了机械手臂的工作能力,提高了单个机械手臂的利用率,同时节约了资源,此外,使该数控焊接机械手能够轻松的进行移动,便于操作和管理。
保温加热机构5使得该焊接机械手即使在低温状态下也能够很好的完成焊接工作,不会因低温导致焊接接头出现瑕疵,其中:远红外发射器503由电阻丝与石英管制成,热能反射层504由高品质铝板制成,铝板表面有凹凸点,可产生漫反射的效果,隔热层505为气凝胶隔热材料制成,工作时:当焊接工作环境温度低于5°时,由工作人员打开保温加热机构5的开关,随后,远红外发射器503立即对焊接处加热,热能反射层504则将热量反射并聚集在焊接对象上,加大了热能的利用率,在焊接结束后,为了保证焊接接口质量,机械手臂保持五秒不动,远红外发射器503继续对焊接对象进行保温,五秒后机械手臂移植下一待焊接处重复以上工作步骤。
作为本发明的一种实施方式,滑动底座1与支撑底座2上的滑轨203的配合使用能够扩大焊接机械手的工作范围,当该数控焊接机械手臂焊接的对象为大型仪器设备,且该设备需要多处焊接时,由于各个待焊接处之间距离较远,超出了机械手臂可操作的范围,因此无法同时兼顾,工作时,首先可以通过推动滑动底座1,使其能够在滑轨203上进行滑动,如此,使该数控焊接机械手能够在一定范围内进行位置的调整;当该数控焊接机械手需要移动较远的距离时,可以通过滑轮204进行移动,当移动完毕,再通过滑轮204上的卡销对滑轮204实现固定,进而保证该数控焊接机械手臂的稳定性,因此,该焊接机械手节约空间,灵活多变,提升了机械手臂的工作能力,提高了单个机械手臂的利用率,同时节约了资源,此外,使该数控焊接机械手能够轻松的进行移动,便于操作和管理。
作为本发明的一种实施例,伸缩移动机构3能够便于使用者更换滑轮204,所述伸缩移动机构3包括固定块301、伸缩块302、电动伸缩母杆303、电动伸缩子杆304,所述电动伸缩子杆304的下端外表面固定连接有伸缩块302,所述电动伸缩子杆304贯穿于电动伸缩母杆303的内部,所述电动伸缩子杆304与电动伸缩母杆303活动连接,所述电动伸缩母杆303的开设于固定块301的内部,当该数控焊接机械手臂的滑轮204损坏后,会存在不便于更换的问题,影响其正常使用,工作时,当滑轮204出现损坏需要进行更换时,电机会驱动电动伸缩子杆304向下推进,伸缩块302随之向下推进直至接触地面,伸缩块302接触地面后,继续向下推进就会产生反推力,进而将该数控焊接机械手臂整体抬高,如此滑轮204离开地面,进而便于使用者对损坏的滑轮204进行维修或者更换。
作为本发明的一种实施方式,所述保温加热机构5使得该焊接机械手即使在低温状态下也能够很好的完成焊接工作,不会因低温导致焊接接头出现瑕疵,工作时:当焊接工作环境温度低于5°时,由工作人员打开保温加热机构5的开关,随后,远红外发射器503立即对焊接处加热,热能反射层504的凹凸点则能够将热量反射并聚集在焊接对象上,加大了热能的利用率,在焊接结束后,为了保证焊接接口质量,机械手臂保持五秒不动,远红外发射器503继续对焊接对象进行保温,五秒后焊接处基本已经成型,机械手臂再移植下一待焊接处重复以上工作步骤,此外,防护散热机构6能够有效降低保温加热机构5产生的高温对焊枪12的不良影响。
作为本发明的一种实施方式,所述伸缩杆机构4中的套杆403和伸缩杆404的为液压驱动控制,伸缩杆404能够在套杆403内滑动,伸缩杆转轴401使得伸缩杆404和套杆403能够在垂直方向上自由调节角度,若因操作不当使焊枪12在旋转过程撞到伸缩杆机构4,橡胶防护套402能够缓解撞击的冲力,保护焊枪12和橡胶防护套402,因此,在伸缩杆机构4与第二转轴臂8以及第三转轴臂9的配合下,不仅能够使机械臂移动位置更精准,还能保证在焊接过程中焊枪12更为稳定,伸缩杆机构4与第二转轴臂8以及第三转轴臂9之间相互连接不仅能够为手臂提供支撑力,伸缩杆机构4与第二转轴臂8以及第三转轴臂9之间形成的三角结构还能使焊接过程更为稳定和精准,工作时:根据第二转轴臂8和第三转轴臂9的转动变化,通过连接轴405在伸缩杆转轴401中转动调整,以及套杆403在伸缩杆404当中相应地伸缩变化,从而能够为第二转轴臂8以及第三转轴臂9提供支撑力,防止因随着使用年限的增加,机械手臂因重力出现焊接角度偏差的问题。
工作原理:首先,当该焊接机械手的手臂移动调整焊接位置时,根据第二转轴臂8和第三转轴臂9的转动变化,通过连接轴405在伸缩杆转轴401中转动调整,以及套杆403在伸缩杆404当中相应地伸缩变化,从而能够为第二转轴臂8以及第三转轴臂9提供支撑力,并且伸缩杆机构4与第二转轴臂8以及第三转轴臂9之间形成的三角结构还能使焊枪12在焊接过程中更为稳定和精准,当该数控焊接机械手焊接的对象为大型仪器设备,且该设备需要多处焊接时,由于各个待焊接处之间距离较远,超出了机械手臂可操作的范围,因此无法同时兼顾,此时,可以先通过推动滑动底座1,使其能够在滑轨203上进行滑动,如此,使该数控焊接机械手能够在一定范围内进行位置的调整;当该数控焊接机械手需要移动较远的距离时,可以通过滑轮204进行移动,当移动完毕,再通过滑轮204上的卡销实现固定,进而保证该数控焊接机械手的稳定性,因此,该焊接机械手节约空间,灵活多变,提升了机械手臂的工作能力,提高了单个机械手臂的利用率,同时节约了资源,此外,使该数控焊接机械手能够轻松的进行移动,便于操作和管理,当该数控焊接机械手臂的滑轮损坏后,会存在不便于更换的问题,影响其正常使用,首先通过电机驱动电动伸缩子杆304向下推进,伸缩块302随之向下推进直至接触地面,伸缩块302接触地面后,继续向下推进就会产生反推力,进而将该数控焊接机械手臂整体抬高,此时滑轮204离开地面,便于使用者对损坏的滑轮204进行维修或者更换,当焊接工作的环境温度低于五摄氏度时,由工作人员打开保温加热机构5的开关,随后,远红外发射器503立即对焊接处加热,热能反射层504的凹凸点则能够将热量反射并聚集在焊接对象上,加大了热能的利用率,在焊接结束后,为了保证焊接接口质量,机械手臂保持五秒不动,远红外发射器503继续对焊接对象进行保温,五秒后机械手臂移植下一待焊接处重复以上工作步骤,此外,防护散热机构6能够有效降低保温加热机构5产生的热量对焊枪12的影响。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (6)
1.一种数控焊接机械手,包括滑动底座(1)、第一转轴座(7)、第二转轴臂(8)、第三转轴臂(9)、第四转轴块(10)、第五转轴块(11)、焊抢(12)、电机箱(13)和底座滑槽(14),其特征在于:所述滑动底座(1)上设置有支撑底座(2)、伸缩移动机构(3)、伸缩杆机构(4)、保温加热机构(5)和防护散热机构(6);
所述支撑底座(2)包括底板(201)、主托板(202)、滑轨(203)、滑轮(204),所述底板(201)的下端外表面设置有滑轮(204),所述底板(201)的下端内部设置有伸缩移动机构(3),所述底板(201)的上端外表面固定连接有主托板(202),所述主托板(202)的上端外表面设置有滑轨(203);
所述保温加热机构(5)包括连接块(501)、隔热板(502)、远红外发射器(503)、热能反射层(504)、隔热层(505)、不锈钢外壳(506)和高温防热辐射层(507),所述连接块(501)的下端外表面固定连接有隔热板(502),所述隔热板(502)的外部套接有热能反射层(504),所述热能反射层(504)的外表面固定连接有隔热层(505),所述隔热层(505)的外表面固定连接有不锈钢外壳(506),所述不锈钢外壳(506)的外表面固定连接有高温防热辐射层(507),所述隔热板(502)的下端外表面固定连接有远红外发射器(503)。
2.根据权利要求1所述的一种数控焊接机械手,其特征在于:所述伸缩移动机构(3)包括固定块(301)、伸缩块(302)、电动伸缩母杆(303)、电动伸缩子杆(304),所述电动伸缩子杆(304)的下端外表面固定连接有伸缩块(302),所述电动伸缩子杆(304)贯穿于电动伸缩母杆(303)的内部,所述电动伸缩子杆(304)与电动伸缩母杆(303)活动连接,所述电动伸缩母杆(303)的开设于固定块(301)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种数控焊接机械手,其特征在于:所述支撑底座(2)、伸缩移动机构(3)以及滑动底座(1)都通过电缆与电机箱(13)电性连接,所述电机箱(13)带动电动伸缩子杆(304)做伸缩运动,所述伸缩块(302)滑动连接于固定块(301)的内部,所述电机箱(13)带动滑动底座(1)在滑轨(203)上滑动。
4.根据权利要求1所述的一种数控焊接机械手,其特征在于:所述防护散热机构(6)包括隔热连接板(601)、套管(602)、焊枪隔热层(603)和散热层(604),所述套管(602)的上端外表面固定连接有隔热连接板(601),所述套管(602)的外部套接有焊枪隔热层(603),所述焊枪隔热层(603)的外部套接有散热层(604)。
5.根据权利要求1所述的一种数控焊接机械手,其特征在于:所述伸缩杆机构(4)包括伸缩杆转轴(401)、橡胶防护套(402)、套杆(403)、伸缩杆(404)和连接轴(405),所述伸缩杆转轴(401)的外表面中心位置均固定连接有橡胶防护套(402),所述伸缩杆转轴(401)的内表面均转动连接有连接轴(405),所述两个连接轴(405)之间连接有套杆(403)和伸缩杆(404),且伸缩杆(404)在套杆(403)中滑动。
6.根据权利要求1所述的一种数控焊接机械手,其特征在于:所述伸缩杆(404)滑动连接于套杆(403)的内部,所述伸缩杆(404)和套杆(403)随机械手角度的变化通过伸缩杆转轴(401)调节角度,所述底板(201)下面设置的滑轮(204)数量为四个,所述四个滑轮(204)分别安装在底板(201)四个拐角处,所述远红外发射器(503)的数量为十二个。
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