CN112571195A - 一种硅盘倒角装置 - Google Patents

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辛承栋
何翠翠
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Abstract

本发明涉及一种硅盘倒角装置，涉及半导体硅盘加工技术领域。一种硅盘倒角装置，包括框架主体、工件转动机构、夹紧机构、压紧机构以及工件打磨机构。工件转动机构从框架主体下方穿过框架主体与夹紧机构驱动连接。压紧机构从框架主体上方穿过框架主体。工件打磨机构设置于框架主体侧部。通过在框架主体下方安装有工件转动机构，该工件转动机构穿过框架主体的下层框架带动与其固定的夹紧机构进行旋转，进而带动夹紧机构所夹持的装有待打磨硅盘旋转。穿过框架主体的上层框架上的压紧机构对硅盘在竖直方向上进行压紧。相对于现有技术而言，其操作简单，使用方便。同时安装便捷，在大量提升硅盘倒角时间的同时节省人力。

Description

一种硅盘倒角装置
技术领域
本发明涉及半导体硅盘加工技术领域，尤其涉及一种硅盘倒角装置。
背景技术
在硅盘的多线切割生产过程中，硅盘在进行多线切割后，对其进行检测及运输等环节会出现崩边，破损等现象。因此，需要对切割完毕的硅盘边缘进行倒角。
现有的倒角手段为人工倒角，平均每倒角完毕一张硅盘大约需要30-40分钟，需要消耗大量人力，且时间消耗比较长。然而市面上现有的倒角机主要是针对铁件、玻璃及石英类其他材料所设计，对单晶硅行业的倒角比较有局限性，通过现有市面上的倒角机加工精度低不能直接用来对硅盘的倒角，还需要进行一定程度的修改以适应硅盘倒角，且市面上的倒角机结构较复杂，可倒角规格较单一，无法满足硅盘倒角的实际应用。
上述技术问题亟需解决。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种硅盘倒角装置，其解决了现有的人工倒角耗费人力大且现有的倒角机无法直接对硅盘进行精确加工倒角的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种硅盘倒角装置，包括框架主体、工件转动机构、夹紧机构、压紧机构以及工件打磨机构；
工件转动机构从框架主体下方穿过框架主体与夹紧机构驱动连接，以带动夹持硅盘的夹紧机构在水平面内旋转；
压紧机构从框架主体上方穿过框架主体对夹紧机构所夹紧的硅盘进行压紧；
工件打磨机构设置于框架主体侧部，工件打磨机构前端在竖直平面内旋转以对硅盘进行打磨。
可选地，夹紧机构包括夹具底盘、模具以及用于夹紧模具的多个夹爪；
夹具底盘与工件转动机构相连接，夹具底盘上间隔设置有多个供夹爪相对夹具底盘径向移动的滑槽；
模具内放置硅盘，用于定位硅盘；
夹爪间隔设置在夹具底盘上，夹爪具有水平端面和一体成型地设置在外延部分的突出部。
可选地，压紧机构包括与硅盘接触的压盘、与压盘的上方固定连接的带有螺纹的丝杠、设置在丝杠上方的，与丝杠一体成型地旋转结构件和固定螺母；
压盘设置在框架主体的上层框架的下方与硅盘正相对的位置；
丝杠与开设于上层框架上的螺纹孔相配合连接，通过旋转旋转结构件带动丝杠旋转，以使压盘在框架主板上进行上下运动；
固定螺母用于限制丝杠相对上层框架发生转动。
可选地，工件打磨机构包括打磨装置和对打磨装置进行支撑的调节支架；
打磨装置包括砂轮和电机；
调节支架包括设置于硅盘上方的固定支杆、与固定支杆相滑动安装的活动支杆以及用于将活动支杆固定在固定支杆上的固定螺栓；
电机的固定端与活动支杆固定连接，电机的输出端驱动砂轮转动，以使砂轮在竖直平面内旋转以对硅盘进行打磨；
固定支杆的一端在上层框架的侧部上进行上下活动连接，固定支杆的前侧开设有水平滑轨，水平滑轨内滑动安装有滑块，滑块与活动支杆的一端固定相连接，以带动活动支杆在水平滑轨内左右滑动，活动支杆的另一端与电机通过螺栓相固定；
活动支杆通过固定螺栓与固定支杆相固定。
可选地，下层框架的下方设置有支撑架，支撑架一端与上层框架相连，支撑框架的另一端与下层框架相连，用于固定工件转动机构，工件转动机构穿过下层框架与夹具底盘固定连接；
丝杠穿过上层框架与压盘硅盘活动连接。
可选地，上层框架包括框架主板和与框架主板一体成型地，且设置在框架主板底面中部左右两端的支腿，支腿靠近硅盘的一侧面上开设有竖直导轨，竖直导轨内滑动有导轨块，导轨块与固定支杆的一端固定连接，以带动固定支杆在竖直导轨内上下滑动，固定支杆通过定位螺栓与支腿相固定。
可选地，下层框架包括水平面板；
水平面板的底面四角处均一体成型地设置有支柱，且四个支柱与水平面板固定连接，水平面板的中部为平面，由工件转动机构穿过水平面板通过轴承座固定在平面上。
可选地，工件转动机构包括与支撑架固定安装的减速电机、与减速电机的输出端相连接的联轴器，联轴器通过传动轴穿过平面，且与夹具底盘固定连接。
可选地，砂轮为异型砂轮。
可选地，支撑架包括水平支架和竖直支架，水平支架的一端与其中一支腿固定安装，水平支架的另一端与竖直支架的一端固定安装，竖直支架的另一端与水平面板相固定，竖直支架与减速电机相固定。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明的一种硅盘倒角装置，通过在框架主体下方安装有工件转动机构，该工件转动机构穿过框架主体的下层框架带动与其固定的夹紧机构进行旋转，进而带动夹紧机构所夹持的装有待打磨硅盘旋转。穿过框架主体的上层框架上的压紧机构对硅盘在竖直方向上进行压紧。也就是说，通过工件打磨机构对水平方向夹紧和竖直方向压紧的硅盘进行打磨倒角，相对于现有技术而言，其操作简单，使用方便。同时安装便捷，在大量提升硅盘倒角时间的同时节省人力。
附图说明
图1为本发明的硅盘倒角装置的立体示意图；
图2为本发明的硅盘倒角装置的主视剖面示意图；
图3为本发明的硅盘倒角装置的工件打磨机构的调整支架与第一框架连接部分的立体示意图；
图4为图3的工件打磨机构的调整支架与第一框架连接部分的俯视剖面示意图；
图5为图3的工件打磨机构的调整支架的与第一框架连接部分的左侧剖面示意图；
图6为图3的工件打磨机构的调整支架的部分俯视剖面示意图；
图7为图3的工件打磨机构的调整支架的左侧剖面示意图；
图8为本发明的硅盘倒角装置的第二框架的水平面板的主视剖面示意图；
图9为本发明的硅盘倒角装置的夹紧机构的俯视示意图；
图10为图9的主视剖面示意图；
图11为本发明的硅盘倒角装置的未示出第一框架的框架主板的俯视示意图；
图12为本发明的硅盘倒角装置的打磨装置的部分主视剖面示意图。
【附图标记说明】
100：第一框架；101：框架主板；102：支腿；103：竖直导轨；104：导轨块；105：定位螺栓；
200：工件转动机构；201：减速电机；202：联轴器；203：轴承；204：带座轴承；205：倾斜支架；
300：夹紧机构；301：夹具底盘；302：夹爪；302-1：水平端面；302-2：突出部；303：滑槽；
400：压紧机构；401：压盘；402：丝杠403：；旋转结构件；404：固定螺母；
500：工件打磨机构；510：打磨装置；511：砂轮；512：电机；520：调节支架；521：固定支杆；522：活动支杆；523：固定螺栓；524：水平滑轨；525：滑块；
600：模具；
700：第二框架；701：水平面板；702：挡板；703：支柱；704：废液排出口；
800：支撑架；801：水平支架；802：竖直支架；
900：硅盘。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“前”和“后”等方位名词以图1的定向为参照。
参照图1、图2和图11，本发明实施例提出的一种硅盘倒角装置，包括框架主体、工件转动机构200、夹紧机构300、压紧机构400以及工件打磨机构500；
工件转动机构200从框架主体下方穿过框架主体与夹紧机构300驱动连接，以带动夹持硅盘900的夹紧机构300在水平面内旋转；
压紧机构400从框架主体上方穿过框架主体对夹紧机构300所夹紧的硅盘900进行压紧；
工件打磨机构500设置于框架主体侧部，工件打磨机构500前端在竖直平面内旋转以对硅盘900进行打磨。
本发明通过在框架主体下方安装有工件转动机构200，该工件转动机构200穿过框架主体的下层框架700带动与其固定的夹紧机构300进行旋转，进而带动夹紧机构300所夹持的装有待打磨硅盘900旋转。穿过框架主体的上层框架100上的压紧机构400对硅盘900在竖直方向上进行压紧。也就是说，通过工件打磨机构500对水平方向夹紧和竖直方向压紧的硅盘900进行打磨倒角，相对于现有技术而言，其操作简单，使用方便。同时安装便捷，在大量提升硅盘900倒角时间的同时节省人力。
参见图1、图2、图9和图10所示，进一步地，夹紧机构300包括夹具底盘301、模具600以及用于夹紧模具600的多个夹爪302。
夹具底盘301与工件转动机构200相连接，夹具底盘301上间隔设置有多个供夹爪302相对夹具底盘301径向移动的滑槽303。
模具600内放置硅盘，用于定位硅盘900。
夹爪302间隔设置在夹具底盘301上，夹爪302具有水平端面302-1和一体成型地设置在外延部分的突出部302-2。
在本实施例中，选用直径约100mm-150mm的夹爪302，可满足对直径规格200mm-500mm规格的硅盘900进行倒角。根据硅盘900的大小选择与之相匹配的模具600，然后将模具600放置在水平端面302-1上，再根据模具的大小调节夹爪302在滑槽303内的位置后，通过螺栓固定，以使突出部302-2与模具600刚好夹紧，实现的功能是在水平截面上固定模具600，防止模具600在水平位置上出现窜动。
参见图1和图2所示，进一步地，压紧机构400包括与硅盘900接触的压盘401、与压盘401的上方固定连接的带有螺纹的丝杠402、设置在丝杠402上方的，与丝杠402一体成型地旋转结构件403和固定螺母404。
压盘401设置在框架主体的上层框架100的下方与硅盘900正相对的位置。
丝杠402与开设于上层框架100上的螺纹孔相配合连接，通过旋转旋转结构件403带动丝杠402旋转，以使压盘401在框架主板101上进行上下运动。其中，丝杠402的直径选为M20-M35之间。
固定螺母404用于限制丝杠402相对上层框架100发生转动。
在本实施例中，旋转结构件403旋转，进而带动丝杠402在框架主板101上的螺纹孔内向下旋转，直至压盘401的底面与模具600内的硅盘900压紧贴合后，停止旋转结构件403的旋转，通过固定螺母404将丝杠402固定在框架主板101上。其中，丝杠402的直径M30。
参见图1、图3、图6和图7所示，进一步地，工件打磨机构500包括打磨装置510和对打磨装置510进行支撑的调节支架520；
打磨装置510包括砂轮511和电机512；
调节支架520包括设置于硅盘900上方的固定支杆521、与固定支杆521相滑动安装的活动支杆522以及用于将活动支杆522固定在固定支杆521上的固定螺栓523；
电机512的固定端与活动支杆522固定连接，电机512的输出端驱动砂轮511转动，以使砂轮在竖直平面内旋转以对硅盘900进行打磨；
固定支杆521的一端在上层框架100的侧部上进行上下活动连接，固定支杆521的前侧开设有水平滑轨524，水平滑轨524内滑动安装有滑块525，滑块525与活动支杆522的一端固定相连接，以带动活动支杆522在水平滑轨524内左右滑动，活动支杆522的另一端与电机512通过螺栓相固定；
活动支杆522通过固定螺栓523与固定支杆521相固定。
在本实施例中，通过导轨块104与调节支架520的固定支杆521的一端端部相连，可在竖直方向上调整导轨块104进行上下运动，进而带动与导轨块104固定连接的固定支杆521上下运动，以使与固定支杆521相连的活动支杆522运动，通过螺栓与活动支杆522相连的电机512以及砂轮511在支腿102上进行上下运动；通过滑块525在水平导轨524上左右滑动，进而带动与滑块525相连的活动支杆522左右滑动，通过螺栓与活动支杆522相连的电机512以及砂轮511在固定支杆521上进行左右运动；上述这两种运动以实现砂轮511在支腿102竖直方向位置上的改变以及在固定支杆521水平方向位置上的改变，来配合模具600上的硅盘900打磨。
需要说明的是，上述这两种运动以实现砂轮511在支腿102竖直方向位置上的改变以及在固定支杆521水平方向位置上的改变的结构是最简单的结构，完全靠手动操作完成各位置的调整，在经济上比较实用，结构简单相对容易操作和维修。当然还可以考虑采用气动或液压的方式来完成水平和竖直方向的调节，结构上简单可靠即可。
参见图1和图2所示，进一步地，下层框架700的下方设置有支撑架800，支撑架800一端与上层框架100相连，支撑框架800的另一端与下层框架700相连，用于固定工件转动机构200，工件转动机构200穿过下层框架700与夹具底盘301固定连接；
丝杠402穿过上层框架100与压盘401硅盘900活动连接。
参见图1、图3、图4和图5所示，进一步地，上层框架100包括框架主板101和与框架主板101一体成型地，且设置在框架主板101底面中部左右两端的支腿102，支腿102靠近硅盘900的一侧面上开设有竖直导轨103，竖直导轨103内滑动有导轨块104，导轨块104与固定支杆521的一端固定连接，以带动固定支杆521在竖直导轨103内上下滑动，固定支杆521通过定位螺栓105与支腿102相固定。
参见图1、图2和图8所示，进一步地，下层框架700包括水平面板701；
水平面板701的底面四角处均一体成型地设置有支柱703，且四个支柱703与水平面板701固定连接，水平面板701的中部为平面，由工件转动机构200穿过水平面板701通过轴承座204固定在平面上。其中，水平面板701的底面四角处均一体成型地设置有支柱703，且四个支柱703与水平面板701固定连接。水平面板701距离地面的距离约为1米，以使操作者可正常站立操作即可。水平面板701的中部为平面，便于轴承的安装，以及保证上方夹爪302和模具600保持水平。由工件转动机构200穿过水平面板701通过带座轴承204固定在平面上。
在本实施例中，用砂轮或者磨头将硅盘900上的部分材料磨掉，在打磨的过程中由于摩擦产热，因此，需要时刻用水去冷却，同时水也起到将磨削下来的废料杂质冲走的作用，以防止影响后续的倒角效果。为了防止冷却冲洗后的废液溅出。为此，在第二框架700还包括围设在水平面板701四周边缘的挡板702。水平面板701上开设有废液排出口704，以供废液的排出。同时，水平面板701的边缘低于水平面板701的中部，以使废液排出效果更好。
进一步地，工件转动机构200包括与支撑架800固定安装的减速电机201、与减速电机201的输出端相连接的联轴器202。其中，联轴器202通过传动轴203穿过平面，且与夹具底盘301固定连接。联轴器202远离减速电机201的一端与夹具底盘301固定连接。
在本实施例中，减速电机201转动带动联轴器202转动，联轴器202通过传动轴203进而带动夹具底盘301转动，以使夹爪302夹紧的模具600在水平方向上转动配合倒角。
需要说明的是，在减速电机201带动经压盘401压紧后的硅盘900旋转时，压盘401也随之一同转动，在框架主板101的螺纹孔内还设置有转动轴承以确保工作。
参见图12所示，进一步地，砂轮511为异型砂轮。其中，异型砂轮为截头圆锥的外缘从上往下形成一凹面。
在本实施例中，加工时硅盘900出现不规则形状变化，都会对硅盘900造成损伤，异型砂轮的形状配合下方模具600，即使在加工运行过程中出现异常，也可以通过异型砂轮使硅盘900加工损伤尽可能的降低。
参见图1和图2所示，进一步地，支撑架800包括水平支架801和竖直支架802，水平支架801的一端与其中一支腿102固定安装，水平支架801的另一端与竖直支架802的一端固定安装，竖直支架802的另一端与水平面板701相固定，竖直支架802与减速电机512相固定。在水平面板701与支腿102之间设置有倾斜支杆205，以形成三角形结构，增加水平面板701的稳固性。
在本实施例中，将减速电机512安装在水平面板701的下方，可在一定程度上减少震动。
在本发明的描述中，需要理解的是，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该特征。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例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例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种硅盘倒角装置，其特征在于：包括框架主体、工件转动机构(200)、夹紧机构(300)、压紧机构(400)以及工件打磨机构(500)；
所述工件转动机构(200)从所述框架主体下方穿过所述框架主体与所述夹紧机构(300)驱动连接，以带动夹持硅盘(900)的夹紧机构(300)在水平面内旋转；
所述压紧机构(400)从所述框架主体上方穿过所述框架主体对所述夹紧机构(300)所夹紧的所述硅盘(900)进行压紧；
所述工件打磨机构(500)设置于框架主体侧部，所述工件打磨机构(500)前端在竖直平面内旋转以对所述硅盘(900)进行打磨。
2.如权利要求1所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述夹紧机构(300)包括夹具底盘(301)、模具(600)以及用于夹紧所述模具(600)的多个夹爪(302)；
所述夹具底盘(301)与所述工件转动机构(200)相连接，所述夹具底盘(301)上间隔设置有多个供所述夹爪(302)相对所述夹具底盘(301)径向移动的滑槽(303)；
所述模具(600)内放置所述硅盘，用于定位所述硅盘(900)；
所述夹爪(302)间隔设置在所述夹具底盘(301)上，所述夹爪(302)具有水平端面(302-1)和一体成型地设置在外延部分的突出部(302-2)。
3.如权利要求2所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述压紧机构(400)包括与所述硅盘(900)接触的压盘(401)、与所述压盘(401)的上方固定连接的带有螺纹的丝杠(402)、设置在所述丝杠(402)上方的，与所述丝杠(402)一体成型地旋转结构件(403)和固定螺母(404)；
所述压盘(401)设置在所述框架主体的上层框架(100)的下方与所述硅盘(900)正相对的位置；
所述丝杠(402)与开设于所述上层框架(100)上的螺纹孔相配合连接，通过旋转所述旋转结构件(403)带动所述丝杠(402)旋转，以使所述压盘(401)在所述框架主板(101)上进行上下运动；
所述固定螺母(404)用于限制所述丝杠(402)相对所述上层框架(100)发生转动。
4.如权利要求3所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述工件打磨机构(500)包括打磨装置(510)和对所述打磨装置(510)进行支撑的调节支架(520)；
所述打磨装置(510)包括砂轮(511)和电机(512)；
所述调节支架(520)包括设置于所述硅盘(900)上方的固定支杆(521)、与所述固定支杆(521)相滑动安装的活动支杆(522)以及用于将所述活动支杆(522)固定在所述固定支杆(521)上的固定螺栓(523)；
所述电机(512)的固定端与所述活动支杆(522)固定连接，所述电机(512)的输出端驱动所述砂轮(511)转动，以使所述砂轮在竖直平面内旋转以对所述硅盘(900)进行打磨；
所述固定支杆(521)的一端在所述上层框架(100)的侧部上进行上下活动连接，所述固定支杆(521)的前侧开设有水平滑轨(524)，所述水平滑轨(524)内滑动安装有滑块(525)，所述滑块(525)与所述活动支杆(522)的一端固定相连接，以带动所述活动支杆(522)在所述水平滑轨(524)内左右滑动，所述活动支杆(522)的另一端与所述电机(512)通过螺栓相固定；
所述活动支杆(522)通过所述固定螺栓(523)与所述固定支杆(521)相固定。
5.如权利要求2-4任一项所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述下层框架(700)的下方设置有支撑架(800)，所述支撑架(800)一端与所述上层框架(100)相连，所述支撑框架(800)的另一端与所述下层框架(700)相连，用于固定所述工件转动机构(200)，所述工件转动机构(200)穿过所述下层框架(700)与所述夹具底盘(301)固定连接；
所述丝杠(402)穿过所述上层框架(100)与所述压盘(401)所述硅盘(900)活动连接。
6.如权利要求5所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述上层框架(100)包括框架主板(101)和与所述框架主板(101)一体成型地，且设置在所述框架主板(101)底面中部左右两端的支腿(102)，所述支腿(102)靠近所述硅盘(900)的一侧面上开设有竖直导轨(103)，所述竖直导轨(103)内滑动有导轨块(104)，所述导轨块(104)与所述固定支杆(521)的一端固定连接，以带动所述固定支杆(521)在所述竖直导轨(103)内上下滑动，所述固定支杆(521)通过所述定位螺栓(105)与所述支腿(102)相固定。
7.如权利要求6所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述下层框架(700)包括水平面板(701)；
所述水平面板(701)的底面四角处均一体成型地设置有支柱(703)，且所述四个支柱(703)与所述水平面板(701)固定连接，所述水平面板(701)的中部为平面，由所述工件转动机构(200)穿过所述水平面板(701)通过轴承座(204)固定在所述平面上。
8.如权利要求7所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述工件转动机构(200)包括与所述支撑架(800)固定安装的减速电机(201)、与所述减速电机(201)的输出端相连接的联轴器(202)，所述联轴器(202)通过传动轴(203)穿过所述平面，且与所述夹具底盘(301)固定连接。
9.如权利要求4所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述砂轮为异型砂轮(511)。
10.如权利要求5所述的硅盘倒角装置，其特征在于：所述支撑架(800)包括水平支架(801)和竖直支架(802)，所述水平支架(801)的一端与其中一所述支腿(102)固定安装，所述水平支架(801)的另一端与所述竖直支架(802)的一端固定安装，所述竖直支架(802)的另一端与所述水平面板(701)相固定，所述竖直支架(802)与所述减速电机(512)相固定。
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