CN112628239B - 一种具有双向缓冲的高性能液压油缸及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有双向缓冲的高性能液压油缸及其工作方法，该具有双向缓冲的高性能液压油缸包括缸筒，所述缸筒的内部设置有第一活塞组件、第二活塞组件、油腔一、油腔二以及油腔三，所述第一活塞组件包括第一活塞杆、第一活塞以及第一缓冲垫，所述第一活塞的内部设有缓冲槽，所述第二活塞组件包括第二活塞、第三活塞、压缩弹簧以及第二活塞杆，所述第三活塞的一侧设置有内缓冲组件，述缸筒底部设有外缓冲组件，本发明利用第一缓冲垫与第一活塞内部的缓冲槽相碰撞接触，对输出过程起到缓冲的作用，利用内缓冲组件与外缓冲组件对回弹的油缸内部与外部进行缓冲作用，实现双向缓冲，可有效提升液压系统和油缸的使用寿命。

Description

一种具有双向缓冲的高性能液压油缸及其工作方法
技术领域
本发明涉及液压油缸缓冲技术领域，具体为一种具有双向缓冲的高性能液压油缸及其工作方法。
背景技术
液压油缸是液压传动系统中的执行元件，它是将液压能转换为机械能的能量转换装置，用于驱动工作机构作直线往复运动或往复摆动。液压油缸一般包括缸筒和活塞杆组件，活塞杆组件包括活塞和活塞杆，其中活塞固定连接在活塞杆的端部，活塞的外圆周面与缸筒内腔滑动配合，活塞将缸筒内腔分隔成有杆腔和无杆腔，并且在有杆腔或无杆腔中的其中一个腔室充油而推动活塞带动活塞杆移动，从而使活塞杆伸出缸筒驱动工作机构。
液压油缸在快速运动过程中，会在行程终端产生强烈的冲击、噪声甚至是机械碰撞，尤其是在高压的情况下，这种影响更加明显，严重的影响了油缸的使用寿命，因此必须在结束运动前进行适当的缓冲和制动，以保证液压系统和油缸的寿命。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有双向缓冲的高性能液压油缸及其工作方法，用于解决液压油缸在快速运动过程中，会在行程终端产生强烈的冲击、噪声甚至是机械碰撞，尤其是在高压的情况下，这种影响更加明显，严重的影响了油缸的使用寿命，因此必须在结束运动前进行适当的缓冲和制动，以保证液压系统和油缸的寿命的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有双向缓冲的高性能液压油缸，包括缸筒，所述缸筒的内部设置有第一活塞组件、第二活塞组件、油腔一、油腔二以及油腔三，所述油腔二位于油腔一与油腔三之间，所述第一活塞组件位于油腔一的内部，所述第二活塞组件位于油腔三的内部，所述第一活塞组件包括第一活塞杆、第一活塞以及第一缓冲垫，所述第一缓冲垫固定安装于油腔一内壁的一侧，所述第一活塞的与第一缓冲垫相对应的位置设置有与第一缓冲垫相适配的缓冲槽，所述缓冲槽的一侧设置有第二缓冲垫，所述第二缓冲垫固定安装于第一活塞的内部，所述第二活塞组件包括第二活塞、第三活塞、压缩弹簧以及第二活塞杆，所述第三活塞的一侧设置有内缓冲组件，所述内缓冲组件包括连接杆、滑块、缓冲弹簧以及固定片，所述连接杆的一端通过转轴与第三活塞的内部转动连接，所述连接杆的另一端通过转轴与滑块的内部转动连接，所述滑块与缓冲弹簧均位于固定片的内部，所述滑块的一侧与缓冲弹簧的一侧固定连接，所述缓冲弹簧的另一侧与固定片的一侧固定连接，所述固定片的内部设有与滑块相适配的滑槽，所述连接杆、滑块以及缓冲弹簧均设有两个，且均关于第三活塞的中心轴线对称设置。
进一步地，所述缸筒的一端设有缸盖，所述缸盖的中心开设有滑动孔，所述第一活塞杆的外壁与滑动孔的内壁滑动连接，所述第一活塞杆与滑动孔的连接处固定安装有密封圈，所述第一活塞杆的中段位于第一活塞的内部，且与第一活塞的内部固定连接，所述第一活塞杆的另一端位于油腔二的内部，所述油腔二的一侧设置有开口，所述第一活塞杆另一端的外壁与开口的内壁滑动连接，所述第一活塞滑动安装于油腔一的内部。
进一步地，所述第二活塞的一面位于油腔二的内部，所述第二活塞的周面与油腔二的内壁滑动连接，所述第三活塞滑动安装于油腔三的内部，所述压缩弹簧的两侧分别通过连接块与第一活塞和第二活塞的相对面固定连接，所述第二活塞杆的外表面与第二活塞的内部滑动连接，所述第二活塞杆的一端与第三活塞的内部固定连接。
进一步地，所述油腔一靠近缸盖一侧的上下两端分别设有进油口三和进油口四，所述油腔一靠近油腔二一侧的上下两端分别设有进油口一和进油口二，所述进油口一、进油口二、进油口三以及进油口四分别连接有进油管道一、进油管道二、进油管道三以及进油管道四，所述进油管道二的一端与进油管道四的一端设置有控制阀一，所述进油管道一的一端与进油管道三的一端设置有控制阀二，所述油腔三的一侧设有通油口一，且通油口一连接有通油管道一，所述通油管道一的一端与控制阀二的内部连通。
进一步地，所述油腔二的一侧设有加油口，所述加油口与缸筒侧壁的连接处设有密封圈，且加油口外侧设有密封盖，所述油腔二的另一侧设有通油口二，所述通油口二的外侧连接有通油管道二，所述通油管道二的一端设置有阀门，且通油管道二的一端与阀门的内部连通。
进一步地，两个所述连接杆之间设有拉伸弹簧，所述连接杆的中部设有断开，且断开处由连接弹簧连接。
进一步地，所述缸筒底部设有外缓冲组件，所述外缓冲组件包括减震垫、减震弹簧与底垫，所述减震弹簧设有若干个，且若干个减震弹簧位于减震垫的内部，所述底垫固定连接于减震垫的外侧。
一种具有双向缓冲的高性能液压油缸的工作方法，包括如下步骤：
步骤一：控制阀一与控制阀二控制液压油通过进油管道一与进油管道二从进油口一和进油口二进入油腔一，使第一活塞在液压的作用下被推动，从而使第一活塞杆跟随第一活塞共同滑动，且第一活塞杆的一端从缸盖的滑动孔向左滑出，其另一端从油腔二一侧的开口处向左滑动，油腔二内部的油量不变，从而带动第二活塞向第一活塞组件的方向滑动，第二活塞杆保持不动，保持油腔二内部液压不变，然后控制阀二控制液压油从通油口一进入油腔三的内部，液压油推动第三活塞，第三活塞向第二活塞方向移动，压缩压缩弹簧并带动第二活塞杆在第二活塞内部滑动，向左运动到第一活塞杆处，对第一活塞杆进行冲击，使第一活塞杆向左进一步滑动，油腔二内部的油通过通油管道二进入阀门，完成整个输出过程，在此过程中，第一缓冲垫与第一活塞内部的缓冲槽相碰撞接触，进行输出缓冲过程；
步骤二：控制阀一与控制阀二抽回油腔一与油腔三的液压油，使液压油通过进油管道三和进油管道四进入油腔一使第一活塞在压力推动下，向右滑动使第一活塞杆与第二活塞组件回复初始位置，在第二活塞组件在回复过程中，内缓冲组件的连接杆带着滑块向固定片的两侧滑动，对缓冲弹簧进行压缩，且拉伸弹簧拉伸，进行回复缓冲过程，同时缸筒底部的外缓冲组件的减震弹簧压缩。
(三)有益效果
本发明提供了一种具有双向缓冲的高性能液压油缸及其工作方法。与现有技术相比具备以下有益效果：运行时，控制阀一与控制阀二控制液压油通过进油管道一与进油管道二从进油口一和进油口二进入油腔一，使第一活塞在液压的作用下被推动，从而使第一活塞杆跟随第一活塞共同滑动，且第一活塞杆的一端从缸盖的滑动孔向左滑出，其另一端从油腔二一侧的开口处向左滑动，油腔二内部的油量不变，从而带动第二活塞向第一活塞组件的方向滑动，第二活塞杆保持不动，保持油腔二内部液压不变，然后控制阀二控制液压油从通油口一进入油腔三的内部，液压油推动第三活塞，第三活塞向第二活塞方向移动，压缩压缩弹簧并带动第二活塞杆在第二活塞内部滑动，向左运动到第一活塞杆处，对第一活塞杆进行冲击，使第一活塞杆向左进一步滑动，油腔二内部的油通过通油管道二进入阀门，完成整个输出过程，在此输出过程中，第一活塞向外滑动时，第一缓冲垫与第一活塞内部的缓冲槽相碰撞接触，减少碰撞过程中液压油缸内部产生的噪音与碰撞，对输出过程起到缓冲的作用，输出结束后，控制阀一与控制阀二抽回油腔一与油腔三的液压油，使液压油通过进油管道三和进油管道四进入油腔一使第一活塞在压力推动下，向右滑动使第一活塞杆与第二活塞组件回复初始位置，在第二活塞组件在回复过程中，利用内缓冲组件的连接杆带着滑块向固定片的两侧滑动，对缓冲弹簧进行压缩，且拉伸弹簧拉伸，在回复过程中进行两种横向缓冲作用，同时缸筒底部的外缓冲组件的减震弹簧压缩，对回弹的油缸进一步进行缓冲作用，本发明利用第一缓冲垫与第一活塞内部的缓冲槽相碰撞接触，对输出过程起到缓冲的作用，利用内缓冲组件与外缓冲组件对回弹的油缸内部与外部进行缓冲作用，实现双向缓冲，有效解决了液压油缸在快速运动过程中，会在行程终端产生强烈的冲击、噪声甚至是机械碰撞，尤其是在高压的情况下，这种影响更加明显，严重的影响了油缸的使用寿命，因此必须在结束运动前进行适当的缓冲和制动，以保证液压系统和油缸的寿命的问题。
附图说明
图1为本发明一种具有双向缓冲的高性能液压油缸的剖视图；
图2为本发明的第一活塞的俯视示意图；
图3为本发明图1中A处的放大示意图；
图4为本发明的内缓冲组件的结构示意图；
图5为本发明图1中B处的放大示意图。
图中，1、缸筒；11、缸盖；12、进油管道一；13、进油管道二；14、进油管道三；15、进油管道四；16、控制阀一；17、控制阀二；18、通油管道一；19、外缓冲组件；191、减震垫；192、减震弹簧；193、底垫；2、第一活塞组件；21、第一活塞杆；22、第一活塞；23、第一缓冲垫；24、缓冲槽； 25、第二缓冲垫；3、第二活塞组件；31、第二活塞；32、第三活塞；33、压缩弹簧；34、第二活塞杆；35、内缓冲组件；351、连接杆；3511、拉伸弹簧； 3512、连接弹簧；352、滑块；353、缓冲弹簧；354、固定片；4、油腔一；5、油腔二；51、加油口；52、通油管道二；53、阀门；6、油腔三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种具有双向缓冲的高性能液压油缸及其工作方法，该具有双向缓冲的高性能液压油缸包括缸筒1，所述缸筒1的内部设置有第一活塞组件2、第二活塞组件3、油腔一4、油腔二5以及油腔三6，所述油腔二5位于油腔一4与油腔三6之间，所述第一活塞组件2位于油腔一4的内部，所述第二活塞组件3位于油腔三6的内部，所述第一活塞组件2包括第一活塞杆21、第一活塞22以及第一缓冲垫23，所述第一缓冲垫23固定安装于油腔一4内壁的一侧，所述第一活塞22的与第一缓冲垫23相对应的位置设置有与第一缓冲垫23相适配的缓冲槽24，所述缓冲槽24的一侧设置有第二缓冲垫25，所述第二缓冲垫25固定安装于第一活塞22的内部，所述第二活塞组件3包括第二活塞31、第三活塞32、压缩弹簧33以及第二活塞杆34，所述第三活塞32的一侧设置有内缓冲组件35，所述内缓冲组件35包括连接杆351、滑块352、缓冲弹簧353以及固定片354，所述连接杆351的一端通过转轴与第三活塞32的内部转动连接，所述连接杆 351的另一端通过转轴与滑块352的内部转动连接，所述滑块352与缓冲弹簧 353均位于固定片354的内部，所述滑块352的一侧与缓冲弹簧353的一侧固定连接，所述缓冲弹簧353的另一侧与固定片354的一侧固定连接，所述固定片354的内部设有与滑块352相适配的滑槽，所述连接杆351、滑块352以及缓冲弹簧353均设有两个，且均关于第三活塞32的中心轴线对称设置。
所述缸筒1的一端设有缸盖11，所述缸盖11的中心开设有滑动孔，所述第一活塞杆21的外壁与滑动孔的内壁滑动连接，所述第一活塞杆21与滑动孔的连接处固定安装有密封圈，所述第一活塞杆21的中段位于第一活塞22 的内部，且与第一活塞22的内部固定连接，所述第一活塞杆21的另一端位于油腔二5的内部，所述油腔二5的一侧设置有开口，所述第一活塞杆21另一端的外壁与开口的内壁滑动连接，所述第一活塞22滑动安装于油腔一4的内部。
所述第二活塞31的一面位于油腔二5的内部，所述第二活塞31的周面与油腔二5的内壁滑动连接，所述第三活塞32滑动安装于油腔三6的内部，所述压缩弹簧33的两侧分别通过连接块与第一活塞22和第二活塞31的相对面固定连接，所述第二活塞杆34的外表面与第二活塞31的内部滑动连接，所述第二活塞杆34的一端与第三活塞32的内部固定连接。
所述油腔一4靠近缸盖11一侧的上下两端分别设有进油口三和进油口四，所述油腔一4靠近油腔二5一侧的上下两端分别设有进油口一和进油口二，所述进油口一、进油口二、进油口三以及进油口四分别连接有进油管道一12、进油管道二13、进油管道三14以及进油管道四15，所述进油管道二13的一端与进油管道四15的一端设置有控制阀一16，所述进油管道一12的一端与进油管道三14的一端设置有控制阀二17，所述油腔三6的一侧设有通油口一，且通油口一连接有通油管道一18，所述通油管道一18的一端与控制阀二17 的内部连通。
所述油腔二5的一侧设有加油口51，所述加油口51与缸筒1侧壁的连接处设有密封圈，且加油口51外侧设有密封盖，所述油腔二5的另一侧设有通油口二，所述通油口二的外侧连接有通油管道二52，所述通油管道二52的一端设置有阀门53，且通油管道二52的一端与阀门53的内部连通。
两个所述连接杆351之间设有拉伸弹簧3511，所述连接杆351的中部设有断开，且断开处由连接弹簧3512连接。
所述缸筒1底部设有外缓冲组件19，所述外缓冲组件19包括减震垫191、减震弹簧192与底垫193，所述减震弹簧192设有若干个，且若干个减震弹簧192位于减震垫191的内部，所述底垫193固定连接于减震垫191的外侧。
一种具有双向缓冲的高性能液压油缸的工作方法，包括如下步骤：
步骤一：控制阀一16与控制阀二17控制液压油通过进油管道一12与进油管道二13从进油口一和进油口二进入油腔一4，使第一活塞22在液压的作用下被推动，从而使第一活塞杆21跟随第一活塞22共同滑动，且第一活塞杆21的一端从缸盖11的滑动孔向左滑出，其另一端从油腔二5一侧的开口处向左滑动，油腔二5内部的油量不变，从而带动第二活塞31向第一活塞组件2的方向滑动，第二活塞杆34保持不动，保持油腔二5内部液压不变，然后控制阀二17控制液压油从通油口一进入油腔三6的内部，液压油推动第三活塞32，第三活塞32向第二活塞31方向移动，压缩压缩弹簧33并带动第二活塞杆34在第二活塞31内部滑动，向左运动到第一活塞杆21处，对第一活塞杆21进行冲击，使第一活塞杆21向左进一步滑动，油腔二5内部的油通过通油管道二52进入阀门53，完成整个输出过程，在此过程中，第一缓冲垫 23与第一活塞22内部的缓冲槽24相碰撞接触，进行输出缓冲过程；
步骤二：控制阀一16与控制阀二17抽回油腔一4与油腔三6的液压油，使液压油通过进油管道三14和进油管道四15进入油腔一4使第一活塞22在压力推动下，向右滑动使第一活塞杆21与第二活塞组件3回复初始位置，在第二活塞组件3在回复过程中，内缓冲组件35的连接杆351带着滑块352向固定片354的两侧滑动，对缓冲弹簧353进行压缩，且拉伸弹簧3511拉伸，进行回复缓冲过程，同时缸筒1底部的外缓冲组件19的减震弹簧192压缩。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种具有双向缓冲的高性能液压油缸，其特征在于：包括缸筒(1)，所述缸筒(1)的内部设置有第一活塞组件(2)、第二活塞组件(3)、油腔一(4)、油腔二(5)以及油腔三(6)，所述油腔二(5)位于油腔一(4)与油腔三(6)之间，所述第一活塞组件(2)位于油腔一(4)的内部，所述第二活塞组件(3)位于油腔三(6)的内部，所述第一活塞组件(2)包括第一活塞杆(21)、第一活塞(22)以及第一缓冲垫(23)，所述第一缓冲垫(23)固定安装于油腔一(4)内壁的一侧，所述第一活塞(22)的与第一缓冲垫(23)相对应的位置设置有与第一缓冲垫(23)相适配的缓冲槽(24)，所述缓冲槽(24)的一侧设置有第二缓冲垫(25)，所述第二缓冲垫(25)固定安装于第一活塞(22)的内部，所述第二活塞组件(3)包括第二活塞(31)、第三活塞(32)、压缩弹簧(33)以及第二活塞杆(34)，所述第三活塞(32)的一侧设置有内缓冲组件(35)，所述内缓冲组件(35)包括连接杆(351)、滑块(352)、缓冲弹簧(353)以及固定片(354)，所述连接杆(351)的一端通过转轴与第三活塞(32)的内部转动连接，所述连接杆(351)的另一端通过转轴与滑块(352)的内部转动连接，所述滑块(352)与缓冲弹簧(353)均位于固定片(354)的内部，所述滑块(352)的一侧与缓冲弹簧(353)的一侧固定连接，所述缓冲弹簧(353)的另一侧与固定片(354)的一侧固定连接，所述固定片(354)的内部设有与滑块(352)相适配的滑槽，所述连接杆(351)、滑块(352)以及缓冲弹簧(353)均设有两个，且均关于第三活塞(32)的中心轴线对称设置；
所述缸筒(1)的一端设有缸盖(11)，所述缸盖(11)的中心开设有滑动孔，所述第一活塞杆(21)的外壁与滑动孔的内壁滑动连接，所述第一活塞杆(21)与滑动孔的连接处固定安装有密封圈，所述第一活塞杆(21)的中段位于第一活塞(22)的内部，且与第一活塞(22)的内部固定连接，所述第一活塞杆(21)的另一端位于油腔二(5)的内部，所述油腔二(5)的一侧设置有开口，所述第一活塞杆(21)另一端的外壁与开口的内壁滑动连接，所述第一活塞(22)滑动安装于油腔一(4)的内部；
所述第二活塞(31)的一面位于油腔二(5)的内部，所述第二活塞(31)的周面与油腔二(5)的内壁滑动连接，所述第三活塞(32)滑动安装于油腔三(6)的内部，所述压缩弹簧(33)的两侧分别通过连接块与第一活塞(22)和第二活塞(31)的相对面固定连接，所述第二活塞杆(34)的外表面与第二活塞(31)的内部滑动连接，所述第二活塞杆(34)的一端与第三活塞(32)的内部固定连接；
所述油腔一(4)靠近缸盖(11)一侧的上下两端分别设有进油口三和进油口四，所述油腔一(4)靠近油腔二(5)一侧的上下两端分别设有进油口一和进油口二，所述进油口一、进油口二、进油口三以及进油口四分别连接有进油管道一(12)、进油管道二(13)、进油管道三(14)以及进油管道四(15)，所述进油管道二(13)的一端与进油管道四(15)的一端设置有控制阀一(16)，所述进油管道一(12)的一端与进油管道三(14)的一端设置有控制阀二(17)，所述油腔三(6)的一侧设有通油口一，且通油口一连接有通油管道一(18)，所述通油管道一(18)的一端与控制阀二(17)的内部连通；
所述油腔二(5)的一侧设有加油口(51)，所述加油口(51)与缸筒(1)侧壁的连接处设有密封圈，且加油口(51)外侧设有密封盖，所述油腔二(5)的另一侧设有通油口二，所述通油口二的外侧连接有通油管道二(52)，所述通油管道二(52)的一端设置有阀门(53)，且通油管道二(52)的一端与阀门(53)的内部连通；
两个所述连接杆(351)之间设有拉伸弹簧(3511)，所述连接杆(351)的中部设有断开，且断开处由连接弹簧(3512)连接；
所述缸筒(1)底部设有外缓冲组件(19)，所述外缓冲组件(19)包括减震垫(191)、减震弹簧(192)与底垫(193)，所述减震弹簧(192)设有若干个，且若干个减震弹簧(192)位于减震垫(191)的内部，所述底垫(193)固定连接于减震垫(191)的外侧。
2.一种如权利要求1所述的具有双向缓冲的高性能液压油缸的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：控制阀一(16)与控制阀二(17)控制液压油通过进油管道一(12)与进油管道二(13)从进油口一和进油口二进入油腔一(4)，使第一活塞(22)在液压的作用下被推动，从而使第一活塞杆(21)跟随第一活塞(22)共同滑动，且第一活塞杆(21)的一端从缸盖(11)的滑动孔向左滑出，其另一端从油腔二(5)一侧的开口处向左滑动，油腔二(5)内部的油量不变，从而带动第二活塞(31)向第一活塞组件(2)的方向滑动，第二活塞杆(34)保持不动，保持油腔二(5)内部液压不变，然后控制阀二(17)控制液压油从通油口一进入油腔三(6)的内部，液压油推动第三活塞(32)，第三活塞(32)向第二活塞(31)方向移动，压缩压缩弹簧(33)并带动第二活塞杆(34)在第二活塞(31)内部滑动，向左运动到第一活塞杆(21)处，对第一活塞杆(21)进行冲击，使第一活塞杆(21)向左进一步滑动，油腔二(5)内部的油通过通油管道二(52)进入阀门(53)，完成整个输出过程，在此过程中，第一缓冲垫(23)与第一活塞(22)内部的缓冲槽(24)相碰撞接触，进行输出缓冲过程；
步骤二：控制阀一(16)与控制阀二(17)抽回油腔一(4)与油腔三(6)的液压油，使液压油通过进油管道三(14)和进油管道四(15)进入油腔一(4)使第一活塞(22)在压力推动下，向右滑动使第一活塞杆(21)与第二活塞组件(3)回复初始位置，在第二活塞组件(3)在回复过程中，内缓冲组件(35)的连接杆(351)带着滑块(352)向固定片(354)的两侧滑动，对缓冲弹簧(353)进行压缩，且拉伸弹簧(3511)拉伸，进行回复缓冲过程，同时缸筒(1)底部的外缓冲组件(19)的减震弹簧(192)压缩。
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