CN112641550A - 基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统 - Google Patents

基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，属于学生近视预警技术领域，通过将矫正肩带调整至合适长度固定于限位套内，限定学生保持正确坐姿，且在矫正肩带的束缚作用下也较容易使得学生长时间保持正确坐姿，当学生坐姿难以保持标准状态时，针对多动症学生，不正确的坐姿势必会扯动矫正肩带进行运动，矫正肩带被拉动过程中会迫使柔性摩擦垫与摩擦片进行摩擦，摩擦产热将热量传导至充气热涨球囊处，使其热涨膨大推动下触片向上运动，下触片与上触片接触后进行信号传递，并通过预警机构控制电动收卷辊将柔性摩擦垫于收卷盒内向下拉动，实现矫正肩带与矫正杆之间为一个标准长度，对学生起到警示作用，使得其恢复标准坐姿，预防近视。

Description

基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统
技术领域
本发明涉及学生近视预警技术领域，更具体地说，涉及基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统。
背景技术
目前，中小学生学习看书过程中坐姿不正确导致脊柱弯曲、眼睛近视的问题越来越严重，虽然家长、教师可以提醒，但是不可能实时监控，而正确的学习坐姿的养成以预防近视是至关重要的。
在学习中，学生眼睛长时间与作业本之间的距离太近是造成近视的重要原因；学生在做作业时，常常不经意间眼睛与作业本的距离就会很近，即使老师、家长和同学在看见这个情况后进行提醒，学生即使调整好身体姿势，让眼睛与作业本之间保持合适的距离，但是往往时间不长，学生就又会恢复到原有的姿势；同时，学生也很难做到在一个人做作业时，也能一直保持合适的视距，让眼睛与作业本保持一定的距离。
近年来也出现了一些坐姿矫正以预防近视的装置，但是基本都是固定式安装，存在使用局限性，矫正效果不明显，尤其针对一些多动症学生，难以起到警示作用，也难以使得学生养成良好的坐姿习惯，保持不了一个合适的视距。而只有在学生做作业时，学生坐姿一进入到不标准的范围中，就能及时对学生进行提醒，才能让学生长久保持住合适的视距，养成良好的习惯，达到爱护眼睛、预防近视的目的。
为此，我们提出基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，通过将矫正肩带调整至合适长度固定于限位套内，限定学生保持正确坐姿，且在矫正肩带的束缚作用下也较容易使得学生长时间保持正确坐姿，当学生坐姿难以保持标准状态时，针对多动症学生，不正确的坐姿势必会扯动矫正肩带进行运动，矫正肩带被拉动过程中会迫使柔性摩擦垫与摩擦片进行摩擦，摩擦产热将热量传导至充气热涨球囊处，使其热涨膨大推动下触片向上运动，下触片与上触片接触后进行信号传递，并通过预警机构控制电动收卷辊将柔性摩擦垫于收卷盒内向下拉动，实现矫正肩带与矫正杆之间为一个标准长度，对学生起到警示作用，使得其恢复标准坐姿，预防近视。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，包括滑动安装于座椅上端两侧的矫正杆，所述座椅上端面开设有用于矫正杆滑动衔接的滑动腔，所述滑动腔内安装有对矫正杆进行驱动的电动杆，所述座椅的靠背端面开设有用于矫正杆收纳用的收纳腔，所述矫正杆靠近顶端的侧壁上开设有活动腔，所述活动腔靠近底端部设有摩擦片，所述活动腔的内底部活动衔接有位于摩擦片底端的柔性摩擦垫，所述柔性摩擦垫的外端连接有矫正肩带，所述矫正杆位于活动腔下方的侧壁上安装有用于对矫正肩带下端部进行限位的限位套，所述矫正杆远离矫正肩带的背面固定连接有收卷盒，所述柔性摩擦垫远离矫正肩带的一端收纳于收卷盒内，所述收卷盒内安装有对柔性摩擦垫进行收卷的电动收卷辊，所述摩擦片的上端设有导热层，所述导热层的上端设置有一对充气热涨球囊，一对所述充气热涨球囊的上端均安装有下触片，所述充气热涨球囊的内顶部安装有与一对下触片相匹配的上触片，所述活动腔靠近矫正肩带一侧的外端壁上设有与摩擦片上端相衔接的密封片，所述矫正杆的内部安装有预警机构，所述预警机构均与下触片、上触片以及电动收卷辊相连接。
进一步的，所述矫正肩带为柔性绑带，所述矫正肩带的下端部设有多个扣眼，所述限位套上设有与扣眼相匹配的卡扣，卡扣与扣眼的扣接以实现矫正肩带固定于限位套上，调节矫正肩带的矫正长度，从而适用于不同的学生使用，矫正肩带与限位套的连接方式可采用现有技术中所常用的连接方式，在此不做过多赘述。
进一步的，所述收卷盒的内部开设有收卷腔，所述电动收卷辊安装于收卷腔的内底部，所述柔性摩擦垫的底端固定连接有牵引绳，所述牵引绳绕设于电动收卷辊上，所述收卷腔的上端部设有对柔性摩擦垫进行导向的导向轮，柔性摩擦垫被电动收卷辊牵引收纳于收卷腔内，当外力向外拉动矫正肩带时，柔性摩擦垫则被向外牵引。
进一步的，所述柔性摩擦垫的底端贴附有柔性防磨垫，所述柔性防磨垫的底端面均与活动腔的内底部以及导向轮的端面活动衔接，柔性防磨垫包覆于柔性摩擦垫的底端，在柔性摩擦垫左右拉动过程中，有效避免柔性摩擦垫的底端与活动腔的底端部产生较大的摩擦。
进一步的，所述预警机构包括安装于矫正杆内部的中央控制器和数据模块，所述数据模块包括相互连接的数据采集模块、数据传输模块以及数据存储模块，所述中央控制器与数据传输模块相连接，所述数据采集模块与上触片无线电连接，所述中央控制器与电动收卷辊无线电连接，当下触片与上触片相接触后，数据模块将信号传输给中央控制器，并通过中央控制器驱动电动收卷辊对柔性摩擦垫进行回拉，警示学生调整至正确的坐姿。
进一步的，所述导热层包括设置于柔性摩擦垫上的导热片，所述导热片与摩擦片之间填充有导热硅胶，所述导热硅胶内部嵌设有多组导热纤维丝，当学生的坐姿不正确时，即存在弯腰，肩松弛等现象，此时必定会拉扯矫正肩带向外运动，尤其针对多动症学生时，柔性摩擦垫在矫正肩带的扯动下会会摩擦片进行平面摩擦，摩擦过程中所产生的热通过导热层向上传导，当热量达到一定程度时使得充气热涨球囊热涨膨大，使得充气热涨球囊上的下触片与上触片接触产生信号。
进一步的，所述导热片的上下端面均包覆有导热石墨烯膜，所述导热纤维丝为聚酯纤维，导热石墨烯膜进一步有效提高了导热片的导热效果，而聚酯纤维与导热硅胶的配合在一定程度上增加的热传导率。
进一步的，所述充气热涨球囊包括固定连接于导热片上的下导热盘，所述下导热盘的底端通过热传导棒与导热片的上端连接，所述下导热盘的上端设有与其密封衔接的热涨气膜，所述下导热盘与热涨气膜所组成的球状空间内填充有热膨胀性气体，热膨胀性气体为热膨胀系数高的气体，本实施例中热膨胀系数高的气体采用二氧化碳，当热量向上传导后，热膨胀性气体受热膨胀并推动热涨气膜顶端的下触片向上运动，实现下触片与上触片的电连接。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过将矫正肩带调整至合适长度固定于限位套内，限定学生保持正确坐姿，且在矫正肩带的束缚作用下也较容易使得学生长时间保持正确坐姿，当学生坐姿难以保持标准状态时，针对多动症学生，不正确的坐姿势必会扯动矫正肩带进行运动，矫正肩带被拉动过程中会迫使柔性摩擦垫与摩擦片进行摩擦，摩擦产热将热量传导至充气热涨球囊处，使其热涨膨大推动下触片向上运动，下触片与上触片接触后进行信号传递，并通过预警机构控制电动收卷辊将柔性摩擦垫于收卷盒内向下拉动，实现矫正肩带与矫正杆之间为一个标准长度，对学生起到警示作用，使得其恢复标准坐姿，预防近视。
（2）收卷盒的内部开设有收卷腔，电动收卷辊安装于收卷腔的内底部，柔性摩擦垫的底端固定连接有牵引绳，牵引绳绕设于电动收卷辊上，收卷腔的上端部设有对柔性摩擦垫进行导向的导向轮，柔性摩擦垫被电动收卷辊牵引收纳于收卷腔内，当外力向外拉动矫正肩带时，柔性摩擦垫则被向外牵引，而在受到警示作用后，电动收卷辊则通过柔性摩擦垫对矫正肩带向外收复，使其恢复初始状态。
（3）预警机构包括安装于矫正杆内部的中央控制器和数据模块，数据模块包括相互连接的数据采集模块、数据传输模块以及数据存储模块，中央控制器与数据传输模块相连接，数据采集模块与上触片无线电连接，中央控制器与电动收卷辊无线电连接，当下触片与上触片相接触后，数据模块将信号传输给中央控制器，并通过中央控制器驱动电动收卷辊对柔性摩擦垫进行回拉，警示学生调整至正确的坐姿。
（4）导热层包括设置于柔性摩擦垫上的导热片，导热片与摩擦片之间填充有导热硅胶，导热硅胶内部嵌设有多组导热纤维丝，当学生的坐姿不正确时，即存在弯腰，肩松弛等现象，此时必定会拉扯矫正肩带向外运动，尤其针对多动症学生时，柔性摩擦垫在矫正肩带的扯动下会会摩擦片进行平面摩擦，摩擦过程中所产生的热通过导热层向上传导，当热量达到一定程度时使得充气热涨球囊热涨膨大，使得充气热涨球囊上的下触片与上触片接触产生信号。
（5）导热片的上下端面均包覆有导热石墨烯膜，导热纤维丝为聚酯纤维，导热石墨烯膜进一步有效提高了导热片的导热效果，而聚酯纤维与导热硅胶的配合在一定程度上增加的热传导率。
（6）充气热涨球囊包括固定连接于导热片上的下导热盘，下导热盘的底端通过热传导棒与导热片的上端连接，下导热盘的上端设有与其密封衔接的热涨气膜，下导热盘与热涨气膜所组成的球状空间内填充有热膨胀性气体，热膨胀性气体为热膨胀系数高的气体，本实施例中热膨胀系数高的气体采用二氧化碳，当热量向上传导后，热膨胀性气体受热膨胀并推动热涨气膜顶端的下触片向上运动，实现下触片与上触片的电连接。
附图说明
图1为本发明的立体图一；
图2为本发明的立体图二；
图3为本发明的矫正杆与矫正肩带结合处的部分立体图一；
图4为本发明的矫正杆与矫正肩带结合处的部分立体图二；
图5为本发明的矫正杆与矫正肩带结合处的部分立体图三；
图6为本发明的矫正杆与矫正肩带结合处的部分立体图四；
图7为本发明的矫正杆与充气热涨球囊结合处的部分立体图；
图8为本发明的收卷盒与柔性摩擦垫结合处的部分剖视图；
图9为本发明的充气热涨球囊处的剖视图。
图中标号说明：
1矫正杆、101活动腔、2矫正肩带、3限位套、4收卷盒、401收卷腔、5摩擦片、6柔性摩擦垫、7柔性防磨垫、8导热片、9密封片、10充气热涨球囊、101下导热盘、102热涨气膜、103热膨胀性气体、11导热纤维丝、12下触片、13上触片、14电动收卷辊、15牵引绳。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。
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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。
实施例1：
请参阅图1-4，基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，包括包括滑动安装于座椅上端两侧的矫正杆1，座椅上端面开设有用于矫正杆1滑动衔接的滑动腔，滑动腔内安装有对矫正杆1进行驱动的电动杆，座椅的靠背端面开设有用于矫正杆1收纳用的收纳腔，在座椅上设置可滑动的一对矫正杆1，可根据不同学生于座椅上的前后位置来对一对矫正杆1进行前后位置调节，在不使用时，还可将矫正杆1收纳于收纳腔内，矫正杆1靠近顶端的侧壁上开设有活动腔，活动腔靠近底端部设有摩擦片5，活动腔的内底部活动衔接有位于摩擦片5底端的柔性摩擦垫6，柔性摩擦垫6的外端连接有矫正肩带2，矫正杆1位于活动腔下方的侧壁上安装有用于对矫正肩带2下端部进行限位的限位套3，矫正肩带2为柔性绑带，矫正肩带2用于对学生的肩膀进行定位，矫正肩带2的下端部设有多个扣眼，限位套3上设有与扣眼相匹配的卡扣，卡扣与扣眼的扣接以实现矫正肩带2固定于限位套3上，调节矫正肩带2的矫正长度，从而适用于不同的学生使用，矫正肩带2与限位套3的连接方式可采用现有技术中所常用的任一连接方式，在此不做过多赘述，在对矫正肩带2进行固定后，学生的肩膀贴附于矫正杆1上并与矫正杆1竖直平行，限定学生以正确的坐姿进行学习，且在矫正肩带2的束缚作用下也较容易使得学生能够保持长时间保持正确的坐姿。
请参阅图3-8，矫正杆1远离矫正肩带2的背面固定连接有收卷盒4，柔性摩擦垫6远离矫正肩带2的一端收纳于收卷盒4内，收卷盒4内安装有对柔性摩擦垫6进行收卷的电动收卷辊14，收卷盒4的内部开设有收卷腔401，电动收卷辊14安装于收卷腔401的内底部，柔性摩擦垫6的底端固定连接有牵引绳15，牵引绳15绕设于电动收卷辊14上，收卷腔401的上端部设有对柔性摩擦垫6进行导向的导向轮，柔性摩擦垫6被电动收卷辊14牵引收纳于收卷腔401内，当外力向外拉动矫正肩带2时，柔性摩擦垫6则被向外牵引，柔性摩擦垫6的底端贴附有柔性防磨垫7，柔性防磨垫7的底端面均与活动腔的内底部以及导向轮的端面活动衔接，柔性防磨垫7包覆于柔性摩擦垫6的底端，在柔性摩擦垫6左右拉动过程中，有效避免柔性摩擦垫6的底端与活动腔的底端部产生较大的摩擦，柔性摩擦垫6在扯动过程中会与摩擦片5进行摩擦接触，而摩擦生热后将该热量作为一个信号源以警示该过程中的坐姿不正确，并作出相应的措施以使得学生恢复之前的标准坐姿。
请参阅图8-9，摩擦片5的上端设有导热层，导热层的上端设置有一对充气热涨球囊10，一对充气热涨球囊10的上端均安装有下触片12，充气热涨球囊10的内顶部安装有与一对下触片12相匹配的上触片13，活动腔靠近矫正肩带2一侧的外端壁上设有与摩擦片5上端相衔接的密封片9，矫正杆1的内部安装有预警机构，预警机构均与下触片12、上触片13以及电动收卷辊14相连接，预警机构包括安装于矫正杆1内部的中央控制器和数据模块，数据模块包括相互连接的数据采集模块、数据传输模块以及数据存储模块，中央控制器与数据传输模块相连接，数据采集模块与上触片13无线电连接，中央控制器与电动收卷辊14无线电连接，当热信号源通过导热层传递给充气热涨球囊10后，充气热涨球囊10受热膨胀迫使其顶端的下触片12与上触片13相接触，在下触片12与上触片13接触电连接后，数据模块将信号传输给中央控制器，并通过中央控制器驱动电动收卷辊14对柔性摩擦垫6进行回拉，警示学生并协助学生调整至正确的坐姿。
其中，导热层包括设置于柔性摩擦垫6上的导热片8，导热片8与摩擦片5之间填充有导热硅胶，导热硅胶内部嵌设有多组导热纤维丝11，当学生的坐姿不正确时，即存在弯腰，肩松弛等现象，此时必定会拉扯矫正肩带2向外运动，尤其针对多动症学生时，柔性摩擦垫6在矫正肩带2的扯动下会会摩擦片5进行平面摩擦，摩擦过程中所产生的热通过导热层向上传导，当热量达到一定程度时使得充气热涨球囊10热涨膨大，使得充气热涨球囊10上的下触片12与上触片13接触产生信号。
更为具体的，导热片8的上下端面均包覆有导热石墨烯膜，导热纤维丝11为聚酯纤维，导热石墨烯膜进一步有效提高了导热片8的导热效果，而聚酯纤维与导热硅胶的配合在一定程度上增加的热传导率，充气热涨球囊10包括固定连接于导热片8上的下导热盘101，下导热盘101的底端通过热传导棒与导热片8的上端连接，下导热盘101的上端设有与其密封衔接的热涨气膜102，下导热盘101与热涨气膜102所组成的球状空间内填充有热膨胀性气体103，热膨胀性气体103为热膨胀系数高的气体，本实施例中热膨胀系数高的气体采用二氧化碳，当热量通过导热层向上传导后，热膨胀性气体103受热膨胀并推动热涨气膜102顶端的下触片12向上运动，实现下触片12与上触片13的电连接，当两者电连接后发出信号，并通过预警机构控制电动收卷辊14将柔性摩擦垫6于收卷盒4内向下拉动，从而实现矫正肩带2于矫正杆1之间的标准范围内的长度，即对学生起到警示作用，使得其恢复标准坐姿。
本发明通过在座椅上设置可滑动的一对矫正杆1，可根据不同学生于座椅上的前后位置来对一对矫正杆1进行前后位置调节，并根据不同学生的肩宽，将矫正肩带2调整至合适长度固定于限位套3内，学生的肩膀贴附于矫正杆1上并与矫正杆1竖直平行，限定学生以正确的坐姿进行学习，且在矫正肩带2的束缚作用下也较容易使得学生能够保持长时间保持正确的坐姿，当学生坐姿难以保持标准状态时，尤其针对多动症学生，不正确的坐姿势必会扯动矫正肩带2进行运动，而当矫正肩带2内外拉动过程中会迫使柔性摩擦垫6与摩擦片5进行平面摩擦，摩擦产热并通过导热层将热量传导至充气热涨球囊10处，达到一定热值后，充气热涨球囊10热涨膨大推动下触片12向上运动，下触片12与上触片13接触后进行信号传递，并通过预警机构控制电动收卷辊14将柔性摩擦垫6于收卷盒4内向下拉动，从而实现矫正肩带2与矫正杆1之间为一个标准范围内的长度，即对学生起到警示作用，使得其恢复标准坐姿，相对一些现有技术固定式的矫正结构，该矫正肩带2采用柔性材料制成，并在学生出现不标准坐姿时，能够起到警示矫正作用，在一定程度上能够使学生意识到自己的不标准坐姿，在潜移默化中慢慢养成良好的坐姿习惯，预防近视。

Claims (9)

1.基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，包括滑动安装于座椅上端两侧的矫正杆（1），所述座椅上端面开设有用于矫正杆（1）滑动衔接的滑动腔，所述滑动腔内安装有对矫正杆（1）进行驱动的电动杆，所述座椅的靠背端面开设有用于矫正杆（1）收纳用的收纳腔，其特征在于：所述矫正杆（1）靠近顶端的侧壁上开设有活动腔，所述活动腔靠近底端部设有摩擦片（5），所述活动腔的内底部活动衔接有位于摩擦片（5）底端的柔性摩擦垫（6），所述柔性摩擦垫（6）的外端连接有矫正肩带（2），所述矫正杆（1）位于活动腔下方的侧壁上安装有用于对矫正肩带（2）下端部进行限位的限位套（3），所述矫正杆（1）远离矫正肩带（2）的背面固定连接有收卷盒（4），所述柔性摩擦垫（6）远离矫正肩带（2）的一端收纳于收卷盒（4）内，所述收卷盒（4）内安装有对柔性摩擦垫（6）进行收卷的电动收卷辊（14）。
2.根据权利要求1所述的基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，其特征在于：所述摩擦片（5）的上端设有导热层，所述导热层的上端设置有一对充气热涨球囊（10），一对所述充气热涨球囊（10）的上端均安装有下触片（12），所述充气热涨球囊（10）的内顶部安装有与一对下触片（12）相匹配的上触片（13），所述活动腔靠近矫正肩带（2）一侧的外端壁上设有与摩擦片（5）上端相衔接的密封片（9），所述矫正杆（1）的内部安装有预警机构，所述预警机构均与下触片（12）、上触片（13）以及电动收卷辊（14）相连接。
3.根据权利要求1所述的基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，其特征在于：所述矫正肩带（2）为柔性绑带，所述矫正肩带（2）的下端部设有多个扣眼，所述限位套（3）上设有与扣眼相匹配的卡扣。
4.根据权利要求1所述的基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，其特征在于：所述收卷盒（4）的内部开设有收卷腔（401），所述电动收卷辊（14）安装于收卷腔（401）的内底部，所述柔性摩擦垫（6）的底端固定连接有牵引绳（15），所述牵引绳（15）绕设于电动收卷辊（14）上，所述收卷腔（401）的上端部设有对柔性摩擦垫（6）进行导向的导向轮。
5.根据权利要求3所述的基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，其特征在于：所述柔性摩擦垫（6）的底端贴附有柔性防磨垫（7），所述柔性防磨垫（7）的底端面均与活动腔的内底部以及导向轮的端面活动衔接。
6.根据权利要求1所述的基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，其特征在于：所述预警机构包括安装于矫正杆（1）内部的中央控制器和数据模块，所述数据模块包括相互连接的数据采集模块、数据传输模块以及数据存储模块，所述中央控制器与数据传输模块相连接，所述数据采集模块与上触片（13）无线电连接，所述中央控制器与电动收卷辊（14）无线电连接。
7.根据权利要求1所述的基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，其特征在于：所述导热层包括设置于柔性摩擦垫（6）上的导热片（8），所述导热片（8）与摩擦片（5）之间填充有导热硅胶，所述导热硅胶内部嵌设有多组导热纤维丝（11）。
8.根据权利要求6所述的基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，其特征在于：所述导热片（8）的上下端面均包覆有导热石墨烯膜，所述导热纤维丝（11）为聚酯纤维。
9.根据权利要求7所述的基于中小学生身体姿势的近视发展预警系统，其特征在于：所述充气热涨球囊（10）包括固定连接于导热片（8）上的下导热盘（101），所述下导热盘（101）的底端通过热传导棒与导热片（8）的上端连接，所述下导热盘（101）的上端设有与其密封衔接的热涨气膜（102），所述下导热盘（101）与热涨气膜（102）所组成的球状空间内填充有热膨胀性气体（103）。
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