CN112769014A - 电气插头 - Google Patents

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Abstract

一种电气插头包括用于监测电气插头的温度的至少一个温度传感器。电气插头还包括：数据线缆，其被用于屏蔽电噪声的屏蔽件包裹，以准确地捕捉并传送温度数据。电气插头还包括用于容纳至少一个温度传感器的壳体，其中，壳体能够嵌入在电气插头中。

Description

电气插头
本申请为于2017年5月16日提交、申请号为201580062157.X、发明名称为“电气插头”的中国专利申请的分案申请。所述母案申请的国际申请日为2015年11月20日，国际申请号为PCT/US2015/062001。
技术领域
本公开内容涉及一种电气连接器，更具体地涉及包括一个或更多个温度传感器的电气插头。
背景技术
电气插头通常用于向电器例如电烤面包机和电热水壶供电。传统的电气插头通常不包括保护机构并且可能经受过热、熔化或燃烧。因此，传统的电气插头可能变得损坏并且可能引起不安全的状况。因此，需要改进传统的电气插头。
发明内容
根据本公开内容的一方面，提供了一种电气插头，其包括嵌入在该插头中的用于检测插头的温度的至少一个温度传感器。电气插头还包括由屏蔽件包裹的用于屏蔽电噪声的数据线缆，以便准确地捕捉并传送来自至少一个温度传感器的温度数据。电气插头还包括用于容纳至少一个温度传感器的壳体。
电气插头包括两个热敏电阻器，其中，一个热敏电阻器被布置成与插头的火线插脚相邻，而另一热敏电阻器被布置成与插头的零线插脚相邻。用于容纳热敏电阻器的壳体包括至少一个卡扣接头，该至少一个卡扣接头用于将壳体的盖部分和基座部分可拆卸地锁定在一起。电气插头还包括用于将壳体可拆卸地附接至插头的插脚桥接件的卡扣配合机构。
替代地，用于容纳热敏电阻器的壳体可以包括陶瓷壳体，该陶瓷壳体包括两个插脚插孔和两个热敏电阻器插孔，其中，两个插脚插孔和两个热敏电阻器插孔被布置成一行，并且两个热敏电阻器插孔被布置在一对插脚插孔之间。可以将导热黏合剂填充到热敏电阻器插孔与其相应的热敏电阻器之间的空隙中，以便保持紧密接触并且减小热电阻率，从而确保热敏电阻器在预计使用寿命期间的稳定性能。
根据本公开内容的第二方面，提供了一种组装电气插头的方法，该方法包括以下步骤：将至少一个温度传感器插入到壳体中；以及将容纳至少一个温度传感器的壳体嵌入在该插头中。该方法还包括以下步骤：在容纳至少一个温度传感器的壳体周围形成内模；以及在内模上形成外模。
附图说明
将在下文中参照附图更全面地描述本公开内容的实施方式，在附图中：
图1示出了根据本公开内容的包括热敏电阻器的部分半透明的电气插头；
图2是根据本公开内容的包括热敏电阻器的电气插头的分解透视图；
图3是根据本公开内容的线缆的横截面图；
图4A至图4B是根据本公开内容的实施方式的容纳热敏电阻器的壳体的透视图；
图5A至图5B是示出根据本公开内容的实施方式的用于将壳体可拆卸地附接至插脚桥接件的卡扣配合机构的透视图；
图6A至图6D示出了根据本公开内容的实施方式的组装包括热敏电阻器的电气插头的过程；
图7是根据本公开内容的另一实施方式的用于容纳热敏电阻器的壳体的透视图；以及
图8示出了根据本公开内容的另一实施方式的包括热敏电阻器的电气插头。
具体实施方式
本公开内容描述了一种改进的电气插头，其能够准确地监测电气插头的温度并将温度数据传送至电气插头外的控制器。当电气插头的温度达到预定阈值时，该控制器被配置成自动切断电路，以避免损坏电气插头和产生不安全的状况。
虽然在图中示出了以及在本文中描述了在北美洲使用的B型插头的实施方式，但应当理解，本公开内容不限于B型插头。如所指出的那样，本公开内容中的电气插头可以是任何电压标准的插头以及支持两个或更多个电压标准的插头。电气插头可以是任何形状、大小和类型例如A型和C-N型。
图1示出了根据本公开内容的电气插头100的实施方式。如图2更具体地所示，电气插头100可以包括火线插脚102、零线插脚104、接地插脚106、插脚桥接件110、热敏电阻器120a和120b(统称为120)、紧固构件126a、126b和126c(统称为126)、壳体130、线缆150、内模170和外模180。电气插头100的内模170和外模180可以是部分半透明的，以便可以看到插头100内部的其他部件。插脚102、104、106可由任何合适的导电材料例如铜或黄铜制成。插脚102、104和106可以电耦接至线缆150中的插脚的相应的导体。插脚102、104和106可以固定在插脚桥接件110中。插脚桥接件110可以由任何合适的绝缘材料例如塑料制成。
热敏电阻器120a和120b可以耦接至线缆150的数据部分160(如图3所示)，以便将温度数据准确地传送至安装在电器(未示出)中的温度控制器。紧固构件126可以用于将热敏电阻120的电极紧固至数据部分160的对应的数据线。热敏电阻器120可以是任何类型的例如珠形热敏电阻器和盘形热敏电阻器。热敏电阻器120可以容纳在可以嵌入在插头100中的壳体130中。壳体130可以可拆卸地附接至插脚桥接件110。下面将进一步描述壳体130的特征。
尽管在附图中示出并且在本文中描述了热敏电阻器120，但应当理解，所示出的热敏电阻器120不以任何方式进行限制。本公开内容不限于使用热敏电阻器，并且可以使用具有一定精度的其他合适的温度传感器。同样地，应当理解，热敏电阻器120的数目不限于两个，并且可以是任何其他数目例如一个和三个。
图3描绘了根据本公开内容的示例性实施方式的线缆150的横截面图。线缆150包括护套151、第一鞘152、电力部分153和数据部分160。电力部分153和数据部分160可以封闭在第一鞘152内。护套151可以包裹第一鞘152。护套151和第一鞘152可以由任何合适的绝缘材料例如塑料制成。电力部分153包括第一导体154、第二导体156和第三导体158。导体154、156和158可以分别耦接至插脚102、104和106，以便传输电力。导体154、156或158中的每一个可以被绝缘材料层包围。填充料155可以布置在线缆150内，以便填充导体154、156、158与数据部分160的绝缘层之间的空隙，从而相对于彼此保持它们各自的位置并且增加线缆150的强度。填充料155可以是任何类型的例如塑料填充料和纸填充料。
注意，本文中所描述的电力部分153不以任何方式进行限制。电力部分153可以具有与特定类型的电气插头对应的任何合适的结构和布置。例如，当插头100是作为具有两个平的平行插脚的未接地插头的A型插头时，线缆150的电力部分153可以仅包括用于分别电耦接至A型插头的两个插脚的两个导体。
如图3所示，数据部分160可以包括屏蔽件162、第二鞘164、第一数据线166a、第二数据线166b和第三数据线166c(统称为166)。数据线166a、166b或166c分别包括导体167a、167b或167c。导体167a、167b或167c可以被对应的绝缘层168a、168b或168c包围。数据线166可以耦接至热敏电阻器120的电极，以将来自热敏电阻器120的温度数据传送至温度控制器。通过示例而非限制的方式，温度控制器可以安装在电器(未示出)中。应当理解，本文中所描述的数据导体的数目不以任何方式进行限制。数据导体的数目可以根据嵌入在插头100中的温度传感器的数目而变化。
数据线166可以封闭在第二鞘164内。屏蔽件162可以被包裹在第二鞘164外侧。屏蔽件162可以由铜或其他导电材料制成。屏蔽件162可以屏蔽来自电力部分153的电噪声并且防止电噪声干扰温度数据信号，从而使得数据部分160能够准确地传送温度数据。屏蔽件162可以由铜或其他金属的编织绞线、铜带的非编织螺旋绕组或导电聚合物层组成。
图4A至图4B示出了用于容纳热敏电阻器120的壳体130的示例性实施方式。壳体130可以由具有给定柔性水平的任何绝缘材料例如塑料制成。通过示例而非限制的方式，壳体130可以通过使用塑料注射成型工艺来制造。壳体130包括盖部分132、铰链部分133和基座部分134。盖部分132和基座部分134可以绕铰链部分133旋转，以关闭或打开壳体130。盖部分132包括四个侧壁和中心凹部。同样地，基座部分134包括四个侧壁和中心凹部。盖部分132和基座部分134的中心凹部可以用于接收热敏电阻器120和数据线166。
第一卡扣接头136和第二卡扣接头138可以形成在盖部分132的侧壁135和基座部分134的侧壁137上。第一卡扣接头136包括第一突出部分136a和第一插孔136b。第二卡扣接头138包括第二突出部分138a和第二插孔138b。第一突出部分136a和第二突出部分138a被定位和配置成分别卡在第一插孔136b和第二插孔138b中，从而在壳体130关闭时将盖部分132和基座部分134锁定在一起。当期望打开壳体130时，用户可以向卡扣接头136和138施加力，这使得突出部分136a和138a分别与插孔136b和138b分离开。
在图4A至图4B所示的实施方式中，突出部分136a和138a设置在基座部分134的侧壁137上，并且它们对应的插孔136b和138b形成在盖部分132的侧壁135上。在另一实施方式中，突出部分136a和138a可以形成在盖部分132上，并且对应的插孔136b和138b可以设置在基座部分134上。
虽然本文中描述了卡扣接头136和138，但是所示的实施方式不以任何方式进行限制。应当理解，卡扣接头的数目不限于两个，并且数目可以变化例如一个或三个。此外，应当理解，使用卡扣接头仅是说明性的，并且根据本公开内容可以使用任何其他合适的结构将盖部分132和基座部分134接合在一起。
如图4A所示，盖部分132包括可以形成在盖部分132的后侧壁141上的三个通道140a、140b和140c。基座部分134包括可以形成在基座部分134的后侧壁143上的三个通道142a、142b和142c。盖部分132的通道140a、140b和140c以及基座部分134的通道142a、142b和142c可以对称地设置在后侧壁141和143上，使得可以形成三个近似圆形的通道，以便在壳体130关闭时容纳数据线166a、166b和166c。
两个分隔壁144a和144b(统称为144)可以形成在基座部分134的中心凹部中，并且向上并垂直于基座部分134的中心凹部的内底表面延伸。分隔壁144的高度可以等于或小于盖部分132和基座部分134的中心凹部的深度的总和，使得盖部分132和基座部分134可以配合在一起，以便完全关闭壳体130。分隔壁144的后端可以垂直地附接至后侧壁143的内表面。分隔壁144可以定位和配置成将基座部分134的中心凹部的后部区域大致均匀地分成三个子区域以便分别接收三条数据线166a、166b和166c。
第一悬臂146和第二悬臂148可以绕壳体130的前端的外表面的垂直中心线和水平中心线对称地形成在壳体130的前端的外表面上。第一悬臂146的两个半部146a和146b可以向外并分别与盖部分132的前侧壁145的外表面和基座部分134的前侧壁147的外表面垂直地延伸。同样地，第二悬臂148的两个半部148a和148b可以向外并分别与盖部分132的前侧壁145的外表面和基座部分134的前侧壁147的外表面垂直地延伸。
第一悬臂146可以包括第一臂118a以及可以形成在第一臂118a的远端处的第一钩118b。同样地，第二悬臂148可以包括第二臂116a以及形成在第二臂116a的远端处的第二钩116b。一对悬臂146和148可以被配置成配合到形成在插脚桥接件110中的第三插孔112中(如图5A至图5B所示)，从而将壳体130可拆卸地附接至插脚桥接件110。当期望壳体130与插脚桥接件110脱离时，用户可以向钩116b和118b施加向内指向的力，这可以使悬臂148和146与第三插孔112脱开。
虽然图4A至图4B描绘了用于容纳嵌入在电气插头中的温度传感器的壳体的示例性实施方式，但是本领域普通技术人员将会理解，在其他实施方式中，可以修改所描绘的示例。例如，应当理解，将悬臂146和148用于将壳体130连接至插脚桥接件110仅是示例性的，并且可以使用任何其他合适的布置来将壳体130附接至插脚桥接件110，例如使用黏合剂。还应当理解，壳体不限于容纳两个热敏电阻器，并且壳体可以被修改成容纳一个、三个、四个或更多个热敏电阻器。
如在图5A至图5B中更具体地示出的，第三插孔112可以被布置成使得在壳体130附接至插脚桥接件110时壳体130位于三个插脚102、104和106之间。优选地，第三插孔112可以大致布置在插脚桥接件110的中心处。在插头100是仅具有两个插脚的A型插头的另一实施方式中，第三插孔112可以被布置成使得壳体130在垂直方向上位于稍低于或高于两个插脚并且在水平方向上大致在两个插脚之间的中心处。如图5A中更具体地所示，第三插孔112可以是阶梯式狭缝并且包括窄部分113和宽部分114。窄部分113可以被配置成容纳第一臂118a和第二臂116a。宽部分114可以被配置成容纳第一钩118b和第二钩116b。宽部分114的宽度可以大于窄部分112的宽度。
图6A至图6D示出了根据本公开内容的示例性实施方式的组装电气插头100的过程。组装过程可以包括第一步骤210：通过使用紧固构件126将热敏电阻器120的电极连接至数据部分160的对应数据线，并且将插脚102、104和106连接至电力部分153的对应导体。组装过程可以包括第二步骤220：将热敏电阻器120安装到壳体130中，并且通过将一对悬臂146和148配合到第三插孔112中将壳体130可拆卸地附接至插脚桥接件110。组装过程可以包括第三步骤230：在插脚102、104和106连接至线缆150的部分之上形成内模170，该部分包括用于容纳连接至线缆150的数据部分160的热敏电阻器120的壳体130。组装过程还可以包括第四步骤240：在内模170之上形成外模180。本领域普通技术人员将会理解，任何合适的手段可以用于在连接部分之上形成内模170并在内模170之上形成外模180。
图7示出了用于容纳热敏电阻器的壳体130A的第二示例性实施方式。优选地，壳体130A可以由陶瓷制成。替代地，壳体130A可以由任何其他合适的绝缘材料制成。壳体130A可以具有细长形状，例如长椭圆形和细长矩形。壳体130A具有一定的厚度140A、一定的长度142A和一定的宽度144A，以便提供用于容纳插脚102和104以及一个或更多个热敏电阻器120的插孔并且能够嵌入在电气插头100中。
如图7所示，壳体130A包括一对插脚插孔132A和134A以及一对热敏电阻器插孔136A和138A。一对插脚插孔132A和134A以及一对热敏电阻器插孔136A和138A可以被布置成一行。一对插脚插孔132A和134A可以被定位和配置成分别容纳火线插脚102的后端和零线插脚104的后端。一对插脚插孔132A和134A可以被布置成与壳体130A的两端相邻。一对插脚插孔132A和134A可以具有圆柱形形状或任何其他合适的形状，以便容纳火线插脚102的后端和零线插脚104的后端。
一对热敏电阻器插孔136A和138A可以被定位和配置成分别容纳两个热敏电阻器120。一对热敏电阻器插孔136A和138A可以位于壳体130A的中心部分处，并且位于一对插脚插孔132A与134A之间。一对热敏电阻器插孔136A和138A可以具有立方体形状或任何其他合适的形状，以便容纳热敏电阻器器120。虽然图7描绘了示例性实施方式，但是本领域普通技术人员将会理解，各种实施方式可以修改所描绘的示例。例如，热敏电阻器插孔的数目不限于两个，并且可以是任何其他数目例如一个或三个。
图8示出了壳体130A、火线插脚102、零线插脚104、插脚桥接件110和线缆150的组装关系。壳体130A可以通过将火线插脚102、零线插脚104和热敏电阻器120配合到它们对应的插孔132A、134A、136A和138A中而被附接至插脚桥接件110的后表面。热敏电阻器120的电极122可以通过使用紧固构件126而被连接至线缆150的对应数据线。插脚102、104和106可以连接至线缆150的对应导体。
在将热敏电阻器120配合到其对应的插孔136A和138A中并且将热敏电阻器器120的电极122连接至线缆150的对应数据线之后，用户可以使用任何合适的导热黏合剂来填充热敏电阻器插孔136A和138A，以便保持热敏电阻器120与其对应的插孔136A或138A之间的紧密接触，从而有效地减小热阻率并且确保热敏电阻器120在预计使用寿命期间的稳定性能。通过示例而非限制的方式，导热黏合剂可以是道康宁(Dow Corning)TC-2035耐热黏合剂。应当理解，使用导热黏合剂仅是示例性的，并且任何其他合适的手段可以用于实现热敏电阻器120与对应的插孔136A或138A之间的紧密接触。
在将火线插脚102和零线插脚104配合到对应的插孔132A和134A中并且将插脚102连接至线缆150的对应导体之后，用户可以焊接插脚与插脚的各自插孔之间的接触区域，以便确保壳体130A与插脚102和104之间的紧密连接并且显著地减小热电阻率。应当理解，焊接插脚与插孔之间的接触区域仅是示例性的，并且可以使用任何其他合适的手段来确保壳体130A与插脚102和104之间的紧密连接。随后的形成内模170和外模180的组装步骤可以与上面关于壳体130的第一示例性实施方式所描述的组装步骤相同。
关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述的技术方案：
(1).一种电气插头，包括：
至少一个温度传感器，其嵌入在所述电气插头中以用于监测所述电气插头的温度；以及
数据线缆，用于将来自所述至少一个温度传感器的数据传送至控制器。
(2).根据(1)所述的电气插头，其中，所述至少一个温度传感器是热敏电阻器。
(3).根据(2)所述的电气插头，其中，存在两个热敏电阻器，一个热敏电阻器被布置成与所述电气插头的火线插脚相邻，而另一热敏电阻器被布置成与所述电气插头的零线插脚相邻。
(4).根据(1)所述的电气插头，其中，所述数据线缆包括用于屏蔽电噪声的屏蔽件，以准确地捕捉并传送来自所述至少一个温度传感器的温度数据。
(5).根据(4)所述的电气插头，其中，所述屏蔽件由铜的编织绞线组成。
(6).根据(1)所述的电气插头，还包括用于容纳所述至少一个温度传感器的壳体，所述壳体能够嵌入在所述电气插头中。
(7).根据(6)所述的电气插头，其中，所述壳体包括盖部分、铰链部分和基座部分。
(8).根据(7)所述的电气插头，其中，所述壳体还包括：至少一个第一连接构件，用于将所述盖部分和所述基座部分可拆卸地接合在一起。
(9).根据(8)所述的电气插头，其中，所述至少一个第一连接构件包括突出部分和第一插孔，所述突出部分能够可拆卸地配合到所述第一插孔中。
(10).根据(6)所述的电气插头，还包括：第二连接构件，用于将所述壳体可拆卸地附接至所述电气插头的插脚桥接件。
(11).根据(10)所述的电气插头，其中，所述第二连接构件包括形成在所述壳体上的一对悬臂和形成在所述插脚桥接件上的第二插孔，所述一对悬臂能够可拆卸地与所述第二插孔接合。
(12).根据(6)所述的电气插头，其中，所述壳体被配置成容纳第一插脚的端部和第二插脚的端部。
(13).根据(12)所述的电气插头，其中，所述壳体包括陶瓷。
(14).根据(12)所述的电气插头，其中，所述壳体具有细长形状。
(15).根据(14)所述的电气插头，其中，用于容纳所述第一插脚的端部的第一插脚插孔和用于容纳所述第二插脚的端部的第二插脚插孔以及用于容纳所述至少一个温度传感器的至少一个温度传感器插孔被大致布置成一行。
(16).根据(15)所述的电气插头，其中，所述至少一个温度传感器插孔被布置在所述第一插脚插孔与所述第二插脚插孔之间。
(17).根据(16)所述的电气插头，其中，导热黏合剂被填充到所述至少一个温度传感器插孔与所述至少一个温度传感器之间的空隙中。
(18).一种组装电气插头的方法，包括：
将至少一个温度传感器组装到壳体中；
将具有所述至少一个温度传感器的壳体嵌入在所述电气插头中；以及
将所述至少一个温度传感器连接至数据线缆以传送温度数据。
(19).根据(18)所述的方法，还包括：
在具有所述至少一个温度传感器的壳体上形成内模；以及
在所述内模上形成外模。
(20).根据(18)所述的方法，其中，所述壳体容纳两个温度传感器，一个温度传感器被布置成与所述电气插头的第一插脚相邻，而另一温度传感器被布置成与所述电气插头的第二插脚相邻。

Claims (17)

1.一种电气插头，包括：
至少一个温度组件，其嵌入在所述电气插头中以用于监测所述电气插头的温度；
壳体，其容纳所述至少一个温度组件，其中所述壳体由陶瓷形成；以及
数据线缆，用于将来自所述至少一个温度组件的数据传送至所述电气插头外部的至少一个控制器，
其中，所述至少一个温度组件包括第一温度传感器和第二温度传感器，其中，所述壳体嵌入在所述电气插头中，使得所述第一温度传感器和所述第二温度传感器被布置在位于所述电气插头的火线插脚和零线插脚的对应插孔之间的单独插孔中，并且与所述电气插头的火线插脚和零线插脚的对应插孔相邻，其中，所述壳体可拆卸地附接至所述电气插头的插脚桥接件，并且其中，所述壳体容纳所述数据线缆而不容纳与所述电气插头的火线插脚和零线插脚对应的接地插脚。
2.根据权利要求1所述的电气插头，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器是热敏电阻器。
3.根据权利要求2所述的电气插头，其中，一个热敏电阻器被布置成与所述电气插头的火线插脚相邻，而另一热敏电阻器被布置成与所述电气插头的零线插脚相邻。
4.根据权利要求1所述的电气插头，其中，所述数据线缆包括用于屏蔽电噪声的屏蔽件，以准确地捕捉并传送来自所述至少一个温度组件的温度数据。
5.根据权利要求4所述的电气插头，其中，所述屏蔽件由铜的编织绞线组成。
6.根据权利要求1所述的电气插头，还包括：第二连接构件，用于将所述壳体可拆卸地附接至所述电气插头的插脚桥接件。
7.根据权利要求6所述的电气插头，其中，所述第二连接构件包括形成在所述壳体上的一对悬臂和形成在所述插脚桥接件上的第二插孔，所述一对悬臂能够可拆卸地与所述第二插孔接合。
8.根据权利要求1所述的电气插头，其中，所述壳体被配置成容纳所述火线插脚的端部和所述零线插脚的端部。
9.根据权利要求1所述的电气插头，其中，所述壳体具有细长形状。
10.根据权利要求9所述的电气插头，其中，用于容纳所述火线插脚的端部的第一插脚插孔和用于容纳所述零线插脚的端部的第二插脚插孔以及用于容纳所述至少一个温度组件的至少一个温度传感器插孔被大致布置成一行。
11.根据权利要求1所述的电气插头，其中，导热黏合剂被填充到所述至少一个温度传感器插孔与所述至少一个温度组件之间的空隙中。
12.根据权利要求1所述的电气插头，其中，所述插脚桥接件具有背面，并且其中通过以下方式来将所述壳体附接至所述插脚桥接件的所述背面：将所述火线插脚和所述零线插脚插入到所述壳体对应插孔中并且穿过所述插脚桥接件，将所述第一温度传感器和所述第二温度传感器插入到用于所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的壳体插孔中并且用导热黏合剂来填充用于所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的插孔。
13.根据权利要求1所述的电气插头，其中，所述壳体由单件陶瓷形成。
14.一种组装电气插头的方法，包括：
将至少一个温度组件组装到壳体中，其中所述壳体由陶瓷或其他绝缘材料形成；
将具有所述至少一个温度组件的壳体嵌入在所述电气插头中；以及
将所述至少一个温度组件连接至数据线缆以将温度数据传送到所述电气插头外部，
其中，所述至少一个温度组件包括第一温度传感器和第二温度传感器，其中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器被布置在位于所述电气插头的火线插脚和零线插脚的对应插孔之间的单独插孔中，并且与所述电气插头的火线插脚和零线插脚的对应插孔相邻，其中，所述壳体可拆卸地附接至所述电气插头的插脚桥接件，并且其中，所述壳体容纳所述数据线缆而不容纳与所述电气插头的火线插脚和零线插脚对应的接地插脚。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
在具有所述至少一个温度组件的壳体上形成内模；以及
在所述内模上形成外模。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括：
在至少一个温度传感器插孔与所述至少一个温度组件之间的空隙中填充导热黏合剂。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括：
形成单件陶瓷的壳体。
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