CN113064421B - 一种便携多模式移动机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携多模式移动机器人，包括第一、第二支架以交叉方式形成的平台以及第一、第二、第三、第四支链和锁止组件；在第一支架的两端向下安装第一、第三支链，在第二支架的两端向下安装第二、第四支链；第一、第三支链包括第一连杆、第二连杆和第一变形足；第二、第四支链包括第一连杆、第二连杆和第二变形足；第一支架和第二支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第一支架的第二连杆的第二端通过第三转动副同第一变形足第一端转动连接；第二支架的第二连杆的第二端通过第三转动副同第二变形足第一端转动连接。

Description

一种便携多模式移动机器人

技术领域：

本发明涉及矿井机器人设备的技术领域，尤其涉及一种便携多模式移动机器人。

背景技术：

到目前为止，矿井需要勘测、开发和保护，但其地形复杂，地下作业人员和科学考察者在复杂恶劣狭小的地形环境下作业，极大地限制了该类任务的深度和广度。因此迫切需要能适应该类环境的机器人来协同人类完成测量勘探、环境信息探测等任务。

现有的机器人大多是轮式、履带式和足式，传统的轮式与履带式移动机器人难以适应崎岖不平的复杂地形，足式机器人具有较强的灵活性和地形适应能力，但是其移动速度慢，能量效率低。

因此，为了提高机器人的便携性和环境适应能力，开发一种轻便易携和良好的环境适应能力的移动机器人极具现实意义。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术无法兼顾小巧便携和狭小复杂环境适应能力的缺陷，提供一种能够兼具高收缩折叠率和良好的环境适应能力的移动机器人。本发明的便携多模式移动机器人采用支链固定连接并收缩移动支链，机器人呈环形，机器人可滚动前进，能够提高机器人在极限环境下的运动稳定性。本发明通过控制系统对舵机进行分时控制，实现机构的折叠、滚动、行走等多模式间的自动切换，避免了单一运动方式的局限性。本发明的便携多模式移动机器人，不仅可应对狭小复杂的环境，移动通行能力强，且轻巧方便，可随身携带。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种便携多模式移动机器人，其特征在于：包括第一、第二支架以交叉方式形成的平台以及第一、第二、第三、第四支链和锁止组件；

在第一支架的两端向下安装第一、第三支链，在第二支架的两端向下安装第二、第四支链；第一、第三支链包括第一连杆、第二连杆和第一变形足；

第二、第四支链包括第一连杆、第二连杆和第二变形足；其中，第一支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第一变形足的第一端转动连接；

第二支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第二变形足的第一端转动连接；

当第一支链和第四支链连接时，第四支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第一支链中第一变形足的第二端锁止在一起；当第二支链和第三支链连接时，第二支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第三支链中第一变形足的第二端锁止在一起；第二连杆呈II型连杆，第一、第二变形足可通过转动折叠到II型连杆的中间。

在一个实施例中，锁止组件包括压簧、凸轮、闭合推块、第一锁止片、第二锁止片和定位轴销；在所述第一变形足的第二端设有第一锁止片，在第二变形足的第二端设有第二锁止片；压簧、凸轮和闭合推块沿第二变形足的长度方向依次设在接近第二变形足第二端的部位上，当第一锁止片叠加在第二锁止片的上方时，由凸轮转动到某一位置，压簧释放，将闭合推块向远离所述第二变形足的方向推出，由闭合推块压在所述第一锁止片的顶部形成上下约束，由定位销插入第一锁止片和第二锁止片在叠加时开设的定位孔中进行径向约束。

在一个实施例中，由第一舵机驱动所述第一转动副，由第二舵机驱动所述第二转动副，由第三舵机驱动所述第三转动副，由第四舵机驱动所述第四转动副，由第五舵机驱动所述凸轮的转动。

在一个实施例中，所述第一、第二支架以十字交叉方式形成的十字型平台。

在一个实施例中，在所述十字型平台中心位置的顶面开设凹槽，在凹槽内设有锁环和卡箍。

在一个实施例中，在所述十字型平台的背面设有控制所述第一、第二、第三、第四和第五舵机的控制系统。

在一个实施例中，多模式包括折叠模式或滚动模式或单向四足模式或双向四足模式；

折叠模式：所述第一、第二变形足与地面接触，通过分别驱动所述第四舵机调整好角度，所述第一、第二舵机和所述第三舵机相互配合，使所述第一、第二、第三、第四支链的变形足交会于所述十字型平台中心的底部，所述定位销轴插入所述定位孔后定位完毕，所述移动机器人被压缩到指定位置停止，所述第五舵机驱动凸轮释放压簧使四足锁止，以防松动，取出所述锁环并从所述十字型平台的中心上锁止，此时可将其提起运输；

滚动模式：初始时通过驱动各支链的所述第一、第二、第三和第四舵机，使所述第一支链和所述第四支链、所述第二支链和所述第三支链通过所述锁止部件固定为两条结合长链且与地面接触，其中所述第五舵机驱动所述凸轮使两条结合的支链锁定，当驱动所述第一、第二和所述第三舵机，各支链的所述第一连杆、所述第二连杆和所述十字型平台一起运动迫使机器人整体重心发生偏移，当偏移到一定位置时，所述移动机器人整体发生倾转，此时变形足结合长链脱离地面，所述第二连杆与地面接触，完成一步滚动动作；

单向四足模式：沿所述平台的某一转向依次安装所述第一、第二、第三、第四支链，控制所述第三舵机使可各支链的变形足收至II连杆之间，所述第一、第二支链的第一转动副与所述第三、第四支链的第一转动副都是同轴线，所述第一、第二支链的第一转动副轴线与所述第三、第四支链的第一转动副轴线之间相互平行，驱动所述第一舵机和所述第二舵机使其所述第一、第二支链伸展，驱动所述第一舵机和所述第二舵机使其所述第三、第四支链收缩并有向前跨步的形状，伸展的所述第一、第二支链在所述第一、第二舵机的驱动下收叠，直至所述第三、第四支链触地，完成一次直线行走；

双向四足模式：沿所述平台的某一转向依次安装所述第一、第二、第三、第四支链，所述第一、第三支链上的第一转动副的轴线相互平行，所述第二、第四支链上的第一转动副的轴线相互平行，所述第一、第三支链的转动副轴线与所述第二、第四支链的第一转动副轴线之间相互垂直，驱动所述第一、第四支链的第一、第二转动副使其伸展，驱动所述第二、第三支链的第一、第二转动副使其收缩并形成向前跨步的形状，然后将伸展的所述第一、第四支链收叠，直至所述第二、第三支链触地，完成一次直线行走，下一次行走方向可选择继续直线行走或与原方向垂直行走。

在一个实施例中，所述第一、第二、第三、第四、第五舵机自带角度编码器，可记录机器人整体动作及位置。

在一个实施例中，分别与所述控制系统连接的组件包括光电遁迹模块和光电传感器；光电遁迹模块可用于采集机器人运动的轨迹并将信息传送到控制系统；光电传感器用于检测运动方向的前方障碍物并将信息传送到控制系统；所述控制系统分别与所述第一、第二、第三、第四和第五舵机连接，所述控制系统用于对各舵机反馈的信息进行分析处理，得到最优运动路径及相应的控制方案而后根据控制方案控制所述第一、第二舵机、第三、第四和第五舵机完成任务。

在一个实施例中，所述控制系统为单片机，所述平台采用碳素纤维复合材料，所述的第一、第二锁止片形状各异，通过控制可相互契合。

本发明的主要优点或有益效果在于：

第一、本发明的便携多模式移动机器人，结构设计合理，四条支链的结构设计，赋予了机器人多种包括折叠模式、滚动模式、单向四足模式及双向四足模式在内的多种模式，提高了其移动性能，环境适应能力强，极具应用前景；

第二、本发明的便携多模式移动机器人，通过控制系统对各舵机进行分时控制，可实现运动模式之间的自动转换，自动化程度高，占用空间小，对复杂环境勘探有很大帮助。

附图说明：

图1揭示了本发明一实施例中，一种便携多模式移动机器人的滚动模式下的安装结构装配图；

图2揭示了本发明一实施例中,一种便携多模式移动机器人折叠模式的安装结构示意图；

图3揭示了本发明一实施例中，便携多模式移动机器人单向四足模式下的结构示意图；

图4揭示了本发明一实施例中，一种便携多模式移动机器人双向四足模式下的安装结构示意图；

图5揭示了本发明一实施例中，一种便携多模式移动机器人单个可变形支链的结构示意图；

图6揭示了本发明一实施例中，一种便携多模式移动机器人在两个支链结合的组装图；

图7揭示了本发明一实施例中，一种便携多模式移动机器人在折叠模式下的四个变形足堆叠处的局部放大图；

图8揭示了本发明一实施例中，一种便携多模式移动机器人在两个支链结合时的锁止状态示意图；其中图8a为主视图，图8b为俯视图；

图9揭示了本发明一实施例中，一种便携多模式移动机器人在两个支链结合时的解锁状态示意图；其中图9a为主视图，图9b为俯视图。

具体实施方式：

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实施例中的具体含义。

参考图1并结合图5、图6、图8和图9，在某些实施例的一种便携多模式移动机器人，包括第一支架1、第二支架2以交叉方式形成的平台100以及第一支链11、第二支链12、第三支链13、第四支链14和锁止组件；

在第一支架1的两端向下安装第一支链11和第三支链13，在第二支架2的两端向下安装第二支链12和第四支链14；

第一、第三支链包括第一连杆111、第二连杆112和第一变形足113；

第二、第四支链包括第一连杆111、第二连杆112和第二变形足114；

其中，第一支架1通过第四转动副24同旋转连接块41转动连接，第一连杆111的第一端通过第一转动副21同旋转连接块41转动连接，第一连杆111的第二端通过第二转动副22同第二连杆112的第一端转动连接，第二连杆112的第二端通过第三转动副23同第一变形足113的第一端转动连接；

第二支架2通过第四转动副24同旋转连接块41转动连接，第一连杆111的第一端通过第一转动副21同旋转连接块41转动连接，第一连杆111的第二端通过第三转动副23同第二连杆112的第一端转动连接，第二连杆112的第二端通过第三转动副23同第二变形足114的第一端转动连接；

当第一支链11和第四支链14连接时，第四支链14中第二变形足114的第二端通过锁止组件3与第一支链11中第一变形足113的第二端锁止在一起；

当第二支链12和第三支链13连接时，第二支链12中第二变形足114的第二端通过锁止组件与第三支链13中第一变形足113的第二端锁止在一起；

第二连杆112呈II型连杆，第一变形足113、第二变形足114可通过转动折叠到II型连杆的中间。

进一步的，锁止组件3包括压簧31、凸轮32、闭合推块33、第一锁止片34、第二锁止片35和定位轴销36；

在第一变形足113的第二端设有第一锁止片34，在第二变形足114的第二端设有第二锁止片35；

压簧31、凸轮32和闭合推块33沿第二变形足114的长度方向依次设在接近第二变形足114第二端的部位上，当第一锁止片34叠加在第二锁止片35的上方时，由凸轮32转动到某一位置，压簧31释放，将闭合推块33向远离所述第二变形足114的方向推出，由闭合推块33压在第一锁止片34的顶部形成上下约束，由定位销36插入第一锁止片34和第二锁止片35在叠加时开设的定位孔中进行径向约束。

进一步地，由第一舵机驱动第一转动副21，由第二舵机驱动第二转动副22，由第三舵机驱动第三转动副23，由第四舵机驱动第四转动副24，由第五舵机驱动所述凸轮32的转动。

进一步地，第一支架1、第二支架2以十字交叉方式形成的十字型平台。

进一步地，在十字型平台中心位置的顶面开设凹槽，在凹槽内设有锁环51和卡箍52。

进一步地，在十字型平台的背面设有控制所述第一、第二、第三、第四和第五舵机的控制系统(图中未标注)。

进一步地，多模式包括折叠模式或滚动模式或单向四足模式或双向四足模式；

参考图2中的折叠模式：所述第一、第二变形足与地面接触，通过分别驱动第四舵机调整好角度，第一、第二舵机和第三舵机相互配合，使所述第一、第二、第三、第四支链的变形足交会于所述十字型平台中心的底部，定位销轴插入定位孔后定位完毕，移动机器人被压缩到指定位置停止，第五舵机驱动凸轮释放压簧使四足锁止，以防松动，取出锁环并从所述十字型平台的中心上锁至，此时可将其提起运输；

参考图1中的滚动模式：初始时通过驱动各支链的所述第一、第二、第三和第四舵机，使第一支链和第四支链、第二支链和第三支链通过锁止部件固定为两条结合长链且与地面接触，其中第五舵机驱动所述凸轮使两条结合的支链锁定，当驱动第一、第二和所述第三舵机，各支链的第一连杆、第二连杆和十字型平台一起运动迫使机器人整体重心发生偏移，当偏移到一定位置时，所述移动机器人整体发生倾转，此时变形足结合长链脱离地面，所述第二连杆与地面接触，完成一步滚动动作；

参考图3中的单向四足模式：沿所述平台的某一转向依次安装所述第一、第二、第三、第四支链，控制所述第三舵机使可各支链的变形足收至II连杆之间，所述第一、第二支链的第一转动副与所述第三、第四支链的第一转动副都是同轴线，所述第一、第二支链的第一转动副轴线与所述第三、第四支链的第一转动副轴线之间相互平行，驱动所述第一舵机和所述第二舵机使其所述第一、第二支链伸展，驱动所述第一舵机和所述第二舵机使其所述第三、第四支链收缩并有向前跨步的形状，伸展的所述第一、第二支链在所述第一、第二舵机的驱动下收叠，直至所述第三、第四支链触地，完成一次直线行走；

参考图4中的双向四足模式：沿所述平台的某一转向依次安装所述第一支链11、第二支链12、第三支链13和第四支链14o，所述第一、第三支链上的第一转动副的轴线相互平行，所述第二、第四支链上的第一转动副的轴线相互平行，所述第一、第三支链的转动副轴线与所述第二、第四支链的第一转动副轴线之间相互垂直，驱动所述第一、第四支链的第一、第二转动副使其伸展，驱动所述第二、第三支链的第一、第二转动副使其收缩并形成向前跨步的形状，然后将伸展的所述第一、第四支链收叠，直至所述第二、第三支链触地，完成一次直线行走，下一次行走方向可选择继续直线行走或与原方向垂直行走。

进一步地，所述第一、第二、第三、第四、第五舵机自带角度编码器，可记录机器人整体动作及位置。

进一步地，分别与所述控制系统连接的组件包括光电遁迹模块和光电传感器；

光电遁迹模块可用于采集机器人运动的轨迹并将信息传送到控制系统；

光电传感器用于检测运动方向的前方障碍物并将信息传送到控制系统；

所述控制系统分别与所述第一、第二、第三、第四和第五舵机连接，所述控制系统用于对各舵机反馈的信息进行分析处理，得到最优运动路径及相应的控制方案而后根据控制方案控制所述第一、第二舵机、第三、第四和第五舵机完成任务。

进一步地，控制系统为单片机，平台采用碳素纤维复合材料，所述的第一、第二锁止片形状各异，通过控制可相互契合。

需要补充说明的是：

双向四足模式同单向四足模式的不同点在于：下一次行走的方向可选择继续直线行走或与原方向垂直行走。

平台采用碳素纤维复合材料，强度高且具有优秀的抗腐蚀与辐射性能。

本发明的设计精巧，折叠模式时机器人轻便易携；滚动模式时机器人呈环形，机器人可滚动前进，稳定性好；四足模式时具有优良的越障和避障能力；

各模式之间自适应切换，对于每个移动执行构件仅需要几个驱动电机相互配合即可实现移动功能和模式切换功能，降低了机构复杂程度，减小了整机质量。

精密的系统控制能够提高机器人寿命和续航能力，这能够极大地提高多模式移动机器人的性能。

本发明通过对舵机的分时控制，实现机构的折叠、滚动、单向四足及双向四足等多模式间的自动切换，避免了单一运动方式的局限性。本发明的便携多模式移动机器人，不仅可应对狭小复杂的环境，移动通行能力强，且轻巧方便，可随身携带。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种便携多模式移动机器人，其特征在于：包括第一、第二支架以交叉方式形成的平台以及第一、第二、第三、第四支链和锁止组件；

在第一支架的两端向下安装第一、第三支链，在第二支架的两端向下安装第二、第四支链；

第一、第三支链包括第一连杆、第二连杆和第一变形足；

第二、第四支链包括第一连杆、第二连杆和第二变形足；

其中，第一支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第二转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第一变形足的第一端转动连接；

第二支架通过第四转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第一端通过第一转动副同旋转连接块转动连接，第一连杆的第二端通过第三转动副同第二连杆的第一端转动连接，第二连杆的第二端通过第三转动副同第二变形足的第一端转动连接；

当第一支链和第四支链连接时，第四支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第一支链中第一变形足的第二端锁止在一起；

当第二支链和第三支链连接时，第二支链中第二变形足的第二端通过锁止组件与第三支链中第一变形足的第二端锁止在一起；

第二连杆呈II型连杆，第一、第二变形足可通过转动折叠到II型连杆的中间；

锁止组件包括压簧、凸轮、闭合推块、第一锁止片、第二锁止片和定位轴销；

在所述第一变形足的第二端设有第一锁止片，在第二变形足的第二端设有第二锁止片；

压簧、凸轮和闭合推块沿第二变形足的长度方向依次设在接近第二变形足第二端的部位上，当第一锁止片叠加在第二锁止片的上方时，由凸轮转动到某一位置，压簧释放，将闭合推块向远离所述第二变形足的方向推出，由闭合推块压在所述第一锁止片的顶部形成上下约束，由定位销插入第一锁止片和第二锁止片在叠加时开设的定位孔中进行径向约束；

由第一舵机驱动所述第一转动副，由第二舵机驱动所述第二转动副，由第三舵机驱动所述第三转动副，由第四舵机驱动所述第四转动副，由第五舵机驱动所述凸轮的转动；

所述第一、第二支架以十字交叉方式形成的十字型平台；

在所述十字型平台中心位置的顶面开设凹槽，在凹槽内设有锁环和卡箍；

在所述十字型平台的背面设有控制所述第一、第二、第三、第四和第五舵机的控制系统；

多模式包括折叠模式或滚动模式或单向四足模式或双向四足模式；

折叠模式：所述第一、第二变形足与地面接触，通过分别驱动所述第四舵机调整好角度，所述第一、第二舵机和所述第三舵机相互配合，使所述第一、第二、第三、第四支链的变形足交会于所述十字型平台中心的底部，所述定位销轴插入所述定位孔后定位完毕，所述移动机器人被压缩到指定位置停止，所述第五舵机驱动凸轮释放压簧使四足锁止，以防松动，取出所述锁环并从所述十字型平台的中心上锁止，此时可将其提起运输；

滚动模式：初始时通过驱动各支链的所述第一、第二、第三和第四舵机，使所述第一支链和所述第四支链、所述第二支链和所述第三支链通过所述锁止部件固定为两条结合长链且与地面接触，其中所述第五舵机驱动所述凸轮使两条结合的支链锁定，当驱动所述第一、第二和所述第三舵机，各支链的所述第一连杆、所述第二连杆和所述十字型平台一起运动迫使机器人整体重心发生偏移，当偏移到一定位置时，所述移动机器人整体发生倾转，此时变形足结合长链脱离地面，所述第二连杆与地面接触，完成一步滚动动作；

单向四足模式：沿所述平台的某一转向依次安装所述第一、第二、第三、第四支链，控制所述第三舵机使可各支链的变形足收至II连杆之间，所述第一、第二支链的第一转动副与所述第三、第四支链的第一转动副都是同轴线，所述第一、第二支链的第一转动副轴线与所述第三、第四支链的第一转动副轴线之间相互平行，驱动所述第一舵机和所述第二舵机使其所述第一、第二支链伸展，驱动所述第一舵机和所述第二舵机使其所述第三、第四支链收缩并有向前跨步的形状，伸展的所述第一、第二支链在所述第一、第二舵机的驱动下收叠，直至所述第三、第四支链触地，完成一次直线行走；

双向四足模式：沿所述平台的某一转向依次安装所述第一、第二、第三、第四支链，所述第一、第三支链上的第一转动副的轴线相互平行，所述第二、第四支链上的第一转动副的轴线相互平行，所述第一、第三支链的转动副轴线与所述第二、第四支链的第一转动副轴线之间相互垂直，驱动所述第一、第四支链的第一、第二转动副使其伸展，驱动所述第二、第三支链的第一、第二转动副使其收缩并形成向前跨步的形状，然后将伸展的所述第一、第四支链收叠，直至所述第二、第三支链触地，完成一次直线行走，下一次行走方向可选择继续直线行走或与原方向垂直行走。

2.根据权利要求1所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于：所述第一、第二、第三、第四、第五舵机自带角度编码器，可记录机器人整体动作及位置。

3.根据权利要求1所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于：分别与所述控制系统连接的组件包括光电遁迹模块和光电传感器；

光电遁迹模块可用于采集机器人运动的轨迹并将信息传送到控制系统；

光电传感器用于检测运动方向的前方障碍物并将信息传送到控制系统；

所述控制系统分别与所述第一、第二、第三、第四和第五舵机连接，所述控制系统用于对各舵机反馈的信息进行分析处理，得到最优运动路径及相应的控制方案而后根据控制方案控制所述第一、第二舵机、第三、第四和第五舵机完成任务。

4.根据权利要求3所述的一种便携多模式移动机器人，其特征在于，所述控制系统为单片机，所述平台采用碳素纤维复合材料，所述的第一、第二锁止片形状各异，通过控制可相互契合。

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