CN113357104B - 多用途自动除冰机器人系统与有除冰需要的设备 - Google Patents
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Abstract
一种多用途自动除冰机器人系统,包括气源组件、与气源组件连接、用于对高压气流进行加热的流体加热器、与流体加热器连接的送气管组、用于喷射加热后的高压气流的喷头组件以及导轨组件。本发明还提供了一种安装有上述除冰机器人系统的有除冰需要的设备。本发明由气源组件提供高压气流,高压气流通过流体加热器进行加热生成高温高压气流,高温高压气流通过送气管组送至喷头组件并喷射高温高压气流进行融冰操作,从而实现风力发电机叶片的除冰。本发明结构设计合理,运行稳定,能够实现风力发电机叶片的高效率除冰,而且能够实现风力发电机叶片的整体除冰,从而解决风力发电机叶片表面结冰而存在的发电量损失以及运行安全性降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及自动机器人(或自动机械装置)技术领域,更具体地说,特别涉及一种多用途自动除冰机器人系统以及一种多种类的有除冰需要的设备或装置。
背景技术
包括风力发电机叶片、高寒区域设置的电线杆塔、5G通讯塔等设备或装置可以统称为“多种类的有除冰需要的设备或装置”,这些多种类的有除冰需要的设备或装置多数情况下会遇到结冰、积雪等自然现象。当结冰和积雪到一定程度时,不仅威胁到设备的正常运行,极端时还易发生设备损坏、倒塌等灾害事故。
发明内容
综上所述,如何解决多种类的有除冰需要的设备或装置表面结冰而存在的运行受限(或出力受限)以及运行安全性降低的问题,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种多用途自动除冰机器人系统,该多用途自动除冰机器人系统包括:
用于提供高压气流的气源组件;
与所述气源组件连接、用于对高压气流进行加热的流体加热器;
与所述流体加热器连接、用于输送加热后的高压气流的送气管组;
用于喷射加热后的高压气流的自动喷气除冰机器手组件,所述自动喷气除冰机器手组件包括有自动喷气除冰机器手,于所述自动喷气除冰机器手上设置有喷气除冰喷头;
用于带动所述自动喷气除冰机器手组件沿设备或装置的长度方向运动的导轨组件;
所述设备或装置为有除冰需要的设备或装置。
优选地,在本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统中,还包括有控制组件;所述控制组件包括有用于探测所述设备或装置的表面是否结冰的结冰探测装置以及与所述结冰探测装置信号连接的AI智能控制器,所述AI智能控制器与所述气源组件、所述流体加热器、所述自动喷气除冰机器手组件以及所述导轨组件控制连接。
优选地,在本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统中,所述自动喷气除冰机器手为与所述设备或装置的横截面和/或其外表面的轮廓形状吻合的除冰枪头,所述除冰枪头包括有喷头支撑,所述喷头支撑的结构依照所述设备或装置的结构特点设计;于所述自动喷气除冰机器手上设置有自动喷气除冰机器手送气管路,所述喷气除冰机器手与所述自动喷气除冰机器手送气管路连通;于所述自动喷气除冰机器手上设置有多个所述喷气除冰喷头,全部的所述喷气除冰喷头对称设置。
优选地,在本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统中,所述气源组件包括有空压机,与所述空压机连接有缓冲罐,所述缓冲罐与所述流体加热器连接。
优选地,在本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统中,所述送气管组为可自动收纳的盘管组。
优选地,在本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统中,所述导轨组件包括有直线导轨,于所述直线导轨上设置有受控运动的滑块,所述自动喷气除冰机器手设置于所述滑块上。
优选地,在本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统中,所述结冰探测装置为摄像头。
优选地,在本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统中,所述流体加热器为能够对气体进行电加热的电加热器。
本发明还提供了一种有除冰需要的设备,包括有支撑结构,所述支撑结构为塔身、机身或其他具有支撑功能的结构,于所述支撑结构的顶部设置有机头,于所述机头上设置有待除冰部件,所述待除冰部件位于所述支撑结构的正面。
基于上述结构设计,本发明所提供的有除冰需要的设备还包括有如上述的多用途自动除冰机器人系统;所述多用途自动除冰机器人系统的导轨组件设置于所述支撑结构的正面。
优选地,在本发明所提供的有除冰需要的设备中,还包括有用于对所述有除冰需要的设备或装置进行制动的制动装置以及用于检测所述待除冰部件位置的位置探测器;所述多用途自动除冰机器人系统包括有AI智能控制器,所述AI智能控制器与所述位置探测器信号连接,所述AI智能控制器与所述制动装置控制连接。
本发明提供了一种多用途自动除冰机器人系统,在本发明中,该多用途自动除冰机器人系统包括气源组件、与气源组件连接、用于对高压气流进行加热的流体加热器、与流体加热器连接、用于输送加热后的高压气流的送气管组、用于喷射加热后的高压气流的自动喷气除冰机器手组件以及用于带动自动喷气除冰机器手组件沿多种类的有除冰需要的设备或装置长度方向运动的导轨组件,其中,自动喷气除冰机器手组件包括有自动喷气除冰机器手,于自动喷气除冰机器手上设置有喷漆除冰喷头。本发明还提供了一种安装有上述多用途自动除冰机器人系统的多种类有除冰需要的设备或装置。
本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统由气源组件提供高压气流,高压气流通过流体加热器进行加热生成高温高压气流,高温高压气流通过送气管组送至自动喷气除冰机器手组件,自动喷气除冰机器手组件包括有环形结构的自动喷气除冰机器手,在自动喷气除冰机器手上设置有多个喷气除冰喷头,由喷气除冰喷头朝向多种类的有除冰需要的设备或装置喷射高温高压气流进行融冰操作,从而实现多种类的有除冰需要的设备或装置的除冰。
本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统结构设计合理,运行稳定,最重要的是能够实现多种类的有除冰需要的设备或装置的高效率除冰,而且能够实现多种类的有除冰需要的设备或装置的整体除冰,从而解决多种类的有除冰需要的设备或装置表面结冰而存在的发电量损失以及运行安全性降低的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
图1为本发明一实施例中多用途自动除冰机器人系统的结构示意简图;
图2为本发明一实施例中自动喷气除冰机器手组件在使用状态下的截面结构示意图;
图3为本发明一实施例中自动喷气除冰机器手组件在使用状态的结构示意简图。
在图1至图3中,部件名称与附图标记的对应关系为:
流体加热器1、送气管组2、自动喷气除冰机器手3、喷气除冰喷头4、结冰探测装置5、AI智能控制器6、空压机7、缓冲罐8、直线导轨9、支撑结构10、待除冰部件11。
其中,喷气除冰喷头4可以根据有除冰需要的设备或装置的结构特点进行单独设计;待除冰部件11为有除冰需要的设备或装置上易结冰且需要除冰的部位或者部件。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可在本发明中进行修改和变型。例如,示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是,本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“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,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“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;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连,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的具体含义。
请参考图1至图3,其中,图1为本发明一实施例中多用途自动除冰机器人系统的结构示意简图;图2为本发明一实施例中自动喷气除冰机器手组件在使用状态下的截面结构示意图;图3为本发明一实施例中自动喷气除冰机器手组件在使用状态的结构示意简图。
本发明提供了一种多用途自动除冰机器人系统,用于实现待除冰部件11的除冰,具体是指对多种类的有除冰需要的设备或装置上易结冰且需要除冰的待除冰部件11进行高温高压气流喷射除冰。
在本发明中,该多用途自动除冰机器人系统包括有如下组成部分:
1、用于提供高压气流的气源组件
气源组件用于提供高压气流,高压气流是指气压在0.6MPa-1.0MPa之间的气流,例如0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa,优选为0.8MPa。高温气流是指温度在60~70℃、70~80℃、80~90℃、90~100℃的压缩空气流,优先为70~80℃。
在本发明的一个具体实施方式中,气源组件包括有空压机7,空压机7用于压缩空气并输出高压气流(应当大于0.8MPa),空压机7包括有空压机出风口,空压机出风口通过耐高压风管连接有一个缓冲罐8,缓冲罐8为耐高压气罐,例如钢罐,缓冲罐8包括有缓冲罐进气口与缓冲罐出气口,缓冲罐进气口以及缓冲罐出气口上均设置有电子阀门(电子阀门为电子控制式气路阀门),这样能够实现缓冲罐进气口以及缓冲罐出气口的电子控制。与空压机7连接的耐高压风管与缓冲罐进气口连接,缓冲罐出气口也连接有一个耐高压风管,用于缓冲罐8内储存的高压气流输出。缓冲罐8与流体加热器1连接,具体是和与缓冲罐8连接的耐高压风管进行连接。
缓冲罐8的作用为储存高压气流,在非工作时,空压机7可以持续工作,由缓冲罐8储存高压气流,以备后续工作使用。设置有缓冲罐8能够保证本发明除冰工作的有效、顺利进行。
进一步地,本发明还可以在缓冲罐8与流体加热器1之间设置一个气流稳压设备,用于稳定气压向流体加热器1输出稳压、平顺的气流。
2、与气源组件连接、用于对高压气流进行加热的流体加热器1
在本发明中,流体加热器1为能够对气体进行电加热的电加热器。
具体地,流体加热器1包括有加热器外壳,在加热器外壳上设置有保温层,加热器外壳具有加热室,在加热室内设置有加热盘管以及电热丝,电热丝能够将电能转换成热能,加热盘管与缓冲罐8(或者气流稳压设备)连接,高压气流经过加热盘管时能够吸收热能实现高压气流的加热,高压气流经过流体加热器1后能够变成高温高压气流。
3、与流体加热器1连接、用于输送加热后的高压气流的送气管组2
在本发明中,送气管组2为可自动收纳的盘管组,盘管组能够实现耐高压送气管(盘管组的组成部分)的自动收纳。
具体地,盘管组包括有盘管架,在盘管架上采用S形设置有挂钩,在挂钩上方设置有横向轨道,在横向轨道上设置有纵向轨道,纵向轨道能够沿横向轨道移动,在纵向轨道上设置有滑架,在滑架上设置有对轮,对轮夹住耐高压送气管通过摩擦力实现耐高压送气管的收回,在耐高压送气管收回的过程中,横向轨道与纵向轨道同时工作,可以实现耐高压送气管以S形挂在挂钩上。或者,本发明可以采用手动方式直接将耐高压送气管收回。
4、用于喷射加热后的高压气流的自动喷气除冰机器手组件
在本发明中,自动喷气除冰机器手组件是用于对待除冰部件11喷射高温高压气流的部件。
具体地,自动喷气除冰机器手组件包括有自动喷气除冰机器手3,于自动喷气除冰机器手3上设置有喷气除冰喷头4(喷气除冰喷头4可以根据实际需要进行不同结构的单独设计)。自动喷气除冰机器手3采用硬质材料制成,例如铝型材或者耐候塑料。自动喷气除冰机器手3包括有与待除冰部件11的横截面(或表面)轮廓形状吻合的支撑结构10,支撑结构10依照被除冰体结构特点专门设计,自动喷气除冰机器手3(支撑结构10)能够套在(或置于)待除冰部件11上沿着待除冰部件11的长度方向进行移动,因此,自动喷气除冰机器手3应当大于待除冰部件11并且与待除冰部件11的表面具有一定的间隔。
于自动喷气除冰机器手3上设置有自动喷气除冰机器手送气管路,自动喷气除冰机器手送气管路与耐高压送气管连接,喷气除冰喷头4与自动喷气除冰机器手送气管路连通,高温高压气流能够从喷气除冰喷头4喷出。
通过设计人员的有限次结构设计,能够使得喷气除冰喷头4朝向待除冰部件11的表面喷出气流。
进一步地,于自动喷气除冰机器手3上设置有多个喷气除冰喷头4,全部的喷气除冰喷头4对称设置。全部的喷气除冰喷头4对称设置,具体是指喷气除冰喷头4环绕自动喷气除冰机器手3的内缘设置,全部的喷气除冰喷头4所喷射的气流的交汇点位于待除冰部件11的轴线上。再进一步地,如图3所示,喷气除冰喷头4在自动喷气除冰机器手3上设置有两层,两层喷气除冰喷头4间隔设置,喷气除冰喷头4倾斜设置并且两层喷气除冰喷头4相对倾斜。
5、用于带动自动喷气除冰机器手组件沿待除冰部件11长度方向运动的导轨组件。
导轨组件是安装到多种类的有除冰需要的设备或装置组的支撑结构10上,上述的支撑结构10具体是指塔身、机身或其他支撑结构,导轨组件用于驱动喷气除冰喷头4在高度方向上上下移动的装置。具体地,导轨组件包括有直线导轨9,于直线导轨9上设置有受控运动的滑块,自动喷气除冰机器手3设置于滑块上。
在本发明的一个具体实施方式中,直线导轨9包括有一根圆直轴(横截面为圆形的光轴),直线导轨9通过支架竖直设置在支撑结构10的表面,如果直线导轨9竖直设置,则直线导轨9相对于支撑结构10的外侧面为倾斜设置,直线导轨9的设置姿态由支架进行调整,在直线导轨9的一侧设置有与其平行的齿条,在直线导轨9上设置与其滑动配合的滑块,在滑块上设置有与直线导轨9滑动配合的直线轴承,滑块通过直线轴承安装在直线导轨9上,自动喷气除冰机器手组件安装在滑块上,自动喷气除冰机器手组件能够随滑块在直线导轨9上滑动。在滑块上还可以设置电机装置,电机装置通过齿轮减速系统连接有与与齿条啮合的驱动齿轮,驱动齿轮旋转能够带动滑块(以及滑块上设置的装置)沿直线导轨9上下移动。
在本发明的另一个具体实施方式中,在本发明的一个具体实施方式中,直线导轨9包括有一根圆直轴(横截面为圆形的光轴),直线导轨9通过支架竖直设置在支撑结构10的表面,如果直线导轨9竖直设置,则直线导轨9相对于支撑结构10的外侧面为倾斜设置,直线导轨9的设置姿态由支架进行调整。在直线导轨9上设置与其滑动配合的滑块,在滑块上设置有与直线导轨9滑动配合的直线轴承,滑块通过直线轴承安装在直线导轨9上,自动喷气除冰机器手组件安装在滑块上,自动喷气除冰机器手组件能够随滑块在直线导轨9上滑动。在直线导轨9的一侧并相对于直线导轨9的上下两端各设置有一个链轮,在两个链轮上设置有链条,链条与滑块连接,在多种类的有除冰需要的设备或装置的支撑结构10的下部设置有电机装置,电机装置通过减速系统连接有一个与链条配合的驱动链轮,通过链条旋转带动滑块(以及滑块上设置的装置)沿直线导轨9上下移动。
当然,在本发明中,导轨组件还可以采用螺杆驱动系统,既在多种类的有除冰需要的设备或装置组的塔身(机身或其他支撑结构)10上可转动地设置有一根螺纹杆,与螺纹杆螺纹配合有螺母,滑块与螺母固定连接,螺纹杆旋转能够驱动螺母以及滑块(以及滑块上设置的装置)沿螺纹杆上下移动。
6、控制组件
控制组件是本发明实现待除冰部件11自动除冰的智能控制核心。当然,基于上述结构设计,本发明还可以采用人工根据天气情况进行除冰。
在本发明中,控制组件包括有用于探测待除冰部件11表面是否结冰的结冰探测装置5以及与结冰探测装置5信号连接的AI智能控制器6。并且,AI智能控制器6与气源组件、流体加热器1、自动喷气除冰机器手组件以及导轨组件控制连接。
在本发明中,结冰探测装置5用于探测待除冰部件11的表面是否结冰,因此,结冰探测装置5可以为结冰探测器,也可以是摄像头。当结冰探测装置5为结冰探测器时,结冰探测器设置在待除冰部件11的表面,同时还设置有无线通信装置(例如SIM读卡器或者蓝牙或者是WIFI通信装置),由结冰探测器生成结冰信号,通过无线通信装置向外发出,之后可以由移动通信终端和/或AI智能控制器6接收,AI智能控制器6可以根据结冰信号启动气源组件、流体加热器1、自动喷气除冰机器手组件以及导轨组件进行自动除冰。当结冰探测装置5为摄像头时,摄像头通过安装架设置在多种类的有除冰需要的设备或装置机身的顶部,由摄像头获取待除冰部件11表面的图像信息,然后图像信息发送给AI智能控制器6进行分析,当待除冰部件11表面结冰,AI智能控制器6可以根据其分析结果启动气源组件、流体加热器1、自动喷气除冰机器手组件以及导轨组件进行自动除冰。
基于上述的多用途自动除冰机器人系统,本发明还提供了多种类的有除冰需要的设备或装置。多种类的有除冰需要的设备或装置包括有支撑结构10的顶部设置有机头,于机头上设置有待除冰部件11,待除冰部件11位于支撑结构10的正面。
上述的支撑结构10具体是指多种类的有除冰需要的设备或装置的主体支撑结构,可以为塔身或者机身,或者是其他支撑结构。
本发明所提供的多种类的有除冰需要的设备或装置还设置有如上述的多用途自动除冰机器人系统,由上述内容可知,本发明所提供的多用途自动除冰机器人系统包括有导轨组件,导轨组件设置于支撑结构10的正面,导轨组件包括有导轨以及滑块,导轨固定设置在塔身(机身或其他支撑结构)10上,滑块带动自动喷气除冰机器手组件在支撑结构10上(并且位于待除冰部件11的后侧)上下运动,在滑块上下运动时,自动喷气除冰机器手3能够带着喷气除冰喷头4套在(或置于)待除冰部件11(待除冰部件11处于静止状态)的外侧喷射高温高压气流。
为了避免在除冰过程中待除冰部件11突然转动而造成除冰系统以及待除冰部件11的结构损坏,本发明还设置有用于对多种类的有除冰需要的设备或装置11进行制动的制动装置以及用于检测待除冰部件11位置的待除冰部件位置探测器。
制动装置包括有刹车钳,在多种类的有除冰需要的设备或装置的电机轴上设置有刹车盘,与刹车钳动力连接有液压装置,由液压装置驱动刹车钳动作夹住刹车盘实现多种类的有除冰需要的设备或装置的制动。多用途自动除冰机器人系统包括有AI智能控制器6,AI智能控制器6与待除冰部件位置探测器信号连接,AI智能控制器6与制动装置控制连接。
待除冰部件位置探测器可以为编码器,由编码器获取发力发电机电机轴的旋转角度,通过AI智能控制器6逻辑运算后,确定待除冰部件11的位置,只有当待除冰部件11处于限定姿态(一般情况下三个待除冰部件11中的其中一个处于下垂竖直状态)时,多用途自动除冰机器人系统才会启动进行除冰。当然,待除冰部件位置探测器还可以为红外探测装置,在每一个待除冰部件11的背面设置有一个反射器(例如镜片),只有当待除冰部件11处于限定姿态(一般情况下三个待除冰部件11中的其中一个处于下垂竖直状态)时,红外探测装置才能够获取红外反射信号,AI智能控制器6根据是否有红外反射信号来控制多用途自动除冰机器人系统的启动进行除冰。
以上仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多用途自动除冰机器人系统,其特征在于,包括:
用于提供高压气流的气源组件;
与所述气源组件连接、用于对高压气流进行加热的流体加热器(1);
与所述流体加热器连接、用于输送加热后的高压气流的送气管组(2);
用于喷射加热后的高压气流的自动喷气除冰机器手组件,所述自动喷气除冰机器手组件包括有自动喷气除冰机器手(3),于所述自动喷气除冰机器手上设置有喷气除冰喷头(4);
用于带动所述自动喷气除冰机器手组件沿设备或装置的长度方向运动的导轨组件;
所述设备或装置为有除冰需要的设备或装置;
所述送气管组(2)为可自动收纳的盘管组;
盘管组能够实现耐高压送气管的自动收纳;
盘管组包括盘管架,在盘管架上采用S形设置有挂钩,在挂钩上方设置有横向轨道,在横向轨道上设置有纵向轨道,纵向轨道能够沿横向轨道移动,在纵向轨道上设置有滑架,在滑架上设置有对轮,对轮夹住耐高压送气管通过摩擦力实现耐高压送气管的收回,在耐高压送气管收回的过程中,横向轨道与纵向轨道同时工作,实现耐高压送气管以S形挂在挂钩上;
还包括有控制组件;
所述控制组件包括有用于探测所述设备或装置的表面是否结冰的结冰探测装置(5)以及与所述结冰探测装置信号连接的AI智能控制器(6),所述AI智能控制器与所述气源组件、所述流体加热器、所述自动喷气除冰机器手组件以及所述导轨组件控制连接;
所述自动喷气除冰机器手为与所述设备或装置的横截面和/或其外表面的轮廓形状吻合的除冰枪头,所述除冰枪头包括有喷头支撑,所述喷头支撑的结构依照所述设备或装置的结构特点设计;
于所述自动喷气除冰机器手上设置有自动喷气除冰机器手送气管路,所述喷气除冰机器手与所述自动喷气除冰机器手送气管路连通;
于所述自动喷气除冰机器手上设置有多个所述喷气除冰喷头,全部的所述喷气除冰喷头对称设置;
喷气除冰喷头环绕自动喷气除冰机器手的内缘设置,全部的喷气除冰喷头所喷射的气流的交汇点位于待除冰部件的轴线上,喷气除冰喷头在自动喷气除冰机器手上设置有两层,两层喷气除冰喷头间隔设置,喷气除冰喷头倾斜设置并且两层喷气除冰喷头相对倾斜。
2.根据权利要求1所述的多用途自动除冰机器人系统,其特征在于,
所述气源组件包括有空压机(7),与所述空压机连接有缓冲罐(8),所述缓冲罐与所述流体加热器连接。
3.根据权利要求1所述的多用途自动除冰机器人系统,其特征在于,
所述导轨组件包括有直线导轨(9),于所述直线导轨上设置有受控运动的滑块,所述自动喷气除冰机器手设置于所述滑块上。
4.根据权利要求1所述的多用途自动除冰机器人系统,其特征在于,
所述结冰探测装置为摄像头。
5.根据权利要求1所述的多用途自动除冰机器人系统,其特征在于,
所述流体加热器为能够对气体进行电加热的电加热器。
6.一种有除冰需要的设备,包括有支撑结构(10),所述支撑结构为塔身、机身或其他具有支撑功能的结构,于所述支撑结构的顶部设置有机头,于所述机头上设置有待除冰部件(11),所述待除冰部件位于所述支撑结构的正面,其特征在于,
还包括有如权利要求1至5任一项所述的多用途自动除冰机器人系统;
所述多用途自动除冰机器人系统的导轨组件设置于所述支撑结构的正面;
还包括有用于对所述有除冰需要的设备或装置进行制动的制动装置以及用于检测所述待除冰部件位置的位置探测器;
所述多用途自动除冰机器人系统包括有AI智能控制器,所述AI智能控制器与所述位置探测器信号连接,所述AI智能控制器与所述制动装置控制连接。
Priority Applications (1)
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