CN113703062A - 一种岩溶地质环境监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地质环境监测技术领域,且公开了一种岩溶地质环境监测装置,包括支撑座,所述支撑座内设置有容置腔,所述容置腔中填充有支撑液,所述容置腔的开口处密封设置有形变垫,所述形变垫漂浮于所述支撑液上,所述形变垫上固定安装有地质雷达。本发明,通过在支撑座的容置腔中密封设置形变垫,并在支撑座的容置腔中填充支撑液,支撑液可对形变垫支撑,从而实现对地质雷达的支撑,使得地质雷达和形变垫浮在支撑液的液面上,地质雷达的质量平均分布,由于在平稳状态下,支撑液的液面始终为水平状态,所以当地面发生沉降时,待到支撑液由短暂的晃动变得平稳之后,地质雷达可重新恢复到水平状态。
Description
技术领域
本发明涉及地质环境监测技术领域,具体涉及一种岩溶地质环境监测装置。
背景技术
岩溶,是水对可溶性岩石(碳酸盐岩、石膏、岩盐等)进行以化学溶蚀作用为主,流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用,以及由这些作用所产生的现象的总称,我国的岩溶地区主要集中在西南地区,由于岩溶地区地形地貌复杂,生态环境脆弱,随着人类对岩溶区土地资源、水资源和矿产资源的开发,导致岩溶地区时常发生塌陷现象,这对于位于岩溶区域的城市来说是非常严重的地质灾害,严重影响城市的建设和人们的生活安全,所以对岩溶地质环境进行有效的监测,防患于未然,是非常重要的工作。
现有技术中,对岩溶地质环境检测的装置主要采用地质雷达进行监测,但是岩溶区的地表面多为会此起彼伏,凹凸不平的形状,这使得地质雷达很难水平的安装在地面上,而且随着时间的推移,岩溶区的地面会发生不同程度的沉降,导致原本水平安装好的地质雷达会发生倾斜,从而严重影响检测结果的准确性。如申请号为CN201811005201.5,授权公告号为CN109188539B,名称为“一种用于岩溶地质环境监测的装置”的中国发明专利,公布了“一种用于岩溶地质环境监测的装置,包括地质雷达,所述地质雷达的底端螺钉连接有支撑部件,所述支撑部件的左右两侧均卡接有收紧机构的一侧,且收紧机构的另一侧焊接有横板,所述横板的顶端插接有锥形柱;所述支撑部件包括底板,所述底板的下表面预留有若干个凹槽,所述凹槽的内腔顶端卡接有弹簧,所述弹簧的底端卡接有滑板,所述滑板的左右两侧内嵌在凹槽内腔左右两侧开设的滑槽内腔,所述滑板的底端焊接有矩形杆,所述矩形杆的底端延伸出底板”,该发明,通过若干个弹簧和矩形杆的配合,对该装置进行安装时,矩形杆与地面接触会挤压弹簧收缩,使得地质雷达即使要安装在凹凸不平的地面上也可进行水平安装,或者地面沉降后产生凹凸不平的现象,也可以保持地质雷达水平的状态。
上述发明专利,通过弹簧和矩形杆的配合,可以在一定程度上解决地质雷达在凹凸不平的地面上也可进行水平安装的问题,但是并不能完全有效的解决地面沉降后,原本水平安装的地质雷达依然可以保持水平状态的问题,因为上述发明专利采用的可调节结构为弹簧,当位于地质雷达前后两侧的某处地面发生沉降时,该沉降位置所对应的弹簧就会伸长,以使对应的矩形杆与地面抵接,但是弹簧伸长后,其自身的弹力就会减小,使得该弹簧的弹力不足以支撑起地质雷达以使地质雷达水平,从而原本水平安装的地质雷达会向下压迫长度伸长的弹簧,导致地质雷达发生前后倾斜,从而造成地质雷达的监测不准确,而地质雷达安装在支撑部件上,支撑部件左右两侧的收紧机构是利用链条的收卷对支撑部件进行固定,而链条为易变形且是位于支撑件的左右两侧,使得收紧机构也无法改变地质雷达发生前后倾斜的状况,所以上述发明专利不能完全有效的解决地面沉降后,原本水平安装的地质雷达依然可以保持水平状态的问题,从而易造成地面沉降后,地质雷达的监测结果不准确的情况发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种岩溶地质环境监测装置,以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种岩溶地质环境监测装置,包括支撑座,所述支撑座内设置有容置腔,所述容置腔中填充有支撑液,所述容置腔的开口处密封设置有形变垫,所述形变垫漂浮于所述支撑液上,所述形变垫上固定安装有地质雷达。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述形变垫为弹性橡胶垫。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述支撑座上开设有灌液口,所述灌液口内可拆卸地密封设置有密封塞。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述灌液口呈圆柱形,所述密封塞包括螺纹管,所述螺纹管与灌液口螺接,所述螺纹管通过弹簧连接有活塞,所述活塞位于灌液口内并与灌液口的内壁滑动贴合,所述螺纹管位于灌液口外部的端部螺接有用于对弹簧限位的盖体。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述螺纹管的内壁上设置有环状凸缘,所述弹簧的一端固定连接有活动板,另一端与活塞固定连接,所述活动板滑动设置在所述环状凸缘和盖体之间,且所述活动板的直径大于环状凸缘的内直径。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述支撑座上对称设置有多个支撑腿,所述支撑腿为管体,各个所述支撑腿的内腔均与所述腔室相连通,所述支撑腿的内腔中滑动密封设置有用于与地面接触的支撑杆。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述支撑座上对称设置有多个配重件,所述配重件包括与支撑座固定连接的连接绳,所述连接绳上固定安装有多个间隔设置的重力块。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述配重件的数量与支撑腿的数量相同,各个所述配重件分别位于多个支撑腿两两之间的中心线上。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述地质雷达位于支撑座的中心位置。
上述的岩溶地质环境监测装置,所述支撑杆的外表面设置有凹槽,所述凹槽内嵌入有密封圈,所述密封圈的外表面与支撑腿的内壁相挤压,所述支撑腿的底部螺接有限位管,所述限位管的内壁与支撑杆的外表面滑动贴合。
在上述技术方案中,本发明提供的一种岩溶地质环境监测装置,通过在支撑座的容置腔中密封设置形变垫,并在支撑座的容置腔中填充支撑液,支撑液可对形变垫支撑,从而实现对地质雷达的支撑,使得地质雷达和形变垫浮在支撑液的液面上,地质雷达的质量平均分布,且由于在平稳状态下,支撑液的液面始终为水平状态,使得地质雷达也为水平状态,与现有技术相比,当地面发生沉降时,待到支撑液由短暂的晃动变得平稳之后,地质雷达可重新恢复水平状态,从而可有效解决地面沉降后,原本水平安装的地质雷达依然可以保持水平状态的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的岩溶地质环境监测装置的第一视角的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的岩溶地质环境监测装置的第二视角的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的岩溶地质环境监测装置的第三视角的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的岩溶地质环境监测装置的正视剖视图;
图5为本发明实施例提供的岩溶地质环境监测装置的A部放大结构示意图;
图6为本发明实施例提供的岩溶地质环境监测装置的B部放大结构示意图;
图7为本发明实施例提供的连接球与第一承受座以及第二承受座之间的连接关系剖视图;
图8为本发明实施例提供的密封塞与支撑座的连接关系剖视图。
附图标记说明:
1、地质雷达;2、支撑座;201、容置腔;3、密封塞;301、盖体;302、活动板;303、螺纹管;304、弹簧;305、活塞;4、形变垫;5、支撑腿;6、限位管;7、支撑杆;8、伸缩杆;9、固定盘;10、固定钉;11、挤压弹簧;12、配重件;13、第一承受座;14、第二承受座;15、螺丝孔;16、连接球;17、连接片。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1-8所示,本发明实施例提供的一种岩溶地质环境监测装置,包括支撑座2,支撑座2内设置有容置腔201,容置腔201中填充有支撑液,容置腔201的开口处密封设置有形变垫4,形变垫4漂浮于支撑液上,形变垫上固定安装有地质雷达1。
具体的,本实施例提供的岩溶地质环境监测装置用于对岩溶地区进行土质监测,避免因地面沉降造成经济损失和人身伤害,本实施例中地质雷达1质量均匀分布,其重心位于中心位置。支撑座2用于与地面接触,容置腔201用于盛放支撑液,形变垫4通过胶粘的方式固定安装在容置腔201的开口处,并将容置腔201的开口密封,使得支撑液不会从容置腔201中流出,支撑液可为水或者油,用于对形变垫4和地质雷达1进行支撑,使得地质雷达1和形变垫4浮在支撑液的液面上,因为地质雷达1质量均匀分布,当支撑液平稳时,地质雷达1在形变垫4上不会倾斜。本实施例中岩溶地质环境监测装置的工作原理为,将安装有地质雷达1的支撑座2放置在所需要监测的地面上,稍等片刻后,支撑液逐渐平稳,使得液面呈水平状态,因为地质雷达1和形变垫4浮在支撑液的液面上,所以此时地质雷达1为水平状态,当地面发生沉降导致地面凹凸不平时,支撑座2会发生倾斜,使得支撑液会发生轻微晃动,但等待短暂的时间后,支撑液会自动恢复平稳,此时支撑液的液面自动恢复到水平状态,从而地质雷达1也将再次恢复水平状态。现有技术中,当位于地质雷达1前后两侧的某处地面发生沉降时,该沉降位置所对应的弹簧就会伸长,以使对应的矩形杆与地面抵接,但是弹簧伸长后,其自身的弹力就会减小,使得该弹簧的弹力不足以支撑起地质雷达以使地质雷达水平,从而原本水平安装的地质雷达会向下压迫长度伸长的弹簧,导致地质雷达发生前后倾斜,从而造成地质雷达的监测不准确的情况。本发明的主要创新点在于,在支撑座2的内部开设了容置腔201,并在容置腔201中填充了支撑液,支撑液将地质雷达1和形变垫4浮在液面上,利用支撑液的液面始终会在支撑液平稳后保持水平的作用下,可保证地质雷达1在地面发生沉降后依然能自动恢复到水平状态。
本实施例中,通过在支撑座2的容置腔201中密封设置形变垫4,并在支撑座2的容置腔201中填充支撑液,支撑液可对形变垫4支撑,从而实现对地质雷达1的支撑,使得地质雷达1和形变垫4浮在支撑液的液面上,地质雷达1的质量平均分布,且由于在平稳状态下,支撑液的液面始终为水平状态,使得地质雷达1也为水平状态,与现有技术相比,当地面发生沉降时,待到支撑液由短暂的晃动变得平稳之后,地质雷达1可重新恢复水平状态,从而确保了原本呈水平状态的地质雷达1可以在地面发生沉降后依然保持水平状态。
本实施例中,通过设置支撑液使得地质雷达1不会与硬质物体碰触,可对地质雷达1起到很好的缓冲作用,从而不易使地质雷达1发生损坏。
本实施例中,形变垫4为弹性橡胶垫,弹性橡胶垫的重力小,可使其漂浮在支撑液的液面上,同时利用其弹性特性,当将地质雷达1安装在形变垫4上时,地质雷达1的重力使得形变垫4发生形变,使形变垫4的底部与支撑液的液面相贴合,确保了地质雷达1所覆盖的形变垫4的面为水平面,从而使得地质雷达1保持水平。
本实施例中,支撑座2上开设有灌液口,灌液口内可拆卸地密封设置有密封塞3。灌液口用于对容置腔201中添加支撑液,密封塞3可在添加好支撑液后,对灌液口密封,防止支撑液泄漏。
进一步的,灌液口呈圆柱形,密封塞3包括螺纹管303,螺纹管303与灌液口螺接,螺纹管303通过弹簧304连接有活塞305,活塞305位于灌液口内并与灌液口的内壁滑动贴合,螺纹管303位于灌液口外部的端部螺接有用于对弹簧304限位的盖体301。利用螺纹管303与灌液口的螺接,可实现密封塞3与灌液口的可拆卸连接;利用活塞305可进一步提高对灌液口的密封效果;弹簧304起到进一步的缓冲的作用,同时弹簧304还用于消耗支撑液晃动时的动能,从而减小支撑液晃动的频率,使支撑液更快的恢复平稳状态。
因为,当支撑座2发生晃动或者倾斜时,支撑液产生动能,使得支撑液在容置腔201中发生不同程度的晃动,支撑液的晃动显然不利于地质雷达1快速恢复水平状态,通过设置弹簧304,当支撑液晃动时,支撑液不断对活塞305施压,活塞305受压时,活塞305将挤压弹簧304压缩变形,从而将支撑液的动能转化为弹簧304的内能,在该转化过程中,会对支撑液的动能进行一次能量消耗,等活塞305的受压值小于弹簧304的内能时,弹簧304将伸长使其自身的弹力释放,从而将弹簧304的内能再次转化为支撑液的动能,在该此转化过程中,支撑液会利用其动能阻碍弹簧304伸长,在阻碍的过程中会再一次消耗支撑液的动能。支撑液的动能转化为弹簧304的内能和弹簧304的内能转化为支撑液的动能构成一个完整的能量转化周期,在该转化周期内,利用弹簧304会对支撑液的动能进行大量的消耗,而增大支撑液动能的消耗程度,会减小支撑液晃动的频率,并使支撑液更快的恢复到平静状态,从而使地质雷达1快速恢复水平状态。
进一步的,螺纹管303的内壁上设置有环状凸缘,弹簧304的一端固定连接有活动板302,另一端与活塞305固定连接,活动板302滑动设置在环状凸缘和盖体301之间,且活动板302的直径大于环状凸缘的内直径。
利用上述结构,使得弹簧304与螺纹管303之间为活动设置,当将螺纹管303拧到灌液口上时,弹簧304不会伴随螺纹管303和活塞305一起转动,从而可提高螺纹管303安装时的便利性,同时不会出现在对螺纹管303进行安装时造成弹簧304与活塞305脱离的风险;而且,活动板302设置在环状凸缘和盖体301之间,可对弹簧304和活塞305进行限位,使得当将密封塞3拆卸时,通过向外侧拉动螺纹管303即可连同弹簧304和活塞305一起从灌液口中移出,而且不会使弹簧304和活塞305掉入容置腔201中。
为了使地质雷达1适应更大程度的地面沉降,可在初始情况下,使支撑座2保持水平放置,而由于岩溶地质较多的为凹凸不平的地面,为了使支撑座2在凹凸不平的地面上也能保持水平,本实施例中,支撑座2上对称设置有多个支撑腿5,支撑腿5为管体,各个支撑腿5的内腔均与腔室相连通,支撑腿5的内腔中滑动密封设置有用于与地面接触的支撑杆7。支撑腿5的数量优选为四个,四个支撑腿5分别位于支撑座2的四角,多个支撑腿5的内腔相连通,且支撑杆7与地面相抵接,用于承受地质雷达1以及支撑座2的重力,当各个支撑杆7的受力一致时,各个支撑杆7将达到平衡状态,当其中一个支撑杆7的受力发生变化时,其他的支撑杆7将自动调整受力,直至各个支撑杆7的受力再次一致。
通过上述机构,本实施例中,地质雷达1位于支撑座2的中心位置,且支撑座2的质量也平均分布,使得地质雷达1和支撑座2水平时,地质雷达1和支撑座2的重力会均匀的分布到各个支撑杆7上,也即当各个支撑杆7的受力一致时,地质雷达1和支撑座2为水平状态。
当将该监测装置放置在凹凸不平的地面上时,各个支撑杆7依次与地面接触,先与地面接触的支撑杆7会沿着支撑腿5的内腔向上移动,利用支撑液,将动能传递至各个支撑杆7上,从而使其他的支撑杆7向下移动,直至全部的支撑杆7均与地面接触,当各个支撑杆7全部停止上下移动时,此时各个支撑杆7的受力一致,从而,地质雷达1和支撑座2自动调整为水平状态。
进一步的,支撑座2上对称设置有多个配重件12,配重件12包括与支撑座2固定连接的连接绳,连接绳上固定安装有多个间隔设置的重力块。每个重力块的重量较重,可增大支撑座2和地质雷达1的稳定性,同时,配重件12可用于当支撑座2发生倾斜时调整对各个支撑杆7的受力大小,以使支撑座2由倾斜状态自动调整回水平状态或者接近水平状态。
配重件12的数量与支撑腿5的数量相同,各个配重件12分别位于多个支撑腿5两两之间的中心线上。当地面发生沉降时,沉降更深的位置所对应的支撑杆7与地面脱离,使得支撑座2向该支撑杆7的方向倾斜,当支撑座2发生倾斜时,该倾斜侧对应的配重件12上的多个重力块将与地面依次接触,从而使倾斜侧的重量大大降低,在配重件12的重力作用下,此时,该倾斜侧对应的支撑杆7的受力值将小于其他支撑杆7的受力值,为了重新使各个支撑杆7恢复到平衡状态,其他受力更大的支撑杆7将向上移动变短,使倾斜侧对应的支撑杆7向下移动变长,从而自动调整倾斜的支撑座2,使支撑座2向与倾斜一侧相反的方向活动,倾斜侧对应的配重件12上的重力块会逐渐离开地面,从而降低支撑座2的倾斜程度,使其自动调整回水平状态或者接近水平状态,同时,配合利用形变垫4的弹力,可拉动地质雷达1使其限位,使地质雷达1不会在支撑座2发生倾斜时向倾斜的一侧大幅度移动而造成倾斜一侧的重量急剧增大,再者,因为形变垫4具有弹性,其拉动地质雷达1时,为来往晃动式的拉动,该方式会反复改变对各个支撑杆7的受力分配,为支撑座2调整倾斜度时提供额外的动力,从而让有利于支撑座2恢复到水平位置。当各个配重件12都恢复到初始状态,即都离开地面时,在形变垫4的弹力作用下,可逐渐使地质雷达1恢复到原位置,即位于支撑座2的中心位置,此时各个支撑座2的受力再次一致,支撑座2会重新恢复至水平状态。
支撑杆7的外表面设置有凹槽,凹槽内嵌入有密封圈,密封圈的外表面与支撑腿5的内壁相挤压,支撑腿5的底部螺接有限位管6,限位管6的内壁与支撑杆7的外表面滑动贴合。利用限位管6的内壁与支撑杆7的外表面滑动贴合,可对支撑杆7进行位置约束,防止支撑杆7发生水平方向的倾斜;同时,由于密封圈起到密封的效果,其外直径需要大于支撑杆7的直径,使得,限位管6与支撑杆7的外表面相贴合的内腔的直径小于密封圈的外直径,从而限位管6还可对密封圈进行限位,防止密封圈从支撑腿5的内腔中滑出,而造成支撑杆7与支撑腿5脱离。
本实施例中,为了防止该监测装置发生偏移,支撑座2上设置有伸缩杆8,伸缩杆8位于支撑座2的底部中心位置,伸缩杆8的顶部设置有第一承受座13和第二承受座14,第一承受座13与伸缩杆8固定连接,第一承受座13和第二承受座14对立设置,第一承受座13上通过螺丝安装有多个连接片17,当该螺丝拧松时,连接片17可围绕该螺丝转动,第二承受座14上设置有与各个连接片17一一对应的螺丝孔15,通过将螺丝安装到螺丝孔15上,可将第一承受座13和第二承受座14相连接,且第一承受座13和第二承受座14之间合围成一活动空间,该活动空间内转动卡接有连接球16,连接球16的顶部与支撑座2的底部固定连接,伸缩杆8的底部固定安装有固定盘9,固定盘9上设置有多个安装孔,多个安装孔呈周向排列,安装孔的数量不少于三个,各个安装孔中均插接有固定钉10。固定钉10用于钉入地面,从而将伸缩杆8固定,伸缩杆8的固定实现对该监测装置的限位,防止发生偏移。而利用连接球16与第一承受座13和第二承受座14的转动卡接,使支撑座2依然可以进行转动,从而不会影响上述中将支撑座2调整为水平状态的操作。
进一步的,每个固定钉10上均套接有挤压弹簧11,挤压弹簧11位于固定钉10的顶帽和固定盘9之间,利用挤压弹簧11的弹力对固定盘9进行挤压,从而提高固定盘9的牢固性。
再进一步的,第二承受座14上与各个连接片17一一对应的螺丝孔15的数量有至少有两个,且每个螺丝孔15到其对应的第一承受座13上的螺钉的距离均不相同。通过将连接片17与第二承受座14上不同的螺丝孔15相连接,可调整第一承受座13和第二承受座14对立面之间的距离,从而可改变第一承受座13和第二承受座14之间的活动空间的大小,进而可改变连接球16与活动空间连接的松紧度。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种岩溶地质环境监测装置,包括支撑座(2),其特征在于:所述支撑座(2)内设置有容置腔(201),所述容置腔(201)中填充有支撑液,所述容置腔(201)的开口处密封设置有形变垫(4),所述形变垫(4)漂浮于所述支撑液上,所述形变垫上固定安装有地质雷达(1)。
2.根据权利要求2所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述形变垫(4)为弹性橡胶垫。
3.根据权利要求1所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述支撑座(2)上开设有灌液口,所述灌液口内可拆卸地密封设置有密封塞(3)。
4.根据权利要求3所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述灌液口呈圆柱形,所述密封塞(3)包括螺纹管(303),所述螺纹管(303)与灌液口螺接,所述螺纹管(303)通过弹簧(304)连接有活塞(305),所述活塞(305)位于灌液口内并与灌液口的内壁滑动贴合,所述螺纹管(303)位于灌液口外部的端部螺接有用于对弹簧(304)限位的盖体(301)。
5.根据权利要求4所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述螺纹管(303)的内壁上设置有环状凸缘,所述弹簧(304)的一端固定连接有活动板(302),另一端与活塞(305)固定连接,所述活动板(302)滑动设置在所述环状凸缘和盖体(301)之间,且所述活动板(302)的直径大于环状凸缘的内直径。
6.根据权利要求2所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述支撑座(2)上对称设置有多个支撑腿(5),所述支撑腿(5)为管体,各个所述支撑腿(5)的内腔均与所述腔室相连通,所述支撑腿(5)的内腔中滑动密封设置有用于与地面接触的支撑杆(7)。
7.根据权利要求6所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述支撑座(2)上对称设置有多个配重件(12),所述配重件(12)包括与支撑座(2)固定连接的连接绳,所述连接绳上固定安装有多个间隔设置的重力块。
8.根据权利要求7所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述配重件(12)的数量与支撑腿(5)的数量相同,各个所述配重件(12)分别位于多个支撑腿(5)两两之间的中心线上。
9.根据权利要求6所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述地质雷达(1)位于支撑座(2)的中心位置。
10.根据权利要求6所述的岩溶地质环境监测装置,其特征在于:所述支撑杆(7)的外表面设置有凹槽,所述凹槽内嵌入有密封圈,所述密封圈的外表面与支撑腿(5)的内壁相挤压,所述支撑腿(5)的底部螺接有限位管(6),所述限位管(6)的内壁与支撑杆(7)的外表面滑动贴合。
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