CN114152470A - 一种野生植物野外生长环境信息采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植物生长环境信息采集装置领域，尤其涉及一种野生植物野外生长环境信息采集装置。其包括采集箱、上移动板、下移动板、太阳能电池板、图像采集组件、土壤信息采集探头、土壤采集组件、空气采集组件、控制器、电能转换存储器、显示屏和驱动件。本发明设置上移动板和下移动板，将采集箱隔离为多个采集空间。图像采集组件对摄像范围、角度的调节，双机位、多方向采集，图像采集全面。土壤信息采集探头和土壤采集组件自对土壤取样、检测。空气采集组件设置随气囊内的压强变化，自动对空气采样。最终实现对图像、土壤、空气等野外生长环境信息的同步采集、存放，信息采集高效、全面，装置的智能性强，功能多样，使用便携。
Description
技术领域
本发明涉及植物生长环境信息采集装置领域，尤其涉及一种野生植物野外生长环境信息采集装置。
背景技术
一些稀有的野生植物是科学家研究的对象。研究时通过对其生长环境进行采集、分析，有利于对野生植物的深入保护。现有的野生植物野外生长环境信息采集需要借助多个不同的采集设备，分别采集土壤、空气、图像信息。信息采集的效率低，增大了工作人员的工作量，降低了研究的效率。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，提出一种野生植物野外生长环境信息采集装置。本发明设置上移动板和下移动板，将采集箱隔离为多个采集空间。图像采集组件对摄像范围、角度的调节，双机位、多方向采集，图像采集全面。土壤信息采集探头和土壤采集组件自对土壤取样、检测。空气采集组件设置随气囊内的压强变化，自动对空气采样。最终实现对图像、土壤、空气等野外生长环境信息的同步采集、存放，信息采集高效、全面，装置的智能性强，功能多样，使用便携。
本发明提出一种野生植物野外生长环境信息采集装置，包括采集箱、上移动板、下移动板、太阳能电池板、图像采集组件、土壤信息采集探头、土壤采集组件、空气采集组件、控制器、电能转换存储器、显示屏和驱动件。
上移动板和下移动板设置在采集箱内部，将其分隔为上收纳仓、安装仓和下收纳仓，同时通过驱动件传动，上移动板和下移动板同步的、反向的上下移动；图像采集组件设置在上移动板上，并伸入上收纳仓；土壤信息采集探头和土壤采集组件设置在下移动板上，并伸入下收纳仓；驱动件和空气采集组件设置在安装仓；太阳能电池板设置在采集箱的顶部，与电能转换存储器电性连接；显示屏设置在采集箱的外部，通过控制器与装置上各个采集部件信号连接；采集箱的上端设置有与图像采集组件位置相对的通孔一，下端设置有分别与土壤信息采集探头、土壤采集组件位置相对的通孔二。
优选的，图像采集组件包括电机一、安装座、密封板、摄像头和调节件；通过电机一传动的安装座转动设置在上移动板上；密封板设置在安装座上，与通孔一匹配；摄像头设置两组，位于安装座的两侧，通过调节件实现平移和转动。
优选的，调节件包括安装架、电机二和双轴双向气缸；安装座的两侧设置有安装槽；双轴双向气缸设置在两组安装槽之间，伸缩轴伸入对应侧的安装槽内，连接安装座的一侧；摄像头设置在安装槽的槽口上，通过电机二传动，与安装架转动连接。
优选的，土壤采集组件包括电机三、采集管、采集盒和采集件；电机三设置在下移动板上；采集管连接电机三的主轴，下端敞口；采集盒设置在采集管的外部，与其连通；采集件设置在采集管的内部。
优选的，采集件包括电机四和螺旋蛟龙；电机四设置在采集管的顶部；螺旋蛟龙与电机四的主轴连接。
优选的，采集管和采集盒上设置有采集通道；采集通道位于螺旋蛟龙的上端。
优选的，采集盒为环形，套在采集管外部，上端设置有翻盖。
优选的，空气采集组件包括限位板、安装杆、气囊、通气管、集气罩、单向压力阀一、单向压力阀二和采样袋；限位板设置在气囊的上下端，上方的限位板通过一组安装杆连接上移动板，下方的限位板通过另一组安装杆连接下移动板；通气管的一端通过单向压力阀一连通气囊的进气端，另一端伸出采集箱，连通集气罩；采样袋通过单向压力阀二连通气囊的出气端。
优选的，驱动件包括驱动套、丝杠、蜗轮、安装板、蜗杆和电机五；安装板设置在安装仓的仓壁两侧；蜗杆和电机五一一对应，设置两组，通过电机五传动的蜗杆转动设置在对应侧的安装板上；驱动套设置在两组蜗杆之间，内部设置有螺纹；蜗轮键连接在驱动套上，与两侧的蜗杆啮合连接；丝杠设置两组，螺纹方向相反，一组丝杠下端与驱动套螺纹连接，上端转动连接上移动板，另一组丝杠上端与驱动套螺纹连接，下端转动连接下移动板。
优选的，采集箱的底部设置有与通孔二配合的密封件；密封件包括密封盖、连接杆、安装块和扭簧；安装块设置在通孔二外围；连接杆的一端通过扭簧与安装块转动连接，另一端连接密封盖；密封盖覆盖在通孔二上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
本发明设置同步的、反向移动的上移动板和下移动板，将采集箱隔离为多个采集空间。图像采集组件实现对摄像范围、角度的调节，双机位，多方向采集，图像采集全面。土壤信息采集探头和土壤采集组件自动、同步对土壤取样、检测。空气采集组件设置随气囊内的压强变化，实现了自动对空气采样，且采样过程能耗低，采样量大。最终实现对图像、土壤、空气等野外生长环境信息的同步采集、存放，信息采集高效、全面，装置的智能性强，功能多样，使用便携。
附图说明
图1为本发明一种实施例非工作状态下的俯视图；
图2为本发明一种实施例工作状态下的俯视图；
图3为本发明一种实施例工作状态下的仰视图；
图4为图1的第一视角剖视图；
图5为图1的第二视角剖视图；
图6为图2中A处的局部放大；
图7为本发明一种实施例中安装座的剖视图；
图8为本发明一种实施例中土壤采集组件的结构示意图；
图9为本发明一种实施例中土壤采集组件的剖视图；
图10为本发明一种实施例中空气采集组件的结构示意图；
图11为本发明一种实施例中驱动件的局部结构示意图一；
图12为本发明一种实施例中驱动件的局部结构示意图二；
图13为图3中B处的局部放大结构示意图。
附图标记：1、采集箱；2、上移动板；3、下移动板；4、太阳能电池板；5、图像采集组件；6、土壤信息采集探头；7、土壤采集组件；8、空气采集组件；9、显示屏；10、驱动件；11、安装座；12、密封板；13、摄像头；14、通孔一；15、安装架；16、电机二；17、双轴双向气缸；18、安装槽；19、电机三；20、采集管；21、采集盒；22、翻盖；23、电机四；24、螺旋蛟龙；25、采集通道；26、限位板；27、安装杆；28、气囊；29、通气管；30、集气罩；31、密封盖；32、连接杆；33、安装块；34、驱动套；35、丝杠；36、蜗轮；37、安装板；38、蜗杆；39、电机五；40、上收纳仓；41、安装仓；42、下收纳仓；43、采样袋。
具体实施方式
实施例一
如图1-5所示，本发明提出的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，包括采集箱1、上移动板2、下移动板3、太阳能电池板4、图像采集组件5、土壤信息采集探头6、土壤采集组件7、空气采集组件8、控制器、电能转换存储器、显示屏9和驱动件10。上移动板2和下移动板3设置在采集箱1内部，将其分隔为上收纳仓40、安装仓41和下收纳仓42，同时通过驱动件10传动，上移动板2和下移动板3同步的、反向的上下移动；图像采集组件5设置在上移动板2上，并伸入上收纳仓40；土壤信息采集探头6和土壤采集组件7设置在下移动板3上，并伸入下收纳仓42；驱动件10和空气采集组件8设置在安装仓41；太阳能电池板4设置在采集箱1的顶部，与电能转换存储器电性连接；显示屏9设置在采集箱1的外部，通过控制器与装置上各个采集部件信号连接；采集箱1的上端设置有与图像采集组件5位置相对的通孔一14，下端设置有分别与土壤信息采集探头6、土壤采集组件7位置相对的通孔二。
本实施例的工作原理如下：将装置移动至野外，操作显示屏9，通过控制器启动驱动件10，上移动板2和下移动板3同步的、反向的移动，图像采集组件5从通孔一14伸出，对野生植物周围的环境进行视频、图片采集。土壤信息采集探头6、土壤采集组件7从通孔二伸出，插入土壤。土壤信息采集探头6采集土壤的水分、pH、温度、湿度等信息。土壤采集组件7采集土壤样本，空气采集组件8采集空气样本，带回实验室进行进一步的检测、分析。整个采集过程中太阳能电池板4收集太阳能供电。采集完成后，图像采集组件5回到上收纳仓40，土壤信息采集探头6、土壤采集组件7回到下收纳仓42。本发明设置同步的、反向移动的上移动板2和下移动板3，将采集箱1隔离为多个采集空间，实现对图像、土壤、空气等野外生长环境信息的同步采集、存放，信息采集高效、全面，装置的智能性强，功能多样，使用便携。
实施例二
如图1-5所示，本发明提出的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，包括采集箱1、上移动板2、下移动板3、太阳能电池板4、图像采集组件5、土壤信息采集探头6、土壤采集组件7、空气采集组件8、控制器、电能转换存储器、显示屏9和驱动件10。上移动板2和下移动板3设置在采集箱1内部，将其分隔为上收纳仓40、安装仓41和下收纳仓42，同时通过驱动件10传动，上移动板2和下移动板3同步的、反向的上下移动；图像采集组件5设置在上移动板2上，并伸入上收纳仓40；土壤信息采集探头6和土壤采集组件7设置在下移动板3上，并伸入下收纳仓42；驱动件10和空气采集组件8设置在安装仓41；太阳能电池板4设置在采集箱1的顶部，与电能转换存储器电性连接；显示屏9设置在采集箱1的外部，通过控制器与装置上各个采集部件信号连接；采集箱1的上端设置有与图像采集组件5位置相对的通孔一14，下端设置有分别与土壤信息采集探头6、土壤采集组件7位置相对的通孔二。
如图6-7所示，图像采集组件5包括电机一、安装座11、密封板12、摄像头13和调节件；通过电机一传动的安装座11转动设置在上移动板2上；密封板12设置在安装座11上，与通孔一14匹配；摄像头13设置两组，位于安装座11的两侧，通过调节件实现平移和转动。
进一步的，调节件包括安装架15、电机二16和双轴双向气缸17；安装座11的两侧设置有安装槽18；双轴双向气缸17设置在两组安装槽18之间，伸缩轴伸入对应侧的安装槽18内，连接安装座11的一侧；摄像头13设置在安装槽18的槽口上，通过电机二16传动，与安装架15转动连接。
本实施例中的图像采集组件5，双轴双向气缸17推动安装架15，将摄像头13从安装槽18内推出。接着通过电机一转动，安装座11带动两组摄像头13同步旋转，同时电机二16带动摄像头13在安装座11上旋转。实现对摄像范围、角度的调节，双机位，多方向采集，图像采集全面，保证了采样的效率。
实施例三
如图1-5所示，本发明提出的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，包括采集箱1、上移动板2、下移动板3、太阳能电池板4、图像采集组件5、土壤信息采集探头6、土壤采集组件7、空气采集组件8、控制器、电能转换存储器、显示屏9和驱动件10。上移动板2和下移动板3设置在采集箱1内部，将其分隔为上收纳仓40、安装仓41和下收纳仓42，同时通过驱动件10传动，上移动板2和下移动板3同步的、反向的上下移动；图像采集组件5设置在上移动板2上，并伸入上收纳仓40；土壤信息采集探头6和土壤采集组件7设置在下移动板3上，并伸入下收纳仓42；驱动件10和空气采集组件8设置在安装仓41；太阳能电池板4设置在采集箱1的顶部，与电能转换存储器电性连接；显示屏9设置在采集箱1的外部，通过控制器与装置上各个采集部件信号连接；采集箱1的上端设置有与图像采集组件5位置相对的通孔一14，下端设置有分别与土壤信息采集探头6、土壤采集组件7位置相对的通孔二。
如图8-9所示，土壤采集组件7包括电机三19、采集管20、采集盒21和采集件；电机三19设置在下移动板3上；采集管20连接电机三19的主轴，下端敞口；采集盒21设置在采集管20的外部，与其连通；采集件设置在采集管20的内部。
进一步的，采集件包括电机四23和螺旋蛟龙24；电机四23设置在采集管20的顶部；螺旋蛟龙24与电机四23的主轴连接。
进一步的，采集管20和采集盒21上设置有采集通道25；采集通道25位于螺旋蛟龙24的上端。
进一步的，采集盒21为环形，套在采集管20外部，上端设置有翻盖22。
本实施例中设置土壤采集组件7，随着下移动板3的下降，电机三19驱动采集管20旋转，钻入土壤。接着采集件工作，电机四23驱动螺旋蛟龙24旋转，将采集管20内的土从底部移动至采集通道25，最终进入采集盒21内。实现自动对土壤取样，后续打开翻盖22即可将土样转移出来，操作简单方便。
实施例四
如图1-5所示，本发明提出的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，包括采集箱1、上移动板2、下移动板3、太阳能电池板4、图像采集组件5、土壤信息采集探头6、土壤采集组件7、空气采集组件8、控制器、电能转换存储器、显示屏9和驱动件10。上移动板2和下移动板3设置在采集箱1内部，将其分隔为上收纳仓40、安装仓41和下收纳仓42，同时通过驱动件10传动，上移动板2和下移动板3同步的、反向的上下移动；图像采集组件5设置在上移动板2上，并伸入上收纳仓40；土壤信息采集探头6和土壤采集组件7设置在下移动板3上，并伸入下收纳仓42；驱动件10和空气采集组件8设置在安装仓41；太阳能电池板4设置在采集箱1的顶部，与电能转换存储器电性连接；显示屏9设置在采集箱1的外部，通过控制器与装置上各个采集部件信号连接；采集箱1的上端设置有与图像采集组件5位置相对的通孔一14，下端设置有分别与土壤信息采集探头6、土壤采集组件7位置相对的通孔二。
如图10所示，空气采集组件8包括限位板26、安装杆27、气囊28、通气管29、集气罩30、单向压力阀一、单向压力阀二和采样袋43；限位板26设置在气囊28的上下端，上方的限位板26通过一组安装杆27连接上移动板2，下方的限位板26通过另一组安装杆27连接下移动板3；通气管29的一端通过单向压力阀一连通气囊28的进气端，另一端伸出采集箱1，连通集气罩30；采样袋43通过单向压力阀二连通气囊28的出气端。
本实施例中设置空气采集组件8，非工作时间气囊28呈压缩状态。当上移动板2朝上移动，下移动板3朝下移动时，上下方的限位板26同步移动，气囊28被拉伸，气囊28内的压强变化。集气罩30收集外部的空气，通过通气管29、单向压力阀一进入气囊28内。土壤、图像信息采集完后，上移动板2和下移动板3开始反向移动，气囊28被压缩，气囊28内的压强再次变化，将气囊28内的空气样本压入采样袋43。实现了自动对空气采样，且采样过程能耗低，采样量大。
实施例五
如图1-5所示，本发明提出的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，包括采集箱1、上移动板2、下移动板3、太阳能电池板4、图像采集组件5、土壤信息采集探头6、土壤采集组件7、空气采集组件8、控制器、电能转换存储器、显示屏9和驱动件10。上移动板2和下移动板3设置在采集箱1内部，将其分隔为上收纳仓40、安装仓41和下收纳仓42，同时通过驱动件10传动，上移动板2和下移动板3同步的、反向的上下移动；图像采集组件5设置在上移动板2上，并伸入上收纳仓40；土壤信息采集探头6和土壤采集组件7设置在下移动板3上，并伸入下收纳仓42；驱动件10和空气采集组件8设置在安装仓41；太阳能电池板4设置在采集箱1的顶部，与电能转换存储器电性连接；显示屏9设置在采集箱1的外部，通过控制器与装置上各个采集部件信号连接；采集箱1的上端设置有与图像采集组件5位置相对的通孔一14，下端设置有分别与土壤信息采集探头6、土壤采集组件7位置相对的通孔二。
如图11-12所示，驱动件10包括驱动套34、丝杠35、蜗轮36、安装板37、蜗杆38和电机五39；安装板37设置在安装仓41的仓壁两侧；蜗杆38和电机五39一一对应，设置两组，通过电机五39传动的蜗杆38转动设置在对应侧的安装板37上；驱动套34设置在两组蜗杆38之间，内部设置有螺纹；蜗轮36键连接在驱动套34上，与两侧的蜗杆38啮合连接；丝杠35设置两组，螺纹方向相反，一组丝杠35下端与驱动套34螺纹连接，上端转动连接上移动板2，另一组丝杠35上端与驱动套34螺纹连接，下端转动连接下移动板3。
本实施例中驱动件10工作时，通过电机五39驱动，蜗轮36、蜗杆38配合传动，带动驱动套34旋转，丝杠35与其螺纹配合，最终实现带动上移动板2和下移动板3的同步升降。实现了图像采集组件5、土壤信息采集探头6、土壤采集组件7、空气采集组件8工作的一致性、高效性、自动性，提高了信息采集的效率。
实施例六
如图1-5所示，本发明提出的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，包括采集箱1、上移动板2、下移动板3、太阳能电池板4、图像采集组件5、土壤信息采集探头6、土壤采集组件7、空气采集组件8、控制器、电能转换存储器、显示屏9和驱动件10。上移动板2和下移动板3设置在采集箱1内部，将其分隔为上收纳仓40、安装仓41和下收纳仓42，同时通过驱动件10传动，上移动板2和下移动板3同步的、反向的上下移动；图像采集组件5设置在上移动板2上，并伸入上收纳仓40；土壤信息采集探头6和土壤采集组件7设置在下移动板3上，并伸入下收纳仓42；驱动件10和空气采集组件8设置在安装仓41；太阳能电池板4设置在采集箱1的顶部，与电能转换存储器电性连接；显示屏9设置在采集箱1的外部，通过控制器与装置上各个采集部件信号连接；采集箱1的上端设置有与图像采集组件5位置相对的通孔一14，下端设置有分别与土壤信息采集探头6、土壤采集组件7位置相对的通孔二。
如图13所示，采集箱1的底部设置有与通孔二配合的密封件；密封件包括密封盖31、连接杆32、安装块33和扭簧；安装块33设置在通孔二外围；连接杆32的一端通过扭簧与安装块33转动连接，另一端连接密封盖31；密封盖31覆盖在通孔二上。
本实施例中在采集箱1的底部设置有与通孔二配合的密封件。密封盖31在扭簧的弹性作用下封住通孔二。在土壤信息采集探头6、土壤采集组件7伸出采集箱1时，被推开。在土壤信息采集探头6、土壤采集组件7退回采集箱1时，自动复位，封住通孔二。密封件保证了采集箱1的密封性，保护其内部的工作元件。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。
Claims (10)
1.一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，包括采集箱(1)、上移动板(2)、下移动板(3)、太阳能电池板(4)、图像采集组件(5)、土壤信息采集探头(6)、土壤采集组件(7)、空气采集组件(8)、控制器、电能转换存储器、显示屏(9)和驱动件(10)；
上移动板(2)和下移动板(3)设置在采集箱(1)内部，将其分隔为上收纳仓(40)、安装仓(41)和下收纳仓(42)，同时通过驱动件(10)传动，上移动板(2)和下移动板(3)同步的、反向的上下移动；图像采集组件(5)设置在上移动板(2)上，并伸入上收纳仓(40)；土壤信息采集探头(6)和土壤采集组件(7)设置在下移动板(3)上，并伸入下收纳仓(42)；驱动件(10)和空气采集组件(8)设置在安装仓(41)；太阳能电池板(4)设置在采集箱(1)的顶部，与电能转换存储器电性连接；显示屏(9)设置在采集箱(1)的外部，通过控制器与装置上各个采集部件信号连接；采集箱(1)的上端设置有与图像采集组件(5)位置相对的通孔一(14)，下端设置有分别与土壤信息采集探头(6)、土壤采集组件(7)位置相对的通孔二。
2.根据权利要求1所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，图像采集组件(5)包括电机一、安装座(11)、密封板(12)、摄像头(13)和调节件；通过电机一传动的安装座(11)转动设置在上移动板(2)上；密封板(12)设置在安装座(11)上，与通孔一(14)匹配；摄像头(13)设置两组，位于安装座(11)的两侧，通过调节件实现平移和转动。
3.根据权利要求2所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，调节件包括安装架(15)、电机二(16)和双轴双向气缸(17)；安装座(11)的两侧设置有安装槽(18)；双轴双向气缸(17)设置在两组安装槽(18)之间，伸缩轴伸入对应侧的安装槽(18)内，连接安装座(11)的一侧；摄像头(13)设置在安装槽(18)的槽口上，通过电机二(16)传动，与安装架(15)转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，土壤采集组件(7)包括电机三(19)、采集管(20)、采集盒(21)和采集件；电机三(19)设置在下移动板(3)上；采集管(20)连接电机三(19)的主轴，下端敞口；采集盒(21)设置在采集管(20)的外部，与其连通；采集件设置在采集管(20)的内部。
5.根据权利要求4所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，采集件包括电机四(23)和螺旋蛟龙(24)；电机四(23)设置在采集管(20)的顶部；螺旋蛟龙(24)与电机四(23)的主轴连接。
6.根据权利要求5所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，采集管(20)和采集盒(21)上设置有采集通道(25)；采集通道(25)位于螺旋蛟龙(24)的上端。
7.根据权利要求4所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，采集盒(21)为环形，套在采集管(20)外部，上端设置有翻盖(22)。
8.根据权利要求1所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，空气采集组件(8)包括限位板(26)、安装杆(27)、气囊(28)、通气管(29)、集气罩(30)、单向压力阀一、单向压力阀二和采样袋(43)；限位板(26)设置在气囊(28)的上下端，上方的限位板(26)通过一组安装杆(27)连接上移动板(2)，下方的限位板(26)通过另一组安装杆(27)连接下移动板(3)；通气管(29)的一端通过单向压力阀一连通气囊(28)的进气端，另一端伸出采集箱(1)，连通集气罩(30)；采样袋(43)通过单向压力阀二连通气囊(28)的出气端。
9.根据权利要求1所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，驱动件(10)包括驱动套(34)、丝杠(35)、蜗轮(36)、安装板(37)、蜗杆(38)和电机五(39)；安装板(37)设置在安装仓(41)的仓壁两侧；蜗杆(38)和电机五(39)一一对应，设置两组，通过电机五(39)传动的蜗杆(38)转动设置在对应侧的安装板(37)上；驱动套(34)设置在两组蜗杆(38)之间，内部设置有螺纹；蜗轮(36)键连接在驱动套(34)上，与两侧的蜗杆(38)啮合连接；丝杠(35)设置两组，螺纹方向相反，一组丝杠(35)下端与驱动套(34)螺纹连接，上端转动连接上移动板(2)，另一组丝杠(35)上端与驱动套(34)螺纹连接，下端转动连接下移动板(3)。
10.根据权利要求1所述的一种野生植物野外生长环境信息采集装置，其特征在于，采集箱(1)的底部设置有与通孔二配合的密封件；密封件包括密封盖(31)、连接杆(32)、安装块(33)和扭簧；安装块(33)设置在通孔二外围；连接杆(32)的一端通过扭簧与安装块(33)转动连接，另一端连接密封盖(31)；密封盖(31)覆盖在通孔二上。
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