CN114735098B - 基于电网规划用的充电桩机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于电网规划用的充电桩机器人,包括行走架、蓄电单元、转换单元、充电枪以及控制器;蓄电单元设置于行走架上;转换单元与蓄电单元电性连接,用于连接电网以贮存电能至蓄电单元中、或对蓄电单元存贮的电能进行转换并对外输出;充电枪通过充电线与转换单元可拆卸连接;控制器分别与驱动电机以及转换单元电性连接。本发明提供的基于电网规划用的充电桩机器人,控制器向行走架发出控制指令以利用行走架带动蓄电单元以及转换单元运行至待充电车辆附近,转换单元能够预先对蓄电单元进行电量存贮,然后通过充电枪对车辆进行充电,上述装置可对不同位置的车辆进行充电操作,有效的减小了电网规划的难度,提高了车辆充电的便利性。
Description
技术领域
本发明属于充电桩技术领域,更具体地说,是涉及一种基于电网规划用的充电桩机器人。
背景技术
随着电力技术水平的不断提高,人们生活中的电力设施日趋完善。无论是在人们的日常用电过程中,还是在工业用电过程中,都有了极大的便利性。尤其是近年来,随着石油资源的紧张,电池技术飞速发展,电动汽车成为汽车产业发展的主力,这直接关系到电动汽车充电所用的电网配套的发展。
传统技术中,一般将充电桩设置在固定的停车位上进行充电,上述充电方式已难以满足日益增长的充电需求,另外上述布设方式对电网的规划要求较为严格,在增大电网建设成本的同时,还难以达到预期的充电服务效果,不能满足电动汽车的日常充电所需。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电网规划用的充电桩机器人,能够方便地运行至待充电车辆了的周边并对其进行充电,提高了充电的便利性,降低了电网规划建设的成本。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种基于电网规划用的充电桩机器人,包括:
行走架,底部设有行走轮以及驱动行走轮的驱动电机;
蓄电单元,设置于行走架上,用于存贮电能;
转换单元,与蓄电单元电性连接,用于连接电网以贮存电能至蓄电单元中、或对蓄电单元存贮的电能进行转换并对外输出;
充电枪,通过充电线与转换单元可拆卸连接,充电枪用于与待充电车辆的充电口插接配合以对待充电车辆充电;
控制器,分别与驱动电机以及转换单元电性连接,用于向驱动电机发送行走指令或向蓄电单元发送转换单元发送充电启动指令。
在一种可能的实现方式中,转换单元的侧部设有用于放置充电枪的放置箱,放置箱的内部设有用于缠绕充电线的绕线组件,放置箱的侧壁上设有供充电线穿过的过线孔,绕线组件包括:
安装壳,侧部设有供充电线进出的侧开口;
绕线盘,转动连接于安装壳内,绕线盘的外周用于缠绕充电线,并配合充电线的收拢或外伸进行旋转;
其中,安装壳的内底面上固设有向上延伸的固定轴,绕线盘转动连接于固定轴上,安装壳的内顶面上转动连接有旋转轴,旋转轴与绕线盘的另一端固定连接,固定轴与旋转轴之间设有弹性扭转件。
一些实施例中,安装壳的内顶壁上设有沿安装壳的轴向延伸至旋转轴内的延伸轴;
安装壳与绕线盘同轴设置,安装壳和绕线盘自下而上向远离过线孔的一侧倾斜设置,倾斜角为α,α<15°。
一些实施例中,放置箱的外侧还设有位于过线孔下方、且用于抱紧充电线以限位充电线的外伸长度的抱紧组件,抱紧组件包括:
抱紧座,连接于放置箱的侧壁上;
两个抱合爪,对称设置于抱紧座上、且分别与抱紧座铰接,用于相向靠近以抱紧充电线;
两个伸缩带动件,分别与两个抱合爪的外侧相连,用于带动两个抱合爪相向或背向移动,两个伸缩带动件的固定端分别铰接于抱紧座上。
一些实施例中,抱合爪的上端分别设有向上延伸且向相背离的一侧延伸的弧形导入部,弧形导入部用于向两个抱合爪之间导送充电线,两个弧形导入部之间还设有与控制器电连接的红外对射组件,控制器与伸缩带动件电连接,红外对射组件用于监测充电线的进入信息和送出信息,并发送进入信息或送出信息至控制器,以使控制器发送伸缩指令至伸缩带动件。
在一种可能的实现方式中,放置箱的上部设有用于承托充电枪的承托组件,承托组件包括:
弹性挂接件,设置于放置箱的顶部,包括沿水平方向滑动连接于放置箱的顶壁上的滑动挂座、以及沿水平方向连接于滑动挂座靠近转换单元一侧的弹性伸缩件,弹性伸缩件能够向远离转换单元的一侧顶推滑动挂座;
承托限位座,设置于放置箱的外侧上部,具有开口向上且用于容纳充电枪的枪柄的承托腔,在弹性伸缩件向外顶推充电枪时,枪柄能够在承托腔内向远离转换单元的一侧滑动至与承托腔的内壁抵接。
一些实施例中,放置箱的内顶壁上设有水平延伸以靠近或远离转换单元的滑槽,滑动挂座的上端设有与滑槽滑动配合的滑块,滑动挂座上设有供充电枪的枪头进入的放置环。
一些实施例中,承托腔的底部还设有用于承托枪柄的弹性承托件,弹性承托件包括:
若干个弹性件,下端分别与承托腔的底壁固接,且向上延伸;
承托板,底面与弹性件的上端相连,且位于承托腔内,承托板用于承托枪柄。
一些实施例中,弹性件自下而上向远离转换单元的一侧倾斜延伸,若干个弹性件的主轴平行设置,承托板的板面垂直于弹性件的主轴设置,用于向远离转换单元的一侧顶推枪柄至与承托腔的侧壁抵接。
一些实施例中,行走轮包括设置在行车架前端的两个万向轮、以及设置在行车架后端的两个驱动轮,驱动电机设置于驱动轮上,行车架的前端还设有用于带动万向轮改变方向的扭转组件,控制器与扭转组件电连接以发送换向指令至扭转组件。
本申请实施例所示的方案,与现有技术相比,本申请实施例所示的方案,控制器向行走架发出控制指令以利用行走架带动蓄电单元以及转换单元运行至待充电车辆附近,转换单元能够预先对蓄电单元进行电量存贮,然后将蓄电单元中的电能进行转换后通过充电枪对车辆进行充电,上述装置的使用便于对停放在不同位置的车辆进行充电操作,有效的减小了电网规划的难度,方便了电网的布局以及规划建设,提高了车辆充电的便利性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,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基于电网规划用的充电桩机器人的局部剖视结构示意图;
图2为本发明实施例图1中放置箱及充电枪的主视剖视结构示意图;
图3为本发明实施例图2中Ⅰ的局部放大结构示意图;
图4为本发明实施例图2中抱紧组件的右视结构示意图;
图5为本发明实施例图2中A-A的局部剖视结构示意图。
其中,图中各附图标记:
1、行走架;11、万向轮;12、驱动轮;2、蓄电单元;3、转换单元;4、充电枪;41、充电线;42、放置箱;421、滑槽;43、过线孔;5、绕线组件;51、安装壳;52、绕线盘;53、侧开口;54、固定轴;55、旋转轴;56、弹性扭转件;57、延伸轴;58、降噪垫;6、抱紧组件;61、抱紧座;62、抱合爪;63、伸缩带动件;64、弧形导入部;7、承托组件;71、弹性挂接件;72、承托限位座;73、滑动挂座;731、滑块;74、弹性伸缩件;75、承托腔;76、弹性承托件;77、弹性件;78、承托板;79、磁吸件。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者若干个该特征。在本发明的描述中,“若干个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1至图5,现对本发明提供的基于电网规划用的充电桩机器人进行说明。基于电网规划用的充电桩机器人,包括行走架1、蓄电单元2、转换单元3、充电枪4以及控制器,行走架1的底部设有行走轮以及驱动行走轮的驱动电机;蓄电单元2设置于行走架1上,用于存贮电能;转换单元3与蓄电单元2电性连接,用于连接电网以贮存电能至蓄电单元2中、或对蓄电单元2存贮的电能进行转换并对外输出;充电枪4通过充电线41与转换单元3可拆卸连接,充电枪4用于与待充电车辆的充电口插接配合以对待充电车辆充电;控制器分别与驱动电机以及转换单元3电性连接,用于向驱动电机发送行走指令或向蓄电单元2发送转换单元3发送充电启动指令。
本实施例提供的基于电网规划用的充电桩机器人,与现有技术相比,本实施例提供的基于电网规划用的充电桩机器人,控制器向行走架1发出控制指令以利用行走架1带动蓄电单元2以及转换单元3运行至待充电车辆附近,转换单元3能够预先对蓄电单元2进行电量存贮,然后将蓄电单元2中的电能进行转换后通过充电枪4对车辆进行充电,上述装置的使用便于对停放在不同位置的车辆进行充电操作,有效的减小了电网规划的难度,方便了电网的布局以及规划建设,提高了车辆充电的便利性。
一些可能的实现方式中,上述特征转换单元3采用如图1和图3所示结构。参见图1和图3,转换单元3的侧部设有用于放置充电枪4的放置箱42,放置箱42的内部设有用于缠绕充电线41的绕线组件5,放置箱42的侧壁上设有供充电线41穿过的过线孔43,绕线组件5包括安装壳51以及绕线盘52,安装壳51的侧部设有供充电线41进出的侧开口53;绕线盘52转动连接于安装壳51内,绕线盘52的外周用于缠绕充电线41,并配合充电线41的收拢或外伸进行旋转;
其中,安装壳51的内底面上固设有向上延伸的固定轴54,绕线盘52转动连接于固定轴54上,安装壳51的内顶面上转动连接有旋转轴55,旋转轴55与绕线盘52的另一端固定连接,固定轴54与旋转轴55之间设有弹性扭转件56。
由于行走架1的停放位置一般与车辆有一定间距,为了方便充电枪4与车辆充电口进行连接,在放置箱42内设置有用于缠绕充电线41的绕线组件5,充电线41的长度可根据行走架1与车辆之间的间距进行调节。
具体的,安装壳51用于放置绕线盘52,绕线盘52转动连接于安装壳51内。安装壳51底部设置有固定轴54,绕线盘52与固定轴54转动连接,安装壳51顶部设置有旋转轴55,绕线盘52与固定轴54固定连接,旋转轴55与绕线盘52同步旋转,实现对弹性扭转件56的蓄能,使弹性扭转件56能够对充电线41提供自动回缩收拢的作用,便于充电完成后充电线41的回收。
在一些实施例中,上述特征安装壳51可以采用如图3所示结构。参见图3,安装壳51的内顶壁上设有沿安装壳51的轴向延伸至旋转轴55内的延伸轴57;旋转轴55在随绕线盘52旋转时,与延伸轴57之间转动连接,利用延伸轴57对旋转轴55进行位置限定,进而配合固定轴54对绕线盘52的两端进行限位安装,保证绕线盘52的位置稳定。
在上述结构的基础上,安装壳51与绕线盘52同轴设置,安装壳51和绕线盘52自下而上向远离过线孔43的一侧倾斜设置,倾斜角为α,α<15°。为了便于充电线41顺次从侧开口53以及过线孔43中引出,将绕线盘52的主轴设置为自下而上向转换单元3一侧倾斜的形式,方便充电线41向外上方引出,以便连接至充电枪4的外下方。
进一步的,请参阅图3,延伸轴57的外周套设有降噪垫58,降噪垫58位于旋转轴55的上端面与安装壳51的内顶壁之间,避免绕线盘52转动过程中轴向窜动与安装壳51之间发生碰撞产生噪声。
在一些实施例中,上述特征放置箱42可以采用如图2和图4所示结构。参见图2和图4,放置箱42的外侧还设有位于过线孔43下方、且用于抱紧充电线41以限位充电线41的外伸长度的抱紧组件6,抱紧组件6包括抱紧座61、两个抱合爪62以及两个伸缩带动件63,抱紧座61连接于放置箱42的侧壁上;两个抱合爪62对称设置于抱紧座61上、且分别与抱紧座61铰接,用于相向靠近以抱紧充电线41;两个伸缩带动件63分别与两个抱合爪62的外侧相连,用于带动两个抱合爪62相向或背向移动,两个伸缩带动件63的固定端分别铰接于抱紧座61上。
在对车辆进行充电时,充电线41需要在一定时间内保持一定的外伸长度,为了避免充电线41充电过程中发生拉伸作用引起的断电,在放置箱42的侧壁上还设置了抱紧组件6,当充电线41达到所需长度后,可将充电线41与抱紧组件6对应的位置卡入两个抱合爪62之前,实现车辆的稳定充电。
两个抱合爪62在两个伸缩带动件63的分别带动下向相邻的移动,直至将充电线41有效夹紧。为了避免对充电线41夹持力度过大造成充电线41的破孙,在抱合爪62的内侧壁上设置有柔性垫层,可采用橡胶垫或硅胶垫制作而成,既能够增大与充电线41外壁之间的摩擦力,避免充电线41发生沿其轴向的窜动,又能避免损坏充电线41的线皮。
在一些实施例中,上述特征抱合爪62可以采用如图4所示结构。参见图4,抱合爪62的上端分别设有向上延伸且向相背离的一侧延伸的弧形导入部64,弧形导入部64用于向两个抱合爪62之间导送充电线41,两个弧形导入部64之间还设有与控制器电连接的红外对射组件,控制器与伸缩带动件63电连接,红外对射组件用于监测充电线41的进入信息和送出信息,并发送进入信息或送出信息至控制器,以使控制器发送伸缩指令至伸缩带动件63。
弧形导入部64可对充电线41进行两个抱合爪62之间进行引导,其弧形可避免对充电线41的线皮造成损坏。红外对射装置可对充电线41进行监测,当有充电线41自弧形导入部64进入两个抱合爪62之间时,红外对射装置便将进入信息发送给控制器,控制器根据预设程序判断向伸缩带动件63发送压紧指令,伸缩带动件63便带动抱合爪62相向运动实现对充电线41的夹紧。
当有充电线41从两个抱合爪62拉出时,红外对射装置便将送出信息发送给控制器,控制器根据预设程序判断向伸缩带动件63发送放松指令,伸缩带动件63便带动抱合爪62反向运动,使充电线41顺利的从两个抱合爪62中移出。
一些可能的实现方式中,上述特征放置箱42采用如图2和图5所示结构。参见图2和图5,放置箱42的上部设有用于承托充电枪4的承托组件7,承托组件7包括弹性挂接件71以及承托限位座72,弹性挂接件71设置于放置箱42的顶部,包括沿水平方向滑动连接于放置箱42的顶壁上的滑动挂座73、以及沿水平方向连接于滑动挂座73靠近转换单元3一侧的弹性伸缩件74,弹性伸缩件74能够向远离转换单元3的一侧顶推滑动挂座73;
承托限位座72设置于放置箱42的外侧上部,具有开口向上且用于容纳充电枪4的枪柄的承托腔75,在弹性伸缩件74向外顶推充电枪4时,枪柄能够在承托腔75内向远离转换单元3的一侧滑动至与承托腔75的内壁抵接。
充电腔的枪头通过弹性挂接件71进行固定,枪柄通过承托限位座72进行限位承托。枪头进入滑动挂座73时,滑动挂座73受到推动力压缩弹性伸缩件74,为枪柄进入承托限位座72的承托腔75提供让位空间,之后枪柄进入承托腔75后,在弹性伸缩件74的弹力作用下,滑动挂座73带动充电枪4向远离转换单元3的一侧移动,直至腔壁抵靠在承托腔75的腔壁上停止,实现充电腔的可靠承托以及固定。
在一些实施例中,参见图5,放置箱42的内顶壁上设有水平延伸以靠近或远离转换单元3的滑槽421,滑动挂座73的上端设有与滑槽421滑动配合的滑块731,滑动挂座73上设有供充电枪4的枪头进入的放置环。
本实施例中,放置环沿水平方方向轴向贯通,用于容纳枪头。进一步的,为了避免枪头从放置环中脱出,在放置环的内壁上嵌装了磁吸件79,对应的枪头采用能够与磁吸件79吸合的材料制成,或是在枪头上安装能够与磁吸件79吸合的吸合块,均能保证稳定的吸合作用。
在一些实施例中,上述特征承托腔75可以采用如图2所示结构。参见图2,承托腔75的底部还设有用于承托枪柄的弹性承托件76,弹性承托件76包括若干个弹性件77以及承托板78,若干个弹性件77的下端与承托腔75的底壁固接,且向上延伸;承托板78的底面与弹性件77的上端相连,且位于承托腔75内,承托板78用于承托枪柄。
具体的,枪柄放至承托腔75后,为了避免枪柄下垂造成枪头的脱落,在承托腔75的底部设置了弹性承托件76。通过多个弹性件77支撑承托板78,利用承托板78对枪柄进行弹性承托,既方便了枪柄进入承托腔75内,有避免了枪柄位置往下坠落,提高了充电枪4放置的灵活性和便利性。
在上述结构的基础上,参见图2,弹性件77自下而上向远离转换单元3的一侧倾斜延伸,若干个弹性件77的主轴平行设置,承托板78的板面垂直于弹性件77的主轴设置,用于向远离转换单元3的一侧顶推枪柄至与承托腔75的侧壁抵接。
将弹性件77设置为向远离转换单元3一侧倾斜的形式,可使承托板78的板面对枪柄形成挤压顶紧作用,便于利用承托板78配合的弹性压紧件对充电腔进行顶撑,以使枪柄抵接在承托腔75的内腔壁上,保持充电枪4稳定的放置状态。
在一些实施例中,上述特征行走轮可以采用如图1所示结构。参见图1,行走轮包括设置在行车架前端的两个万向轮11、以及设置在行车架后端的两个驱动轮12,驱动电机设置于驱动轮12上,行车架的前端还设有用于带动万向轮11改变方向的扭转组件,控制器与扭转组件电连接以发送换向指令至扭转组件。
本实施例中,通过驱动电机带动驱动轮12旋转,实现对整个行车架的驱动作用,扭转组件能够带动万向轮11进行方向的改变,进而实现行车架行走方向的调整,便于提高行车架的运行速度,提高充电的灵活性和便利性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于电网规划用的充电桩机器人,其特征在于,包括:
行走架,底部设有行走轮以及驱动所述行走轮的驱动电机;
蓄电单元,设置于所述行走架上,用于存贮电能;
转换单元,与所述蓄电单元电性连接,用于连接电网以贮存电能至所述蓄电单元中、或对所述蓄电单元存贮的电能进行转换并对外输出;
充电枪,通过充电线与所述转换单元可拆卸连接,所述充电枪用于与待充电车辆的充电口插接配合以对待充电车辆充电;
控制器,分别与所述驱动电机以及转换单元电性连接,用于向所述驱动电机发送行走指令或向所述转换单元发送充电启动指令;
所述转换单元的侧部设有用于放置所述充电枪的放置箱,所述放置箱的内部设有用于缠绕所述充电线的绕线组件,所述放置箱的侧壁上设有供所述充电线穿过的过线孔,所述绕线组件包括:
安装壳,侧部设有供所述充电线进出的侧开口;
绕线盘,转动连接于所述安装壳内,所述绕线盘的外周用于缠绕所述充电线,并配合所述充电线的收拢或外伸进行旋转;
其中,所述安装壳的内底面上固设有向上延伸的固定轴,所述绕线盘转动连接于所述固定轴上,所述安装壳的内顶面上转动连接有旋转轴,所述旋转轴与所述绕线盘的另一端固定连接,所述固定轴与所述旋转轴之间设有弹性扭转件;
所述安装壳的内顶壁上设有沿所述安装壳的轴向延伸至所述旋转轴内的延伸轴;
所述安装壳与所述绕线盘同轴设置,所述安装壳和所述绕线盘自下而上向远离所述过线孔的一侧倾斜设置,倾斜角为α,α<15°;
所述放置箱的外侧还设有位于所述过线孔下方、且用于抱紧所述充电线以限位所述充电线的外伸长度的抱紧组件,所述抱紧组件包括:
抱紧座,连接于所述放置箱的侧壁上;
两个抱合爪,对称设置于所述抱紧座上、且分别与所述抱紧座铰接,用于相向靠近以抱紧所述充电线;
两个伸缩带动件,分别与两个所述抱合爪的外侧相连,用于带动两个所述抱合爪相向或背向移动,两个所述伸缩带动件的固定端分别铰接于所述抱紧座上;
所述抱合爪的上端分别设有向上延伸且向相背离的一侧延伸的弧形导入部,所述弧形导入部用于向两个所述抱合爪之间导送所述充电线,两个弧形导入部之间还设有与所述控制器电连接的红外对射组件,所述控制器与所述伸缩带动件电连接,所述红外对射组件用于监测所述充电线的进入信息和送出信息,并发送所述进入信息或送出信息至所述控制器,以使所述控制器发送伸缩指令至所述伸缩带动件。
2.如权利要求1所述的基于电网规划用的充电桩机器人,其特征在于,所述放置箱的上部设有用于承托所述充电枪的承托组件,所述承托组件包括:
弹性挂接件,设置于所述放置箱的顶部,包括沿水平方向滑动连接于所述放置箱的顶壁上的滑动挂座、以及沿水平方向连接于所述滑动挂座靠近所述转换单元一侧的弹性伸缩件,所述弹性伸缩件能够向远离所述转换单元的一侧顶推所述滑动挂座;
承托限位座,设置于所述放置箱的外侧上部,具有开口向上且用于容纳所述充电枪的枪柄的承托腔,在所述弹性伸缩件向外顶推所述充电枪时,所述枪柄能够在所述承托腔内向远离所述转换单元的一侧滑动至与所述承托腔的内壁抵接。
3.如权利要求2所述的基于电网规划用的充电桩机器人,其特征在于,所述放置箱的内顶壁上设有水平延伸以靠近或远离所述转换单元的滑槽,所述滑动挂座的上端设有与所述滑槽滑动配合的滑块,所述滑动挂座上设有供所述充电枪的枪头进入的放置环。
4.如权利要求2所述的基于电网规划用的充电桩机器人,其特征在于,所述承托腔的底部还设有用于承托所述枪柄的弹性承托件,所述弹性承托件包括:
若干个弹性件,下端分别与所述承托腔的底壁固接,且向上延伸;
承托板,底面与所述弹性件的上端相连,且位于所述承托腔内,所述承托板用于承托所述枪柄。
5.如权利要求4所述的基于电网规划用的充电桩机器人,其特征在于,所述弹性件自下而上向远离所述转换单元的一侧倾斜延伸,若干个所述弹性件的主轴平行设置,所述承托板的板面垂直于所述弹性件的主轴设置,用于向远离所述转换单元的一侧顶推所述枪柄至与所述承托腔的侧壁抵接。
6.如权利要求5所述的基于电网规划用的充电桩机器人,其特征在于,所述行走轮包括设置在行车架前端的两个万向轮、以及设置在行车架后端的两个驱动轮,所述驱动电机连接于所述驱动轮上,所述行车架的前端还设有用于带动所述万向轮改变方向的扭转组件,所述控制器与所述扭转组件电连接以发送换向指令至所述扭转组件。
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