CN114939983A - 一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置 - Google Patents

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李勇
汤修锋
吕令广
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Abstract

本发明涉及储氢瓶碳纤维缠绕技术领域，具体涉及一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置，包括操作台，所述操作台顶面的一端固定有两个支撑件，两个所述支撑件之间可拆卸转动连接有储氢瓶内胆，其中，一个所述支撑件的外侧固定有用于驱动储氢瓶内胆转动的电机一，所述操作台顶面的中部固定有两个弧形导轨，两个所述弧形导轨之间滚动连接有导向板。本发明中，通过将外界的碳纤维一端穿过输送管，丝杠转动使传动套带着输送管在导向板上往复移动，配合储氢瓶内胆自转，将碳纤维水平缠绕到内胆的外侧，通过两个滚轮偏心转动来挤压限制碳纤维传动，结合连接弹簧通过矩形框牵引碳纤维，便于碳纤维在输送过程中处于张紧状态，提高缠绕效果。

Description

一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置
技术领域
本发明涉及储氢瓶碳纤维缠绕技术领域，具体涉及一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置。
背景技术
储氢瓶主要是用来储存压缩后的氢气，为了提高储氢瓶的抗压承载强度，使储氢瓶在使用时更加的安全，储氢瓶在生产过程中一般需要在储氢瓶内胆的外侧壁缠绕碳纤维，在缠绕碳纤维的过程中，先将储氢瓶的内胆放置在外界备用支撑件上，且内胆两端的连接端均与对称位置的支撑件转动连接，然后外界输送碳纤维的机械布置在内胆的一侧，内胆转动转动的同时输送碳纤维的机械沿着内胆的长度方向往复移动，实现将碳纤维缠绕到储氢瓶内胆的外侧，但是，传统输送碳纤维辅助缠绕的机械在缠绕的过程中不能够向背离储氢瓶内胆的方向拉动碳纤维，导致碳纤维缠绕不够紧密，影响碳纤维紧密缠绕的效果，并且储氢瓶内胆两端近似半球状，部分碳纤维缠绕输送机械在该位置缠绕碳纤维时，不易根据内胆的外形尺寸变化进行适应性的调节，来达到紧密缠绕碳纤维的效果。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置，通过将外界的碳纤维一端穿过输送管，丝杠转动使传动套带着输送管在导向板上往复移动，配合储氢瓶内胆自转，将碳纤维水平缠绕到内胆的外侧，通过两个气缸一调节导向板的位置使导向板在水平状态与倾斜状态之间切换，当导向板处于倾斜状态时，结合输送管带着碳纤维移动实现将碳纤维倾斜缠绕到内胆的外侧，且输送管在传动套上平移和旋转便于改变位于内胆端部碳纤维的缠绕方向，辅助碳纤维缠绕到内胆的端部，通过两个滚轮偏心转动来挤压限制碳纤维传动，结合连接弹簧通过矩形框牵引碳纤维，便于碳纤维在输送过程中处于张紧状态，提高缠绕效果。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置，包括操作台，所述操作台顶面的一端固定有两个支撑件，两个所述支撑件之间可拆卸转动连接有储氢瓶内胆，其中，一个所述支撑件的外侧固定有用于驱动储氢瓶内胆转动的电机一，所述操作台顶面的中部固定有两个弧形导轨，两个所述弧形导轨之间滚动连接有导向板，所述操作台的底部设置有两个用于驱动导向板转动的气缸一，所述导向板的一侧开设有矩形通孔一，所述矩形通孔一的内部滑动连接有传动套，所述导向板的内部转动连接有用于驱动传动套移动的丝杠，所述传动套的内部旋合连接与输送管，所述输送管的上方设置有用于驱动输送管移动的气缸二，所述操作台背离储氢瓶内胆一端的顶部设置有牵引输送模块，所述牵引输送模块包括挡板一和挡板二，所述挡板一与挡板二二者的顶部之间及二者底部之间均固定有多个限位件，所述气缸二与对应位置多个限位件之间固定有L形板，所述挡板一与挡板二二者的顶部与底部均固定有连接杆，相邻两个所述连接杆之间转动连接有连接轴二，所述连接轴二的外侧固定有滚轮，通过将外界的碳纤维一端穿过输送管，丝杠转动使传动套带着输送管在导向板上往复移动，配合储氢瓶内胆自转，将碳纤维水平缠绕到内胆的外侧，通过两个气缸一调节导向板的位置使导向板在水平状态与倾斜状态之间切换，当导向板处于倾斜状态时，结合输送管带着碳纤维移动实现将碳纤维倾斜缠绕到内胆的外侧，且输送管在传动套上平移和旋转便于改变位于内胆端部碳纤维的缠绕方向，辅助碳纤维缠绕到内胆的端部，通过两个滚轮偏心转动来挤压限制碳纤维传动，结合连接弹簧通过矩形框牵引碳纤维，便于碳纤维在输送过程中处于张紧状态，提高缠绕效果。
进一步在于：所述操作台的底面固定有两个连接块，所述连接块的底端与对应位置气缸一的底端转动连接，所述气缸一的顶端与导向板对应位置的端部转动连接，所述导向板的两端均固定有连接座一，所述连接座一的内部转动连接有与对应位置弧形导轨滚动连接的移动轮，从而使两个气缸一配合调节导向板的位置，使导向板在水平状态与倾斜状态之间切换。
进一步在于：所述导向板的顶部开设有与矩形通孔一连通的矩形通孔二，所述传动套的顶部固定有与矩形通孔二滑动连接的连接座二，所述连接座二与L形板的一端固定连接，所述连接座二与气缸二固定连接，所述气缸二的输出端固定有与输送管一端固定连接的连接块，矩形通孔二便于传动套通过连接座二带着气缸二和L形板同步移动，连接块便于将气缸二的输出端与输送管连接在一起。
进一步在于：所述导向板的底部开设有便于容纳丝杠的柱状腔，所述传动套的底部固定有与丝杠旋合连接的连接管，所述丝杠的一端固定有带轮一，所述导向板一端的底面固定有电机二，所述电机二的输出端固定有带轮二，所述带轮一与带轮二之间传动连接有皮带，从而使电机二带着丝杠转动使传动套沿着导向板往复移动。
进一步在于：所述输送管的内部转动连接有两个连接轴一，所述连接轴一的外侧壁套接固定有限位轮，所述输送管靠近限位轮的一端通过螺栓可拆卸固定有弧形盖，限位轮便于传动碳纤维，弧形盖的可拆卸设置便于安装碳纤维。
进一步在于：所述限位件包括套筒，所述套筒的内部固定有连接弹簧，所述连接弹簧的底端固定有矩形框，所述挡板一与挡板二二者的内侧进开设有多个滑槽，所述滑槽分贝与对应位置矩形框滑动连接，所述套筒的外侧壁开设有两个便于矩形框滑动的矩形缺口，通过连接弹簧牵引矩形框使即将进入输送管的碳纤维预先处于柔性张紧状态，当内胆转动缠绕碳纤维时使碳纤维张紧输送，当内胆转速降低或者停转时，便于收紧碳纤维。
进一步在于：所述连接轴二与对应位置滚轮偏离圆心的位置固定插接，所述滚轮的外侧套接固定有橡胶套，所述连接轴二的一端固定有齿轮，两个所述齿轮啮合传动，从而使两个滚轮转动能够通过橡胶套挤压碳纤维，辅助碳纤维输送时处于张紧状态。
进一步在于：所述挡板二的外侧开设有矩形通孔三和多个矩形通孔四，矩形通孔三与矩形通孔四便于往矩形框上穿插碳纤维。
本发明的有益效果：
1、通过将碳纤维的一端从外界碳纤维辊上释放一段距离，使碳纤维依次贯穿对应位置的矩形框并通过两个滚轮之间(参照说明书图8所示)，接着碳纤维穿过输送管并与输送管内部的两个限位轮传动贴靠(参照说明书图6所示)，最后碳纤维与储氢瓶内胆固定，通过电机一带着内胆转动，同时电机二带着丝杠转动使输送管带着碳纤维在内胆的中部及中部的两端往复移动，从而实现在内胆的中部及中部的两端均缠绕有碳纤维，通过一个气缸一的输出端顶升导向板的一端，另一个气缸一的输出端下拉导向板的另一端，使导向板顺时针转动处于倾斜布置状态，从而使输送管带着碳纤维在内胆一侧倾斜释放碳纤维，当输送管移动到内胆的端部时，气缸二带着输送管向内胆的方向移动，输送管在移动的同时与传动套旋合使输送管自身发生转动，输送管平移便于逐渐靠近内胆的端部，输送管转动便于将碳纤维在内胆的端部偏转碳纤维进行换向缠绕，接着通过两个气缸一再次调节导向板使导向板反向转动倾斜，同时气缸二拉动输送管回到初始位置，输送管转动将碳纤维位置摆正沿着内胆的长度方向向内胆的另一端移动，从而实现碳纤维在储氢瓶内胆外侧水平缠绕与倾斜缠绕结合在一起，有利于提高碳纤维的缠绕效率；
2、通过电机三带着对应位置连接轴二转动，在两个齿轮的啮合传动作用下使两个连接轴二同步反向转动，从而使两个连接轴二上的滚轮同步反向转动，由于连接轴二与滚轮偏离圆心的位置固定连接，且在滚轮的外侧套接固定有橡胶套，从而使两个滚轮在转动的过程中循环往复挤压碳纤维，同时反向牵引传动碳纤维，配合内胆不断转动缠绕碳纤维，实现碳纤维严实紧密的缠绕在内胆上，有利于提高碳纤维的缠绕效果，通过在挡板一与挡板二之间设置多个限位件，碳纤维贯穿限位件上的矩形框呈交错排列，且通过连接弹簧牵引矩形框使即将进入输送管的碳纤维预先处于柔性张紧状态，当内胆转动缠绕碳纤维时使碳纤维张紧输送，当内胆转速降低或者停转时，便于收紧碳纤维。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1-2是本发明不同视角整体结构示意图；
图3是本发明中弧形导轨与导向板拆分立体结构示意图；
图4是本发明中传动套及导向板内部结构示意图；
图5是本发明中输送管与弧形盖拆分立体结构示意图；
图6是本发明中输送管内部结构示意图；
图7是本发明中牵引输送模块结构示意图；
图8是本发明中牵引输送模块与碳纤维传动连接状态结构示意图；
图9是本发明中限位件结构示意图；
图10是本发明中连接轴二与滚轮结构示意图。
图中：100、操作台；110、支撑件；111、电机一；120、气缸一；200、弧形导轨；300、导向板；310、矩形通孔一；320、丝杠；330、连接座一；340、电机二；400、传动套；410、连接管；420、连接座二；500、输送管；510、连接轴一；511、限位轮；520、弧形盖；600、气缸二；700、牵引输送模块；710、挡板一；720、挡板二；721、矩形通孔三；730、限位件；731、套筒；732、连接弹簧；733、矩形框；740、连接杆；741、电机三；750、连接轴二；751、齿轮；760、滚轮；761、橡胶套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-10所示，一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置，包括操作台100，操作台100顶面的一端固定有两个支撑件110，两个支撑件110之间可拆卸转动连接有储氢瓶内胆，其中，一个支撑件110的外侧固定有用于驱动储氢瓶内胆转动的电机一111，操作台100顶面的中部固定有两个弧形导轨200，两个弧形导轨200之间滚动连接有导向板300，操作台100的底部设置有两个用于驱动导向板300转动的气缸一120，导向板300的一侧开设有矩形通孔一310，矩形通孔一310的内部滑动连接有传动套400，导向板300的内部转动连接有用于驱动传动套400移动的丝杠320，传动套400的内部旋合连接与输送管500，输送管500的上方设置有用于驱动输送管500移动的气缸二600，操作台100背离储氢瓶内胆一端的顶部设置有牵引输送模块700，牵引输送模块700包括挡板一710和挡板二720，挡板一710与挡板二720二者的顶部之间及二者底部之间均固定有多个限位件730，气缸二600与对应位置多个限位件730之间固定有L形板，挡板一710与挡板二720二者的顶部与底部均固定有连接杆740，相邻两个连接杆740之间转动连接有连接轴二750，连接轴二750的外侧固定有滚轮760，通过将外界的碳纤维一端穿过输送管500，丝杠320转动使传动套400带着输送管500在导向板300上往复移动，配合储氢瓶内胆自转，将碳纤维水平缠绕到内胆的外侧，通过两个滚轮760偏心转动来挤压限制碳纤维传动，结合连接弹簧732通过矩形框733牵引碳纤维，便于碳纤维在输送过程中处于张紧状态，提高缠绕效果。
操作台100的底面固定有两个连接块，连接块的底端与对应位置气缸一120的底端转动连接，气缸一120的顶端与导向板300对应位置的端部转动连接，导向板300的两端均固定有连接座一330，连接座一330的内部转动连接有与对应位置弧形导轨200滚动连接的移动轮，从而使两个气缸一120配合调节导向板300的位置，使导向板300在水平状态与倾斜状态之间切换；导向板300的顶部开设有与矩形通孔一310连通的矩形通孔二，传动套400的顶部固定有与矩形通孔二滑动连接的连接座二420，连接座二420与L形板的一端固定连接，连接座二420与气缸二600固定连接，气缸二600的输出端固定有与输送管500一端固定连接的连接块，矩形通孔二便于传动套400通过连接座二420带着气缸二600和L形板同步移动，连接块便于将气缸二600的输出端与输送管500连接在一起。
导向板300的底部开设有便于容纳丝杠320的柱状腔，传动套400的底部固定有与丝杠320旋合连接的连接管410，丝杠320的一端固定有带轮一，导向板300一端的底面固定有电机二340，电机二340的输出端固定有带轮二，带轮一与带轮二之间传动连接有皮带，从而使电机二340带着丝杠320转动使传动套400沿着导向板300往复移动；输送管500的内部转动连接有两个连接轴一510，连接轴一510的外侧壁套接固定有限位轮511，输送管500靠近限位轮511的一端通过螺栓可拆卸固定有弧形盖520，限位轮511便于传动碳纤维，弧形盖520的可拆卸设置便于安装穿插碳纤维。
限位件730包括套筒731，套筒731的内部固定有连接弹簧732，连接弹簧732的底端固定有矩形框733，挡板一710与挡板二720二者的内侧进开设有多个滑槽，滑槽分贝与对应位置矩形框733滑动连接，套筒731的外侧壁开设有两个便于矩形框733滑动的矩形缺口，通过连接弹簧732牵引矩形框733使即将进入输送管500的碳纤维预先处于柔性张紧状态，当内胆转动缠绕碳纤维时使碳纤维张紧输送，当内胆转速降低或者停转时，便于收紧碳纤维；连接轴二750与对应位置滚轮760偏离圆心的位置固定插接，滚轮760的外侧套接固定有橡胶套761，连接轴二750的一端固定有齿轮751，两个齿轮751啮合传动，从而使两个滚轮760转动能够通过橡胶套761挤压碳纤维，辅助碳纤维输送时处于张紧状态；挡板二720的外侧开设有矩形通孔三721和多个矩形通孔四，矩形通孔三721与矩形通孔四便于往矩形框733上穿插碳纤维。
工作原理：使用时，拆卸其中一个支撑件110，将储氢瓶内胆的一端安装到另一个支撑件110上，接着将拆卸下来的支撑件110安装到操作台100上，使内胆位于两个支撑件110之间，且电机一111的输出端贯穿对应位置支撑件110能够带着内胆转动，在穿插碳纤维时，从外界碳纤维辊上释放一段距离碳纤维，旋下弧形盖520上的螺栓将其从输送管500上拆卸下来，然后先将碳纤维依次贯穿对应位置的矩形框733并通过两个滚轮760之间(参照说明书图8所示)，接着碳纤维穿过输送管500并与输送管500内部的两个限位轮511传动贴靠(参照说明书图6所示)，最后碳纤维与储氢瓶内胆固定，在将碳纤维穿过矩形框733时，可以借助挡板二720上的矩形通孔三721和矩形通孔四将碳纤维进行穿插，当两个滚轮760转动到二者之间存在微小间隙时，结合橡胶套761具有柔软的特性，将两个橡胶套761分开使碳纤维移动到两个滚轮760的橡胶套761之间位置，当碳纤维穿插好后，合上弧形盖520，在内胆缠绕碳纤维的过程中，先将导向板300处于水平状态，开启电机一111带着内胆转动，同时电机二340带着丝杠320转动使输送管500带着碳纤维在内胆的中部及中部的两端往复移动，从而实现在内胆的中部及中部的两端缠绕有碳纤维，当内胆的外侧壁除了内胆两端缠绕有碳纤维后，开启气缸一120，使一个气缸一120的输出端顶升导向板300的一端，另一个气缸一120的输出端下拉导向板300的另一端，使导向板300顺时针转动处于倾斜布置状态，此时输送管500及牵引输送模块700同步处于倾斜状态，丝杠320继续转动使传动套400带着输送管500沿着倾斜的导向板300移动，输送管500带着碳纤维在内胆一侧倾斜释放碳纤维，当输送管500移动到内胆的某一端部时，气缸二600带着输送管500向内胆的方向移动，输送管500在移动的同时与传动套400旋合使输送管500自身发生转动，输送管500平移便于逐渐靠近内胆的端部，输送管500转动便于将碳纤维在内胆的端部偏转碳纤维进行换向缠绕，接着通过两个气缸一120再次调节导向板300使导向板300反向转动倾斜，同时气缸二600拉动输送管500回到初始位置，输送管500转动将碳纤维位置摆正沿着内胆的长度方向向内胆的另一端移动，同理当输送管500带着碳纤维移动到内胆的另一端后，气缸二600带着输送管500再次向内胆的方向移动靠近内胆，并通过自身转动改变碳纤维缠绕方向，结合内胆自转将碳纤维缠绕到内胆的另一端，如此循环往复实现碳纤维在储氢瓶内胆外侧水平缠绕与倾斜缠绕结合在一起；
在碳纤维缠绕的过程中，电机三741带着对应位置连接轴二750转动，在两个齿轮751的啮合传动作用下使两个连接轴二750同步反向转动，从而使两个连接轴二750上的滚轮760同步反向转动，由于连接轴二750与滚轮760偏离圆心的位置固定连接，且在滚轮760的外侧套接固定有橡胶套761，从而使两个滚轮760在转动的过程中循环往复挤压碳纤维，使滚轮760与输送管500之间的碳纤维处于张紧状态，并且两个滚轮760反向挤压转动会牵引传动碳纤维，配合内胆不断转动缠绕碳纤维，进一步使碳纤维处于张紧状态，套筒731通过连接弹簧732牵引矩形框733使即将进入输送管500的碳纤维预先处于柔性张紧状态，当内胆转动缠绕碳纤维时使碳纤维张紧输送，当内胆转速降低或者停转时，便于收紧碳纤维。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置，包括操作台(100)，其特征在于，所述操作台(100)顶面的一端固定有两个支撑件(110)，两个所述支撑件(110)之间可拆卸转动连接有储氢瓶内胆，其中，一个所述支撑件(110)的外侧固定有用于驱动储氢瓶内胆转动的电机一(111)，所述操作台(100)顶面的中部固定有两个弧形导轨(200)，两个所述弧形导轨(200)之间滚动连接有导向板(300)，所述操作台(100)的底部设置有两个用于驱动导向板(300)转动的气缸一(120)，所述导向板(300)的一侧开设有矩形通孔一(310)，所述矩形通孔一(310)的内部滑动连接有传动套(400)，所述导向板(300)的内部转动连接有用于驱动传动套(400)移动的丝杠(320)，所述传动套(400)的内部旋合连接与输送管(500)，所述输送管(500)的上方设置有用于驱动输送管(500)移动的气缸二(600)，所述操作台(100)背离储氢瓶内胆一端的顶部设置有牵引输送模块(700)，所述牵引输送模块(700)包括挡板一(710)和挡板二(720)，所述挡板一(710)与挡板二(720)二者的顶部之间及二者底部之间均固定有多个限位件(730)，所述气缸二(600)与对应位置多个限位件(730)之间固定有L形板，所述挡板一(710)与挡板二(720)二者的顶部与底部均固定有连接杆(740)，相邻两个所述连接杆(740)之间转动连接有连接轴二(750)，所述连接轴二(750)的外侧固定有滚轮(760)。
2.根据权利要求1所述的一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置,其特征在于，所述操作台(100)的底面固定有两个连接块，所述连接块的底端与对应位置气缸一(120)的底端转动连接，所述气缸一(120)的顶端与导向板(300)对应位置的端部转动连接，所述导向板(300)的两端均固定有连接座一(330)，所述连接座一(330)的内部转动连接有与对应位置弧形导轨(200)滚动连接的移动轮。
3.根据权利要求1所述的一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置,其特征在于，所述导向板(300)的顶部开设有与矩形通孔一(310)连通的矩形通孔二，所述传动套(400)的顶部固定有与矩形通孔二滑动连接的连接座二(420)，所述连接座二(420)与L形板的一端固定连接，所述连接座二(420)与气缸二(600)固定连接，所述气缸二(600)的输出端固定有与输送管(500)一端固定连接的连接块。
4.根据权利要求1所述的一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置,其特征在于，所述导向板(300)的底部开设有便于容纳丝杠(320)的柱状腔，所述传动套(400)的底部固定有与丝杠(320)旋合连接的连接管(410)，所述丝杠(320)的一端固定有带轮一，所述导向板(300)一端的底面固定有电机二(340)，所述电机二(340)的输出端固定有带轮二，所述带轮一与带轮二之间传动连接有皮带。
5.根据权利要求1所述的一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置,其特征在于，所述输送管(500)的内部转动连接有两个连接轴一(510)，所述连接轴一(510)的外侧壁套接固定有限位轮(511)，所述输送管(500)靠近限位轮(511)的一端通过螺栓可拆卸固定有弧形盖(520)。
6.根据权利要求1所述的一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置,其特征在于，所述限位件(730)包括套筒(731)，所述套筒(731)的内部固定有连接弹簧(732)，所述连接弹簧(732)的底端固定有矩形框(733)，所述挡板一(710)与挡板二(720)二者的内侧进开设有多个滑槽，所述滑槽分贝与对应位置矩形框(733)滑动连接，所述套筒(731)的外侧壁开设有两个便于矩形框(733)滑动的矩形缺口。
7.根据权利要求1所述的一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置,其特征在于，所述连接轴二(750)与对应位置滚轮(760)偏离圆心的位置固定插接，所述滚轮(760)的外侧套接固定有橡胶套(761)，所述连接轴二(750)的一端固定有齿轮(751)，两个所述齿轮(751)啮合传动。
8.根据权利要求1所述的一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置,其特征在于，所述挡板二(720)的外侧开设有矩形通孔三(721)和多个矩形通孔四。
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