CN114952418B - 一种机床外接底座水平示数器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床外接底座水平示数器,包括滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构、重力感应式磁场发生机构、弹性感应底座和透明防护组件。本发明属于机床配件技术领域,具体是指一种机床外接底座水平示数器;本发明通过重力感应式磁场发生机构来感应本装置的倾斜幅度,并且通过弹性感应底座和重力感应式磁场发生机构的配合将倾斜幅度转变为重力感应式磁场发生机构的偏移幅度,再转化为滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的伸缩幅度,从而使其能够量化和读取;在没有任何电子传感器的情况下,仅仅通过简单的电路结构和巧妙的感应原理,就实现了精确读取倾斜角度的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于机床配件技术领域,具体是指一种机床外接底座水平示数器。
背景技术
随着现代化机床加工工艺和技术的提高,加工件的构造也变得更加多样化,一般的铣床在旋转的同时只能进行XYZ三个轴向的进给,如果零件上要加工倾斜的特征,一般只能更换夹持状态,并重新调零,机床自带的底座无法进行倾斜夹持,因此需要用到转接工装,因此调零的第一步,就是需要快速、准确的得知当前工装的倾斜状态。
普通的液泡式水平仪精度低、示数不精确,而复杂的电子式水平仪或激光干涉仪的造价相当高,且测量调试过程繁琐,因此本发明重点提出了一种结构简单、方便实用的机床外接底座水平示数器。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术的缺陷,本发明提出了一种结构简单、方便实用的、能够通过感知重力倾斜并且通过滑动的方式将倾斜的幅度反馈出来的、能够示数的机床外接底座水平示数器;为了克服传统的液泡水平仪的倾斜幅度无法精确读数的问题,本发明基于电磁感应原理,创造性地提出了滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构和重力感应式磁场发生机构,通过重力感应式磁场发生机构来感应本装置的倾斜幅度,并且通过弹性感应底座和重力感应式磁场发生机构的配合将倾斜幅度转变为重力感应式磁场发生机构的偏移幅度,再转化为滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的伸缩幅度,从而使其能够量化和读取;在没有任何电子传感器的情况下,仅仅通过简单的电路结构和巧妙的感应原理,就实现了精确读取倾斜角度的技术效果。
本发明采取的技术方案如下:本发明提出了一种机床外接底座水平示数器,包括滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构、重力感应式磁场发生机构、弹性感应底座和透明防护组件,所述滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构固接于透明防护组件上,滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构能够感应重力感应式磁场发生机构的磁场,并且在磁力作用下产生滑动,滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的滑动幅度受到滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构和重力感应式磁场发生机构之间的同轴度的影响,所述弹性感应底座卡合设于透明防护组件中,通过弹性感应底座能够在重力感应式磁场发生机构发生倾斜时,允许重力感应式磁场发生机构沿着重力方向滑动一段距离,滑动的幅度将影响滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构和重力感应式磁场发生机构的同轴度,重力感应式磁场发生机构滑动的幅度和透明防护组件的倾斜角度有关,所述重力感应式磁场发生机构设于弹性感应底座的中间,通过重力感应式磁场发生机构能够利用通电的线圈产生磁场,从而引起位于磁场中的滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的滑动,所述重力感应式磁场发生机构和透明防护组件滑动接触。
进一步地,所述滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构包括滑行导向组件和感应滑行示数组件,所述滑行导向组件设于透明防护组件上,所述感应滑行示数组件滑动设于滑行导向组件中。
作为优选地,所述滑行导向组件包括滑行限位套筒和滑动密封环,所述滑行限位套筒卡合设于透明防护组件中,通过滑行限位套筒能够对感应滑行示数组件的滑动进行限位,所述滑行限位套筒上设有套筒顶部圆孔,所述滑动密封环卡合设于套筒顶部圆孔中,通过滑动密封环能够在感应滑行示数组件滑动的过程中保持滑行限位套筒的密封状态。
作为本发明的进一步优选,所述感应滑行示数组件包括非磁性感应弹簧、圆柱形磁铁和感应指针,所述非磁性感应弹簧对称设于滑行限位套筒的两端,所述非磁性感应弹簧上对称设有弹簧底座一,所述弹簧底座一的其中一组设于圆柱形磁铁的端部,所述弹簧底座一的另外一组与滑行限位套筒的内腔端面齐平,所述圆柱形磁铁滑动设于滑行限位套筒中,圆柱形磁铁位于磁场中时,能够在磁场的作用下沿着滑行限位套筒进行滑动,圆柱形磁铁在滑动时将会带着感应指针滑动伸缩,从而改变示数,所述感应指针上设有指针底座,所述感应指针通过指针底座固接于圆柱形磁铁的一端,所述感应指针卡合滑动设于滑动密封环中。
进一步地,所述重力感应式磁场发生机构包括重力感应偏移组件和磁场发生组件,所述重力感应偏移组件位于弹性感应底座中,所述磁场发生组件卡合设于重力感应偏移组件中。
作为优选地,所述重力感应偏移组件包括异形浮块和低阻力滑动圆环,所述异形浮块上设有浮块中心孔,所述异形浮块的外壁上环形均布设有浮块切边,所述异形浮块的底部还设有浮块台阶沉头环,所述异形浮块在浮块台阶沉头环的底部设有浮块环形槽,所述低阻力滑动圆环固接于异形浮块的底部,异形浮块在自身倾斜时将会沿着重力方向滑动,滑动时重力感应式磁场发生机构和滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的同轴度改变,圆柱形磁铁所在位置的磁场强度也随之改变,从而引发感应指针的伸出距离和示数改变。
作为本发明的进一步优选,所述低阻力滑动圆环的面积大于浮块台阶沉头环的面积,所述低阻力滑动圆环能够将浮块台阶沉头环密封,所述低阻力滑动圆环上设有滑动环圆角。
作为本发明的进一步优选,所述磁场发生组件包括环形电源和直流线圈,所述环形电源卡合设于浮块台阶沉头环上,所述环形电源和直流线圈电连接,所述直流线圈卡合设于浮块台阶沉头环中。
进一步地,所述弹性感应底座包括环形底座和重力感应弹簧,所述环形底座卡合设于透明防护组件中,所述环形底座的内壁上环形均布设有平面凸台,所述重力感应弹簧上对称设有弹簧底座二,所述弹簧底座二的其中一组固接平面凸台上,所述弹簧底座二的另外一组固接于浮块切边上,通过重力感应弹簧的支撑,当重力感应式磁场发生机构发生倾斜时,仅能允许重力感应式磁场发生机构小幅度滑动。
进一步地,所述透明防护组件包括圆形底座和半球形外罩,所述圆形底座上设有底座中心圆台,所述滑行限位套筒卡合设于圆形底座中,低阻力滑动圆环滑动设于圆形底座上,所述半球形外罩上设有外罩直边,所述环形底座设于外罩直边的内壁上,所述圆形底座卡合设于外罩直边中,所述半球形外罩中有液体和气泡,通过半球形外罩中的液体,能够在倾斜时增大重力感应式磁场发生机构的滑动阻尼,防止重力感应式磁场发生机构往复晃动,通过半球形外罩气泡能够判断倾斜的方向。
作为优选地,所述滑行限位套筒为非磁性材料,所述非磁性感应弹簧为非磁性材料,所述感应指针为非磁性材料,所述半球形外罩为透明材质。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下:
(1)滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构能够感应重力感应式磁场发生机构的磁场,并且在磁力作用下产生滑动,滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的滑动幅度受到滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构和重力感应式磁场发生机构之间的同轴度的影响;
(2)通过弹性感应底座能够在重力感应式磁场发生机构发生倾斜时,允许重力感应式磁场发生机构沿着重力方向滑动一段距离,滑动的幅度将影响滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构和重力感应式磁场发生机构的同轴度,重力感应式磁场发生机构滑动的幅度和透明防护组件的倾斜角度有关;
(3)通过重力感应式磁场发生机构能够利用通电的线圈产生磁场,从而引起位于磁场中的滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的滑动;
(4)通过滑行限位套筒能够对感应滑行示数组件的滑动进行限位;
(5)通过滑动密封环能够在感应滑行示数组件滑动的过程中保持滑行限位套筒的密封状态;
(6)圆柱形磁铁位于磁场中时,能够在磁场的作用下沿着滑行限位套筒进行滑动,圆柱形磁铁在滑动时将会带着感应指针滑动伸缩,从而改变示数;
(7)异形浮块在自身倾斜时将会沿着重力方向滑动,滑动时重力感应式磁场发生机构和滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的同轴度改变,圆柱形磁铁所在位置的磁场强度也随之改变,从而引发感应指针的伸出距离和示数改变;
(8)通过重力感应弹簧的支撑,当重力感应式磁场发生机构发生倾斜时,仅能允许重力感应式磁场发生机构小幅度滑动;
(9)通过半球形外罩中的液体,能够在倾斜时增大重力感应式磁场发生机构的滑动阻尼,防止重力感应式磁场发生机构往复晃动,通过半球形外罩气泡能够判断倾斜的方向。
附图说明
图1为本发明提出的一种机床外接底座水平示数器的立体图;
图2为本发明提出的一种机床外接底座水平示数器的主视图;
图3为图2中沿着剖切线A-A的剖视图;
图4为图3中沿着剖切线B-B的剖视图;
图5为图3中沿着剖切线C-C的剖视图;
图6为图2中沿着剖切线D-D的剖视图;
图7为本发明提出的一种机床外接底座水平示数器的滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构的结构示意图;
图8为本发明提出的一种机床外接底座水平示数器的重力感应式磁场发生机构的结构示意图;
图9为本发明提出的一种机床外接底座水平示数器的弹性感应底座的结构示意图;
图10为本发明提出的一种机床外接底座水平示数器的透明防护组件的结构示意图;
图11为图3中Ⅰ处的局部放大图;
图12为图3中Ⅱ处的局部放大图;
图13为图4中Ⅲ处的局部放大图;
图14为直流线圈通电后的磁场分布示意图。
其中,1、滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构,2、重力感应式磁场发生机构,3、弹性感应底座,4、透明防护组件,5、滑行导向组件,6、感应滑行示数组件,7、滑行限位套筒,8、滑动密封环,9、非磁性感应弹簧,10、圆柱形磁铁,11、感应指针,12、套筒顶部圆孔,13、弹簧底座一,14、指针底座,15、重力感应偏移组件,16、磁场发生组件,17、异形浮块,18、低阻力滑动圆环,19、环形电源,20、直流线圈,21、浮块中心孔,22、浮块切边,23、浮块台阶沉头环,24、浮块环形槽,25、滑动环圆角,26、环形底座,27、重力感应弹簧,28、平面凸台,29、弹簧底座二,30、圆形底座,31、半球形外罩,32、底座中心圆台,33、外罩直边。
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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。
如图1~图13所示,本发明提出了一种机床外接底座水平示数器,包括滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1、重力感应式磁场发生机构2、弹性感应底座3和透明防护组件4,滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1固接于透明防护组件4上,滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1能够感应重力感应式磁场发生机构2的磁场,并且在磁力作用下产生滑动,滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1的滑动幅度受到滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1和重力感应式磁场发生机构2之间的同轴度的影响,弹性感应底座3卡合设于透明防护组件4中,通过弹性感应底座3能够在重力感应式磁场发生机构2发生倾斜时,允许重力感应式磁场发生机构2沿着重力方向滑动一段距离,滑动的幅度将影响滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1和重力感应式磁场发生机构2的同轴度,重力感应式磁场发生机构2滑动的幅度和透明防护组件4的倾斜角度有关,重力感应式磁场发生机构2设于弹性感应底座3的中间,通过重力感应式磁场发生机构2能够利用通电的线圈产生磁场,从而引起位于磁场中的滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1的滑动,重力感应式磁场发生机构2和透明防护组件4滑动接触。
透明防护组件4包括圆形底座30和半球形外罩31,圆形底座30上设有底座中心圆台32,滑行限位套筒7卡合设于圆形底座30中,低阻力滑动圆环18滑动设于圆形底座30上,半球形外罩31上设有外罩直边33,环形底座26设于外罩直边33的内壁上,圆形底座30卡合设于外罩直边33中,半球形外罩31中有液体和气泡,通过半球形外罩31中的液体,能够在倾斜时增大重力感应式磁场发生机构2的滑动阻尼,防止重力感应式磁场发生机构2往复晃动,通过半球形外罩31气泡能够判断倾斜的方向;滑行限位套筒7为非磁性材料,非磁性感应弹簧9为非磁性材料,感应指针11为非磁性材料,半球形外罩31为透明材质。
弹性感应底座3包括环形底座26和重力感应弹簧27,环形底座26卡合设于透明防护组件4中,环形底座26的内壁上环形均布设有平面凸台28,重力感应弹簧27上对称设有弹簧底座二29,弹簧底座二29的其中一组固接平面凸台28上,弹簧底座二29的另外一组固接于浮块切边22上,通过重力感应弹簧27的支撑,当重力感应式磁场发生机构2发生倾斜时,仅能允许重力感应式磁场发生机构2小幅度滑动。
滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1包括滑行导向组件5和感应滑行示数组件6,滑行导向组件5设于透明防护组件4上,感应滑行示数组件6滑动设于滑行导向组件5中;滑行导向组件5包括滑行限位套筒7和滑动密封环8,滑行限位套筒7卡合设于透明防护组件4中,通过滑行限位套筒7能够对感应滑行示数组件6的滑动进行限位,滑行限位套筒7上设有套筒顶部圆孔12,滑动密封环8卡合设于套筒顶部圆孔12中,通过滑动密封环8能够在感应滑行示数组件6滑动的过程中保持滑行限位套筒7的密封状态;感应滑行示数组件6包括非磁性感应弹簧9、圆柱形磁铁10和感应指针11,非磁性感应弹簧9对称设于滑行限位套筒7的两端,非磁性感应弹簧9上对称设有弹簧底座一13,弹簧底座一13的其中一组设于圆柱形磁铁10的端部,弹簧底座一13的另外一组与滑行限位套筒7的内腔端面齐平,圆柱形磁铁10滑动设于滑行限位套筒7中,圆柱形磁铁10位于磁场中时,能够在磁场的作用下沿着滑行限位套筒7进行滑动,圆柱形磁铁10在滑动时将会带着感应指针11滑动伸缩,从而改变示数,感应指针11上设有指针底座14,感应指针11通过指针底座14固接于圆柱形磁铁10的一端,感应指针11卡合滑动设于滑动密封环8中。
重力感应式磁场发生机构2包括重力感应偏移组件15和磁场发生组件16,重力感应偏移组件15位于弹性感应底座3中,磁场发生组件16卡合设于重力感应偏移组件15中;重力感应偏移组件15包括异形浮块17和低阻力滑动圆环18,异形浮块17上设有浮块中心孔21,异形浮块17的外壁上环形均布设有浮块切边22,异形浮块17的底部还设有浮块台阶沉头环23,异形浮块17在浮块台阶沉头环23的底部设有浮块环形槽24,低阻力滑动圆环18固接于异形浮块17的底部,异形浮块17在自身倾斜时将会沿着重力方向滑动,滑动时重力感应式磁场发生机构2和滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1的同轴度改变,圆柱形磁铁10所在位置的磁场强度也随之改变,从而引发感应指针11的伸出距离和示数改变;低阻力滑动圆环18的面积大于浮块台阶沉头环23的面积,低阻力滑动圆环18能够将浮块台阶沉头环23密封,低阻力滑动圆环18上设有滑动环圆角25;磁场发生组件16包括环形电源19和直流线圈20,环形电源19卡合设于浮块台阶沉头环23上,环形电源19和直流线圈20电连接,直流线圈20卡合设于浮块台阶沉头环23中。
如图14所示,直流线圈20通电后会产生环形均布的磁场,且从直流线圈20的中心处到直流线圈20磁场强度递减。
具体使用时,首先用户需要将透明防护组件4放置或安装在机床的工件夹具上,然后通过环形电源19向直流线圈20供电,开启本装置的工作模式;
当本装置发生倾斜时,异形浮块17会沿着重力的方向滑动一段距离,滑动的幅度大小取决于本装置倾斜的角度,最终通过重力感应弹簧27的支撑抵消重力感应式磁场发生机构2的重力沿着环形底座26向下的分力;
由于重力感应式磁场发生机构2发生了偏移,因此滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构1和重力感应式磁场发生机构2的同轴度发生了改变,由于直流线圈20通直流电,因此浮块中心孔21中存在一个稳定的磁场,浮块中心孔21的内部的磁感线的方向与圆柱形磁铁10的方向相对应;
由于浮块中心孔21的内部的磁感线为环形均匀分布,因此浮块中心孔21的中心位置的磁感性较为密集,越靠近浮块中心孔21的内壁,磁感线越稀疏,磁场强度也是如此;
圆柱形磁铁10所在位置的磁场强度越小,圆柱形磁铁10和感应指针11的伸缩变化量也就越小,通过感应指针11伸出的示数实际可以反馈重力感应式磁场发生机构2的滑动幅度,即透明防护组件4的倾斜幅度。
以上便是本发明整体的工作流程,下次使用时重复此步骤即可。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种机床外接底座水平示数器,其特征在于:包括滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构(1)、重力感应式磁场发生机构(2)、弹性感应底座(3)和透明防护组件(4),所述滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构(1)固接于透明防护组件(4)上,所述弹性感应底座(3)卡合设于透明防护组件(4)中,所述重力感应式磁场发生机构(2)设于弹性感应底座(3)的中间,所述重力感应式磁场发生机构(2)和透明防护组件(4)滑动接触;所述滑行磁柱伸缩式偏移量示数机构(1)包括滑行导向组件(5)和感应滑行示数组件(6),所述滑行导向组件(5)设于透明防护组件(4)上,所述感应滑行示数组件(6)滑动设于滑行导向组件(5)中;
所述滑行导向组件(5)包括滑行限位套筒(7)和滑动密封环(8),所述滑行限位套筒(7)卡合设于透明防护组件(4)中,所述滑行限位套筒(7)上设有套筒顶部圆孔(12),所述滑动密封环(8)卡合设于套筒顶部圆孔(12)中;
所述感应滑行示数组件(6)包括非磁性感应弹簧(9)、圆柱形磁铁(10)和感应指针(11),所述非磁性感应弹簧(9)对称设于滑行限位套筒(7)的两端,所述非磁性感应弹簧(9)上对称设有弹簧底座一(13),所述弹簧底座一(13)的其中一组设于圆柱形磁铁(10)的端部,所述弹簧底座一(13)的另外一组与滑行限位套筒(7)的内腔端面齐平,所述圆柱形磁铁(10)滑动设于滑行限位套筒(7)中,所述感应指针(11)上设有指针底座(14),所述感应指针(11)通过指针底座(14)固接于圆柱形磁铁(10)的一端,所述感应指针(11)卡合滑动设于滑动密封环(8)中;
所述重力感应式磁场发生机构(2)包括重力感应偏移组件(15)和磁场发生组件(16),所述重力感应偏移组件(15)位于弹性感应底座(3)中,所述磁场发生组件(16)卡合设于重力感应偏移组件(15)中;
所述重力感应偏移组件(15)包括异形浮块(17)和低阻力滑动圆环(18),所述异形浮块(17)上设有浮块中心孔(21),所述异形浮块(17)的外壁上环形均布设有浮块切边(22),所述异形浮块(17)的底部还设有浮块台阶沉头环(23),所述异形浮块(17)在浮块台阶沉头环(23)的底部设有浮块环形槽(24),所述低阻力滑动圆环(18)固接于异形浮块(17)的底部;
所述低阻力滑动圆环(18)的面积大于浮块台阶沉头环(23)的面积,所述低阻力滑动圆环(18)能够将浮块台阶沉头环(23)密封,所述低阻力滑动圆环(18)上设有滑动环圆角(25);
所述磁场发生组件(16)包括环形电源(19)和直流线圈(20),所述环形电源(19)卡合设于浮块台阶沉头环(23)上,所述环形电源(19)和直流线圈(20)电连接,所述直流线圈(20)卡合设于浮块台阶沉头环(23)中。
2.根据权利要求1所述的一种机床外接底座水平示数器,其特征在于:所述弹性感应底座(3)包括环形底座(26)和重力感应弹簧(27),所述环形底座(26)卡合设于透明防护组件(4)中,所述环形底座(26)的内壁上环形均布设有平面凸台(28),所述重力感应弹簧(27)上对称设有弹簧底座二(29),所述弹簧底座二(29)的其中一组固接平面凸台(28)上,所述弹簧底座二(29)的另外一组固接于浮块切边(22)上。
3.根据权利要求2所述的一种机床外接底座水平示数器,其特征在于:所述透明防护组件(4)包括圆形底座(30)和半球形外罩(31),所述圆形底座(30)上设有底座中心圆台(32),所述滑行限位套筒(7)卡合设于圆形底座(30)中,低阻力滑动圆环(18)滑动设于圆形底座(30)上,所述半球形外罩(31)上设有外罩直边(33),所述环形底座(26)设于外罩直边(33)的内壁上,所述圆形底座(30)卡合设于外罩直边(33)中,所述半球形外罩(31)中有液体和气泡。
4.根据权利要求3所述的一种机床外接底座水平示数器,其特征在于:所述滑行限位套筒(7)为非磁性材料,所述非磁性感应弹簧(9)为非磁性材料,所述感应指针(11)为非磁性材料,所述半球形外罩(31)为透明材质。
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