CN115056915A - 一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，包括安装在原油转驳船甲板上的液压绞车、五连杆快速释放机构、释放速度监测装置和控制装置；所述液压绞车用于系泊缆绳的存储和收放；五连杆快速释放机构设置在液压绞车上，所述五连杆快速释放机构用于固定系泊缆绳的一端，系泊缆绳的另一端用于牵引常规油轮；释放速度监测装置用于检测系泊缆绳的释放速度，控制装置用于根据所述释放速度监测装置检测到的系泊缆绳的释放速度来控制所述五连杆快速释放机构的系泊缆绳释放速度。通过控制五连杆快速释放机构对系泊缆绳的释放速度，使得系泊缆绳的释放工作更安全，有利于提升释放系泊缆绳的安全系数，从而保障原油转驳船和常规油轮的安全。
Description
技术领域
本发明涉及系泊设备的技术领域，特别是涉及一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置。
背景技术
在深远海“FPSO（浮式生产储油船）+CTV（原油转驳船）+常规油轮”的三浮体原油转驳输送系统中，三浮体之间的水动力干扰是影响原油稳定输送的世界性技术难点，也是国际海洋工程界研究的热点之一。在原油输送的过程中，原油转驳船与常规油轮之间会因风浪等环境因素发生相对移动，若原油转驳船与常规油轮之间的距离过大，会引起输油管破裂的隐患，若原油转驳船与常规油轮之间的距离过小，则会引起碰撞的隐患，影响输油作业的正常进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，通过控制释放系泊缆绳的释放速度，有利于提升释放系泊缆绳的安全系数。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，包括安装在原油转驳船甲板上的液压绞车、五连杆快速释放机构、释放速度监测装置和控制装置；所述液压绞车用于系泊缆绳的存储和收放；所述五连杆快速释放机构设置在液压绞车上，所述五连杆快速释放机构用于固定系泊缆绳的一端，系泊缆绳的另一端用于牵引常规油轮；所述释放速度监测装置用于检测系泊缆绳的释放速度，所述控制装置用于根据所述释放速度监测装置检测到的系泊缆绳的释放速度来控制所述五连杆快速释放机构的系泊缆绳释放速度。
本发明进一步设置为：所述液压绞车包括两个支撑结构和绞车滚筒，所述绞车滚筒用于存储和收放系泊缆绳，所述绞车滚筒的两端均设有转轴，所述绞车滚筒通过两端的转轴与两个所述支撑结构可转动连接；所述释放速度监测装置设置在所述支撑结构和所述绞车滚筒之间，用于检测所述转轴的转速，以检测绞车滚筒的转速，实现检测系泊缆绳的释放速度。
本发明进一步设置为：所述释放速度监测装置包括第一齿轮、第二齿轮和转速传感器，所述第一齿轮安装在所述转轴上，所述第二齿轮安装在所述转速传感器上并与所述第一齿轮啮合，所述转速传感器安装于所述支撑结构。
本发明进一步设置为：所述释放速度监测装置包括第一齿轮和用于检测所述第一齿轮转速信号的转速传感器，所述第一齿轮安装在所述转轴上，所述转速传感器与所述第一齿轮相对。
本发明进一步设置为：所述五连杆快速释放机构包括液压杆、连杆组件和夹紧组件，所述液压杆的两端与所述连杆组件的末端连接，所述连杆组件与所述夹紧组件连接。
本发明进一步设置为：所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与所述第二连杆的一端铰接，所述液压杆的两端分别与所述第一连杆的另一端和所述第二连杆的另一端铰接；所述夹紧组件包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和所述第二夹爪分别与所述第一连杆和所述第二连杆铰接。
本发明进一步设置为：所述第一夹爪的一端设有第一铰接部，所述第一夹爪的另一端设有第一夹钩，所述第一夹爪设有用于贯穿所述第一夹爪的第一铰接孔，所述第一夹爪通过所述第一铰接部与所述第一连杆铰接；所述第二夹爪的一端设有第二铰接部，所述第二夹爪的另一端设有第二夹钩，所述第二夹爪设有用于贯穿所述第二夹爪的第二铰接孔，所述第二夹爪通过所述第二铰接部与所述第二连杆铰接，所述第一铰接孔与所述第二铰接孔对应设置；当所述液压杆伸出时，所述第一夹钩和所述第二夹钩相互靠近，当所述液压杆缩回时，所述第一夹钩和所述第二夹钩相互远离。
本发明进一步设置为：所述液压绞车包括绞车滚筒，所述绞车滚筒的侧面开设有安装腔，所述绞车滚筒设有伸入所述安装腔内的固定销，所述五连杆快速释放机构通过所述固定销固定在所述安装腔内，所述固定销贯穿所述第一铰接孔和所述第二铰接孔。
本发明进一步设置为：所述液压绞车还包括底座，两个所述支撑结构设置在所述底座上，所述底座设有电液控制器，所述五连杆快速释放机构包括液压杆，所述电液控制器与所述液压杆连接，用于控制所述液压杆的伸缩。
本发明进一步设置为：所述液压绞车还包括压力感应元件，所述压力感应元件用于检测所述快速释放机构对所述固定销的拉力并持续将固定销的受力数据反馈到原油转驳船的DP定位系统和所述控制装置中。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，系泊装置安装在原油转驳船上，系泊装置包括安装在原油转驳船上的液压绞车、设置在液压绞车上的五连杆快速释放机构、用于检测系泊缆绳释放速度的释放速度监测装置和控制装置，系泊缆绳用于连接常规油轮，实现原油转驳船通过该系泊装置为常规油轮提供牵引力，在输油过程中实现原油转驳船对常规油轮的牵引控制，有利于原油转驳船为常规油轮输油；同时，通过控制五连杆快速释放机构对系泊缆绳的释放速度，使得系泊缆绳的释放工作更安全，有利于提升释放系泊缆绳的安全系数，从而保障原油转驳船和常规油轮的安全。
附图说明
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
图1是本发明实施例中的系泊缆绳的结构示意图；
图2是图1中B-B处的剖视图；
图3是图1中A-A处的剖视图；
图4是本发明实施例中的五连杆快速释放机构的结构示意图；
图5是本发明实施例中的五连杆快速释放机构的结构示意图；
图6是本发明实施例中的系泊缆绳的结构示意图；
图7是图1中C-C处的剖视图。
其中，1、液压绞车；11、底座；12、支撑结构；13、绞车滚筒；131、转轴；132、安装腔；133、固定销；2、电液控制器；3、释放速度监测装置；31、第一齿轮；32、第二齿轮；33、转速传感器；34、安装架；4、五连杆快速释放机构；5、液压杆；6、连杆组件；61、第一连杆；62、第二连杆；7、夹紧组件；71、第一夹爪；711、第一夹钩；72、第二夹爪；721、第二夹钩；8、导缆机构；81、导缆轮；82、支撑架；9、系泊缆绳；91、缆头。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例一：请参阅图1至图5，本发明实施例一提供的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，包括安装在原油转驳船甲板上的液压绞车1、五连杆快速释放机构4、释放速度监测装置3和控制装置，液压绞车1用于系泊缆绳9的存储和收放；五连杆快速释放机构4设置在液压绞车1上，五连杆快速释放机构4用于固定系泊缆绳9的一端，系泊缆绳9的另一端用于牵引常规油轮；释放速度监测装置3用于检测系泊缆绳9的释放速度，控制装置用于根据释放速度监测装置3检测到的系泊缆绳9的释放速度来控制五连杆快速释放机构4的系泊缆绳9释放速度。通过五连杆快速释放机构4固定系泊缆绳9的一端，系泊缆绳9的另一端连接常规油轮，实现原油转驳船通过系泊装置为常规油轮提供牵引力，在输油过程中实现原油转驳船对常规油轮的牵引控制，有利于原油转驳船为常规油轮输油；同时，通过控制五连杆快速释放机构4对系泊缆绳9的释放速度，使得系泊缆绳9的释放工作更安全，有利于提升释放系泊缆绳9的安全系数，从而保障原油转驳船和常规油轮的安全。
在一些实施例中，参照图1和图2，液压绞车1包括底座11、两个支撑结构12和绞车滚筒13，底座11安装在原油转驳船的甲板上，两个支撑结构12固定在底座11上，绞车滚筒13可转动连接在两个支撑结构12之间，绞车滚筒13用于存储和收放系泊缆绳9，绞车滚筒13通过向第一个方向转动实现收入系泊缆绳9以实现存储系泊缆绳9，绞车滚筒13通过向第二个方向转动实现放出系泊缆绳9，第一方向和第二方向即为正向和反向；绞车滚筒13的两端均设有转轴131，绞车滚筒13通过两端的转轴131与两个支撑结构12可转动连接，以便于绞车滚筒13通过两个转轴131相当于两个支撑结构12转动。还包括驱动器，驱动器用于驱使绞车滚筒13转动，驱动器可以设置在其中一个支撑结构12上，也可以设置在底座11上。释放速度监测装置3设置在支撑结构12和绞车滚筒13之间，用于检测转轴131的转速，以检测绞车滚筒13的转速，由于绞车滚筒13放出系泊缆绳9需要转动，绞车滚筒13的放出系泊缆绳9的转速即为系泊缆绳9的释放速度，以实现检测系泊缆绳9的释放速度。
在一些实施例中，液压绞车1还包括导缆机构8，导缆机构8设在绞车滚筒13的一侧。导缆机构8用于辅助完成系泊缆绳9的收放，导缆机构8由电液控制系统控制。进一步地，导缆机构8包括导缆轮81和支撑架82，支撑架82设置在两个支撑结构12之间，导缆轮81套设在支撑架82上并用于辅助完成系泊缆绳9的收放。
在一些实施例中，释放速度监测装置3包括第一齿轮31、第二齿轮32和转速传感器33，第一齿轮31安装在转轴131上，第一齿轮31位于绞车滚筒13和支撑结构12之间，第二齿轮32安装在转速传感器33上并与第一齿轮31啮合，转速传感器33安装在支撑结构12上，转速传感器33包括编码器，编码器与控制装置连接。当绞车滚筒13放出系泊缆绳9时，绞车滚筒13转动且通过转轴131驱使第一齿轮31转动，第一齿轮31驱使第二齿轮32转动，由于第二齿轮32安装在编码器上，以便于编码器检测第二齿轮32的转速，编码器检测的第二齿轮32的转速即为系泊缆绳9的释放速度。可选地，如图7所示，转速传感器33可以安装在安装架34上，安装架34安装在支撑结构12上。
在一些实施例中，参照图3至图5，绞车滚筒13的侧面开设有安装腔132，安装腔132沿着轿车滚筒的长度方向呈长条状设置，五连杆快速释放机构4设置在安装腔132内，绞车滚筒13设有伸入安装腔132内的固定销133，五连杆快速释放机构4通过固定销133固定在安装腔132内。液压绞车1还包括压力感应元件，压力感应元件可以设置在底座11上，也可以设置在轿车滚筒的安装腔132内，还可以设置在其他合适的位置，压力感应元件用于检测快速释放机构对固定销133的拉力并持续将固定销133的受力数据反馈到原油转驳船的DP定位系统和控制装置。由此，通过装有压力感应元件检测五连杆快速释放机构4与固定销133之间的拉力，在牵引作业时液压绞车1随时将受力数据反馈给原油转驳船上的DP定位系统（动力定位系统）和控制装置，从而可在超过额定拉力时报警系统开始报警，这时可通过DP系统来调整原油转驳船的推进器的推进方向从而降低过大拉力；或当牵引过程发生紧急状况时，控制装置控制五连杆快速释放机构4释放系泊缆绳9，以保证原油输送设备的安全。
在一些实施例中，五连杆快速释放机构4包括液压杆5、连杆组件6和夹紧组件7，液压杆5的两端与连杆组件6的末端连接，连杆组件6与夹紧组件7连接，夹紧组件7通过固定销133铰接；当液压杆5伸长时，液压杆5通过连杆组件6驱使夹紧组件7夹紧，以实现夹住系泊缆绳9；当液压杆5缩短时，液压杆5通过连杆组件6驱使夹紧组件7打开，以实现放开系泊缆绳9。其中，系泊缆绳9设有缆头91，系泊缆绳9通过缆头91与夹紧组件7连接，以实现五连杆快速释放机构4与系泊缆绳9连接。
进一步的，连杆组件6包括第一连杆61和第二连杆62，第一连杆61和第二连杆62对应设置，如图4和图5所示，第一连杆61和第二连杆62均为呈弯状的杆；第一连杆61的一端与第二连杆62的一端铰接，液压杆5的两端分别与第一连杆61的另一端和第二连杆62的另一端铰接；当液压杆5伸长，第一连杆61相对于第二连杆62转动，且第一连杆61的末端和第二连杆62末端相互远离；当液压杆5缩短，第一连杆61相对于第二连杆62转动，且第一连杆61的末端和第二连杆62末端相互靠近；夹紧组件7包括第一夹爪71和第二夹爪72，第一夹爪71和第二夹爪72分别与第一连杆61和第二连杆62铰接；当液压杆5伸长，第一连杆61相对于第二连杆62转动，且第一连杆61的末端和第二连杆62末端相互远离，以实现第一夹爪71和第二夹爪72夹住系泊缆绳9的缆头91；当液压杆5缩短，第一连杆61相对于第二连杆62转动，且第一连杆61的末端和第二连杆62末端相互靠近，以实现第一夹爪71和第二夹爪72放开系泊缆绳9的缆头91。
进一步的，第一夹爪71的一端设有第一铰接部，第一夹爪71的另一端设有第一夹钩711，第一夹爪71设有用于贯穿第一夹爪71的第一铰接孔，第一夹爪71通过第一铰接部与第一连杆61铰接，且第一铰接部位于第一连杆61的两端之间，优选位于第一连杆61的中部；第二夹爪72的一端设有第二铰接部，第二夹爪72的另一端设有第二夹钩721，第二夹爪72设有用于贯穿所述第二夹爪72的第二铰接孔，第二夹爪72通过第二铰接部与第二连杆62铰接，且第二铰接部位于第二连杆62的两端之间，优选位于第二连杆62的中部；第一铰接孔与第二铰接孔对应设置，即第一铰接孔与第二铰接孔的轴心位于同一直线上，固定销133贯穿第一铰接孔和第二铰接孔，以实现第一夹爪71和第二夹爪72通过固定销133铰接；当液压杆5伸出时，第一夹钩711和第二夹钩721相互靠近，以实现夹住系泊缆绳9的缆头91，当液压杆5缩回时，第一夹钩711和第二夹钩721相互远离，以实现放开系泊缆绳9的缆头91。
在一些实施例中，底座11设有电液控制器2，电液控制器2与控制装置连接，电液控制器2与液压杆5连接，更具体的，电液控制器2的线路通过转轴131与液压杆5连接，用于控制液压杆5的伸缩。
实施例二：
参照图6和图7，实施例二与实施例一的不同之处在于释放速度监测装置3，释放速度监测装置3包括第一齿轮31和用于检测第一齿轮31转速信号的转速传感器33，第一齿轮31安装在转轴131上，转速传感器33的感应端与第一齿轮31相对，以便于转速传感器33检测第一齿轮31的转速，且转速传感器33与控制装置连接。当绞车滚筒13放出系泊缆绳9时，绞车滚筒13转动且通过转轴131驱使第一齿轮31转动，以便于转速传感器33检测第一齿轮31的转速。
具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置的使用方法，该方法包括以下步骤：
将系泊缆绳9的缆头91放置在第一夹爪71与第二夹爪72之间，并通过电液控制器2驱使液压杆5的伸出，使第一夹爪71与第二夹爪72合拢夹住系泊缆绳9的一端；
通过驱动器使绞车滚筒13转动放出系泊缆绳9，并通过辅助拖轮将系泊缆绳9的另一端送至常规油轮上；
把系泊缆绳9的另一端固定在常规油轮上，使得常规油轮通过系泊缆绳9系泊在原油转驳船上，此时原油转驳船通过系泊缆绳9为常规油轮提供牵引力，使常规油轮与原油转驳船形成风向标效应；
通过压力感应元件实时检测五连杆快速释放机构4对固定销133的拉力并持续将固定销133的受力数据反馈到原油转驳船的DP定位系统和控制装置中；
当压力感应元件检测到固定销133的受力数据超过额定拉力时报警系统开始报警，并通过原油转驳船的DP系统来调整原油转驳船推进器的推进方向；
当牵引过程发生紧急状况时，执行下一步骤；
控制装置通过电液控制器2控制液压油缸收缩驱动第一夹爪71与第二夹爪72快速张开，使系泊缆绳9一端的缆头91脱离五连杆快速释放机构4实现系泊绳缆与液压绞车1的快速分离。
通过以上方法应用在原油转驳船与常规油轮的原油转驳环节，解决原油转驳船与常规油轮的系泊问题。常规油轮通过缆绳系泊在原油转驳船上，为常规油轮提供牵引力，使得常规油轮与原油转驳船形成风向标效应，不会被风和浪吹离、推离太远，实现输油作业的正常进行，当检测到系泊拉力过大时，自动调整原油转驳船的推进方向，保证原油转驳船与常规油轮之间时刻处于安全距离区域，当发生紧急情况时，系泊缆绳9可与五连杆快速释放机构4实现快速分离，以保护其他关键的输油设备及规避船舶碰撞情况的发生，保证常规油轮与原油转驳船之间的安全系泊。同时，通过控制五连杆快速释放机构4对系泊缆绳9的释放速度，使得系泊缆绳9的释放工作更安全，有利于提升释放系泊缆绳9的安全系数，从而保障原油转驳船和常规油轮的安全。
本专利附图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，包括安装在原油转驳船甲板上的液压绞车(1)、五连杆快速释放机构(4)、释放速度监测装置(3)和控制装置；所述液压绞车(1)用于系泊缆绳(9)的存储和收放；所述五连杆快速释放机构(4)设置在所述液压绞车(1)上，所述五连杆快速释放机构(4)用于固定系泊缆绳(9)的一端，系泊缆绳(9)的另一端用于牵引常规油轮；所述释放速度监测装置(3)用于检测系泊缆绳(9)的释放速度，所述控制装置用于根据所述释放速度监测装置(3)检测到的系泊缆绳(9)的释放速度来控制所述五连杆快速释放机构(4)的系泊缆绳(9)释放速度。
2.根据权利要求1所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述液压绞车(1)包括两个支撑结构(12)和绞车滚筒(13)，所述绞车滚筒(13)用于存储和收放系泊缆绳(9)，所述绞车滚筒(13)的两端均设有转轴(131)，所述绞车滚筒(13)通过两端的转轴(131)与两个所述支撑结构(12)可转动连接；所述释放速度监测装置(3)设置在所述支撑结构(12)和所述绞车滚筒(13)之间，用于检测所述转轴(131)的转速，以检测所述绞车滚筒(13)的转速，实现检测系泊缆绳(9)的释放速度。
3.根据权利要求2所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述释放速度监测装置(3)包括第一齿轮(31)、第二齿轮(32)和转速传感器(33)，所述第一齿轮(31)安装在所述转轴(131)上，所述第二齿轮(32)安装在所述转速传感器(33)上并与所述第一齿轮(31)啮合，所述转速传感器(33)安装于所述支撑结构(12)。
4.根据权利要求2所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述释放速度监测装置(3)包括第一齿轮(31)和用于检测所述第一齿轮(31)转速信号的转速传感器(33)，所述第一齿轮(31)安装在所述转轴(131)上，所述转速传感器(33)与所述第一齿轮(31)相对。
5.根据权利要求1所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述五连杆快速释放机构(4)包括液压杆(5)、连杆组件(6)和夹紧组件(7)，所述液压杆(5)的两端与所述连杆组件(6)的末端连接，所述连杆组件(6)与所述夹紧组件(7)连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述连杆组件(6)包括第一连杆(61)和第二连杆(62)，所述第一连杆(61)的一端与所述第二连杆(62)的一端铰接，所述液压杆(5)的两端分别与所述第一连杆(61)的另一端和所述第二连杆(62)的另一端铰接；所述夹紧组件(7)包括第一夹爪(71)和第二夹爪(72)，所述第一夹爪(71)和所述第二夹爪(72)分别与所述第一连杆(61)和所述第二连杆(62)铰接。
7.根据权利要求6所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述第一夹爪(71)的一端设有第一铰接部，所述第一夹爪(71)的另一端设有第一夹钩(711)，所述第一夹爪(71)设有用于贯穿所述第一夹爪(71)的第一铰接孔，所述第一夹爪(71)通过所述第一铰接部与所述第一连杆(61)铰接；所述第二夹爪(72)的一端设有第二铰接部，所述第二夹爪(72)的另一端设有第二夹钩(721)，所述第二夹爪(72)设有用于贯穿所述第二夹爪(72)的第二铰接孔，所述第二夹爪(72)通过所述第二铰接部与所述第二连杆(62)铰接，所述第一铰接孔与所述第二铰接孔对应设置；当所述液压杆(5)伸出时，所述第一夹钩(711)和所述第二夹钩(721)相互靠近，当所述液压杆(5)缩回时，所述第一夹钩(711)和所述第二夹钩(721)相互远离。
8.根据权利要求7所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述液压绞车(1)包括绞车滚筒(13)，所述绞车滚筒(13)的侧面开设有安装腔(132)，所述绞车滚筒(13)设有伸入所述安装腔(132)内的固定销(133)，所述五连杆快速释放机构(4)通过所述固定销(133)固定在所述安装腔(132)内，所述固定销(133)贯穿所述第一铰接孔和所述第二铰接孔。
9.根据权利要求2所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述液压绞车(1)还包括底座(11)，两个所述支撑结构(12)设置在所述底座(11)上，所述底座(11)设有电液控制器(2)，所述五连杆快速释放机构(4)包括液压杆(5)，所述电液控制器(2)与所述液压杆(5)连接，用于控制所述液压杆(5)的伸缩。
10.根据权利要求7所述的一种具有五连杆快速释放机构的大缆系泊装置，其特征在于，所述液压绞车(1)还包括压力感应元件，所述压力感应元件用于检测所述快速释放机构对所述固定销(133)的拉力并持续将所述固定销(133)的受力数据反馈到原油转驳船的DP定位系统和所述控制装置中。
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