CN116265767A - 柔性拐角装配件、相应的飞行器及制造拐角装配件的方法 - Google Patents
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Abstract
柔性拐角装配件、相应的飞行器及制造拐角装配件的方法。本发明涉及一种柔性拐角装配件,其旨在有助于至少一个飞行器盒结构的至少三个壁之间的连接,拐角装配件(1)具有至少三个固定板(P1,P2,P3)和由柔性材料制成的至少三个边缘拐角(A1,A2,A3),该至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个固定板通过由柔性材料制成的边缘拐角(A1,A2,A3)连接至该至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个另外的固定板。本发明还涉及包括这种拐角装配件的飞行器及其制造方法。由柔性材料制成的这些边缘拐角(A1,A2,A3)确保不用机加工或无需添加填隙片即可对拐角装配件进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性拐角装配件,该柔性拐角装配件相对于任何流体(比如燃料)而言是密封的,并且涉及一种用于制造所述拐角装配件的方法。本发明还涉及包括这种拐角装配件的飞行器。
背景技术
飞行器的结构储器(比如中央翼盒或外翼盒)对应于包括由具有不的厚度的金属或复合材料结构部分构成的组件的复杂结构装置,这些金属或复合材料结构部分通过固定部分连结在一起。
拐角装配件用于将各个结构部分组装在三个结构部分交汇的拐角处。现有技术的这种拐角装配件对应于包括三个接触表面的刚性结构装配件,这种刚性结构装配件确保结构装置的密封性和负载强度这两者。
正确安装这样的拐角装配件是复杂的,而且需要大量时间。这是因为飞行器两个机体并不总是具有相同的几何形状。如果在没有调整刚性拐角装配件的三个接触表面的情况下就将该刚性拐角装配件组装在这些接触表面处,那么将无法填充结构装置的部分与拐角装配件的接触表面之间的空间。
在第一现有技术中,针对要组装的每个飞行器,对拐角装配件的接触表面进行机加工,以便使该拐角装配件的形状适配于要组装的结构装置的形状。这暗示必须在已经组装好飞行器的主要结构之后进行测量。一旦已经进行测量,组装必须停止,同时基于这些测量对拐角装配件进行机加工。附加地,一旦已经对拐角装配件进行了机加工,就必须对该拐角装配件进行重新油漆和给予另一种表面处理,因为机加工将改变拐角装配件的表面。所有这些操作都是昂贵的,并且导致组装飞行器机体的过程的延期变长。
根据第二现有技术,使用填隙片调整拐角装配件。这使得可以避免对拐角装配件进行重新油漆和给予拐角装配件另一种表面处理,因为不需要对该拐角装配件进行机加工。然而,这涉及制造出适合的填隙片,这也造成组装机体的过程的严重延期。此外,使用填隙片使得向拐角装配件应用密封材料复杂化。
在所有情况下,需要调整拐角装配件通常会导致严重的组装延期。
发明内容
本发明的目的是改正上述缺点。为此,本发明涉及一种柔性拐角装配件,该柔性拐角装配件旨在有助于至少一个飞行器盒结构的至少三个壁之间的连接。
根据本发明,该柔性拐角装配件具有至少三个固定板和由柔性材料制成的至少一个边缘拐角,该至少三个固定板中的每个固定板具有旨在分别固定至盒结构的壁的外表面,至少三个固定板中的每个固定板通过由柔性材料制成的边缘拐角连接至至少三个固定板中的每个另外的固定板。
因此,藉由拐角装配件的由柔性材料制成的边缘拐角,由于边缘拐角的柔性而提供了调整。不再需要对拐角装配件进行机加工或不再需要添加填隙片。组装延期显著减少。附加地,边缘拐角有助于由拐角装配件所提供的相对于流体而言的密封性。
根据一个实施例,至少三个固定板中的至少一个固定板包括至少一个钻孔部位,该至少一个钻孔部位旨在被钻孔以形成固定开口,该固定开口被配置成允许固定元件穿过,该拐角装配件具有由柔性材料制成的至少一个O形环,该至少一个O形环围绕该至少一个钻孔部位包覆成型,所述至少三个板中的该至少一个固定板的外表面具有圆形凹槽,该圆形凹槽被机加工成围绕该(多个)钻孔部位,O形环包覆成型在圆形凹槽的底部上。
根据另一个实施例,至少三个固定板中的至少一个固定板包括至少一个固定开口,该至少一个固定开口被配置成允许固定元件穿过,该拐角装配件具有由柔性材料制成的至少一个O形环,该至少一个O形环围绕该至少一个固定开口包覆成型,所述至少三个板中的该至少一个固定板的外表面具有圆形凹槽,该圆形凹槽被机加工成围绕开口,O形环包覆成型在圆形凹槽的底部上。
此外,该拐角装配件具有由柔性材料制成的至少一个周边密封条,周边条将每个外表面划分为两个部分,同时仍然在整体上形成闭环,该拐角装配件具有至少一个周边凹槽,该至少一个周边凹槽经过该至少三个固定板中的每个固定板的外表面,周边凹槽在经过这些外表面中的每个外表面的过程中各自形成围绕整个该拐角装配件的闭环,单个周边条包覆成型在这些周边凹槽中的每个周边凹槽的底部上。
根据一个特定特征,至少一个固定板包括至少两个部分,该至少两个部分通过由柔性材料制成的分隔接头彼此连接,由柔性材料制成的该分隔接头连接至该拐角装配件的至少一个边缘拐角。
附加地,柔性材料对应于不可压缩的超弹性材料。
有利地,柔性材料对应于弹性体。
本发明还涉及一种飞行器、特别是一种运输机,该飞行器包括具有至少一个拐角的至少一个盒结构,如上文所描述的拐角装配件固定至该至少一个拐角。
本发明还涉及一种用于制造柔性拐角装配件的方法。
根据本发明,该方法包括以下步骤:
-安装具有旨在分别固定至盒结构的壁的外表面的至少三个固定板的步骤,该至少三个固定板中的每个固定板被安装成使得每个外表面被配置成能够分别固定至盒结构的壁,
-在模具中将至少一个边缘拐角包覆成型在至少三个固定板上使得该至少三个固定板中的每个固定板通过由柔性材料制成的边缘拐角连接至该至少三个固定板中的每个另外的固定板的步骤。
附图说明
附图将使得容易理解可以如何实现本发明。在这些图中,相同的附图标记表示相似的元件。
图1示出了拐角装配件的一个实施例的立体图。该视图针对固定板的外表面。
图2示出了拐角装配件的穿过固定开口的截面和围绕固定开口的O形环的截面。
图3示出了拐角装配件的穿过周边条和周边凹槽的截面。
图4示出了安装在盒结构的拐角上的拐角装配件的立体图。
图5示出了具有不同高度的支承表面的拐角装配件的一个实施例的立体图。该视图针对(固定板的)与外表面相反的内表面。
图6示出了具有固定板的拐角装配件的一个实施例的立体图,这些固定板具有通过分隔接头连结的两个部分。该视图针对固定板的内表面。
图7示出了旨在通过拐角装配件固定至彼此的壁及其盒结构的立体分解图。
图8示出了盒结构的壁和旨在固定至该壁的拐角装配件的立体分解图。
图9示出了固定至至少一个盒结构的壁的拐角装配件的立体图。
图10示出了在双重搭接剪切固定模式下固定至至少一个盒结构的两个壁的拐角装配件的截面。
图11示出了飞行器和该飞行器的具有盒结构、特别是中央翼盒的机身区段。
图12示出了拐角装配件的一个实施例的立体图。该视图针对固定板的外表面。
具体实施方式
图1中示出了拐角装配件1的一个实施例。
拐角装配件1的目的是尤其为飞行器、特别是运输机的储器(比如中央翼盒5或外翼盒5)提供相对于燃料而言的密封性,同时仍然能够吸收安装公差以及可能在操作期间出现的较小相对移动。(多个)盒结构5可以对应于一个或多个封闭或打开的盒结构。在其余描述中,“盒结构5”将用于指中央翼盒或外翼盒。
图11示出了包括至少一个盒结构5的飞行器AC的机身区段T,至少一个拐角装配件1固定至该至少一个盒结构,如图7和图8所示。拐角装配件1可以用于将一个盒结构5或多个盒结构5的壁2、3、4连结。
拐角装配件1具有至少三个(刚性)固定板P1、P2、P3和由柔性材料制成的至少三个边缘拐角A1、A2、A3。至少三个固定板P1、P2、P3中的每个固定板具有外表面S1、S2、S3,外表面旨在例如使用至少一个固定元件9(图2和图9)分别固定至(多个)盒结构5的壁2、3、4。
非限制性地,固定元件9可以对应于铆钉或螺钉。
至少三个固定板P1、P2、P3中的每个固定板通过由柔性材料制成的边缘拐角A1、A2、A3连接至该至少三个固定板P1、P2、P3中的每个另外的固定板。柔性材料可以对应于任何不可压缩的超弹性材料。例如,柔性材料可以对应于弹性体。固定板P1、P2、P3是由刚性材料制造而成的,因此是由比边缘拐角A1、A2、A3的柔性材料更具刚性的材料制造而成的,使得边缘拐角的柔性使得一个板能够相对于另一个板移动,因此可以调整这些板相对于所讨论的飞行器盒结构的定位,以使得可以吸收安装公差。根据一个可能的实施例,选用于板的刚性材料的弹性模量(以兆帕(MPa)为单位)是选用于边缘拐角的材料的弹性模量的至少一千倍。根据一个材料示例,固定板P1、P2、P3由金属(比如铝)制造而成。固定板P1、P2、P3也可以由比边缘拐角A1、A2、A3的柔性材料更具刚性的复合材料制造而成。
因此,固定板P1、P2、P3仅通过由柔性材料制成的边缘拐角A1、A2、A3即可彼此连接。除边缘拐角A1、A2、A3之外,没有任何结构连接将固定板P1、P2、P3彼此连接。
固定板P1、P2、P3可以基本上相对于彼此垂直。根据一个变型,固定板P1、P2、P3相对于彼此不垂直。固定板P1、P2、P3相对于彼此的位置取决于(多个)盒结构5的壁2、3、4相对于彼此的位置。
边缘拐角A1、A2、A3由连续带形成。此外,边缘拐角A1、A2、A3都在拐角装配件1的形状的顶点16处交汇。这有助于拐角装配件1所提供的密封性,同时仍然提供固定板P1、P2、P3之间的较小相对移动的可能性。
因此,如果拐角装配件1包括三个固定板P1、P2、P3,那么该拐角装配件对应于具有三个面(例如,基本上相对于彼此垂直)的拐角形状。此拐角形状的边缘拐角A1、A2、A3由柔性材料制成。在图1、图4、图5和图6中,固定板P1通过边缘拐角A1连接至固定板P2。固定板P2通过边缘拐角A2连接至固定板P3。固定板P3通过边缘拐角A3连接至固定板P1。
根据第一实施例,拐角装配件1可以具有由柔性材料制成的至少一个O形环6(图1)。(多个)O形环6围绕钻孔部位8(图5)包覆成型,该钻孔部位旨在被钻孔以形成固定开口7,该固定开口被配置成允许固定元件9穿过(图2)。因此,当拐角装配件1被固定至(多个)盒结构5的壁2、3、4时,可以形成(多个)固定开口7。(多个)钻孔部位8也可以包括至少一个引导孔。(多个)O形环6围绕(多个)引导孔包覆成型。因此,可以钻削出(多个)引导孔以在将拐角装配件1固定至(多个)盒结构5的壁2、3、4之前或期间形成(多个)固定开口7。此实施例有助于吸收安装公差。一旦已经暂时安装好拐角装配件1,就钻削出达到固定开口7的最终直径的(多个)引导孔,然后才固定该拐角装配件。
根据第二实施例,至少三个固定板P1、P2、P3中的至少一个固定板包括至少一个固定开口7,该至少一个固定开口被配置成允许固定元件9穿过。此实施例使得可以避免在形成(多个)固定开口之后的去毛刺步骤。
在此第二实施例中,拐角装配件1可以具有由柔性材料(弹性体)制成的至少一个O形环6,该至少一个O形环围绕(多个)固定开口7包覆成型。
在第一实施例和第二实施例中,该固定板或至少三个固定板P1、P2、P3的外表面S1、S2、S3具有圆形凹槽10,该圆形凹槽被机加工成围绕该固定开口7或这些固定开口7中的每个固定开口或围绕该钻孔部位8或这些钻孔部位8中的每个钻孔部位。(多个)O形环6包覆成型在每个圆形凹槽10的底部上(图2)。
优选地,圆形凹槽10的高度H1小于(多个)O形环6的高度h1,以便(多个)O形环6可以压缩在(多个)盒结构5的(多个)壁2、3、4与圆形凹槽10的底部之间。此外,圆形凹槽10的宽度L1大于(多个)O形环6的宽度l1。当该O形环6或这些O形环6压缩在(多个)盒结构5的(多个)壁2、3、4与圆形凹槽10的底部之间时,这种宽度差异使得该O形环或这些O形环能够变形并且能够在圆形凹槽10中展开。这种变形和展开选项对于不可压缩的柔性材料(比如弹性体)是特别有利的。使得密封件可以提供密封性,同时仍然使表面(外表面S1、S2、S3和壁2、3、4的旨在与外表面S1、S2、S3接触的接触表面)能够接触:密封件与所述表面齐平。图2示出了包覆成型在圆形凹槽10中的O形环6的截面。虚线示出了处于未变形状态的O形环6。图2还以实线示出了O形环6变形时的O形环6,该O形环在拐角装配件1固定至(多个)盒结构5的壁2、3、4时变形。图2以实线示出了O形环6的变形20。
第一实施例和第二实施例可以组合。这是因为一个拐角装配件可以包括具有一个或多个钻孔部位8的一个或多个固定板P1、P2或P3和具有一个或多个固定开口7的一个或多个固定板P1、P2或P3。此外,一个固定板P1、P2或P3可以同时包括一个或多个钻孔部位8和一个或多个固定开口7。
拐角装配件1还可以具有由柔性材料(比如弹性体)制成的至少一个周边密封条11。(多个)周边条11将每个外表面S1、S2、S3划分为两个部分,同时仍然在整体上形成闭环。(多个)周边条11确保围绕整个拐角装配件1、在每个外表面S1、S2、S3上的被所讨论的周边条11分开的两个部分之间的相对于流体(燃料)而言的连续密封性。因此,没有流体可以从含流体区循环至不含流体区。
有利地,拐角装配件1具有至少两个周边条11,如图1所示。
对于(多个)周边条11,拐角装配件1具有至少一个周边凹槽12,该至少一个周边凹槽在至少三个固定板P1、P2、P3中的每个固定板的外表面S1、S2、S3上。因此,(多个)周边凹槽12在经过外表面S1、S2、S3中的每个外表面的过程中形成了围绕整个拐角装配件1的闭环。换句话说,周边凹槽12中的每个周边凹槽将每个外表面S1、S2、S3划分为两个部分,同时仍然在整体上形成闭环。(多个)周边条11分别包覆成型在周边凹槽12的底部上。单个周边条11包覆成型在这些周边凹槽12中的每个周边凹槽的底部上。
优选地,出于与(多个)O形环6相同的原因,周边凹槽12的宽度L2大于(多个)周边条11的宽度l2,并且该周边凹槽的高度H2小于(多个)周边条11的高度h2。图3示出了包覆成型在周边凹槽12中的周边条11的截面。虚线示出了处于未变形状态的周边条11。图3还以实线示出了周边条11变形时的周边条11,该周边条在拐角装配件1固定至(多个)盒结构5的壁2、3、4时变形。图3以实线示出了周边条11的变形21。变形的周边条11使得可以提供密封性,同时仍然使外表面S1、S2、S3与壁2、3、4的接触表面之间能够有接触。
当设置了多个周边条11(例如三个周边条)时,第一周边条被第二周边条包围。第三周边条进而包围第一周边条和第二周边条,以此类推。
如图1所示,(多个)周边条11可以包括与一个或多个O形环6共用的至少一个部分17。在此情况下,旨在接纳周边条11的(多个)周边凹槽12可以包括与旨在接纳O形环6的一个或多个圆形凹槽10共用的部分。
在由柔性材料制成的边缘拐角A1、A2、A3处,(多个)周边条11可以在(多个)边缘拐角上具有过厚部,如图1和图12所示。
在一个实施例中,至少一个固定板P1、P2、P3包括至少两个部分13、14,该至少两个部分通过由柔性材料(比如弹性体)制成的分隔接头15D、15C彼此连接。由柔性材料制成的分隔接头15D、15C在其端部之一处连接至拐角装配件1的至少一个边缘拐角A1、A2、A3(图6)。部分13、14的数量可以取决于拐角装配件1必须固定抵靠在其上的壁2、3、4的接触表面的数量。分隔接头15D可以对应于笔直接头15D,该笔直接头如图1所示用于板P1和P3、如图5所示用于板P2、如图6所示用于板P1、P2和P3、以及如图12所示用于板P2。分隔接头15C也可以对应于弯曲接头15C,如图1所示用于板P2。
固定板P1、P2、P3中的至少一个固定板的外表面S1、S2、S3可以包括不同高度的多个支承表面18、19,拐角装配件1使该多个支承表面抵靠而与(多个)盒结构5的(多个)壁2、3、4接触。支承表面18、19之间的高度差异使得可以使拐角装配件1适配于壁2、3、4的各种高度。例如,在图5中,固定板P3具有外表面S3,该外表面包括不同高度的两个支承表面18、19。拐角装配件1的柔性使得可以促进对拐角装配件1(该拐角装配件的外表面S1、S2、S3具有多个支承表面18、19)的安装公差的吸收。
根据一个实施例,固定板P1、P2、P3的部分13、14可以对应于具有不同支承表面18、19的部分13、14。因此,这些部分13、14通过分隔接头15D、15C彼此连接,如图6所示。分隔接头15D、15C有助于提高对组装公差的吸收。
拐角装配件1还可以在双重搭接剪切固定模式(如图10所示)下使用。在此固定模式下,一个壁2的形状可以为具有第一支腿P1a和第二支腿P1b的L形。一个壁3可以与L形的第二支腿P1b延续地定位。在此情况下,一个固定板P1固定至壁2的L形的第一支腿P1a,而一个固定板P2固定至L形的第二支腿P1b和壁3。一个板91也是固定的以便使用固定元件9将第二支腿P1b和壁3的至少一部分夹置在固定板P2与板91之间。
拐角装配件1还使得如果至少三个固定板P1、P2、P3是由电位与(多个)盒结构5的(多个)壁2、3、4的电位不同的一种材料制造而成的,那么可以使用由玻璃纤维制成的层。玻璃纤维层可以插入在固定板与壁这两者之间。这可以是当至少三个固定板P1、P2、P3由铝制造而成并且(多个)壁2、3、4由碳纤维复合材料制造而成时的情。
如果拐角装配件1与(多个)壁2、3、4之间有空腔,那么也可以使用填隙液、润滑剂或任何其他惰性材料填充这些空腔,以便避免发霉和腐蚀。
本发明还涉及一种用于制造拐角装配件1的方法。
该方法包括安装具有旨在分别固定至(多个)盒结构5的壁2、3、4的外表面S1、S2、S3的至少三个固定板P1、P2、P3的步骤E1。至少三个固定板P1、P2、P3中的每个固定板被安装成使得每个外表面S1、S2、S3被配置成能够分别固定至(多个)盒结构5的壁2、3、4。
该方法还包括在模具中将至少一个边缘拐角A1、A2、A3包覆成型在至少三个固定板P1、P2、P3上使得至少三个固定板P1、P2、P3中的每个固定板通过由柔性材料制成的边缘拐角A1、A2、A3连接至该至少三个固定板P1、P2、P3中的每个另外的固定板的步骤E2。
包覆成型步骤E2还包括包覆成型由柔性材料制成的至少一个O形环6、由柔性材料制成的至少一个周边条11、和/或由柔性材料制成的至少一个分隔接头15D、15C。
包覆成型步骤E2可以包括向至少三个固定板P1、P2、P3应用粘合剂、然后再引入由柔性材料(弹性体)制成的部分。粘合剂使得可以形成在模具中包覆成型的步骤E2期间产生具有抵抗基本上与柔性材料(弹性体)的机械强度相当的机械应力(张力、剪切力等)的特性的化学键。
Claims (9)
1.一种柔性拐角装配件,所述柔性拐角装配件旨在有助于飞行器的至少一个盒结构的至少三个壁之间的连接,
其特征在于,所述柔性拐角装配件具有至少三个固定板(P1,P2,P3)和由柔性材料制成的至少三个边缘拐角(A1,A2,A3),所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个固定板具有旨在分别固定至所述盒结构(5)的壁(2,3,4)的外表面(S1,S2,S3),所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个固定板通过由柔性材料制成的边缘拐角(A1,A2,A3)连接至所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个另外的固定板。
2.根据权利要求1所述的柔性拐角装配件,
其特征在于,所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的至少一个固定板包括至少一个钻孔部位(8),所述至少一个钻孔部位旨在被钻孔以形成固定开口(7),所述固定开口被配置成允许固定元件(9)穿过,所述柔性拐角装配件(1)具有由柔性材料制成的至少一个O形环(6),所述至少一个O形环围绕所述至少一个钻孔部位(8)包覆成型,所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的该至少一个固定板的外表面具有圆形凹槽(10),所述圆形凹槽被机加工成围绕所述钻孔部位(8),所述O形环(6)包覆成型在所述圆形凹槽(10)的底部上。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的柔性拐角装配件,
其特征在于,所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的至少一个固定板包括至少一个固定开口(7),所述至少一个固定开口被配置成允许固定元件(9)穿过,所述柔性拐角装配件(1)具有由柔性材料制成的至少一个O形环(6),所述至少一个O形环围绕所述至少一个固定开口(7)包覆成型,所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的该至少一个固定板的外表面具有圆形凹槽(10),所述圆形凹槽被机加工成围绕所述固定开口(7),所述O形环(6)包覆成型在所述圆形凹槽(10)的底部上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的柔性拐角装配件,
其特征在于,所述柔性拐角装配件具有由柔性材料制成的至少一个周边密封条(11),所述周边密封条(11)将每个外表面(S1,S2,S3)划分为两个部分,同时仍然在整体上形成闭环,所述柔性拐角装配件(1)具有至少一个周边凹槽(12),所述至少一个周边凹槽经过所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个固定板的外表面(S1,S2,S3),所述周边凹槽(12)在经过所述外表面(S1,S2,S3)中的每个外表面的过程中各自形成围绕整个所述柔性拐角装配件(1)的闭环,单个周边密封条(11)包覆成型在所述周边凹槽(12)中的每个周边凹槽的底部上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的柔性拐角装配件,
其特征在于,至少一个所述固定板(P1,P2,P3)包括至少两个部分(13,14),所述至少两个部分通过由柔性材料制成的分隔接头(15D,15C)彼此连接,由柔性材料制成的所述分隔接头(15D,15C)连接至所述柔性拐角装配件(1)的至少一个边缘拐角(A1,A2,A3)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的柔性拐角装配件,
其特征在于,柔性材料对应于不可压缩的超弹性材料。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的柔性拐角装配件,
其特征在于,柔性材料对应于弹性体。
8.一种飞行器,
其特征在于,所述飞行器包括具有至少一个拐角的至少一个盒结构,根据权利要求1至7中任一项所述的柔性拐角装配件固定至所述至少一个拐角。
9.一种用于制造柔性拐角装配件的方法,
其特征在于,所述方法包括以下步骤:
-安装具有旨在分别固定至盒结构(5)的壁(2,3,4)的外表面(S1,S2,S3)的至少三个固定板(P1,P2,P3)的步骤(E1),所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个固定板被安装成使得每个外表面(S1,S2,S3)被配置成能够分别固定至所述盒结构(5)的壁(2,3,4),
-在模具中将至少一个边缘拐角(A1,A2,A3)包覆成型在至少三个固定板(P1,P2,P3)上使得所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个固定板通过由柔性材料制成的边缘拐角(A1,A2,A3)连接至所述至少三个固定板(P1,P2,P3)中的每个另外的固定板的步骤(E2)。
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