CN116475901B - 一种球形工件打磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工件打磨设备领域,公开了一种球形工件打磨装置,包括球形工件和安装架;安装架上安装有承托球形工件的承托机构、夹持转动机构、打磨机构;本发明通过设有安装有夹持头的夹持臂、与夹持臂螺纹连接的双向丝杆、与夹持头通过臂向轴和花键套轴连接传动的花键轴、承托球形工件并通过转动管、纵向轴、第一竖直轴、被动齿轮和单向齿轮与双向丝杆连接传动的承托罩,使得夹持头在对球形工件释放的过程中驱动承托罩带动球形工件做圆周运动,使得夹持头二次夹持球形工件时在球形工件上的夹持位置发生改变,进而实现球形工件整体各个位置的打磨,无需人工干预实现全面打磨,提高了打磨的效率。

Description

一种球形工件打磨装置
技术领域
本发明涉及工件打磨设备领域,更具体地说,涉及一种球形工件打磨装置。
背景技术
在工件打磨加工时,对于球形工件,由于其球状形状的特殊性,传统的球形工件打磨装置需要使用夹持杆对其进行夹持然后带动其转动,使用打磨砂纸贴合其表面,由于夹持杆与球形工件的接触位置无法被打磨砂纸接触,因此需要反复的拆卸夹持杆然后更换夹持位置进行打磨,操作繁琐。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种球形工件打磨装置,可以实现自动间歇的更换夹持位置,实现整个球形工件的自动打磨。
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种球形工件打磨装置,包括球形工件和安装架;安装架上安装有承托球形工件的承托机构,承托机构上方设有用来夹持球形工件并驱动球形工件转动的夹持转动机构,球形工件上方设有打磨机构;
夹持转动机构包括对称设置在球形工件两侧的夹持臂,夹持臂内侧转动连接有一组相对设置并与球形工件抵接的夹持头,夹持臂外端滑动连接有与安装架固定连接的滑槽架,滑槽架内设有与夹持臂螺纹连接的双向丝杆,双向丝杆延伸至滑槽架端部并连接有丝杆电机;夹持头固定连接有延伸至夹持臂内并与夹持臂转动连接的夹持轴;夹持轴通过传动齿轮组连接有沿着夹持臂长度方向设置的臂向轴,臂向轴通过传动齿轮组连接有与夹持臂转动连接的花键套轴,花键套轴内嵌套有与花键套轴滑动连接的花键轴,花键轴延伸至滑槽架端部并连接有驱动电机;
承托机构包括套设在球形工件下部并呈碗状的承托罩,承托罩下端固定连接有与安装架转动连接的转动管,转动管通过传动齿轮组连接有纵向轴,纵向轴通过传动齿轮组连接有第一竖直轴,第一竖直轴延伸至滑槽架内并通过单向传动齿轮组与双向丝杆连接传动;
打磨机构包括与球形工件上部贴合的打磨带。
优选的,打磨机构还包括抵接在打磨带内侧的一组呈八字对称分布的摆动杆,摆动杆下端设有用来限制打磨带横向摆动的导向轮,摆动杆上端通过铰接轴铰接有摆动架,铰接轴延伸至摆动架外侧并固定连接有蜗轮,蜗轮啮合有蜗杆,蜗杆与摆动架转动连接并且端部固定连接有调节轮;打磨带两端绕卷在安装在摆动架上一组对称设置的卷筒,卷筒内安装有涡卷弹簧,打磨带绕卷在涡卷弹簧外侧。
优选的,卷筒中心套接固定有卷轴,对称设置的卷轴上套接有相互啮合的传动齿轮,其中一侧的卷轴延伸至摆动架外侧并连接有绕卷电机,卷轴前端螺纹连接有与卷筒抵接的螺帽。
优选的,打磨机构还包块与摆动架连接的摆动组件,摆动组件包括与摆动架固定连接的摆动板,摆动板下端转动连接有与安装架固定连接的固定架,摆动板卡接有偏心盘,偏心盘固定连接有贯穿固定架的轮轴,轮轴通过减速齿轮组连接有第二竖直轴,第二竖直轴通过连接齿轮组连接有套接在花键轴中部的套环。
优选的,球形工件打磨装置还包括集尘机构,集尘机构包括与转动管通过旋转接头转动连通的吸尘管,吸尘管连通有吸尘器,转动管为空心圆管且与承托罩内腔连通。
优选的,承托罩为上部敞口且呈碗状结构的球形罩,承托罩外侧转动连接有与安装架固定连接的转动座。
优选的,夹持头靠近球形工件一侧设有与球形工件适配的弧形凹槽,弧形凹槽内粘接有增加摩擦的橡胶垫。
优选的,单向传动齿轮组包括与第一竖直轴延伸至滑槽架内的顶端固定连接的被动齿轮和与被动齿轮啮合的单向齿轮,单向齿轮包括套设在双向丝杆中部并与双向丝杆固定连接的内环,内环外侧套设有与其转动连接的转动环,内环上铰接有棘爪,转动环内壁开设有与棘爪配合的棘爪槽,棘爪内侧抵接有安装在内环上的弹簧片。
优选的,摆动板呈到L型,摆动板的竖直部分开设有矩形通槽,偏心盘边缘处设有贯穿矩形通槽的偏心柱,摆动架前端固定连接有滑动柱,滑动柱滑动连接有与安装架固定连接的槽板,槽板开设有供滑动柱滑动的弧形滑槽。
优选的,承托罩内壁嵌套有呈水平圆周等距分布的支撑球,支撑球与承托罩转动连接。
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本发明通过设有安装有夹持头的夹持臂、与夹持臂螺纹连接的双向丝杆、与夹持头通过臂向轴和花键套轴连接传动的花键轴、承托球形工件并通过转动管、纵向轴、第一竖直轴、被动齿轮和单向齿轮与双向丝杆连接传动的承托罩,使得夹持头在对球形工件释放的过程中驱动承托罩带动球形工件做圆周运动,使得夹持头二次夹持球形工件时在球形工件上的夹持位置发生改变,进而实现球形工件整体各个位置的打磨,无需人工干预实现全面打磨,提高了打磨的效率。
(2)本发明通过设有打磨带、支撑打磨带并呈八字对称分布的摆动杆、与打磨带两侧端部连接并设有涡卷弹簧的卷筒,使得打磨带保持张紧状态,始终贴合在球形工件表面,保证打磨效果。
(3)本发明通过设有贯穿卷筒并通过螺母固定卷筒的卷轴、套接对称设置的卷轴上的传动齿轮、与其中一个卷轴连接的绕卷电机,在加工过程中可以实现打磨带的自动替换,保证打磨带表面的摩擦性能,进而保证打磨效果,无需人工操作,保证打磨效果。
(4)本发明通过设有包括摆动架、摆动板、偏心盘以及实现偏心盘和花键轴传动的第二竖直轴,使得夹持头带动球形工件转动的同时,摆动板带动摆动架上的打磨带沿着球形工件表面往复摆动,提高打磨带与球形工件接触的频率和接触时相对运动的复杂性,提高打磨效率和打磨效果。
(5)本发明通过设有套设在球形工件下部且内壁设有呈水平圆周分布的支撑球的承托罩、与承托罩内腔连通的转动管、与转动管通过旋转接头连通的吸尘管、与吸尘管连通的吸尘器,在打磨过程中通过吸尘器产生的负压使得承托罩内产生负压,便于吸附从打磨带上掉落的粉尘,具有较好的集尘效果。
附图说明
图1为本发明的右侧视角的立体结构示意图;
图2为本发明的纵向剖视结构示意图;
图3为图2中A处的放大结构示意图;
图4为本发明的水平剖视结构示意图;
图5为本发明中夹持转动机构的立体结构示意图;
图6为本发明中承托罩的立体结构示意图;
图7为本发明中单向齿轮的装配结构示意图;
图8为本发明中转动环的立体结构示意图;
图9为本发明的左侧视角的立体结构示意图;
图10为本发明中打磨机构的立体结构示意图;
图11为本发明中摆动板和摆动架的装配结构示意图。
图中标号说明:1、球形工件;2、安装架;3、承托机构;4、夹持转动机构;5、打磨机构;6、集尘机构;7、承托罩;8、转动座;9、转动管;10、支撑球;11、夹持臂;12、夹持头;13、夹持轴;14、滑槽架;15、双向丝杆;16、丝杆电机;17、臂向轴;18、花键套轴;19、花键轴;20、驱动电机;21、纵向轴;22、第一竖直轴;23、被动齿轮;24、单向齿轮;2401、内环;2402、棘爪;2403、转动环;2404、棘爪槽;25、打磨带;26、摆动杆;27、导向轮;28、铰接轴;29、蜗轮;30、蜗杆;31、调节轮;32、卷筒;33、卷轴;34、传动齿轮;35、绕卷电机;36、摆动架;37、摆动板;38、偏心盘;39、固定架;40、轮轴;41、减速齿轮组;42、第二竖直轴;43、连接齿轮组;44、套环;45、滑动柱;46、槽板;47、吸尘管;48、吸尘器。
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。
请参阅图1-8,在本发明的一个实施例中,一种球形工件打磨装置,包括球形工件1和安装架2;安装架2上安装有承托球形工件1的承托机构3,承托机构3上方设有用来夹持球形工件1并驱动球形工件1转动的夹持转动机构4,球形工件1上方设有打磨机构5;
夹持转动机构4包括对称设置在球形工件1两侧的夹持臂11,夹持臂11内侧转动连接有一组相对设置并与球形工件1抵接的夹持头12,夹持臂11外端滑动连接有与安装架2固定连接的滑槽架14,滑槽架14内设有与夹持臂11螺纹连接的双向丝杆15,双向丝杆15延伸至滑槽架14端部并连接有丝杆电机16;夹持头12固定连接有延伸至夹持臂11内并与夹持臂11转动连接的夹持轴13;夹持轴13通过传动齿轮组连接有沿着夹持臂11长度方向设置的臂向轴17,臂向轴17通过传动齿轮组连接有与夹持臂11转动连接的花键套轴18,花键套轴18内嵌套有与花键套轴18滑动连接的花键轴19,花键轴19延伸至滑槽架14端部并连接有驱动电机20;
承托机构3包括套设在球形工件1下部并呈碗状的承托罩7,承托罩7下端固定连接有与安装架2转动连接的转动管9,转动管9通过传动齿轮组连接有纵向轴21,纵向轴21通过传动齿轮组连接有第一竖直轴22,第一竖直轴22延伸至滑槽架14内并通过单向传动齿轮组与双向丝杆15连接传动;
打磨机构5包括与球形工件1上部贴合的打磨带25。
具体的,在对球形工件1进行打磨时,将球形工件1放置到承托罩7内,然后启动丝杆电机16,丝杆电机16带动双向丝杆15转动,双向丝杆15驱动夹持臂11沿着滑槽架14做相向移动,夹持臂11带动相对设置的夹持头12做相向移动,使得夹持头12将球形工件1进行夹持;然后关闭丝杆电机16,启动驱动电机20,驱动电机20带动花键轴19转动,花键轴19带动嵌套在夹持臂11内花键套轴18转动,花键套轴18通过臂向轴17带动夹持轴13转动,夹持轴13带动夹持头12转动,夹持头12带动球形工件1在承托罩7内做圆周转动,使得球形工件1相对打磨带25发生转动,进行转动打磨,打磨一段时间后,关闭驱动电机20且开启丝杆电机16,丝杆电机16带动双向丝杆15反向转动,双向丝杆15驱动夹持臂11背向移动,夹持臂11带动夹持头12对球形工件进行释放,同时,双向丝杆15通过单向传动齿轮组带动第一竖直轴22转动,第一竖直轴22通过纵向轴21带动转动管9转动,转动管9带动承托罩7转动,承托罩7带动球形工件1在水平方向上做圆周转动,然后使得丝杆电机15再次反转,使得夹持头12再次与球形工件1表面夹持接触,此时,夹持头12与球形工件1的接触位置与上一次夹持位置不同,然后再次启动驱动电机20,进行打磨,从复上述步骤,对夹持头12与球形工件1的夹持位置进行改变,保证整个球形工件1表面均与打磨带25接触,保证打磨效果。
需要说明的是,在丝杆电机16带动双向丝杆15正转使得夹持臂11和夹持头12靠近球形工件1时,双向丝杆15无法通过单向传动齿轮组带动第一竖直轴22转动,即在夹持过程中,承托罩7无法带动球形工件1转动;而当丝杆电机16带动双向丝杆15反向转动使得夹持臂11和夹持头12释放球形工件时,双向丝杆15通过单向传动齿轮组带动第一竖直轴22转动,进而带动承托罩7和球形工件1转动,实现夹持位置变化;另外,驱动电机20和丝杆电机16均通过导线与外部PLC控制器连接,通过设定的阈值控制驱动电机20和丝杆电机16的启动时机和转动圈数,进而控制夹持头12在球形工件1上的夹持位置,外部PLC控制器为现有技术,本申请不再赘述其具体控制原理和控制方式,本领域技术人员可以根据需要进行选择和设置。
在本实施例中,承托罩7为上部敞口且呈碗状结构的球形罩,承托罩7外侧转动连接有与安装架2固定连接的转动座8。
具体的,方便放置球形工件和承托球形工件,转动座8使其具有更好的承载力。
在本实施例中,夹持头12靠近球形工件1一侧设有与球形工件1适配的弧形凹槽,弧形凹槽内粘接有增加摩擦的橡胶垫。
具体的,避免夹持头12与球形工件1接触位置打滑,保证夹持和转动效果。
在本实施例中,花键套轴18开设有截面呈正多变形且贯穿其本身的贯穿孔,花键套轴18通过轴承与夹持臂11转动连接,夹持臂11为空心长条结构,花键轴19与双向丝杆15平行设置。
具体的,在双向丝杆15带动夹持臂11沿着滑槽架14移动到任意位置,花键轴19始终能够驱动花键套轴18转动,适应不同大小球形工件的夹持和转动,具有较好的适应性和实用性。
在本实施例中,单向传动齿轮组包括与第一竖直轴22延伸至滑槽架14内的顶端固定连接的被动齿轮23和与被动齿轮23啮合的单向齿轮24,单向齿轮24包括套设在双向丝杆15中部并与双向丝杆15固定连接的内环2401,内环2401外侧套设有与其转动连接的转动环2403,内环2401上铰接有棘爪2402,转动环2403内壁开设有与棘爪2402配合的棘爪槽2404,棘爪2402内侧抵接有安装在内环2401上的弹簧片。
具体的,双向丝杆15反转时,棘爪2402卡接在棘爪槽2404内,此时,内环2401带动转动环2403转动,转动环2403带动被动齿轮23转动,进而带动第一竖直轴22转动。
请参阅图9-11,在本发明的另一个实施例中,打磨机构5还包括抵接在打磨带25内侧的一组呈八字对称分布的摆动杆26,摆动杆26下端设有用来限制打磨带25横向摆动的导向轮27,摆动杆26上端通过铰接轴28铰接有摆动架36,铰接轴28延伸至摆动架36外侧并固定连接有蜗轮29,蜗轮29啮合有蜗杆30,蜗杆30与摆动架36转动连接并且端部固定连接有调节轮31;打磨带25两端绕卷在安装在摆动架36上一组对称设置的卷筒32,卷筒32内安装有涡卷弹簧,打磨带25绕卷在涡卷弹簧外侧。
具体的,通过旋拧调节轮31,改变呈八字分布的一组摆动杆26之间的夹角,进而改变打磨带25与球形工件1的接触面积,适应不同大小球形工件1的打磨,同时,可以控制打磨带25在球形工件1的总体覆盖位置,适应不同的打磨需求,具有更好的实用性;另外,通过设有涡卷弹簧的卷筒32,使得打磨带25;两端处于张紧状态,使得打磨带25与球形工件1接触面始终紧密贴合在球形工件1表面,保证打磨效果。
在本实施例中,卷筒32中心套接固定有卷轴33,对称设置的卷轴33上套接有相互啮合的传动齿轮34,其中一侧的卷轴33延伸至摆动架36外侧并连接有绕卷电机35。
在本实施例中,卷轴33前端螺纹连接有与卷筒32抵接的螺帽。
具体的,当打磨一段时间后,通过外部PLC控制器启动绕卷电机35,绕卷电机35带动卷轴33相向转动,一侧的卷筒32对打磨带25进行释放,另一侧的卷筒32对打磨带25进行收卷,实现与球形工件1接触的打磨带25的高效替换,保证打磨效果;另外,通过螺帽方便拆卸整个卷筒32,进行快速替换。
请参阅图10和图11,在本发明的又一个实施例中,打磨机构5还包块与摆动架36连接的摆动组件,摆动组件包括与摆动架36固定连接的摆动板37,摆动板37下端转动连接有与安装架2固定连接的固定架39,摆动板37卡接有偏心盘38,偏心盘38固定连接有贯穿固定架39的轮轴40,轮轴40通过减速齿轮组41连接有第二竖直轴42,第二竖直轴42通过连接齿轮组43连接有套接在花键轴19中部的套环44。
具体的,在驱动电机20通过花键轴19和臂向轴17带动夹持轴13转动的同时,花键轴19通过第二竖直轴42带动偏心盘38转动,偏心盘38带动摆动板37往复摆动,摆动板37带动摆动架36往复摆动,摆动架36带动打磨带25在球形工件1上往复摆动,进行往复打磨,配合球形工件1的转动,实现打磨带25与球形工件1接触频率,使得打磨带25和球形工件1之间形成复杂的相对运动,提高打磨效率。
在本实施例中,摆动板37与固定架39的铰接位置与球形工件1的圆心位于同一水平线内。
在本实施例中,摆动板37呈到L型,摆动板37的竖直部分开设有矩形通槽,偏心盘38边缘处设有贯穿矩形通槽的偏心柱。
在本实施例中,摆动架36前端固定连接有滑动柱45,滑动柱45滑动连接有与安装架2固定连接的槽板46,槽板46开设有供滑动柱45滑动的弧形滑槽。
具体的,保证打磨带25沿着球形工件1表面进行往复摆动打磨。
请参阅图3和图5,在本发明的又一个实施例中,球形工件打磨装置还包括集尘机构6,集尘机构6包括与转动管9通过旋转接头转动连通的吸尘管47,吸尘管47连通有吸尘器48,转动管9为空心圆管且与承托罩7内腔连通。
在本实施例中,承托罩7内壁嵌套有呈水平圆周等距分布的支撑球10,支撑球10与承托罩7转动连接。
具体的,使得球形工件1与承托罩7之间形成有环形间隙,便于粉尘在吸尘器48的负压作用下被吸入到承托罩7内,然后被吸入吸尘器48,提高集尘效果。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种球形工件打磨装置,包括球形工件(1)和安装架(2);其特征在于,所述安装架(2)上安装有承托球形工件(1)的承托机构(3),承托机构(3)上方设有用来夹持球形工件(1)并驱动球形工件(1)转动的夹持转动机构(4),球形工件(1)上方设有打磨机构(5);所述夹持转动机构(4)包括对称设置在球形工件(1)两侧的夹持臂(11),夹持臂(11)内侧转动连接有一组相对设置并与球形工件(1)抵接的夹持头(12),夹持臂(11)外端滑动连接有与安装架(2)固定连接的滑槽架(14),滑槽架(14)内设有与夹持臂(11)螺纹连接的双向丝杆(15),双向丝杆(15)延伸至滑槽架(14)端部并连接有丝杆电机(16);所述夹持头(12)固定连接有延伸至夹持臂(11)内并与夹持臂(11)转动连接的夹持轴(13);夹持轴(13)通过传动齿轮组连接有沿着夹持臂(11)长度方向设置的臂向轴(17),臂向轴(17)通过传动齿轮组连接有与夹持臂(11)转动连接的花键套轴(18),花键套轴(18)内嵌套有与花键套轴(18)滑动连接的花键轴(19),花键轴(19)延伸至滑槽架(14)端部并连接有驱动电机(20);所述承托机构(3)包括套设在球形工件(1)下部并呈碗状的承托罩(7),承托罩(7)下端固定连接有与安装架(2)转动连接的转动管(9),转动管(9)通过传动齿轮组连接有纵向轴(21),纵向轴(21)通过传动齿轮组连接有第一竖直轴(22),第一竖直轴(22)延伸至滑槽架(14)内并通过单向传动齿轮组与双向丝杆(15)连接传动;所述打磨机构(5)包括与球形工件(1)上部贴合的打磨带(25);所述打磨机构(5)还包括抵接在打磨带(25)内侧的一组呈八字对称分布的摆动杆(26),摆动杆(26)下端设有用来限制打磨带(25)横向摆动的导向轮(27),摆动杆(26)上端通过铰接轴(28)铰接有摆动架(36),铰接轴(28)延伸至摆动架(36)外侧并固定连接有蜗轮(29),蜗轮(29)啮合有蜗杆(30),蜗杆(30)与摆动架(36)转动连接并且端部固定连接有调节轮(31);所述打磨带(25)两端绕卷在安装在摆动架(36)上一组对称设置的卷筒(32),卷筒(32)内安装有涡卷弹簧,打磨带(25)绕卷在涡卷弹簧外侧;所述卷筒(32)中心套接固定有卷轴(33),对称设置的卷轴(33)上套接有相互啮合的传动齿轮(34),其中一侧的卷轴(33)延伸至摆动架(36)外侧并连接有绕卷电机(35),所述卷轴(33)前端螺纹连接有与卷筒(32)抵接的螺帽;所述打磨机构(5)还包块与摆动架(36)连接的摆动组件,摆动组件包括与摆动架(36)固定连接的摆动板(37),摆动板(37)下端转动连接有与安装架(2)固定连接的固定架(39),摆动板(37)卡接有偏心盘(38),偏心盘(38)固定连接有贯穿固定架(39)的轮轴(40),轮轴(40)通过减速齿轮组(41)连接有第二竖直轴(42),第二竖直轴(42)通过连接齿轮组(43)连接有套接在花键轴(19)中部的套环(44);所述单向传动齿轮组包括与第一竖直轴(22)延伸至滑槽架(14)内的顶端固定连接的被动齿轮(23)和与被动齿轮(23)啮合的单向齿轮(24),单向齿轮(24)包括套设在双向丝杆(15)中部并与双向丝杆(15)固定连接的内环(2401),内环(2401)外侧套设有与其转动连接的转动环(2403),内环(2401)上铰接有棘爪(2402),转动环(2403)内壁开设有与棘爪(2402)配合的棘爪槽(2404),棘爪(2402)内侧抵接有安装在内环(2401)上的弹簧片。
2.根据权利要求1所述的一种球形工件打磨装置,其特征在于,所述球形工件打磨装置还包括集尘机构(6),集尘机构(6)包括与转动管(9)通过旋转接头转动连通的吸尘管(47),吸尘管(47)连通有吸尘器(48),转动管(9)为空心圆管且与承托罩(7)内腔连通。
3.根据权利要求1所述的一种球形工件打磨装置,其特征在于,所述承托罩(7)为上部敞口且呈碗状结构的球形罩,承托罩(7)外侧转动连接有与安装架(2)固定连接的转动座(8)。
4.根据权利要求1所述的一种球形工件打磨装置,其特征在于,所述夹持头(12)靠近球形工件(1)一侧设有与球形工件(1)适配的弧形凹槽,弧形凹槽内粘接有增加摩擦的橡胶垫。
5.根据权利要求1所述的一种球形工件打磨装置,其特征在于,所述摆动板(37)呈到L型,摆动板(37)的竖直部分开设有矩形通槽,偏心盘(38)边缘处设有贯穿矩形通槽的偏心柱,所述摆动架(36)前端固定连接有滑动柱(45),滑动柱(45)滑动连接有与安装架(2)固定连接的槽板(46),槽板(46)开设有供滑动柱(45)滑动的弧形滑槽。
6.根据权利要求2所述的一种球形工件打磨装置,其特征在于,所述承托罩(7)内壁嵌套有呈水平圆周等距分布的支撑球(10),支撑球(10)与承托罩(7)转动连接。
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