CN116505116B - 适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜包括:柜体、直线电机及螺杆及多个分容组件。多个分容组件间隔设置于柜体上,每一分容组件均包括托架及与托架匹配的活动架,活动架位于托架的正上方;托架上设置有多个隔板,每相邻两个隔板围成一个分容区;活动架靠近托架的一侧上设置有极耳触头,极耳触头朝向分容区设置,活动架上设置有固定座,柜体上开设有避位孔,极耳触头包括正极触头及负极触头;各固定座均与螺杆连接,直线电机用于驱动螺杆沿避位孔平移,以使活动架靠近或远离托架。通过直线电机与螺杆配合可带动活动架相对托架活动,使适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜能够适配不同尺寸电芯的分容检测需求。
Description
技术领域
本发明涉及电池检测领域,特别是涉及适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜。
背景技术
电池分容,即对电池进行分类组编,筛选出内阻、容量相同的个体,对电池进行质量分级管理,电池的分容为次品电池回收利用时的必要工序,需要说明的是,电池模组内是由多个电池单体组成的,废弃电池模组中是存在能够正常使用的电池单体的,在对这些可利用电池单体进行回收利用时,需要对其进行分容检测。
随新能源汽车的日益发展,针对车载电池的回收利用需求也不断增加,而车载电芯尺寸要大于常见的普通电芯,故有必要对现有电池分容柜结构进行改进,使其能够适配多种尺寸电芯的分容需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种可对多种尺寸电芯进行分容操作的适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜,包括:柜体、直线电机及螺杆及多个分容组件;
多个所述分容组件间隔设置于所述柜体上,每一所述分容组件均包括托架及与所述托架匹配的活动架,所述活动架位于所述托架的正上方;
所述托架上设置有多个隔板,每相邻两个所述隔板围成一个分容区;
所述活动架靠近所述托架的一侧上设置有极耳触头,所述极耳触头朝向所述分容区设置,所述活动架上设置有固定座,所述柜体上开设有与所述固定座匹配的避位孔,所述固定座穿设所述避位孔且伸入所述柜体的内腔中;
所述极耳触头包括正极触头及负极触头;
各所述固定座均与所述螺杆连接,所述直线电机用于驱动所述螺杆沿所述避位孔平移,以使所述活动架靠近或远离所述托架。
在其中一个实施例中,每一所述托架上均设置有多个发光二极管。
在其中一个实施例中,每组所述发光二极管的上方均设置有一个数字标识。
在其中一个实施例中,所述柜体顶部设置有警报器。
在其中一个实施例中,所述柜体上设置有安装腔,各所述分容组件均位于所述安装腔内。
在其中一个实施例中,所述安装腔设置有多个工作区,每一所述工作区内容置一个所述活动架及一个所述托架。
在其中一个实施例中,所述活动架与所述托架之间的间距为待测电芯高度的1.3倍。
在其中一个实施例中,所述托架设置有限位部及置料部,所述隔板位于所述限位部上。
在其中一个实施例中,适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜还包括转接治具,所述转接治具包括外壳、两个对接端子、两个U形导电片及两个绝缘滑块,所述外壳包括外框、挡板及转接板,所述挡板及所述转接板分别位于所述外框相对的两端上,两个所述对接端子间隔设置于所述挡板上,每一所述对接端子上靠近所述外框中心位置的一侧均开设有凹槽,两个所述U形导电片间隔设置于所述转接板上,所述转接板远离所述挡板的一侧上设置有卡接部,每一所述U形导电片均由所述转接板远离所述挡板的一侧延伸至所述卡接部;
所述绝缘滑块位于所述挡板和所述转接板之间,且两个所述绝缘滑块以所述外框的中心位置为分界呈镜像分布,所述绝缘滑块上靠近所述外框中心位置的一侧设置有抵持部,两个所述绝缘滑块之间设置有拉簧,所述拉簧用于驱动两个所述绝缘滑块相互靠近,所述绝缘滑块上设置有C形导电片、上导电片及下导电片,所述上导电片由绝缘滑块上靠近所述挡板的一侧延伸至所述抵持部,所述下导电片由所述绝缘滑块上靠近转接板的一侧延伸至所述抵持部,且所述上导电片与所述下导电片错开,所述C形导电片位于绝缘滑块远离所述抵持部的一侧上,所述C形导电片的两端分别朝向所述挡板及所述转接板,每一所述绝缘滑块上均开设有倾斜面,所述活动架上设置有与所述倾斜面匹配的推块及用于驱动所述推块滑动的气缸,所述推块与所述倾斜面抵持以推动两个所述绝缘滑块相互远离。
在其中一个实施例中,所述U形导电片位于所述卡接部内的长度为所述转接板总长度的1/3。
综上,通过直线电机与螺杆配合可带动活动架相对托架活动,使适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜能够适配不同尺寸电芯的分容检测需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例中适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜的结构示意图;
图2为一实施例中适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜的正视图;
图3为未进行分容时待测电芯与适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜的配合示意图;
图4为分容状态下待测电芯与适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜的配合示意图;
图5一实施例中待测电芯正负极的结构示意图;
图6另一实施例中待测电芯正负极的结构示意图;
图7为转接治具与待测电芯的配合示意图;
图8为转接治具的内部结构示意图;
图9为两个绝缘滑块相互分离状态下转接治具的内部结构示意图;
图10为两个绝缘滑块相互并拢状态下转接治具的内部结构示意图;
图11为一实施例中转接治具的爆炸视图;
图12为对接端子的结构示意图;
图13为绝缘滑块的爆炸视图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1及图2,本发明提供一种适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10,包括:柜体100、直线电机200(如图3及图4所示)、螺杆300(如图3及图4所示)及多个分容组件。
多个分容组件间隔设置于柜体100上,优选的,柜体100上设置有安装腔130,各分容组件均位于安装腔130内。安装腔130设置有多个工作区,每一工作区内容置一个活动架500及一个托架400。
请参阅图2,每一分容组件均包括托架400及与托架400匹配的活动架500,活动架500位于托架400的正上方;托架400上设置有多个隔板410,每相邻两个隔板410围成一个分容区411,每个分容区411内可容纳一个待测电芯20,通过隔板410将相邻的待测电芯20隔开。
请参阅图3及图4,活动架500靠近托架400的一侧上设置有极耳触头510,极耳触头510朝向分容区411设置(如图2所示),适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10与商用电网连接,进行分容操作过程中,需保持极耳触头510与待测电芯20的极耳接触,极耳触头510包括正极触头511及负极触头512,即每一分容区411均需要设1个正极触头511及1个负极触头512,正极触头511用于与待测电芯20的正极21对接,负极触头512用于与待测电芯20的负极22对接。
请参阅图3及图4,活动架500上设置有固定座520,柜体100上开设有与固定座520匹配的避位孔110,固定座520穿设避位孔110且伸入柜体100的内腔中。各固定座520均与螺杆300连接,直线电机200启动时,可驱动螺杆300沿避位孔110下降,以使活动架500靠近托架400,让活动架500上的极耳触头510下降并与托架400上的待测电芯20的极耳接触(如图4所示);并且在完成分容操作后,直线电机200驱动螺杆300沿避位孔110上升,使活动架500远离托架400(如图3所示),供操作者取出完成检测的电芯。通过直线电机200与螺杆300配合可带动活动架500相对托架400活动,使适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10能够适配不同尺寸电芯的分容检测需求。
需要说明的是,对回收电芯进行电池分容工序时,需先对放置在分容区411内的电芯进行放电,待电芯内残余电量放完后,再进行充电-放电的检测流程,通过电脑收集上述分容区411内各电芯的充-放电数据,对待测电芯20进行容量分选,分容过程中,由适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10作为对待测电芯20实施充-放电的载体。
一实施例中,每一托架400上均设置有多个发光二极管420,可通判断发光二极管420是否点亮以分辨电芯是否接反。具体的,当待测电芯20正负极朝向有误时(即待测电芯20的正极与负极触头512对接,负极与正极触头511对接),释放待测电芯20电量过程中,电流从负极触头512指向正极触头511,此时发光二极管420无法点亮。
可以理解,在将待测电芯20放入分容区411时,需要保证待测电芯20的正负极朝向正确,否则充电时容易损坏电芯甚至引发安全事故。由于电芯放电时,电流从电芯的正极流出的,而二极管为单向传导电流的电子器件,即电流只能从二极管的一个方向流过,通过判断发光二极管420是否点亮(是否有电流通过),可识别待测电芯20放电过程的电流流向,增设发光二极管420实现对待测电芯20的电极朝向的监控,以此提高适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10的安全性能。优选的,柜体100顶部设置有警报器120。
优选的,每组发光二极管的上方均设置有一个数字标识。每一分容区411对应一个数字标识,通过数字标识将适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10上的各个分容区411进行区分,以便于数据统计。
请参阅图3,一实施例中,托架400设置有限位部41及置料部42,隔板410位于限位部41上。置料部42位于托架400上远离柜体100的一侧(即朝向操作人员的一侧),操作人员装夹待测电芯20时,可将待测电芯20先放置在置料部42上,再推动待测电芯20,使待测电芯20进入分容区411中,提供中间过渡区域,以便于操作者取放待测电芯20。
可以理解,将待测电芯20装载到分容区411内的过程需要人工操作,装夹前操作人员需要观察待测电芯20上正负极位置,装夹过程受操作人员工作状态及熟练度影响,不可避免的,会发生个别待测电芯20正负极反接的现象,且本发明的适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10主要应用与回收利用的车载电芯的分容工序,部分回收电芯的正负极标识不明显,操作人员误判的概率高,设备启动后检测到存在反装的待测电芯20后需要停机、拆卸反装的待测电芯20并且对其进行重新装夹;另外,不同厂商生产的车载电芯上的电极(正极21与负极22)间距也存在差异(如图5及图6所示),故在进行分容操作前,需要调整活动架500上正极触头511与负极触头512之间的间距,使正极触头511与负极触头512之间间距与待测电芯20上正负极的间距匹配,操作人员判断电芯正负极朝向、停机重装待测电芯20,以及调整正极触头511与负极触头512之间距离的过程均会降低分容工序的效率,因此如何精简电池分容过程中装夹待测电芯20的流程,提高电池分容效率,是需要解决的问题。
请参阅图8及图11,为解决上述问题,适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10还包括转接治具600,转接治具600包括外壳610、两个对接端子620、两个U形导电片630及两个绝缘滑块640。
请参阅图9及图11,外壳610包括外框611、挡板612及转接板613,挡板612及转接板613分别位于外框611相对的两端上,两个对接端子620间隔设置于挡板612上,每一对接端子620上靠近外框611中心位置的一侧均开设有凹槽621,对接端子620用于与极耳触头510对接,适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10进行分容操作时,活动架500上的正极触头511及负极触头512与转接治具600上的两个对接端子620接触(如图9所示)。
请参阅图11,两个U形导电片630间隔设置于转接板613上,转接板613远离挡板612的一侧上设置有卡接部,卡接部用于与待测电芯20的外壁卡合,通过卡接部将转接治具600与待测电芯20相连;
请参阅图9,每一U形导电片630均由转接板613远离挡板612的一侧延伸至卡接部,U形导电片630的横截面呈,即U形导电片630部分位于外壳610内腔中,另一部分露置于外,卡接部与待测电芯20的外壁卡合时,待测电芯20的正负极分别与两个U形导电片630上露置于外的部分接触;
优选的,U形导电片630位于卡接部内的长度为转接板613总长度的1/3,即两个U形导电片630位于卡接部内的总成长度占转接板613总长度的2/3,U形导电片630覆盖范围大,确保转接治具600设置在待测电芯20上后, U形导电片630能够与待测电芯20的正/负极接触,使转接治具600适配不同型号的待测电芯20。
请参阅图8及图9,绝缘滑块640位于挡板612和转接板613之间,且两个绝缘滑块640以外框611的中心位置为分界呈镜像分布,绝缘滑块640上靠近外框611中心位置的一侧设置有抵持部11,两个绝缘滑块640之间设置有拉簧650,拉簧650用于驱动两个绝缘滑块640相互靠近,使两个绝缘滑块640上的抵持部11接触。
请参阅图9及图13,绝缘滑块640上设置有C形导电片641、上导电片642及下导电片643,上导电片642由绝缘滑块640上靠近挡板612的一侧延伸至抵持部11,上导电片642中位于绝缘滑块640上靠近挡板612的一侧的部分用于与对接端子620接触;
下导电片643由绝缘滑块640上靠近转接板613的一侧延伸至抵持部11,下导电片643中位于绝缘滑块640上靠近转接板613的一侧的部分用于与U形导电片630接触;
且上导电片642与下导电片643错开,又由于两个绝缘滑块640互为镜像关系,如此,当两个绝缘滑块640的抵持部11相贴合时,其中一个绝缘滑块640上的上导电片642与另一绝缘滑块640上的下导电片643接触(如图10所示);
请参阅图9及图10,C形导电片641位于绝缘滑块640远离抵持部11的一侧上,C形导电片641的两端分别朝向挡板612及转接板613,C形导电片641朝向转接板613的一端与U形导电片630贴合;当两个绝缘滑块640处于相互分离状态时(如图9所示),C形导电片641朝向挡板612的一端与对接端子620贴合,该状态下,C形导电片641的两端分别与对接端子620和U形导电片630贴合;当绝缘滑块640相互并拢时(如图10所示),C形导电片641朝向挡板612的一端位于对接端子620上凹槽621的下方,此时C形导电片641与对接端子620之间无接触。
请参阅图11及图13,每一绝缘滑块640上均开设有倾斜面12,活动架500上设置有与倾斜面12匹配的推块530及用于驱动推块530滑动的气缸540,适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10启动时,直线电机200通过螺杆300带动各个活动架500同步下降,此时位于活动架500上的推块530靠近转接治具600,气缸540推动推块530伸出时,推块530抵持两个绝缘滑块640的倾斜面12,以驱使两个绝缘滑块640相互远离,气缸540停止推动滑块640时,绝缘滑块640停止相互远离,且此时C形导电片位移到对接端子620下方,C形导电片上朝向挡板612的一端与对接端子620贴合。优选的,绝缘滑块640上开设有两条滑槽,挡板612及转接板613上均设置有与滑槽匹配的引导部13,滑槽与引导部13配合对绝缘滑块640提供引导,提高绝缘滑块640滑动精度。
需要说明的是,两个绝缘滑块640相互靠近或者相互远离时,上导电片642始终保持与对接端子620贴合,下导电片643始终保持与U形导电片630贴合。
下面对转接治具600的工作原理进行介绍:
请参阅图9,为便于描述,以外框611的中心14为分界,图中位于中心14左边的绝缘滑块640为左侧绝缘滑块640L,位于中心14右边的绝缘滑块640为右侧绝缘滑块640R,同理左侧绝缘滑块640L上的上导电片642为左侧上导电片642L,左侧绝缘滑块640L上的下导电片643为左侧下导电片,右侧绝缘滑块640R上的上导电片642为右侧上导电片,右侧绝缘滑块640R上的下导电片643为右侧下导电片643R;位于中心14左边的U形导电片630为左侧U形导电片630L,位于中心14右边的U形导电片630为右侧U形导电片630R。需要说明的是,图9及图10中的左侧下导电片及右侧上导电片未显示。
初始状态下,两个绝缘滑块640在拉簧650作用下并拢(如图10所示),两个绝缘滑块640上的抵持部11相互贴合,该状态下左侧上导电片642L位于抵持部11的部位与右侧下导电片643R位于抵持部11的部位抵持;右侧上导电片位于抵持部11的部位与左侧下导电片位于抵持部11的部位抵持;且C形导电片641位于凹槽621的下方,C形导电片641与对接端子620分离。
首先,将转接治具600组装于待测电芯20的上(如图8所示),使卡接部与待测电芯20卡合,按压外壳610,使待测电芯20上的正负极分别与两个U形导电片630贴合;
将组装有转接治具600的待测电芯20码入适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10的分容区411内,启动适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10;
直线电机200驱动螺杆300下降,与螺杆300连接的各个活动架500随螺杆300同步下降,直至活动架500的正极触头511与右侧上导电片抵持,负极触头512与左侧上导电片642L抵持,此时适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10上的极耳触头510通过转接治具600与待测电芯20对接,待测电芯20开始首次放电(释放电芯内残余电量);
此状态下,正极触头511通过对接端子620、右侧上导电片、左侧下导电片与左侧U形导电片630L导通;负极触头512通过对接端子620、左侧上导电片642L、右侧下导电片643R与右侧U形导电片630R导通(如图10所示)。
待测电芯20释放残余电量时,若存在正负极接反的待测电芯20,其对应的发光二极管420会处于熄灭状态(无电流通过),此时正负极接反的待测电芯20上方的气缸540启动,将推块530推出,推块530伸出时,与对应转接治具600中的两个绝缘滑块640上的倾斜面12抵持,并克服拉簧650施加的弹性力,使得两个绝缘滑块640相互分离;
当两个绝缘滑块640相互分离后,左侧上导电片642L与右侧下导电片643R分离,右侧上导电片与左侧下导电片分离;
并且此时两个绝缘滑块640上的C形导电片641离开凹槽621下方,C形导电片641上朝向挡板612的一端与对接端子620贴合,正极触头511通过对接端子620、C形导电片641与右侧U形导电片630R导通;负极触头512通过对接端子620、C形导电片641与左侧导通U形导电片630L。
即推块530伸出后,正极触头511由原先与左侧U形导电片630L导通变更为与右侧U形导电片630R导通;负极触头512由原先与右侧U形导电片630R导通变更为与左侧U形导电片630L导通(如图9所示),实现电极互换,不需重新装载反装的待测电芯20。
待测电芯20残余电量释放完毕后,适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10正常对待测进行充-放电检测。且适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜10进行分容过程中,可在下一批待测电芯20上装夹转接治具600,将装夹流程与分容流程错开,进一步提高分容效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜,其特征在于,包括:柜体、直线电机、螺杆及多个分容组件;
多个所述分容组件间隔设置于所述柜体上,每一所述分容组件均包括托架及与所述托架匹配的活动架,所述活动架位于所述托架的正上方;
所述托架上设置有多个隔板,每相邻两个所述隔板围成一个分容区;
所述活动架靠近所述托架的一侧上设置有极耳触头,所述极耳触头朝向所述分容区设置,所述活动架上设置有固定座,所述柜体上开设有与所述固定座匹配的避位孔,所述固定座穿设所述避位孔且伸入所述柜体的内腔中;
所述极耳触头包括正极触头及负极触头;
各所述固定座均与所述螺杆连接,所述直线电机用于驱动所述螺杆沿所述避位孔平移,以使所述活动架靠近或远离所述托架;
每一所述托架上均设置有多个发光二极管;适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜还包括转接治具,所述转接治具包括外壳、两个对接端子、两个U形导电片及两个绝缘滑块,所述外壳包括外框、挡板及转接板,所述挡板及所述转接板分别位于所述外框相对的两端上,两个所述对接端子间隔设置于所述挡板上,每一所述对接端子上靠近所述外框中心位置的一侧均开设有凹槽,两个所述U形导电片间隔设置于所述转接板上,所述转接板远离所述挡板的一侧上设置有卡接部,每一所述U形导电片均由所述转接板远离所述挡板的一侧延伸至所述卡接部;所述绝缘滑块位于所述挡板和所述转接板之间,且两个所述绝缘滑块以所述外框的中心位置为分界呈镜像分布,所述绝缘滑块上靠近所述外框中心位置的一侧设置有抵持部,两个所述绝缘滑块之间设置有拉簧,所述拉簧用于驱动两个所述绝缘滑块相互靠近,所述绝缘滑块上设置有C形导电片、上导电片及下导电片,所述上导电片由绝缘滑块上靠近所述挡板的一侧延伸至所述抵持部,所述下导电片由所述绝缘滑块上靠近转接板的一侧延伸至所述抵持部,且所述上导电片与所述下导电片错开,所述C形导电片位于绝缘滑块远离所述抵持部的一侧上,所述C形导电片的两端分别朝向所述挡板及所述转接板,每一所述绝缘滑块上均开设有倾斜面,所述活动架上设置有与所述倾斜面匹配的推块及用于驱动所述推块滑动的气缸,所述推块与所述倾斜面抵持以推动两个所述绝缘滑块相互远离;所述U形导电片位于所述卡接部内的长度为所述转接板总长度的1/3。
2.根据权利要求1所述的适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜,其特征在于,每组所述发光二极管的上方均设置有一个数字标识。
3.根据权利要求1所述的适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜,其特征在于,所述柜体顶部设置有警报器。
4.根据权利要求1所述的适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜,其特征在于,所述柜体上设置有安装腔,各所述分容组件均位于所述安装腔内。
5.根据权利要求4所述的适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜,其特征在于,所述安装腔设置有多个工作区,每一所述工作区内容置一个所述活动架及一个所述托架。
6.根据权利要求1所述的适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜,其特征在于,所述活动架与所述托架之间的间距为待测电芯高度的1.3倍。
7.根据权利要求1所述的适用新能源汽车电池拆解及再生利用的电池分容柜,其特征在于,所述托架设置有限位部及置料部,所述隔板位于所述限位部上。
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