CN1472101A - 在后步行的作业机 - Google Patents
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Abstract
一种在后步行的作业机(10),其包括:动力源(12);左、右传动轴(30、31);以及用于将来自于所述驱动源的动力传输到所述轴的离合器(50)。传动轴以成一直线的方式布置,以使各个端部(30a、31a)彼此抵靠。该离合器包括以可旋转的方式安装于左、右传动轴周围的圆柱形元件(43a)。传动轴具有形成于其外圆周表面(30b、31b)上的的第一槽(61),而圆柱形元件具有形成于其内圆周表面(43b)上的第二槽(51)。离合器还包括被布置于由第一槽和第二槽所限定的空间(S)内的球(71)。第一槽通常为V型的结构。第一槽具有位于传动轴端部之间的前端(62)。
Description
技术领域
本发明通常涉及一种在后步行的作业机,所述作业机包括:用于产生动力的驱动源、行进部分、以及用于将动力传输到行进部分以便于推动所述机器的动力传动机构,更具体地说,本发明涉及动力传动机构的离合器方面的改进。
背景技术
在后步行的作业机包括耕作机、手推车以及除雪机。这样的作业机具有用于产生动力的驱动源并且所述作业机由该动力推动。在作业机的推进期间,通过保持所述作业机的操作柄,操作者行走在其后并操纵所述作业机。所述作业机还具有诸如轮子和环形带的行进部分,以及用于将动力传输到行进部分的动力传动机构。所述动力传动机构包括离合器。离合器的操作能使得作业机直行或转向。
例如在后审定公开号为No.SHO 49-21844并且标题为“可移动农业机械的转向装置”的日本实用新型以及后审定公开号No.HEI 7-9742并且标题为“离合器机构”的日本实用新型披露了这种在后步行的作业机。
公开号为No.SHO 49-21844的实用新型披露了一种包括齿式离合器的在后步行的可移动农业机械。公开号为No.HEI 7-9742的实用新型披露了一种包括如稍后参照图9所描述的球式离合器的在后步行的可移动农业机械。如下面将详细描述的,上述两个公开文献中所披露的在后步行的机器都具有用于在接合和断开位置之间切换所述离合器的离合器操纵杆。
因此,图9以截面图的方式示出了公开号为No.HEI 7-9742的实用新型的在后步行的作业机100的离合器。
用于从事农业劳动的作业机100包括:发动机(未示出)、传动机构101、用于使得作业机100转向的左、右离合器元件103、103,以及左、右轮轴104、104。传动机构101具有从动链轮102。轮轴104、104是成一直线的方式布置的。每个轮轴104都具有使得从动链轮102以可旋转的方式与之适配的一端。发动机产生动力,所述动力经由从动链轮102和离合器元件103、103被传输到轮轴104、104。
每个轮轴104、104都具有形成于其一端处的键槽105。从动链轮102包括轮毂106,所述轮毂106形成有用以从其中穿过的孔107、107。孔107、107与槽105、105相通。每个离合器元件103、103都具有球108和用于将所述球带入所述槽中和从所述槽中带出的离合器改变装置109。
作业机100包括布置于其后部的左、右操作柄。所述操作柄分别具有左右离合器操纵杆。操纵所述离合器操纵杆可使得左右离合器元件103、103中的任意一个或使得左右离合器元件103、103两者都运转,以使得所述球进入到所述槽中和从所述槽中离开。
更具体地,当操作者握住例如右离合器操纵杆时,右离合器元件103被布置于OFF(断开)位置中,所述OFF位置即,右离合器元件103的球从槽中离开的位置。这使得可将来自于发动机的动力只传输到左轮轴104。从而,作业机100向右转。
在使用中,作业机100通常在粗糙或凹凸不平的表面上行驶。操作者应该操纵离合器操纵杆,控制操作柄并考虑所述表面具有怎样的粗糙度以使得作业机可以以留下期望轨迹的方式转向。通常要求操作者具有足够高的经验或技术,以便于使其以适于操纵作业机100的姿势操纵离合器操纵杆以及控制操作柄。作业机100的操作柄和离合器操纵杆的所述操作要求更大的人力或劳动强度。为了解决这个问题,需要对作业机100的离合器进行改进。此外,离合器元件103、103和离合器操纵杆具有复杂的结构。在公开号为No.SHO 49-21844的实用新型的机器中同样也发现了有关于作业机100的这些问题。
有人提议,在轮轴104、104之间提供一种公知的差动齿轮机构来取代离合器元件103、103。然而所述差动齿轮机构在结构方面也是复杂的。这将导致作业机100成本上的增加。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种在后步行的作业机,所述作业机包括一种构造简单的、以便让操作者容易地使所述机器转向的离合器。
依照本发明的一个方面,提供了一种在后步行的作业机,所述作业机包括:用于产生动力的驱动源;具有第一槽形成于其上的外周表面的左、右传动轴;以及用于将来自于动力源的动力传输到左、右传动轴的离合器;每个左、右传动轴都具有一个端部,左、右传动轴的端部具有形成于其中的左、右邻接表面,所述左、右邻接表面彼此抵靠,以使得左、右传动轴以成一直线的方式布置;所述离合器包括:以可旋转的方式安装于左、右传动轴的端部周围的圆柱形元件,所述圆柱形元件具有第二槽形成于其上的内圆周表面;以及球,所述每个球都被布置于由第一槽和第二槽所限定的空间内;所述圆柱形元件能够旋转从而借助于球使得左、右传动轴旋转;每个第一槽都具有通常为V型的结构并且沿左、右传动轴的旋转方向被定向,每个第一槽都具有位于左、右邻接表面之间的前端,每个通常为V型结构的第一槽都具有一底表面和与所述底表面相接的壁表面,所述底表面和壁表面都与所述球接触。
每个基本为V型结构的第一槽都包括分别设在左、右传动轴上的一对半槽。每个半槽都具有一侧表面。
动力的传输使得圆柱形元件旋转。圆柱形元件的旋转使得传动轴在沿推进所述作业机的方向上旋转。所述作业机包括用于使得作业机转向的一对操作柄。当使所述作业机朝向左侧或右侧转向时,用比推动另一个操作柄更强的力推动位于相反于耕作机所要转向的耕作机侧面的一个操作柄。这使得与该一个操作柄相对应的传动轴相对于与该另一个操作柄相对应的传动轴旋转。与该一个操作柄相对应的传动轴的半槽沿该传动轴旋转的方向移动。此时,与该一个操作柄相对应的传动轴的半槽的侧表面脱离与所述球的接触。
接着每个球都滚进与该一个操作柄相对应的传动轴的半槽中。因此,所述球只推动与该一个操作柄相对应的传动轴的半槽的侧表面。因此,与该一个操作柄相对应的传动轴保持旋转,同时与该另一个操作柄相对应的传动轴停止旋转。这使得所述作业机朝向一侧转向。
简单迅速地使得作业机转向只需要这样一种简单的操作,即,用比推动另一个操作柄更强的力推动一个操作柄。换句话说,无需为作业机装配辅助离合器操纵杆,所述辅助离合器操纵杆也可被操纵以使得作业机转向。因此可简化使作业机转向的操作。因此如此布置的作业机可被可靠地向前推动或转向。
由圆柱形元件和球制成的离合器的使用有助于减少作业机的部件数量。另外,如此布置的作业机在构造方面变得简单。该离合器价格是便宜的,从而可降低作业机的成本。
附图说明
在下文中将仅以示例的方式参照附图更详细地描述本发明的一个优选实施例,在附图中:
图1是作为一种在后步行的作业机示例的耕作机或本发明所涉及耕作机的侧视图;
图2是沿箭头2的方向所视的视图,示出了包括左右耕作刀齿的耕作机的下部;
图3是沿图1的线3-3所截的横截面图,示出了左右传动轴,以及包括锥齿轮机构和离合器的电力输送机构;
图4是沿图3的线4-4所截的横截面图,示出了传动轴、离合器以及锥齿轮机构;
图5A是透视图,分别示出了传动轴和离合器的圆柱形元件,图5B是透视图,示出了彼此分开的左右传动轴;
图6A是视图,示出了:球、形成于传动轴上的第一槽部分(以实线的方式示出)和形成于圆柱形元件上的第二槽部分(以双点虚线的方式示出),图6B是省略了第一槽部分的图6A的视图;
图7A是具有用以承受具有相同强度的力的左右把手的耕作机的平面图,图7B是图7A中所示耕作机的左右传动轴的透视图;
图8A是具有用以承受具有彼此不同强度的力的左右把手的耕作机的平面图、图8B是透视图,示出了右传动轴和相对于右传动轴旋转的左传动轴、图8C是球已移位的图8B的视图;以及
图9是常规的在后步行的作业机的离合器的横截面图。
具体实施方式
参照图1,在后步行的作业机的一个示例,即,耕作机10包括:耕作机体11、以及多个左右耕作刀齿13L、13R、14L、14R。耕作机体11包括:用于产生动力的动力源或发动机12;为了将动力传输到耕作刀齿13L、13R、14L、14R接附于发动机12下部的齿轮箱15;可从齿轮箱15的后部以倾斜、向上和向下的方式延伸的操作柄杆16;以及安装于操作柄杆16上部的左、右操作杆17L、17R(图中只示出了左操作杆17L)。操作杆17L、17R具有接附于其上的左、右把手(或左、右操作柄)18L、18R。
该作业机10是小型化的、自动推进式的,并通常称之为“前刀齿型耕作机”。更具体地说,当向其供以动力时,耕作刀齿13L、13R、14L、14R推进耕作机10的耕作机体11同时执行耕作操作。在耕作机的推进过程中,操作者(未示出)行走在其后并握持着把手18R、18L来操纵耕作机10。
发动机12用作具有竖直向下延伸的输出轴的动力源。附图标记21、22、23、24、25、26、27L、27R(见图2)分别表示燃料箱、发动机罩、空气滤清器、盖子、耕作机体防护元件、制动器、以及左右侧部盘。布置盖子24以防止正经历耕作操作的泥土和沙土飞散。
参照图2,齿轮箱15被布置于耕作机体11的中央。齿轮箱15具有从其相对侧端水平横向延伸的左、右耕作轴30、31。齿轮箱15具有安装于其相对侧端上的左、右支架32L、32R。借助于支架32R将耕作刀齿13R、14R安装于轴31上。通过支架32L使得耕作刀齿13L、14L安装于轴30上。右支架32R具有接附于其一端的右轴部分33R。同样,左支架32L具有接附于其一端的左轴部分33L。左、右轴部分33L、33R分别包括左、右侧部盘27L、27R。
应该注意的是,右耕作轴31向右侧部盘27R传输发动机12的动力,而左耕作轴30向左侧部盘27L传输发动机12的动力。为了更好地理解,在下文中将左、右耕作轴30、31称作“左、右传动轴30、31”。
如图3中所示的,齿轮箱15具有设在其中的动力传输机构40。所述动力传输机构40包括:中间轴41,所述中间轴41连接于发动机12的输出轴并从发动机12的输出轴处向下延伸;安装于中间轴41上的锥齿轮机构42;以及离合器50,所述离合器50与锥齿轮机构42整体形成。中间轴41通过锥齿轮机构42及离合器50与左右传动轴30、31相连接。中间轴41、锥齿轮机构42以及离合器50都被容纳于齿轮箱15中。右传动轴31具有容纳于齿轮箱15中的一端31a。同样地,左传动轴30具有容纳于齿轮箱15中的一端30a。
右传动轴31的一端31a具有形成于其中的邻接表面31c,而左传动轴30的一端30a具有形成于其中的邻接表面30c。左右传动轴30、31以它们的邻接表面30c、31c相互抵靠对准的方式成一直线布置。
锥齿轮机构42包括以与中间轴4 1整体形成的方式形成的主动锥齿轮43,以及与主动锥齿轮43啮合的从动锥齿轮44。从动锥齿轮44以可旋转的方式安装于的左右传动轴30、31上。换句话说,从动锥齿轮44可相对于左右传动轴30、31旋转。从动锥齿轮44在左右传动轴30、31的轴向上不能移动。
锥齿轮44具有轮毂43a。如下面将描述的,轮毂43a用作离合器50的驱动圆柱形元件43a。
离合器50包括以可旋转的方式安装于传动轴30、31的端部30a、31a周围的驱动圆柱形元件(轮毂)43a。如稍后将详细描述的,驱动圆柱形元件43a具有形成于其内圆周表面43b上的球保持槽51(在图3中只示出了一个)。如稍后将详细描述的,左、右传动轴30、31具有形成于其外圆周表面30b、31b上的接合槽61(在图3中只示出了一个)。离合器50还包括球71(在图3中只示出了一个),所述每个球71都被放置于由槽51和槽61共同限定的空间S中(见图4)。出于便于描述的目的,在下文中将接合槽61称作“第一槽部分”,而在下文中将球保持槽51称作“第二槽部分”。更具体地说,如在图3中可清楚看到的,端部30a、31a具有形成于其外圆周表面上的第一槽部分61。
左右传动轴30、31至少在它们的端部30a、31a处具有相同的直径。附图标记81、82表示轴承。附图标记83、84分别表示油封和盖子。
参照图4、图5A和图5B,第一槽部分61被布置于传动轴30、31的端部30a、31a的外圆周表面的圆周上并以120度的间隔布置。同样地,第二槽部分51被布置于圆柱形元件43a的内圆周表面43b的圆周上并以120度的间隔布置。每个第一槽部分61都包括左右半槽63L、63R。右半槽63R形成于一端31a的外圆周表面上,而左半槽63L形成于一端30a的外圆周表面上。右半槽63R被布置于一端31a的外圆周表面的圆周上并且彼此以120度相间隔,而左半槽63L被布置于一端30b的外表面的圆周上并且彼此以120度相间隔。第一槽部分61包括底壁表面(底表面)65和与表面65相连的侧壁表面(壁表面)64。更具体地说,底壁表面65包括左、右底壁表面部分65L、65R,而侧壁表面64包括左、右侧壁表面部分64L、64R。右半槽63R包括右底壁表面部分65R和与右底壁表面部分65R相连的右侧壁表面部分64R。如图4中所示的,表面部分64R基本垂直于表面部分65R。左半槽63L包括左底壁表面部分65L和与左底壁表面部分65L相连的左侧壁表面部分64L。如图4中所示的,表面部分64L基本垂直于表面部分65L。第二槽部分51包括沿基本平行于圆柱形元件43a的纵向方向延伸的底壁表面54以及与表面54相连的侧壁表面52。如图4中所示的,表面52基本垂直于表面54。底壁表面54和这对左、右底壁表面部分65L、65R相互配合以将球71保持在它们之间。
出于解释的目的,图5A中示出了第一槽部分、第二槽部分和球中的各一个。图5B示出了彼此分开的端部30a、31a。
第一槽部分61通常是V形的形状。V形的第一槽部分61具有均位于邻接表面30c、31c之间的前端62和后端62a。槽部分61沿传动轴30、31的旋转方向Rf定向。侧壁表面部分64L、64R和底壁表面部分65L、65R都被布置成与球71相接触。
下面将参照图6A和6B进行描述。
图6A在放大尺寸的基础上示出了图3中的第一和第二槽部分61、51和球71。图6B是省略了第一槽部分61的图6A的视图。
左、右传动轴30、31使得侧壁表面部分64L、64R在前端62和后端62a处彼此抵靠,从而使其具有基本如绘在扑克牌上的心形的形状。换句话说,左、右半槽63L、63R彼此为对称关系。右半槽63R形成于右传动轴31的一端31a上,而左半槽63L形成于左传动轴30的一端30a上。
侧壁表面部分64R与邻接表面31c相交,同时侧壁表面部分64L与邻接表面30c相交。如可从图4中看出的,底壁表面部分65R以凸形的方式沿右传动轴31的圆周方向延伸,如从图4中清楚看到的,表现为具有与传动轴31相同中心的圆弧的形式。同样地,底壁表面部分65L以凸形的方式沿左传动轴30的圆周方向延伸,表现为具有与传动轴30相同中心的圆弧的形式。
如图6A和6B中所示的,第二槽部分51在圆柱形元件43a的纵向上伸长,以提供通常为矩形的形状。第二槽部分51的长度基本上等于第一槽部分61的宽度。第二槽部分51包括左、右半部分51L、51R。部分51L、51R以相互对称的方式布置,其中中心面C位于它们的中间。应该理解的是,中心面C被限定于邻接表面30c、31c之间。如图6A中所示的,前端62和后端62a位于中心面C上。
如图6B中所示的,侧壁表面52具有突出的或凸形的突起表面53。更具体地说,表面53沿Rf方向突出并被布置成用于推动球71或向球71施力以使得传动轴30、31沿Rf方向旋转。应该注意的是,当传动轴30、31沿Rf方向旋转时,耕作机10被向前推进或行进。表面53的远端53a位于平面C中。
当圆柱形元件43a沿Rf方向旋转时,每个突出表面53都沿Rf方向推动球71。然后每个球71推动各相对于中心面C倾斜的侧壁表面部分64L、64R。这使得左、右传动轴30、31旋转。
下面将结合图7A和7B及图8A到8B来描述离合器50的操作。
当在操作杆17L、17R的把手18L、18R分别被力P1、P2推动的情况下耕作机10沿向前的方向Mf行进时,左、右半槽63L、63R是“同相的”。当半槽63L、63R为“同相的”时,这意味着侧壁表面部分64L、64R彼此连续,从而为第一槽部分61提供了通常为如扑克牌上的心形的形状,如图7B中所示的。
方向Mf与方向Rf相对应。来自于发动机12的动力使得圆柱形元件43a旋转。这使得每个侧壁表面52,即,突出表面53沿方向Rf推动球71。因此,每个球71沿方向Rf推动侧壁表面部分64L、64R。此时,球71分别在侧壁表面部分64L、64R上施加推力Ps1、Ps2。如以上所述的,由于左右半槽63L、63R是“同相的”,因此推力Ps1、Ps2在强度和方向上都是相同的。换句话说,发动机12的动力基本均匀地被传输或分配到左右传动轴30、31。其表面部分64L、64R被如此推动的左右传动轴30、31在基本相同的旋转速度下沿方向Rf旋转,从而使得耕作机10沿向前的方向Mf直线移动,并且使得刀齿13L、13R、14L、14R执行耕作操作。
当使耕作机10朝向左侧和右侧中的一侧转向时,位于耕作机体11一侧上的耕作刀齿朝向耕作机10所要转向的方向比另一侧上的耕作刀齿更急剧地转向(转向幅度更大)。位于一侧上的操纵杆被称为内侧转向杆。同样地,位于另一侧上的操纵杆被称为外侧转向杆。参照图8A,由于将沿向右方向Mr使耕作机转向,因此用附图标记17L表示外侧转向杆,而用附图标记17R表示内侧转向杆。
在图8A中,外侧转向杆17L的把手18L比内侧转向杆17R的把手18R受到更有力的推动。也就是说,操纵杆17L的把手18L被推力p2推动,而操纵杆17R的把手18R被推力p3推动。推力p2在强度方面大于推力p3。例如,推力p3的强度为零。
与推力p2、p3之间强度上的差异相对应,左耕作刀齿13L、14L、以高于右耕作刀齿13R、14R的速度旋转。这意味着左传动轴30在高于右传动轴31的速度下旋转。因此,在传动轴30、31之间形成了速度方面的差异。这使得左传动轴30相对于右传动轴31旋转,如图8B中的箭头De所示的。
左传动轴30相对于右传动轴31的旋转使得左半槽63L与右半槽63R“异相”地位移。当左半槽63L与右半槽63R为“异相”时,这意味着侧壁表面部分64L与侧壁表面64R不再连续,如图8B和8C中所示的。由于左半槽63L沿箭头De的方向(与方向Rf相同)位移,以便于与右半槽63R“异相”,因此球71脱离与侧壁表面部分64L之间的接触。此时,侧壁表面部分64L没有作用力作用在球71上。这样,如图8C中所示的,致使由突出表面53推动的球71沿侧壁表面部分64R滚进左半槽63L中。
由于发动机12的动力被传输到离合器50,因此圆柱形元件43a连续旋转。这使得甚至在球71移动到邻接表面31c和侧壁表面部分64L之间的空间以后,突出表面53还保持沿方向Rf推动球71,如图8C中所示的。因此,球71只在方向Rf上推动侧壁表面部分64L。球71推动下的侧壁表面部分64L使得左传动轴30沿方向Rf旋转。
右传动轴31只在邻接表面31c处与球71相接触。侧壁表面部分64R不受球71的推动。在这种布置下,右传动轴31停止旋转。
如图8A中所示的,左传动轴30独自旋转从而使得耕作机10向右转向。这样可将耕作机10转向右方向Mr执行耕作操作。
已右转的耕作机10可被切换为直向推进。可通过执行以下三种方法中的任意一种而实现这一点:
(1)第一方法
用比推动外侧转向杆的把手更强的力连续地推动内侧转向杆的把手。更具体地说,施加于操纵杆17R的把手18R上的推力P3在强度上大于施加于操纵杆17L的把手18L上的推力P2。这使得右传动轴31在高于左传动轴30的速度下旋转。因此,如图7B中所示的,右半槽63R沿箭头De的方向移动,从而左、右半槽63L、63R再次“同相”。
如前面所述的,由于发动机12的动力被传输到离合器50,因此圆柱形元件43a保持旋转。因此发动机12的动力被基本均匀地传输或分配到左、右传动轴30、31,其中左、右半槽63L、63R位于同相。更具体地说,在球71推动侧壁表面部分64L、64R的情况下,左、右传动轴30、31在基本相同的速度下沿方向Rf旋转。这可使得耕作机10沿向前的方向直行。
(2)第二方法
用比推动内侧转向杆的把手更强的力连续地推动外侧转向杆的把手。更具体地说,用比推动操纵杆17R的把手18R更强的力推动操纵杆17L的把手18L。因此如图8B和8C中所示的相对于右传动轴31旋转的左传动轴30沿箭头De的方向进一步旋转,从而如图7B中所示的,左半槽63L再次与右半槽63R成为“同相”。之后,如第一种方法中所述的,左、右传动轴30、31同步地旋转。这可使得耕作机10沿向前的方向直行。
(3)第三方法
停止推动外侧转向杆的把手。更具体地说,停止推动操纵杆17L的把手18L。由于球71不再推动侧壁表面部分64R,因此右传动轴31已停止旋转。因此,左传动轴30独自沿方向De旋转,从而如图7B中所示的,左半槽63L再次与右半槽63R成为“同相”。之后,如第一种方法和第二种方法中所述的,左、右传动轴30、31同步地旋转。这可使得耕作机10沿向前的方向直行。
在第二种方法中,如图8A和8B中所示的,在左右半槽63L、63R再次成为同相以后,进一步推动左把手18L会使得左半槽63L再次移位。这使得耕作机10保持向右转向。
为了使得耕作机10向左转向,用比推动操纵杆17L的把手18L更强的力推动操纵杆17R的把手18R。接着,右传动轴31与如图8A和8B中所示的左传动轴30以相同的方式运转。这可使得耕作机10向左转向。应该理解的是,执行上述(1)到(3)三种方法中任何一种方法都可使得向左转向的耕作机10沿向前的方向直行。
如从以上描述中可明白的,离合器50将发动机12的动力传输到左、右传动轴30、31中任意一个或两者上,以使得耕作机10转向或推进耕作机10。
本发明的在后步行的作业机包括多种在后步行的机械,诸如除雪机或手推车以及耕作机10。驱动源可用马达来替代发动机12。如果只是用作如上所述驱动所述传动轴30、31的功能的话,驱动圆柱形元件除了可为从动锥齿轮的轮毂以外还可为任何类型的。
Claims (1)
1.一种在后步行的作业机(10),所述作业机(10)包括:
用于产生动力的动力源(12);
具有第一槽(61)形成于其上的外周表面(30b、31b)的左、右传动轴(30、31);以及
用于将来自于所述驱动源的动力传输到所述左、右传动轴的离合器(50);
每个所述左、右传动轴具有一个端部(30a、31a),所述左、右传动轴的该端部具有形成在该端部处的左、右邻接表面(30c、31c),所述左、右邻接表面彼此抵靠,以使得左、右传动轴以成一直线的方式设置;
所述离合器包括:
以可旋转的方式安装于所述左、右传动轴的该端部周围的圆柱形元件(43a),所述圆柱形元件具有内圆周表面(43b),第二槽(51)形成于该内圆周表面上;以及
球(71),所述每个球(71)设置在由所述第一槽和所述第二槽所限定的空间(S)内;
所述圆柱形元件能够旋转从而借助于所述球使得所述左、右传动轴旋转;
每个所述第一槽具有通常为V型的结构并且沿所述左、右传动轴的旋转方向被定向,每个所述第一槽都具有位于该左、右邻接表面之间的前端(62),通常为V型结构的每个所述第一槽具有一底表面(65)和与所述底表面相接的壁表面(64),所述底表面和壁表面与所述球接触。
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