CN204694263U - 一种惯性测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种惯性测量装置,包括壳体组件(1)、位于壳体组件(1)内部的传感组件(2)及设置于所述壳体组件(1)与所述传感组件(2)之间的减振组件(3),还包括由可折叠柔性片(6)构成的柔性盒,所述可折叠柔性片(6)的外壁面紧贴于壳体组件的内壁面,传感组件(2)、减振组件(3)均安装于柔性盒内,且减振组件(3)贴附于所述可折叠柔性片(6)的内侧面上设置,通过设置由可折叠柔性片构成的柔性盒,可折叠柔性片的外壁面紧贴于壳体组件的内壁面,传感组件、减振组件均安装于柔性盒内,很好地填补了减振组件与外壳组件之间的空隙,可以有效地吸收振动,并同时防止减振组件随传感组件一起振动造成碰撞损坏,有效地对减振单元形成保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种惯性测量装置,属于惯性导航技术领域。
背景技术
目前,现有技术中由于无人飞行器的飞行时振动较大,该振动会直接传递给惯性测量系统中的惯性传感器,将会对惯性传感器的稳定性和精准度造成较大的影响,并且该振动还极易被传递到外壳上,不仅会导致产生较大的噪音,而且还易使得传感器与外壳之间发生碰撞而造成传感器的损坏,除此之外还容易造成外壳的振动使其与其他部件或地面之间发生碰撞而对外壳产生损坏。
基于上述技术问题,现有技术中出现了一些降低惯性测量系统振动的设备和方法,现有技术中的一些结构虽然可以一定程度上降低传感组件的振动,但是大部分结构由于减振单元与壳体之间存在一定的空隙导致减振单元在面临传感组件较强烈振动时不能完全对其进行减振作用,反而会使得减振单元随着传感组件一起振动,振幅较大时可能还会碰撞到壳体的内壁,造成减振单元的损坏。
因此极其需要设计出一种不仅能够有效对减振单元形成保护,防止其随传感组件一起振动造成碰撞损坏,并还能有效地降低传感组件振动的惯性测量装置。
实用新型内容
因此,本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中惯性测量系统的由于减振单元与壳体之间存在一定的空隙导致减振单元在面临传感组件较强裂振动时不能完全对其进行减振作用,反而会使得减振单元随着传感组件一起振动,振幅较大时可能还会碰撞到壳体的内壁,造成减振单元的损坏的技术问题,从而提供一种有效降低惯性测量装置振动且还能有效保护减振单元的惯性测量装置。
为此,本实用新型提供一种惯性测量装置,其包括壳体组件、位于所述壳体组件内部的传感组件及设置于所述壳体组件与所述传感组件之间的减振组件,其还包括由可折叠柔性片构成的柔性盒,所述可折叠柔性片的外壁面紧贴于所述壳体组件的内壁面,所述传感组件、所述减振组件均安装于所述柔性盒内,且所述减振组件贴附于所述可折叠柔性片的内侧面上设置。
所述热塑性盒由一整块所述可折叠柔性片折叠形成,所述减振组件包括若干减振单元,所述减振单元分别粘附于所述柔性盒的内侧面上。
所述传感组件包括测控电路板和布置在所述测控电路板上的惯性传感器,所述减振组件与所述测控电路板贴合设置。
所述减振单元为减振垫,所述减振垫包括贴合于所述测控电路板下端面的下减振垫、贴合于所述测控电路板上端面的上减振垫、贴合于所述测控电路板左端面的左减振垫、以及贴合于所述测控电路板右端面的右减振垫,贴合于所述测控电路板前端面的前减振垫、以及贴合于所述测控电路板后端面的后减振垫。
所述减振单元之间相接合的部位及所述减振单元与所述传感组件之间相接合的部位均设置有台阶契合结构。
所述测控电路板下端面具有第一台阶,所述下减振垫部分地嵌入所述第一台阶中;所述测控电路板的上端面具有第二台阶,所述上减振垫部分地嵌入所述第二台阶中;所述测控电路板的前端面设置有第一凸起,所述前减振垫设置有容纳所述第一凸起插入的第一凹槽;所述测控电路板的后端面设置有第二凸起,所述后减振垫设置有容纳所述第二凸起插入的第二凹槽;所述测控电路板的左端面设置有第三台阶,所述左减振垫部分地嵌入所述第三台阶中,所述测控电路板的右端面设置有第四台阶,所述右减振垫部分地嵌入所述第四台阶中,所述上减振垫的下部左右外端面设置有第三凹槽,并使所述左、右减振垫部分地卡设于所述第三凹槽中。
所述惯性传感器包括陀螺仪和加速度计,所述惯性传感器通过柔性电路板排线连接到所述壳体组件外部的中心板连接器上。
所述壳体组件包括上壳体和下壳体,所述上壳体和所述下壳体扣合在一起形成容纳所述传感组件和所述减振组件的容纳空间。
所述上壳体的前端面形成一个缺口,所述下壳体的前端面形成片状凸起,所述缺口与所述片状凸起匹配结合,结合时两者之间具有间隙,以将所述柔性电路板排线从该间隙中穿出。
所述上壳体的下端设置有卡合凹槽,所述下壳体上表面设置有卡合凸起,所述卡合凹槽与所述卡合凸起卡合匹配连接。
本实用新型提供的惯性测量装置具有如下有益效果:
1.本实用新型的一种惯性测量装置,通过设置由可折叠柔性片构成的柔性盒,所述可折叠柔性片的外壁面紧贴于所述壳体组件的内壁面,所述传感组件、所述减振组件均安装于所述柔性盒内,且所述减振组件贴附于所述可折叠柔性片的内侧面上设置,通过可折叠柔性片将减振组件紧紧地包围在其中,可以有效地将减振组件通过柔性部件紧贴于外壳上,很好地填补了减振组件与外壳组件之间的空隙,可以有效地吸收振动,并同时防止减振组件随传感组件一起振动造成碰撞损坏,有效地对减振单元形成保护,很好地起到了减振和保护的作用。
2.本实用新型的一种惯性测量装置,通过将所述柔性盒由一整块所述可折叠柔性片折叠形成,这样可以方便加工并且便于收纳放置,减小占地空间,简单实用,所述减振组件包括若干减振单元,可以有效地对传感组件的若干个方向起到减振的作用,所述减振单元分别粘附于所述柔性盒的内侧面上,可以有效地将减振组件通过柔性部件紧贴于外壳上,固定减振组件的同时很好地填补了减振组件与外壳组件之间的空隙,可以有效地吸收振动,并同时防止减振组件由于振动发生碰撞,有效地对减振单元形成保护。
3.本实用新型的一种惯性测量装置,所述传感组件包括测控电路板(PCB)和布置在所述测控电路板上的惯性传感器,通过测控电路板可以有效地对惯性传感器起到有效的支持和固定的作用,惯性传感器用于获取被测试机构的数据(如无人飞行器),并将所获取的传感数据发送给中心板连接器用于导航校正,所述减振组件与所述测控电路板(PCB)贴合设置能够很好地将测控电路板的位置固定的同时有效地对测控电路板形成减振作用。
4.本实用新型的一种惯性测量装置,选择所述减振单元为减振垫,可以在节省空间的同时还能有效地对传感组件形成减振作用,所述减振垫包括贴合于所述测控电路板下端面的下减振垫、贴合于其上端面的上减振垫、贴合于其左端面的左减振垫、以及贴合于其右端面的右减振垫,贴合于其前端面的前减振垫、以及贴合于其后端面的后减振垫,可以有效地对测控电路板的六个面都起到减振作用,对其进行很好地保护。
5.本实用新型的一种惯性测量装置,在所述减振单元之间相接合的部位及所述减振单元与所述传感组件之间相接合的部位均设置有台阶契合结构,可以使得减振单元之间及减振单元与传感组件之间有效地嵌合匹配,结构紧凑且简单,组装方便,使得惯性测量装置的整体体积有效地得到减小。
6.本实用新型的一种惯性测量装置,所述测控电路板下端面具有第一台阶,所述下减振垫部分地嵌入所述第一台阶中,所述测控电路板的上端面具有第二台阶,所述上减振垫部分地嵌入所述第二台阶中,所述测控电路板的前端面设置有第一凸起,所述前减振垫设置有容纳所述第一凸起插入的第一凹槽,所述测控电路板的后端面设置有第二凸起,所述后减振垫设置有容纳所述第二凸起插入的第二凹槽,使得该凸起结构插入该凹槽中,所述测控电路板的左端面设置有第三台阶,所述左减振垫部分地嵌入所述第三台阶中,所述测控电路板的右端面设置有第四台阶,所述右减振垫部分地嵌入所述第四台阶中,所述上减振垫的下部左右外端面设置有第三凹槽,并使所述左、右减振垫部分地卡设于所述第三凹槽中,通过将上述减振垫与测控电路板之间的接合面和相邻减振垫接合面设置为台阶凹槽等嵌入式结构,可以有效地保证紧固配合的同时并且使得整体结构简单紧凑、有效地减小了装置整体的体积。
7.本实用新型的一种惯性测量装置,所述惯性传感器包括陀螺仪和加速度计,陀螺仪用来检测被测物体的三轴方向的角速率,加速度计则用来检测被测物体沿着三轴方向运动的线性加速度,并将所述惯性传感器通过柔性电路板(FPC)排线连接到所述壳体组件外部的中心板连接器上以将传感器检测出的数据送至中心板连接器,最终得出被测物体的惯性数据。
8.本实用新型的一种惯性测量装置,所述壳体组件包括上壳体和下壳体,所述上壳体和所述下壳体扣合在一起形成容纳所述传感组件和所述减振组件的容纳空间,通过将壳体组件设置为上、下壳体并相互扣合的形式可以方便安装和拆卸,同时对内部的传感组件和减振组件起到保护作用。
9.本实用新型的一种惯性测量装置,所述上壳体的前端面形成一个缺口,所述下壳体的前端面形成片状凸起,所述缺口与所述片状凸起匹配结合,结合时两者之间具有一定间隙,以将FPC排线从该间隙中穿出,这样的结构设计可以方便在FPC排线的位置将FPC排线从壳体组件中伸出。
10.本实用新型的一种惯性测量装置,所述上壳体的下端设置有卡合凹槽,所述下壳体上表面设置有卡合凸起,所述卡合凹槽与所述卡合凸起卡合匹配连接,通过上述上、下壳体之间的凸起凹槽可以有效地将上壳体与下壳体之间固定,并且这种卡合连接方式安装拆卸起来方便。
附图说明
图1是本实用新型的的惯性测量装置的爆炸结构示意图;
图2是本实用新型的惯性测量装置组装完成后的俯视图;
图3是图2的X-X向的剖面结构示意图;
图4是图2的Y-Y向的剖面结构示意图;
图5是本实用新型的惯性测量装置的可折叠柔性片组装成柔性盒的立体结构示意图;
图6是图5的展开效果图。
图中附图标记表示为:
1—壳体组件,11—上壳体,111—卡合凹槽,12—下壳体,121—卡合凸起,2—传感组件,21—测控电路板,22—惯性传感器,3—减振组件,30—减振垫,31—下减振垫,32—上减振垫,33—左减振垫,34—右减振垫,35—前减振垫,36—后减振垫,4—柔性电路板,5—中心板连接器,6—可折叠柔性片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的保护范围。
本实用新型提供一种惯性测量装置,具体应用于多旋翼无人飞行器中,例如,四旋翼无人飞行器中,多旋翼无人飞行器包括外壳和无人机中心板,外壳形成内部中空体,无人机中心板安装于机壳内部中空体内,惯性测量装置固定于无人机中心板上。本实用新型的惯性测量装置还可以应用于有人固定翼飞行器、无人固定翼飞行器、有人单旋翼飞行器、无人单旋翼飞行器、或任何运动的被测试机构中。惯性测量装置随被测试机构运动而移动,用于测量和收集被测试机构的惯性数据。
如图1和2所示,本实用新型提供一种惯性测量装置,包括壳体组件1、位于所述壳体组件1内部的传感组件2及设置于所述壳体组件1与所述传感组件2之间的减振组件3,其中还包括由可折叠柔性片6构成的柔性盒,所述可折叠柔性片6的外壁面紧贴于所述壳体组件的内壁面,所述传感组件2、所述减振组件3均安装于所述柔性盒内,且所述减振组件3贴附于所述可折叠柔性片6的内侧面上设置。
通过设置由可折叠柔性片6构成的柔性盒,所述可折叠柔性片6的外壁面紧贴于所述壳体组件1的内壁面,所述传感组件2、所述减振组件3均安装于所述柔性盒内,且所述减振组件3贴附于所述可折叠柔性片6的内侧面上设置,通过可折叠柔性片6将减振组件3紧紧地包围在其中,可以有效地将减振组件3通过柔性部件紧贴于外壳上,很好地填补了减振组件3与外壳组件1之间的空隙,可以有效地吸收振动,并同时防止减振组件3随传感组件2一起振动造成碰撞损坏,有效地对减振单元形成保护,很好地起到了减振和保护的作用。
这里可折叠柔性片可以优选为PC塑料片,PC的化学名称叫聚碳酸脂
(polycarbonate),是一种环保型工程塑料。PC材料的特点:重量轻、抗冲击强度高、硬度高、折射指数高、机械性能良好、热塑性好、电绝缘性能良好、不污染环境等优点。PC被广泛应用于Cd\vcd\dvd的光盘、汽车零部件、照明灯具和器材、交通行业的玻璃窗户、电子电器、医疗保健、光学通讯、眼镜镜片制造等众多行业。
如图5和6所示,进一步地,所述柔性盒由一整块所述可折叠柔性片6折叠形成,所述减振组件3包括若干减振单元,所述减振单元分别粘附于所述PC塑料盒的内侧面上。通过将所述柔性盒由一整块所述可折叠柔性片6折叠形成,这样可以方便加工并且便于收纳放置,减小占地空间,简单实用,所述减振组件3包括若干减振单元,可以有效地对传感组件2的若干个方向起到减振的作用,所述减振单元分别粘附于所述柔性盒的内侧面上,可以有效地将减振组件3通过柔性部件紧贴于外壳上,固定减振组件3的同时很好地填补了减振组件3与外壳组件1之间的空隙,可以有效地吸收振动,并同时防止减振组件3由于振动发生碰撞,有效地对减振单元形成保护。
进一步地,所述传感组件2包括测控电路板21,和布置在所述测控电路板21上的惯性传感器22,所述减振组件3与所述测控电路板21贴合设置。测控电路板,又称印刷电路板,英文名Printed circuit board,简称PCB线路板,是电子元器件电气连接的提供者,它的设计主要是版图设计;采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。
通过测控电路板21可以有效地对惯性传感器22起到有效的支持和固定的作用,惯性传感器22用于获取多旋翼无人飞行器的飞行传感数据,并将所获取的飞行传感数据发送给中心板连接器5,中心板连接器5插接于无人机中心板的对应插槽内,惯性传感器22通过柔性电路板4和中心板连接器5与无人机中心板电性连接,以使无人机中心板获取飞行传感数据从而对多旋翼无人飞行器进行导航校正,所述减振组件3与所述测控电路板21贴合设置能够很好地将测控电路板21的位置固定的同时有效地对测控电路板21形成减振作用。
进一步地,所述减振单元为减振垫30,所述减振垫30包括贴合于所述测控电路板21下端面的下减振垫31、贴合于所述测控电路板21上端面的上减振垫32、贴合于所述测控电路板21左端面的左减振垫33、以及贴合于所述测控电路板21右端面的右减振垫34,贴合于所述测控电路板21前端面的前减振垫35、以及贴合于所述测控电路板21后端面的后减振垫36。
选择所述减振单元为减振垫30,可以在节省空间的同时还能有效地对传感组件形成减振作用,所述减振垫包括贴合于所述测控电路板下端面的下减振垫、贴合于其上端面的上减振垫、贴合于其左端面的左减振垫、以及贴合于其右端面的右减振垫,贴合于其前端面的前减振垫、以及贴合于其后端面的后减振垫,可以有效地对测控电路板的六个面都起到减振作用,对其进行很好地保护。
这里可以优选所述减振单元为由泡沫材料制成的减振垫30,由于泡沫本身材料和结构的柔性可以吸收振动,因此可以能够更好地提升装置的减振效果,所述减振垫与所述测控电路板之间紧密贴合能够使得将振动有效地控制,不至于由于传感组件的振动而产生运动而与壳体之间产生撞击,有效地保护了整个测量装置,提高了使用寿命。
如图3-4所示,进一步地,所述减振单元3之间相接合的部位及所述减振单元与所述传感组件2之间相接合的部位均设置有台阶契合结构。这样可以使得减振单元之间及减振单元与传感组件之间有效地嵌合匹配,结构紧凑且简单,组装方便,使得惯性测量装置的整体体积有效地得到减小。
进一步地,所述测控电路板21下端面具有第一台阶,所述下减振垫31部分地嵌入所述第一台阶中;所述测控电路板21的上端面具有第二台阶,所述上减振垫32部分地嵌入所述第二台阶中;所述测控电路板21的前端面设置有第一凸起,所述前减振垫35设置有容纳所述第一凸起插入的第一凹槽;所述测控电路板21的后端面设置有第二凸起,所述后减振垫36设置有容纳所述第二凸起插入的第二凹槽;所述测控电路板21的左端面设置有第三台阶,所述左减振垫33部分地嵌入所述第三台阶中,所述测控电路板21的右端面设置有第四台阶,所述右减振垫34部分地嵌入所述第四台阶中,所述上减振垫32的下部左右外端面设置有第三凹槽,并使所述左、右减振垫33、34部分地卡设于所述第三凹槽中。通过将上述减振垫与测控电路板之间的接合面和相邻减振垫接合面设置为台阶凹槽等嵌入式结构,可以有效地保证紧固配合的同时并且使得整体结构简单紧凑、有效地减小了装置整体的体积。
由于惯性测量装置的振动强度在上下方向比较大,还由于传感组件2重力作用的影响,因此将所述上、下减振垫31、32优选均设置为两块,可以有效地承载测控电路板的竖直方向上的重力及减缓该方向上的振动,所述左、右、前、后减振垫33、34、35、36均为一块以能够承载及减缓该方向上的振动。
进一步地,所述惯性传感器22包括陀螺仪和加速度计,所述惯性传感器22通过柔性电路板4,排线连接到中心板连接器5上。柔性电路板,也叫做挠性印刷电路板(PCB),英文名是Flexible Printed Circuit board,简称FPC,是用软性材料(可以折叠、弯曲的材料)做成的PCB线路板。其主要特点为制造微型化、小巧、高密集成、节省空间、简化配线程序,连线简单、节省人力成本、柔性优良、应用灵活、可折叠。其可广泛应用于液晶显示,扫描仪,计算机主机板、液晶显示器、电讯卡、存储器、移动硬盘、移动设备(如手机、MP3播放器和笔记本电脑)等电子设备上。本惯性测量装置中陀螺仪用来检测多旋翼无人飞行器的三轴方向的角速率,加速度计则用来检测多旋翼无人飞行器沿着三轴方向运动的线性加速度,并将所述惯性传感器22通过柔性电路板(FPC)排线连接中心板连接器5上以将传感器22检测出的数据送至无人机中心板,最终得出被测物体的惯性数据。
进一步地,所述壳体组件1包括上壳体11和下壳体12,所述上壳体11和所述下壳体12扣合在一起形成容纳所述传感组件2和所述减振组件3的容纳空间。通过将壳体组件1设置为上、下壳体并相互扣合的形式可以方便安装和拆卸,同时对内部的传感组件2和减振组件3起到保护作用。
进一步地,所述上壳体11的前端面形成一个缺口,所述下壳体12的前端面形成片状凸起,所述缺口与所述片状凸起匹配结合,结合时两者之间具有间隙,以将所述柔性电路板4(FPC)排线从该间隙中穿出。这样的结构设计可以方便在FPC排线的位置将FPC排线从壳体组件中伸出,使得线路简单。
进一步地,所述上壳体11的下端设置有卡合凹槽111,所述下壳体12上表面设置有卡合凸起121,所述卡合凹槽111与所述卡合凸起121卡合匹配连接。通过上述上、下壳体之间的凸起凹槽可以有效地将上壳体与下壳体之间固定,并且这种卡合连接方式安装拆卸起来方便。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种惯性测量装置,包括壳体组件(1)、位于所述壳体组件(1)内部的传感组件(2)及设置于所述壳体组件(1)与所述传感组件(2)之间的减振组件(3),其特征在于:还包括由可折叠柔性片(6)构成的柔性盒,所述可折叠柔性片(6)的外壁面紧贴于所述壳体组件的内壁面,所述传感组件(2)、所述减振组件(3)均安装于所述柔性盒内,且所述减振组件(3)贴附于所述可折叠柔性片(6)的内侧面上设置。
2.根据权利要求1所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述柔性盒由一整块所述可折叠柔性片(6)折叠形成,所述减振组件(3)包括若干减振单元,所述减振单元分别粘附于所述柔性盒的内侧面上。
3.根据权利要求1或2所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述传感组件(2)包括测控电路板(21)和布置在所述测控电路板(21)上的惯性传感器(22),所述减振组件(3)与所述测控电路板(21)贴合设置。
4.根据权利要求3所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述减振单元为减振垫(30),所述减振垫(30)包括贴合于所述测控电路板(21)下端面的下减振垫(31)、贴合于所述测控电路板(21)上端面的上减振垫(32)、贴合于所述测控电路板(21)左端面的左减振垫(33)、以及贴合于所述测控电路板(21)右端面的右减振垫(34),贴合于所述测控电路板(21)前端面的前减振垫(35)、以及贴合于所述测控电路板(21)后端面的后减振垫(36)。
5.根据权利要求4所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述减振单元之间相接合的部位及所述减振单元与所述传感组件(2)之间相接合的部位均设置有台阶契合结构。
6.根据权利要求5所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述测控电路板(21)下端面具有第一台阶,所述下减振垫(31)部分地嵌入所述第一台阶中;所述测控电路板(21)的上端面具有第二台阶,所述上减振垫(32)部分地嵌入所述第二台阶中;所述测控电路板(21)的前端面设置有第一凸起,所述前减振垫(35)设置有容纳所述第一凸起插入的第一凹槽;所述测控电路板(21)的后端面设置有第二凸起,所述后减振垫(36)设置有容纳所述第二凸起插入的第二凹槽;所述测控电路板(21)的左端面设置有第三台阶,所述左减振垫(33)部分地嵌入所述第三台阶中,所述测控电路板(21)的右端面设置有第四台阶,所述右减振垫(34)部分地嵌入所述第四台阶中,所述上减振垫(32)的下部左右外端面设置有第三凹槽,并使所述左、右减振垫(33、34)部分地卡设于所述第三凹槽中。
7.根据权利要求1所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述惯性传感器(22)包括陀螺仪和加速度计,所述惯性传感器(22)通过柔性电路板(4)排线连接到所述壳体组件(1)外部的中心板连接器(5)上。
8.根据权利要求7所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述壳体组件(1)包括上壳体(11)和下壳体(12),所述上壳体(11)和所述下壳体(12)扣合在一起形成容纳所述传感组件(2)和所述减振组件(3)的容纳空间。
9.根据权利要求8所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述上壳体(11)的前端面形成一个缺口,所述下壳体(12)的前端面形成片状凸起,所述缺口与所述片状凸起匹配结合,结合时两者之间具有间隙,以将所述柔性电路板(4)排线从该间隙中穿出。
10.根据权利要求9所述的一种惯性测量装置,其特征在于:所述上壳体(11)的下端设置有卡合凹槽(111),所述下壳体(12)上表面设置有卡合凸起(121),所述卡合凹槽(111)与所述卡合凸起(121)卡合匹配连接。
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Cited By (5)
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