CN214434168U - 穿戴式睡眠监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种穿戴式睡眠监测系统，包括3个心电监测探头，每个心电监测探头均与监测电路连接，监测电路包括心电监测模块、微处理器和电源转换电路；心电监测模块的三个电极信号输入端分别连接3个心电监测探头，心电监测模块输出端与微处理器连接，微处理器上连接有通讯模块；电源转换电路的供电端连接有锂电池，该锂电池经锂电池充电电路充电，锂电池充电电路设置有USB充电口，电源转换电路向心电监测模块、微处理器供电。有益效果：探头设计巧妙，结构简单，电路采用充电式电路，便于携带移动，整体轻便，不影响睡眠。
Description
技术领域
本实用新型涉及睡眠心电监测技术领域，具体地说，是一种穿戴式睡眠监测系统。
背景技术
睡眠障碍症，已经成为了当代社会人们的重大问题，严重影响人们的健康身体。基于该现象，逐步出现了一些帮助或者监测人们睡眠质量的设备设施。例如，气流式呼吸监测器。但是由于需要固定和佩戴至口鼻处才能准确检测，则在使用过程中，存在以下问题：
1、电路复杂且厚重，睡眠状态下，需要置于人体上吗，严重影响睡眠质量。
2、佩戴后，由于置于口鼻处，会阻碍呼吸气流。气流式呼吸监测器安装固定需要佩戴绳子固定于头部，容易造成勒痕等。
3、监测过程中，由于不适感，人们难以入睡，佩戴后对睡眠起到反作用。
4、入睡后，由于睡眠无意识下，容易取下监测设器，或者在来回翻身滚动过程中，容易造成设备脱落，使监测过程中数据存在较大偏差。
则针对上述技术的缺陷，有针对上述问题，提出解决方案。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种穿戴式睡眠监测系统，设计一种新型的心电监测探头和监测电路，实现睡眠心电监测和信号处理。
为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：
一种穿戴式睡眠监测系统，其特征在于：包括至少3个心电监测探头，每个心电监测探头均与监测电路连接，所述监测电路包括心电监测模块、微处理器和电源转换电路；
所述心电监测模块的三个电极信号输入端分别连接3个所述心电监测探头，所述心电监测模块输出端与微处理器连接，所述微处理器上连接有通讯模块；
所述电源转换电路的供电端连接有锂电池，该锂电池经锂电池充电电路充电，所述锂电池充电电路设置有USB充电口，所述电源转换电路向所述心电监测模块、微处理器供电；
所述心电监测探头包括吸附罩体，该吸附罩体上开有气孔，该气孔内活动设有心电监测组件，该心电监测组件包括监测贴片和连接柱，所述监测贴片设置在所述吸附罩体内，所述监测贴片的贴附面上设置有Agcl3薄膜层，所述连接柱与所述监测贴片背面连接并穿过所述气孔，所述连接柱内设置有导线，该导线一端与所述Agcl3薄膜层连通，所述导线另一端与所述心电监测模块连接。
通过上述设计，设计出一种新型睡眠监测系统，实现睡眠心电监测和信号处理。其中心电监测探头使用过程中，将吸附罩体覆盖在人体胸腔皮肤，按压后，气体从气孔排出，且吸附罩体内表面逐渐覆盖在人体皮肤上。并且随着按压，监测贴片堵住气孔，使吸附罩体内部形成接近真空环境。此时监测贴片贴附面侧的Agcl3薄膜层与皮肤接触，进行心电监测。上述结构置于人体皮肤，不会影响睡眠。吸附力量大，不易脱落。结构小巧，设计简单。监测电路采用充电式电路，便于携带，不易被牵绊。实际生产中，探头大小可以根据使用患者本身量身定制。
再进一步的技术方案，3个所述心电监测探头分别为左心电监测探头、右心电监测探头和参考心电监测探头；
所述心电监测模块包括心电监测芯片AD8232，所述心电监测芯片AD8232 的第二引脚与电阻R7的一端连接，该电阻R7的另一端用于连接所述左心电监测探头；所述心电监测芯片AD8232的第三引脚与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端用于连接所述右心电监测探头；所述心电监测芯片AD8232的第四引脚经电容C8与第五引脚连接；所述心电监测芯片AD8232的第五引脚与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端用于连接所述参考心电监测探头，所述心电监测芯片AD8232的第六引脚经电阻R19、电阻R11与第20引脚连接，所述第六引脚与电容C17一端连接，所述电容C17另一端作为所述心电监测模块refout端，所述电阻R19、电阻R11公共端经电阻R20、电阻R18、电阻R16 与所述心电监测芯片AD8232的第7引脚，所述心电监测芯片AD8232的第7 引脚、第8引脚之间连接有电容C15，所述心电监测芯片AD8232的第9引脚、第8引脚之间连接有电阻R15，所述心电监测芯片AD8232的第9引脚、第10 引脚之间连接电阻R17，所述电阻R18、电阻R16公共端经电容C16与所述心电监测芯片AD8232第10引脚连接，所述电阻R20、电阻R18公共端与所述心电监测芯片AD8232第19引脚连接；所述心电监测芯片AD8232第18引脚经电阻R12接所述电源转换电路的3.3V电源端，所述心电监测芯片AD8232第17 引脚接所述电源转换电路的3.3V电源端，所述心电监测芯片AD8232第18引脚经电阻R13接地，所述电阻R13两端并联有电容C11，所述电源转换电路的3.3V 电源端还经电容C10接地；所述心电监测芯片AD8232第15引脚接所述电源转换电路的3.3V电源端；所述心电监测芯片AD8232第11、12、13引脚用于连接所述微处理器。
其中，左心电监测探头用于置于人体胸前左侧，右心电监测探头置于人体胸前右侧。参考心电监测探头用于置于人体心脏处。实习不同位置的检查。
再进一步的技术方案，所述微处理器包括处理芯片MSP430F1232，该处理芯片MSP430F1232的第11、12、13引脚与所述心电监测芯片AD8232第11、 12、13引脚连接；所述微处理器的处理芯片MSP430F1232第七引脚经电阻R5 接所述电源转换电路的3.3V电源端；所述微处理器的处理芯片MSP430F1232 第2引脚接所述电源转换电路的3.3V电源端；所述微处理器的处理芯片 MSP430F1232的第15引脚、第16引脚连接所述通讯模块。
采用上述方案，微处理器处理信号快，可以基于通讯模块实现信号传输。耗电量低，适用于心电监测。
再进一步的技术方案，所述锂电池充电电路包括电池管理芯片MCP73831，该电池管理芯片MCP73831的电源端VCD连接所述USB充电口，用于连接充电电源；所述电池管理芯片MCP73831的电源端VCD还经电容C4接地；所述电池管理芯片MCP73831的prog端经电阻R4接地；所述电池管理芯片 MCP73831的stat端经电阻R3与发光二极管D2阴极连接，该发光二极管D2 阳极接所述电池管理芯片MCP73831的电源端VCD；所述电池管理芯片 MCP73831的VSS端与VBAT端之间连接有电容C3，所述电池管理芯片 MCP73831的VSS端作为所述锂电池的正极充电端。
通过锂电池充电电路对锂电池充电，整体系统采用充电的形式，可便于携带和移动。
再进一步的技术方案，所述电源转换电路包括转换芯片SPX6205-3.3，该转换芯片SPX6205-3.3的Vin端用于连接所述锂电池的电源输出端，所述转换芯片SPX6205-3.3的EN端经电阻R1接所述转换芯片SPX6205-3.3的Vin端；所述转换芯片SPX6205-3.3的Vo端作为所述电源转换电路的3.3V电源端；所述转换芯片SPX6205-3.3的Vo端还经电容C2接地；所述转换芯片SPX6205-3.3 的BP端经电容C1接地。
上述方案将锂电池的输出的电源电压调节至指定的电压值。以满足电路的供电需求。
再进一步的技术方案，所述连接柱上设置有限位块，该限位块和所述监测贴片分别布置在所述吸附罩体外侧和内侧；所述限位块沿所述连接柱周向布置，且所述限位块边缘向所述吸附罩体侧弧形延伸。
采用上述方案，所述限位块第一可以对气孔进行封堵作用，还可以对连接柱进行限位，防止大幅度移动。并且采用弧形延伸设置，更有利于按压排气后，限位块边缘贴在吸附罩体外表面，使吸附罩体内部形成封闭空间。吸附效果好，不易漏气脱落。
再进一步的技术方案，为了在排气时，可以均匀排气，使罩体内外气压加大，使吸附力更大。所述气孔开设在所述吸附罩体罩顶处；
再进一步的技术方案，所述连接柱远离所述监测贴片的一端部设置有硅胶帽；设置硅胶帽方便拿取。采用硅胶材料，人体皮肤触摸效果好，提高舒适性。
再进一步的技术方案，所述连接柱内靠近所述监测贴片侧开设有导线孔，该导线孔并从所述连接柱侧壁穿出，所述导线沿所述导线孔布置；设置布线孔方便布线和信号采集，提高信号采集准确性。
再进一步的技术方案，所述吸附罩体、监测贴片均采用硅胶材质；硅胶材质，有一定粘附性能，且近似于皮肤，接触皮肤，舒适性好。不影响睡眠。
再进一步的技术方案，为了使贴片更贴近于皮肤，所述监测贴片整体呈弧面状，且向所述监测贴片贴附面侧弯折。
本实用新型的有益效果：探头设计巧妙，结构简单。吸附效果好，并且不易脱落。采用硅胶材质，舒适性好。电路采用充电式电路，便于携带移动，整体轻便，不影响睡眠。
附图说明
图1是心电监测探头结构示意图；
图2是心电监测探头安装效果图；
图3是心电监测探头俯视图；
图4是图3中A-A处的截面示意图；
图5是图4中B的放大示意图；
图6是吸附罩体截面示意图；
图7是本实用新型的信号传输框图；
图8是心电监测模块电路图；
图9是微处理器电路图；
图10是锂电池充电电路的电路图；
图11是电源转换电路电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
一种穿戴式睡眠监测系统，结合图7可以看出，包括3个心电监测探头T，在本实施例中，3个所述心电监测探头T分别为左心电监测探头T、右心电监测探头T和参考心电监测探头T；
在本实施例中，参见图7，每个心电监测探头T均与监测电路连接，所述监测电路包括心电监测模块K1、微处理器K2和电源转换电路K3；所述心电监测模块的三个电极信号输入端分别连接3个所述心电监测探头T，所述心电监测模块K1输出端与微处理器K2连接，所述微处理器K2上连接有通讯模块K4；所述电源转换电路K3的供电端连接有锂电池K5，该锂电池K5经锂电池充电电路 K6充电，所述锂电池充电电路K6设置有USB充电口，所述电源转换电路K3 向所述心电监测模块K1、微处理器K2供电。
从图1、3、4和5可以看出，所述心电监测探头T包括吸附罩体1，该吸附罩体1上开有气孔2，该气孔2内活动设有心电监测组件K，该心电监测组件K 包括监测贴片3和连接柱4，所述监测贴片3设置在所述吸附罩体1内，所述监测贴片3的贴附面上设置有Agcl3薄膜层6，所述连接柱4与所述监测贴片3背面连接并穿过所述气孔2，所述连接柱4内设置有导线5，该导线5一端与所述 Agcl3薄膜层6连通，所述导线5另一端与所述心电监测模块K1连接。
在本实施例中，吸附罩体1、监测贴片3均采用pp硅胶材质。
在本实施例中，吸附罩体1边缘直径为20mm。吸附罩体1高度为15mm。连接柱4长度为5mm。Agcl3薄膜层直径为3mm。监测贴片3与限位块的距离大于气孔长度，且不超过1mm。
结合图1和图6可以看出，气孔2开设在吸附罩体1罩顶处。
参见图4和图5，连接柱4上设置有限位块7，该限位块7和监测贴片3分别布置在吸附罩体1外侧和内侧。
参见图5，限位块7沿连接柱4周向布置，且限位块7边缘向吸附罩体1侧弧形延伸。
参见图1和2，连接柱4远离监测贴片3的一端部设置有硅胶帽8。
参见图4和图5，连接柱4内靠近监测贴片3侧开设有导线孔，该导线孔并从连接柱4侧壁穿出，导线5沿导线孔布置。
结合图4可以看出，监测贴片3整体呈弧面状，且向监测贴片3贴附面侧弯折。
参见图8可以看出，所述心电监测模块K1包括心电监测芯片AD8232，所述心电监测芯片AD8232的第二引脚与电阻R7的一端连接，该电阻R7的另一端用于连接所述左心电监测探头T；所述心电监测芯片AD8232的第三引脚与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端用于连接所述右心电监测探头T；所述心电监测芯片AD8232的第四引脚经电容C8与第五引脚连接；所述心电监测芯片AD8232的第五引脚与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端用于连接所述参考心电监测探头T，所述心电监测芯片AD8232的第六引脚经电阻R19、电阻R11与第20引脚连接，所述第六引脚与电容C17一端连接，所述电容C17另一端作为所述心电监测模块K1refout端，所述电阻R19、电阻R11公共端经电阻R20、电阻R18、电阻R16与所述心电监测芯片AD8232的第7引脚，所述心电监测芯片AD8232的第7引脚、第8引脚之间连接有电容C15，所述心电监测芯片AD8232的第9引脚、第8引脚之间连接有电阻R15，所述心电监测芯片AD8232的第9引脚、第10引脚之间连接电阻R17，所述电阻R18、电阻R16公共端经电容C16与所述心电监测芯片AD8232第10引脚连接，所述电阻R20、电阻R18公共端与所述心电监测芯片AD8232第19引脚连接；所述心电监测芯片AD8232第18引脚经电阻R12接所述电源转换电路K3的3.3V电源端，所述心电监测芯片AD8232第17引脚接所述电源转换电路K3的3.3V电源端，所述心电监测芯片AD8232第18引脚经电阻R13接地，所述电阻R13两端并联有电容C11，所述电源转换电路K3的3.3V电源端还经电容C10接地；所述心电监测芯片AD8232第15引脚接所述电源转换电路K3的3.3V电源端；所述心电监测芯片AD8232第11、12、13引脚用于连接所述微处理器K2。
参见图9，所述微处理器K2包括处理芯片MSP430F1232，该处理芯片 MSP430F1232的第11、12、13引脚与所述心电监测芯片AD8232第11、12、 13引脚连接；所述微处理器K2的处理芯片MSP430F1232第七引脚经电阻R5 接所述电源转换电路K3的3.3V电源端；所述微处理器K2的处理芯片 MSP430F1232第2引脚接所述电源转换电路K3的3.3V电源端；所述微处理器 K2的处理芯片MSP430F1232的第15引脚、第16引脚连接所述通讯模块。
参见图10，所述锂电池充电电路K6包括电池管理芯片MCP73831，该电池管理芯片MCP73831的电源端VCD连接所述USB充电口，用于连接充电电源；所述电池管理芯片MCP73831的电源端VCD还经电容C4接地；所述电池管理芯片MCP73831的prog端经电阻R4接地；所述电池管理芯片MCP73831的stat 端经电阻R3与发光二极管D2阴极连接，该发光二极管D2阳极接所述电池管理芯片MCP73831的电源端VCD；所述电池管理芯片MCP73831的VSS端与 VBAT端之间连接有电容C3，所述电池管理芯片MCP73831的VSS端作为所述锂电池的正极充电端。
参见图11，所述电源转换电路K3包括转换芯片SPX6205-3.3，该转换芯片SPX6205-3.3的Vin端用于连接所述锂电池的电源输出端，所述转换芯片SPX6205-3.3的EN端经电阻R1接所述转换芯片SPX6205-3.3的Vin端；所述转换芯片SPX6205-3.3的Vo端作为所述电源转换电路K3的3.3V电源端；所述转换芯片SPX6205-3.3的Vo端还经电容C2接地；所述转换芯片SPX6205-3.3 的BP端经电容C1接地。
本实用新型的工作原理：
使用过程中：
结合图1和图2可以看出，将吸附罩体1覆盖在人体胸腔皮肤，按压硅胶帽8和吸附罩体后，气体从气孔排出，且吸附罩体内表面逐渐覆盖在人体皮肤上。随着按压，监测贴片3堵住气孔，使吸附罩体1内部形成真空环境。此时监测贴片贴附面侧的Agcl3薄膜层与皮肤接触，进行经导线将信号输出后，实现心电监测。取下时，轻轻揉捏吸附罩体1即可取下。
三个监测信号传输至心电监测模块K1预处理后，发送至微处理器K2，再经通讯模块K4传输出来，本实施例中，通讯模块K4为蓝牙通讯模块。
其中，心电监测模块K1、微处理器K2均为3.3V电源供电，电源来自充电的锂电池经转换后的电源。
Claims (7)
1.一种穿戴式睡眠监测系统，其特征在于：包括至少3个心电监测探头(T)，每个心电监测探头(T)均与监测电路连接，所述监测电路包括心电监测模块(K1)、微处理器(K2)和电源转换电路(K3)；
所述心电监测模块的三个电极信号输入端分别连接3个所述心电监测探头(T)，所述心电监测模块(K1)输出端与微处理器(K2)连接，所述微处理器(K2)上连接有通讯模块(K4)；
所述电源转换电路(K3)的供电端连接有锂电池(K5)，该锂电池(K5)经锂电池充电电路(K6)充电，所述锂电池充电电路(K6)设置有USB充电口，所述电源转换电路(K3)向所述心电监测模块(K1)、微处理器(K2)供电；
所述心电监测探头(T)包括吸附罩体(1)，该吸附罩体(1)上开有气孔(2)，该气孔(2)内活动设有心电监测组件(K)，该心电监测组件(K)包括监测贴片(3)和连接柱(4)，所述监测贴片(3)设置在所述吸附罩体(1)内，所述监测贴片(3)的贴附面上设置有Agcl3薄膜层(6)，所述连接柱(4)与所述监测贴片(3)背面连接并穿过所述气孔(2)，所述连接柱(4)内设置有导线(5)，该导线(5)一端与所述Agcl3薄膜层(6)连通，所述导线(5)另一端与所述心电监测模块(K1)连接。
2.根据权利要求1所述的穿戴式睡眠监测系统，其特征在于：3个所述心电监测探头(T)分别为左心电监测探头(T)、右心电监测探头(T)和参考心电监测探头(T)；
所述心电监测模块(K1)包括心电监测芯片AD8232，所述心电监测芯片AD8232的第二引脚与电阻R7的一端连接，该电阻R7的另一端用于连接所述左心电监测探头(T)；所述心电监测芯片AD8232的第三引脚与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端用于连接所述右心电监测探头(T)；所述心电监测芯片AD8232的第四引脚经电容C8与第五引脚连接；所述心电监测芯片AD8232的第五引脚与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端用于连接所述参考心电监测探头(T)，所述心电监测芯片AD8232的第六引脚经电阻R19、电阻R11与第20引脚连接，所述第六引脚与电容C17一端连接，所述电容C17另一端作为所述心电监测模块(K1)refout端，所述电阻R19、电阻R11公共端经电阻R20、电阻R18、电阻R16与所述心电监测芯片AD8232的第7引脚，所述心电监测芯片AD8232的第7引脚、第8引脚之间连接有电容C15，所述心电监测芯片AD8232的第9引脚、第8引脚之间连接有电阻R15，所述心电监测芯片AD8232的第9引脚、第10引脚之间连接电阻R17，所述电阻R18、电阻R16公共端经电容C16与所述心电监测芯片AD8232第10引脚连接，所述电阻R20、电阻R18公共端与所述心电监测芯片AD8232第19引脚连接；所述心电监测芯片AD8232第18引脚经电阻R12接所述电源转换电路(K3)的3.3V电源端，所述心电监测芯片AD8232第17引脚接所述电源转换电路(K3)的3.3V电源端，所述心电监测芯片AD8232第18引脚经电阻R13接地，所述电阻R13两端并联有电容C11，所述电源转换电路(K3)的3.3V电源端还经电容C10接地；所述心电监测芯片AD8232第15引脚接所述电源转换电路(K3)的3.3V电源端；所述心电监测芯片AD8232第11、12、13引脚用于连接所述微处理器(K2)。
3.根据权利要求2所述的穿戴式睡眠监测系统，其特征在于：所述微处理器(K2)包括处理芯片MSP430F1232，该处理芯片MSP430F1232的第11、12、13引脚与所述心电监测芯片AD8232第11、12、13引脚连接；
所述微处理器(K2)的处理芯片MSP430F1232第七引脚经电阻R5接所述电源转换电路(K3)的3.3V电源端；所述微处理器(K2)的处理芯片MSP430F1232第2引脚接所述电源转换电路(K3)的3.3V电源端；
所述微处理器(K2)的处理芯片MSP430F1232的第15引脚、第16引脚连接所述通讯模块。
4.根据权利要求1所述的穿戴式睡眠监测系统，其特征在于：所述锂电池充电电路(K6)包括电池管理芯片MCP73831，该电池管理芯片MCP73831的电源端VCD连接所述USB充电口，用于连接充电电源；所述电池管理芯片MCP73831的电源端VCD还经电容C4接地；所述电池管理芯片MCP73831的prog端经电阻R4接地；所述电池管理芯片MCP73831的stat端经电阻R3与发光二极管D2阴极连接，该发光二极管D2阳极接所述电池管理芯片MCP73831的电源端VCD；所述电池管理芯片MCP73831的VSS端与VBAT端之间连接有电容C3，所述电池管理芯片MCP73831的VSS端作为所述锂电池的正极充电端。
5.根据权利要求1所述的穿戴式睡眠监测系统，其特征在于：所述电源转换电路(K3)包括转换芯片SPX6205-3.3，该转换芯片SPX6205-3.3的Vin端用于连接所述锂电池的电源输出端，所述转换芯片SPX6205-3.3的EN端经电阻R1接所述转换芯片SPX6205-3.3的Vin端；所述转换芯片SPX6205-3.3的Vo端作为所述电源转换电路(K3)的3.3V电源端；所述转换芯片SPX6205-3.3的Vo端还经电容C2接地；所述转换芯片SPX6205-3.3的BP端经电容C1接地。
6.根据权利要求1所述的穿戴式睡眠监测系统，其特征在于：所述连接柱(4)上设置有限位块(7)，该限位块(7)和所述监测贴片(3)分别布置在所述吸附罩体(1)外侧和内侧；
所述限位块(7)沿所述连接柱(4)周向布置，且所述限位块(7)边缘向所述吸附罩体(1)侧弧形延伸。
7.根据权利要求1所述的穿戴式睡眠监测系统，其特征在于：所述气孔(2)开设在所述吸附罩体(1)罩顶处；
所述连接柱(4)远离所述监测贴片(3)的一端部设置有硅胶帽(8)；
所述连接柱(4)内靠近所述监测贴片(3)侧开设有导线孔，该导线孔并从所述连接柱(4)侧壁穿出，所述导线(5)沿所述导线孔布置；
所述吸附罩体(1)、监测贴片(3)均采用硅胶材质；
所述监测贴片(3)整体呈弧面状，且向所述监测贴片(3)贴附面侧弯折。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022359173.6U CN214434168U (zh) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | 穿戴式睡眠监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022359173.6U CN214434168U (zh) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | 穿戴式睡眠监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214434168U true CN214434168U (zh) | 2021-10-22 |
Family
ID=78147612
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN214434168U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115813406A (zh) * | 2022-12-24 | 2023-03-21 | 北京津发科技股份有限公司 | 一种eeg传感器电路、方法及装置 |
-
2020
- 2020-10-21 CN CN202022359173.6U patent/CN214434168U/zh active Active
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