CN221093496U - 一种石油套管枕木布置设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种石油套管枕木布置设备,包括走行式龙门架、固定式小车、起吊单元、枕木存放架和至少两组桁架机械手,固定式小车固定装配在轮胎走行龙门架的中上部,固定式小车的下端与起吊单元活动连接,起吊单元的下部与枕木存放架的顶端可装配在一起,枕木存放架的两侧对齐码放枕木,至少两组桁架机械手对称装配在走行式龙门架的内侧且位于固定式小车的两侧.本实用新型通过该设备可实现枕木的量化搬运和准确的定位摆放,克服海运物流基地石油套管枕木布置劳动强度大、占据人力物力资源时间长效率低等技术问题,使用更便捷、更自动化、可靠性高。节省了人员、机具、材料投入,提升作业效率与安全性,节约作业成本,全面实现石油套管智能化仓储。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油套管枕木运输技术领域,特别涉及一种石油套管枕木布置设备。
背景技术
目前国内外石油套管转运过程主要依靠人工实现,入场前通过海运和车辆长途运输至基地后使用移动吊车进行卸载,同时通过人工与移动吊车相配合的方式进行现场排管作业。每层管与上下层管之间均需人工布置枕木,目前此种作业高度高,危险程度大,海运场地作业量大,每次管材作业采用纯手工作业模式,作业效率低,机具、人力等资源被占用的时间长,劳动强度大,不利于基地资源的周转,作业效率低,无法保证后续的自动化码管工作。
实用新型内容
为解决背景技术中提到的技术问题,本实用新型提供了一种石油套管枕木布置设备。
本实用新型采用如下的技术方案:一种石油套管枕木布置设备,包括走行式龙门架、固定式小车、起吊单元、枕木存放架和至少两组桁架机械手;
固定式小车固定装配在轮胎走行龙门架的中上部;
固定式小车的下端与起吊单元活动连接;
起吊单元的下部与枕木存放架的顶端可装配在一起;
枕木存放架的两侧对齐码放枕木;
至少两组桁架机械手对称装配在走行式龙门架的内侧且位于固定式小车的两侧,用于前后夹起码放在枕木存放架上的枕木,并在Y轴方向和Z轴方向移动,以将其运输至标准作业位置。
进一步地,走行式龙门架包括主梁、端梁、支腿、锂电池组、下横梁、轮胎组和驾驶室;主梁、端梁、支腿和下横梁组成左右对称的刚性支撑门架;轮胎组安装在刚性支撑门架的底部;锂电池组、驾驶室安装在下横梁上。
进一步地,固定式小车包括两组第一减速电机、多组卷筒组、牵引绳、多组定滑轮组、导向筒和车架;其中,多组卷筒组对称安装在车架上端两侧并分别与两组第一减速电机的输出轴连接;定滑轮组装配在所述车架下端并与所述卷筒组相对应;每组定滑轮组和卷筒组上缠绕牵引绳。
进一步地,起吊单元包括吊具体、多组动滑轮组、活动导板单元、多组固定导板单元、两组定位转销机构;多组动滑轮组对称安装在吊具体的两侧顶部,并与多组定滑轮组通过牵引绳活动连接;活动导板单元和多组固定导板固定设置在吊具体四周,用于与枕木存放架顶端连接定位,且活动导板单元位于其中若干个所述固定导板的垂直侧;定位转销机构设置在吊具体上,用于与枕木存放架顶端的角连接件装配在一起。
进一步地,车架底端中间部位设置导向筒;吊具体顶部中间部位设置用于配套穿设在导向筒中的导向插销。
进一步地,活动导板单元包括壳体;壳体内装配有电动机、小齿轮、大齿轮、蜗杆、蜗轮、蜗轮轴和导向板;其中小齿轮安装在电动机的输出轴上;小齿轮与大齿轮啮合;大齿轮装配在蜗杆上;蜗杆底部与蜗轮啮合;蜗轮轴穿过蜗轮,并与导向板的底端连接;导向板在电动机的驱动下上下翻转。
进一步地,定位转销机构包括第二减速电机;第二减速电机竖直安装在吊具体的侧边上端;还包括安装在吊具体侧边内部的下转臂、一对第一连杆、定位转销和顶销感应器;第二减速电机的输出轴与下转臂转动连接;一对第一连杆活动连接在下转臂的两侧;一对第一连杆末端分别连接第二连杆;定位转销与第二连杆活动连接;定位转销的末端穿出吊具体的侧边底部,与角连接件卡接。
进一步地,枕木存放架包括连接架体;连接架体中间设置连接支架;角连接件设置在连接架体的顶部四周,角连接件的顶部设有与定位转销末端相适配的插槽;连接架体两侧设置用于堆放枕木的存放支架;存放支架上间隔设置多根导向柱。
进一步地,桁架机械手包括安装座、以及通过安装座配合连接的Y轴机构和Z轴机构;Y轴机构具备水平设置在主梁上的Y轴基础梁;还包括安装在安装座一侧的Y轴滑块、Y轴伺服电机和Y轴减速机;Y轴减速机的输出端连接Y轴齿轮;Y轴基础梁上安装Y轴直线导轨和Y轴齿条;Y轴齿轮与Y轴齿条啮合连接;Y轴滑块与Y轴直线导轨滑动连接形成滑轨副;Z轴机构具备Z轴基础梁;Z轴基础梁上安装Z轴直线导轨和Z轴齿条;还包括安装在安装座另一侧的Z轴滑块、Z轴伺服电机和Z轴减速机;Z轴减速机的输出端连接Z轴齿轮;Z轴齿轮与Z轴齿条啮合连接;Z轴滑块与Z轴直线导轨滑动连接形成滑轨副;Z轴基础梁的底端连接电动夹爪。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于:本实用新型设计的石油套管枕木布置设备,可实现枕木的量化搬运和准确的定位摆放,从而克服现有技术中存在的海运物流基地石油套管枕木布置劳动强度大、占据人力物力资源时间长效率低等技术问题,使用更便捷、更自动化、可靠性高,节省了人员、机具、材料的投入,提升了作业效率与安全性,节约作业成本,全面实现石油套管智能化仓储。该自动化方案的提出具有技术革新的现实意义,可从根本上改观目前我国海运油管物流运输模式。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种石油套管枕木布置设备的整体示意图;
图2为本实用新型的行走式龙门架的整体结构示意图;
图3为本实用新型的固定式小车的整体结构示意图;
图4为本实用新型的固定式小车的侧视图;
图5为本实用新型的起吊单元的整体结构示意图;
图6为本实用新型的起吊单元的正视图;
图7为本实用新型的活动导板单元的整体结构示意图;
图8为本实用新型的活动导板单元的后视图;
图9为本实用新型的活动导板单元的A-A面剖视图;
图10为本实用新型的定位转销机构的整体结构示意图;
图11为本实用新型的枕木存放架的整体结构示意图;
图12为本实用新型的桁架机械手的整体结构示意图;
图13为本实用新型的桁架机械手的角度一的整体结构示意图;
图14为本实用新型的桁架机械手的角度二的整体结构示意图。
其中:
1-走行式龙门架;2-固定式小车;3-起吊单元;4-枕木存放架;5-桁架机械手;6-枕木;
101-主梁;102-端梁;103-支腿;104-锂电池组;105-下横梁;106-轮胎组;107-驾驶室;
201-第一减速电机;202-卷筒组;203-牵引绳;204-定滑轮组;205-导向筒;206-车架;
301-吊具体;302-动滑轮组;303-活动导板单元;304-导向插销;305-固定导板;306-定位转销机构;
303_1-电动机;303_2-小齿轮;303_3-大齿轮;303_4-蜗杆;303_5-蜗轮;303_6-蜗轮轴;303_7导向板;
306_1-第二减速电机;306_2-下转臂;306_3-第一连杆、306_4-定位转销、306_5-顶销感应器、306_6-第二连杆、
401-角连接件、402-连接架体、403-导向柱、
501-Y轴基础梁、502-Z轴基础梁、503-电动夹爪、504-Y轴齿条、505-Y轴直线导轨、506-Y轴齿轮、507-Y轴减速机、508-Y轴伺服电机、509-Z轴减速机、510-Z轴齿轮、511-Z轴齿条、512-Z轴直线导轨、513-Z轴伺服电机、514-安装座、515-Y轴滑块、516-Z轴滑块。
具体实施方式
以下,为了便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案,现参照附图来做进一步说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本实用新型的范围。
在下面的详细描述中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型实施例的全面理解。然而,明显地,一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
请参考图1,为本实用新型提出的一种石油套管枕木布置设备的整体示意图,包括走行式龙门架1、固定式小车2、起吊单元3、枕木存放架4和至少两组桁架机械手5。固定式小车2固定装配在轮胎走行龙门架1的中上部,固定式小车2的下端与起吊单元3活动连接,起吊单元3的下部与枕木存放架4的顶端可装配在一起。枕木存放架4的两侧对齐码放枕木6。至少两组桁架机械手5对称装配在走行式龙门架1的内侧且位于固定式小车2的两侧,用于前后夹起码放在枕木存放架4上的枕木6,并在Y轴方向和Z轴方向移动,以将其运输至标准作业位置。
具体实施时,如图2所示,为本实用新型的行走式龙门架的整体结构示意图,走行式龙门架1包括主梁101、端梁102、支腿103、锂电池组104、下横梁105、轮胎组106和驾驶室107。主梁101、端梁102、支腿103和下横梁105组成左右对称的刚性支撑门架,轮胎组106安装在刚性支撑门架的底部,便于移动。锂电池组104、驾驶室107安装在下横梁105上。
如图3-4所示,为本实用新型的固定式小车的整体结构示意图,固定式小车2包括两组第一减速电机201、多组卷筒组202、牵引绳203、多组定滑轮组204、导向筒205和车架206。其中,车架206固定安装在轮胎走行龙门架1的中上部。多组卷筒组202对称安装在车架206上端两侧并分别与两组第一减速电机201的输出轴连接,定滑轮组204与卷筒组202对应并装配在车架206下端,每组定滑轮组204和卷筒组202上缠绕牵引绳203。
如图5-6所示,起吊单元3包括吊具体301、多组动滑轮组302、活动导板单元303、多组固定导板305、两组定位转销机构306。其中,多组动滑轮组302对称安装在吊具体301的两侧顶部,并与多组定滑轮组204通过牵引绳203活动连接,牵引绳203牵引起吊单元上下移动以吊起枕木存放架4。活动导板单元303和多组固定导板305固定设置在吊具体301四周,用于与枕木存放架4顶端连接定位,且活动导板单元303位于其中若干个固定导板单元305的一侧,定位转销机构306设置在吊具体301上,用于与枕木存放架4顶端的角连接件401装配在一起。
为了更好的在装配过程中对枕木存放架4进行定位,本实施例设置固定导板305和活动导板单元303进行配合使用。固定导板305用于在与枕木存放架4顶端接触时进行定位,将枕木存放架4顶端整体限制在固定导板305限定的范围内,而活动导板单元303则用于在固定导板305限定后,进一步对枕木存放架4的位置进行限定。
如图7-9所示,活动导板单元303包括壳体,壳体内装配有电动机303_1、小齿轮303_2、大齿轮303_3、蜗杆303_4、蜗轮303_5、蜗轮轴303_6和导向板303_7。其中,小齿轮303_2安装在电动机303_1的输出轴上,小齿轮303_2与大齿轮303_3啮合,大齿轮303_3装配在蜗杆303_4上,蜗杆303_4底部与蜗轮303_5啮合,蜗轮轴303_6穿过蜗轮303_5,并与导向板303_7的底端连接,导向板303_7在电动机303_1的驱动下上下翻转。
另外,请参考图4和5所示,本实施例中,在车架206底端中间部位设置导向筒205,吊具体301顶部中间部位设置用于配套穿设在导向筒205中的导向插销304。导向筒205和导向插销304上下配合,从而限制起吊单元3在被吊起后左右摆动。
如图10所示,为本实用新型的定位转销机构的整体结构示意图。定位转销机构306包括第二减速电机306_1,第二减速电机306_1竖直安装在吊具体301的侧边上端,还包括安装在吊具体301侧边内部的下转臂306_2、一对第一连杆306_3、定位转销306_4和顶销感应器306_5。第二减速电机306_1的输出轴与下转臂306_2转动连接,一对第一连杆306_3活动连接在下转臂306_2的两侧,一对第一连杆306_3末端分别连接第二连杆306_6,定位转销306_4与第二连杆306_6活动连接,定位转销306_4的末端穿出吊具体301的侧边底部,与角连接件401卡接,具体实施时,定位转销306_4的底端可设置为平头形或十字形,当起吊单元3落至枕木存放架4上方目标位置时,第二减速电机306_1驱动下转臂306_2、第一连杆306_3、第二连杆306_6以及定位转销306_4旋转角度,以卡合在角连接件401顶端的插槽中进行定位。
如图11所示,为本实用新型的枕木存放架的整体结构示意图,其中,枕木存放架4包括连接架体402,连接架体402中间设置连接支架402,角连接件401设置在连接架体402的顶部四周,角连接件401的顶部设有与定位转销306_4末端相适配的插槽。连接架体402两侧设置用于堆放枕木6的存放支架404,存放支架404上间隔设置多根导向柱403。多根导向柱403将枕木6呈竖向整齐摆放在导向柱403限定的区域内,便于夹取。
请参考图12-14所示,本实施例中,桁架机械手5包括安装座514、以及通过安装座514配合连接的Y轴机构和Z轴机构.其中,Y轴机构具备水平设置在主梁101上的Y轴基础梁501,还包括安装在安装座514一侧的Y轴滑块515、Y轴伺服电机508和Y轴减速机507。Y轴减速机507的输出端连接Y轴齿轮506,Y轴基础梁501上安装Y轴直线导轨505和Y轴齿条504。Y轴齿轮506与Y轴齿条504啮合连接,Y轴滑块515与Y轴直线导轨505滑动连接形成滑轨副,Z轴机构具备Z轴基础梁502。Z轴基础梁502上安装Z轴直线导轨512和Z轴齿条511,还包括安装在安装座514另一侧的Z轴滑块516、Z轴伺服电机513和Z轴减速机509。Z轴减速机509的输出端连接Z轴齿轮510。Z轴齿轮510与Z轴齿条511啮合连接,Z轴滑块516与Z轴直线导轨512滑动连接形成滑轨副,Z轴基础梁502的底端连接电动夹爪503,用于夹取枕木6。
本实施例的整体运行过程如下:
走行式龙门架1行走到枕木存放架4上方,第一减速机201旋转带动卷筒组202释放牵引绳203,牵引绳203通过定滑轮组204使起吊单元3上的动滑轮组302带动起吊单元3整体下降到枕木存放架4的角连接件401上方一定位置。
起吊单元3上的活动导板单元303对应的电动机303_1旋转,带动小齿轮303_2旋转,小齿轮303_2通过与大齿轮303_3啮合使大齿轮303_3旋转,大齿轮303_3带动蜗杆303_4旋转,蜗杆303_4带动蜗轮303_5旋转,蜗轮303_5旋转带动蜗轮轴303_6旋转,蜗轮轴303_6带动导向板303_7旋转翻折向上。起吊单元3继续下降,顶销感应器306_5感应到位停止下降,下降过程中固定导板305通过下大上小的开口帮助起吊单元3与枕木存放架4在垂直于走行式龙门架1的主梁101方向上对正。起吊单元3上的活动导板单元303上的电动机303_1反向旋转,带动小齿轮303_2反向旋转,小齿轮303_2通过与大齿轮303_3啮合使大齿轮303_3反向旋转,大齿轮303_3带动蜗杆303_4反向旋转,蜗杆303_4带动蜗轮303_5反向旋转,蜗轮303_5旋转带动蜗轮轴303_6反向旋转,蜗轮轴303_6带动导向板303_7旋转翻折向下,使起吊单元3在平行于走行式龙门架1的主梁101方向对正。第二减速电机306_1带动下转臂306_2旋转,下转臂306_2带动两个第一连杆306_3和第二连杆306_6水平推出,推动定位转销306_4旋转90°,使定位转销306_4卡住枕木存放架4上的角连接件401。
固定试小车2上的第一减速电机201旋转带动卷筒组202收卷牵引绳203,牵引绳203通过定滑轮组204使起吊单元3上的动滑轮组302带动起吊单元3及枕木存放架4整体上升到一定高度,使起吊单元3上的导向插销304插入固定式小车2上的导向套筒205内,防止起吊单元3及枕木存放架4摇摆。
走行式龙门架1带动固定式小车2、起吊单元3、枕木存放架4一起行走到石油套管上方停止前进。桁架机械手5上的Y轴伺服电机508旋转带动Y轴减速机507在Y轴齿条504上旋转行走到枕木存放架4上的枕木6夹取位置,行走距离由PLC程序控制Y轴伺服电机508实现,Z轴伺服电机513带动Z轴减速机509旋转下降到枕木6上方,下降高度由PLC程序控制Z轴伺服电机513实现。电动夹爪503收紧夹住枕木6,Z轴伺服电机513带动Z轴减速机509旋转上升到一定高度,上升高度由PLC程序控制Z轴伺服电机513实现。Y轴伺服电机508旋转带动Y轴减速机507在Y轴齿条504上旋转行走到石油套管的布置位置的上方,行走距离由PLC程序控制Y轴伺服电机508实现。Z轴伺服电机513带动Z轴减速机509旋转下降到石油套管布置位置,下降高度由PLC程序控制Z轴伺服电机513实现,电动夹爪503松开枕木6完成枕木布置工作。桁架机械手5回位,走行式龙门架1移开,进行下一个工作循环。
综上所述,本实用新型设计的石油套管枕木布置设备,通过该设备可实现枕木的量化搬运和准确的定位摆放,从而克服上述现有技术中存在的海运物流基地石油套管枕木布置劳动强度大、占据人力物力资源时间长效率低等技术问题,使用更便捷、更自动化、可靠性高。节省了人员、机具、材料的投入,提升了作业效率与安全性,节约作业成本,全面实现石油套管智能化仓储。该自动化方案的提出具有技术革新的现实意义,可从根本上改观目前我国海运油管物流运输模式。
以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的范围进行限定,在不脱离本实用新型设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种石油套管枕木布置设备,其特征在于,包括走行式龙门架(1)、固定式小车(2)、起吊单元(3)、枕木存放架(4)和至少两组桁架机械手(5);
固定式小车(2)固定装配在轮胎走行龙门架(1)的中上部;
固定式小车(2)的下端与起吊单元(3)活动连接;
起吊单元(3)的下部与枕木存放架(4)的顶端可装配在一起;
枕木存放架(4)的两侧对齐码放枕木(6);
至少两组桁架机械手(5)对称装配在走行式龙门架(1)的内侧且位于固定式小车(2)的两侧,用于前后夹起码放在枕木存放架(4)上的枕木(6),并在Y轴方向和Z轴方向移动,以将其运输至标准作业位置。
2.根据权利要求1所述的石油套管枕木布置设备,其特征在于,所述走行式龙门架(1)包括主梁(101)、端梁(102)、支腿(103)、锂电池组(104)、下横梁(105)、轮胎组(106)和驾驶室(107);所述主梁(101)、端梁(102)、支腿(103)和下横梁(105)组成左右对称的刚性支撑门架;轮胎组(106)安装在所述刚性支撑门架的底部;所述锂电池组(104)、驾驶室(107)安装在所述下横梁(105)上。
3.根据权利要求2所述的石油套管枕木布置设备,其特征在于,所述固定式小车(2)包括两组第一减速电机(201)、多组卷筒组(202)、牵引绳(203)、多组定滑轮组(204)、导向筒(205)和车架(206);其中,多组卷筒组(202)对称安装在车架(206)上端两侧并分别与两组所述第一减速电机(201)的输出轴连接;定滑轮组(204)装配在所述车架(206)下端并与所述卷筒组(202)相对应;每组定滑轮组(204)和卷筒组(202)上缠绕所述牵引绳(203)。
4.根据权利要求3所述的石油套管枕木布置设备,其特征在于,所述起吊单元(3)包括吊具体(301)、多组动滑轮组(302)、活动导板单元(303)、多组固定导板(305)、两组定位转销机构(306);多组所述动滑轮组(302)对称安装在吊具体(301)的两侧顶部,并与所述多组定滑轮组(204)通过所述牵引绳(203)活动连接;活动导板单元(303)和多组所述固定导板(305)固定设置在吊具体(301)四周,用于与枕木存放架(4)顶端连接定位,且活动导板单元(303)位于其中若干个所述固定导板(305)的垂直侧;所述定位转销机构(306)设置在所述吊具体(301)上,用于与枕木存放架(4)顶端的角连接件(401)装配在一起。
5.根据权利要求4所述的石油套管枕木布置设备,其特征在于,所述车架(206)底端中间部位设置导向筒(205);所述吊具体(301)顶部中间部位设置用于配套穿设在所述导向筒(205)中的导向插销(304)。
6.根据权利要求5所述的石油套管枕木布置设备,其特征在于,所述活动导板单元(303)包括壳体;壳体内装配有电动机(303_1)、小齿轮(303_2)、大齿轮(303_3)、蜗杆(303_4)、蜗轮(303_5)、蜗轮轴(303_6)和导向板(303_7);其中小齿轮(303_2)安装在电动机(303_1)的输出轴上;小齿轮(303_2)与大齿轮(303_3)啮合;大齿轮(303_3)装配在蜗杆(303_4)上;蜗杆(303_4)底部与蜗轮(303_5)啮合;蜗轮轴(303_6)穿过蜗轮(303_5),并与导向板(303_7)的底端连接;导向板(303_7)在电动机(303_1)的驱动下上下翻转。
7.根据权利要求6所述的石油套管枕木布置设备,其特征在于,所述定位转销机构(306)包括第二减速电机(306_1);所述第二减速电机(306_1)竖直安装在所述吊具体(301)的侧边上端;还包括安装在所述吊具体(301)侧边内部的下转臂(306_2)、一对第一连杆(306_3)、定位转销(306_4)和顶销感应器(306_5);所述第二减速电机(306_1)的输出轴与下转臂(306_2)转动连接;所述一对第一连杆(306_3)活动连接在所述下转臂(306_2)的两侧;所述一对第一连杆(306_3)末端分别连接第二连杆(306_6);所述定位转销(306_4)与所述第二连杆(306_6)活动连接;所述定位转销(306_4)的末端穿出吊具体(301)的侧边底部,与所述角连接件(401)卡接。
8.根据权利要求7所述的石油套管枕木布置设备,其特征在于,所述枕木存放架(4)包括连接架体(402);连接架体(402)中间设置连接支架;所述角连接件(401)设置在所述连接架体(402)的顶部四周,所述角连接件(401)的顶部设有与所述定位转销(306_4)末端相适配的插槽;所述连接架体(402)两侧设置用于堆放枕木(6)的存放支架;所述存放支架上间隔设置多根导向柱(403)。
9.根据权利要求8所述的石油套管枕木布置设备,其特征在于,所述桁架机械手(5)包括安装座(514)、以及通过安装座(514)配合连接的Y轴机构和Z轴机构;所述Y轴机构具备水平设置在主梁(101)上的Y轴基础梁(501);还包括安装在安装座(514)一侧的Y轴滑块(515)、Y轴伺服电机(508)和Y轴减速机(507);Y轴减速机(507)的输出端连接Y轴齿轮(506);Y轴基础梁(501)上安装Y轴直线导轨(505)和Y轴齿条(504);Y轴齿轮(506)与Y轴齿条(504)啮合连接;Y轴滑块(515)与Y轴直线导轨(505)滑动连接形成滑轨副;Z轴机构具备Z轴基础梁(502);Z轴基础梁(502)上安装Z轴直线导轨(512)和Z轴齿条(511);还包括安装在安装座(514)另一侧的Z轴滑块(516)、Z轴伺服电机(513)和Z轴减速机(509);Z轴减速机(509)的输出端连接Z轴齿轮(510);Z轴齿轮(510)与Z轴齿条(511)啮合连接;Z轴滑块(516)与Z轴直线导轨(512)滑动连接形成滑轨副;Z轴基础梁(502)的底端连接电动夹爪(503)。
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