JP2003343506A - 作業車両のダイナミックダンパー - Google Patents
作業車両のダイナミックダンパーInfo
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Abstract
好に抑制可能とする。 【解決手段】 ダンパーを作動させるダンパー用開閉弁
35とダンパー用アキュームレータ33との接続油路
に、油圧ポンプ17が、チャージ弁40、減圧弁41及
びパイロット操作逆止弁42を介して、接続され、ダン
パー用アキュームレータ33と減圧弁41との接続油路
に、ダンパー用開閉弁35を制御するパイロット圧用油
路48が接続され、該油路48に、ダンパー作動用制御
弁49、速度制御弁50及び絞り弁51が備えられ、パ
イロット操作逆止弁42及び速度制御弁50を制御する
操作用アキュームレータ61と、操作用アキュームレー
タ61の上記制御を操作する操作用開閉弁65が備えら
れている。
Description
ミックダンパーに関する。
置が備えられ、作業装置は、例えば、車両本体に昇降自
在に備えられたブームと、ブームを昇降させるブームシ
リンダと、ブームの先端部に回動自在に備えられた除雪
ブレードやバケット等の作業部(装着アタッチメントと
言うこともある。)と、作業部を回動させる作業部シリ
ンダ等を有する。
時に車両本体のピッチング、バウンシング等の振動を抑
制するために、ブームシリンダの負荷保持側油室に振動
抑制用アキュムレータを接続し、マス部材となる作業装
置と、バネ作用をなすアキュムレータにより、ダイナミ
ックダンパーを構成したものが既に提案されている。こ
のようなダイナミックダンパーでは、車両本体の振動を
効果的に抑制するためには、車両本体と作業装置の固有
振動数を略同一とする必要がある。
装置全体の質量とアキュムレータのバネ定数により決定
される。ところが、作業装置においては、作業部の変更
(ワンタッチキャリア等による、作業部(装着アタッチ
メント)の変更(例えば、除雪ブレードからバケットへ
の変更))や、バケット等の作業部に積載される土砂、
砂利等の積載物の質量変化により、その質量が変化し、
一定ではない。
数を一定とすると、作業装置の固有振動数が変化するこ
とになるが、これでは、車両本体の固有振動数が略一定
であるため、車両本体の振動を効果的に抑制できない。
の質量が変化した場合にも対応可能な種々のダイナッミ
クダンパーが既に提案されているが、未だ満足できるも
のがなかったのが実情である。
作業車両のダイナミックダンパーを提供することであ
る。
に、本発明の特徴とするところは、車両本体に作業装置
が備えられ、作業装置が、作業部と、作業部と車両本体
間に介装され且つ作業部を昇降させる昇降シリンダを有
し、ダンパー用アキュームレータが備えられ、昇降シリ
ンダの各油室にダンパー用開閉弁が接続され、ダンパー
用開閉弁は、昇降シリンダの負荷保持側油室をダンパー
用アキュームレータに接続し且つ昇降シリンダの負荷側
油室を油タンクに接続する開放位置と、上記接続を遮断
する閉鎖位置に切換自在とされ、ダンパー用アキューム
レータとダンパー用開閉弁との接続油路の作動油圧力
が、ダンパー用開閉弁を開放位置側に付勢するパイロッ
ト圧とされ、ダンパー用アキュームレータとダンパー用
開閉弁との接続油路に、油圧ポンプが、チャージ弁及び
減圧弁を介して、接続され、チャージ弁が開閉自在とさ
れると共に、チャージ弁がスプリングにより開放位置側
に付勢されて、ダイナッミクダンパーの非作動時に、チ
ャージ弁が開放位置とされ、チャージ弁と減圧弁との接
続油路の作動油圧力が、チャージ弁を開放位置側に付勢
するパイロット圧とされ、ダンパー用アキュームレータ
と減圧弁との接続油路に、ダンパー用開閉弁を制御する
パイロット圧用油路が接続され、このパイロット圧用油
路に、ダンパー用開閉弁に向かって、ダンパー作動用制
御弁、速度制御弁及び絞り弁が、上記の順で備えられ、
ダンパー作動用制御弁は、A.減圧弁を速度制御弁に接
続する非作動位置と、B.減圧弁からの作動油圧力を、
チャージ弁を閉鎖位置側に付勢するパイロット圧とする
と共に、速度制御弁を油タンクに接続する作動位置に切
換自在とされ、速度制御弁が開閉自在とされると共に、
速度制御弁がスプリングにより開放位置側に付勢され
て、ダイナッミクダンパーの非作動時に、速度制御弁が
開放位置とされ、速度制御弁と絞り弁間のパイロット圧
用油路の作動油圧力が、速度制御弁を開放位置側に付勢
するパイロット圧とされ、絞り弁とダンパー用開閉弁間
のパイロット圧用油路の作動油圧力が、速度制御弁を閉
鎖位置側に付勢するパイロット圧とされたものにおい
て、上記パイロット圧用油路と減圧弁との接続油路に、
減圧弁側からの作動油の流入を許容するパイロット操作
逆止弁が備えられ、イ.内部の作動油圧力が、速度制御
弁を開放位置側に付勢するパイロット圧とされると共
に、パイロット操作逆止弁のパイロット圧ともされる操
作用アキュームレータと、ロ.操作用アキュームレータ
と速度制御弁間、及び操作用アキュームレータとパイロ
ット操作逆止弁間のパイロット圧用油路を断続させる操
作用開閉弁が備えられた点にある。尚、ダンパー用アキ
ュームレータがピストンタイプとされることもある。
又、A.昇降シリンダの負荷保持側油室の油圧を検出す
る圧力センサーと、B.圧力センサーにより検出された
圧力が設定圧力を越えた際に、操作用制御弁を作動位置
とする制御装置が備えられることもある。更に、A.作
業車両の走行速度を検出する車速センサーと、B.車速
センサーにより検出された走行速度が設定速度を越えた
際に、操作用制御弁を作動位置とする制御装置が備えら
れることもある。
適用した実施の形態の一例を図1及び図2の図面に基づ
き説明すると、図1はホイールローダを示し、ホイール
ローダは、車両本体1と、車両本体1の前部に備えられ
た作業装置2とから構成されている。
ら成る車体6と、左右一対づつの前・後輪7、8と、キ
ャビン9等を有する。
により昇降自在に枢支された左右一対のブーム11と、
前フレーム4と各ブーム11間に介装されたブームシリ
ンダとして例示する左右一対の昇降シリンダ12と、ブ
ーム11の前端部に回動自在に枢支されたバケットとし
て例示する作業部(装着アタッチメント)13と、前フ
レーム4と作業部13間に介装されたバケットシリンダ
として例示する作業部シリンダ14等を有する。
2において、16は油タンク、17はメイン油圧ポン
プ、18はバケットシリンダ用の第1制御弁、19は昇
降シリンダ用の第2制御弁で、両制御弁18,19は、
メインバルブ装置20に備えられている。
負荷側油室であるヘッド側油室21と負荷側油路22を
介して接続されると共に、作業部シリンダ14の負荷保
持側油室であるボトム側油室23と負荷保持側油路24
を介して接続されている。第1制御弁18は、6ポート
3位置切換電磁弁とされて、作業部シリンダ14を停止
させる中立位置(中立体勢)と、作業部シリンダ14を
伸長させる上昇位置(上昇体勢)と、作業部シリンダ1
4を縮小させる下降位置(下降体勢)とに切換自在とさ
れている。尚、第1制御弁18は、非通電時には、中立
位置とされる。
荷側油室であるヘッド側油室26と負荷側油路27を介
して接続されると共に、昇降シリンダ12の負荷保持側
油室であるボトム側油室28と負荷保持側油路29を介
して接続されている。第2制御弁19は、6ポート4位
置切換電磁弁とされて、昇降シリンダ12を停止させる
中立位置(中立体勢)と、昇降シリンダ12を伸長させ
る上昇位置(上昇体勢)と、昇降シリンダ12を縮小さ
せる下降位置(下降体勢)と、昇降シリンダ12の自由
な伸縮を許容するフロート位置(フロート体勢)に切換
自在とされている。尚、第2制御弁19は、非通電時に
は、中立位置とされる。負荷側油路27及び負荷保持側
油路29の中途部からは、夫々、負荷側分岐油路30
と、負荷保持側分岐油路31が分岐されている。
えば、窒素ガスが封入されたピストンタイプとされてい
る。
12の各油室26,28に、負荷側分岐油路30と、負
荷保持側分岐油路31を介して、接続されている。ダン
パー用開閉弁35は4ポート2位置切換弁とされ、昇降
シリンダ12のボトム側油室28をダンパー用アキュー
ムレータ33に接続し且つヘッド側油室26を油タンク
16に接続する開放位置と、上記接続を遮断する閉鎖位
置に切換自在とされている。ダンパー用開閉弁35はス
プリング36により閉鎖位置側に付勢されて、ダイナッ
ミクダンパーの非作動時に、ダンパー用開閉弁35は閉
鎖位置とされている。そして、ダンパー用アキュームレ
ータ33とダンパー用開閉弁35との接続油路の作動油
圧力が、ダンパー用開閉弁35を開放位置側に付勢する
パイロット圧とされている。
ンパー用開閉弁35との接続油路に、油圧ポンプ17
が、チャージ弁40、減圧弁41及びパイロット操作逆
止弁42を介して、接続されている。
されて、開放位置と閉鎖位置に切換自在とされると共
に、スプリング44により、開放位置側に付勢されてお
り、ダイナッミクダンパーの非作動時には、チャージ弁
40は開放位置とされている。又、チャージ弁40と減
圧弁41との接続油路の作動油圧力が、チャージ弁40
を開放位置側に付勢するパイロット圧とされている。
れ、チャージ弁40をパイロット操作逆止弁42に接続
する非作動位置と、この接続を遮断し且つパイロット操
作逆止弁42を油タンクに接続する作動位置に切換自在
とされると共に、スプリング46により、非作動位置側
に付勢されており、ダイナッミクダンパーの非作動時に
は、減圧弁41は非作動位置とされている。又、減圧弁
41とチャージ弁40との接続油路の作動油圧力が、減
圧弁41を非作動位置側に付勢するパイロット圧とさ
れ、一方、減圧弁41とパイロット操作逆止弁42との
接続油路の作動油圧力が、減圧弁41を作動位置側に付
勢するパイロット圧とされている。
弁41側からの作動油の流入のみを許容している。
41との接続油路に、ダンパー用開閉弁35を制御する
パイロット圧用油路48が接続され、パイロット圧用油
路48に、ダンパー用開閉弁35に向かって、ダンパー
作動用制御弁49、速度制御弁(流量制御弁、フロコ
ン)50及び可変絞り弁51が、上記の順で備えられて
いる。
置切換タイプのスプリングオフセット式単コイル電磁弁
とされて、(1) 減圧弁41を速度制御弁50に接続
する非作動位置と、(2)減圧弁41からの作動油圧力
を、チャージ弁40を閉鎖位置側に付勢するパイロット
圧とすると共に、速度制御弁50を油タンク16に接続
する作動位置に切換自在とされている。ダンパー作動用
制御弁49は、スプリング53により、非作動位置側に
付勢されており、ダイナッミクダンパーの非作動時に
は、ダンパー作動用制御弁49は非作動位置とされる。
されて、開閉位置と閉鎖位置に切換自在とされると共
に、スプリング55により、開放位置側に付勢されてお
り、ダイナッミクダンパーの非作動時には、速度制御弁
50は開放位置とされる。スプリング55は、シリンダ
56内に備えられ、このシリンダ56内に、スプリング
55に背圧を付与するピストン57が摺動自在に備えら
れている。又、速度制御弁50と可変絞り弁51間のパ
イロット圧用油路48の作動油圧力が、速度制御弁50
を開放位置側に付勢するパイロット圧とされ、一方、可
変絞り弁51とダンパー用開閉弁35間のパイロット圧
用油路48の作動油圧力が、速度制御弁50を閉鎖位置
側に付勢するパイロット圧とされている。
弁40、減圧弁41、パイロット操作逆止弁42、ダン
パー作動用制御弁49、速度制御弁50及び可変絞り弁
51が、走行ダンパパルブ装置59に備えられている。
60は圧力測定ポートである。
作動油圧力が、ピストン57を介して、スプリングに背
圧として作用することで、速度制御弁50を開放位置側
に付勢するパイロット圧とされると共に、パイロット操
作逆止弁42のパイロット圧ともされるもので、プラダ
タイプ、又は、ピストンタイプとされ、油圧ポンプ62
に、制御弁(図示省略)、逆止弁63等を介して接続さ
れている。
レータ61と速度制御弁50間、及び操作用アキューム
レータ61とパイロット操作逆止弁42間のパイロット
圧用油路を断続させるもので、2ポート2位置切換タイ
プのスプリングオフセット式単コイル電磁弁とされ、開
放位置と閉鎖位置に切換自在とされており、ダイナッミ
クダンパーの非作動時には、閉鎖位置とされている。
弁65を制御する制御手段は、作動スイッチ(APSス
イッチ)67、モニタ68、圧力センサー69、車速セ
ンサー70、コントローラ71等から構成されている。
を作動させるもので、このスイッチをオン操作すること
により、車両本体の運転席前方のパネル72上のモニタ
68が点灯する。
内の作動油圧力、即ち、昇降シリンダのボトム側油室の
作動油圧力を検出するもので、本例では、圧力スイッチ
とされ、作動油圧力が一定圧力以上となった際に、オン
状態となる。
行速度を検出するもので、本例では、車速感応型スイッ
チとされ、ホイールローダの走行速度が5km/h以上
となった際に、オン状態となり、5km/h以下でオフ
状態となる。
れるもので、作動スイッチ67がオン操作された際に、
ダンパー作動用制御弁49のソレノイドに通電して、ダ
ンパー作動用制御弁49を作動位置とすると共に、作動
スイッチ67がオフ操作された際に、ダンパー作動用制
御弁49のソレノイドへの通電を停止して、ダンパー作
動用制御弁49を非作動位置とする。又、コントローラ
71は、圧力センサー69及び車速センサーがオン状態
の時に、操作用開閉弁65のソレノイドに通電して、操
作用開閉弁65を開放位置とする。
オフ状態の場合には、ダンパー作動用制御弁49のソレ
ノイドには通電されず、ダンパー作動用制御弁49は非
作動位置とされる。
圧力が、チャージ弁40、減圧弁41、パイロット操作
逆止弁42、ダンパー作動用制御弁49、速度制御弁5
0を介して、ダンパー用開閉弁35に作用して、ダンパ
ー用開閉弁35を閉鎖位置側に付勢し、ダンパー用開閉
弁35は閉鎖位置とされる。
を、第2制御弁19及び第1制御弁18により、従来同
様に操作可能である。
体1のピッチング、バウンシング等の振動を防止する場
合には、第2制御弁19を中立位置とすると共に、作動
スイッチ67をオン操作して、モニタ68を点灯する。
これによって、コントローラ71により、ダンパー作動
用制御弁49のソレノイドに通電されて、ダンパー作動
用制御弁49は作動位置となる。
圧力が、チャージ弁40、減圧弁41、パイロット操作
逆止弁42、ダンパー作動用制御弁49を介して、チャ
ージ弁40側に作用し、チャージ弁40を閉鎖位置側に
付勢して、チャージ弁40を閉鎖位置とすると共に、こ
れにより、減圧弁41が作動位置となる。又、ダンパー
作動用制御弁49とダンパー用開閉弁35間のパイロッ
ト圧用油路が油タンク16に接続される。
ンパー用アキュームレータ33の封入ガス圧、即ち、内
部の作動油圧力により、開放位置に位置変更され、昇降
シリンダ12のボトム側油室28がダンパー用アキュー
ムレータ33と接続されると共に、昇降シリンダ12の
ヘッド側油室26が油タンク16と接続される。
あったり、作業部13内の積載量が小である等、作業装
置2全体の質量が小であって、昇降シリンダ12のボト
ム側油室28内の油圧が、圧力センサー69の設定圧力
よりも小であり、圧力センサー69がオフ状態である場
合や、又は、ホイールローダの走行速度が5km/h以
下で、車速センサー70がオフ状態である場合には、操
作用開閉弁65は閉鎖状態とされる。
間のパイロット圧用油路48の作動油圧力が、速度制御
弁50を開放位置側に付勢するパイロット圧とされ、一
方、可変絞り弁51とダンパー用開閉弁35間のパイロ
ット圧用油路48の作動油圧力が、速度制御弁50を閉
鎖位置側に付勢するパイロット圧とされているため、速
度制御弁50が開放位置と閉鎖位置の間で制御されて、
ダンパー用開閉弁35が開放位置に急激に切り替わら
ず、ダンパー用開閉弁35の切換速度が制御されるた
め、ダンパー用開閉弁35の切換時のショックが軽減さ
れる。
は、油圧ポンプ17からの作動油圧力が、チャージ弁4
0、減圧弁41、パイロット操作逆止弁42を介して、
ダンパー用アキュームレータ33に作用しているため、
ダンパー用開閉弁35の切換時に、昇降シリンダ12の
ボトム側油室28の作動油圧力が急激に低下して、ブー
ム11が下降する惧れはない。
と、路面の起伏に応じて、又は、加速、減速時に、ホイ
ールローダの車両本体1がピッチング、又は、バウンシ
ングしようとする。これにより、作業装置2が振動し
て、そのブーム11が上下方向に揺動しようとし、ブー
ム11を支持する昇降シリンダ12のボトム側油室28
内の油圧に変動が生じる。
は、ダンパー用アキュームレータ33に、その封入ガス
圧に抗して流入し、又、ダンパー用アキュームレータ3
3からその封入ガス圧により作動油がボトム側油室28
内に流入する。又、ヘッド側油室26が油タンク16と
連通しているので、ヘッド側油室26と油タンク16間
で作動油が流通し、昇降シリンダ12の自由な伸縮を許
容する。
は、低圧用アキュムレータ41のバネ作用に抗して上下
に振動して、車両本体1の前部が動こう(振動しよう)
とする方向とは反対方向に動くので、車両本体1のピッ
チング及びバウンシング等の振動が抑制される。
て、作業装置2全体の質量が大で、昇降シリンダ12の
ボトム側油室28内の油圧が、圧力センサー69の設定
圧力よりも大で、圧力センサー69がオン状態であると
共に、ホイールローダの走行速度が5km/hを越え
て、車速センサー70がオフ状態である場合には、コン
トローラ71により、操作用開閉弁65のソレノイドに
通電されて、操作用開閉弁65が開放位置となり、操作
用アキュームレータ61の封入ガス圧、即ち、内部の作
動油圧力が、ピストン57及びスプリング55を介し
て、速度制御弁50に作用すると共に、パイロット操作
逆止弁42にパイロット圧として作用する。
時に、速度制御弁50が開放位置に維持されて、ダンパ
ー用開閉弁35が素早く切り替わる。又、パイロット操
作逆止弁42の逆止弁機能が無くなるため、チャージ弁
40が開放位置となる共に、減圧弁41が非作動位置と
なり、油圧ポンプ17からの作動油圧力が、チャージ弁
40、減圧弁41、パイロット操作逆止弁42を介し
て、ダンパー用アキュームレータ33側に作用すること
となる。
つ、ホイールローダの走行速度が早い場合にも、車両本
体1のピッチング及びバウンシング等の振動を素早く良
好に抑制できる。
制時においても、第1・第2制御弁18,19の操作に
より、作業部14及びブーム11を全く問題なく操作で
きる。
作動油圧力が圧力センサー69の設定圧力以下となった
際や、ホイールローダの走行速度が車速センサーの設定
速度以下になった際には、操作用開閉弁65のソレノイ
ドへの通電が停止されて、パイロット操作逆止弁42が
逆止弁機能を果たすこととなり、これにより、チャージ
弁40が閉鎖位置となると共に、減圧弁41が作動位置
となる。
は、ダンパー作動用制御弁49のソレノイドへの通電が
停止されて、ダンパー作動用制御弁49が非作動位置と
なる。
なると共に、減圧弁41が非作動位置となり、油圧ポン
プ17からの作動油圧力が、チャージ弁40、減圧弁4
1、パイロット操作逆止弁42、ダンパー作動用制御弁
49、速度制御弁50、可変絞り弁51を介して、ダン
パー用開閉弁35に作用し、ダンパー用開閉弁35が閉
鎖位置側に付勢されて、ダンパー用開閉弁35が閉鎖位
置となり、ホーイルローダの車両本体1の振動抑制作用
が停止される。
ローダに適用したものであるが、本発明はホイールロー
ダ以外の作業車両にも適用可能である。
作業装置の質量の大小に関係無く、車両本体のピッチン
グ、バウンシング等の振動を良好に抑制できる。請求項
3によれば、作業装置の質量の大小に応じて、車両本体
の振動を自動的に良好に抑制できる。請求項4によれ
ば、作業車両の走行速度が設定速度を越えた際に、車両
本体の振動を自動的に抑制できる。
ダの側面図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 車両本体に作業装置が備えられ、 作業装置が、作業部と、作業部と車両本体間に介装され
且つ作業部を昇降させる昇降シリンダを有し、 ダンパー用アキュームレータが備えられ、 昇降シリンダの各油室にダンパー用開閉弁が接続され、 ダンパー用開閉弁は、昇降シリンダの負荷保持側油室を
ダンパー用アキュームレータに接続し且つ昇降シリンダ
の負荷側油室を油タンクに接続する開放位置と、上記接
続を遮断する閉鎖位置に切換自在とされ、 ダンパー用アキュームレータとダンパー用開閉弁との接
続油路の作動油圧力が、ダンパー用開閉弁を開放位置側
に付勢するパイロット圧とされ、 ダンパー用アキュームレータとダンパー用開閉弁との接
続油路に、油圧ポンプが、チャージ弁及び減圧弁を介し
て、接続され、 チャージ弁が開閉自在とされると共に、チャージ弁がス
プリングにより開放位置側に付勢されて、ダイナッミク
ダンパーの非作動時に、チャージ弁が開放位置とされ、 チャージ弁と減圧弁との接続油路の作動油圧力が、チャ
ージ弁を開放位置側に付勢するパイロット圧とされ、 ダンパー用アキュームレータと減圧弁との接続油路に、
ダンパー用開閉弁を制御するパイロット圧用油路が接続
され、 このパイロット圧用油路に、ダンパー用開閉弁に向かっ
て、ダンパー作動用制御弁、速度制御弁及び絞り弁が、
上記の順で備えられ、 ダンパー作動用制御弁は、 A.減圧弁を速度制御弁に接続する非作動位置と、 B.減圧弁からの作動油圧力を、チャージ弁を閉鎖位置
側に付勢するパイロット圧とすると共に、速度制御弁を
油タンクに接続する作動位置 に切換自在とされ、 速度制御弁が開閉自在とされると共に、速度制御弁がス
プリングにより開放位置側に付勢されて、ダイナッミク
ダンパーの非作動時に、速度制御弁が開放位置とされ、 速度制御弁と絞り弁間のパイロット圧用油路の作動油圧
力が、速度制御弁を開放位置側に付勢するパイロット圧
とされ、 絞り弁とダンパー用開閉弁間のパイロット圧用油路の作
動油圧力が、速度制御弁を閉鎖位置側に付勢するパイロ
ット圧とされたものにおいて、 上記パイロット圧用油路と減圧弁との接続油路に、減圧
弁側からの作動油の流入を許容するパイロット操作逆止
弁が備えられ、 イ.内部の作動油圧力が、速度制御弁を開放位置側に付
勢するパイロット圧とされると共に、パイロット操作逆
止弁のパイロット圧ともされる操作用アキュームレータ
と、 ロ.操作用アキュームレータと速度制御弁間、及び操作
用アキュームレータとパイロット操作逆止弁間のパイロ
ット圧用油路を断続させる操作用開閉弁が備えられた作
業車両のダイナッミクダンパー。 - 【請求項2】 ダンパー用アキュームレータがピストン
タイプとされた請求項1記載の作業車両のダイナッミク
ダンパー。 - 【請求項3】 A.昇降シリンダの負荷保持側油室の油
圧を検出する圧力センサーと、 B.圧力センサーにより検出された圧力が設定圧力を越
えた際に、操作用制御弁を作動位置とする制御装置が備
えられた請求項1又は2記載の作業車両のダイナッミク
ダンパー。 - 【請求項4】 A.作業車両の走行速度を検出する車速
センサーと、 B.車速センサーにより検出された走行速度が設定速度
を越えた際に、操作用制御弁を作動位置とする制御装置
が備えられた請求項1〜3の何れかに記載の作業車両の
ダイナッミクダンパー。
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CN102383455A (zh) * | 2011-08-17 | 2012-03-21 | 浙江大学 | 混合动力挖掘机的瞬时增力控制方法 |
CN102734369A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-10-17 | 詹高峰 | 液压型阻尼器 |
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