TWI729119B - 刷子製造機器以及用於藉由該刷子製造機器來製造刷子的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種刷子製造機器,該刷子製造機器具有:固定的引導區
塊(10)、多個滑動架(12)、單一且單獨的用於每一滑動架(12)的驅動裝置(28)以及修剪站(22),該等滑動架(12)可繞著該引導區塊(10)而移位,該滑動架(12)可藉由該驅動裝置(28)而繞著該引導區塊(10)而移位,該修剪站(22)用於藉由至少一個工具(70)來切割及(或)再加工刷子的刷毛(60),其中該工具(70)僅沿著一方向(T)而可移位。本發明亦關於一種用於製造刷子的方法,特別是藉由先前技術之刷子製造機器,其中刷子基體(32)在相對於該刷子製造機器之引導區塊(10)的第一定向上以刷毛(60)塞孔,且在該等刷毛(60)於修剪站(22)中被切割及(或)被再加工之前,該刷子基體(32)相對於該引導區塊(10)被轉到第二定向。
Description
本發明係關於具有固定的引導區塊、多個滑動架、單一且單獨的用於每一滑動架的驅動裝置以及修剪站的刷子製造機器,該等滑動架可繞著引導區塊而移位,滑動架可藉由該驅動裝置而繞著引導區塊而移位,修剪站用於藉由至少一個工具來切割及(或)再加工刷子的刷毛。本發明亦關於用於製造刷子的方法。
DE 10 2014 103 599揭露一個此種刷子製造機器。藉由該刷子製造機器,可沿著不同的加工站引導刷子,例如牙刷、家用刷抑或毛刷,在該等加工站上各進行特定的加工步驟。
根據第1圖至第3圖,以下描述該所揭露機器的結構。該機器包含:引導區塊10,多個滑動架12可沿著該引導區塊10循環移位。
多個加工站14、16、18、22與24配置為圍繞引導區塊10。當滑動架12繞著引導區塊10而移位時,該等滑動架12經過該等加工站。
引導區塊10裝設有引導26,該引導26的功用為:將滑動架12可移行地附接至引導區塊10上。引導26
應特別地在此確保滑動架12被精確地並且盡可能無公差地被引導。
引導26可例如實施為導軌,具有滾輪、滾子軸承或類似元件的滑動架12被引導在該導軌上。
為了使滑動架12移位,配置驅動裝置28,藉由該驅動裝置28,每一滑動架可單一且單獨地繞著引導區塊10移行。滑動架的單獨可移動性的唯一限制是:沒有滑動架可以超越另一個滑動架。否則,每一滑動架可以在移行路徑及移行速度方面單獨且獨立於其它滑動架而移動。
可例如經由每一滑動架12上的驅動馬達來建構驅動裝置28,該驅動馬達與驅動元件耦接,例如驅動輪或齒輪,該驅動元件又與中央引導區塊10的相應相對元件共同作用,例如軌道或齒條。驅動裝置28亦可實施為線性馬達,該線性馬達被分配給滑動架,且使該滑動架相對於該引導區塊10無接觸地移位。亦可藉由多個皮帶驅動來建構驅動裝置28,藉由該等多個皮帶驅動,可單獨地使滑動架移位。此處可藉由將皮帶驅動適當地分配給加工站,而比滑動架具有較少的皮帶驅動即可,這是因為對於最小的週期時間而言,滑動架僅在某些加工站區域中單獨且相對獨立地移位即足夠,例如在鑽孔站與塞孔站的區域中,而滑動架可從卸載站至裝載站同步地(且因此藉由相同的皮帶驅動)移位,而不至於負面地影響該週期時間。
用於刷子基體32的至少一夾具30附接至每一滑動件12上。在所圖示的實施例中,每個滑動件使用兩個夾具30。若有需要,亦可裝設更多夾具。
每個夾具30繞著兩個軸而可樞轉,更確切地說可翻轉。首先,裝設一翻轉裝置36,藉由該翻轉裝置36,可將每一夾具30繞著翻轉軸K而翻轉。翻轉軸K被定向為平行於滑動件的移位方向。
進一步地,裝設樞轉裝置38,藉由該樞轉裝置38,夾具30可繞著樞轉軸S而樞轉。該樞轉軸S垂直於滑動架12的移位方向V。
進一步地,裝設高度調整器40,藉著該高度調整器40,載具34可在垂直方向上相對於滑動架12而被調整,亦即在雙箭頭H的方向上。
參照刷子製造機器的定向,如在第1圖與第2圖中所圖示的定向,高度調整器40在垂直方向上調整載具34,亦即朝上及朝下。樞轉裝置38可使屬於該樞轉裝置38的夾具30參照第1圖順時針地與逆時針地繞著樞轉軸S而樞轉(亦參見第1圖中的雙箭頭S)。翻轉裝置36可使屬於該翻轉裝置36的夾具30參照第1圖順時針地與逆時針地繞著翻轉軸K而翻轉(亦參見第2圖中的雙箭頭K)。
此處,如「上方」或類似之用語係理解為:參考圖式或者刷子製造機器在空間中的配置。因此,夾具30位於引導26之下方。
為了使滑動架12沿著引導26而移位,此處裝設示意性地圖示的控制器48,該控制器48可依所希望的方式被自由地程式化。取決於所希望的加工步驟,控制器48控制滑動器12以何速度及何步驟沿著引導26而移位。
多個加工站可實施不同的加工步驟。在一個例子中,加工站14可為裝載站,在該裝載站,將要被加工的刷子基體32被裝配至空的夾具30。
加工站16為鑽孔站,在該鑽孔站16使用鑽孔器17以進行以下:藉由沿著雙箭頭B方向的往復運動,在刷子基體32中鑽出孔洞。在此情況下,藉由以下方式實現刷子基體32所需的縱向調整,亦即沿著滑動架12在引導26上的移位方向V:藉由驅動裝置28使滑動架12一小步一小步地相對於加工站16而移位,亦即對於每列將要被鑽孔的孔洞移位孔洞間距。藉由高度調整器40在垂直方向上調整刷子基體32,亦即對於每行將要被鑽孔的孔洞移位孔洞間距。若應在刷子基體32上以相互不平行的方向鑽孔,則藉由翻轉裝置36以及樞轉裝置38以合適的方式使刷子基體32翻轉及(或)樞轉。
加工站18為一塞孔站,在該塞孔站中,塞孔工具52以往復運動沿著雙箭頭P將刷毛60的毛束塞孔至刷子基體32的孔洞中,該等毛束備整在供應盒54中。此處,藉由驅動裝置28、高度調整器40、翻轉裝置36以及樞轉裝置38之適當的控制將刷子基體32相對於塞孔工具52而定位。
加工站22為修剪站,在該修剪站中附接在刷子基體32上的刷毛60被切割且(或)被再加工,以獲得所希望的長度及(或)所希望的輪廓。
加工站24為卸載站,在該卸載站中,裝設有已完成加工之刷毛60的刷子基體32被卸載。
刷子製造機器可與注射站耦接,使得在鄰接的注射站中,刷體首先被注塑,或者附加組件被注射在事先已製造的刷體上。該等刷體接著從注射站被手動地或較佳全自動地運送到刷子製造機器,並耦合至刷子製造機器內的裝載站。這可以不同方式進行。當載具尚未離開刷子製造機器時,刷體在刷子製造機器中被裝入載具中。此外,載具亦可在已被加載的狀態下被裝入刷子製造機器內的裝載站。然而,在所圖示的實施例中,載具在刷子製造機器中繞行且因而並不離開該刷子製造機器。
亦可將刷子製造機器「加倍」裝配,亦即一半部中為裝載站、不同的加工站以及卸載站,且接著在第二半部中再度為裝載站、不同的加工站以及卸載站。藉此方法,使每週期所製造的刷子數量加倍。
為了減少加工時間,在將刷子基體提供給下一個加工站之前,將該刷子基體預定位。這根據第3圖來闡釋。在第3圖中,可見到塞孔工具52,該塞孔工具52正將刷毛束塞孔至刷子基體32A的最後一批孔洞中。由於從第3圖的俯視圖觀之,刷毛60配置為扇形,因此該刷子基
體32從左向右途經塞孔工具52時,該刷子基體32必須以順時針繞著樞轉軸S樞轉。
下一個將被加工的刷子基體32B被相應地預定位,如此,在載有該刷子基體32B的滑動架12B抵達加工站18之前,該刷子基體32B從中間位置以逆時針樞轉到所圖示的位置上。在此位置上,刷子基體B的首先要被塞孔的孔洞的縱軸L被定向為平行於塞孔工具52的塞孔方向P。
此預定位可一方面在從一加工站至下個加工站的進給運動時實行,或者緊接下個加工站之前藉由短暫停止而實行。這尤其取決於:加工站之間相距多遠,以及預定位多耗費時間,而這又取決於所製造刷子的幾何形狀。
當刷子基體32A的所有孔洞都填滿刷毛時,滑動架12A繼續以移位方向V移位,且同時滑動架12B亦繼續以移位方向V移位。由於刷子基體32B已經被「正確地」定向,塞孔工具52可在無時間延遲的情況下繼續工作。在實踐中,刷子基體32B可在預定位狀態下比第3圖所圖示的更靠近當前被加工的刷子基體32A。接著,當加工從刷子基體32A進展到刷子基體32B時,刷子基體32B在縱向上(亦即在移位方向V上)僅需最小程度地移位。在最佳情況下,所必需的移位運動足夠小,使得塞孔工具可不間斷地繼續工作,且該移位與在塞孔同一個刷子基體時從孔洞至孔洞所需要的移位沒有(或完全沒有)明顯區分。
並不需要在每一加工站之前使刷子基體預定位。對週期時間有利時才適於在該等處如此進行,特別是在鑽孔站之前與塞孔站之前。裝載站與卸載站在此方面並不重要,這是因為在該等處相較之下有許多時間可運用;通常藉由以下時間來決定週期率:在鑽孔站上或在塞孔站上用於加工整個刷子基體32所需的時間。
以下對於所描述的刷子製造機器亦為重要的:在滑動架12以及與該滑動架12相配的夾具30之間不存在縱向調整裝置,這是因為刷子基體32相對於相應的加工站之縱向調整(亦即移位方向V的方向)係經由滑動架12相對於引導區塊10的藉由驅動裝置28的個別移位來達成。
可見,並非所有滑動架總是必須彼此不同地移動。滑動架的單獨移位在以下位置是必需的:對於週期時間最佳化以及對預定位而言帶來優點,例如從裝載站到鑽孔站以及從鑽孔站到塞孔站。當前位於裝載站與卸載站之中的滑動架亦可同時同步移位。
本發明的目的在於,改善習知刷子製造機器的可操作性。
為了解決此目的,根據本發明,在一開始提及的先前技術之刷子製造機器中如以下方式配置:使得工具僅可沿著一個方向移位。這具有以下優點:修剪站具有相當簡單的技術結構。用於修剪刷毛所需要的運動(除了沿
著單一方向的工具運動)都藉由適當調整保持刷子基體的夾具來實現。
此處,「用於修剪刷毛之工具的移位」意味著:當切割刷毛時將工具移位,這相對於在切割刷毛之前,沿著方向而被移位,但接著在切割刷毛時待在其位置上的工具。
為此,夾具可特別藉由高度調整器、樞轉裝置與翻轉裝置而被調整。藉由高度調整器,夾具在垂直於滑動架移位方向的方向上相對於加工站被調整。藉由樞轉裝置,夾具繞著軸樞轉,該軸垂直於滑動架移位方向而被定向。藉由翻轉裝置,夾具繞著軸翻轉,該軸平行於滑動架移位方向。
較佳地如下配置:工具沿著移位方向以來回運動的方式而可移位。此種運動允許藉由相當低的技術成本來實現。
根據本發明較佳實施例,移位方向大體上垂直於平面,該平面由滑動架在修剪站區域中的運動軌道來定義。藉由該配置,可以最佳地利用夾具的整個移動餘地。
較佳地,修剪站附接至引導區塊上。以此方式產生相當緊密的結構。
在此方面,特別地如下配置:工具背向引導區塊,使得可由外部觸及該工具。異於習知結構(其中不同構件(例如鑽孔工具或塞孔工具)面對引導區塊且因而難以觸及),在此配置中,沒有刷子製造機器的構件面對工
具。因此,可最佳地由外部觸及該工具,例如用於清潔或更換磨損零件。
較佳地如下配置:滑動架包含:引導部與保持部,該引導部被容置於引導區塊的引導之中,用於至少一個夾具的載具配置在該保持部上,該至少一個夾具係用於刷子基體,其中保持部可相對於引導部而轉動。在此配置中,保持部與引導部之間的轉動可能性確保:在修剪站的工具的配置中,無須考慮刷子基體的定向;刷子基體可以順利地轉動至加工所需的方向。
保持部較佳地繞著垂直轉軸相對於引導部而轉動。藉此產生最小的所需空間。
為了使保持部相對於引導部而轉動,伺服驅動器可配置在滑動架上。這允許直接在滑動架的兩個部段之間產生所希望的運動。伺服驅動器連同對應的滑動架被移位,使得整體產生相當緊密的結構組。
較佳地如下配置:在保持部下端與引導區塊下方地面之間的距離比20公分長。此保持部下端與地面之間的距離使得可用相當簡單的方式移除修剪刷毛時所產生的刷毛微粒,例如藉由清掃刷子製造機器下方。
在此方面,可特別地如下配置:在修剪站下方的空間是清空的。從而沒有造成阻礙的構件,該等構件可干擾修剪站下方的清理。
根據本發明的一個實施例,如下配置:修剪站配置在引導區塊的一側上,且塞孔站及(或)鑽孔站配置
在引導區塊的另一側上。藉此配置,嚴重污染的刷毛修剪被實施為遠離其他加工站。在此方面,塞孔站與鑽孔站尤佳地被配置在引導區塊的一側上,該側相對於再加工站被配置所處之側。
為了解決上述目的,根據本發明,亦配置用於製造刷子的方法,特別是藉由上述先前技術之刷子製造機器,其中刷子基體在相對於刷子製造機器之引導區塊的第一定向上以刷毛塞孔,且在刷毛於修剪站中被切割及(或)被再加工之前,刷子基體相對於引導區塊被轉到第二定向。藉由刷子基體從第一定向轉到第二定向,可使修剪站如下配置:特別容易觸及該修剪站的工具。
較佳地,藉由滑動架將刷子基體引導在引導區塊上,該滑動架包含:引導部與保持部,其中保持部相對於引導部轉動180度,以使得從第一定向變為第二定向。藉此,修剪站的工具可朝外定向,亦即背向引導區塊,使得最佳地觸及該等工具以維護及清潔。
根據本發明的較佳實施例,在此方面,刷子基體在第一定向上定向為背向引導區塊,且在第二定向上定向為朝向引導區塊。這使得在第一定向上執行工作步驟,該等工作步驟需要具有較大所需空間的加工站(如同塞孔站的情況),而在第二定向上可進行加工,該加工需要較少空間(如同修剪站的情況)。
10:引導區塊
12:滑動架
14:裝載站
16:鑽孔站
18:塞孔站
22:修剪站
24:卸載站
26:引導
28:驅動裝置
30:夾具
32:刷子基體
32A:刷子基體
32B:刷子基體
34:載具
36:翻轉裝置
38:樞轉裝置
40:高度調整器
48:控制器
52:塞孔工具
54:供應盒
55:引導部
56:樞轉軸承
57:保持部
58:樞轉驅動器
59:步進馬達
60:刷毛
61:齒輪
62:齒圈
70:工具
72:伺服驅動器
80:廢物
P:塞孔方向
B:雙箭頭
S:樞轉軸
K:翻轉軸
L:縱軸
T:方向
A:距離
以下根據一實施例描述本發明,該實施例圖示於隨附圖式中。在該等圖式中:第1圖以示意性俯視圖圖示以上所闡釋的習知刷子製造機器;第2圖示意性圖示沿著第1圖直線II-II的截面;第3圖以放大視圖圖示加工站,該加工站具有:當前被加工的刷子基體以及預定位的接著將被加工的刷子基體;第4圖在對應於第1圖的視圖中圖示根據本發明的刷子製造機器;以及第5圖以示意性側視圖圖示第4圖的刷子製造機器的修剪站,其中備有兩個待加工的刷子。
以下將根據第4圖與第5圖闡釋根據本發明的刷子製造機器。對於由第1圖至第3圖而得知的元件,使用相同的元件符號,且在此參考上述闡釋。
與習知的刷子製造機器的相異點在於:修剪站22配置為與鑽孔站16及塞孔站18分開。如在第4圖中所見的,當刷子基體32裝設刷毛60時,該刷子基體32從塞孔站18移位至引導區塊10的另一側,以抵達修剪站22。此處修剪站22配置為在引導區塊10的相對於塞孔站18所處側的一側上。
與習知的刷子製造機器的又一相異點在於:刷子基體32在修剪站22之處的定向與刷子基體32在塞孔站18之處的定向不同。
在塞孔站18中,刷子基體32朝向外,亦即背離引導區塊10。反之,在修剪站22中,刷子基體32朝向內,亦即朝向引導區塊10。這經由比較第4圖中左方所示的(恰好在塞孔站18與修剪站22之間移行的)刷子基體32以及位於修剪站22之處的刷子基體32而特別可見。為了能清楚起見,未圖示用於正位於修剪站22之處的刷子基體32的滑動架。
在第5圖中,可看到滑動架12的結構,藉由該滑動架12,刷子基體32可從第一定向被轉到第二定向,該第一定向如在鑽孔站16與塞孔站18的區域中所使用的,該第二定向如在修剪站22的區域中所使用的。滑動架12包含:引導部55,該引導部55與引導區塊10上的引導26囓合。藉由示意性圖示的樞轉軸承56,保持部57與引導部55連結,用於刷子基體32的夾具30以如由第1圖至第3圖而得知的相同方式被附接至該保持部57上。
樞轉軸承56定義樞轉軸S,保持部57可繞著該樞轉軸S相對於引導部55而被樞轉。樞轉軸S此處為垂直定向。
為了使保持部57相對於引導部55而樞轉,配置樞轉驅動器58,該樞轉驅動器58例如包含具有齒輪61的步進馬達59,該齒輪61與齒圈62囓合。
在所圖示的實施例中,步進馬達59附接至引導部55上,且齒圈62附接至保持部57上。當然亦可採取相反配置。
樞轉驅動器58取代由第1圖至第3圖而得知的樞轉裝置38,藉由該等樞轉裝置38,夾具30相對於載具34在該處被樞轉。現在根據本發明,具有載具、翻轉裝置與夾具的整個結構相對於滑動架12的以下部份而被樞轉,該部分與固定的引導區塊10上的引導26囓合。
此處,修剪站22包含:用於為加工而提供的每個刷子基體32之工具70。此處可為刀組,刷毛60藉由該刀組以適當方式被切割。工具70可替代地或額外地包含用於在刷毛上開槽的刀刃或是其他工具,使得以所希望的方式切割刷毛、使刷毛具有輪廓及(或)在刷毛上開槽。
如在第5圖中見到的,修剪站22被附接至引導區塊10上。這顯出了與兩個其他加工站16與18的決定性區別,該等兩個其他加工站16與18配置為遠離引導區塊10,亦即與引導區塊10以一段距離相對,刷子基體32移行穿過該距離。修剪站22在引導區塊10上之配置之特別優點為:當工具70未被滑動架12蓋住時,很容易觸及該等工具70。因此,在維護或修理的情況下,毋需在相應的加工站與引導區塊10之間的間隙中工作。
修剪站22的特別的特徵為:工具70(亦即刀組)可在恰好一個方向上被移位,亦即沿著箭頭T所指示的方向。此為沿水平方向的往復位移運動,該方向從引導
區塊10指向外。此處,此方向大體上垂直於滑動架12在修剪站22的區域中所移動的平面。
此處,藉由僅示意性圖示的伺服驅動器72以產生工具的運動。總體來說,如此做法的結構很簡單。
由於所有其他所需的運動經由夾具30的移動可能性而被建構,因此修剪站22的工具70僅沿著單一方向移位即足夠。例如,刷子基體32可繞著樞轉軸S在垂直方向上樞轉。在水平面上,該等刷子基體32可繞著軸K樞轉。經由相應的整體滑動架12藉助相應的滑動架12的驅動裝置28沿著引導26(且因而亦相對於固定的引導區塊10)的移位,產生刷毛60與工具70之間的相對運動。
此處,主要需要沿方向T的移位,以補償刷毛尖端往工具70的移動或遠離工具70的移動,該移動係經由刷子基體32繞著軸K的樞轉所產生。此處具有如以上參照第3圖所述的相同關係:當刷子基體32繞著軸K樞轉時,刷子基體32外側的刷毛比刷子基體32中間的刷毛更貼近引導區塊10。
如在第5圖中所見的,刷子基體32以及滑動架12的所有部份被配置為:在地面上方相對大的距離A處。地面上本身沒有配置刷子製造機器的組件。因此,相當易於移除修剪刷毛60時產生的廢物80。這亦適用於鑽孔站16與塞孔站18。
10:引導區塊
12:滑動架
22:修剪站
26:引導
28:驅動裝置
30:夾具
32:刷子基體
34:載具
36:翻轉裝置
40:高度調整器
55:引導部
56:樞轉軸承
57:保持部
58:樞轉驅動器
59:步進馬達
61:齒輪
62:齒圈
70:工具
72:伺服驅動器
80:廢物
S:樞轉軸
K:翻轉軸
T:方向
A:距離
Claims (13)
- 一種刷子製造機器,該刷子製造機器具有:一固定的引導區塊(10)、多個滑動架(12)、一單一且單獨的用於每一滑動架(12)的驅動裝置(28)以及一修剪站(22),該等滑動架(12)可繞著該引導區塊(10)而移位,該滑動架(12)可藉由該驅動裝置(28)而繞著該引導區塊(10)而移位,該修剪站(22)用於藉由至少一個工具(70)來切割及(或)再加工一刷子的刷毛,其特徵在於:該工具(70)僅沿著一方向(T)而可移位,其中該修剪站(22)附接至該引導區塊(10)上,且其中該工具(70)背向該引導區塊(10),使得可由外部觸及該工具(70),且其中該滑動架(12)包含:一引導部(55)與一保持部(57),該引導部(55)被容置於該引導區塊(10)的一引導(26)之中,用於至少一個夾具(30)的一載具(34)配置在該保持部(57)上,該至少一個夾具(30)係用於一刷子基體(32),其中該保持部(57)可相對於該引導部(55)而轉動。
- 如請求項1所述之刷子製造機器,其中該工具(70)沿著該方向(T)以一來回運動的方式而可移位。
- 如請求項1或2所述之刷子製造機器,其中 該方向(T)大體上垂直於一平面,該平面由该滑動架(12)在該修剪站(22)之一區域中的一運動軌道來定義。
- 如請求項1所述之刷子製造機器,其中該保持部(57)可繞著一垂直樞轉軸(S)相對於該引導部(55)而轉動。
- 如請求項1所述之刷子製造機器,其中一伺服驅動器(58)配置在該滑動架(12)上,該保持部(57)可藉由該伺服驅動器(58)相對於該引導部(55)而轉動。
- 如請求項1或2所述之刷子製造機器,其中在該保持部(57)之一下端與該引導區塊(10)下方之一地面之間的一距離比20公分長。
- 如請求項1或2所述之刷子製造機器,其中在該修剪站(22)下方的一空間是清空的。
- 如請求項1或2所述之刷子製造機器,其中該修剪站(22)配置在該引導區塊(10)的一側上,且一塞孔站及(或)一鑽孔站(16、18)配置在該引導區塊(10)的一另一側上。
- 如請求項8所述之刷子製造機器,其中該塞孔站(18)與該鑽孔站(16)被配置在該引導區塊(10)的一側上,該側相對於該修剪站(22)被配置所處之 側。
- 如請求項1或2所述之刷子製造機器,其中配置一伺服驅動器(72),藉由該伺服驅動器(72),可使用於切割及(或)再加工該等刷毛的該工具(70)沿著該方向(T)移位。
- 一種用於藉由如請求項1至10中之一者所述之一刷子製造機器來製造一刷子的方法,其中一刷子基體(32)在相對於該刷子製造機器之一引導區塊(10)的一第一定向上以刷毛(60)塞孔,且在該等刷毛(60)於一修剪站(22)中被切割及(或)被再加工之前,該刷子基體(32)相對於該引導區塊(10)被轉到一第二定向。
- 如請求項11所述之方法,其中藉由一滑動架(12)將該等刷子基體(32)引導在該引導區塊(10)上,該滑動架(12)包含:一引導部(55)與一保持部(57),且該保持部(57)相對於該引導部(55)轉動180度,以使得從該第一定向變為該第二定向。
- 如請求項11或12所述之方法,其中該刷子基體(32)在該第一定向上定向為背向該引導區塊(10),且在該第二定向上定向為朝向該引導區塊(10)。
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