CN113464602A - 一种适用于风力发电设备机组中的减振构件及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于风力发电设备机组中的减振构件及其组装方法,该减振构件包括上连接板、下连接板、阻尼器和封闭机构。封闭机构连接到上连接板和下连接板之间,封闭机构为由多个转动杆铰接而成的网状结构,该结构类似蜂窝状,多个阻尼器连接到相邻的两个交接点处。本发明提供了一种基于一种仿生的类蜂窝结构设计,并且这种特殊的构造不仅具有良好的承载能力,还可以在不设置限位装置的基础上实现有利的非线性效果,从而更好的与阻尼器一同作用,以实现在风电机舱有限的安装空间内,为风电机组提供较大的变刚度以及多维度的多重耗能减振机制。
Description
技术领域
本发明涉及结构减振技术领域,具体涉及一种适用于风力发电设备机组中的减振构件及其组装方法。
背景技术
风力发电设备机组在运行过程中受到风载荷、重力载荷、惯性载荷以及控制系统载荷等多种载荷的耦合作用,不论在纵向还是横向都会产生较大的振动响应。振动问题所带来的疲劳危害在不同程度上影响着风力发电设备机组零部件的寿命,机组叶片断裂、塔筒失稳、机舱振幅过大、齿轮箱开裂、发电机故障等现象时有发生。
有效降低风电机组风力发电设备机组的振动,是风电技术发展中亟需解决的问题。调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)是目前在风力发电机组中应用最广泛的一种被动减振系统之一。作为一种经济实用,构造简单的消能减振装置,调谐质量阻尼器减振效果良好,便于施工安装维护,但其在实际应用中还是存在很多问题。如耗能机制单一、达到耗能减振的效果需要附加很大的惯性质量和空间等。
因此,有必要研发一种能解决上述问题的减振构件。
发明内容
本发明的目的是提供一种能为风电机组提供较大的变刚度以及多维度的多重耗能减振构件及其组装方法。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的,一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,包括上连接板、下连接板、阻尼器和封闭机构。
所述上连接板和下连接板均水平设置且上连接板位于下连接板正上方,封闭机构设置在上连接板和下连接板之间。
所述封闭机构包括两个网片和两个X型结构,两个竖直的网片平行间隔布置。
所述网片包括第一转动杆、第二转动杆、第三转动杆、第四转动杆、第五转动杆、第六转动杆、第七转动杆、第八转动杆、第九转动杆、第十转动杆、第十一转动杆和第十二转动杆。
所述第一转动杆的下端和第二转动杆的下端均通过第一铰接点铰接在下连接板的上表面,第三转动杆的下端和第四转动杆的下端通过第二铰接点铰接在下连接板的上表面,第二转动杆的上端与第三转动杆的上端通过第三铰接点铰接。
所述第五转动杆的上端和第六转动杆的上端均通过第四铰接点铰接在上连接板的下表面,第七转动杆的上端和第八转动杆的上端通过第五铰接点铰接在上连接板的下表面,第六转动杆的下端和第七转动杆的下端通过第六铰接点铰接。所述第四铰接点位于第一铰接点的正上方,第五铰接点位于第二铰接点的正上方,第六铰接点位于第三铰接点正上方。
所述第九转动杆和第十转动杆交叉布置并在交叉处铰接,第十一转动杆和第十二转动杆交叉布置并在交叉处铰接。
所述第九转动杆的下端通过第七铰接点与第一转动杆的上端铰接,第十转动杆的下端和第十一转动杆的下端均连接到第三铰接点上,第十二转动杆的下端通过第八铰接点与第四转动杆的上端铰接。
所述第十转动杆的上端通过第九铰接点与第五转动杆的下端铰接,第九转动杆的上端和第十二转动杆的上端均连接到第六铰接点上,第十一转动杆的上端通过第十铰接点与第八转动杆的下端铰接。
所述第七铰接点与第三铰接点之间连接有阻尼器,第八铰接点与第三铰接点之间连接有阻尼器,第九铰接点与第六铰接点之间连接有阻尼器,第十铰接点与第六铰接点之间连接有阻尼器。
所述X型结构包括第十三转动杆和第十四转动杆,第十三转动杆和第十四转动杆交叉布置并在交叉处铰接,两个X型结构分别记为第一X型结构和第二X型结构,第一X型结构和第二X型结构所在平面均与网片所在平面垂直。
所述第一X型结构的第十三转动杆下端连接到一个网片的第七铰接点上,第一X型结构的第十四转动杆下端连接到另一个网片的第七铰接点上。所述第一X型结构的第十三转动杆上端连接到一个网片的第九铰接点上,第一X型结构的第十四转动杆上端连接到另一个网片的第九铰接点上。
所述第二X型结构的第十三转动杆下端连接到一个网片的第八铰接点上,第二X型结构的第十四转动杆下端连接到另一个网片的第八铰接点上。所述第二X型结构的第十三转动杆上端连接到一个网片的第十铰接点上,第二X型结构的第十四转动杆上端连接到另一个网片的第十铰接点上。
进一步,所述下连接板的上表面连接有第一铰接块和第二铰接块,第一转动杆的下端、第二转动杆的下端和第一铰接块采用销轴铰接,第三转动杆的下端、第四转动杆的下端和第二铰接块采用一字型销轴铰接。
所述上连接板的下表面连接有第三铰接块和第四铰接块,第五转动杆的上端、第六转动杆的上端和第三铰接块采用销轴铰接,第七转动杆的上端、第八转动杆的上端和第四铰接块采用一字型销轴铰接。
进一步,所述下连接板和第一铰接块的连接方式、下连接板和第二铰接块的连接方式、上连接板与第三铰接块的连接方式以及上连接板与第四铰接块的连接方式一致,该连接方式为固接、滑动连接或铰接。
进一步,所述第九转动杆和第十转动杆采用一字型销轴铰接,第十一转动杆和第十二转动杆采用一字型销轴铰接,第十三转动杆和第十四转动杆采用一字型销轴铰接,第三铰接点和第六铰接点均采用一字型销轴铰接。
所述第七铰接点、第八铰接点、第九铰接点和第十铰接点均采用L型销轴铰接,L型销轴包括垂直连接的第一轴段和第二轴段,第一轴段与网片所在平面垂直,第二轴段与X型结构所在平面垂直。
进一步,所述阻尼器包括外套筒、中间滑动板、摩擦板、活塞板和形状记忆合金棒。
所述外套筒为内部中空的长方体结构,外套筒包括顶板、底板、两个端板和两个侧板,两个端板上均设置有供中间滑动板穿过的通孔。
所述外套筒内设置有活塞板,活塞板位于两个端板的中央,活塞板上设置有供中间滑动板穿过的通孔。
所述中间滑动板的中段位于外套筒内并穿过活塞板,中间滑动板与活塞板固接,中间滑动板的两端分别穿过两个端板并伸出外套筒。
所述活塞板与每个端板之间的间隙记为空腔S,中间滑动板位于每个空腔S的部分记为摩擦段。每个所述摩擦段均设置有条形孔,条形孔贯穿中间滑动板,条形孔的深度方向与顶板以及底板垂直,条形孔的长度方向与中间滑动板的长度方向一致。
每个所述摩擦段面向顶板的一侧和面向底板的一侧均设置有摩擦板,摩擦板与中间滑动板相互接触的板面上分别设置有相匹配的楔形摩擦面,摩擦板与中间滑动板紧密贴合形成楔形摩擦副。
若干高强螺栓穿过摩擦板和摩擦段上的条形孔并旋入螺母,每个高强螺栓的两端均套设有形状记忆合金垫圈,一端的形状记忆合金垫圈位于摩擦段与高强螺栓头部之间,另一端的形状记忆合金垫圈位于摩擦段与螺母之间。
所述顶板设置有两个供摩擦板嵌入的通孔,该通孔的尺寸与摩擦板的尺寸相匹配,摩擦板嵌入顶板对应的通孔内。
所述底板设置有两个供摩擦板嵌入的通孔,该通孔的尺寸与摩擦板的尺寸相匹配,摩擦板嵌入底板对应的通孔内。
每个所述空腔S内设置有若干形状记忆合金棒,每个形状记忆合金棒的两端分别穿过活塞板和端板,形状记忆合金棒的两端均设置有限位块。
进一步,所述活塞板由两个板件拼接而成,每个板件与另一个板件拼接的边缘均设置有缺口,每个板件上均设置有供形状记忆合金棒穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒的直径。
拼接时,两个所述板件的缺口相对并均固接在中间滑动板上。
进一步,所述限位块为螺母,形状记忆合金棒的两端设置有螺纹,限位块旋入形状记忆合金棒的两端。
进一步,每个所述端板背向另一个端板的一侧连接有套筒导管,套筒导管与端板上的通孔贯通,中间滑动板的端部穿过端板和套筒导管。
基于上述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件的组装方法,包括以下步骤:
1)加工出所述上连接板、下连接板、阻尼器以及封闭机构的各个转动杆,将第九转动杆和第十转动杆采用一字型销轴铰接,第十一转动杆和第十二转动杆采用一字型销轴铰接,第十三转动杆和第十四转动杆采用一字型销轴铰接。
2)将第一铰接块和第二铰接块连接到所述下连接板的上表面,将第三铰接块和第四铰接块连接到上连接板的下表面。
3)将所述第一转动杆的下端、第二转动杆的下端和第一铰接块采用一字型销轴铰接,第三转动杆的下端、第四转动杆的下端和第二铰接块采用一字型销轴铰接,将第五转动杆的上端、第六转动杆的上端和第三铰接块采用一字型销轴铰接,将第七转动杆的上端、第八转动杆的上端和第四铰接块采用一字型销轴铰接。
4)将第九转动杆的下端和第一转动杆的上端采用L型销轴铰接,第十转动杆的下端、第十一转动杆的下端、第二转动杆的上端和第三转动杆的上端采用一字型销轴铰接,第十二转动杆的下端和第四转动杆的上端采用L型销轴铰接,第十转动杆的上端和第五转动杆的下端采用L型销轴铰接,第九转动杆的上端、第十二转动杆的上端、第六转动杆的下端和第七转动杆的下端采用一字型销轴铰接,第十一转动杆的上端和第八转动杆的下端采用L型销轴铰接,完成一个网片的安装。
5)重复步骤2)至4),完成另一个所述网片的安装。
6)在每个所述网片的第七铰接点与第三铰接点之间连接阻尼器,在第八铰接点与第三铰接点之间连接阻尼器,在第九铰接点与第六铰接点之间连接阻尼器,在第十铰接点与第六铰接点之间连接阻尼器。
7)将所述第一X型结构的第十三转动杆下端连接到一个网片的第七铰接点上,将第一X型结构的第十四转动杆下端连接到另一个网片的第七铰接点上。将所述第一X型结构的第十三转动杆上端连接到一个网片的第九铰接点上,将第一X型结构的第十四转动杆上端连接到另一个网片的第九铰接点上。
8)将所述第二X型结构的第十三转动杆下端连接到一个网片的第八铰接点上,将第二X型结构的第十四转动杆下端连接到另一个网片的第八铰接点上。将所述第二X型结构的第十三转动杆上端连接到一个网片的第十铰接点上,将第二X型结构的第十四转动杆上端连接到另一个网片的第十铰接点上。
进一步,步骤1)中所述阻尼器的加工包括以下分步骤:
1-1)在工厂加工出所述阻尼器的各个组件。
1-2)将四个所述摩擦板分别安装到中间滑动板的四个楔形摩擦面上,采用高强螺栓将摩擦板、中间滑动板和形状记忆合金垫圈连为一体。
1-3)将所述活塞板的两个板件通过其缺口扣合在中间滑动板上,并将两个板件均焊接在中间滑动板上。其中,焊接形成的所述活塞板位于中间滑动板的两个摩擦段中间,活塞板的每个板件上均设置有若干供形状记忆合金棒穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒的直径。
1-4)将两个所述端板通过其通孔分别套在中间滑动板的两端。其中,每个所述端板上设置有若干供形状记忆合金棒穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒的直径。
1-5)所述形状记忆合金棒的两端分别穿过端板和活塞板上的通孔,并在其两端安装限位块。
1-6)将所述顶板、底板、两个端板和两个侧板焊接为一体,完成外套筒的安装。其中,两个所述摩擦板分别嵌入顶板的对应的通孔内,另外两个摩擦板分别嵌入底板的对应的通孔内。
本发明的有益效果在于:
1.本发明采用仿生的类蜂窝结构设计,其特殊的构造不仅具有良好的承载能力,还可以在不设置限位装置的基础上实现有利的非线性效果,可有效的起到减振的作用;
2.本发明所用的阻尼器和类蜂窝结构的封闭结构协同作用,形成了一套拥有多维度的多重耗能减振系统,可以实现在多自由度方向上均能起到很好的减振效果。在竖直方向和水平方向上,封闭机构由于其仿生的类蜂窝结构与阻尼器的特殊构造所形成的空间结构体系,可以有效的将在竖直方向和水平方向上由于风力发电设备机自身运作所产生的能量向本发明进行转移,从而达到减小风力发电设备机振动的目的;
3.本发明中采用的阻尼器使用的是具有自恢复能力的形状记忆合金,可很大程度的提高结构的疲劳能力,并且本发明由于组装简单,对于在使用过程中损坏的构件可直接进行替换。
附图说明
图1为本发明结构的三维图;
图2为本发明结构的正视图;
图3为图2的左视图;
图4为阻尼器的示意图;
图5为阻尼器的内部结构图;
图6为中间滑动板与摩擦板的连接示意图。
图中:上连接板1、下连接板2、阻尼器3、外套筒301、顶板3011、底板3012、端板3013、侧板3014、中间滑动板302、摩擦板303、活塞板304、形状记忆合金棒305、限位块3051、套筒导管306、形状记忆合金垫圈307、封闭机构4、第一转动杆401、第二转动杆402、第三转动杆403、第四转动杆404、第五转动杆405、第六转动杆406、第七转动杆407、第八转动杆408、第九转动杆409、第十转动杆410、第十一转动杆411、第十二转动杆412、第一铰接点413、第二铰接点414、第三铰接点415、第四铰接点416、第五铰接点417、第六铰接点418、第七铰接点419、第八铰接点420、第九铰接点421、第十铰接点422、第十三转动杆423、第十四转动杆424、第一铰接块5、第二铰接块6、第三铰接块7和第四铰接块8。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1:
本实施例公开了一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,包括上连接板1、下连接板2、阻尼器3和封闭机构4。
参见图1,所述上连接板1和下连接板2均水平设置且上连接板1位于下连接板2正上方,封闭机构4设置在上连接板1和下连接板2之间。所述下连接板2的上表面间隔连接有两个第一铰接块5和两个第二铰接块6,上连接板1的下表面间隔连接有两个第三铰接块7和两个第四铰接块8。
所述下连接板2和第一铰接块5的连接方式、下连接板2和第二铰接块6的连接方式、上连接板1与第三铰接块7的连接方式以及上连接板1与第四铰接块8的连接方式一致,该连接方式为固接、滑动连接或铰接。
当该连接方式为固接时,采用螺栓连接。
当该连接方式为滑动连接时,下连接板2的上表面设置有供第一铰接块5和第二铰接块6嵌入的滑槽,第一铰接块5和第二铰接块6嵌入该滑槽并可在滑槽内滑动。上连接板1的下表面设置有供第三铰接块7和第四铰接块8嵌入的滑槽,第三铰接块7和第四铰接块8嵌入该滑槽并可在滑槽内滑动。
当该连接方式为滑动铰接时,采用一字型销轴铰接。
所述封闭机构4包括两个网片和两个X型结构,两个竖直的网片平行间隔布置。
所述网片包括第一转动杆401、第二转动杆402、第三转动杆403、第四转动杆404、第五转动杆405、第六转动杆406、第七转动杆407、第八转动杆408、第九转动杆409、第十转动杆410、第十一转动杆411和第十二转动杆412。
参见图2,上述第一转动杆401的下端、第二转动杆402的下端和第一铰接块5采用销轴铰接,铰接处记为第一铰接点413。所述第三转动杆403的下端、第四转动杆404的下端和第二铰接块6采用一字型销轴铰接,铰接处记为第二铰接点414,第二转动杆402的上端与第三转动杆403的上端通过第三铰接点415铰接,第三铰接点415采用一字型销轴铰接。
所述第五转动杆405的上端、第六转动杆406的上端和第三铰接块7采用销轴铰接,铰接处记为第四铰接点416。所述第七转动杆407的上端、第八转动杆408的上端和第四铰接块8采用一字型销轴铰接,铰接处记为第五铰接点417,第六转动杆406的下端和第七转动杆407的下端通过第六铰接点418铰接,第六铰接点418采用一字型销轴铰接。所述第四铰接点416位于第一铰接点413的正上方,第五铰接点417位于第二铰接点414的正上方,第六铰接点418位于第三铰接点415正上方。
所述第九转动杆409和第十转动杆410交叉布置并在交叉处采用一字型销轴铰接,第十一转动杆411和第十二转动杆412交叉布置并在交叉处采用一字型销轴铰接。
所述第九转动杆409的下端通过第七铰接点419与第一转动杆401的上端铰接,第十转动杆410的下端和第十一转动杆411的下端均连接到第三铰接点415上,第十二转动杆412的下端通过第八铰接点420与第四转动杆404的上端铰接。
所述第十转动杆410的上端通过第九铰接点421与第五转动杆405的下端铰接,第九转动杆409的上端和第十二转动杆412的上端均连接到第六铰接点418上,第十一转动杆411的上端通过第十铰接点422与第八转动杆408的下端铰接。
参见图2,所述第七铰接点419与第三铰接点415之间连接有阻尼器3,第八铰接点420与第三铰接点415之间连接有阻尼器3,第九铰接点421与第六铰接点418之间连接有阻尼器3,第十铰接点422与第六铰接点418之间连接有阻尼器3。
所述X型结构包括第十三转动杆423和第十四转动杆424,第十三转动杆423和第十四转动杆424交叉布置并在交叉处采用一字型销轴铰接,两个X型结构分别记为第一X型结构和第二X型结构,第一X型结构和第二X型结构所在平面均与网片所在平面垂直。
参见图3,所述第一X型结构的第十三转动杆423下端连接到一个网片的第七铰接点419上,第一X型结构的第十四转动杆424下端连接到另一个网片的第七铰接点419上。所述第一X型结构的第十三转动杆423上端连接到一个网片的第九铰接点421上,第一X型结构的第十四转动杆424上端连接到另一个网片的第九铰接点421上。
所述第二X型结构的第十三转动杆423下端连接到一个网片的第八铰接点420上,第二X型结构的第十四转动杆424下端连接到另一个网片的第八铰接点420上。所述第二X型结构的第十三转动杆423上端连接到一个网片的第十铰接点422上,第二X型结构的第十四转动杆424上端连接到另一个网片的第十铰接点422上。
所述第七铰接点419、第八铰接点420、第九铰接点421和第十铰接点422均采用L型销轴铰接,L型销轴包括垂直连接的第一轴段和第二轴段,第一轴段与网片所在平面垂直,第二轴段与X型结构所在平面垂直。转动杆用销轴连接来实现杆之间的相对转动运动,但连接方式并不限于使用销轴这样的铰接方式,只需满足各转动杆之间可实现相对转动的运动方式即可。
参见图4,为所述阻尼器3的示意图,阻尼器3包括外套筒301、中间滑动板302、摩擦板303、活塞板304和形状记忆合金棒305。
参见图5,所述外套筒301为内部中空的长方体结构,外套筒301包括顶板3011、底板3012、两个端板3013和两个侧板3014,两个端板3013上均设置有供中间滑动板302穿过的通孔。
所述外套筒301内设置有活塞板304,活塞板304位于两个端板3013的中央,活塞板304上设置有供中间滑动板302穿过的通孔。
所述中间滑动板302的中段位于外套筒301内并穿过活塞板304,中间滑动板302与活塞板304固接,中间滑动板302的两端分别穿过两个端板3013并伸出外套筒301。
所述活塞板304由两个板件拼接而成,每个板件与另一个板件拼接的边缘均设置有缺口,每个板件上均设置有供形状记忆合金棒305穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒305的直径。拼接时,两个所述板件的缺口相对并均固接在中间滑动板302上。
所述活塞板304与每个端板3013之间的间隙记为空腔S,中间滑动板302位于每个空腔S的部分记为摩擦段。每个所述摩擦段均设置有条形孔,条形孔贯穿中间滑动板302,条形孔的深度方向与顶板3011以及底板3012垂直,条形孔的长度方向与中间滑动板302的长度方向一致。
参见图5,每个所述摩擦段面向顶板3011的一侧和面向底板3012的一侧均设置有摩擦板303,摩擦板303与中间滑动板302相互接触的板面上分别设置有相匹配的楔形摩擦面,摩擦板303与中间滑动板302紧密贴合形成楔形摩擦副。
参见图6,若干高强螺栓穿过摩擦板303和摩擦段上的条形孔并旋入螺母,每个高强螺栓的两端均套设有形状记忆合金垫圈307,一端的形状记忆合金垫圈307位于摩擦段与高强螺栓头部之间,另一端的形状记忆合金垫圈307位于摩擦段与螺母之间。
所述顶板3011设置有两个供摩擦板303嵌入的通孔,该通孔的尺寸与摩擦板303的尺寸相匹配,摩擦板303嵌入顶板3011对应的通孔内。
所述底板3012设置有两个供摩擦板303嵌入的通孔,该通孔的尺寸与摩擦板303的尺寸相匹配,摩擦板303嵌入底板3012对应的通孔内。
参见图5,每个所述空腔S内设置有若干形状记忆合金棒305,每个形状记忆合金棒305的两端分别穿过活塞板304和端板3013,形状记忆合金棒305的两端均设置有限位块3051。所述限位块3051可以保证形状记忆合金棒305在受拉与受压过程中始终与活塞板304和端板3013不分离。
所述限位块3051为螺母,形状记忆合金棒305的两端设置有螺纹,限位块3051旋入形状记忆合金棒305的两端。
所述形状记忆合金棒305和形状记忆合金垫圈307通过滑动板302、摩擦板303以及活塞板304的特殊构造,可在受力后协同耗能,由于其多自由度的设计,耗能效果显著。
每个所述端板3013背向另一个端板3013的一侧连接有套筒导管306,套筒导管306与端板3013上的通孔贯通,中间滑动板302的端部穿过端板3013和套筒导管306。
本实施例的减振构件主要用于风力发电设备机组的减振,也可用于建筑工程、车辆工程、船舶制造以及机械工程等设备的减振系统中。
使用时,将本实施例所述减振构件的上连接板1和下连接板2连接到设备中,当设备产生晃动时,封闭机构4通过内部的铰动消耗各个方向的能量,当阻尼器3产生位移时,中间滑动板302带动活塞板304在外套筒301内来回滑动,由于惯性作用,中间滑动板302与摩擦板303来回摩擦消耗能量。
值得说明的是,本实施例公开的减振构件基于一种仿生的类蜂窝结构设计,并且这种特殊的构造不仅具有良好的承载能力,还可以在不设置限位装置的基础上,实现有利的非线性效果从而更好的与阻尼器一同作用,以实现在风电机舱有限的安装空间内,为风电机组提供较大的变刚度以及多维度的多重耗能减振机制。
实施例2:
本实施例公开了基于实施例1所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件的组装方法,包括以下步骤:
1)加工出所述上连接板1、下连接板2、阻尼器3以及封闭机构4的各个转动杆,将第九转动杆409和第十转动杆410采用一字型销轴铰接,第十一转动杆411和第十二转动杆412采用一字型销轴铰接,第十三转动杆423和第十四转动杆424采用一字型销轴铰接。
其中,所述阻尼器3的加工包括以下分步骤:
1-1)在工厂加工出所述阻尼器3的各个组件。
1-2)将四个所述摩擦板303分别安装到中间滑动板302的四个楔形摩擦面上,采用高强螺栓将摩擦板303、中间滑动板302和形状记忆合金垫圈307连为一体。
1-3)将所述活塞板304的两个板件通过其缺口扣合在中间滑动板302上,并将两个板件均焊接在中间滑动板302上。其中,焊接形成的所述活塞板304位于中间滑动板302的两个摩擦段中间,活塞板304的每个板件上均设置有若干供形状记忆合金棒305穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒305的直径。
1-4)将两个所述端板3013通过其通孔分别套在中间滑动板302的两端。其中,每个所述端板3013上设置有若干供形状记忆合金棒305穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒305的直径。
1-5)所述形状记忆合金棒305的两端分别穿过端板3013和活塞板304上的通孔,并在其两端安装限位块3051。
1-6)将所述顶板3011、底板3012、两个端板3013和两个侧板3014焊接为一体,完成外套筒301的安装。其中,两个所述摩擦板303分别嵌入顶板3011的对应的通孔内,另外两个摩擦板303分别嵌入底板3012的对应的通孔内。
2)将第一铰接块5和第二铰接块6连接到所述下连接板2的上表面,将第三铰接块7和第四铰接块8连接到上连接板1的下表面。
3)将所述第一转动杆401的下端、第二转动杆402的下端和第一铰接块5采用一字型销轴铰接,第三转动杆403的下端、第四转动杆404的下端和第二铰接块6采用一字型销轴铰接,将第五转动杆405的上端、第六转动杆406的上端和第三铰接块7采用一字型销轴铰接,将第七转动杆407的上端、第八转动杆408的上端和第四铰接块8采用一字型销轴铰接。
4)将第九转动杆409的下端和第一转动杆401的上端采用L型销轴铰接,第十转动杆410的下端、第十一转动杆411的下端、第二转动杆402的上端和第三转动杆403的上端采用一字型销轴铰接,第十二转动杆412的下端和第四转动杆404的上端采用L型销轴铰接,第十转动杆410的上端和第五转动杆405的下端采用L型销轴铰接,第九转动杆409的上端、第十二转动杆412的上端、第六转动杆406的下端和第七转动杆407的下端采用一字型销轴铰接,第十一转动杆411的上端和第八转动杆408的下端采用L型销轴铰接,完成一个网片的安装。
5)重复步骤2)至4),完成另一个所述网片的安装。
6)在每个所述网片的第七铰接点419与第三铰接点415之间连接阻尼器3,在第八铰接点420与第三铰接点415之间连接阻尼器3,在第九铰接点421与第六铰接点418之间连接阻尼器3,在第十铰接点422与第六铰接点418之间连接阻尼器3。
7)将所述第一X型结构的第十三转动杆423下端连接到一个网片的第七铰接点419上,将第一X型结构的第十四转动杆424下端连接到另一个网片的第七铰接点419上。将所述第一X型结构的第十三转动杆423上端连接到一个网片的第九铰接点421上,将第一X型结构的第十四转动杆424上端连接到另一个网片的第九铰接点421上。
8)将所述第二X型结构的第十三转动杆423下端连接到一个网片的第八铰接点420上,将第二X型结构的第十四转动杆424下端连接到另一个网片的第八铰接点420上。将所述第二X型结构的第十三转动杆423上端连接到一个网片的第十铰接点422上,将第二X型结构的第十四转动杆424上端连接到另一个网片的第十铰接点422上。
实施例3:
本实施例公开了一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,包括上连接板1、下连接板2、阻尼器3和封闭机构4。
参见图1,所述上连接板1和下连接板2均水平设置且上连接板1位于下连接板2正上方,封闭机构4设置在上连接板1和下连接板2之间。
所述封闭机构4包括两个网片和两个X型结构,两个竖直的网片平行间隔布置。
所述网片包括第一转动杆401、第二转动杆402、第三转动杆403、第四转动杆404、第五转动杆405、第六转动杆406、第七转动杆407、第八转动杆408、第九转动杆409、第十转动杆410、第十一转动杆411和第十二转动杆412。
参见图2,所述第一转动杆401的下端和第二转动杆402的下端均通过第一铰接点413铰接在下连接板2的上表面,第三转动杆403的下端和第四转动杆404的下端通过第二铰接点414铰接在下连接板2的上表面,第二转动杆402的上端与第三转动杆403的上端通过第三铰接点415铰接。
所述第五转动杆405的上端和第六转动杆406的上端均通过第四铰接点416铰接在上连接板1的下表面,第七转动杆407的上端和第八转动杆408的上端通过第五铰接点417铰接在上连接板1的下表面,第六转动杆406的下端和第七转动杆407的下端通过第六铰接点418铰接。所述第四铰接点416位于第一铰接点413的正上方,第五铰接点417位于第二铰接点414的正上方,第六铰接点418位于第三铰接点415正上方。
所述第九转动杆409和第十转动杆410交叉布置并在交叉处铰接,第十一转动杆411和第十二转动杆412交叉布置并在交叉处铰接。
所述第九转动杆409的下端通过第七铰接点419与第一转动杆401的上端铰接,第十转动杆410的下端和第十一转动杆411的下端均连接到第三铰接点415上,第十二转动杆412的下端通过第八铰接点420与第四转动杆404的上端铰接。
所述第十转动杆410的上端通过第九铰接点421与第五转动杆405的下端铰接,第九转动杆409的上端和第十二转动杆412的上端均连接到第六铰接点418上,第十一转动杆411的上端通过第十铰接点422与第八转动杆408的下端铰接。
参见图2,所述第七铰接点419与第三铰接点415之间连接有阻尼器3,第八铰接点420与第三铰接点415之间连接有阻尼器3,第九铰接点421与第六铰接点418之间连接有阻尼器3,第十铰接点422与第六铰接点418之间连接有阻尼器3。
所述X型结构包括第十三转动杆423和第十四转动杆424,第十三转动杆423和第十四转动杆424交叉布置并在交叉处铰接,两个X型结构分别记为第一X型结构和第二X型结构,第一X型结构和第二X型结构所在平面均与网片所在平面垂直。
参见图3,所述第一X型结构的第十三转动杆423下端连接到一个网片的第七铰接点419上,第一X型结构的第十四转动杆424下端连接到另一个网片的第七铰接点419上。所述第一X型结构的第十三转动杆423上端连接到一个网片的第九铰接点421上,第一X型结构的第十四转动杆424上端连接到另一个网片的第九铰接点421上。
所述第二X型结构的第十三转动杆423下端连接到一个网片的第八铰接点420上,第二X型结构的第十四转动杆424下端连接到另一个网片的第八铰接点420上。所述第二X型结构的第十三转动杆423上端连接到一个网片的第十铰接点422上,第二X型结构的第十四转动杆424上端连接到另一个网片的第十铰接点422上。
实施例4:
本实施例主要结构同实施例3,进一步,参见图2,所述下连接板2的上表面连接有第一铰接块5和第二铰接块6,第一转动杆401的下端、第二转动杆402的下端和第一铰接块5采用销轴铰接,第三转动杆403的下端、第四转动杆404的下端和第二铰接块6采用一字型销轴铰接。
所述上连接板1的下表面连接有第三铰接块7和第四铰接块8,第五转动杆405的上端、第六转动杆406的上端和第三铰接块7采用销轴铰接,第七转动杆407的上端、第八转动杆408的上端和第四铰接块8采用一字型销轴铰接。
实施例5:
本实施例主要结构同实施例4,进一步,所述下连接板2和第一铰接块5的连接方式、下连接板2和第二铰接块6的连接方式、上连接板1与第三铰接块7的连接方式以及上连接板1与第四铰接块8的连接方式一致,该连接方式为固接、滑动连接或铰接。
实施例6:
本实施例主要结构同实施例5,进一步,所述第九转动杆409和第十转动杆410采用一字型销轴铰接,第十一转动杆411和第十二转动杆412采用一字型销轴铰接,第十三转动杆423和第十四转动杆424采用一字型销轴铰接,第三铰接点415和第六铰接点418均采用一字型销轴铰接。
所述第七铰接点419、第八铰接点420、第九铰接点421和第十铰接点422均采用L型销轴铰接,L型销轴包括垂直连接的第一轴段和第二轴段,第一轴段与网片所在平面垂直,第二轴段与X型结构所在平面垂直。
实施例7:
本实施例主要结构同实施例6,进一步,所述阻尼器3包括外套筒301、中间滑动板302、摩擦板303、活塞板304和形状记忆合金棒305。
参见图5,所述外套筒301为内部中空的长方体结构,外套筒301包括顶板3011、底板3012、两个端板3013和两个侧板3014,两个端板3013上均设置有供中间滑动板302穿过的通孔。
所述外套筒301内设置有活塞板304,活塞板304位于两个端板3013的中央,活塞板304上设置有供中间滑动板302穿过的通孔。
所述中间滑动板302的中段位于外套筒301内并穿过活塞板304,中间滑动板302与活塞板304固接,中间滑动板302的两端分别穿过两个端板3013并伸出外套筒301。
所述活塞板304与每个端板3013之间的间隙记为空腔S,中间滑动板302位于每个空腔S的部分记为摩擦段。每个所述摩擦段均设置有条形孔,条形孔贯穿中间滑动板302,条形孔的深度方向与顶板3011以及底板3012垂直,条形孔的长度方向与中间滑动板302的长度方向一致。
每个所述摩擦段面向顶板3011的一侧和面向底板3012的一侧均设置有摩擦板303,摩擦板303与中间滑动板302相互接触的板面上分别设置有相匹配的楔形摩擦面,摩擦板303与中间滑动板302紧密贴合形成楔形摩擦副。
参见图6,若干高强螺栓穿过摩擦板303和摩擦段上的条形孔并旋入螺母,每个高强螺栓的两端均套设有形状记忆合金垫圈307,一端的形状记忆合金垫圈307位于摩擦段与高强螺栓头部之间,另一端的形状记忆合金垫圈307位于摩擦段与螺母之间。
所述顶板3011设置有两个供摩擦板303嵌入的通孔,该通孔的尺寸与摩擦板303的尺寸相匹配,摩擦板303嵌入顶板3011对应的通孔内。
所述底板3012设置有两个供摩擦板303嵌入的通孔,该通孔的尺寸与摩擦板303的尺寸相匹配,摩擦板303嵌入底板3012对应的通孔内。
每个所述空腔S内设置有若干形状记忆合金棒305,每个形状记忆合金棒305的两端分别穿过活塞板304和端板3013,形状记忆合金棒305的两端均设置有限位块3051。
实施例8:
本实施例主要结构同实施例7,进一步,所述活塞板304由两个板件拼接而成,每个板件与另一个板件拼接的边缘均设置有缺口,每个板件上均设置有供形状记忆合金棒305穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒305的直径。
拼接时,两个所述板件的缺口相对并均固接在中间滑动板302上。
实施例9:
本实施例主要结构同实施例8,进一步,所述限位块3051为螺母,形状记忆合金棒305的两端设置有螺纹,限位块3051旋入形状记忆合金棒305的两端。
实施例10:
本实施例主要结构同实施例9,进一步,参见图4或5,每个所述端板3013背向另一个端板3013的一侧连接有套筒导管306,套筒导管306与端板3013上的通孔贯通,中间滑动板302的端部穿过端板3013和套筒导管306。
Claims (10)
1.一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,其特征在于:包括所述上连接板(1)、下连接板(2)、阻尼器(3)和封闭机构(4);
所述上连接板(1)和下连接板(2)均水平设置且上连接板(1)位于下连接板(2)正上方,封闭机构(4)设置在上连接板(1)和下连接板(2)之间;
所述封闭机构(4)包括两个网片和两个X型结构,两个竖直的网片平行间隔布置;
所述网片包括第一转动杆(401)、第二转动杆(402)、第三转动杆(403)、第四转动杆(404)、第五转动杆(405)、第六转动杆(406)、第七转动杆(407)、第八转动杆(408)、第九转动杆(409)、第十转动杆(410)、第十一转动杆(411)和第十二转动杆(412);
所述第一转动杆(401)的下端和第二转动杆(402)的下端均通过第一铰接点(413)铰接在下连接板(2)的上表面,第三转动杆(403)的下端和第四转动杆(404)的下端通过第二铰接点(414)铰接在下连接板(2)的上表面,第二转动杆(402)的上端与第三转动杆(403)的上端通过第三铰接点(415)铰接;
所述第五转动杆(405)的上端和第六转动杆(406)的上端均通过第四铰接点(416)铰接在上连接板(1)的下表面,第七转动杆(407)的上端和第八转动杆(408)的上端通过第五铰接点(417)铰接在上连接板(1)的下表面,第六转动杆(406)的下端和第七转动杆(407)的下端通过第六铰接点(418)铰接;所述第四铰接点(416)位于第一铰接点(413)的正上方,第五铰接点(417)位于第二铰接点(414)的正上方,第六铰接点(418)位于第三铰接点(415)正上方;
所述第九转动杆(409)和第十转动杆(410)交叉布置并在交叉处铰接,第十一转动杆(411)和第十二转动杆(412)交叉布置并在交叉处铰接;
所述第九转动杆(409)的下端通过第七铰接点(419)与第一转动杆(401)的上端铰接,第十转动杆(410)的下端和第十一转动杆(411)的下端均连接到第三铰接点(415)上,第十二转动杆(412)的下端通过第八铰接点(420)与第四转动杆(404)的上端铰接;
所述第十转动杆(410)的上端通过第九铰接点(421)与第五转动杆(405)的下端铰接,第九转动杆(409)的上端和第十二转动杆(412)的上端均连接到第六铰接点(418)上,第十一转动杆(411)的上端通过第十铰接点(422)与第八转动杆(408)的下端铰接;
所述第七铰接点(419)与第三铰接点(415)之间连接有阻尼器(3),第八铰接点(420)与第三铰接点(415)之间连接有阻尼器(3),第九铰接点(421)与第六铰接点(418)之间连接有阻尼器(3),第十铰接点(422)与第六铰接点(418)之间连接有阻尼器(3);
所述X型结构包括第十三转动杆(423)和第十四转动杆(424),第十三转动杆(423)和第十四转动杆(424)交叉布置并在交叉处铰接,两个X型结构分别记为第一X型结构和第二X型结构,第一X型结构和第二X型结构所在平面均与网片所在平面垂直;
所述第一X型结构的第十三转动杆(423)下端连接到一个网片的第七铰接点(419)上,第一X型结构的第十四转动杆(424)下端连接到另一个网片的第七铰接点(419)上;所述第一X型结构的第十三转动杆(423)上端连接到一个网片的第九铰接点(421)上,第一X型结构的第十四转动杆(424)上端连接到另一个网片的第九铰接点(421)上;
所述第二X型结构的第十三转动杆(423)下端连接到一个网片的第八铰接点(420)上,第二X型结构的第十四转动杆(424)下端连接到另一个网片的第八铰接点(420)上;所述第二X型结构的第十三转动杆(423)上端连接到一个网片的第十铰接点(422)上,第二X型结构的第十四转动杆(424)上端连接到另一个网片的第十铰接点(422)上。
2.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,其特征在于:所述下连接板(2)的上表面连接有第一铰接块(5)和第二铰接块(6),第一转动杆(401)的下端、第二转动杆(402)的下端和第一铰接块(5)采用销轴铰接,第三转动杆(403)的下端、第四转动杆(404)的下端和第二铰接块(6)采用一字型销轴铰接;
所述上连接板(1)的下表面连接有第三铰接块(7)和第四铰接块(8),第五转动杆(405)的上端、第六转动杆(406)的上端和第三铰接块(7)采用销轴铰接,第七转动杆(407)的上端、第八转动杆(408)的上端和第四铰接块(8)采用一字型销轴铰接。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,其特征在于:所述下连接板(2)和第一铰接块(5)的连接方式、下连接板(2)和第二铰接块(6)的连接方式、上连接板(1)与第三铰接块(7)的连接方式以及上连接板(1)与第四铰接块(8)的连接方式一致,该连接方式为固接、滑动连接或铰接。
4.根据权利要求1或3所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,其特征在于:所述第九转动杆(409)和第十转动杆(410)采用一字型销轴铰接,第十一转动杆(411)和第十二转动杆(412)采用一字型销轴铰接,第十三转动杆(423)和第十四转动杆(424)采用一字型销轴铰接,第三铰接点(415)和第六铰接点(418)均采用一字型销轴铰接;
所述第七铰接点(419)、第八铰接点(420)、第九铰接点(421)和第十铰接点(422)均采用L型销轴铰接,L型销轴包括垂直连接的第一轴段和第二轴段,第一轴段与网片所在平面垂直,第二轴段与X型结构所在平面垂直。
5.根据权利要求1所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,其特征在于:所述阻尼器(3)包括外套筒(301)、中间滑动板(302)、摩擦板(303)、活塞板(304)和形状记忆合金棒(305);
所述外套筒(301)为内部中空的长方体结构,外套筒(301)包括顶板(3011)、底板(3012)、两个端板(3013)和两个侧板(3014),两个端板(3013)上均设置有供中间滑动板(302)穿过的通孔;
所述外套筒(301)内设置有活塞板(304),活塞板(304)位于两个端板(3013)的中央,活塞板(304)上设置有供中间滑动板(302)穿过的通孔;
所述中间滑动板(302)的中段位于外套筒(301)内并穿过活塞板(304),中间滑动板(302)与活塞板(304)固接,中间滑动板(302)的两端分别穿过两个端板(3013)并伸出外套筒(301);
所述活塞板(304)与每个端板(3013)之间的间隙记为空腔S,中间滑动板(302)位于每个空腔S的部分记为摩擦段;每个所述摩擦段均设置有条形孔,条形孔贯穿中间滑动板(302),条形孔的深度方向与顶板(3011)以及底板(3012)垂直,条形孔的长度方向与中间滑动板(302)的长度方向一致;
每个所述摩擦段面向顶板(3011)的一侧和面向底板(3012)的一侧均设置有摩擦板(303),摩擦板(303)与中间滑动板(302)相互接触的板面上分别设置有相匹配的楔形摩擦面,摩擦板(303)与中间滑动板(302)紧密贴合形成楔形摩擦副;
若干高强螺栓穿过摩擦板(303)和摩擦段上的条形孔并旋入螺母,每个高强螺栓的两端均套设有形状记忆合金垫圈(307),一端的形状记忆合金垫圈(307)位于摩擦段与高强螺栓头部之间,另一端的形状记忆合金垫圈(307)位于摩擦段与螺母之间;
所述顶板(3011)设置有两个供摩擦板(303)嵌入的通孔,该通孔的尺寸与摩擦板(303)的尺寸相匹配,摩擦板(303)嵌入顶板(3011)对应的通孔内;
所述底板(3012)设置有两个供摩擦板(303)嵌入的通孔,该通孔的尺寸与摩擦板(303)的尺寸相匹配,摩擦板(303)嵌入底板(3012)对应的通孔内;
每个所述空腔S内设置有若干形状记忆合金棒(305),每个形状记忆合金棒(305)的两端分别穿过活塞板(304)和端板(3013),形状记忆合金棒(305)的两端均设置有限位块(3051)。
6.根据权利要求5所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,其特征在于:所述活塞板(304)由两个板件拼接而成,每个板件与另一个板件拼接的边缘均设置有缺口,每个板件上均设置有供形状记忆合金棒(305)穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒(305)的直径;
拼接时,两个所述板件的缺口相对并均固接在中间滑动板(302)上。
7.根据权利要求5所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,其特征在于:所述限位块(3051)为螺母,形状记忆合金棒(305)的两端设置有螺纹,限位块(3051)旋入形状记忆合金棒(305)的两端。
8.根据权利要求5所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件,其特征在于:每个所述端板(3013)背向另一个端板(3013)的一侧连接有套筒导管(306),套筒导管(306)与端板(3013)上的通孔贯通,中间滑动板(302)的端部穿过端板(3013)和套筒导管(306)。
9.基于权利要求1所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件的组装方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)加工出所述上连接板(1)、下连接板(2)、阻尼器(3)以及封闭机构(4)的各个转动杆,将第九转动杆(409)和第十转动杆(410)采用一字型销轴铰接,第十一转动杆(411)和第十二转动杆(412)采用一字型销轴铰接,第十三转动杆(423)和第十四转动杆(424)采用一字型销轴铰接;
2)将第一铰接块(5)和第二铰接块(6)连接到所述下连接板(2)的上表面,将第三铰接块(7)和第四铰接块(8)连接到上连接板(1)的下表面;
3)将所述第一转动杆(401)的下端、第二转动杆(402)的下端和第一铰接块(5)采用一字型销轴铰接,第三转动杆(403)的下端、第四转动杆(404)的下端和第二铰接块(6)采用一字型销轴铰接,将第五转动杆(405)的上端、第六转动杆(406)的上端和第三铰接块(7)采用一字型销轴铰接,将第七转动杆(407)的上端、第八转动杆(408)的上端和第四铰接块(8)采用一字型销轴铰接;
4)将第九转动杆(409)的下端和第一转动杆(401)的上端采用L型销轴铰接,第十转动杆(410)的下端、第十一转动杆(411)的下端、第二转动杆(402)的上端和第三转动杆(403)的上端采用一字型销轴铰接,第十二转动杆(412)的下端和第四转动杆(404)的上端采用L型销轴铰接,第十转动杆(410)的上端和第五转动杆(405)的下端采用L型销轴铰接,第九转动杆(409)的上端、第十二转动杆(412)的上端、第六转动杆(406)的下端和第七转动杆(407)的下端采用一字型销轴铰接,第十一转动杆(411)的上端和第八转动杆(408)的下端采用L型销轴铰接,完成一个网片的安装;
5)重复步骤2)至4),完成另一个所述网片的安装;
6)在每个所述网片的第七铰接点(419)与第三铰接点(415)之间连接阻尼器(3),在第八铰接点(420)与第三铰接点(415)之间连接阻尼器(3),在第九铰接点(421)与第六铰接点(418)之间连接阻尼器(3),在第十铰接点(422)与第六铰接点(418)之间连接阻尼器(3);
7)将所述第一X型结构的第十三转动杆(423)下端连接到一个网片的第七铰接点(419)上,将第一X型结构的第十四转动杆(424)下端连接到另一个网片的第七铰接点(419)上;将所述第一X型结构的第十三转动杆(423)上端连接到一个网片的第九铰接点(421)上,将第一X型结构的第十四转动杆(424)上端连接到另一个网片的第九铰接点(421)上;
8)将所述第二X型结构的第十三转动杆(423)下端连接到一个网片的第八铰接点(420)上,将第二X型结构的第十四转动杆(424)下端连接到另一个网片的第八铰接点(420)上;将所述第二X型结构的第十三转动杆(423)上端连接到一个网片的第十铰接点(422)上,将第二X型结构的第十四转动杆(424)上端连接到另一个网片的第十铰接点(422)上。
10.根据权利要求9所述的一种适用于风力发电设备机组中的减振构件的组装方法,其特征在于:步骤1)中所述阻尼器(3)的加工包括以下分步骤:
1-1)在工厂加工出所述阻尼器(3)的各个组件;
1-2)将四个所述摩擦板(303)分别安装到中间滑动板(302)的四个楔形摩擦面上,采用高强螺栓将摩擦板(303)、中间滑动板(302)和形状记忆合金垫圈(307)连为一体;
1-3)将所述活塞板(304)的两个板件通过其缺口扣合在中间滑动板(302)上,并将两个板件均焊接在中间滑动板(302)上;其中,焊接形成的所述活塞板(304)位于中间滑动板(302)的两个摩擦段中间,活塞板(304)的每个板件上均设置有若干供形状记忆合金棒(305)穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒(305)的直径;
1-4)将两个所述端板(3013)通过其通孔分别套在中间滑动板(302)的两端;其中,每个所述端板(3013)上设置有若干供形状记忆合金棒(305)穿过的通孔,该通孔直径大于形状记忆合金棒(305)的直径;
1-5)所述形状记忆合金棒(305)的两端分别穿过端板(3013)和活塞板(304)上的通孔,并在其两端安装限位块(3051);
1-6)将所述顶板(3011)、底板(3012)、两个端板(3013)和两个侧板(3014)焊接为一体,完成外套筒(301)的安装;其中,两个所述摩擦板(303)分别嵌入顶板(3011)的对应的通孔内,另外两个摩擦板(303)分别嵌入底板(3012)的对应的通孔内。
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