论文摘要：飞机的蓝冰事件存在许久，一直没有得到彻底的解决，还不断在民航界造成安全事故，本文从发生的事例出发，阐述了蓝冰的危害，解释了蓝冰成型的原理和机制，分析了造成蓝冰的系统缺陷和飞机厕所排放系统主要部件的构成与工作原理，得出了造成蓝冰的主要原因所在，并且针对问题的主要方面，分别对该系统的排放活门、球形活门等重要部件和厕所勤务方面提出了机务维修方面的改进措施，相信通过这些改进措施能够有效预防飞机蓝冰事件，总体上该论文对实践具有较强的指导意义和参考价值。 关键词：机务维修
B737CL/B757飞机
厕所排放系统
厕所勤务蓝冰预防措施 2008年，2月5日，英国32岁男子罗伊德·加特日前正在家中和家人吃晚餐，一个散发着臊臭异味的巨大球形物体呼啸着从天而降，像炮弹一样落入他家的花园，瞬间将花园变成了一片废墟。加特本以为这个“不明飞行物”是外星陨石之类的东西，但经过仔细检查后才目瞪口呆地发现，那竟是一个从飞机厕所泄漏出的尿液结冰后形成的“尿冰球”！在我国，2003年11月12日，一块蓝色坠冰降落在北京市顺义区龙王头村张宝萍家，将其车库双层石棉瓦屋顶砸破，所幸没有造成人员伤亡，留下面积约为长30厘米、宽40厘米的大洞，北京天文馆的专家闻讯后赶到现场考察，并委托北京市理化分析测试中心进行蓝冰成分的检测，结果表明，蓝冰为飞机厕所清洁剂和污水的混合体。在现代民航飞机发展运营过程中，由“蓝冰”引发的各类事故屡见不鲜，造成了严重的人员设备损伤和巨大的经济损失。英国航空部门对此类事件调查结果表明，英国每年有大约35起类似事故发生，造成的经济损失巨大。 “蓝冰”的产生，是由于飞机厕所的废水系统里面加了蓝色的清洁剂，飞机在飞行过程中，如果厕所排放系统密封不严密导致废水渗漏，这些渗漏出的废水在飞机外表处受冷空气作用便会凝结成蓝色的冰团。随着体积不断增大在飞机的颠簸振动或者气度上升的条件下脱落，从高空落下会对地面人员和设备造成损伤；同时，如果是飞机前部厕所排放系统渗漏造成蓝冰，脱落后容易被发动机吸入而打坏发动机、或者打坏后面的飞机舵面就可能引发飞行事故。那么，我们应该怎样采取怎样的措施来预防此类危害的发生呢？首先让我们分析一下“蓝冰”产生的原因和与之相关的飞机系统和部件的工作原理。 我们以波音飞机B737CL（B737-200/300/400/500）系列飞机为例，由前厕所废水排放系统原理图（见图1）得出排放系统工作流程如下： 厕所马桶产生的废水通过图中管路进入废水箱，废水箱底部排污口与勤务面板（见图4）相连，在飞机进行废水箱勤务时通过操纵排放手柄操纵钢索，控制排放管路中的球形活门（见图3）和马桶水箱的排放活门同时动作(见图2)，使污水排出机外。废水箱加水通过勤务面板上的加水口与马桶的加水单向活门连接，在进行废水箱勤务时对废水箱加水。对厕所废水排放的工作流程进行分析可以发现，引发“蓝冰”出现的情况主要发生在厕所勤务面板排放口渗漏，排放管路的球形活门渗漏，马桶排放活门渗漏，并且只有当以上三处（而飞机的后厕所排放系统没有中间的球形活门）同时出现渗漏时，才可能产生“蓝冰”。下面我们就针对这三样部件进行具体分析。 一、马桶排放活门。如图2所示，葫芦形状的活门由一根快卸钢索控制，当进行废水箱勤务时，拉动勤务面板上的排放活门控制手柄，由快卸钢索带动葫芦形活门内部的弹簧动作，使橡胶材料的葫芦状活门收缩，使得马桶排放口导通。当松开控制手柄后，钢索受葫芦内部弹簧回复力作用恢复原状，同时橡胶活门再次依靠弹力堵塞住马桶排放口防止渗漏。
二、管路中的球形活门。如图3所示，拉动勤务面板上的排放活门控制手柄，通过控制钢索，作动球形活门作动器使球形活门改变状态处于排泄状态。 由于球形活门作动器的另一端通过钢索与马桶排放活门相连，松开控制手柄后，弹簧回复力使得球形活门作动器回复关闭位。球形活门通过封圈进行封严，若封圈安装不恰当，则可能会产生渗漏。
三、厕所勤务面板排放活门盖。如图4所示，排放手柄控制排放管路的导通与闭合，排放口有内，外级盖板。内，外二级盖板都有封圈对其封严，防止发生渗漏。 通过对以上三个部件进行分析后发现，导致它们发生渗漏的因素主要是封圈失效和设备组件老化或者地勤人员操作不当。因为在飞行过程中，飞机内外的巨大压力差将会间接作用在这些部件的密封措施上。所以，为了保证这些部件在严酷的飞行环境下不发生渗漏，我们就需要制定一套完善有效的维修方案对其进行维护。下面将列出针对上文分析的三处部件所采取的维修方案，并且对这些方案进行评估。 第一，针对马桶排放活门的改进措施。我们在分析了马桶废水箱排污口和葫芦形橡胶活门的构造和特性后发现，此处出现的渗漏情况的可能性较大。因为排污口与马桶内的各种废物直接接触，每次使用厕所时都会造成排污口环形面与废物之间的摩擦和碰撞，所以会造成排污口环形表面的损伤，甚至会有废物阻塞在葫芦形橡胶活门和环形表面的情况发生。那么此处的危险源就有以下两种：橡胶材料的葫芦形活门受到长时间的污染造成老化，影响了密封效果。环形表面的损伤造成橡胶活门与其接触不严密，出现缝隙发生渗漏。对于以上两类危险源我们可以采取下列措施：首先，监控葫芦形橡胶活门的老化程度，具体来说就是对不同件号的橡胶活门进行使用寿命的评估和统计，根据统计后的结果对橡胶活门的使用寿命进行监控，坚决杜绝失效的橡胶活门继续在飞机上使用的情况发生；其次，缩短目视检查排放活门的周期，由于排污口表面损坏的情况是随机出现的无法定量分析其有效使用周期，所以我们可以尽量缩短目视检查的周期，降低这一危险源发生的频率，从而达到降低风险的效果；最后，目前我们在针对马桶排污口这一部件的维修方案中，并没有采取对橡胶活门的寿命进行监控的措施，而是仅仅靠在目视检查排污口表面的过程中对活门的状态进行主观判断，这样的行为受到人为因素的影响很大，所以，对橡胶活门的寿命进行评估和监控是有必要的。 第二，针对排污管路中的球形活门改进措施。正是由于马桶排放活门经常渗漏，航空公司大多对B737CL系列前排污口执行AD加装有球面密封装置的活门，防止管路渗漏非常可靠！对于这一活门，目前采取了5000HR更换封圈的维护监控措施。在分析了监控封圈寿命的维护措施后，我们发现由于这种封圈是由合金材料构造而成，所以在正确安装后其封严效果良好。但是由于合金材料的硬度较大，所以在施工过程中的人为的衍生风险就比较大了，如果更换封圈的施工不正确，那么紧固卡箍后非常容易造成封圈的损坏，甚至破坏排污管路的结构。因此对于此项维护工作的重点，我们就应该放在更换封圈的施工过程上面，我们可以尽量安排有经验有能力的员工执行这一工作，力求最大程度降低衍生风险。另外，值得我们注意的是，在B757系列飞机和B737CL后排污口管路当中，由于没有安装加强的球形活门。虽然不会产生更换球形活门封圈过程中那样的衍生风险，但是，没有了球形活门就等于减少了一层渗漏保护，就等于提高了发生渗漏的可能性，更应该对其相关活门进行监控检查。第三，针对厕所勤务面板活门的改进措施。我们在分析了B737CL厕所勤务面板历年维护记录的数据，一般都是采取定期更换面板活门封严胶圈的维护措施，那么就封圈问题引起的渗漏情况得到了有效的控制。但在维护中发现，勤务面板排放盖变形才是导致渗漏的主因，尤以737CL面板排放盖变形居多。在这种情况下，即使封圈没有问题，一样会出现渗漏没法保证密闭管路排污口。我们还发现，造成面板结构变形的原因主要是地勤人员在进行厕所废水箱勤务时，开关勤务面板不注意施工的方式造成了面板活门盖结构变形。所以对他们进行相关规范和注意事项培训是有必要的。另外，我们在制定针对厕所勤务面板的维护方案中，还应该对面板的结构强度和封严效果进行分析，制定出面板变形的检查标准，以便于工作中的检查更换。 最后，在飞机厕所的勤务操作过程中，为了防止有异物、纸屑使排放活门留有缝隙产生渗漏，在排空污水后应该使用适量的清水冲洗后再往复推拉几次活门手柄，务求使活门体处于良好的密封状态。在航线维护工作中，我们也有必要针对B737CL机型厕所勤务面板结构情况和渗漏的目视检查项目列入该机型的航前、短停和航后的检查工作之中，特别是针对前勤务面板的例行目视检查。飞机制造厂家也针对这些问题在设计方面不断改进，尤其目前比较先进的飞机如B777或者A330等飞机，使用了抽真空马桶，将马桶废水集中到飞机后部的废水箱中，通过改进废水箱的排放系统，进一步降低该系统渗漏的可能性，也有效防止了前部厕所渗漏结冰引发飞行事故的问题。 目前的B757系列飞机的厕所系统与B737CL系列飞机的原理类似，所以上面提到的改进措施也适用于B757系列飞机。经过对于B737CL系列飞机厕所污水排放系统产生“蓝冰”的原因分析和对于涉及到的各部件维护措施的研究后，我们相信，如果能够落实上述的改进措施，那么一定能够做到从有效预防“蓝冰事件”的出现，提高飞机的飞行安全，避免地面人员和财产的损失。参考：1、波音飞机维护手册(AMM)2、波音飞机系统原理图手册(SSM)附注：原文正式发表在《中国飞行学院学报》杂志转载权限：保护作者版权从转载做起，作者一栏请写“航佳技术”文章底部粘贴航佳技术二维码，阅读原文粘贴航佳原文地址。投稿事宜：航佳技术坚持以原创为特色，如果您有飞机排故经验总结，机务管理类论文，原创视频，组图，机务生涯感想等欢迎投稿，与全国民航人一起分享！投稿邮箱：yangmh@(长按复制)点击小铅笔“???”写评论吧~~~↓↓↓航佳技术(AERO-EXPERT)　
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伺服电机控制方式详解
伺服电机控制方式详解
伺服电机控制方式详解 速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种运动功能来选择。 　　如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。 　　如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。 　　就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。 　　对运动中的动态性能有比较高的要求时需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。 　　一般说驱动器控制的好不好，每个厂家的都说自己做的最好，但是现在有个比较直观的比较方式叫响应带宽。当转矩控制或者速度控制时通过脉冲发生器给他一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时表示已经失步，此时的频率的高低，就能显示出谁的产品牛了，一般的电流环能作到1000Hz 以上，而速度环只能作到几十赫兹。 　　换一种比较专业的说法： 　　1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。 　　应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 　　2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。 　　3 、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。 　　4、谈谈3环，伺服一般为三个环控制，所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。最内的PID环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。 　　第2环是速度环，通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。 　　第3环是位置环，它是最外环，可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定，位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应速度也最慢。 ~
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你可能喜欢电风扇摇头角度的控制机构的制作方法
专利名称:电风扇摇头角度的控制机构的制作方法本实用新型涉及一种电风扇摇头角度的控制机构，特别是一种平面连杆的传动机构。迄今为止，市面上销售的所有电风扇只能在摇头(约90°)和不摇头两者中进行选择，不能随意调整电风扇的摇头角度，这就使风的利用不尽合理。普通电风扇的摇头机构是采用曲柄双摇杆机构，各杆的长度固定不变。曲柄作整周回转，带动两个摇杆来回摆动，从而引起机头的摆动。本实用新型的目的是为了提供一种摇头角度能够调节的电风扇，能够按照使用者的需要在从0°到超过90°的范围内进行无级调整，提高电风扇的使用性能。为使电风扇摇头可调，可以有多种设计方案。其中直接调整曲柄长度的方案，由于曲柄是旋转件，易发生控制钢索的缠绕，故而配置困难；且由于其位置处于电风扇减速机匣的下部、空间很有限，使得调整曲柄长度的机构较难设计。为解决上述的问题，我们提出一种所谓的分级传动机构，以下结合附图加以详细说明图1是已有电风扇的摇头机构简图。图2、图3、图4是分级传动摇头机构简图。参见图1，普通电风扇摇头机构是由旋转曲柄CB带动摇杆AB和CD绕定点A和D来回摆动，C点固结于电风扇的机头上，CD的摆动即是电风扇的摇头摆动。图2、图3和图4是三种形式的分级传动方案，其实质都一样。该控制机构包括一个由风扇电机减速器驱动的驱柄CB，一个与电风扇机头合为一体的摇杆DC，和一个带鉸鏈A和鉸鏈D的连架，其特征在于在所述摇杆DC内或其一端延长部分鉸接了一个摇杆EG，曲柄CB通过一个连杆EB带动所述摇杆EG摆动，所述曲柄CB、连杆EB、摇杆CG和摇杆EG组成第一级四连杆机构，在所述摇杆EG上或其一端延长部分有一个可沿摇杆EG滑动并在其上保持相对固定的滑块，该滑块上设有一个鉸鏈F，与摇杆FA的一端鉸接在一起，该摇杆FA的另一端与所述连架上的鉸鏈A鉸接在一起，连杆FG、摇杆GD、摇杆FA和连架AD组成第二级四连杆机构，调节所述第一、第二级四连杆的公共摇杆EG上所述滑块的位置，即可控制电风扇的摇头角度。特别是当鉸鏈F和鉸鏈G重合时，风扇的摇头角度为零，即不摇头，这里DGC杆为摇动的机头。上述机构的实质是将原来设计调整曲柄长度的机构改为调整EG杆上滑块F距G点的距离FG的机构。这就避开了调整旋转曲柄CB长度的问题；而且可将G点的位置设置在空余空间较大，能容纳下所设计的调整机构，使各机件的运动不受干涉的地方。图2中a、b、c三种结构形式可根据不同电风扇的结构特点选择使用。发明人曾以某型电风扇为例，对分级传动机构进行了精确的理论分析和计算并与实测的结果进行了对照，结果说明这样的机构完全达到了予想的效果，摇头角度可调整的范围从0°到110.18°，比一般电风扇摇头角度大20°左右。而且摆动中心移动的情况，亦即风扇吹风中心方向随FG值调节的变化情况，也是很小的，一般不到4°。图5是实测某电风扇的摇头机构简图。下面是测得该型风扇四杆机构的有关数据AB＝HD＝82mm
AD＝15mmBC＝11mm
CH＝2mm这里需说明的是，该型风扇由于其减速器结构上的原因，曲柄BC的转动中心C点的位置不在机头中心线上，偏离中心线的距离CH约等于2mm。图6是该电风扇的分级传动机构简图。设于HD之间，我们选出一点G(见图4)，该点的位置应选在空余空间较大，能容纳下所设计的调整机构，且能满足各机件的运动不受干涉的地方，设该点至D点和H点的距离分别为GD＝58mm
HG＝24mm选定各杆的长度分别为AF＝58mm
EB＝23.4mmEG＝13.46mmEG杆设计的活动范围为0到15mm，其它角度如γ、θ、α、β等的计算关系及变化范围，其推导过程从略。下面将通过实施例说明分级传动方案的一些具体结构。分级传动方案为实际调整机构的设计带来了方便，可以选用的结构形式是多种多样的，好的结构应具有简单、易于制造、生产成本低廉的优点，特别是能适用多种不同结构的电风扇，不改变原电风扇的机构，便能直接装上使用，这样对已在使用中的电风扇也能改装，对于生产新型摇头机构的厂家转产就非常容易。图7是滑套沿滑板滑动结构的纵向剖视图。图8是滑套沿滑板滑动结构的俯视图。图9是该机构的左视图。参照以上附图，摇杆EG为带翼滑板(2)，前述滑块为带翼滑套(1)，滑板(2)的翼上和滑套(1)的翼上套有予紧的橡筋(38)，通过拉紧或放松固定在滑套(1)上的钢索，就可以任意调整滑套(1)在滑板(2)上的位置。图7是滑套沿滑板滑动的结构图，其中滑板(2)相当于图4中的摇杆EG，其上鉚有鉸鏈轴(9)，相当于图4中的G点。滑板(2)还鉚有连杆(13)的鉸鏈轴(10)，连杆(13)的另一端用鉸鏈与曲柄(图中未画出)相连，曲柄(见图4中的BC)的旋转运动通过连杆(13)和鉸鏈(10)带动滑板(2)绕轴(9)即G点摆动。轴(9)在轴套(5)内转动，轴套(5)紧固在摇头机架(6)上。鉸鏈轴(9)和轴(10)的中心线间的距离就是图4上摇杆EG的长度。滑套(1)上还鉚有鉸鏈轴(15)与摇杆(14)相接，摇杆(14)相当于图4中的AF杆。鉸鏈轴(15)与轴(9)的中心线间的距离就是图4点F至点G的距离FG，由于滑套(1)可沿滑板(2)纵向滑动，FG值可以随意调整，从而可以改变电风扇的摇头角度的范围。前述滑块F的具体结构在本图中可以由带翼滑套(1)、鉸鏈轴(15)所组成，滑套(1)向上弯卷的部分(17)包住滑板(2)的边缘，构成滑道，使滑套(1)只能沿滑板(2)的纵向滑动，滑套(1)向两侧展开的翼(18)上开有切口(19)，滑板(2)的固定翼(20)上也有相应的切口，同侧对应的切口上装有予紧的橡筋将滑套(1)向右拉，而穿过钢索套(3)与滑套(1)的小鈎(16)结牢的控制钢索(图中未画)将滑套向左拉，通过钢索的牵引即可达到调节滑套与滑板相对位置，亦即控制FG长度的目的。通过定位槽口(21)能使滑套上的鉸鏈(15)与机头上的鉸鏈(9)的轴线重合，从而摇头为零。拉紧钢索套中的钢索将使滑套向FG减小的方向(图上看是向左)运动。放松钢索，滑套在橡筋拉力的作用下将向右运动使FG增长，这样通过拉紧或放松钢索，可任意调整滑套在滑板上的位置，钢索可引出到电风扇机头外部或与操纵盘上的手柄相连接，通过手柄进行无级控制。参照图1至图9，主要另件为1——滑套、2——滑板、3——钢索套、4——钢索套支架、5——轴套、6——摇头机架、7——垫片、8——轴帽、9——鉸鏈轴、10——鉸鏈轴、11——螺钉、12——垫片、13——连杆、14——摇杆、15——鉸鏈轴、16——小鈎、17——滑套的向上弯卷部分、18——滑套翼板、19——切口、20——固定翼、21——定位槽口、38——橡筋。权利要求1.一种电风扇摇头角度的控制机构，包括一个由风扇电机减速器驱动的曲柄CB、一个与电风扇机头合为一体的摇杆DC，和一个带鉸鏈A和鉸鏈D的连架，其特征在于在所述摇杆DC内或其一端延长部分鉸接了一个摇杆EG，曲柄CB通过一个连杆EB带动所述摇杆EG摆动，所述曲柄CB、连杆EB、摇杆CG和摇杆EG组成第一级四连杆机构，在所述摇杆EG上或其一端延长部分有一个可沿摇杆EG滑动并在其上保持相对固定的滑块，该滑块上设有一个鉸鏈F，该鉸鏈F与摇杆FA的一端鉸接在一起，该摇杆FA的另一端与所述连架上的鉸鏈A鉸接在一起，连杆FG、摇杆GD、摇杆FA和连架AD组成第二级四连杆机构，调节所述第一、第二级四连杆机构的公共摇杆EG上所述滑块的位置，即可控制电风扇的摇头角度。2.根据权利要求1所述的电风扇摇头角度控制机构，其特征在于所述摇杆EG为带翼滑板(2)，所述滑块为带翼滑套(1)，滑板(2)的翼上和滑套(1)的翼上套有予紧的橡筋(38)，通过拉紧或放松固定在滑套(1)上的钢索，可以任意调整滑套(1)在滑板(2)上的位置。专利摘要一种电风扇摇头角度的控制机构，包括由电机带动的曲柄CB，与风扇机头合为一体的摇杆DC以及连架铰链A和D。其特征是采取分级传动机构，由曲柄CB、连杆EB、摇杆CG和摇杆EG组成第一级四连杆机构。由连杆FG、摇杆GD、摇杆FA和连架AD组成第二级四杆机构。调整公共摇杆EG上所述滑块的位置，即可控制电风扇的摇头角度。可调整的范围从0～110°，为无级调速。文档编号F04D25/02GK209098公开日日 申请日期日发明者张萃林, 张庆明 申请人:张萃林, 张庆明导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan