构件块 |
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| 申请号 | CN201280001330.1 | 申请日 | 2012-06-08 | 公开(公告)号 | CN102958574A | 公开(公告)日 | 2013-03-06 |
| 申请人 | 连梓中; | 发明人 | 连梓坚; 连梓中; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种构件 块 ，包括具有前 板面 和后板面的面板件、以及自后板面向后延伸并且限定容座的周裙部，其中，在周裙部上形成互连装置，该互连装置适合与具有互补或 配对 互连装置的相邻构件块构成侧向 锁 定互连，互连装置是凹型连接件或与凹型件互补的凸型连接件，其中，凹型件成形为或者适合于，允许相邻构件块的凸型连接件通过在周裙部中远离面板件的自由端处进入，朝前板面移动，并且在达到前板面之前停止，从而建立侧向锁定互连。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种构件块，包括具有前板面和后板面的面板件、以及自所述后板面向后延伸并且限定容座的周裙部，其中，在所述周裙部上形成有互连装置，所述互连装置适合于与具有互补或配对互连装置的相邻构件块构成侧向锁定互连，所述互连装置是凹型连接件或与所述凹型件互补的凸型连接件；其中，所述凹型件成形为或者适合于，允许所述相邻构件块的凸型连接件通过在所述周裙部中远离所述面板件的自由端处进入，朝所述前板面移动，以及，在达到所述前板面之前停止，从而建立侧向锁定互连。 |
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| 说明书全文 | 构件块技术领域[0001] 本发明涉及构件块（building block），更具体地，涉及适合用于形成包括侧向互连构件块组件的构造结构的构件块。本发明还涉及由多个构件块按侧向互连关系形成的面板组件、以及包括这种组件的构造结构。 背景技术[0002] 许多结构由模块化构件块通过模块化构件块的锁定互连构成。这种结构的示例包括：例如，建筑物、车辆、机器、玩具、模型、家具、以及文具。模块化构件块通过包括一体方式形成的互连装置，用于与相邻构件块构成成对互连，以提高结构的牢固性。互连装置通常包括配对构件块上的互补配合件，以便于成对互连。 [0003] 通常，将在相反端部和侧面上包括互补配合件的模块化构件块层叠，然后，在竖向及水平方向都联锁，自期望形式的基底开始达到需要的高度。为了便于构造三维结构，要求构件块在其侧面以及其端部具有连接装置。 [0004] 美国专利No.6,050,044公开了在其相反端部和侧壁上具有连接装置的构件块。除了在上端和下端用于竖向连接构件块的连接装置之外，侧壁上具有用于使并排的元件相连接的连接装置，包括联锁的凸型和凹型楔形榫头。构件块在侧壁上还具有配合肋及槽，以尽量减少水平安装元件之间的扭转移动。 [0005] 已经注意到，具有常规互连装置的构件块对于许多应用不能完全令人满意。 发明内容[0006] 据此，本发明提供了一种构件块，包括具有前（或上）板面和后（或下）板面的面板件、以及自后板面向后延伸并且限定容座的周裙部；其中，在周裙部上形成互连装置，互连装置适合于与具有互补或配对互连装置的相邻构件块构成侧向锁定互连，互连装置是凹型连接件或与凹型件互补的凸型连接件；其中，凹型件成形为或者适合于，允许相邻构件块的凸型连接件通过在周裙部中远离面板件的自由端处进入，朝前板面移动，并且在到达前板面之前停止，从而建立侧向锁定互连。 [0007] 构件块包括的凹型连接件适合于与配对构件块的凸型连接件共同作用，以达成侧向锁定互连，同时避免凸型连接件到达前板面，这种构件块是有利的。例如，由于前板面通常适合于向外或面向外部，这种布置保护互连装置，使得不能直接从外部接近该互连装置，以减轻由于破坏或气候因素导致的损坏。另外，由于周裙部的自由端位于后方，相邻的构件块可以从后方进行安装和拆除。此外，由于凸型连接件的前进会由面板件阻挡，并且阻力会分散于面板件上，从而，减小了周裙部上较小部分的局部张力，从而提高了可靠性。此外，由于互连装置便于在面板件的后面进行构件块的侧向互连，减轻了例如因一些互连装置损坏导致构件块从前方突出的风险。 [0008] 在一示例中，互连装置整体位于前板面的后方，因而，当互连装置与相邻的构件块接合处于侧向锁定互连时，由前板面阻挡从前面接近互连装置。 [0009] 例如，面板件可以形成凹型连接件的止挡部，该止挡部适合于在建立侧向锁定互连时，阻挡相邻构件块的凸型连接件移动，以避免其到达前板面。使用面板件作为止挡部意味着无需形成单独的止挡部以在锁定互连时限制凸型件的轴向移动。 [0010] 限定前板面的面板件的边界可以没有侧向缩进、也没有侧向凸出。由于该边界可以构成适宜轮廓而不受互连装置形状的限制，这是有益的。例如，限定前板面的面板件的边界可以形成为圆形、椭圆形或凸多边形，以及，这样的可能性无法得到 [0011] 例如，凹型连接件可适于，当相邻构件块上的凸型连接件在朝前板面前进中被凹型连接件阻止或阻挡时，该前板面与该相邻构件块的前板面齐平。这有利于前表面的自动对齐，以加速构件块的组装。 [0012] 在周面上可以形成细长开口，以限定凹型连接件，细长开口在周裙部上是贯通的，自周裙部的自由端朝面板件延伸。由贯通部分在周裙部上限定凹型连接件是有利的，因为这可以简单形成，而且不同形式的凸型连接件都可以与这种凹型连接件配合使用。 [0013] 凹型连接于侧向可以具有楔形轮廓，以与凸型连接件形成侧向楔形接合。 [0014] 在一示例中，凸型连接件远离周裙部正交方式凸出，并且包括在正交于前板面方向延伸的细长件，该细长件在到达该前板面之前终止。 [0015] 例如，凸型连接件可以包括自周裙部凸出的T形部，该T形部中离周裙部最远的端部适合于伸进相邻构件块的容座中，以形成侧向锁定互连。T形件可以包括连接T形件末端与周裙部的细长颈部。当与相邻构件块构成侧向互连时，该颈部穿过周裙部。 [0016] 为了增强相邻构件块之间的可靠互连，互连装置可适合于与相邻构件块中的配对互补互连装置构成成对互连。 [0017] 各互连装置可以包括配合件，配合件在正交于前板面的纵向延伸，并且具有自前板面缩进的纵向端。换而言之，配合件位于前面板下方并且自其缩进。这在轴向提供了分布式锁定互连，同时在处于互连时从构件块的前方隐藏互连装置。 [0018] 配合件可以包括楔固件，用于与相邻构件块上的配对互补配合件构成锁定互连。楔固件成形为，在正交于周面的方向或者在平行于前板面的方向，对该构件块自相邻构件块分离的方向的移动起作用，以使锁定互连收紧。 [0019] 例如，互连装置可以包括凸型配合件，该凸型配合件远离周面正交方式凸出，并且在正交于前板面的方向延伸成细长件，以及，该凸型件在到达前板面之前停止。 [0020] 凸型配合件可以包括具有横向延伸端部的T形件，其适合于伸进相邻构件块的容座以形成锁定互连。 [0021] 互连装置可以包括在周面上限定细长开口的凹型连接件，该凹型连接件为楔形并且正交于前板面延伸。该开口可以在到达前板面之前停止，以提供阻挡，从而防止配对凸型配合件的前移超过面板件。 [0022] 容座可以适合于与配对构件块的凸部构成成对接合。 [0023] 作为示例，前板面可以是面板件的上板面，面板件具有上板面和下板面，以及，周面限定自板件延伸向下并围绕下板面的周裙部。 [0024] 互连装置可以位于低于上板面的水平高度，并且适合于在与相邻构件块处于锁定互连时由相邻构件块遮蔽。这样一种布置有利于通过使构件块互连而构成面板，同时减轻互连装置连接处的不美观，以及降低通过外部接近而移开构件块的风险。 [0025] 多个互连装置可以包括至少一个凸型配合件和与该凸型配合件互补的至少一个凹型连接件。 [0026] 互连装置可以位于周面中一个侧面的中心线上，该中心线与前板面正交。 [0027] 面板件可以具有多边形上板面和周面，以及，互连装置可以位于多边形周面的各侧面上。 [0028] 在面板件具有圆形或椭圆形的前板面的情况下，多个互连装置可以分布于周边。 [0029] 前板面可以是平坦、等高或有纹理的表面。 [0030] 构件块可以由塑料一体形成。 [0031] 用于和配对构件块构成成对接合的多个配合凸部可以分布于前板面，该凸部正交于前板面延伸。 [0032] 在一示例中，描述了包括多个本文所述构件块处于锁定互连的面板组件。 [0033] 面板组件可以包括由多个构件块的前板面共同形成的等高或平坦的板面。 [0035] 下面，经由示例并参照附图，说明构件块的实施方式以及由其搭建的面板，附图中： [0036] 图1是构件块第一示例的俯视轴测图； [0037] 图1A、图1B、图1C、图1D、以及图1E分别是图1构件块的仰视轴测图、俯视图、仰视图、第一侧面侧视图、以及第二侧面侧视图； [0038] 图2和图2A分别是第二示例构件块的俯视轴测图和仰视轴测图； [0039] 图3和图3A分别是第三示例构件块的俯视轴测图和仰视轴测图； [0040] 图4和图4A分别是第四示例构件块的俯视轴测图和仰视轴测图； [0041] 图5和图5A分别是第五示例构件块的俯视轴测图和仰视轴测图； [0042] 图6和图6A分别是第六示例构件块的俯视轴测图和仰视轴测图； [0043] 图7、图7A和图7B分别是由第一至第六示例构件块组装的示例面板的俯视轴测图、仰视轴测图、以及仰视图； [0044] 图8、图8A至图8E分别是第七示例构件块的俯视轴测图、仰视轴测图、仰视图、第一侧面侧视图、以及第二侧面侧视图； [0045] 图9和图9A分别是另一面板示例的俯视轴测图和仰视轴测图； [0046] 图10是另一面板示例的俯视轴测图； [0047] 图11A至图11D分别是第八示例构件块的俯视图、仰视图、在从A'到A方向的第一侧视图、以及在从A到A'方向的第二侧视图； [0049] 图12A是图12的前视轴测图，示出图12面板组件的前板面； [0050] 图13是图12的构件结构的后视轴测图，此图中面板组件与框架结构分离； [0051] 图13A是示出形成图12中面板组件的框架结构一部分以及一些构件块的分解图； [0052] 图14是示出框架结构的一些组件的分解图； [0053] 图15示出笔筒的俯视轴测图； [0054] 图15A示出图15中笔筒组件底层的俯视轴测图； [0055] 图15B示出图15A中底层的局部分解图； [0056] 图15C示出图15中笔筒组件的顶部两层的局部分解图； [0057] 图16A和图16B是俯视轴测图，分别从一侧和另一侧观察组成图15中笔筒组件的构件块； [0058] 图16C示出组成图15中笔筒组件的第二变体构件块的俯视轴测图；以及[0059] 图16D和16E是俯视轴测图，分别从一侧和另一侧观察组成图15中笔筒组件的第三变体构件块。 具体实施方式[0060] 图1至图1E的构件块100包括面板件110和周裙部120。面板件包括上板面或前板面112以及下板面或后板面114，下板面114位于上板面112的下面。上板面和下板面共同限定面板件110的厚度。周裙部120自面板件110延伸向下并且包括周壁122，周壁122围绕下板面114。周壁122符合于面板件110的轮廓，并且具有自面板件向下延伸的大体均匀的深度，使得当构件块的周壁122位于水平支撑面上时，上板面112平行或大体平行于该支撑面。一般而言，周壁122的一端与面板件110的上板面112结合或相交，而周壁122的另一端是远离面板件的自由端，该端限定第二表面的边界。周壁的厚度沿其深度也是大体均匀的。 [0061] 周壁限定了轮廓形状大体与面板件的轮廓形状一致的隔室，而第二表面是进入隔室的入口表面。对于具有如第一示例的方形面板件的示例构件块，周裙部限定方形或大体方形的隔室。在本示例构件块中，面板件的厚度和周壁的厚度大约相同。隔室通常限定容座，用于与分布于下方构件块上的配合凸部构成成对互连，以形成构件块的竖向层叠组件。竖向堆叠中的构件块可以进一步联锁以增强结构的牢固性。一般而言，容座由面板件、第二表面、以及周壁共同限定。示例构件块由硬质塑料整体成型，以提高结构的完整性、可靠性，并使成本降低。 [0062] 多个互连装置分开布置方式形成于周裙部120。在具有方形面板件的图1的示例构件块中，互连装置形成于周裙部四面的每一面上。互连装置适合与相邻构件块上的互补互连装置构成侧向互连，并且设计成，当使构件块互连时，相邻的互连构件块的上板面是齐平的。多个互连装置包括：至少一个凸型互连件132和至少一个凹型互连件134。 [0063] 凸型互连件132包括楔形部或楔榫部，作为自周壁向外凸出的楔固装置的示例。楔形部包括远离周裙部的凸台或头部、以及居于凸台或头部与周裙部之间的狭窄颈部。颈部包括杆件，其自周裙部正交方式凸出，直至在远离周壁的端部处与头部或凸台结合。此杆部也在平行于上板面的方向延伸。凸台或头部朝周裙部逐渐变细以形成楔固部，并且在达到周裙部之前停止渐细，使得紧邻周裙部维持大体均匀厚度的一段颈部，以提供适当的颈部强度。凸出的楔形部与上板面有一定距离，并且自低于上板面的水平高度朝周裙部的底部向下延伸。楔形部的底部与周壁的底部平齐。楔形部具有自下板面向下延伸的大体恒定或均匀的横截面。藉此，图1所示构件块的楔形部是大体楔形台。楔形台的轴线平行或大体平行于周壁，或者正交或大体正交于上板面。 [0064] 凹型互连件134包括凹口，该凹口自低于上板面的水平高度延伸直至周裙部的底部，从而限定自远离前板面的周壁自由端延伸至前板面的贯通细长凹口。凹口与凸型互连件互补成形，以便于成对互连。具体而言，凹口是在周裙部上正交于上板面的方向延伸的楔形凹口。凹口细长并且沿其长度具有大体均匀的横截面。换而言之，凹口的轴线正交或大体正交于上板面。 [0065] 借助于具有布置在低于上板面的水平高度处或具体而言低于上板面的一对互补互连件，可以便于在不使互连件暴露于上板面的情况下进行构件块的侧向互连。由于从外部不能直接看到或者接近互连装置，这种布置减轻了从结构外部无意或有意移去构件块的风险。另外，互连装置布置于周壁的中部，使得相邻构件块可以容易地将边缘对齐以进行连接，而没有复杂的对齐要求。 [0066] 如图2和图2A所示的第二示例构件块200中，互连装置形成于三个侧面、仅仅使得侧壁之一完全平滑并连续，除此之外，第二示例构件块200与第一示例构件块相同。适当时为了避免重复，除了不失一般性地给附图标记加上100之外，将关于第一示例构件块100的以上描述并入此处用于第二示例构件块的描述。 [0067] 如图3和图3A中所示的第三示例构件块300中，所有互连装置均为凹型，除此之外，第三示例构件块300与第二示例构件块相同。适当时为了避免重复，除了不失一般性地给附图标记加上100之外，将关于第二示例构件块200的以上合并描述并入此处，用于第三示例构件块的描述。 [0068] 相比于第二示例中一个凹型和两个凹型互连装置，如图4和图4A所示的第四示例构件块400中具有一个凸型互连装置和两个凹型互连装置，除此之外，第四示例构件块400与第二示例构件块的相同。适当时为了避免重复，除了不失一般性地给附图标记加上200之外，将关于第二示例构件块200的以上合并描述并入此处，用于第四示例构件块的描述。 [0069] 如图5和图5A中所示第五示例构件块500中，互连装置包括一个凸型互连件和三个凹型互连件，除此之外，第五示例构件块500与第一示例构件块相同。适当时为了避免重复，除了不失一般性地给附图标记加上400之外，将关于第一示例构件块100的以上描述并入此处用于第五示例构件块的描述。 [0070] 与第四示例相比，除了一个凸型互连装置居于两个凹型互连装置之间外，如图6和和6A中所示的第六示例构件块600与第四示例构件块相同。适当时为了避免重复，除了不失一般性地给附图标记加上200之外，将关于第四示例构件块400的以上合并描述并入此处，用于第六示例构件块的描述。 [0071] 图7、图7A和图7B中所示的示例面板组件1000包括于侧向锁定互连以共同形成面板组件的六个构件块。面板组件由第一至第六示例构件块的各一个组装而成，并且包括组装板面，其由第一至第六构件块的上板面112、212、312、412、512、612共同形成。如图6中所示，从面板组件的前面或顶面只能接近六个构件块的上板面边界，以及，从面板的前面或顶面无法接近互连装置。 [0072] 面板组件1000的示例结构是：通过将所有构件块置于支撑面上，使得第二表面面朝上，并且使上板面面对支撑面。然后，通过将第一构件块100的凸型互连件插进第二构件块200和第六构件块600上的对应凹型互连件，直至凸型互连件被面板件挡住，在这种情况下，上板面112、212、612互相齐平，从而将相邻侧面上具有两个凸型互连件的第一构件块100安装至第二示例构件块200和第六示例构件块600。例如，通过使第一构件块100的凸型连接件132进入第二示例构件块的第二表面处的细长凹口234，然后于轴向向前方向朝面板件沿细长凹口前进，将第一构件块100的凸型连接件132插入第二示例构件块200的凹型连接件。同样地，通过使第一构件块100的凸型连接件132进入第二示例构件块的第二表面处的细长凹口634，然后于轴向向前方向朝面板件沿细长凹口前进，将第一构件块100的凸型连接件132插入第二示例构件块600的凹型连接件。应当注意到，超过面板件于轴向向前方向的进一步前进被面板件阻断。由于面板件确定轴向向前移动的极限，构件块只能于轴向向后方向也就是于离开面板件朝第二表面移动的方向从面板组件移去。如图7中所示，从面板组件的前方能接近的只有上板面的边界线。 [0073] 按照相同或类似方式组装其他构件块，直至使所有构件块互连。应当理解，由于从前板面不能接近互连装置，构件块的接合、分离、互连或移去都要从板面后方执行。这减轻了由于从前方不易观察互连装置的部位或存在而造成破坏的风险。另外，使互连装置容纳在前板面后方也便于在包括构件块组件的面板中形成整洁的结合图案。 [0074] 图8至图10是与第一至第六示例构件块大体相同或等效的其他示例构件块，不同之处在于，在由周裙部限定的隔室或容座中设置有机械联结装置740，用于与分布于下方的一个构件块或多个构件块的配合凸部构成配合互连。 [0075] 图11（图11A至图11D）所示的第八示例构件块800与图1至图6和图8的其他示例构件块大体相同或类似，不同之处在于，互连装置的凸型连接件832是T形件，T型件形成于周壁822上并且自周壁正交方式凸出，带有远离周壁822的横向延伸头。构件块800包括面板件810以及共同形成周裙部820的多个周壁822，面板件810具有上板面或前板面812、位于上板面相反侧的下板面或后板面814。周壁（或周裙部）从前板面（其由面板件的上板面812所限定）于轴向朝第二表面延伸，第二表面的边界由周裙部的端部（远离前板面的自由端）限定。互连装置的各连接件自第二表面朝前板面延伸，但在达到前板面之前停止。T形的凸型连接件于周壁深度方向具有大体均匀横截面并且包括细长颈部832A，颈部832A自周壁812正交方式凸出，直至与横向于细长颈部延伸的细长端件832B结合。细长端件832B与周壁隔开，并在平行于面板件的方向延伸。此细长端件适于容纳在配对构件块的隔室或容座内，以便于侧向相邻构件块的锁定互连，如图13中所示。由于构件块的第二表面限定进入该构件块容座的入口，通常将第二表面安装或支撑在背衬构件块上。 [0076] 由于第八示例构件块与其他示例构件块大体相同，适当时为了避免重复，除了不失一般性地给附图标记加上100或适当加上100的倍数之外，将关于其他示例构件块的描述并入此处。 [0077] 图12所示的示例建筑结构4000包括面板组件2000，面板组件2000可拆卸方式安装于结构框架3000。如图12、图12A和图13所示的面板组件包括第八示例构件块800和变体构件块800A、800B。变体构件块800A、800B与第八示例构件块800大体相同，不同之处在于，第一变体构件块800A的凸型连接件832形成于相邻周壁，以及，第二变体构件块800B仅包括或者说全部为凹型连接件。为了组装面板组件，将具有互连装置的第八示例构件块（包括其变体）与具有互补互连装置的相邻构件块联结，以便于相邻构件块之间的成对或锁定侧向互连。类似于其他构件块示例，为了便于与相邻构件块锁定联结，在遇到互补连接件时，使具有凸型连接件的构件块于轴向向前方向移动。可选择地，为了便于与相邻构件块锁定联结，在遇到配对连接件时，可以使具有凹型连接件的构件块于轴向向后方向移动。按任一方式，锁定互连后，相邻构件块的上板面都将平齐。 [0078] 然后，在遇到分布于结构框架3000上的凸型连接件时，通过使面板组件4000于轴向向后方向朝结构框架3000移动，将面板组件4000安装至结构框架3000。如图13、图13A和图14中所示，框架结构3000通过将构件块4100和构件块连接装置4200、4300串联连接而构造成。构件块4100包括筒状元件，该筒状元件具有通过矩形周裙部相互连接的第一筒状端部和第二筒状端部。与凸型连接件832相同的凸型连接件4832分布于周裙部的相邻表面上。结构框架限定窗框，凸型连接件4832朝窗空间内侧正交方式向内凸出。通过使面板组件4000于轴向向后方向滑动进入锁定互连，将面板组件4000安装在结构框架上。根据图12A应当理解，横跨整个前板面，集合而成的上板面是平坦的或同高的，并且只有限定各个构件块的面板件的连接线面向前方。 [0079] 图15是笔筒的轴测图，图示的成型结构由包括多个如图16A和图16B所示第九示例构件块900以及如图16C至图16E所示其变体900B、900C的构件块组装而成。笔筒5000包括封闭的笔筒基底5100以及自基底竖向向上延伸的周壁5200。周壁和封闭笔筒基底共同限定竖向延伸的笔筒隔室，该笔筒隔室具有位于周壁顶端的插笔口。第九示例构件块900与第八示例构件块大体相同，不同之处在于，附加配合凸部960自构件块上板面于轴向向前方向正交方式凸出。配合凸部适合于，与位于紧挨其上方的构件块的底面处的配对配合容座构成成对接合，以便于相邻构件块之间的竖向联结互连。配对配合容座可以与图8C所示第七示例构件块的相同，或者可以是与配合凸部互补的变体或修改结构。在和圆筒配合凸部的轴线正交的平面中，配合凸部具有圆柱外周，以便于联结而没有方向限制或使方向限制最小化。 [0080] 面板件910下侧上的容座可以是平常的容座，诸如图1的那种容座或者第七示例构件块的配合容座。类似于第八示例构件块，周裙部912上的互连件可以只是凸型连接件、只是凹型连接件、或者是凸型连接件和凹型连接件二者的组合。 [0081] 在如图16C中所示的第九示例构件块的第二变体900B中，周裙部在两个平坦周壁922之间具有倒圆侧面。凸型件自平坦周壁正交方式凸出。不失一般性，凸型或凹型互连件可以形成于其他平坦周壁。具有倒圆周壁的第九示例构件块的这种变体用来形成笔筒的倒圆边缘。类似于其它示例构件块，互连装置的纵向端自上板面912缩进。 [0082] 如图16D和图16E中所示的第九示例构件块的第三变体900C与构件块900大体相同，而其变化之处在于，面板件具有矩形的上板面和下板面，以及，多个线性方式分布的配合凸部自前板面正交方式凸出。另外，多个互连装置分布于一侧周壁，以提供分布式联锁。 [0083] 虽然已经参照上述示例说明了构件块示例，但应当理解，这些实施方式只是非限制性示例，而不应当用于范围限制或约束。例如，虽然各示例构件块包括方形面板件，但面板件可以具有任何合适形状诸如多边形、圆形、椭圆形、甚至不规则形状，而不失一般性。此外，由于周裙部符合于面板件轮廓，周裙部也对应成形。例如，对于作为玩具构件块的应用，面板件和/或周裙部的厚度可以在1.5毫米（mm）至2.5毫米的范围。虽然参照塑料成型示例构件块说明上述特征，但应当理解，构件块可以由混凝土、金属、或其他可模塑材料进行成型；或者，由不可模塑材料诸如木材或金属部件制成而不失一般性。 |
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