一种转子发动机的制作方法

1.本发明涉及一种动力装置，尤其是一种转子发动机。


背景技术：

2.常见的发动机通常是活塞式发动机，其需要利用曲柄机构将活塞的直线往复运动转换为旋转运动，发动机尺寸相对较大，振动和噪声相对较高。
3.与活塞式发动机不同，转子发动机可以直接将燃烧膨胀力转换为驱动扭矩，由于无需使用曲柄机构，同样功率下，发动机尺寸相对较小，振动和噪声都相对较低。
4.现有的转子发动机主要采用三角转子来控制压缩、做功和排放，由于三角转子偏心布置，使用时会产生较大的离心力，导致输出轴容易疲劳断裂，使用寿命相对较低。
5.有鉴于此，本技术对上述问题进行了深入的研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种使用寿命相对较高的转子发动机。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种转子发动机，包括缸体和转轮，所述转轮上固定连接或一体连接有与所述转轮同轴布置的输出轴，所述缸体上开设有回转孔，所述回转孔的侧壁上开设有固定仓，所述固定仓内设置有固定连接在所述缸体上的喷油嘴和火花塞，所述转轮位于所述回转孔内，且所述转轮的侧壁上开设有与所述固定仓配合的活动仓，当所述活动仓转动至与所述固定仓对应的位置时，所述活动仓和所述固定仓共同构成燃烧腔，所述燃烧腔的长度方向与所述转轮的其中一个径向平行布置；所述转轮朝向所述第一缸板的一侧开设有与所述活动仓连通的活动进气孔，所述回转孔的侧壁上还开设有与所述活动仓配合的活动仓排气槽，所述缸体或所述转轮上设置有与所述固定仓配合的固定仓排气结构；所述缸体的一侧固定连接有第一缸板，另一侧固定连接有第二缸板，所述第一缸板和所述第二缸板分别覆盖所述回转孔对应的口部，所述第一缸板和/或所述第二缸板上开设有用于供所述输出轴穿出的轴孔，所述第一缸板上开设有与所述活动进气孔配合的进气弧形槽，所述进气弧形槽的弧形中心轴与所述转轮的中心轴同轴布置，所述第二缸板上开设有与所述活动仓排气槽连通的第一排气通槽。
9.作为本发明的一种改进，所述固定仓、所述活动仓和所述活动仓排气槽都有多个且三者数量相同，各所述固定仓、各所述活动仓和各所述活动仓排气槽都以所述回转孔的轴线为中心匀布。
10.作为本发明的一种改进，所述缸体上开设有与所述固定仓连通的固定进气孔，所述固定进气孔上安装有进气阀。
11.作为本发明的一种改进，所述固定仓排气结构包括开设在所述缸体上的固定排气孔和安装在所述固定排气孔上的排气阀。
12.作为本发明的一种改进，所述固定仓排气结构包括开设在所述转轮的周向侧壁上
的固定仓排气槽以及开设在所述第二缸板上的第二排气通槽，当所述活动仓转动至与所述活动仓排气槽对应的位置时，所述固定仓排气槽转动至与所述固定仓对应的位置处，且所述固定仓排气槽与所述第二排气通槽连通。
13.作为本发明的一种改进，所述输出轴上固定连接有感应环，所述感应环的周向侧壁上设置有感应块，所述缸体上直接或间接固定连接有与所述感应块配合的检测器。
14.作为本发明的一种改进，所述转轮上开设有多个以所述输出轴为中心匀布的穿孔。
15.作为本发明的一种改进，还包括防逆转装置，所述防逆转装置包括固定连接在所述输出轴上且与所述输出轴同轴布置的制动盘以及固定连接在所述第二缸板上的内棘齿圈，所述制动盘位于所述内棘齿圈中，且所述制动盘的周侧壁上开设有径向滑孔，所述径向滑孔内滑动连接有滑杆，所述滑杆的一端固定连接或一体连接有齿块，另一端抵顶有弹性件，所述弹性件远离所述滑杆的一端抵顶在所述径向滑孔的底部。
16.作为本发明的一种改进，所述径向滑孔为t型孔。
17.作为本发明的一种改进，还包括固定连接在所述第一缸板远离所述缸体一侧的第一盖板以及固定连接在所述第二缸板远离所述缸体一侧的第二盖板。
18.采用上述方案，本发明具有以下有益效果：
19.1、通过设置固定仓和活动仓共同构成燃烧腔，转轮无需偏心布置，使用时产生的偏心载荷基本上可以忽略不计，输出轴不易疲劳断裂，使用寿命相对较高。
20.2、本发明利用转轮的转动代替传统的电磁阀控制部分进气和排气，故障率相对较低。
21.说明书附图
22.图1为本发明转子发动机的结构示意图；
23.图2为本发明转子发动机的分解结构示意图，图中省略喷油嘴、火花塞等部分零部件；
24.图3为本发明转子发动机省略第一盖板后的结构示意图；
25.图4为本发明转子发动机省略第二盖板后的结构示意图；
26.图5为本发明转轮和缸体的第一状态结构示意图；
27.图6为本发明转轮和缸体的第二状态结构示意图；
28.图7为本发明转轮和缸体的第三状态结构示意图；
29.图8为本发明转轮和缸体的第四状态结构示意图；
30.图9为本发明转轮和缸体的第五状态结构示意图；
31.图10为本发明转轮和缸体的第六状态结构示意图；
32.图11为本发明转轮和缸体的第七状态结构示意图；
33.图12为本发明转轮和缸体的第八状态结构示意图。
34.图中标示对应如下：
35.10-缸体；
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11-回转孔；
36.12-固定进气孔；
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13-活动仓排气槽；
37.15-固定仓；
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16-检测器；
38.20-转轮；
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21-固定仓排气槽；
39.24-活动仓；
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25-活动进气孔；
40.30-输出轴；
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31-感应环；
41.32-感应块；
42.40-第一缸板；
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41-进气弧形槽；
43.50-第二缸板；
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51-第二排气通槽；
44.52-第一排气通槽；
45.60-喷油嘴；
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70-火花塞；
46.80-防逆转装置；
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81-制动盘；
47.82-内棘齿圈；
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83-径向滑孔；
48.84-滑杆；
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85-弹性件；
49.90-护板；
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91-第一盖板；
50.92-第二盖板。
具体实施方式
51.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
52.如图1-图5所示，本实施例提供一种转子发动机，包括缸体10和转轮20，其中，转轮20上固定连接或一体连接有与转轮20同轴布置的输出轴30，输出轴30可以只有一个，连接在转轮20的一侧，也可以有两个，分别连接在转轮20的两侧。
53.缸体10的外形可以根据实际需要设计，在本实施例中，缸体10呈长方体，该缸体10上开设有回转孔11，转轮20位于回转孔11内且与回转孔11同轴布置，以此实现缸体10和转轮20之间的转动连接。转轮20轴向方向的两侧分别与缸体10对应的侧面平齐布置。缸体10的一侧固定连接有第一缸板40，另一侧固定连接有第二缸板50，第一缸板40和第二缸板50分别覆盖回转孔11对应的口部，以对转轮20形成轴向限位。此外，第一缸板40和/或第二缸板50上开设有用于供输出轴30穿出的轴孔，轴孔的具体位置和数量取决于输出轴30的连接位置和数量。
54.优选的，转轮20的外周壁上包覆有阻燃耐磨活动密封套，以提高密封效果，阻燃耐磨活动密封套采用氮化硅材质，当然，其与转轮20上对应的仓或槽(即下文将会提及的开设在转轮20外周壁上的仓或槽)的位置处需要开设缺口。
55.回转孔11的侧壁上开设有固定仓15，固定仓15的横截面呈圆形，这样可以通过镗孔的方式加工获得。固定仓15可以有多个，在本实施例中以固定仓15有四个为例进行说明，各固定仓15以回转孔11的轴线为中心匀布绕设。各固定仓15内都设置有固定连接在缸体10上的喷油嘴60和火花塞70，喷油嘴60和火花塞70都是常规的发动机所采用的元件，其通过嵌设在固定仓15的底部上实现与缸体10的固定连接，具体的，各固定仓15的底部都开设有两个通孔，其中一个通孔用于嵌设喷油嘴60，另一个通孔用于嵌设火花塞70，喷油嘴60和火花塞70上连接的导线则通过对应的通孔远离回转孔11的一端穿出，并连接在同一控制器上，该控制器为常规的微电脑控制器，可从市场上直接购买获得并根据实际功能需求按常规的方式进行设置，并非本实施例的重点，此处不再详述。
56.缸体10上开设有分别与各固定仓15一对一连通的固定进气孔12，固定进气孔12的出气端位于对应的固定仓15的底部，进气端的位置可以根据实际需要设置，例如设置在缸
体10上、缸板上或者下文将会提及的盖板上。各固定进气孔12上都安装有进气阀(图中未示出)，以便控制对应进气孔12的通断时序。需要说明的是，由于本实施例提供的转子发动机不具有传统发动机的压缩行程，必要时各进气孔12也可以连接气泵，以便在使用时提高进气压力，进而提升点火前的空气密度和排气时的扫气效果。此外，缸体10或转轮20上设置有与固定仓15配合的固定仓排气结构，该固定仓排气结构可以与固定仓进气结构类似，即固定仓排气结构包括开设在缸体10上的固定排气孔和安装在固定排气孔上的排气阀，固定排气孔的数量与固定仓的数量相同且一对一连通。优选的，为了降低故障率，本实施例提供了一种机械式的固定仓排气结构，该固定仓排气结构包括开设在转轮20的周向侧壁上的固定仓排气槽21以及开设在第二缸板50上的第二排气通槽51，其中，固定仓排气槽21的数量与固定仓15的数量相同，各固定仓排气槽21以回转孔11的轴线为中心匀布绕设，第二排气通槽51的数量也与固定仓15的数量相同，其两者的位置一一对应，当各固定仓排气槽21转动至与各固定仓15一一对应的位置时，各固定仓排气槽21同时与各第二排气通槽51一对一连通，而在各固定仓排气槽21与各固定仓15错位布置时，各固定仓排气槽21与各第二排气通槽51互不连通，以此实现对排气通道的通断时序的机械化控制。
57.转轮20的周向侧壁上开设有与固定仓15配合的活动仓24，活动仓24的横截面呈圆形，这样可以通过转孔的方式加工获得。活动仓24的数量与固定仓15的数量相同，各活动仓24也以回转孔11的轴线为中心匀布绕设，且各活动仓24和各固定仓排气槽21相互错位布置。此外，必要时，转轮20上可以开设有多个以输出轴30为中心匀布的穿孔，以减轻转轮20的重量。
58.转轮20朝向第一缸板40的一侧开设有多个与各活动仓24一对一连通的活动进气孔25，活动进气孔25的出气端位于对应的活动仓24的底部位置，进气端朝向第一缸板40。当然，活动仓24也需要排气，具体排气结构为：回转孔11的侧壁上还开设有与活动仓24配合的活动仓排气槽13，活动仓排气槽13的数量与固定仓15的数量相同，各活动仓排气槽13也以回转孔11的轴线为中心匀布绕设，且各活动仓排气槽13和各固定仓15相互错位布置。此外，各活动仓24、各固定仓15、各活动仓排气槽13以及各固定仓排气槽21之间的位置还需满足以下条件：当其中一个活动仓24随着转轮20转动至与其中一个固定仓15对应的位置时，其他活动仓24与其他固定仓15分别一一对应布置，相互对应布置的活动仓24和固定仓15相互连通，且两者共同构成燃烧腔；当其中一个活动仓24转动至与其中一个活动仓排气槽13对应的位置时，其他活动仓24与其他活动仓排气槽13分别一一对应布置，同时各固定仓排气槽21转动至与各固定仓15一一对应的位置处，且各固定仓排气槽21与各第二排气通槽13一对一连通。
59.燃烧腔呈柱形，其长度方向与转轮20的其中一个径向平行布置，也就是说，燃烧腔不会位于转轮20的任一径向上，且必然会与转轮20的其中一个径向垂直布置，这样有助于降低转轮20所承受的径向载荷，提高转子发动机的使用寿命。
60.第一缸板40上开设有分别与各活动进气孔24一对一配合的进气弧形槽41，各进气弧形槽41的弧形中心轴与转轮20的中心轴同轴布置，且各进气弧形槽41以回转孔11的轴线为中心匀布绕设。进气弧形槽41的位置和弧长需要根据活动仓24的形状和位置以及活动仓排气槽13的槽宽和位置进行确定，且需要满足以下条件：在转轮20的转动过程中，活动仓24从与某一个固定仓15对应的位置移开之后，先与其中一个活动仓排气槽13连通，转轮20继
续转动一段行程之后，活动进气孔25才移动到与其中一个进气弧形槽41连通的位置，且转轮20继续转动之后，上述活动仓24先和上述活动仓排气槽13错位并断开连接，转轮20再转动一段行程之后，上述活动进气孔25才和上述进气弧形槽41错位并断开连接。
61.第二缸板50上开设有与活动仓排气槽13连通的第一排气通槽52，以便将废气排出缸外。优选的，第一排气通槽52和第二排气通槽51都为与转轮20同轴布置的弧形槽，这样便于通过控制弧形槽的弧长来控制进气或出气时间，进而控制进气量或出气量。
62.优选的，输出轴30上固定连接有感应环31，感应环31的周向侧壁上设置有感应块32，感应块32的数量与活动仓24的数量相同且两者一一对应，相互对应的感应块32和活动仓24位于转轮20的同一径向上；缸体10上直接或间接固定连接有与各感应块31配合的检测器16。当然，感应环31和检测器16分别有两个且一一对应配合，其中一组相互配合的感应环31和检测器16用于控制喷油嘴60的工作时序，且检测器16为常规的行程检测器，当某一个感应块32移动到与检测器16对应的位置时，各活动仓24都处于能够与各固定仓15连通并形成相对密闭的空间(即不排气或进气)，此时可控制喷油嘴60执行喷油动作，当上时感应块32离开检测器16时，喷油嘴60停止喷油动作；另一组相互配合的感应环31和检测器16用于控制火花塞70的工作时序，其检测器16为位置检测器，当某一个感应块32移动到与检测器16对应的位置时，各活动仓24都处于能够与各固定仓15形成燃烧腔的位置处，此时可控制火花塞70执行点火动作。
63.各感应环31和各检测器16都位于第一缸板40远离缸体10的一侧，第一缸板40远离缸体10的一侧固定连接有护板90，护板90开设有中心孔，各检测器16都安装在中心孔的侧壁上。
64.优选的，本实施例提供的转子发动机还包括防逆转装置80，该防逆转装置80包括固定连接在输出轴30上且与输出轴30同轴布置的制动盘81以及固定连接在第二缸板50上的内棘齿圈82，其中，内棘齿圈82可以通过螺栓固定连接在第二缸板50上，也可以一体连接在缸体81的端板上，还可以通过一体连接在与第二缸板50固定连接的支撑板上实现与第二缸板50之间的固定连接(此时相当于在支撑板上开设内孔并在内孔的侧壁上设置内棘齿圈)。
65.制动盘81位于内棘齿圈82的内孔中，且制动盘81的周侧壁上开设有径向滑孔83，径向滑孔83可以有两个以上，在本实施例中以径向滑孔83有四个为例进行说明。各径向滑孔83内都滑动连接有滑杆84，滑杆84的一端固定连接或一体连接有齿块，另一端抵顶有弹性件85，齿块穿插在内棘齿圈82的其中一个齿槽上，弹性件86远离对应的滑杆84的一端抵顶在对应的径向滑孔82的底部。优选的，径向滑孔83为t型孔，滑杆84为与t型孔配合的t型杆，这样有助于避免滑杆84脱出，此外，弹性件85为弹簧。正常使用时，输出轴30按预先设定的方向转动，齿块在内棘齿圈82的各个齿槽内滑动，但输出轴30上出现使其反转的作用力时，齿块卡在内棘齿圈82的其中一个齿槽内，阻止输出轴30反转。
66.此外，本实施例提供的转子发动机还包括固定连接在第一缸板40远离缸体10一侧的第一盖板91以及固定连接在第二缸板50远离缸体10一侧的第二盖板92，护板90位于第一盖板91和第一缸板40之间，且第一盖板91通过固定连接在护板90上间接与第一缸板40固定连接，防逆转装置80位于第二盖板92和第二钢板50之间，且第二盖板90通过固定连接在内棘齿圈82(或支撑板)上间接与第二缸板60固定连接。当然，第一盖板91、各护板90在与各进
气弧形槽41对应的位置处都需要开设有进气通道，第二盖板92、内棘齿圈82(或支撑板)在与各第一排气通槽52和各第二排气通槽51对应的位置都需要开设排气通道。
67.发动机启动前，先利用起动机(该起动机并非本实施例中的转子发动机的一部分，需要在使用时另外配置)带动输出轴30转动以启动转子发动机并保证输出轴30的转动方向，当转子发动机被启动后，起动机退出与输出轴30的传动连接，上述步骤的具体实现方式与常规的发动机相同，并非本实施例的重点，此处不再详述。转子发动机启动后，通过转轮20的转动输出动力。
68.使用时，转轮20在转动的过程中(刚开始转轮20由起动机带动转动，起动机退出后，转轮20由于具有惯性且在爆燃力作用下转动)，活动仓24会随之转动，并不断与各固定仓15配合形成燃烧腔，以其中一个燃烧腔为例，当燃烧腔形成之后，其状态如图5所示，此时火花塞70点火，使得燃烧腔内的燃料爆燃，推动转轮20转动，转动后的状态如图6所示，之后转轮20由于惯性继续转动，直到固定仓15和固定仓排气槽21连通，同时活动仓24与活动仓排气槽13连通，此时由于固定仓15和活动仓24内气体压强大于外界气压，各仓开始排气，其状态如图7所示，接着转轮20由于惯性继续转动，使得活动进气孔25移动到与其中一个进气弧形槽41连通的位置处，开始进气，此时开启固定进气孔12上的进气阀(进气阀的启闭动作可以通过检测活动进气孔25位置或进气弧形槽41的启闭状态进行控制)，使得固定仓15和活动仓24都同时进行进气动作和排气动作，其状态如图8所示，转轮20继续转动之后，活动仓24和活动仓排气槽13错位并断开连接，而进气孔25仍与进气弧形槽41保持连通，其状态如图9所示，转轮20再转动一段行程之后，上述活动进气孔25和进气弧形槽41错位并断开连接，此时关闭固定进气孔12上的进气阀，使得固定仓15和活动仓24同时停止进气，其状态如图10所示，接着转轮20继续转动，直到活动仓24与另一个固定仓15连通，此时喷油嘴60开始喷射燃料，其状态如图11所示，当转轮20转动至即将再一次形成燃烧腔的状态时，喷油嘴60停止喷射燃料，其状态如图12所示，最后转轮20转动至再一次形成燃烧腔，以此循环，实现动力输出。
69.上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种转子发动机，包括缸体和转轮，所述转轮上固定连接或一体连接有与所述转轮同轴布置的输出轴，其特征在于，所述缸体上开设有回转孔，所述回转孔的侧壁上开设有固定仓，所述固定仓内设置有固定连接在所述缸体上的喷油嘴和火花塞，所述转轮位于所述回转孔内，且所述转轮的侧壁上开设有与所述固定仓配合的活动仓，当所述活动仓转动至与所述固定仓对应的位置时，所述活动仓和所述固定仓共同构成燃烧腔，所述燃烧腔的长度方向与所述转轮的其中一个径向平行布置；所述转轮朝向所述第一缸板的一侧开设有与所述活动仓连通的活动进气孔，所述回转孔的侧壁上还开设有与所述活动仓配合的活动仓排气槽，所述缸体或所述转轮上设置有与所述固定仓配合的固定仓排气结构；所述缸体的一侧固定连接有第一缸板，另一侧固定连接有第二缸板，所述第一缸板和所述第二缸板分别覆盖所述回转孔对应的口部，所述第一缸板和/或所述第二缸板上开设有用于供所述输出轴穿出的轴孔，所述第一缸板上开设有与所述活动进气孔配合的进气弧形槽，所述进气弧形槽的弧形中心轴与所述转轮的中心轴同轴布置，所述第二缸板上开设有与所述活动仓排气槽连通的第一排气通槽。2.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述固定仓、所述活动仓和所述活动仓排气槽都有多个且三者数量相同，各所述固定仓、各所述活动仓和各所述活动仓排气槽都以所述回转孔的轴线为中心匀布。3.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述缸体上开设有与所述固定仓连通的固定进气孔，所述固定进气孔上安装有进气阀。4.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述固定仓排气结构包括开设在所述缸体上的固定排气孔和安装在所述固定排气孔上的排气阀。5.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述固定仓排气结构包括开设在所述转轮的周向侧壁上的固定仓排气槽以及开设在所述第二缸板上的第二排气通槽，当所述活动仓转动至与所述活动仓排气槽对应的位置时，所述固定仓排气槽转动至与所述固定仓对应的位置处，且所述固定仓排气槽与所述第二排气通槽连通。6.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述输出轴上固定连接有感应环，所述感应环的周向侧壁上设置有感应块，所述缸体上直接或间接固定连接有与所述感应块配合的检测器。7.如权利要求1所述的转子发动机，其特征在于，所述转轮上开设有多个以所述输出轴为中心匀布的穿孔。8.如权利要求1-7中任一权利要求所述的转子发动机，其特征在于，还包括防逆转装置，所述防逆转装置包括固定连接在所述输出轴上且与所述输出轴同轴布置的制动盘以及固定连接在所述第二缸板上的内棘齿圈，所述制动盘位于所述内棘齿圈中，且所述制动盘的周侧壁上开设有径向滑孔，所述径向滑孔内滑动连接有滑杆，所述滑杆的一端固定连接或一体连接有齿块，另一端抵顶有弹性件，所述弹性件远离所述滑杆的一端抵顶在所述径向滑孔的底部。9.如权利要求8所述的转子发动机，其特征在于，所述径向滑孔为t型孔。10.如权利要求1-7中任一权利要求所述的转子发动机，其特征在于，还包括固定连接在所述第一缸板远离所述缸体一侧的第一盖板以及固定连接在所述第二缸板远离所述缸体一侧的第二盖板。

技术总结
本发明涉及一种动力装置，尤其是一种转子发动机，包括缸体和转轮，所述转轮上连接有输出轴，所述缸体上开设有回转孔，所述回转孔的侧壁上开设有固定仓，所述固定仓内设置有喷油嘴和火花塞，所述转轮位于所述回转孔内，且所述转轮的侧壁上开设有活动仓，当所述活动仓转动至与所述固定仓对应的位置时，所述活动仓和所述固定仓共同构成燃烧腔，所述转轮的一侧开设有活动进气孔，所述回转孔的侧壁上还开设有活动仓排气槽，所述缸体或所述转轮上设置有固定仓排气结构。通过设置固定仓和活动仓共同构成燃烧腔，转轮无需偏心布置，使用时产生的偏心载荷基本上可以忽略不计，输出轴不易疲劳断裂，使用寿命相对较高。使用寿命相对较高。使用寿命相对较高。


技术研发人员：许志金
受保护的技术使用者：许志金
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/8/13