尤其用于飞行器的非接触式数据通信和电力供应装置的制作方法

1.本发明涉及数据通信和电力供应装置，尤其是用于飞行器，并且特别是用于飞行器的座椅（seat），并且涉及设有这样的装置的飞行器。


背景技术：

2.飞行器的座椅，尤其是运输飞机的乘客座椅，通常配备有几个配件，用于乘客的舒适、用于传送信息或甚至用于安全。尤其是，运输飞机的座椅通常设有多用途屏幕，特别是用于娱乐或传输信息，并且设有用于连接电子装置的插座。此外，飞行器中的智能联网座椅的发展结果是这些配件的数量成倍增加。
3.为了操作，这些配件中的大部分需要被供能并与飞行器的系统交换数据。为此，通常将电缆线束安装在飞行器地板上，并将座椅配件连接到这些线束，以便为其供电并使其连接到飞行器的数据通信网络。
4.该解决方案并不完全令人满意，因为它需要在飞行器地板上安装线束，这既复杂又昂贵。此外，这种安装使得飞行器机舱的重新配置变得困难，重新配置包括改变至少一些座椅的位置。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提出使得能够克服上述缺点的解决方案。
6.为此，本发明涉及数据通信和电力供应装置，其尤其是用于飞行器并且特别是用于飞行器的座椅。
7.根据本发明，该装置至少包括：
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旨在布置在飞行器的壁中的第一通信单元以及旨在布置在座椅中的第二通信单元，所述第一和第二通信单元能够彼此合作以借助于可见光来传送数据；以及
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旨在布置在飞行器的壁中的一个感应发射器以及旨在布置在座椅中的一个感应接收器，所述发射器和所述接收器能够彼此合作以借助于感应来传输电力。
8.因此，借助于本发明，获得了一种非接触式的数据通信和电力供应装置，所述装置尤其使得能够借助于可见光来传送数据并且借助于感应将电力传输到飞行器的座椅。因此，这样的装置不需要穿过飞行器地板的线束。这简化了数据通信和电力供应装置的安装，并且便于飞行器机舱的重新配置，包括改变至少一些座椅的位置，因为座椅不再物理地连接到线束。
9.此外，有利地，该装置包括：
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对应于结构块并包括第一通信单元和感应发射器的第一传输模块；以及
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对应于结构块并包括第二通信单元和感应接收器的第二传输模块。
10.此外，所述第一和第二通信单元中的至少一个包括至少一个微型发光二极管和至少一个感光器。
11.在一个特定实施例中，该装置包括旨在布置在飞行器的壁上的至少一个管道
（raceway），并且所述管道被配置成能够容纳多个第一传输模块，每个所述传输模块尤其具有使其能够插入（安装在）管道中的尺寸和形状。
12.有利地，管道包括沿所述管道布置的多个连接器，每个连接器被配置成使得至少一个第一传输模块可连接到所述管道。
13.此外，该装置包括至少一个盖，所述至少一个盖设有至少一个半透明区，并且被配置成能够安装在管道上。在优选实施例中，盖被配置成借助于卡夹装置（clip）安装在管道上。
14.此外，该装置包括至少一个保护元件，其被配置成防止进入位于第一传输模块和第二传输模块之间的空间。
15.本发明还涉及用于飞行器的数据通信和电力供应系统。
16.根据本发明，该系统包括：
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至少一个数据通信和电力供应装置；
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至少一个数据管理单元，其能够管理通信单元的数据通信；以及
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至少一个电力供应单元，其能够将电能输送到所述一个或多个感应发射器。
17.本发明还涉及飞行器，尤其是运输飞机，包括至少一个如上所述的数据通信和电力供应装置和/或至少一个如上所述的数据通信和电力供应系统。
附图说明
18.附图将使得清楚地理解可以如何实施本发明。在这些图中，相同的附图标记表示相似的元件。
19.图1是数据通信和电力供应装置的第一传输模块和第二传输模块的透视图。
20.图2是旨在容纳第一传输模块的管道的透视图。
21.图3是设有卡夹装置的盖的透视图，其旨在布置在图2的管道上。
22.图4是包括座椅排和壁的飞行器机舱部分的透视图，其设有数据通信和电力供应装置。
23.图5是飞行器的数据通信和电力供应系统的一个特定实施例的概观图。
24.图6是包括数据通信和电力供应系统的飞行器的示意图。
具体实施方式
25.根据本发明并且在图1中示意性地示出其一个实施例的装置1是非接触式数据通信和电力供应装置。该装置1旨在布置在飞行器中，以便将数据以及电能传输到所述飞行器的各项设备，尤其是传输到安装在座椅上的各项设备，特别是安装在运输飞机的乘客座椅上。然而，装置1可以适用于包括需要电力供应和数据传输的各项设备的任何类型的载具。
26.为此，装置1至少包括：
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第一通信单元2和第二通信单元3，它们能够彼此合作以经由可见光无线地传送数据；以及
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感应发射器4和感应接收器5，它们能够彼此合作以借助于感应来传输电力。
27.在本发明的上下文中，经由“可见光”或经由“光信号”的数据通信指的是基于使用可见光的所有无线通信技术，可见光即波长在480 nm至650 nm之间的光，这些无线通信技
术也称为vlc（针对visible light communication，可见光通信）。优选地，通信单元2和3经由li-fi（light-fidelity，光保真）技术来传送数据，该技术使用借助于光幅度调制的数据编码和交换。
28.装置1被配置成使得能够将数据和电力从飞行器ac的壁（图6）传输到所述飞行器ac的至少一个座椅。为此，通信单元2和感应发射器4布置在飞行器的壁6（图4）中，并且通信单元3和感应接收器5布置在所述飞行器的座椅7a（图4）中。
29.通信单元2和3各自包括至少一个发射部件和/或至少一个接收部件，以便能够双向交换数据，也就是说，在从通信单元2到通信单元3以及从通信单元3到通信单元2这两个方向上。优选地，发射部件对应于能够以非常高的频率调制的微型发光二极管（通常缩写为微型led），并且接收部件对应于能够拾取由微型发光二极管产生的调制信号的感光器。在本说明书的其余部分中，将单独使用术语“微型二极管”来指代这种微型发光二极管。
30.此外，感应发射器4和感应接收器5各自包括线圈，优选为柔性线圈。这些线圈能够以普通方式借助于感应将电力从感应发射器4传输到感应接收器5。
31.通信单元2和3被布置成能够以普通方式经由光信号传送数据。当所述通信单元2和3面对面布置并且其中一个通信单元的发射部件中的至少一个被认为面对另一通信单元的接收部件之一时，所述通信单元2和3被认为能够彼此通信。优选地，通信单元2和3之间的距离约为几厘米。
32.同样，感应发射器4和感应接收器5被布置成使得感应发射器4可以以普通方式借助于感应向感应接收器5传输电力。为此，感应发射器4被布置成面对感应接收器5，最多相距几厘米。
33.在图1所示的优选实施例中，装置1包括对应于（单个）结构块（也就是说对应于单个部分）的第一传输模块8。该第一传输模块8包括通信单元2和感应发射器4。同样，装置1包括也对应于（单个）结构块（也就是说对应于单个部分）的第二传输模块9。该第二传输模块9包括通信单元3和感应接收器5。
34.传输模块8和9可以例如对应于被配置成容纳至少一个通信单元2或3（其可以是相同的）以及感应发射器4或者感应接收器5的外壳。
35.此外，如图4所示，传输模块8布置在飞行器的壁6中，并且传输模块9布置在座椅7a中，该座椅位于最靠近所述壁6的一排中。特别地，传输模块8和9彼此面对地布置，使得：
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通信单元2和3能够交换数据；并且
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感应发射器4能够将能量传输到感应接收器5以进行电力供应。
36.在图1所示的特定实施例中，传输模块8和9具有长方体的形状。所述传输模块8和9中的每一个都具有称为“正面”的面和称为“背面”的面。传输模块8具有正面10和背面11，并且传输模块9具有正面12和背面13。正面10和12是旨在被布置成彼此相对的面，而背面11和13是旨在分别紧固到壁6和座椅7的面。背面11和13尤其旨在使传输模块8和9与飞行器的系统之间能够产生对接接口，如下所述。
37.此外，在优选实施例中，壁6包括能够容纳传输模块8的附加元件。优选地，该附加元件对应于如下所述的管道。然而，在另一实施例（未示出）中，传输模块8借助于紧固元件、例如借助于粘合剂或螺钉直接紧固到壁6。在一个变型实施例（未示出）中，传输模块8可以嵌入凹部中，该凹部是为此目的而在壁6中形成的。
38.此外，在一个特定实施例（未示出）中，传输模块9借助于紧固元件、例如借助于粘合剂或螺钉紧固到座椅7a。在一个变型实施例（未示出）中，传输模块9可以直接结合到座椅7中，例如借助于为此目的而形成的凹部，传输模块9安装在该凹部中。
39.在图1所示的优选实施例中，通信单元2包括微型二极管14和感光器15，并且通信单元3包括微型二极管16和感光器17。此外，所述通信单元2和3被配置成使得微型二极管14能够将数据以光信号的形式传输到感光器17，感光器17能够检测到该数据。同样，微型二极管16能够将数据以光信号的形式传输到感光器15，感光器15能够检测到该数据。
40.在一个特定实施例中，通信单元2和3各自包括多个微型二极管以及多个感光器。此外，通信单元2、3的每个微型二极管能够向另一通信单元的至少一个感光器传输信号。相反，通信单元的每个感光器能够检测由另一通信单元的至少一个微型二极管传输的信号。
41.此外，通信单元2和3可以各自包括多个组件，每个组件包括至少一个微型二极管和至少一个感光器。
42.在图1所示的实施例中，通信单元2包括包含微型二极管14和感光器15的第一组件18以及包含微型二极管20和感光器21的第二组件19。此外，通信单元3还包括包含微型二极管16和感光器17的第一组件22以及包含微型二极管25和感光器24的第二组件23。
43.在该特定实施例中，组件18和22以及组件19和23可以以不同的方式使用。
44.在第一实施方式中，组件18和22旨在用于通信单元2和3在标准情境下的操作，而组件19和23旨在用于冗余功能。因此，在正常操作模式下，只有组件18和22操作，即交换数据，而组件19和23处于备用状态，即被供电但不交换数据。在故障模式下，也就是说，在组件18或22中的至少一个未处于正确操作的情况下，组件19和23进入操作状态。这样的实施方式使得能够在此类故障的情况下避免通信中断。
45.在第二实施方式中，组件18和22以及组件19和23同时操作。这样的实施方式使得能够快速传送大量数据。在一个特定实施例中，为了优化数据传输速度而间歇性地使用该实施方式。例如，在正常状态下，只有组件18和22操作，而在需要传输大量数据的特定状态下，使组件19和23进入操作状态，与组件18和22并行操作，以便能够更快地传送数据。
46.此外，传输模块8和9的背面11和13设有连接器（未示出）。这些连接器可以对应于普通的公型或母型连接元件，如电插头或插座。它们被配置成能够连接到为此目的设置在壁6和座椅7a中的配合的连接器，从而使得能够传输数据和电力。此外，每个模块8和9可以包括结合了传输数据和电能的功能的单个连接器或几个不同的连接器，尤其是用于传输数据的连接器和用于传输电能的连接器。
47.此外，在一个特定实施例中，装置1包括图2所示的管道26，其布置在飞行器的壁6上，如下所述。该管道26被配置成能够容纳多个传输模块8。为此，每个传输模块8尤其具有使其可插入（安装在）管道26中的尺寸和形状。管道26可以是附加并紧固到壁6的表面的元件、或者是布置在为此目的而形成的凹部中的元件，例如通过拧入凹部中或粘合到凹部中。此外，管道26设有例如圆形的孔27，其被配置成允许接近壁6的连接器，使得传输模块8的连接器可以连接到壁6。该管道26可以由各种材料制成，并且优选地由塑料制成。
48.在图2所示的该特定实施例的优选实施例中，管道26对应于细长的直线形元件，其具有方“u”形（也就是说，其底部不是弯曲的而是直的）的轮廓，即横截面，该轮廓在其纵向端部敞开。特别地，管道26包括底部28、侧面29和30以及敞开面31。敞开面31包括两个边缘
32和33，这两个边缘32和33对应于侧面29和30的正交延续，所述边缘32和33在它们之间形成开口34。开口34具有在管道26的整个长度上延伸的矩形形状，并且在所述管道26的纵向端部敞开。
49.管道26的底部28具有外面35（即，朝向“u”形的外侧），该外面35可以包括紧固元件，以便将所述底部28紧固到壁6，例如借助于螺纹连接或粘合。底部28还包括孔27，这些孔是通孔，使得能够将传输模块8连接到壁6的连接器（未示出）。
50.此外，装置1包括至少一个盖36（图3），其旨在布置在管道26上（图2）。盖36具有至少一个半透明区，其能够让通信单元2和3传输的光信号穿过，使得所述通信单元2和3可以经由这些光信号交换数据。作为变型，盖36也可以是透明的，至少部分透明。
51.在图3所示的优选实施例中，盖36旨在借助于卡夹装置40布置在管道26上。盖36对应于细长的板37，其优选地厚度较小（约1毫米）且长度与管道26的长度相同，并且在其一个面上设有平坦表面38而在其相对面上设有表面39，该表面39设有两个卡夹装置40。表面38旨在朝向管道26的外侧，而表面39旨在朝向管道26的内侧，借助于卡夹装置40将盖36紧固到管道26。
52.在图3所示的实施例中，卡夹装置40对应于两个在盖36的整个长度上突出的形状。这些形状基本上与盖36的板37正交。此外，卡夹装置40在其自由端设有钩形41，其能够与管道26的敞开面31的边缘32和33弹性配合，从而能够容易地安装和拆卸盖36。
53.在另一实施例中，盖36可以以不同的方式紧固到管道26，例如通过滑到沿所述管道26布置的轨道（未示出）上。
54.此外，在一个特定实施例（未示出）中，装置1可以包括多个盖36。特别地，装置1可以包括分布在管道26的整个长度上的较短的盖36，这些盖36中的每一个都是可单独拆卸的。
55.此外，至少盖36的板37由半透明材料制成，例如热塑性聚合物，其能够使得能够传输光信号，尤其是在通信模块8和9之间。然而，盖36也可以包括设有多个半透明（或透明）区域的不透明板37，所述多个半透明（或透明）区域形成在布置传输模块8和9的地方。
56.此外，在一个特定实施例中，旨在朝向外侧的盖36的表面38的至少部分可以包括信息，例如以粘合的、绘制的或蚀刻的消息的形式的铭文或装饰。
57.在一个特定实施例中，装置1可以包括另一个盖（未示出），其旨在布置在座椅7a上靠近传输模块9，并且具有例如与盖36类似的特征。
58.此外，在一个优选实施例中，装置1包括保护元件（未示出），其旨在防止进入位于传输模块8和9之间的空间，从而避免信号的传输被干扰或阻碍。保护元件旨在布置在壁6和座椅7a之间，并且优选地具有窄且细长的形状，以便能够楔入在壁6和座椅7a之间，并覆盖管道26的全部或部分长度。
59.优选地，保护元件被紧固，以便能够通过普通的紧固装置来移除。非限制性地，保护元件可以对应于例如由塑料制成的刚性搁板，或者例如由橡胶制成的柔性护套。
60.在一个特定实施例中，保护元件对应于管道26的侧面29和30中的至少一个的延续（图2）。该延续从管道26延伸到座椅7a，因此使得能够防止进入位于传输模块8和9之间的空间。保护元件也可以紧固到座椅7a。
61.在图4所示的一个特定实施例中，飞行器的壁6由连结在一起的多个壁区段组成。
这些壁区段中的每一个都对应于面板45，面板45能够被并置并连结到其他类似的面板以形成壁6。
62.在该实施例中，面板45包括设有窗口47的上部46，以及下部48。此外，管道26具有与面板45相同的长度，并且其布置在所述面板45的上部46与下部48之间的对接接口处。
63.此外，管道26被配置成使得当面板被连结以形成壁6时，该管道26与相邻面板的管道对齐。
64.如上所述的装置1构成数据通信和电力供应系统50的一部分，该系统旨在结合到飞行器ac（图6）中，并且包括至少一个这样的装置1。
65.在图5示意性地示出的特定实施例中，系统50包括多个装置1以及数据管理单元51和电力供应单元52。数据管理单元51被配置成管理装置1的通信单元2和3的数据通信，并且电力供应单元52被配置成向装置1的感应发射器4输送电能。
66.系统50包括连接53，其布置在壁6中并且使得数据管理单元51能够经由壁6的连接器（未示出）连接到通信单元2。连接53对应于普通的数据通信电缆，例如以太网电缆或光缆。
67.系统50还包括连接54，其布置在壁6中并且使得电力供应管理单元52能够经由壁6的连接器（未示出）连接到感应发射器4。连接54对应于普通的电力供应电缆。
68.在图4和图5所示的优选实施例中，系统50旨在装配在飞行器的机舱55（图4中示出了其部分）中，以便将数据传送到所述机舱55的座椅并向其输送电能。机舱55对应于飞行器内部的至少一部分，优选地是旨在容纳乘客的部分，并且它尤其包括地板56、至少一个壁6和至少一个座椅排57，包括沿壁6布置的座椅7a和称为副座椅7b的至少一个其他座椅。
69.优选地，机舱55具有以下构造：
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它具有纵轴方向x-x；
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它包括沿纵轴x-x布置在机舱55中央的直线过道58；
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它包括多个座椅排57，其与轴x-x正交并且彼此平行地布置，在中央过道58的两侧成两列；
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它包括界定侧面的两个壁6，即在机舱55的轴x-x的两侧，并且座椅排57靠着壁6布置，每个座椅排57中的座椅7a是邻接两个壁6之一的座椅；以及
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它包括系统50，其包括如上所述的装置1。
70.此外，在该实施例中，该座椅排57包括两个副座椅7b和一个座椅7a。这些座椅7a和7b以普通的方式彼此连接，以便形成该座椅排57，并且更具体地，它们之间具有普通的连接，使得能够在该座椅排57中的每个座椅7a和7b之间传送数据并供应电力。该数据传送和电力供应是从最靠近壁6的座椅（即座椅7a，其是旨在包括传输模块9的座椅）到座椅7b。关于座椅7a和7b之间的数据通信，它是双向的。
71.如上所述的系统50在其安装和座椅排的安装方面具有很大的灵活性。
72.此外，系统50尤其适于机舱55的重新配置，包括改变至少一个座椅排57的定位。实际上，系统50的装置1使得能够在壁6和座椅排57之间以非接触的方式（即，在它们之间没有物理连接）传送数据和传输电能。此外，布置在壁6中的传输模块8可以被移动，以便定位在沿所述壁6的期望的位置。因此，可以沿着机舱55的纵向方向x-x以任何方式移动座椅排57，并且容易地使相关联的传输模块8的位置适应座椅排57的新位置。
73.如上所述的数据通信和电力供应系统50还具有许多优点。尤其是：
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它使得能够生产没有用于传送数据和向座椅供应电力的线束的地板；
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它使得能够灵活地安装座椅排；
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它使得能够容易且更加灵活地重新配置机舱；
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它使得能够得益于既快速又安全而且还不会与其他无线系统（wi-fi、蓝牙等）发生干扰的数据传输；并且
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它避免了对诸如wi-fi波之类的其他类型的波的依赖。

技术特征：
1.一种数据通信和电力供应装置，其尤其是用于飞行器，其中，该装置至少包括：
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旨在布置在飞行器的壁中的第一通信单元以及旨在布置在座椅中的第二通信单元，所述第一和第二通信单元能够彼此合作以借助于可见光来传送数据；以及
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旨在布置在飞行器的壁中的一个感应发射器以及旨在布置在座椅中的一个感应接收器，所述发射器和所述接收器能够彼此合作以借助于感应来传输电力。2.根据权利要求1所述的装置，其中，其包括：
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对应于结构块并包括第一通信单元和感应发射器的第一传输模块；以及
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对应于结构块并包括第二通信单元和感应接收器的第二传输模块。3.根据权利要求1和2所述的装置，其中，所述第一和第二通信单元中的至少一个包括至少一个微型发光二极管和至少一个感光器。4.根据权利要求2和3中的任一项所述的装置，其中，其包括旨在布置在飞行器的壁上的至少一个管道，并且其中，所述管道被配置成能够容纳多个第一传输模块。5.根据权利要求4所述的装置，其中，管道包括沿所述管道布置的多个连接器，每个连接器被配置成使得至少一个第一传输模块可连接到所述管道。6.根据权利要求4和5中的一项所述的装置，其中，其包括至少一个盖，所述至少一个盖设有至少一个半透明区，并且被配置成能够安装在管道上。7.根据权利要求6所述的装置，其中，盖被配置成借助于卡夹装置安装在管道上。8.根据权利要求2至7中的任一项所述的装置，其中，其包括保护元件，其被配置成防止进入位于第一传输模块和第二传输模块之间的空间。9.一种数据通信和电力供应系统，其尤其是用于飞行器，其中，该系统包括：
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至少一个根据权利要求1至8中的任一项所述的装置；
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至少一个数据管理单元，其能够管理通信单元的数据通信；以及
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至少一个电力供应单元，其能够将电能输送到所述一个或多个感应发射器。10.一种飞行器，其中，其包括至少一个根据权利要求1至8中的任一项所述的装置和/或至少一个根据权利要求9所述的系统。

技术总结
本发明涉及尤其用于飞行器的非接触式数据通信和电力供应装置。装置（1）包括：布置在飞行器的壁中的至少一个通信单元（2）和布置在飞行器的座椅中的至少一个通信单元（3），它们能够彼此合作以借助于可见光来传送数据；以及布置在壁中的至少一个感应发射器（4）和布置在座椅中的至少一个感应接收器（5），它们能够彼此合作以借助于感应来传输电力；通信单元（2，3）以及感应发射器和接收器（4，5）使得能够在飞行器的壁和座椅之间借助于可见光获得数据通信并借助于感应获得电力供应，这不需要穿过飞行器的地板的电缆线束，简化了装置（1）的安装并且便于座椅位置的改变。且便于座椅位置的改变。且便于座椅位置的改变。


技术研发人员：F
受保护的技术使用者：空中客车运营简化股份公司
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2023/3/30