KR100342254B1 - Loading robot having a balancing part - Google Patents
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Abstract
하물 적재용 로봇은 로봇본체상에 설치된 적재부와, 적재부의 중량 편재를 상쇄시키기 위한 밸런싱부를 가진다. 적재부는 로봇본체상의 고정부로부터 로봇본체의 외측의 적재위치로의 위치이동이 가능한 적재플레이트를 구비하고 있다. 적재플레이트가 적재위치로 이동될 경우, 이와 동시에 밸런싱부는 적재플레이트의 이동 방향에 반대방향으로 이동된다. 따라서, 적재플레이트에 하물이 적재될 경우 발생하는 중량편재는 밸런싱부에 의해 상쇄되고, 이에 따라 로봇이 넘어질 우려가 없게 된다.The load-loading robot has a loading portion provided on the robot body, and a balancing portion for offsetting the weight deviation of the loading portion. The stacking section is provided with a stacking plate that is capable of moving from a fixed portion on the robot body to a stacking position outside the robot body. When the loading plate is moved to the loading position, at the same time the balancing part is moved in the direction opposite to the moving direction of the loading plate. Therefore, the weight deviation generated when the load is loaded on the loading plate is canceled by the balancing part, and thus there is no fear that the robot may fall over.
Description
본 발명은 하물 적재용 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 중량이 큰 하물의 적재시 로봇이 넘어지지 않도록 하물의 중량 편재를 보상시킬 수 있는 밸런싱 장치를 구비한 하물 적재용 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a load-loading robot, and more particularly, to a load-loading robot having a balancing device capable of compensating the weight unevenness of the load so that the robot does not fall when loading a heavy load.
산업계에서는 제품의 생산에 필요한 하물을 효과적으로 운반하기 위해 다양한 종류의 하물 적재용 로봇이 사용되고 있다. 이러한 로봇은 일반적으로 로봇 자체의 동작을 위한 로봇본체와, 로봇본체 위에 설치되어 하물을 적재하는 적재플레이트를 가지고 있다. 작업자가 로봇에 하물을 적재하는 작업을 용이하게 수행할 수 있도록, 하물 적재시 적재플레이트는 로봇본체로부터 외측으로 이동되어 적재위치에 놓이게 된다. 적재플레이트가 적재위치에 놓인 상태에서 작업자는 하물을 적재부에 적재시키며, 하물의 적재가 완료되면 적재플레이트는 다시 로봇본체 상부로 이동된다. 그 후 하물을 실은 로봇은 스스로 이동하여 하물을 원하는 위치로 이동시키고 (또는 로봇본체가 하물을 실은 적재플레이트를 원하는 위치로 이동시키고), 작업자가 하물을 용이하게 내려놓기 위하여 전술한 바와 같이 적재플레이트는 다시 적재위치로 이동되게 된다.In the industry, various kinds of baggage loading robots are used to effectively transport the goods necessary for the production of the product. Such a robot generally has a robot body for operation of the robot itself, and a loading plate installed on the robot body to load loads. The loading plate is moved outward from the robot body and placed in a loading position so that an operator can easily carry out the loading work on the robot. In the state that the loading plate is placed in the loading position, the operator loads the load to the loading portion, and when loading of the load is completed, the loading plate is moved to the upper part of the robot body again. The robot carrying the load then moves itself to move the load to the desired position (or moves the loading plate loaded with the load to the desired position by the robot body), and the loading plate as described above for the operator to easily lower the load. Is moved back to the stowed position.
그런데, 상기와 같은 종래의 일반적인 하물 적재용 로봇에서는, 적재플레이트가 적재위치로 이동된 상태에서 적재플레이트에 중량이 큰 하물, 예컨데 LCD패널캐리어 (LCD Panel Carrier) 또는 플랫패널 디스플레이용 캐리어 (Flat Panel Display Carrier) 등과 같은 하물을 적재시킬 경우, 하물의 중량에 의해 로봇에 큰 모우멘트가 걸리게 된다. 따라서, 적재플레이트 쪽으로 중량이 크게 편재되게 되고 로봇이 넘어질 우려가 있게 된다. 특히, 무인차와 같이 지면에 고정되지 않고이동이 가능한 하물 적재용 로봇의 경우에는, 큰 모우멘트가 걸릴 경우 로봇이 넘어질 우려가 더욱 크게 된다.By the way, in the conventional conventional load-loading robot as described above, heavy loads on the loading plate in a state where the loading plate is moved to the loading position, for example, an LCD panel carrier or a flat panel display carrier. When loading a load such as a display carrier, a large moment is applied to the robot by the weight of the load. Therefore, the weight becomes largely ubiquitous toward the loading plate, and the robot may fall over. In particular, in the case of a load-loading robot that can be moved without being fixed to the ground, such as an unmanned vehicle, the robot is more likely to fall when a large moment is applied.
따라서, 본 발명의 목적은, 적재플레이트에 하물이 적재될 경우 발생하는 중량의 편재를 상쇄함으로써, 중량이 큰 하물을 적재할 경우에도 로봇이 넘어지지 않고 적재 작업을 안정적으로 수행할 수 있는 하물 적재용 로봇을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention, by offsetting the ubiquitous of the weight generated when the load is loaded on the loading plate, even when loading a heavy load, the robot can be loaded without loading the load stably load To provide a robot.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 하물 적재용 로봇의 사시도,1 and 2 are a perspective view of the load loading robot according to the present invention,
도 3은 도1 및 도 2에 도시된 하물 적재용 로봇의 부분확대 측단면도,3 is a partially enlarged side cross-sectional view of the load-loading robot shown in FIGS. 1 and 2;
도 4는 도 3의 평단면도,4 is a plan sectional view of FIG. 3;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하물 적재용 로봇의 평단면도, 그리고5 is a plan sectional view of a load loading robot according to another embodiment of the present invention, and
도 6은 도 5의 동력전달부위를 도시한 측면도이다.6 is a side view illustrating the power transmission part of FIG. 5.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 로봇본체 25 : 하물10: robot main body 25: luggage
30 : 고정부 40 : 적재부30: fixed part 40: loading part
45 : 제1랙 53 : 균형추45: first rack 53: balance weight
55 : 제2랙 61 : 제1피니언55: second rack 61: first pinion
62 : 제2피니언 73 : 풀리62: second pinion 73: pulley
75 : 구동모터75: drive motor
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하물 적재용 로봇은, 로봇본체; 상기 로봇본체에 고정되는 고정부와 상기 로봇본체로부터 이격된 적재위치간의 위치이동이 가능한 적재플레이트를 구비한 적재부; 상기 로봇본체에 접근 및 이격 가능하도록 설치된 밸런싱부; 상기 밸런싱부가 상기 로봇본체에 접근 및 이격되도록 구동하는 밸런싱부구동수단; 상기 밸런싱부의 이동속도보다 큰 속도로 상기 적재플레이트가 상기 고정부와 상기 적재위치간을 위치이동하도록 구동하는 적재부구동수단; 및 상기 적재플레이트가 상기 적재위치로 이동시 상기 밸런싱부가 상기 적재플레이트의 이동방향에 반대방향으로 이동되도록 상기 밸런싱부구동수단과 상기 적재부구동수단을 제어하여, 상기 적재플레이트상에 적재되는 하물에 의한 중량 편재를 상쇄시키는 제어부를 포함한다.Robot for loading goods according to the present invention for achieving the above object, the robot body; A loading unit having a loading plate capable of moving a position between a fixed part fixed to the robot body and a loading position spaced apart from the robot body; A balancing unit installed to be accessible and spaced apart from the robot body; Balancing part driving means for driving the balancing part to approach and to the robot body; Loading unit driving means for driving the loading plate to move the position between the fixed portion and the loading position at a speed greater than the moving speed of the balancing portion; And controlling the balancing part driving means and the loading part driving means so that the balancing part is moved in a direction opposite to the moving direction of the loading plate when the loading plate is moved to the loading position, by loads loaded on the loading plate. And a control unit for canceling the weight ubiquity.
여기서, 상기 제어부는, 상기 적재부에 연동하여 상기 적재부와 다른 이동속도로 상기 밸런싱부가 구동되도록 상기 밸런싱부구동수단과 상기 적재부구동수단을 제어하는 것이 바람직하다.또한, 상기 적재부구동수단은, 상기 적재부와 연결된 제1랙; 및 제1직경을 가지고 상기 제1랙에 치합되는 제1피니언을 포함하고, 상기 밸런싱부구동수단은, 상기 밸런싱부와 연결된 제2랙; 및 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지고 상기 제2랙과 치합되는 제2피니언을 포함하며, 상기 적재부구동수단과 상기 밸런싱부구동수단은 상기 제1피니언 및 상기 제2피니언을 동시에 정역구동시키는 구동모터를 더 포함한다. 한편으로는, 상기 적재부구동수단은, 상기 적재부와 연결된 제1랙; 제1직경을 가지고 상기 제1랙에 치합되는 제1피니언; 및 상기 제1피니언을 정역방향으로 구동시키는 제1구동모터를 포함하고, 상기 밸런싱부구동수단은, 상기 밸런싱부와 연결된 제2랙; 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지고 상기 제2랙에 치합되는 제2피니언; 및 상기 제2피니언을 정역방향으로 구동시키는 제2구동모터를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1구동모터 및 상기 제2구동모터를 제어하는데, 바람직하게는 상기 제어부는 상기 적재부에 연동하여 상기 적재부와 다른 이동속도로 상기 밸런싱부가 구동되도록 상기 제1구동모터 및 상기 제2구동모터를 제어하도록 할 수 있다.Here, the control unit, in conjunction with the loading unit to control the balancing unit driving means and the loading unit driving means so that the balancing unit is driven at a moving speed different from the loading portion. Is, the first rack connected to the loading portion; And a first pinion having a first diameter and engaged with the first rack, wherein the balancing part driving means comprises: a second rack connected to the balancing part; And a second pinion having a second diameter larger than the first diameter and engaged with the second rack, wherein the loading portion driving means and the balancing portion driving means are simultaneously stationed with the first pinion and the second pinion. It further comprises a drive motor for driving. On the other hand, the loading unit driving means, the first rack connected to the loading unit; A first pinion having a first diameter and engaged with the first rack; And a first driving motor for driving the first pinion in the forward and reverse directions, wherein the balancing part driving means includes: a second rack connected to the balancing part; A second pinion engaged with the second rack with a second diameter larger than the first diameter; And a second driving motor for driving the second pinion in the forward and reverse directions, wherein the control unit controls the first driving motor and the second driving motor, preferably, the control unit interlocks with the loading unit. The first driving motor and the second driving motor may be controlled to drive the balancing part at a different moving speed from the loading part.
이하에서 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 하물 적재용 로봇의 사시도이다. 본 발명에 따른 하물 적재용 로봇은 로봇본체(10), 적재부(40), 및 밸런싱부(50)로 구성되어 있다. 도 1 및 도 2는 각각 적재부(40)가 로봇본체(10) 상에 놓여진 상태 및 로봇본체(10)로부터 외측으로 이동된 상태를 도시하고 있다.1 and 2 are perspective views of the load-loading robot according to the present invention. The load-loading robot according to the present invention includes a robot body 10, a loading part 40, and a balancing part 50. 1 and 2 illustrate a state in which the loading part 40 is placed on the robot body 10 and moved outwardly from the robot body 10, respectively.
로봇본체(10)는 적재부(40)를 지지하는 기부의 역할을 하며, 이동이 용이하도록 그 하부에 다수의 바퀴(13)를 구비하고 있다. 로봇본체(10)의 내부에는 로봇의 이동에 필요한 동력발생장치와 로봇의 동작을 제어하는 제어장치 등이 설치된다. 로봇본체(10)의 상면에는 적재부(40)를 고정지지하기 위한 고정부의 기능을 하는 고정플레이트(30)가 설치되어 있으며, 적재부(40)는 이 고정플레이트(30)의 위에 설치되어 있다.The robot body 10 serves as a base for supporting the loading unit 40 and has a plurality of wheels 13 at the bottom thereof to facilitate movement. Inside the robot body 10, a power generator for moving the robot and a control device for controlling the operation of the robot are installed. The upper surface of the robot body 10 is provided with a fixing plate 30 which functions as a fixing part for holding and supporting the loading part 40, the loading part 40 is installed on the fixed plate 30 have.
적재부(40)는 순차적으로 적층된 제1, 제2 및 제3 플레이트(41, 42, 43)로 이루어져 있으며, 각각의 플레이트들(41, 42, 43)은 상호 접하는 부위에 형성된 가이드그루브(47)와 가이드리브(48)에 의해 상호 슬라이딩 가능하게 결합되어 있다. 따라서, 적재부(40)의 각 플레이트(41, 42, 43)들은 도 1에 도시된 바와 같이 로봇본체(10) 상에 순차적으로 적층된 상태, 및 도 2에 도시된 바와 같이 로봇본체(10) 외측으로 신장되어 제3플레이트(43)가 소정의 위치(이하 '적재위치'라고 한다.)에 이동된 위치간을 이동가능하게 된다.The loading part 40 includes first, second, and third plates 41, 42, and 43 that are sequentially stacked, and each of the plates 41, 42, and 43 has a guide groove formed at a portion in contact with each other. 47) and guide ribs 48 are slidably coupled to each other. Accordingly, the plates 41, 42, and 43 of the loading part 40 are sequentially stacked on the robot body 10 as shown in FIG. 1, and the robot body 10 as shown in FIG. 2. E) outward so that the third plate 43 can be moved between positions moved to a predetermined position (hereinafter referred to as a 'loading position').
제3플레이트(43)는 그 위에 하물(25)이 적재되는 적재플레이트를 구성한다. 작업자는 하물을 적재플레이트(43) 상에 적재시키거나 적재플레이트(43)로부터 하물을 내려놓을 때, 필요에 따라 적재작업을 용이하게 하기 위하여 적재플레이트(43)가 도 2에 도시된 바와 같이 적재위치로 인출되도록 적재부(40)를 조작한 후 작업을 할 수 있다.The third plate 43 constitutes a loading plate on which the article 25 is loaded. When the worker loads the load on the loading plate 43 or lowers the load from the loading plate 43, the loading plate 43 is loaded as shown in FIG. 2 to facilitate the loading operation as necessary. The operation may be performed after operating the loading unit 40 to be drawn out to the position.
밸런싱부(50)는 로봇본체(10)에 그의 외측으로 이동가능하도록 지지되어 있는 한 쌍의 로드(54, rod), 및 로드(54)의 외측단부에 설치된 균형추(53)로 구성되어 있다. 균형추(53)는 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있도록 중량이 큰 재질로 재조된다. 밸런싱부(50)는 적재부(40)의 이동선과 동일선상에서 적재부(40)와 반대 방향 외측으로 이동가능하다. 밸런싱부(50)의 이동은 로봇본체(10) 내부에 설치된 구동장치에 의해 제어되며, 밸런싱부(50)는 후술하는 바와 같이 적재부(40)에 실린 하물에 의한 중량편재를 보상하는 기능을 한다.The balancing unit 50 is composed of a pair of rods 54 supported by the robot body 10 so as to be movable outward thereof, and a balance weight 53 provided at an outer end of the rod 54. The counterweight 53 is made of a material having a large weight to achieve the intended purpose of the present invention. The balancing unit 50 is movable outward in the direction opposite to the loading unit 40 on the same line as the moving line of the loading unit 40. The movement of the balancing unit 50 is controlled by a driving device installed inside the robot body 10, and the balancing unit 50 has a function of compensating for the weight deviation caused by the load on the loading unit 40 as described below. do.
도 3 및 도 4는 밸런싱부(50) 및 적재부(40)를 구동하는 구동장치를 도시하고 있다. 적재부구동수단과 밸런싱부구동수단에 해당하는 구동장치는 한 쌍의 랙(45, 55), 한 쌍의 피니언(61, 62), 한 쌍의 밸트(71, 72), 및 구동모터(75)로 구성되어 있다. 구동장치는 도시않은 별도의 제어부에 의해 제어된다.3 and 4 show a driving device for driving the balancing unit 50 and the loading unit 40. The drive device corresponding to the loading unit driving means and the balancing unit driving means includes a pair of racks 45 and 55, a pair of pinions 61 and 62, a pair of belts 71 and 72, and a driving motor 75. It consists of). The driving device is controlled by a separate control unit (not shown).
제1랙(45)은 적재부(40)의 제1플레이트(41)에 고정되어 있고, 제2랙(55)은 밸런싱부(50)의 로드(54)와 연결되어 있다. 제1랙(45)과 제2랙(55)은 각각 제1피니언(61)과 제2피니언(62)에 치합된다. 제1피니언(61)과 제2피니언(62)은 동축적으로 배치되며, 제2피니언(62)은 제1피니언(61)보다 더 큰 직경을 갖는다. 제1피니언(61)과 제1피니언(62)은 각각 제1벨트(71)와 제2벨트(72)에 의해 구동모터(75)의 풀리(75)와 연결되어 있다. 구동모터(75)로는 정역방향 구동이 가능한 모터가 사용된다.The first rack 45 is fixed to the first plate 41 of the loading part 40, and the second rack 55 is connected to the rod 54 of the balancing part 50. The first rack 45 and the second rack 55 are engaged with the first pinion 61 and the second pinion 62, respectively. The first pinion 61 and the second pinion 62 are disposed coaxially, and the second pinion 62 has a larger diameter than the first pinion 61. The first pinion 61 and the first pinion 62 are connected to the pulley 75 of the driving motor 75 by the first belt 71 and the second belt 72, respectively. As the drive motor 75, a motor capable of forward and reverse driving is used.
사용자가 하물을 적재하기 위해 조작부(도시되지 않음)를 조작하면, 제어부는 조작된 신호에 따라 구동모터(75)를 제어한다. 구동모터(75)가 동작하면 제1 및 제2피니언(61, 62)이 모두 회전하게 되고, 이에 따라 제1랙(45) 및 제2랙(55)이 각각 이동된다. 따라서 제1플레이트(41)는 좌측으로 이동되고, 그리고 로드(54)와 균형추(53)는 이와 반대로 우측으로 이동된다.When the user operates an operation unit (not shown) to load the load, the control unit controls the drive motor 75 according to the operated signal. When the driving motor 75 operates, both the first and second pinions 61 and 62 rotate, and thus the first rack 45 and the second rack 55 are moved. Thus, the first plate 41 is moved to the left, and the rod 54 and the counterweight 53 are moved to the right, in contrast.
도면에는 도시되어 있지 않으나, 각 플레이트들(41, 42, 43)들은 텔레스코픽 구조로 이동되도록 별도의 기구적 메커니즘에 의해 연결되어 있다. 따라서, 제1플레이트(41)가 좌측으로 이동되면 제2 및 제3플레이트(42, 43)가 각각 자신의 하부에 면한 플레이트들에 대해 좌측으로 상대이동되게 되어 도 2에 도시된 바와 같이 순차적으로 신장된다. 따라서, 제3플레이트(43)는 적재위치에 위치된다. 이러한 상태에서 작업자는 제3플레이트(43) 위에 하물(25)을 올려놓게 된다. 이때, 제3플레이트(43)에 비교적 큰 하중의 하물이 적재되더라도, 하물의 하중이 우측으로 이동된 균형추(53)에 의해 상쇄되므로, 로봇이 넘어지지 않게 된다. 따라서, 큰 중량의 하물을 적재시키는 작업을 안정적으로 수행할 수 있게 된다. 적재 작업이 끝나면 구동모터(75)는 역방향으로 구동되고, 이에 따라 하물(25)을 적재한 적재플레이트(43)와 균형추(53)가 원위치로 인입된다.Although not shown in the figure, each of the plates 41, 42, 43 is connected by a separate mechanical mechanism to move to the telescopic structure. Accordingly, when the first plate 41 is moved to the left side, the second and third plates 42 and 43 are relatively moved to the left side with respect to the plates facing the lower side thereof, respectively, as shown in FIG. 2. Elongate. Thus, the third plate 43 is located at the loading position. In this state, the operator puts the article 25 on the third plate 43. At this time, even if the load of the relatively large load is loaded on the third plate 43, the load of the load is canceled by the counterweight 53 moved to the right, so that the robot does not fall. Therefore, the operation | work which loads the big weight goods can be performed stably. When the loading operation is completed, the driving motor 75 is driven in the reverse direction, and thus the loading plate 43 and the counterweight 53 on which the load 25 is loaded are introduced into the original position.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에 대한 설명에서 전술한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.5 and 6 illustrate another embodiment of the present invention. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same parts as the above-described embodiment.
전술한 실시예에서는 하나의 구동모터(75)에 의해 적재부(40)와 밸런싱부(50)가 동시에 구동되도록 하였으나, 본 실시예에서는 두 개의 모터(85, 95)를 이용하여 적재부(40)와 밸런싱부(50)를 개별적으로 구동한다. 즉, 제1피니언(61)은 제1벨트(71)에 의해 제1구동모터(85)의 풀리(83)와 연결되어 있고, 제1피니언(61)보다 큰 직경을 갖는 제2피니언(62)은 제2벨트(72)에 의해 제2구동모터(95)의 풀리(93)와 연결되어 있다. 따라서, 제1구동모터(85)가 동작하면 적재부(40)가 구동되게 되고, 제2구동모터(95)가 동작하면 밸런싱부(50)가 동작하게 된다. 작업자는 필요에 따라 적재부(40) 및 밸런싱부(50)의 신장속도, 즉 이동속도가 다르게 되도록 제어할 수 있다. 또한, 사용자의 조작에 따라 제어부는 제1 및 제2 구동모터(83, 93)를 동시에 제어하여 밸런싱부(50)가 적재부(40)의 신장 정도에 대응하여 적재부(40)와 다른 이동속도로 구동되도록 할 수도 있다.In the above-described embodiment, the loading unit 40 and the balancing unit 50 are driven at the same time by one driving motor 75. However, in the present embodiment, the loading unit 40 using two motors 85 and 95 is used. ) And the balancing unit 50 are driven separately. That is, the first pinion 61 is connected to the pulley 83 of the first driving motor 85 by the first belt 71 and the second pinion 62 having a diameter larger than that of the first pinion 61. ) Is connected to the pulley 93 of the second drive motor 95 by a second belt (72). Therefore, when the first driving motor 85 operates, the loading unit 40 is driven, and when the second driving motor 95 operates, the balancing unit 50 operates. The operator may control the expansion speed, that is, the moving speed of the loading part 40 and the balancing part 50 to be different as necessary. In addition, according to the user's operation, the control unit simultaneously controls the first and second drive motors 83 and 93 so that the balancing unit 50 moves different from the loading unit 40 in response to the elongation of the loading unit 40. It can also be driven at speed.
또한, 본 발명의 실시예들에서는, 적재부(40)를 적재위치로 이동시키거나 적재위치로부터 인입시킬 때 구동모터(75)(첫 번째 실시예의 경우) 또는 제1구동모터(85)(두 번째 실시예의 경우)를 사용하여 구동하도록 하고 있으나, 이러한 구동모터(75 또는 85) 없이 수작업으로 이동시키도록 구성할 수 있을 것이다.In addition, in the embodiments of the present invention, the driving motor 75 (for the first embodiment) or the first driving motor 85 (both when moving the loading part 40 to the loading position or drawing in from the loading position. In the case of the first embodiment), but to drive, it can be configured to move manually without such a drive motor (75 or 85).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 중량이 큰 하물이 적재플레이트에 적재될 때 하물에 의한 중량편재가 균형추에 의해 보상되므로, 로봇이 넘어질 우려가 없고 하물의 적재작업이 안정적으로 수행될 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, when the heavy load is loaded on the loading plate, the weight deviation by the load is compensated by the counterweight, so that the robot does not fall and the loading operation of the load can be performed stably. Will be.
Claims (5)
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