WO2021017529A1 - 一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of robots, and in particular, to a manipulator clamp and control system for a pipeline blocking robot.
- the technical task of the present invention is to address the above shortcomings and provide a manipulator clamp and control system for a pipeline blocking robot to solve the problem of unsafe pipeline dredging.
- a manipulator clamp and control system for a pipeline blocking robot including a pipeline robot body, one end of the pipeline robot body is provided with a manipulator clamp, both sides of the pipeline robot body are provided with several driving wheels, the manipulator clamp A jacking device is provided on the side away from the main body of the pipeline robot, a camera is provided on one side of the upper end of the jacking device, and lighting is provided on one side of the camera and located on the other side of the upper end of the jacking device Lamp, wherein the jacking device includes a fixed frame, a partition is arranged on the inner side of the fixed frame, a movable tube is inserted between the fixed frame and the partition, and the inner side of the movable tube is inserted A movable rod, one end of the movable rod is provided with a gear one, the lower end of the gear one is provided with a gear two matching the gear one, and the center position of the gear two is connected with the output shaft of the motor one.
- the other end of the movable rod is provided with a pressing block, a thread is provided on the movable tube and located inside the fixed frame, and the upper end of the thread is provided with a gear that matches with the thread.
- the center of the third is connected with the output shaft of the second motor, and the second motor is located on the inner wall of the fixed frame.
- the first gear and the second gear are both bevel gears, and the first gear and the second gear are perpendicular to each other.
- the joints between the movable tube and the fixed frame and the partition are provided with through holes.
- the manipulator fixture includes a fixed plate, and one side of the fixed plate is connected to the pipeline robot body, a movable shaft is inserted through the fixed plate, and a motor is provided at one end of the movable shaft.
- the motor 3 is located inside the pipeline robot body, the other end of the movable shaft is provided with a movable block, one side of the movable block is connected to the fixed frame, and the movable shaft is located on the A fixing frame is provided on one side of the fixing plate.
- the fixing frame has a cross-shaped structure, and limiting grooves are provided on all sides of the fixing frame, and sliding blocks that cooperate with the limiting grooves are provided on the inner side of the limiting grooves.
- connecting blocks are arranged around the movable block, connecting rods are arranged on both sides of the upper end of the connecting block, connecting plates are arranged on the upper end of the connecting rod, and two ends of the connecting rod are respectively Both the connecting block and the connecting plate are connected by a rotating shaft, and the upper end of the connecting plate is provided with a top plate.
- the top plate has an L-shaped structure, and one side of the top plate is connected with the sliding block, and the upper end of the top plate is provided with serrations.
- one end of the movable shaft is provided with an external thread located inside the movable block, and an internal thread matched with the external thread is provided on the inner side of the movable block.
- a control system for a manipulator fixture of a pipe blocking robot including a control module, a power supply module, a lighting module, a camera module, a drive module, and a remote control terminal, and The control module is respectively connected to one end of the power supply module, the lighting module, the camera module, the drive module and the remote control terminal.
- the other end of the drive module is respectively connected to the motor one, the motor two, the motor three and the drive mechanism, and the drive mechanism is connected to the drive wheel, and the other end of the lighting module One end is connected with the illuminating lamp, and the other end of the camera module is connected with the camera.
- the pressure block of the present invention can be moved forwards and backwards through the action of the jacking device, which can clear the pipeline blockage, and the staff can observe the inside of the pipeline through the remote control terminal and find out in time Failure and cause, reduce the error rate of plugging;
- the manipulator clamp of the present invention can be directly installed on the manipulator of an industrial robot for use, and has strong versatility.
- the manipulator clamp can replace manual plugging work, and has high work efficiency, safety and reliability;
- the entire dredging operation can be completed by a single supervisor, and the supervisor only needs to input corresponding instructions to remotely control the dredging work, which greatly reduces the labor cost.
- Fig. 1 is a schematic structural diagram of a manipulator clamp for a pipe blocking robot according to an embodiment of the present invention
- Figure 2 is a schematic structural diagram of a jacking device according to an embodiment of the present invention.
- Fig. 3 is a schematic structural diagram of a manipulator clamp according to an embodiment of the present invention.
- Fig. 4 is a schematic structural diagram of a manipulator fixture and control system for a pipe blocking robot according to an embodiment of the present invention.
- a manipulator fixture and control system for a pipe blocking robot includes a pipe robot body 1.
- One end of the pipe robot body 1 is provided with a manipulator fixture 2, and the pipe Both sides of the robot body 1 are provided with a number of driving wheels 3, the side of the manipulator fixture 2 away from the pipe robot body 1 is provided with a jacking device 4, the upper side of the jacking device 4 is provided with a camera 5, one of the cameras 5 An illuminating lamp 6 is provided on one side and on the other side of the upper end of the jacking device 4.
- the structure and function of the jacking device 4 are described in detail below.
- the jacking device 4 includes a fixed frame 7, a partition 8 is provided on the inner side of the fixed frame 7, a movable tube 9 is inserted between the fixed frame 7 and the partition 8, and the inner side of the movable tube 9 is inserted Movable rod 10, one end of movable rod 10 is provided with gear 11, and the lower end of gear 11 is provided with gear 2 12 which is matched with gear 1 11.
- Both gear 1 11 and gear 2 12 are bevel gears, and the gear One 11 and gear two 12 are perpendicular to each other, the center position of gear two 12 is connected with the output shaft of motor one 13, the other end of the movable rod 10 is provided with a pressure block 14, and the movable tube 9 is opened on the inner side of the fixed frame 7.
- the manipulator fixture 2 includes a fixed plate 18, and one side of the fixed plate 18 is connected to the pipeline robot body 1.
- the fixed plate 18 is interspersed with a movable shaft 19, and one end of the movable shaft 19 is provided with a motor three 20.
- the motor three 20 is located inside the pipeline robot body 1, the other end of the movable shaft 19 is provided with a movable block 21, one side of the movable block 21 is connected to the fixed frame 7, and the movable shaft 19 is located on one side of the fixed plate 18.
- a fixing frame 22 is provided.
- the fixing frame 22 has a cross-shaped structure.
- the fixing frame 22 is provided with a limit slot 23 around the limit slot 23.
- the inner side of the limit slot 23 is provided with a sliding block 24 that matches the limit slot 23, and a movable block 21
- the upper ends of the connecting blocks 25 are provided with connecting rods 26 on both sides.
- the upper ends of the connecting rods 26 are provided with connecting plates 27. Both ends of the connecting rods 26 are connected to the connecting block 25 and the connecting plate.
- the upper end of the connecting plate 27 is provided with a top plate 28, the top plate 28 has an L-shaped structure, and one side of the top plate 28 is connected with the slider 24, and the upper end of the top plate 28 is provided with serrations 29, the movable shaft
- One end of 19 is provided with an external thread inside the movable block 21, and an internal thread matched with the external thread is provided on the inner side of the movable block 21.
- a control system for a manipulator fixture of a pipe clogging robot including a control module 31, a power supply module 32, a lighting module 33, a camera module 34, a driving module 35 and The remote control terminal 36, and the control module 31 is connected to one end of the power module 32, the lighting module 33, the camera module 34, the drive module 35, and the remote control terminal 36 respectively, and the other end of the drive module 35 is connected to the motor one 13 and the motor two respectively.
- the motor three 20 is connected to the driving mechanism 37, and the driving mechanism 37 is connected to the driving wheel 3, the other end of the lighting module 33 is connected to the lighting lamp 6, and the other end of the camera module 34 is connected to the camera 5.
- the staff gives instructions to the control module 31 through the remote control terminal 36, so that the control module 31 sends a signal to the drive module 35, and then the drive module 35 drives the drive mechanism 37 works, the driving mechanism 37 drives the driving wheel 3 to move, so that the pipeline robot body 1 walks in the pipeline.
- the staff can observe the internal situation of the pipeline through the lighting lamp 6 and the camera 5.
- the motor three 20 When a blockage is encountered, the motor three 20 is driven Work makes the motor three 20 drive the movable shaft 19 to move, because one end of the movable shaft 19 is provided with an external thread, and the inside of the movable block 21 is provided with an internal thread that matches the external thread, and the rotation of the movable shaft 19 drives the movable block 21 to move
- the movement of the movable block 21 drives the connecting block 25 to move, so that the connecting block 25 drives the connecting rod 26 and the connecting plate 27 to move to the outside of the movable block 21, and then the connecting plate 27 drives the top plate 28 to move, so that the top plate 28 drives the slider 24 in the limit.
- the position groove 23 moves up, and the serration 29 on the side of the top plate 28 contacts the pipe, so that the pipe robot body 1 is fixed to the inner wall of the pipe, and then the motor 13 and the motor 2 17 are driven to work, and the motor 2 17 drives the gear 3 16 to move.
- the gear three 16 meshes with the thread 15 and the rotation of the gear three 16 drives the movable tube 9 to move, so that the movable tube 9 drives the pressure block 14 to move back and forth, and the operation of the motor 13 drives the gear two 12 to move, so that the gear two 12
- the gear 11 is driven to work, and the gear 11 drives the movable rod 10 to rotate. Therefore, the pressure block 14 can not only move back and forth, but also rotate to complete the dredging of the pipeline.
- the press block 14 of the present invention can move back and forth under the action of the jacking device 4, so that the blockage of the pipeline can be dredged, and the staff Through the remote control terminal 36, the inside of the pipeline can be observed, faults and causes can be found in time, and the error rate of plugging can be reduced;
- the manipulator clamp 2 of the present invention can be directly installed on the manipulator of an industrial robot for use, and has strong versatility.
- the manipulator clamp 2 can replace Manually carry out the plugging work, which is efficient and safe and reliable;
- the entire dredging operation can be completed by a supervisor, and the supervisor only needs to input corresponding instructions to remotely control the dredging work, which greatly reduces the labor cost.
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Abstract
一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具（2），包括管道机器人本体（1），管道机器人本体（1）的一端设有机械手夹具（2），管道机器人本体（1）的两侧均设有若干驱动轮（3），机械手夹具（2）远离管道机器人本体（1）的一侧设有顶升装置（4），顶升装置（4）的上端一侧设有摄像头（5），摄像头（5）的一侧且位于顶升装置（4）的上端另一侧设有照明灯（6）。
Description
本发明涉及机器人领域，具体来说，涉及一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及控制系统。
目前，正在使用的输气管道上增设支路管，为了不影响输气管道正常输气，就需要经常对输气管道进行疏通，防止管道堵塞，影响输气，现有技术中的堵塞作业通常是由技术人员借助下堵器来完成，而燃气属于易燃易爆品，操作人员存在安全隐患，尤其是在高温环境下，更加危险，当管道在疏通的过程中使用到管道机器人时，还没有一种机械手夹具可以实现对管道进行由内向外式的封堵操作，也没有相应的控制系统对机械手夹具进行控制。
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及控制系统，来解决管道疏通不安全的问题。
一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及控制系统，包括管道机器人本体，所述管道机器人本体的一端设有机械手夹具，所述管道机器人本体的两侧均设有若干驱动轮，所述机械手夹具的远离所述管道机器人本体的一侧设有顶升装置，所述顶升装置的上端一侧设有摄像头，所述摄像头的一侧且位于所述顶升装置的上端另一侧设有照明灯，其中，所述顶升装置包括固定框，所述固定框的内侧设有隔板，所述固定框与所述隔板之间穿插设有活动管，所述活动管的内侧穿插设有活动杆，所述活动杆的一端设有齿轮一，所述齿轮一的下端设有与所述齿轮一相配合的齿轮二，所述齿轮二的中心位置与电机一的输出轴连接，所述活动杆的另一端设有压块，所述活动管上且位于所述固定框的内侧开设有螺纹线，所述螺纹线的上端设有与所述螺纹线相配合的齿轮三，所述齿轮三的中心与电机二的输出轴连接，并且，所述电机二位于所述固定框的内壁上。
优选的，所述齿轮一与所述齿轮二均为锥形齿轮，并且，所述齿轮一与所述齿轮二之间相互垂直。
优选的，所述活动管与所述固定框及所述隔板之间的连接处均设有通孔。
优选的，所述机械手夹具包括固定板，并且，所述固定板的一侧与所述管道机器人本体连接，所述固定板上穿插设有活动轴，所述活动轴的一端设有电机三，并且，所述电机三位于所述管道机器人本体的内部，所述活动轴的另一端设有活动块，所述活动块的一侧与所述固定框连接，所述活动轴上且位于所述固定板的一侧设有固定架。
优选的，所述固定架呈十字形结构，所述固定架的四周均开设有限位槽，所述限位槽的内侧均设有与所述限位槽相配合的滑块。
优选的，所述活动块的四周均设有两组连接块，所述连接块的上端两侧均设有连接杆，所述连接杆的上端设有连接板，所述连接杆的两端分别与所述连接块及所述连接板之间均通过转轴连接，所述连接板的上端设有顶板。
优选的，所述顶板呈L形结构，并且，所述顶板的一侧与所述滑块连接，所述顶板的上端设有锯齿。
优选的，所述活动轴的一端且位于所述活动块的内部开设有外螺纹，所述活动块的内侧设有与所述外螺纹相配合的内螺纹。
另一种作为本发明的一种实施方式，一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具的控制系统，包括控制模块、电源模块、照明模块、摄像模块、驱动模块及远程控制终端，并且，所述控制模块分别与所述电源模块、所述照明模块、所述摄像模块、所述驱动模块及所述远程控制终端的一端连接。
优选的，所述驱动模块的另一端分别与所述电机一、所述电机二、所述电机三及驱动机构连接，并且，所述驱动机构与所述驱动轮连接，所述照明模块的另一端与所述照明灯连接，所述摄像模块的另一端与所述摄像头连接。
1、
[0005] 本发明的压块通过顶升装置的作用下，使得压块可前后运动，可以实现对管道堵塞处进行疏通，并且，工作人员通过远程控制终端可管道内部进行观察，及时发现故障及原因，减少下堵出错率；
2、本发明的机械手夹具可以直接安装在工业机器人的机械手上使用，通用性强，该机械手夹具能够代替人工进行下堵工作，工作效率高且安全可靠；
3、整个疏通作业由一个监控人员便可以完成，监控人员只需要输入相应的指令便可远程控制完成疏通工作，使得人力成本大大降低。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的顶升装置的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的机械手夹具的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及控制系统的结构示意图。
图中：
1、管道机器人本体；2、机械手夹具；3、驱动轮；4、顶升装置；5、摄像头；6、照明灯；7、固定框；8、隔板；9、活动管；10、活动杆；11、齿轮一；12、齿轮二；13、电机一；14、压块；15、螺纹线；16、齿轮三；17、电机二；18、固定板；19、活动轴；20、电机三；21、活动块；22、固定架；23、限位槽；24、滑块；25、连接块；26、连接杆；27、连接板；28、顶板；29、锯齿；30、转轴；31、控制模块；32、电源模块；33、照明模块；34、摄像模块；35、驱动模块；36、远程控制终端；37、驱动机构。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例，如图1-3所示，根据本发明实施例的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具及控制系统，包括管道机器人本体1，管道机器人本体1的一端设有机械手夹具2，管道机器人本体1的两侧均设有若干驱动轮3，机械手夹具2的远离管道机器人本体1的一侧设有顶升装置4，顶升装置4的上端一侧设有摄像头5，摄像头5的一侧且位于顶升装置4的上端另一侧设有照明灯6。
下面具体介绍一下顶升装置4的结构及作用。
如图2所示，顶升装置4包括固定框7，固定框7的内侧设有隔板8，固定框7与隔板8之间穿插设有活动管9，活动管9的内侧穿插设有活动杆10，活动杆10的一端设有齿轮一11，齿轮一11的下端设有与齿轮一11相配合的齿轮二12，，齿轮一11与齿轮二12均为锥形齿轮，并且，齿轮一11与齿轮二12之间相互垂直，齿轮二12的中心位置与电机一13的输出轴连接，活动杆10的另一端设有压块14，活动管9上且位于固定框7的内侧开设有螺纹线15，螺纹线15的上端设有与螺纹线15相配合的齿轮三16，齿轮三16的中心与电机二17的输出轴连接，并且，电机二17位于固定框7的内壁上，活动管9与固定框7及隔板8之间的连接处均设有通孔。
下面具体介绍一下机械手夹具2的结构及作用。
如图3所示，机械手夹具2包括固定板18，并且，固定板18的一侧与管道机器人本体1连接，固定板18上穿插设有活动轴19，活动轴19的一端设有电机三20，并且，电机三20位于管道机器人本体1的内部，活动轴19的另一端设有活动块21，活动块21的一侧与固定框7连接，活动轴19上且位于固定板18的一侧设有固定架22，固定架22呈十字形结构，固定架22的四周均开设有限位槽23，限位槽23的内侧均设有与限位槽23相配合的滑块24，活动块21的四周均设有两组连接块25，连接块25的上端两侧均设有连接杆26，连接杆26的上端设有连接板27，连接杆26的两端分别与连接块25及连接板27之间均通过转轴30连接，连接板27的上端设有顶板28，顶板28呈L形结构，并且，顶板28的一侧与滑块24连接，顶板28的上端设有锯齿29，活动轴19的一端且位于活动块21的内部开设有外螺纹，活动块21的内侧设有与外螺纹相配合的内螺纹。
如图4所示，根据本发明实施例，还提供了一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具的控制系统，包括控制模块31、电源模块32、照明模块33、摄像模块34、驱动模块35及远程控制终端36，并且，控制模块31分别与电源模块32、照明模块33、摄像模块34、驱动模块35及远程控制终端36的一端连接，驱动模块35的另一端分别与电机一13、电机二17、电机三20及驱动机构37连接，并且，驱动机构37与驱动轮3连接，照明模块33的另一端与照明灯6连接，摄像模块34的另一端与摄像头5连接。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时：通过将管道机器人放入到管道中，此时，工作人员通过远程控制终端36对控制模块31下达指令，使得控制模块31对驱动模块35发送信号，进而驱动模块35带动驱动机构37工作，驱动机构37带动驱动轮3运动，使得管道机器人本体1在管道内行走，工作人员通过照明灯6及摄像头5可观察到管道内部情况，当遇到堵塞的地方，通过带动电机三20工作，使得电机三20带动活动轴19运动，因为活动轴19的一端设有外螺纹，活动块21的内侧设有与外螺纹相配合的内螺纹，进而活动轴19的转动带动活动块21运动，活动块21的运动带动连接块25运动，使得连接块25带动连接杆26及连接板27向活动块21的外侧运动，进而连接板27带动顶板28运动，使得顶板28带动滑块24在限位槽23上运动，进而顶板28一侧的锯齿29与管道接触，使得将管道机器人本体1与管道内壁相固定，再带动电机一13及电机二17工作，电机二17带动齿轮三16运动，并且，齿轮三16与螺纹线15相互啮合，进而齿轮三16的转动带动活动管9运动，使得活动管9带动压块14前后运动，电机一13的工作带动齿轮二12运动，使得齿轮二12带动齿轮一11工作，进而齿轮一11带动活动杆10转动，因此，压块14不仅可以前后运动，也做旋转运动，完成对管道的疏通。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明的压块14通过顶升装置4的作用下，使得压块14可前后运动，可以实现对管道堵塞处进行疏通，并且，工作人员通过远程控制终端36可管道内部进行观察，及时发现故障及原因，减少下堵出错率；本发明的机械手夹具2可以直接安装在工业机器人的机械手上使用，通用性强，该机械手夹具2能够代替人工进行下堵工作，工作效率高且安全可靠；
整个疏通作业由一个监控人员便可以完成，监控人员只需要输入相应的指令便可远程控制完成疏通工作，使得人力成本大大降低。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
Claims (8)
- 一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于，包括管道机器人本体（1），所述管道机器人本体（1）的一端设有机械手夹具（2），所述管道机器人本体（1）的两侧均设有若干驱动轮（3），所述机械手夹具（2）的远离所述管道机器人本体（1）的一侧设有顶升装置（4），所述顶升装置（4）的上端一侧设有摄像头（5），所述摄像头（5）的一侧且位于所述顶升装置（4）的上端另一侧设有照明灯（6），其中，所述顶升装置（4）包括固定框（7），所述固定框（7）的内侧设有隔板（8），所述固定框（7）与所述隔板（8）之间穿插设有活动管（9），所述活动管（9）的内侧穿插设有活动杆（10），所述活动杆（10）的一端设有齿轮一（11），所述齿轮一（11）的下端设有与所述齿轮一（11）相配合的齿轮二（12），所述齿轮二（12）的中心位置与电机一（13）的输出轴连接，所述活动杆（10）的另一端设有压块（14），所述活动管（9）上且位于所述固定框（7）的内侧开设有螺纹线（15），所述螺纹线（15）的上端设有与所述螺纹线（15）相配合的齿轮三（16），所述齿轮三（16）的中心与电机二（17）的输出轴连接，并且，所述电机二（17）位于所述固定框（7）的内壁上。
- 根据权利要求1所述的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于，所述齿轮一（11）与所述齿轮二（12）均为锥形齿轮，并且，所述齿轮一（11）与所述齿轮二（12）之间相互垂直。
- 根据权利要求2所述的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于，所述活动管（9）与所述固定框（7）及所述隔板（8）之间的连接处均设有通孔。
- 根据权利要求3所述的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于，所述机械手夹具（2）包括固定板（18），并且，所述固定板（18）的一侧与所述管道机器人本体（1）连接，所述固定板（18）上穿插设有活动轴（19），所述活动轴（19）的一端设有电机三（20），并且，所述电机三（20）位于所述管道机器人本体（1）的内部，所述活动轴（19）的另一端设有活动块（21），所述活动块（21）的一侧与所述固定框（7）连接，所述活动轴（19）上且位于所述固定板（18）的一侧设有固定架（22）。
- 根据权利要求4所述的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于，所述固定架（22）呈十字形结构，所述固定架（22）的四周均开设有限位槽（23），所述限位槽（23）的内侧均设有与所述限位槽（23）相配合的滑块（24）。
- 根据权利要求5所述的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于，所述活动块（21）的四周均设有两组连接块（25），所述连接块（25）的上端两侧均设有连接杆（26），所述连接杆（26）的上端设有连接板（27），所述连接杆（26）的两端分别与所述连接块（25）及所述连接板（27）之间均通过转轴（30）连接，所述连接板（27）的上端设有顶板（28）。
- 根据权利要求6所述的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于，所述顶板（28）呈L形结构，并且，所述顶板（28）的一侧与所述滑块（24）连接，所述顶板（28）的上端设有锯齿（29）。
- 根据权利要求7所述的一种用于管道堵塞机器人的机械手夹具，其特征在于，所述活动轴（19）的一端且位于所述活动块（21）的内部开设有外螺纹，所述活动块（21）的内侧设有与所述外螺纹相配合的内螺纹。
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