CN101832836A - 滚筒反力式制动试验台动态标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计涉及一种滚筒反力式制动试验台动态标定装置，它主要由伺服施力机构、缓冲减震机构、传力梁机构、测力机构、支撑框架机构组成。本发明的主要目的是为了解决现有的滚筒反力式制动试验台的标定设备无法对制动台的动态响应作出评价的问题。将此动态标定装置安装在滚筒反力式制动试验台上，构成一个力的闭环控制系统，为制动台的标定提供按照理想标准力值曲线变化的力值，并将这个标准力值曲线与由制动台本身的测力传感器测得的经过滤波放大电路后得到的测量力值曲线进行比较，来评价制动试验台的动态响应品质，实现动态标定。

Description

滚筒反力式制动试验台动态标定装置

技术领域

本发明属于标定设备，特别是涉及一种滚筒反力式制动试验台动态标定装置。

背景技术

目前，在机动车检测线上，对滚筒反力式制动试验台的标定是通过在制动台上安装标定架，然后在其托盘上放置标准质量的砝码(25kg或20kg)，依次加载与减载，根据二次仪表上的数值显示，调整放大电路中的增益旋钮，使数值显示的数值与实际值对应起来。其突出的特点是静态的，而制动台在检测制动力时却是一个动态的过程。因为静态的标定是无法反应制动台的动态响应的，所以会出现通过静态标定合格的制动台在测试制动力时所得到的数据无法较真实地反应客观实际情况，使得测试可靠性下降。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的滚筒反力式制动试验台的标定设备无法对制动台的动态响应作出评价的问题，提供一种结构简单，测试可靠的滚筒反力式制动试验台的动态标定装置。

本发明的上述目的可以通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

一种滚筒反力式制动试验台动态标定装置，主要由伺服施力机构A、缓冲减震机构B、传力梁机构C、测力机构D和支撑框架机构E组成，所说的伺服施力机构A的一端通过关节轴承12固定连接在支撑框架机构E上，伺服施力机构A的另一端通过拉杆10固定连接在缓冲减震机构B的一端，缓冲减震机构B的另一端通过关节轴承37固定连接在传力梁机构C上；测力机构D的一端通过销轴座43固定连接在传力梁机构C上，另一端通过伸出架54与滚筒反力式制动台试验的减速器固定连接；传力梁机构C通过球轴承连接在支撑框架机构E上，支撑框架机构E通过螺栓固定连接在制动台的边框上；所述的伺服施力机构A提供驱动力，经缓冲减震机构B、传力梁机构C和测力机构D传递作用到制动台减速器上，该力值由装在测力机构D中的测力传感器反馈给伺服施力机构A，由伺服施力机构A按要求调整后，控制施加在制动台减速器上的力值大小，构成力值的闭环控制。

所说的伺服施力机构A由伺服施力装置F与伺服施力装置壳体G组成，所说的伺服施力装置F中，伺服驱动器1通过电源线和信号线与伺服电机2相连，伺服电机2通过连接法兰3与减速器4连接，减速器4通过螺栓固定连接在伺服施力装置壳体G上，减速器4的孔输出端通过丝杠拉杆机构与缓冲减震机构B连接；所述的伺服施力装置壳体G中，上横板15、下底板13和两块竖板14通过螺栓固定连接，关节轴承12通过螺纹连接在下底板13上，并通过M20紧固螺母36进行螺纹防松，轴承套筒16固定安装在上横板15上。

所述的丝杠拉杆机构包括丝杠6、丝杠螺母7和拉杆10，丝杠6与减速器4的孔输出端通过长键5配合连接，丝杠螺母7通过紧固螺钉11和定位螺钉9与套装在丝杠6上的拉杆10固定连接，丝杠6通过一对轴承28支撑安装在轴承套筒16内，拉杆10上设有与固定安装在丝杠套筒17内的导向键33相配合的导向槽，轴承套筒16、丝杠套筒17、拉杆导向法兰18、拉杆导向法兰盖19依次通过螺钉固定连接，拉杆导向套22通过过盈配合安装在拉杆导向法兰18内，并通过销钉进行圆周定位。

所述的一对轴承28之间安装有外圈轴承定位套29和内圈轴承定位套30，丝杠6通过外圈锁紧螺母31与一对圆螺母32进行轴向定位，外圈紧固螺母31通过M5螺钉25进行螺纹防松，轴承套筒16下端安装有φ60橡胶油封27，并通过φ60弹性挡圈26进行轴向固定；在丝杠套筒17两端分别安装了一个接近开关24；在拉杆导向法兰盖19和拉杆导向法兰18内均安装有φ56橡胶油封21，并通过φ56弹性挡圈20进行轴向定位；油杯23安装在拉杆导向法兰18上。

所说的缓冲减震机构B主要由螺旋弹簧34组成，螺旋弹簧34的两端分别安装有弹簧连接块35，两块防松片38通过螺钉分别固定连接在螺旋弹簧34两端的弹簧连接块35上，以防止螺旋弹簧34窜动，关节轴承37通过M20紧固螺母36固定连接在螺旋弹簧34一端的弹簧连接块35上，螺旋弹簧34的另一端的弹簧连接块35通过M20紧固螺母36与伺服施力机构A中拉杆10固定连接。

所说的传力梁机构C由传力梁41和传力梁轴42组成，传力梁41与传力梁轴42过盈配合连接，传力梁轴42的两端分别与球面轴承39连接，并通过传力梁轴套40进行轴向定位。

其特征在于，所说的测力机构D主要由测力传感器、上连接钢管48和下连接钢管51组成，上连接钢管48和下连接钢管51的一端通过通过双头螺栓50连接，并通过卡箍49紧固，上连接钢管48另一端与M39杆端关节轴承46螺纹连接，并通过M39紧固螺母47防松，M39杆端关节轴承46通过销轴式测力传感器45与销轴座43连接，并通过螺钉固定连接在销轴座43上的挡片44对销轴式测力传感器45进行轴向定位与圆周定位，下连接钢管51与关节轴承53螺纹连接，并通过M33紧固螺母52防松，关节轴承53通过螺栓固定连接在伸出架54上。

其特征在于，所说的支撑框架机构E中，前支撑槽钢架55通过中间接槽钢架57与后连接槽钢58连接，两根等边角钢斜拉梁56通过螺栓连接在前支撑槽钢架55和后连接槽钢58上；前支撑槽钢架55的下端和后连接槽钢58通过螺栓与制动台的边框固定连接。

本发明能解决现有的滚筒反力式制动试验台的标定设备无法对制动台的动态响应作出评价的问题，实现对滚筒反力式制动试验台的动态标定，从而保证制动台测试数据的可靠性。本设计结构简单，测试可靠。

附图说明

图1是滚筒反力式制动试验台动态标定装置在制动试验台上的布置示意图；

图2是滚筒反力式制动试验台动态标定装置示意图；

图3是滚筒反力式制动试验台动态标定装置侧视图；

图4a)是伺服施力机构示意图；

图4b)是伺服施力机构侧视图；

图5a)是伺服施力装置壳体示意图；

图5b)是伺服施力装置示意图；

图6是丝杠、丝杠螺母、拉杆装配示意图；

图7是伺服施力机构上半部剖视图；

图8是缓冲减震机构示意图；

图9是传力梁机构示意图；

图10a)是测力机构示意图；

图10b)是图10a)上部的局部放大示意图；

图10c)是图10a)总部的局部放大示意图；

图11a)是支撑框架机构示意图；

图11b)是支撑框架机构侧视图；

图中：A.伺服施力机构 B.缓冲减震机构 C.传力梁机构 D.测力机构 E.支撑框架机构 F.伺服施力装置 G..伺服施力装置壳体

1.伺服驱动器 2.伺服电机 3.连接法兰 4.减速器 5.长键 6.丝杠 7.丝杠螺母 8.堵油螺钉 9.定位螺钉 10.拉杆 11.M6紧固螺钉 12.关节轴承 13.下底板 14.竖板 15上横板 16.轴承套筒 17.丝杠套筒 18.拉杆导向法兰 19.拉杆导向法兰盖 20.φ56弹性挡圈 21.φ56橡胶油封 22.拉杆导向套 23.油杯 24.接近开关 25.M5紧固螺钉 26.φ60弹性挡圈 27.φ60橡胶油封 28.轴承 29.外圈轴承定位套 30.内圈轴承定位套 31.外圈锁紧螺母 32.圆螺母 33.导向键 34.螺旋弹簧 35.弹簧连接块 36.M20紧固螺母 37.关节轴承 38.防松片 39.球面轴承 40.传力梁轴套 41.传力梁 42.传力梁轴 43.销轴座44.挡片 45.销轴式测力传感器 46.M39杆端关节轴承 47.M39紧固螺母 48.上连接钢管49.卡箍 50.双头螺栓 51.下连接钢管 52.M33紧固螺母 53.关节轴承 54.伸出架 55.前支撑槽钢架 56.等边角钢斜拉梁 57.中间连接槽钢架 58.后连接槽钢

具体实施方式

下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及其工作过程。

参照图1、2、3，一种滚筒反力式制动试验台动态标定装置，其由伺服施力机构A、缓冲减震B、传力梁机构C、测力机构D、支撑框架机构E组成。所说的伺服施力机构A的一端通过关节轴承12固定连接在支撑框架机构E上，伺服施力机构A的另一端通过拉杆10固定连接在缓冲减震机构B的一端，缓冲减震机构B的另一端通过关节轴承37固定连接在传力梁机构C上。测力机构D的一端通过销轴座43固定连接在传力梁机构C上，另一端通过伸出架54与滚筒反力式制动台试验的减速器固定连接。传力梁机构C通过球轴承连接在支撑框架机构E上，支撑框架机构E通过螺栓固定连接在制动台的边框上。这样由伺服施力机构A提供的力，经过缓冲减震机构B、传力梁机构C、测力机构D就传递作用到制动台减速器上了，而测力机构D中的销轴式测力传感器45将该力值的大小反馈给伺服施力机构A中的伺服驱动器1，伺服驱动器1根据要求调整伺服电机2的转矩，从而控制施加在制动台减速器上的力值大小，于是就构成了一个力值的闭环控制系统，精确控制施加在制动台减速器上的力值大小，提供按标准制动力值曲线变化的力，从而将这个标准力值曲线与由制动台本身的测力传感器测得的经过滤波放大电路后得到的测量力值曲线进行比较，来评价制动试验台的动态响应品质，实现动态标定。

在滚筒反力式制动试验台中，减速器与力臂固定在同一根滚筒轴上，那么本装置施加在制动台减速器上的力，也就通过力臂加载到制动台本身的测力传感器上了。根据需要，本装置可以提供一个按照标准制动力值曲线变化的力，这个力通过上述的力的闭环控制系统可以实现，并得到精确的控制。将这个标准力值曲线与由制动台本身的测力传感器测得的经过滤波放大电路后得到的测量力值曲线，进行比较，来评价制动试验台的动态响应品质。

参见图4、5、6、7，所说的伺服施力机构A由伺服施力装置F与伺服施力装置壳体G组成，伺服施力装置F装在伺服施力装置壳体G内，通过螺栓固定连接与一对轴承28支撑。所说的伺服施力装置F中，伺服驱动器1通过电源线和信号线与伺服电机2相连，伺服电机2通过连接法兰3与减速器4连接，减速器4通过螺栓固定连接在伺服施力装置壳体G中的竖板14上，减速器4的孔输出端通过长键5与丝杠6配合连接，丝杠螺母7可沿着丝杠6移动，丝杠螺母7通过M6紧固螺钉11与拉杆10固定连接；丝杠螺母7上切有环槽，将三个定位螺钉9通过拉杆10上相应的螺纹孔中拧入丝杠螺母7的环槽内，加强了丝杠螺母7与拉杆10的配合；堵油螺钉8安装在丝杠螺母7上相应的螺纹孔内，拉杆10上的导向槽的作用是将丝杠6旋转产生的扭矩通过伺服施力装置壳体G中导向键33传递给伺服施力装置壳体G中的丝杠套筒17上。所说的伺服施力装置壳体G中，关节轴承12通过螺纹连接在下底板13上，并通过M20紧固螺母36进行螺纹防松，两块竖板14通过螺栓固定连接在下底板13上；其中一侧的竖板14通过螺栓与伺服施力装置F中的减速器4固定连接；上横板15通过螺栓与两块竖板14固定连接；轴承套筒16通过螺钉固定安装在上横板15上，伺服施力装置F中的丝杠6通过一对轴承28支撑安装在轴承套筒16内，外圈轴承定位套29和内圈轴承定位套30安装在这对轴承28之间；丝杠6并通过外圈锁紧螺母31与一对圆螺母32进行轴向定位，外圈紧固螺母31通过M5螺钉25进行螺纹防松，轴承套筒16下端安装有φ60橡胶油封27，并通过φ60弹性挡圈26进行轴向固定；丝杠套筒17通过螺钉与轴承套筒16固定连接，导向键33通过螺钉固定安装在丝杠套筒17内，在丝杠套筒17两端分别安装了一个接近开关24。

接近开关24作用是给伺服驱动器1提供一个停转信号，防止丝杠螺母7或拉杆10已接近丝杠套筒16端部时，丝杠6没有停止转动而造成机械碰撞。拉杆导向法兰盖19通过螺钉固定安装在拉杆导向法兰18上；在拉杆导向法兰盖19和拉杆导向法兰18内均安装有φ56橡胶油封21，并通过φ56弹性挡圈20进行轴向定位；油杯23安装在拉杆导向法兰18上。

所说的缓冲减震机构B中，螺旋弹簧34的两端分别安装有弹簧连接块35，两块防松片38通过螺钉分别固定连接在螺旋弹簧34两端的弹簧连接块35上，以防止螺旋弹簧34窜动，关节轴承37通过M20紧固螺母36固定连接在螺旋弹簧34一端的弹簧连接块35上，螺旋弹簧34的另一端的弹簧连接块35通过M20紧固螺母36与伺服施力机构A中拉杆10固定连接。

于是，伺服施力机构A与缓冲减震机构B就组成了一个二力杆机构，从而避免了不必要的机械干涉和对整个装置装配精度的过高要求，降低了劳动强度。

所说的传力梁机构C中，传力梁41与传力梁轴42过盈配合连接，传力梁轴42的两端分别与球面轴承39连接，并通过传力梁轴套40进行轴向定位。

所说的测力机构D中，销轴座43通过销轴式测力传感器45与M39杆端关节轴承46连接，挡片44通过螺钉固定连接在销轴座43上，对销轴式测力传感器45进行轴向定位与圆周定位；M39杆端关节轴承46与上连接钢管48的一端螺纹连接，并通过M33紧固螺母52防松；上连接钢管48的另一端通过双头螺栓50与下连接钢管51的一端连接，上连接钢管48和下连接钢管51与双头螺栓50连接的一端分别装有卡箍49，并通过螺栓紧固。下连接钢管51的另一端与关节轴承53螺纹连接，并通过M33紧固螺母52防松；关节轴承53通过螺栓固定连接在伸出架54上。这里的销轴式测力传感器也可以是其他形式的测力传感器，只要能达到相应测试精度就可以。

所说的支撑框架机构E中，前支撑槽钢架55通过中间接槽钢架57与后连接槽钢58连接，两根等边角钢斜拉梁56通过螺栓连接在前支撑槽钢架55和后连接槽钢58上；前支撑槽钢架55的下端和后连接槽钢58通过螺栓与制动台的边框固定连接。

伺服驱动器1通过信号线、电源线与伺服电机2相连，伺服电机2通过连接法兰3与减速器4连接，丝杠6通过长键5与减速器4的输出孔配合，丝杠螺母7通过M6紧固螺钉11与拉杆10连接，那么伺服电机2的旋转运动，经过减速器4、丝杠6的降速增扭后，就转化为丝杠螺母7和拉杆10沿着丝杆6的直线运动。该直线运动产生的拉力大小由伺服电机2的转矩决定，而伺服电机2的转矩由伺服驱动器1根据测力机构D中的销轴式测力传感器45反馈的力值加以控制。拉杆10上的导向槽的作用是将丝杆6旋转产生的扭矩通过伺服施力装置壳体G中导向键33传递给伺服施力装置壳体G中的丝杠套筒17上，从而避免拉杆10对缓冲减震机构B中的螺旋弹簧34作用时，螺旋弹簧34受到丝杆6旋转产生的扭矩。接近开关24的作用是给伺服驱动器1提供一个停转信号，防止丝杠螺母7或拉杆10已接近丝杠套筒端部时，丝杠6没有停止转动而造成机械碰撞，起到保护作用。

参见图8，所述的缓冲减震机构B是由螺旋弹簧34，弹簧连接块35，M20紧固螺母36，关节轴承37，防松片38组成。螺旋弹簧34的两端分别装有一个弹簧连接块35，螺旋弹簧34的一端通过弹簧连接块35与伺服施力机构A中的拉杆10连接，并通过M20紧固螺母36防松；另一端也通过弹簧连接块35与关节轴承37连接，并通过M20紧固螺母36防松。于是，伺服施力机构A与缓冲减震机构B就组成了一个二力杆机构，从而避免了不必要的机械干涉和对整个装置装配精度的过高要求，降低了劳动强度。

参见图9，所述的传力梁机构C是由球面轴承39，传力梁轴套40，传力梁41，传力梁轴42组成。

参见图10，所述的测力机构D是由销轴座43，挡片44，销轴式测力传感器45，M39杆端关节轴承46，M39紧固螺母47，上连接钢管48，卡箍49，双头螺栓50，下连接钢管51，M33紧固螺母52，关节轴承53，伸出架54组成。测力机构D的一端通过销轴座43与传力梁机构C中的传力梁41固定螺栓连接，另一端通过伸出架54与滚筒反力式制动试验台的减速箱固定螺栓连接，于是销轴式侧力传感器45测试出施加在滚筒反力式制动试验台减速箱上的力值，并把该力值反馈给伺服施力机构A中的伺服驱动器1，伺服驱动器1再根据要求调整伺服电机2的转矩，从而改变施加在滚筒反力式制动试验台减速箱上的力值，达到要求力值大小。双头螺栓50可调整上连接钢管48与下连接钢管51的相对位置，并通过卡箍49紧固，起到防松作用。

参见图11a)、11b)，所述的支撑框架机构F是由前支撑槽钢架55，等边角钢斜拉梁56，中间连接槽钢架57，后连接槽钢58组成。前支撑槽钢架55通过中间连接槽钢架57与后连接槽钢58连接，两根等边角钢斜拉梁56通过螺栓连接在前支撑槽钢架55和后连接槽钢58上，前支撑槽钢架55的下端和后连接槽钢58通过螺栓与制动台的边框固定连接。前支撑槽钢架55的上端与传力梁机构C连接，中间连接槽钢架57与伺服施力机构A连接。

Claims (8)

1.一种滚筒反力式制动试验台动态标定装置，主要由伺服施力机构(A)、缓冲减震机构(B)、传力梁机构(C)、测力机构(D)和支撑框架机构(E)组成，其特征在于，所说的伺服施力机构(A)的一端通过关节轴承(12)固定连接在支撑框架机构(E)上，伺服施力机构(A)的另一端通过拉杆(10)固定连接在缓冲减震机构(B)的一端，缓冲减震机构(B)的另一端通过关节轴承(37)固定连接在传力梁机构(C)上；测力机构(D)的一端通过销轴座(43)固定连接在传力梁机构(C)上，另一端通过伸出架(54)与滚筒反力式制动台试验的减速器固定连接；传力梁机构(C)通过球轴承连接在支撑框架机构(E)上，支撑框架机构(E)通过螺栓固定连接在制动台的边框上；所述的伺服施力机构(A)提供驱动力，经缓冲减震机构(B)、传力梁机构(C)和测力机构(D)传递作用到制动台减速器上，该力值由装在测力机构(D)中的测力传感器反馈给伺服施力机构(A)，由伺服施力机构(A)按要求调整后，控制施加在制动台减速器上的力值大小，构成力值的闭环控制。

2.根据权利要求1所述的滚筒反力式制动试验台动态标定装置，其特征在于。所说的伺服施力机构(A)由伺服施力装置(F)与伺服施力装置壳体(G)组成，所说的伺服施力装置(F)中，伺服驱动器(1)通过电源线和信号线与伺服电机(2)相连，伺服电机(2)通过连接法兰(3)与减速器(4)连接，减速器(4)通过螺栓固定连接在伺服施力装置壳体(G)上，减速器(4)的孔输出端通过丝杠拉杆机构与缓冲减震机构(B)连接；所述的伺服施力装置壳体(G)中，上横板(15)、下底板(13)和两块竖板(14)通过螺栓固定连接，关节轴承(12)通过螺纹连接在下底板(13)上，并通过M20紧固螺母(36)进行螺纹防松，轴承套筒(16)固定安装在上横板(15)上。

3.根据权利要求2所述的滚筒反力式制动试验台动态标定装置，其特征在于，所述的丝杠拉杆机构包括丝杠(6)、丝杠螺母(7)和拉杆(10)，丝杠(6)与减速器(4)的孔输出端通过长键(5)配合连接，丝杠螺母(7)通过紧固螺钉(11)和定位螺钉(9)与套装在丝杠(6)上的拉杆(10)固定连接，丝杠(6)通过一对轴承(28)支撑安装在轴承套筒(16)内，拉杆(10)上设有与固定安装在丝杠套筒(17)内的导向键(33)相配合的导向槽，轴承套筒(16)、丝杠套筒(17)、拉杆导向法兰(18)、拉杆导向法兰盖(19)依次通过螺钉固定连接，拉杆导向套(22)通过过盈配合安装在拉杆导向法兰(18)内，并通过销钉进行圆周定位。

4.根据权利要求3所述的滚筒反力式制动试验台动态标定装置，其特征在于，所述的一对轴承(28)之间安装有外圈轴承定位套(29)和内圈轴承定位套(30)，丝杠(6)通过外圈锁紧螺母(31)与一对圆螺母(32)进行轴向定位，外圈紧固螺母(31)通过M5螺钉(25)进行螺纹防松，轴承套筒(16)下端安装有φ60橡胶油封(27)，并通过φ60弹性挡圈(26)进行轴向固定；在丝杠套筒(17)两端分别安装了一个接近开关(24)；在拉杆导向法兰盖(19)和拉杆导向法兰(18)内均安装有φ56橡胶油封(21)，并通过φ56弹性挡圈(20)进行轴向定位；油杯(23)安装在拉杆导向法兰(18)上。

5.根据权利要求1所述的滚筒反力式制动试验台动态标定装置，其特征在于，所说的缓冲减震机构(B)主要由螺旋弹簧(34)组成，螺旋弹簧(34)的两端分别安装有弹簧连接块(35)，两块防松片(38)通过螺钉分别固定连接在螺旋弹簧(34)两端的弹簧连接块(35)上，以防止螺旋弹簧(34)窜动，关节轴承(37)通过M20紧固螺母(36)固定连接在螺旋弹簧(34)一端的弹簧连接块(35)上，螺旋弹簧(34)的另一端的弹簧连接块(35)通过M20紧固螺母(36)与伺服施力机构(A)中拉杆(10)固定连接。

6.根据权利要求1所述的滚筒反力式制动试验台动态标定装置，其特征在于，所说的传力梁机构(C)由传力梁(41)和传力梁轴(42)组成，传力梁(41)与传力梁轴(42)过盈配合连接，传力梁轴(42)的两端分别与球面轴承(39)连接，并通过传力梁轴套(40)进行轴向定位。

7.根据权利要求1所述的滚筒反力式制动试验台动态标定装置，其特征在于，所说的测力机构(D)主要由测力传感器、上连接钢管(48)和下连接钢管(51)组成，上连接钢管(48)和下连接钢管(51)的一端通过通过双头螺栓(50)连接，并通过卡箍(49)紧固，上连接钢管(48)另一端与M39杆端关节轴承(46)螺纹连接，并通过M39紧固螺母(47)防松，M39杆端关节轴承(46)通过销轴式测力传感器(45)与销轴座(43)连接，并通过螺钉固定连接在销轴座(43)上的挡片(44)对销轴式测力传感器(45)进行轴向定位与圆周定位，下连接钢管(51)与关节轴承(53)螺纹连接，并通过M33紧固螺母(52)防松，关节轴承(53)通过螺栓固定连接在伸出架(54)上。

8.根据权利要求1所述的滚筒反力式制动试验台动态标定装置，其特征在于，所说的支撑框架机构(E)中，前支撑槽钢架(55)通过中间接槽钢架(57)与后连接槽钢(58)连接，两根等边角钢斜拉梁(56)通过螺栓连接在前支撑槽钢架(55)和后连接槽钢(58)上；前支撑槽钢架(55)的下端和后连接槽钢(58)通过螺栓与制动台的边框固定连接。

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