CN108590426A - 一种平开门窗的自动控制系统 - Google Patents

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范敏
杨瀚森
黄雄聪
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Chengdu Yi Hui Home Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种平开门窗的自动控制系统，包括窗户、窗框、传感器模块、控制盒、推杆、遥控器、移动终端和设于所述窗户顶部的滑轨；所述推杆的一端铰接与所述滑轨相配合的滑块，推杆的另一端连接所述窗框上的推杆电机；所述控制盒通过无线信号连接所述推杆电机、传感器模块、移动终端和遥控器，所述控制盒内置无线通信模块和主控制器，所述无线通信模块包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。可通过移动终端实现远程控制门窗的开关，也可以遥控操作，使用方便。

Description

一种平开门窗的自动控制系统
技术领域
本发明属于自动门窗技术领域，具体涉及一种平开门窗的自动控制系统。
背景技术
随着生活质量的提高，人们对家居的环境质量要求越来越高，但是随着生活节奏的加快，生活的压力也越来越大，白天大部分时间家中常常无人。而且由于节奏的加快，人们很容易忽视家中的窗门是否打开，这给家庭的环境质量带来了隐患。同时因为天气突然变化，家中门窗打开可能给家中带来经济损失。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种平开门窗的自动控制系统，可实现远程控制门窗的开关。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种平开门窗的自动控制系统，包括窗户、窗框、传感器模块、控制盒、推杆、遥控器、移动终端和设于所述窗户顶部的滑轨；所述推杆的一端铰接与所述滑轨相配合的滑块，推杆的另一端连接所述窗框上的推杆电机；所述控制盒通过无线信号连接所述推杆电机、传感器模块、移动终端和遥控器，所述控制盒内置无线通信模块和主控制器，所述无线通信模块包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。
本发明所述的传感器模块设置于门窗外，包括盒体、太阳能板、雨量传感器、风速传感器、光线传感器和中央处理器，所述太阳能板设置在所述盒体的表面中央，所述雨量传感器包括两块电阻板，所述两块电阻板分别设置于太阳能板的两端，所述雨量传感器和风速传感器安装于盒体的一侧，所述风速传感器含霍尔感应模块，所述光线传感器含光电二极管且安装于盒体的另一侧，所述中央处理器位于盒体内，所述雨量传感器、风速传感器和光线传感器分别电连接所述中央处理器，中央处理器与所述主控制器通过无线信号连接。
传感器模块检测到天气和空气信号后，无线传输给主控制器，主控制器下达关窗或开窗的命令给推杆电机，实现远程开关窗。传感器模块上含风光雨感应装置，且设置有太阳能板，具有风光雨的测量功能，同时太阳能充电。将太阳能板设置在盒体表面的正中间，能充分接收日照，同时在两端各设置一块电阻板，通过电阻变化来感应雨量，测量准确，将光线传感器与显示屏设于同侧，方便接收光线和查看检测数据，采用霍尔感应原理来感知风速，计量准确。
优选地，控制盒上设置有电连接所述主控制器的报警器，所述的传感器模块设置于窗框外侧，所述盒体安装光线传感器的同侧还安装有电连接所述中央处理器的人体红外传感器。可检测到窗户外的人体信息，如有人攀爬窗户，可及时报警防盗。
优选地，所述盒体在安装霍尔感应器的同侧还安装有电连接所述中央处理器的温度传感器、湿度传感器、雾霾传感器和分贝传感器。
本发明的平开门窗的自动控制系统还包括开窗机构，所述的开窗机构包括驱动杆、传动齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮和窗户上的把手，所述驱动杆设置于窗户的侧边且一端连接与所述传动齿轮相啮合的齿条，所述传动齿轮的传动轴与所述第一锥齿轮的一侧连接，第一锥齿轮的另一侧通过转动轴与所述把手连接，所述第二锥齿轮位于第一锥齿轮的下方且与第一锥齿轮相啮合，第二锥齿轮的传动轴连接开窗电机，所述开窗电机与所述主控制器通过无线信号连接。
在通电的情况下，开窗电机带动第二锥齿轮转动，从而驱动第一锥齿轮转动，带动同轴的传动齿轮转动，通过传动链条带动驱动杆上下运动。同时在无电力带动的情况下，可直接通过转动把手带动第一锥齿轮转动来驱动传动齿轮转动，实现了手自动的自由切换。
优选地，当窗户关闭时，所述开窗电机处于断电状态，便于手动开窗。
优选地，本发明的平开门窗的自动控制系统还包括换向机构，所述的换向机构包括主连杆、副连杆和限位杆，所述限位杆设置在窗户顶端的长度方向上且可沿长度方向滑动，所述限位杆的一端经柔性钢条连接所述驱动杆，所述柔性钢条沿窗户侧边设置，所述主连杆的一端与限位杆为滑动连接，使主连杆可在限位杆的长度方向上滑动，主连杆的另一端与所述窗框铰接；所述副连杆的一端与限位杆铰接，副连杆的另一端与主连杆铰接。
当旋转把手至最低处时，齿条位于最高处，齿条向上推动限位杆，铰接在限位杆上的副连杆带动主连杆的一端与限位杆同向移动，主连杆的另一端在限位杆上滑动与限位杆呈相对运动，使得主连杆运动至与窗户齐平，窗户处于可内开状态，此时推杆电机驱动推杆向室内一侧旋转，并通过滑块、滑轨带动窗户向室内平开；推杆电机驱动推杆向室外一侧旋转，并通过滑块、滑轨带动窗户向室外旋转关闭窗户。
当旋转把手至最高处时，齿条位于最低处，齿条向下拉动限位杆，铰接在限位杆上的副连杆带动主连杆的一端与限位杆同向移动，主连杆的另一端在限位杆上滑动与限位杆呈相对运动，使得主连杆与副连杆呈一定角度，窗户被推离窗框处于可内倒状态，此时推杆电机驱动推杆向室内一侧旋转，并通过滑块、滑轨带动窗户向室内倾斜内倒，同时，主连杆的一端在限位杆上滑动，主连杆的另一端因与窗框铰接而旋转，副连杆因两端分别铰接限位杆和主连杆也跟随旋转，主连杆、副连杆和限位杆间形成三角支撑，保持窗户的顶边和底边与窗框平行，窗户内倒；推杆电机驱动推杆向室外一侧旋转，将内倒的窗户拉回至关闭位置。
优选地，把手的转动轴为矩形轴。
优选地，所述窗框的底部设置有插孔，所述齿条的一端设置有对应该插孔的插销。
进一步优选地，当把手旋转至最低处时，所述齿条的插销与所述插孔脱离；当把手旋转至最高处时，所述齿条的插销插入插孔中。
优选地，所述主连杆在与限位杆的连接端上设置有滑动块，所述限位杆上设置有对应该滑动块的滑槽，实现主连杆与限位杆的滑动连接。
优选地，所述主连杆在与窗框的连接端上设置有朝向限位杆的限位柱，所述述限位杆上设置有对应该限位柱的限位槽。
进一步优选地，所述限位槽远离所述柔性钢条的一端与所述限位杆的表面为平滑过渡。
进一步优选地，当把手旋转至最高处时，所述限位柱刚好卡在所述限位槽靠近柔性钢条的一端。
优选地，所述的开窗电机和推杆电机均内置于窗框的型材中。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的平开门窗的自动控制系统，可通过移动终端实现远程控制门窗的开关，也可以遥控操作，使用方便。
2、传感器模块检测到天气和空气信号后，无线传输给主控制器，主控制器下达关窗或开窗的命令给推杆电机，实现远程开关窗。同时设置人体红感应器可检测到窗户外的人体信息，如有人攀爬窗户，可及时报警防盗。
3、本发明设置手自动自如切换的开窗机构，在通电的情况下，开窗电机带动第二锥齿轮转动，从而驱动第一锥齿轮转动，带动同轴的传动齿轮转动，通过传动链条带动驱动杆在壳体的出口处上下运动。同时在无电力带动的情况下，可直接通过转动把手带动第一锥齿轮转动来驱动传动齿轮转动，实现了手自动的自由切换。
4、通过设置换向机构，可自由切换窗户内开和关闭、内倒和关闭的操作。
5、将把手的转动轴设置为矩形轴，使把手可以有90度旋转和180度旋转两个档位，适用于窗户内开、内倒和关闭的自由切换，定位准确。
6、在窗框的底部设置有插孔和插销，当把手旋转至最低处时，所述齿条的插销与所述插孔脱离，适用于窗户内开的情况；当把手旋转至最高处时，所述齿条的插销插入插孔中，可起到很好的定位作用，适用于窗户内倒的情况。
7、在主连杆上设置朝向限位杆的限位柱，限位杆上设置对应该限位柱的限位槽，限位槽远离所述柔性钢条的一端与所述限位杆的表面为平滑过渡。在限位杆和主连杆的运动过程中能更好地对主连杆进行定位，当把手旋转至最高处时，所述限位柱刚好卡在限位槽靠近柔性钢条的一端，可将主连杆锁死，有利于内开窗的稳定，限位槽的平滑过渡有利于窗户内倒时，主连杆上的限位柱能轻松地脱离限位杆。
附图说明
图1为本发明平开门窗的自动控制系统的控制原理图。
图2为传感器模块的结构示意图。
图3为本发明平开门窗的自动控制系统的结构示意图。
图4为开窗机构的结构示意图。
图5为换向机构的结构示意图。
图6为窗户倒开状态的换向机构示意图。
图7为窗户内开状态的换向机构示意图。
图8为实施例7的结构示意图。
图中标记为：1、窗户，2、窗框，3、电阻板，4、显示屏，5、光线传感器，6、人体红外传感器，7、盒体，8、太阳能板，9、推杆电机， 10、控制盒，11、主控制器，12、无线通信模块，20、开窗机构，21、传动齿轮，22、齿条，23、驱动杆，24、第一锥齿轮，25、转动轴，26、把手，27、第二锥齿轮，28、开窗电机，30、滑轨，31、滑块，32、推杆，40、换向机构，41、主连杆，42、副连杆，43、限位杆，44、限位槽，45、限位柱，46、柔性钢条，47、插销，50、传感器模块，60、遥控器，70、移动终端。
具体实施方式
为了更加清楚、详细地说明本发明的目的技术方案，下面通过相关实施例对本发明进行进一步描述。以下实施例仅为具体说明本发明的实施方法，并不限定本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种平开门窗的自动控制系统，包括窗户1、窗框2、传感器模块50、控制盒10、推杆32、遥控器60、移动终端70和设于所述窗户顶部的滑轨30；所述推杆32的一端铰接与所述滑轨30相配合的滑块31，推杆32的另一端连接所述窗框2上的推杆电机9；所述控制盒10通过无线信号连接所述推杆电机9、传感器模块50、移动终端70和遥控器60，所述控制盒10内置无线通信模块12和主控制器11，所述无线通信模块12包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。
实施例2
如图1所示，一种平开门窗的自动控制系统，包括窗户1、窗框2、传感器模块50、控制盒10、推杆32、遥控器60、移动终端70和设于所述窗户顶部的滑轨30；所述推杆32的一端铰接与所述滑轨30相配合的滑块31，推杆32的另一端连接所述窗框2上的推杆电机9；所述控制盒10通过无线信号连接所述推杆电机9、传感器模块50、移动终端70和遥控器60，所述控制盒10内置无线通信模块12和主控制器11，所述无线通信模块12包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。
本发明可用来控制门和窗的打开、关闭，原理相同。
控制方法如下：
通过移动终端或者遥控器采集用户指令，主控制器处理指令后向门窗的驱动电机下达操作指令；或者：
S1录入各传感器模块采集信息的阀值；
S2传感器模块采集信息后传输给主控制器，主控制器将采集信息发送给移动终端；
S3主控制器处理所采集到的阀值，比较传感器模块检测到的实际值和阀值；
S4主控制器向门窗的驱动电机下达操作指令。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上：
如图2所示，所述的传感器模块50设置于门窗外，包括盒体7、太阳能板8、雨量传感器、风速传感器、光线传感器5和中央处理器，所述太阳能板8设置在所述盒体7的表面中央，所述雨量传感器包括两块电阻板3，所述两块电阻板3分别设置于太阳能板8的两端，所述雨量传感器和风速传感器安装于盒体的一侧，所述风速传器感含霍尔感应模块，所述光线传感器5含光电二极管且安装于盒体7的另一侧，所述中央处理器位于盒体7内，所述雨量传感器、风速传感器和光线传感器5分别电连接所述中央处理器，中央处理器与所述主控制器11通过无线信号连接。
实施例4
本实施例在实施例3的基础上：
如图2所示，控制盒10上设置有电连接所述主控制器11的报警器，所述的传感器模块50设置于窗框外侧，所述盒体7安装光线传感器5的同侧还安装有电连接所述中央处理器的人体红外传感器6。
实施例5
本实施例在实施例3的基础上：
如图3-4所示，还包括开窗机构20，所述的开窗机构20包括驱动杆23、传动齿轮21、第一锥齿轮24、第二锥齿轮27和窗户上的把手26，所述驱动杆23设置于窗户1的侧边且一端连接与所述传动齿轮21相啮合的齿条22，所述传动齿轮21的传动轴与所述第一锥齿轮24的一侧连接，第一锥齿轮24的另一侧通过转动轴25与所述把手26连接，所述第二锥齿轮27位于第一锥齿轮24的下方且与第一锥齿轮24相啮合，第二锥齿轮27的传动轴连接开窗电机28；所述开窗电机28与所述主控制器11通过无线信号连接。
窗户关闭时，所述开窗电机28处于断电状态。
在通电的情况下，开窗电机带动第二锥齿轮27转动，从而驱动第一锥齿轮24转动，带动同轴的传动齿轮21转动，通过齿条22带动驱动杆上下运动。同时在无电力带动的情况下，可直接通过转动把手26带动第一锥齿轮24转动来驱动传动齿轮21转动，实现了手/自动的自由切换。
可在门框上设置到位检测器，当检测到窗户为关闭状态时，主控制器下达断电指令，即可在窗户关闭状态时，随时手动开窗。
实施例6
本实施例在实施例5的基础上：
如图5-7所示，还包括换向机构40，所述换向机构40包括主连杆41、副连杆42和限位杆43，所述限位杆43设置在窗户1顶端的长度方向上且可沿长度方向滑动，所述限位杆43的一端经柔性钢条46连接所述驱动杆23，所述柔性钢条46沿窗户侧边设置，所述主连杆41的一端与限位杆43为滑动连接，使主连杆41可在限位杆43的长度方向上滑动，主连杆41的另一端与所述窗框2铰接；所述副连杆42的一端与限位杆43铰接，副连杆42的另一端与主连杆41铰接。
把手的转动轴为矩形轴。
当旋转把手26至最低处时，齿条22位于最高处，齿条22向上推动限位杆43，铰接在限位杆43上的副连杆42带动主连杆41的一端与限位杆43同向移动，主连杆41的另一端在限位杆43上滑动且限位杆43呈相对运动，使得主连杆41运动至与窗户1齐平，窗户1处于可内开状态，此时推杆电机驱动推杆32向室内一侧旋转，并通过滑块31、滑轨30带动窗户1向室内平开；推杆电机驱动推杆32向室外一侧旋转，并通过滑块31、滑轨30带动窗户1向室外旋转关闭窗户1。
当旋转把手26至最高处时，齿条22位于最低处，齿条22向下拉动限位杆43，铰接在限位杆43上的副连杆42带动主连杆41的一端与限位杆43同向移动，主连杆41的另一端在限位杆43上滑动与限位杆42呈相对运动，使得主连杆41与副连杆42呈一定角度，窗户1被推离窗框2处于可内倒状态，此时推杆电机驱动推杆32向室内一侧旋转，并通过滑块31、滑轨30带动窗户1向室内倾斜内倒，同时，主连杆41的一端在限位杆43上滑动，主连杆41的另一端因与窗框2铰接而旋转，副连杆42因两端分别铰接限位杆43和主连杆41也跟随旋转，主连杆41、副连杆42和限位杆43间形成三角支撑，保持窗户1的顶边和底边与窗框2平行，窗户1内倒；推杆电机驱动推杆32向室外一侧旋转，将内倒的窗户1拉回至关闭位置。
在门框上设置到位检测器，控制方法如下：
打开窗户：
S411主控制器接收到信号后，控制开窗电机运作，将窗户向内打开或者内倒；
S412窗户打开后，控制推杆电机运作，推开窗户。
关闭窗户：
S421主控制器接收到信号后，控制推杆电机运作，拉回窗户；
S422窗户拉回后，控制开窗电机运作，关闭窗户；
S423检测到窗户关闭到位后，发送信号给主控制器，主控制器发出断电的指令，即可在窗户关闭状态时任意手动开窗。
实施例7
本实施例在实施例6的基础上：
如图8所示，所述窗框2的底部设置有插孔，所述齿条22的一端设置有对应该插孔的插销47。当把手26旋转至最低处时，所述齿条的插销47与所述插孔脱离，窗户内开；当把手26旋转至最高处时，所述齿条的插销47插入插孔中，窗户内倒。
实施例8
本实施例在实施例6的基础上：
如图8所示，所述窗框2的底部设置有插孔，所述齿条22的一端设置有对应该插孔的插销47。当把手26旋转至最低处时，所述齿条的插销47与所述插孔脱离，窗户内开；当把手26旋转至最高处时，所述齿条的插销47插入插孔中，窗户内倒。
所述限位杆43远离开窗机构的一端设有插销，所述窗框上设置有对应该插销的插孔；当把手26旋转至最低处时，所述限位杆43的插销插入插孔中，窗户内开，当把手26旋转至最高处时，所述限位杆43的插销与所述插孔脱离，窗户内倒。
当把手26旋转至水平时，所述限位杆43和齿条22的均插销均插入在对应的插孔中，窗户处于关闭状态。
实施例9
本实施例在实施例6的基础上：
如图8所示，所述窗框2的底部设置有插孔，所述齿条22的一端设置有对应该插孔的插销47。当把手26旋转至最低处时，所述齿条的插销47与所述插孔脱离，窗户内开；当把手26旋转至最高处时，所述齿条的插销47插入插孔中，窗户内倒。
所述限位杆43远离开窗机构的一端设有插销，所述窗框上设置有对应该插销的插孔；当把手26旋转至最低处时，所述限位杆43的插销插入插孔中，窗户内开，当把手26旋转至最高处时，所述限位杆43的插销与所述插孔脱离，窗户内倒。
当把手26旋转至水平时，所述限位杆43和齿条22的均插销均插入在对应的插孔中，窗户处于关闭状态。
所述主连杆41在与限位杆43的连接端上设置有滑动块，所述限位杆43上设置有对应该滑动块的滑槽。
实施例10
本实施例在实施例6的基础上：
如图8所示，所述窗框2的底部设置有插孔，所述齿条22的一端设置有对应该插孔的插销47。
当把手26旋转至最低处时，所述齿条的插销47与所述插孔脱离；当把手26旋转至最高处时，所述齿条的插销47插入插孔中。
所述主连杆41在与限位杆43的连接端上设置有滑动块，所述限位杆43上设置有对应该滑动块的滑槽。
所述主连杆41在与窗框2的连接端上设置有朝向限位杆43的限位柱，所述限位杆45上设置有对应该限位柱45的限位槽44。
实施例11
本实施例在实施例6的基础上：
如图8所示，所述窗框2的底部设置有插孔，所述齿条22的一端设置有对应该插孔的插销47。
当把手26旋转至最低处时，所述齿条的插销47与所述插孔脱离；当把手26旋转至最高处时，所述齿条的插销47插入插孔中。
所述主连杆41在与限位杆43的连接端上设置有滑动块，所述限位杆43上设置有对应该滑动块的滑槽。
所述主连杆41在与窗框2的连接端上设置有朝向限位杆43的限位柱，所述限位杆45上设置有对应该限位柱45的限位槽44。
所述限位槽44远离所述柔性钢条46的一端与所述限位杆43的表面为平滑过渡。
当把手26旋转至最高处时，所述限位柱45刚好卡在所述限位槽44靠近柔性钢条46的一端。
所述的推杆电机和开窗电机均内置于窗框的型材中。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：包括窗户、窗框、传感器模块、控制盒、推杆、遥控器、移动终端和设于所述窗户顶部的滑轨；所述推杆的一端铰接与所述滑轨相配合的滑块，推杆的另一端连接所述窗框上的推杆电机；所述控制盒通过无线信号连接所述推杆电机、传感器模块、移动终端和遥控器，所述控制盒内置无线通信模块和主控制器，所述无线通信模块包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。
2.根据权利要求1所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：所述的传感器模块设置于门窗外，包括盒体、太阳能板、雨量传感器、风速传感器、光线传感器和中央处理器，所述太阳能板设置在所述盒体的表面中央，所述雨量传感器包括两块电阻板，所述两块电阻板分别设置于太阳能板的两端，所述雨量传感器和风速传感器安装于盒体的一侧，所述风速传感器含霍尔感应模块，所述光线传感器含光电二极管且安装于盒体的另一侧，所述中央处理器位于盒体内，所述雨量传感器、风速传感器和光线传感器分别电连接所述中央处理器，中央处理器与所述主控制器通过无线信号连接。
3.根据权利要求2所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：控制盒上设置有电连接所述主控制器的报警器，所述的传感器模块设置于窗框外侧，所述盒体安装光线传感器的同侧还安装有电连接所述中央处理器的人体红外传感器。
4.根据权利要求1所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：还包括开窗机构，所述的开窗机构包括驱动杆、传动齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮和窗户上的把手，所述驱动杆设置于窗户的侧边且一端连接与所述传动齿轮相啮合的齿条，所述传动齿轮的传动轴与所述第一锥齿轮的一侧连接，第一锥齿轮的另一侧通过转动轴与所述把手连接，所述第二锥齿轮位于第一锥齿轮的下方且与第一锥齿轮相啮合，第二锥齿轮的传动轴连接开窗电机，所述开窗电机与所述主控制器通过无线信号连接。
5.根据权利要求4所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：当窗户关闭时，所述开窗电机处于断电状态。
6.根据权利要求4所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：还包括换向机构，所述的换向机构包括主连杆、副连杆和限位杆，所述限位杆设置在窗户顶端的长度方向上且可沿长度方向滑动，所述限位杆的一端经柔性钢条连接所述驱动杆，所述柔性钢条沿窗户侧边设置，所述主连杆的一端与限位杆为滑动连接，使主连杆可在限位杆的长度方向上滑动，主连杆的另一端与所述窗框铰接；所述副连杆的一端与限位杆铰接，副连杆的另一端与主连杆铰接。
7.根据权利要求6所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：把手的转动轴为矩形轴。
8.根据权利要求6所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：所述窗框的底部设置有插孔，所述齿条的一端设置有对应该插孔的插销。
9.根据权利要求6所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：所述主连杆在与窗框的连接端上设置有朝向限位杆的限位柱，所述述限位杆上设置有对应该限位柱的限位槽。
10.根据权利要求9所述的一种平开门窗的自动控制系统，其特征在于：所述限位槽远离所述柔性钢条的一端与所述限位杆的表面为平滑过渡。
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