CN109811817B - 一种低扰动度的基坑平整机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低扰动度的基坑平整机。它包括前置双轮履带车，所述的双轮履带车可以自由转向，其双轮履带车横梁安装万向转动活结，液压伸缩杆与两根牵引杆形成三角锥，在液压伸缩杆伸缩时可以改变双轮履带车的高度，从而改变切土深度；切土轮有五个切土刀片，切土刀片为弧形，切土时切土轮必须为逆时针方向旋转，通过离心力将土体甩入后箱体中；后箱体下方为漏斗空腔，方便积土。平土导轮为安装在存土箱底部的圆柱形滚轮，对切过的土进行平整压实，同时在前进时减小摩擦；积土传送装置将积土通过传送装置输送到运输车辆上，运出基坑。本发明降低基坑平整成本、提高效率，用以解决现有基坑人工开挖速度慢、不均匀、易扰动、易超挖等问题。

Description

一种低扰动度的基坑平整机

技术领域

本发明涉及建筑地基基础土体开挖，具体为一种低扰动度的基坑平整机。

背景技术

开挖基坑需要按照设计规定确定开挖深度。一般较大的基坑多采用大型机械挖土，为防止基地土被扰动，土体结构被破坏，大型机械不应直接挖到坑底，应根据机械种类，在基底标高以上留出200-300mm，待基础施工前用人工铲平修整。人工开挖特点：可以避免大型机械扰动持力层的原状结构，从而影响持力土层的承载能力特征值；可以避免持力层原状土较长时间暴露在大气中风化、雨淋等；有效的控制开挖深度。但是目前人工成本高，地基开挖工期紧。人工开挖条件下，需要在很短的时间内将基底标高以上留出200-300mm的土体整平，避免雨水和人为因素对基坑底部土体造成二次扰动。目前，对于较大基坑现场，利用人工开挖整平很难快速完成，而且人工误差大，存在超挖现象，难以实现快速、精确、平整的目标，并且会因人工超挖或延误工期造成巨大损失，难以通过基坑验收。所以亟需研发一种可以代替人工开挖基底土的小型低扰动度的基坑平整机，既可以快速整平土体，减少持力层暴露时间，也不破坏地基原状土土体结构，缩短工期，节约成本。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足提供一种低扰动度的基坑平整机，用以解决现有人工开挖速度慢、不均匀、易扰动、易超挖等问题。

为实现上述目的，本发明的构思是：一种低扰动度的基坑平整机，其包括履带拖进装置，所述履带拖进装置为机器前进的动力装置，所述履带拖进装置具有两条履带轮，在高低不平的地基中可以无障碍前进，所述履带拖进装置的两条履带轮中部设有横梁，横梁上面安装有所述万向转动活结，所述万向转动活结连接三根连杆，三根连杆呈三棱锥结构，其中下端为两根牵引杆，上面一根为液压伸缩杆。

其中，所述低扰动度的基坑平整机还包括切土轮，所述切土轮包括五片切土刀片，所述切土刀片均布固定于切土轮的中心传动轴上，所述切土刀片呈圆弧状，所述中心传动轴两端分别连接所述的下端固定杆，所述中心传动轴一端安装传动轮，所述传动轮连接传动皮带。

其中，所述切土轮的半径为0.5m±0.01m，所述切土刀片宽度为400mm±4mm。

其中，所述低扰动度的基坑平整机还包括存土箱，所述存土箱包括前箱体、后箱体、平土导轮、握把。所述前箱体固定所述切土轮，所述前箱体为3/4扇形，1/4缺口处为进土口。所述后箱体为临时存土空腔，口腔下方为漏斗形，方便积土。所述平土导轮为安装在存土箱底部的圆柱形滚轮，对所述切土轮切过的土进行平整压实，同时在前进时减小摩擦。所述后箱体后部安装有所述的握把。

其中，所述履带拖进装置履带拖进轮与所述平土导轮之间的高差为切土高度。

其中，低扰动度的基坑平整机还包括积土传送装置。所述积土传送装置安装在所述后箱体右侧漏斗形空腔处，将其中积土通过传送装置输送到运输车辆上。

其中，低扰动度的基坑平整机还包括电机，安装在所述后箱体上方，所述电机连接所述的传动皮带，为所述切土轮提供动力。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种低扰动度的基坑平整机，包括双轮履带车,牵引系统,切土轮,存土箱,积土传送装置,其特征在于：所述双轮履带车经牵引系统连接存土箱，存土箱前下部安装切土轮，而后下部安装积土传送装置；所述的双轮履带车位于最前端，双轮履带车为电力驱动，提供向前的牵引力；双轮履带车万向转换连接牵引系统；双轮履带车的牵引力通过牵引系统传递给存土箱，带动存土箱前进；牵引系统连接存土箱前端中心点；存土箱前半部分内部掏空的形状为3/4扇形，1/4缺口处为进土口，居中安装切土轮，切土轮通过电机驱动逆时针方向旋转把土体甩入存土箱的后箱体中，下端出口处为积土传送装置，积土传送装置从存土箱底部出口伸出，将土体运出存土箱，送入运输车辆里，运出基坑。

所述双轮履带车为双轮独立动力履带车，包括前主动履带轮、履带车横梁、履带和后从动履带轮；前主动履带轮为电力驱动轮，后从动履带轮无动力，控制左右两边驱动轮转速不同从而可以自由转向；履带车横梁为连接左右履带轮的桥梁，其中间部位焊接万向转动活结，其作用为传递牵引力和转换方向；履带为直接接触地面的部件，因为履带比普通轮胎平整，接触地面部分总是在同一个水平面上，所以履带接触的土层与后箱体底部接触的土层可以形成高差，通过液压伸缩杆改变履带接触土层的高度即可控制切土深度，精度可控制±0.1cm。

所述牵引系统包括万向转动活结，牵引杆，液压伸缩杆和连接铰；所述万向转动活结下端连接履带车横梁中间部位，上端连接两根牵引杆和液压伸缩杆的一端，万向转动活结可保持双轮履带车水平方向360度自由转动，同时可让牵引杆和液压伸缩杆垂直方向90度转动；由于需要保持机器平衡，必须安装两根牵引杆，牵引杆一端连接万向转动活结另一端连接中心固定轴；液压伸缩杆一端连接万向转动活结另一端连接连接铰，连接铰在前箱体前面中间部位；液压伸缩杆与两根牵引杆形成三角锥形状，牵引杆负责传递牵引力，液压伸缩杆在伸缩时改变双轮履带车的高度，从而改变切土深度。

所述切土轮包括切土刀片、皮带转动盘、中心固定轴和中心转动轴；切土轮的半径为0.5m±0.01m，五个切土刀片均布固定于中心转动轴上组成切土轮；中心转动轴为空心轴，右侧焊接皮带转动盘，并一起穿插在中心固定轴上；切土刀片为弧形，切土刀片宽度为400mm±4mm，切土时切土轮为逆时针方向旋转，通过离心力将土体甩入后箱体中，若顺时针方向旋转，土体无法甩入后箱体中。

所述存土箱包括前箱体、传动皮带、电机、后箱体、握把连杆、握把、漏斗空腔和平土导轮；存土箱前半部分为前箱体，前箱体掏空部位安装切土轮，其形状为3/4扇形，1/4缺口处为进土口，切土轮在1/4缺口处裸露在外，可以看到旋转情况；电机连接传动皮带，传动皮带连接皮带转动盘，皮带转动盘连接中心转动轴，给切土轮提供旋转动力；存土箱后半部分为后箱体，其作用是临时存土空腔，其下方设计为漏斗形状，即漏斗空腔，可以聚集土体到积土传送装置上；握把连杆一端焊接在存土箱后面中心点，另一端焊接在握把中点，握把可以给操作人员纠正偏离方向；平土导轮是安装在存土箱底部的圆柱形滚轮，对切土轮切过的土进行平整压实，同时在前进时减小摩擦。

所述积土传送装置包括传送带导轮、传送带和传送装置保护外壳；所述传送带导轮有六个，分别为传送带提供传送动力；传送带将积土通过传送装置输送到运输车辆上，运出基坑；传送装置保护外壳是为了保护传送带正常运转，不受外力干扰，确保人员安全。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：

本发明提供了一种低扰动度的基坑平整机，其履带拖进装置为整个机器的前进动力装置，具有两条履带轮，在高低不平的地基中可无障碍前进，其横梁上面安装有万向转动活结，可以随意转向且不改变切土深度。万向转动活结连接三根连杆，三根连杆呈三棱锥结构，其中两根为下端牵引杆，传递牵引力，上面一根为液压伸缩杆，可以控制切土高度，其精度可控制为0.1cm；切土轮为机器的切土装置，其切土刀片设计为弧形，其转动方向朝着圆弧外转动，切土刀片弧形设计可以让土壤借助离心力全部甩入存土空腔内，方便运输；整土机在存土箱底部安装有四个圆柱形平土导轮，对切土轮切过的地面进行平整压实，同时在前进时减小摩擦；整个机器体积小巧，切土轮的半径仅为0.5m，可以随意进出大小基坑，快速挖土；本装置可以单人操作。

附图说明

图1是实施例1提供的低扰动度的基坑平整机的结构示意图。

图2是双轮履带车构造侧视图。

图3是图1的连接部位细部构造图。

图4是图1的俯视图。

图5是图1的前视图。

图6是图1的后视图。

图7是实施例1提供的输土导轨结构示意图。

图8是实施例1提供的切土轮结构示意图。

图9是实施例1提供的切土轮连接关系三维图。

图中：1-双轮履带车，2-牵引系统，3-切土轮，4-存土箱，5-积土传送装置，11-前主动履带轮，12-履带车横梁，13-履带，14-后从动履带轮，21-万向转动活结，22-牵引杆，23-液压伸缩杆，24-连接铰，31-切土刀片，32-皮带转动盘，33-中心固定轴，34-中心转动轴，41-前箱体，42-传动皮带，43-电机，44-后箱体，45-握把传力杆，46-握把，47-漏斗空腔，48-平土导轮，51-传送带导轮，52-传送带，53-传送装置保护外壳。

具体实施方式

以下优选实施例结合附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一：

参见图1-图9，一种低扰动度的基坑平整机，包括双轮履带车1,牵引系统2,切土轮3,存土箱4,积土传送装置5,其特征在于：所述双轮履带车1经牵引系统2连接存土箱4，存土箱4前下部安装切土轮3，而后下部安装积土传送装置5；所述的双轮履带车1位于最前端，双轮履带车1为电力驱动，提供向前的牵引力；双轮履带车1万向转换连接牵引系统2；双轮履带车1的牵引力通过牵引系统2传递给存土箱4，带动存土箱4前进；牵引系统2连接存土箱4前端中心点；存土箱4前半部分内部掏空的形状为3/4扇形，1/4缺口处为进土口，居中安装切土轮3，切土轮3通过电机驱动逆时针方向旋转把土体甩入存土箱4的后箱体中，下端出口处为积土传送装置5，积土传送装置5从存土箱4底部出口伸出，将土体运出存土箱4，送入运输车辆里，运出基坑。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

2、所述双轮履带车1为双轮独立动力履带车，包括前主动履带轮11、履带车横梁12、履带13和后从动履带轮14；前主动履带轮11为电力驱动轮，后从动履带轮14无动力，控制左右两边驱动轮转速不同从而可以自由转向；履带车横梁12为连接左右履带轮的桥梁，其中间部位焊接万向转动活结21，其作用为传递牵引力和转换方向；履带13为直接接触地面的部件，因为履带比普通轮胎平整，接触地面部分总是在同一个水平面上，所以履带13接触的土层与后箱体44底部接触的土层可以形成高差，通过液压伸缩杆23改变履带13接触土层的高度即可控制切土深度，精度可控制±0.1cm。

所述牵引系统2包括万向转动活结21，牵引杆22，液压伸缩杆23和连接铰24；所述万向转动活结21下端连接履带车横梁12中间部位，上端连接两根牵引杆22和液压伸缩杆23的一端，万向转动活结21可保持双轮履带车1水平方向360度自由转动，同时可让牵引杆22和液压伸缩杆23垂直方向90度转动；由于需要保持机器平衡，必须安装两根牵引杆22，牵引杆22一端连接万向转动活结21另一端连接中心固定轴33；液压伸缩杆23一端连接万向转动活结21另一端连接连接铰24，连接铰24在前箱体41前面中间部位；液压伸缩杆23与两根牵引杆22形成三角锥形状，牵引杆22负责传递牵引力，液压伸缩杆23在伸缩时改变双轮履带车1的高度，从而改变切土深度。

所述切土轮3包括切土刀片31、皮带转动盘32、中心固定轴33和中心转动轴34；切土轮3的半径为0.5m±0.01m，五个切土刀片31均布固定于中心转动轴34上组成切土轮3；中心转动轴34为空心轴，右侧焊接皮带转动盘32，并一起穿插在中心固定轴33上；切土刀片31为弧形，切土刀片31宽度为400mm±4mm，切土时切土轮3为逆时针方向旋转，通过离心力将土体甩入后箱体44中，若顺时针方向旋转，土体无法甩入后箱体44中。

所述存土箱4包括前箱体41、传动皮带42、电机43、后箱体44、握把连杆45、握把46、漏斗空腔47和平土导轮48；存土箱4前半部分为前箱体41，前箱体41掏空部位安装切土轮3，其形状为3/4扇形，1/4缺口处为进土口，切土轮3在1/4缺口处裸露在外，可以看到旋转情况；电机43连接传动皮带42，传动皮带42连接皮带转动盘32，皮带转动盘32连接中心转动轴34，给切土轮3提供旋转动力；存土箱4后半部分为后箱体44，其作用是临时存土空腔，其下方设计为漏斗形状，即漏斗空腔47，可以聚集土体到积土传送装置5上；握把连杆45一端焊接在存土箱4后面中心点，另一端焊接在握把46中点，握把46可以给操作人员纠正偏离方向；平土导轮48是安装在存土箱4底部的圆柱形滚轮，对切土轮3切过的土进行平整压实，同时在前进时减小摩擦。

所述积土传送装置5包括传送带导轮51、传送带52和传送装置保护外壳53；所述传送带导轮51有六个，分别为传送带提供传送动力；传送带52将积土通过传送装置输送到运输车辆上，运出基坑；传送装置保护外壳53是为了保护传送带正常运转，不受外力干扰，确保人员安全。

实施例三：

如图1-9所示，实施例提供了一种低扰动度的基坑平整机，其包括双轮履带车1、牵引系统2、切土轮3、存土箱4以及积土传送装置5。

双轮履带车1为电力驱动，给整个装置提供向前的牵引力，双轮履带车1通过万向转换活结21连接牵引系统2；双轮履带车1的牵引力通过牵引系统2传递给存土箱4，带动存土箱4前进；牵引系统2用两根牵引杆22连接中心固定轴33的两端，液压伸缩杆23连接存土箱4前端中心点；存土箱4前半部分为前箱体41，其内部掏空的形状为3/4扇形，1/4缺口处为进土口，前箱体41居中安装切土轮3，切土轮3通过电机驱动逆时针方向旋转把土体甩入存土箱4的后箱体44中，土体下落到漏斗空腔47中形成积土，漏斗空腔47下端出口处为积土传送装置5，积土传送装置5从存土箱4底部出口伸出，积土传送装置5通过传送带52将土体运出存土箱4，送入运输车辆里，运出基坑。

双轮履带车1包括前主动轮11、履带车横梁12、履带13、后从动轮14；双轮履带车1为双轮独立动力的履带车，前主动轮11为电力驱动轮，后从动轮14无动力，控制左右两边驱动轮转速不同从而可以自由转向；履带车横梁12为连接左右履带轮的桥梁，其中间部位焊接万向转动活结21，其作用为传递牵引力和转换方向；履带13为直接接触地面的部件，因为履带比普通轮胎平整，接触地面部分总是在同一个水平面上，所以履带13接触的土层与后箱体44底部接触的土层可以形成高差，通过液压伸缩杆23改变履带13接触土层的高度即可控制切土深度，精度可控制±0.1cm。

牵引系统2包括万向转动活结21，牵引杆22，液压伸缩杆23，连接铰24；万向转动活结21下端连接履带车横梁12中间部位，上端连接两根牵引杆22和液压伸缩杆23的一端，万向转动活结21可以保持双轮履带车1水平方向360度自由转动，同时可以让牵引杆22和液压伸缩杆23垂直方向90度转动；由于需要保持机器平衡，必须安装两根牵引杆22，牵引杆22一端连接万向转动活结21另一端连接中心固定轴33；液压伸缩杆23一端连接万向转动活结21另一端连接连接铰24，连接铰24在前箱体41前面中间部位；液压伸缩杆23与两根牵引杆22形成三角锥形状，牵引杆22负责传递牵引力，液压伸缩杆23在伸缩时改变双轮履带车1的高度，从而改变切土深度。

切土轮3包括切土刀片31、皮带转动盘32、中心固定轴33，中心转动轴34；切土轮3的半径为0.5m，五个切土刀片31均布固定于中心转动轴34上组成切土轮3，如图9所示；中心转动轴34为空心轴，右侧焊接皮带转动盘32，并一起穿插在中心固定轴33上，如图3所示；切土刀片31为弧形，切土刀片31宽度为400mm，切土时切土轮3为逆时针方向旋转，通过离心力将土体甩入后箱体44中，若顺时针方向旋转，土体无法甩入后箱体44中。

存土箱4包括前箱体41、传动皮带42、电机43、后箱体44、握把连杆45、握把46、漏斗空腔47、平土导轮48；存土箱4前半部分为前箱体41，前箱体41掏空部位安装切土轮3，其形状为3/4扇形，1/4缺口处为进土口，切土轮3在1/4缺口处裸露在外，可以看到旋转情况；电机43连接传动皮带42，传动皮带42连接皮带转动盘32，皮带转动盘32连接中心转动轴34，给切土轮3提供旋转动力；存土箱4后半部分为后箱体44，其作用是临时存土空腔，其下方设计为漏斗形状，即漏斗空腔47，可以聚集土体到积土传送装置5上；握把连杆45一端焊接在存土箱4后面中心点，另一端焊接在握把46中点，握把46可以给操作人员纠正偏离方向；平土导轮48是安装在存土箱4底部的圆柱形滚轮，对切土轮3切过的土进行平整压实，同时在前进时减小摩擦。

积土传送装置5包括传送带导轮51、传送带52、传送装置保护外壳53；传送带导轮51有六个，位置如图7所示，分别为传送带提供传送动力；传送带52将积土通过传送装置输送到运输车辆上，运出基坑；传送装置保护外壳53是为了保护传送带正常运转，不受外力干扰，确保人员安全。

使用本装置可以在节约人力的情况下，有效地控制挖土深度，其控制精度可以达到±1cm,不存在超挖现象，所以对土体的扰动比人工小。人工需要多次的定位挖土，本装置只需要一次定位即可完成挖土，并且整个基坑平整度一致。在运土速度上，本装置的运土速度大于人工运土速度，可节约时间，加快工期。本装置总共需要2人，操作装置需要1人，运土需要1人，节约人力物力。经测算，平整30×40m的基坑场地，如人工平整需要20人一天完成，而使用该装置平整只需2人一天完成。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种低扰动度的基坑平整机，包括双轮履带车(1),牵引系统(2),切土轮(3),存土箱(4),积土传送装置(5),其特征在于：所述双轮履带车(1)经牵引系统(2)连接存土箱(4)，存土箱(4)前下部安装切土轮(3)，而后下部安装积土传送装置(5)；所述的双轮履带车(1)位于最前端，双轮履带车(1)为电力驱动，提供向前的牵引力；双轮履带车(1)万向转换连接牵引系统(2)；双轮履带车(1)的牵引力通过牵引系统(2)传递给存土箱(4)，带动存土箱(4)前进；牵引系统(2)连接存土箱(4)前端中心点；存土箱(4)前半部分内部掏空的形状为3/4扇形，1/4缺口处为进土口，居中安装切土轮(3)，切土轮(3)通过电机驱动逆时针方向旋转把土体甩入存土箱(4)的后箱体中，下端出口处为积土传送装置(5)，积土传送装置(5)从存土箱(4)底部出口伸出，将土体运出存土箱(4)，送入运输车辆里，运出基坑；所述存土箱(4)包括前箱体(41)、传动皮带(42)、电机(43)、后箱体(44)、握把连杆(45)、握把(46)、漏斗空腔(47)和平土导轮(48)；存土箱(4)前半部分为前箱体(41)，前箱体(41)掏空部位安装切土轮(3)，其形状为3/4扇形，1/4缺口处为进土口，切土轮(3)在1/4缺口处裸露在外，可以看到旋转情况；电机(43)连接传动皮带(42)，传动皮带(42)连接皮带转动盘(32)，皮带转动盘(32)连接中心转动轴(34)，给切土轮(3)提供旋转动力；存土箱(4)后半部分为后箱体(44)，其作用是临时存土空腔，其下方设计为漏斗形状，即漏斗空腔(47)，可以聚集土体到积土传送装置(5)上；握把连杆(45)一端焊接在存土箱(4)后面中心点，另一端焊接在握把(46)中点，握把(46)可以给操作人员纠正偏离方向；平土导轮(48)是安装在存土箱(4)底部的圆柱形滚轮，对切土轮(3)切过的土进行平整压实，同时在前进时减小摩擦。

2.根据权利要求1所述低扰动度的基坑平整机，其特征在于：所述双轮履带车(1)为双轮独立动力履带车，包括前主动履带轮(11)、履带车横梁(12)、履带(13)和后从动履带轮(14)；前主动履带轮(11)为电力驱动轮，后从动履带轮(14)无动力，控制左右两边驱动轮转速不同从而可以自由转向；履带车横梁(12)为连接左右履带轮的桥梁，其中间部位焊接万向转动活结(21)，其作用为传递牵引力和转换方向；履带(13)为直接接触地面的部件，因为履带比普通轮胎平整，接触地面部分总是在同一个水平面上，所以履带(13)接触的土层与后箱体(44)底部接触的土层可以形成高差，通过液压伸缩杆(23)改变履带(13)接触土层的高度即可控制切土深度，精度可控制±0.1cm。

3.根据权利要求1所述低扰动度的基坑平整机，其特征在于：所述牵引系统(2)包括万向转动活结(21)，牵引杆(22)，液压伸缩杆(23)和连接铰(24)；所述万向转动活结(21)下端连接履带车横梁(12)中间部位，上端连接两根牵引杆(22)和液压伸缩杆(23)的一端，万向转动活结(21)可保持双轮履带车(1)水平方向360度自由转动，同时可让牵引杆(22)和液压伸缩杆(23)垂直方向90度转动；由于需要保持机器平衡，必须安装两根牵引杆(22)，牵引杆(22)一端连接万向转动活结(21)另一端连接中心固定轴(33)；液压伸缩杆(23)一端连接万向转动活结(21)另一端连接连接铰(24)，连接铰(24)在前箱体(41)前面中间部位；液压伸缩杆(23)与两根牵引杆(22)形成三角锥形状，牵引杆(22)负责传递牵引力，液压伸缩杆(23)在伸缩时改变双轮履带车(1)的高度，从而改变切土深度。

4.根据权利要求1所述低扰动度的基坑平整机，其特征在于：所述切土轮(3)包括切土刀片(31)、皮带转动盘(32)、中心固定轴(33)和中心转动轴(34)；切土轮(3)的半径为0.5m±0.01m，五个切土刀片(31)均布固定于中心转动轴(34)上组成切土轮(3)；中心转动轴(34)为空心轴，右侧焊接皮带转动盘(32)，并一起穿插在中心固定轴(33)上；切土刀片(31)为弧形，切土刀片(31)宽度为400mm±4mm，切土时切土轮(3)为逆时针方向旋转，通过离心力将土体甩入后箱体(44)中，若顺时针方向旋转，土体无法甩入后箱体(44)中。

5.根据权利要求1所述低扰动度的基坑平整机，其特征在于：所述积土传送装置(5)包括传送带导轮(51)、传送带(52)和传送装置保护外壳(53)；所述传送带导轮(51)有六个，分别为传送带提供传送动力；传送带(52)将积土通过传送装置输送到运输车辆上，运出基坑；传送装置保护外壳(53)是为了保护传送带正常运转，不受外力干扰，确保人员安全。

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