CN110312416B - 电元件正负极换向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电元件正负极换向装置，其用于转换小圆柱形的电元件的正负极的放置方向，其包括进料装置、检测装置、传送装置以及极性端朝向转换装置；极性端朝向转换装置与传送装置的一端对接，用于根据检测装置的检测结果将所接收的电元件转动180°，以转换电元件的极性端的朝向；具有上述结构的本发明电元件正负极换向装置通过进料装置、检测装置、传送装置以及极性端朝向转换装置的协同作用，对小圆柱形电元件进行上料、检测、传送和换向工作，达到在电元件在上料过程中自动调整极性端放置方向的目的，操作人员在装配过程中不必关注电元件的极性端的极性，只要按序取料即可，从而可有效提高装配效率，减小出错率。

Description

电元件正负极换向装置

技术领域

本发明涉及电元件换向装置技术领域，尤其涉及一种电元件正负极换向装置。

背景技术

很多电子电器设备上都装有可充电电池模组，一般这些可充电电池模组是由多个可充电电池单体组成，在组装上述电池模组时，需要将对应的极性端(正极或负极)连接在一起，因此在现在的生产线上，当操作人员拿到电池单体时，首先需要区分电池单体的极性端(正负极朝向)，对于极性端明显的电池可以通过观察判断，对于极性端不明显的电池(如18650电池)甚至还要通过仪器检测判断，这不仅会影响电池模组的装配效率，还容易出现极性判断错误的情况发生，这不符合现代化工业生产的需求，因此，亟需一种可自动对像电池单体这样的小圆柱形电元件的极性端进行检测并可转换反向的自动化设备。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题而提供一种可对生产装配过程中所用到的小圆柱形电元件这种物料的极性端进行判断并换向的电元件正负极换向装置，以给装配终端提供极性端朝向正确的物料，提高装配效率。

为了实现上述目的，本发明公开了一种电元件正负极换向装置，其用于转换小圆柱形的电元件的正负极的放置方向，其包括进料装置、检测装置、传送装置以及极性端朝向转换装置；进料装置包括进料轮和带动所述进料轮转动的第一驱动器，环所述进料轮的外周面间隔设置有若干用于放置所述电元件的放置槽，所述放置槽沿所述进料轮的轮轴方向延伸；检测装置包括一组检测探针和与所述检测探针电性连接的检测仪，所述检测探针与所述进料轮的一端面相对，当所述进料轮上的放置槽与所述检测探针相对时，所述检测探针与该放置槽中的所述电元件的极性端接触，所述检测仪用于检测与所述检测探针接触的所述电元件的一端的极性；传送装置包括与所述进料轮的下端对接的传送带；极性端朝向转换装置与所述传送装置的另一端对接，所述极性端朝向转换装置用于根据所述检测装置的检测结果将所接收的所述电元件转动180°，以转换所述电元件的极性端的朝向。

与现有技术相比，本发明电元件正负极换向装置通过进料装置、检测装置、传送装置以及极性端朝向转换装置的协同作用，对小圆柱形电元件进行上料、检测、传送和换向工作，达到在电元件在上料过程中自动调整极性端放置方向的目的，其具体工作过程为：通过进料轮将每一个电元件间隔放置在传送带上，通过传送带将电元件送入极性端朝向转换装置，当电元件在进料轮的带动下移动至检测探针处时，检测探针与其所述朝向的电元件的极性端接触，然后通过检测仪检测出该极性端的极性(是正极还是负极)，从而判断出该电元件的极性端的放置方向，如果该电元件的极性端的放置方向与所要求的相同，直接从极性端朝向转换装置输出，如果该电元件的极性端的放置方向与所要求的相反，当该电元件移动至极性端朝向转换装置时，将其旋转180°输出，从而使得从极性端朝向转换装置输出的所有电元件的极性端的放置方向均是所要求的方向，由此可知，从极性端朝向转换装置输出的电元件被送入装配终端时，操作人员不必关注电元件的极性端的极性，只要按序取料即可，从而可有效提高装配效率，减小出错率。

较佳地，所述检测仪为一内阻测试仪，通过所检测到的所述电元件的内阻值来判断所述电元件的当前的极性端的朝向。

较佳地，所述检测装置还包括与所述检测探针连接的伸缩杆和与所述伸缩杆连接的第二驱动器，所述第二驱动器通过所述伸缩杆带动所述检测探针靠近或远离所述进料轮。

较佳地，所述极性端朝向转换装置包括一与所述传送带对接的接料筒和与所述接料筒的底端连接的一可带动所述接料筒转动的转盘，所述接料筒内设置一与所述电元件的直径和长度大致相当的落料通道，所述落料通道贯通所述接料筒的上下两端，所述转盘上设置有与所述落料通道连通的出料通道，于所述落料通道的长轴向的内侧壁上设置有可伸缩的档杆件，当所述档杆件处于伸出状态时，可阻挡所述电元件的下落。

较佳地，所述档杆件包括间隔设置的两对挡柱，每一对所述挡柱中的两者分别相对设置在所述落料通道内壁的两侧，每一对所述挡柱用于阻挡所述电元件的一端；所述接料筒的侧壁上设置有供所述挡柱通过的通孔，分别位于所述落料通道的一侧的并行安装的两个所述挡柱在所述接料筒外通过一连接杆连接，所述连接杆上连接有一钩挂部，所述接料筒外以所述接料筒为中心相对的两侧还分别设置一驱动板和与所驱动板连接的第三驱动器，所述驱动板上设置有一可与所述钩挂部钩挂连接的挂拉部，且所述钩挂部可跟随所述接料筒相对所述挂拉部自由旋转滑动，以使得所述钩挂部与所述挂拉部连接或分离，所述驱动板用于带动所述挡柱在所述通孔内伸缩运动，以进出于所述落料通道。

较佳地，所述传送带与所述接料筒的对接处设置有一挡料装置，所述挡料装置用于阻挡或释放所述电元件落入所述接料筒。

较佳地，所述电元件正负极换向装置还包括一用于检测印在所述电元件圆周面上的条码的条码检测装置，所述条码检测装置包括设置在所述传送带上方的档杆、与所述档杆连接的第四驱动器以及设置于所述档杆后方的一光学读码器，所述第四驱动器用于带动所述档杆上下移动，所述档杆用于阻挡所述电元件向后移动，以使得所述电元件在所述传送带动的驱动下原地旋转，所述光学读码器用于读取所述电元件上的条码。

较佳地，于所述传送带上方的所述档杆的前方还设置一第一挡块和与所述第一挡块连接的第五驱动器，所述第五驱动器用于带动所述第一挡块上下移动，所述第一挡块用于阻挡所述档杆前方的所述电元件向所述第一挡块移动。

较佳地，所述电元件正负极换向装置还包括一用于将从所述极性端朝向转换装置的输出端输出的所述电元件转移走的下料装置，所述下料装置包括一接料斗和一移载装置，所述移载装置用于移载所述接料斗，当所述接料斗移动至所述移载装置的前端时，所述接料斗与所述极性端朝向转换装置的输出端对接，所述接料斗用于接取所述电元件。

较佳地，所述接料斗的一侧设置有开口部，所述接料斗的底壁向所述开口部倾斜，所述开口部设置有一可上下移动的第二挡块，所述第二挡块与一第六驱动器连接，所述第六驱动器用于带动所述第二挡块上下移动，所述第二挡块可阻挡或释放所述电元件滑出所述开口部。

附图说明

图1为本发明实施例电元件正负极换向装置的立体结构示意图。

图2为图1中的局部结构示意图。

图3为图1中检测探针的安装结构示意图。

图4为图1中极性端朝向转换装置处于平视状态下的立体结构示意图。

图5为图1中极性端朝向转换装置处于仰视状态下的立体结构示意图。

图6图4中的换向电机的立体结构示意图。

图7为图4中接料筒的其中一工作状态示意图，其中，观察角度处于平视。

图8为图4中接料筒的其中一工作状态示意图，其中，观察角度处于俯视。

图9为图9中接料筒、壳体和转盘之间的分解结构示意图。

图10为图7和图8中档杆件的立体结构示意图。

图11为图1中下料装置的放大结构示意图。

图12为图11中接料斗的立体结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。下述实施例中的“前”、“后”是根据工序流动来定的，定义工序由后向前流动。

如图1至图3所示，本发明公开了一种电元件正负极换向装置，其用于转换小圆柱形的电元件1的正负极的放置方向，其包括进料装置2、检测装置、传送装置以及极性端朝向转换装置3。进料装置2包括进料轮20和带动进料轮20转动的第一驱动器21，环进料轮20的外周面间隔设置有若干用于放置电元件1的放置槽200，放置槽200沿进料轮20的轮轴方向延伸，由于放置槽200在进料轮20上间隔设置，可将电元件1单个间隔送入下面的传送装置，并分别通过检测装置的检测。检测装置包括一组检测探针40和与检测探针40电性连接的检测仪41，检测探针40与进料轮20的一端面相对，本实施例中，检测探针40与进料轮20的外端面相对，当进料轮20上的放置槽200转动至与检测探针40相对时，检测探针40与该放置槽200中的电元件1的极性端接触，检测仪41用于检测与检测探针40接触的电元件1的一端的极性。传送装置包括与进料轮20的下端对接的传送带5。极性端朝向转换装置3与传送装置的另一端对接，极性端朝向转换装置3用于根据检测装置的检测结果将所接收的电元件1转动180°，以转换电元件1的极性端的朝向。

下面以18650电池1(包括下述各个实施例中的电元件1均以18650电池1为例，但并不以此为限)为例具体说明上述电元件正负极换向装置的工作原理：将多个电池1堆放在进料轮20的进料口处，堆放电池1时，无须考虑电池1的极性朝向，只要使得电池1的中心轴线与放置槽200的中心轴线平行，进料轮20在第一驱动器21(电机)的带动下循环转动，当进料轮20上的放置槽200转动至上端的进料口处时，电池1落入放置槽200，随着进料轮20的转动，当电池1随放置槽200转动至进料轮20的下端时，在重力作用下，落入传送带5。在电池1落入传送带5之前，当放置槽200转动至与检测探针40相对时，检测探针40与该放置槽200中的电池1的一个极性端接触，使得检测仪41与该极性端电连接，从而检测出该极性端的极性(正极还是负极)，以此检测出该电池1的当前的极性端的朝向。当传送带5经电池1传送至极性端朝向转换装置3时，如果该电池1当前的极性端朝向符合要求，直接从极性端朝向转换装置3输出，如果该电池1当前的极性端朝向不符合要求，通过极性端朝向转换装置3将该电池1旋转180°后输出，从而使得从极性端朝向转换装置3输出的电元件1被送入装配终端时，操作人员不必关注电元件1的极性端的朝向，只要按序取料即可，从而可有效提高装配效率，减小出错率。在上述进料轮20送料过程中，为避免电池1到达进料轮20的底部前从中途掉落，如图2，进料轮20的一侧可设置一贴附在进料外周面上的弧形挡圈22，进料轮20相对挡圈22转动，挡圈22的上端位于进料轮20的进料口处，挡圈22的下端位于进料轮20与传送带5的对接口处，当放置槽200携带电池1从进料轮20的上端向下转动时，挡圈22阻挡电池1掉落。

对于由多个电池1组成的电池模组来说，要求电池模组中的各个电池1的内阻大致相同，因为如果电池模组中某一电池1的内阻与其他电池1差别比较大，将会影响电池模组的综合性能，因此，上述实施例中的检测仪41可选用内阻测试仪，通过所检测到的电池1的内阻值来判断电池1的当前的极性端的朝向，通过内阻测试仪即可检查到电池1的极性同时又可检测到电池1的内阻，如果所检测的电池1的内阻超过预设值，可将该电池1捡出装配生产线，从而确保电池模组的质量。本实施例中，如果内阻检测仪41检测到的内阻值为正值，那么与检测探针40接触的电池1的极性端为正极端，如果内阻检测仪41检测的内阻值为负值，那么与检测探针40接触的电池1的极性端为负极端。

较佳地，如图3，检测装置还包括与检测探针40连接的伸缩杆42和与伸缩杆42连接的第二驱动器43，第二驱动器43通过伸缩杆42带动检测探针40靠近或远离进料轮20。本实施例中，第二驱动器43为一伸缩气缸，当进料轮20带动电池1转动至检测位时，进料轮20暂停转动，第二驱动器43带动伸缩杆42向电池1移动，使得检测探针40与电池1的极性端接触，检测结束后，伸缩杆42复位，进料轮20继续转动，以此循环往复。

关于上述实施例中的极性端朝向转换装置3，较佳地，如图4和图5，其包括一与传送带5对接的接料筒30和与接料筒30的底端连接的一可带动接料筒30转动的转盘31，接料筒30内设置一与电池1的直径和长度大致相当的落料通道300，落料通道300贯通接料筒30的上下两端，转盘31上设置有与落料通道300连通的出料通道310，于落料通道300的长轴向的内侧壁上设置有可伸缩的档杆件，当档杆件处于伸出状态时，可阻挡电池1的下落。本实施例中，转盘31通过一换向同步带33与一换向电机34连接，换向电机34的轮轴上连接有一随轮轴同步转动的转动轮盘35，如图6，转动轮盘35的一边沿处开设有一缺口350，转动轮盘35旁边设置有一光电传感器36，轮轴每转动一周，转动轮盘35上的缺口350触发一次光电传感器36，以此保证换向电机34带动转盘31每次转动180°后自动停止。当检测装置检测到当前电池1的极性端的朝向符合要求时，接料筒30内的档杆件缩回，电池1从传送带5的末端落入接料筒30内的落料通道300，经过落料通道300落入转盘31内的出料通道310，经由出料通道输310出。当检测装置检测到当前电池1的极性端的朝向不符合要求时，接料筒30内的档杆件伸出，当电池1落入落料通道300后，被档杆件阻挡，然后换向电机34启动，带动转盘31转动180°，从而使得接料筒30转动180°，使得当前电池1的极性端的朝向调换位置，以达到装配要求，接料筒30转动到位后，档杆件缩回，电池1经由落料通道300和出料通道310输出。

为便于接料筒30的安装固定，如图4和图5，可将接料筒30安装在一支撑板6上，支撑板6上开设有用于容纳接料筒30的通槽，为减小接料筒30与支撑板6之间的转动摩擦，如图7和图9，接料筒30的外周面上还可套设一壳体37，壳体37与接料筒30之间的环形空间内设置有若干滚珠38，当接料筒30转动时，通过若干滚珠38相对壳体37转动，壳体37不动，从而减小接料筒30的转动阻力。

关于接料筒30内档杆件的进一步改进如图7至图10，档杆件包括间隔设置的两对挡柱320，每一对挡柱320中的两者(320’、320”)分别相对设置在落料通道300内壁的两侧，每一对挡柱320用于阻挡电池1的一端。接料筒30的侧壁上设置有供挡柱320通过的通孔301，分别位于落料通道300的一侧的并行安装的两个挡柱320在接料筒30外通过一连接杆321连接，连接杆321上连接有一钩挂部322，接料筒30外以接料筒30为中心相对的两侧还分别设置一驱动板323和与所驱动板323连接的第三驱动器324，驱动板323上设置有一可与钩挂部322钩挂连接的挂拉部325，且钩挂部322可跟随接料筒30相对挂拉部325自由旋转滑动，以使得钩挂部322与挂拉部325连接或分离，驱动板323用于带动挡柱320在通孔301内伸缩运动，以进出于落料通道300。通过具有上述结构的档杆件，当接料筒30一次旋转结束后，分别位于接料筒30两侧的两个钩挂部322互换位置与对应侧的挂拉部325钩挂连接，本实施例中的挂拉部325包括与驱动板323相对设置的一挂板326，如图10，该挂板326与驱动板323之间具有一开放型的容置空间，接料筒30旋转过程中，钩挂部322可自由进出该容置空间，以与挂板326钩挂或分离。当需要阻挡电池1下落时，第三驱动器324(可为伸缩气缸)带动驱动板323向前推连接杆321，从而使得挡柱320伸出落料通道300的内壁，当要电池1通过落料通道300时，第三驱动器324通过驱动板323向后拉连接杆321，从而使得挡柱320退出落料通道300。

为使得电池1有序单个进入落料通道300，如图1和图4，传送带5与接料筒30的对接处设置有一挡料装置7，挡料装置7用于阻挡或释放电池1落入接料筒30。当接料筒30内有电池1时，挡料装置7阻挡后续的电池1落下，当接料筒30内为空时，挡料装置7释放所阻挡的电池1。具体的，本实施例中，挡料装置7包括上压块70、与上压块70连接的上压气缸71、下压块72以及与下压块72连接的下压气缸73，上压块70位于下压块72的上方，上压块70和下压块72上分别设置有与电池1的外周面向适配的压槽74，该压槽74面向传送带5，当接料筒30内有电池1时，下压块72先伸出，将电池1抵靠在传送带5所在的固定架上，以阻挡电池1的下落，然后如果继续有电池1到达传送带5与接料筒30的对接处，上压块70伸出，此时接料筒30上方有两块电池1处于准备落下的状态，当接料筒30内空置时，下压块72先退回，使得下压块72上的电池1落入接料筒30，然后下压块72再伸出，然后上压块70退回，使得上压块70上的电池1落入下压块72上，以此循环工作。

为便于对电池1表面的条码进行检测并记录，如图1和图2，本发明电元件正负极换向装置另一较佳实施例中，还包括一用于检测印在电池1圆周面上的条码的条码检测装置8，条码检测装置8包括设置在传送带5上方的档杆80、与档杆80连接的第四驱动器81以及设置于档杆80后方的一光学读码器82，第四驱动器81用于带动档杆80上下移动，档杆80用于阻挡电池1向后移动，以使得电池1在传送带5的驱动下原地旋转，光学读码器82用于读取电池1上的条码。当电池1在传送带5的带动下移动至条码检测工位时，第四驱动器81带动档杆80下移，阻挡电池1继续后移，此时，电池1在传送带5的带动下原地打转，从而使得印在电池1外周面上的条码被光学检测器读取，读取完毕后，档杆80复位，电池1继续后移。为避免在对某一电池1进行条码检测的同时后面被传送过来的电池1对其造成影响，较佳地，于传送带5上方的档杆80的后方还设置一第一挡块83和与第一挡块83连接的第五驱动器84，第五驱动器84用于带动第一挡块83上下移动，第一挡块83用于阻挡档杆80后方的电元件1向第一挡块83移动，由此，当有电池1处于条码检测状态时，第一挡块83下移，阻挡电池1向后移动。

本发明小圆柱形电池1正负极换向装置另一较佳实施例中，请结合参阅图1和图11，还包括一用于将从极性端朝向转换装置3的输出端输出的电池1转移走的下料装置9，下料装置9包括一接料斗90和一移载装置91，移载装置91用于移载接料斗90，当接料斗90移动至移载装置91的前端时，接料斗90与极性端朝向转换装置3的输出端对接，接料斗90用于接取电元件1。接料斗90通过移载装置91和设置在移载装置91上的接料斗90的设置，可方便地将处理后的电池1输送给生产线后端的装配终端。较佳地，如图12，接料斗90的一侧设置有开口部900，接料斗90的底壁901向开口部900倾斜，开口部900设置有一可上下移动的第二挡块902，第二挡块902与一第六驱动器903连接，第六驱动器903用于带动第二挡块902上下移动，第二挡块902可阻挡或释放电元件1滑出开口部900。电池1在传送带5上经过内阻测试仪的检测，如果该电池1的内阻不在预设值范围内，接料斗90接取后，第六驱动器903启动，带动第二挡块902下移，将开口部900打开，该电池1从接料斗90中滑出，由此可知，通过上述结构的接料斗90的设置，当出现不合格电池1物料时，可自动捡出，以免流入装配终端。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种电元件正负极换向装置，其用于转换小圆柱形的电元件的正负极的放置方向，其特征在于，包括：

进料装置，其包括进料轮和带动所述进料轮转动的第一驱动器，环所述进料轮的外周面间隔设置有若干用于放置所述电元件的放置槽，所述放置槽沿所述进料轮的轮轴方向延伸；

检测装置，其包括一组检测探针和与所述检测探针电性连接的检测仪，所述检测探针与所述进料轮的一端面相对，当所述进料轮上的放置槽与所述检测探针相对时，所述检测探针与该放置槽中的所述电元件的极性端接触，所述检测仪用于检测与所述检测探针接触的所述电元件的一端的极性；

传送装置，其包括与所述进料轮的下端对接的传送带；

极性端朝向转换装置，其与所述传送装置的另一端对接，所述极性端朝向转换装置用于根据所述检测装置的检测结果将所接收的所述电元件转动180°，以转换所述电元件的极性端的朝向；

所述极性端朝向转换装置包括一与所述传送带对接的接料筒和与所述接料筒的底端连接的一可带动所述接料筒转动的转盘，所述接料筒内设置一与所述电元件的直径和长度大致相当的落料通道，所述落料通道贯通所述接料筒的上下两端，所述转盘上设置有与所述落料通道连通的出料通道，于所述落料通道的长轴向的内侧壁上设置有可伸缩的档杆件，当所述档杆件处于伸出状态时，可阻挡所述电元件的下落。

2.根据权利要求1所述的电元件正负极换向装置，其特征在于，所述检测仪为一内阻测试仪，通过所检测到的所述电元件的内阻值来判断所述电元件的当前的极性端的朝向。

3.根据权利要求1所述的电元件正负极换向装置，其特征在于，所述检测装置还包括与所述检测探针连接的伸缩杆和与所述伸缩杆连接的第二驱动器，所述第二驱动器通过所述伸缩杆带动所述检测探针靠近或远离所述进料轮。

4.根据权利要求1所述的电元件正负极换向装置，其特征在于，所述档杆件包括间隔设置的两对挡柱，每一对所述挡柱中的两者分别相对设置在所述落料通道内壁的两侧，每一对所述挡柱用于阻挡所述电元件的一端；所述接料筒的侧壁上设置有供所述挡柱通过的通孔，分别位于所述落料通道的一侧的并行安装的两个所述挡柱在所述接料筒外通过一连接杆连接，所述连接杆上连接有一钩挂部，所述接料筒外以所述接料筒为中心相对的两侧还分别设置一驱动板和与所驱动板连接的第三驱动器，所述驱动板上设置有一可与所述钩挂部钩挂连接的挂拉部，且所述钩挂部可跟随所述接料筒相对所述挂拉部自由旋转滑动，以使得所述钩挂部与所述挂拉部连接或分离，所述驱动板用于带动所述挡柱在所述通孔内伸缩运动，以进出于所述落料通道。

5.根据权利要求1所述的电元件正负极换向装置，其特征在于，所述传送带与所述接料筒的对接处设置有一挡料装置，所述挡料装置用于阻挡或释放所述电元件落入所述接料筒。

6.根据权利要求1所述的电元件正负极换向装置，其特征在于，还包括一用于检测印在所述电元件圆周面上的条码的条码检测装置，所述条码检测装置包括设置在所述传送带上方的档杆、与所述档杆连接的第四驱动器以及设置于所述档杆后方的一光学读码器，所述第四驱动器用于带动所述档杆上下移动，所述档杆用于阻挡所述电元件向后移动，以使得所述电元件在所述传送带动的驱动下原地旋转，所述光学读码器用于读取所述电元件上的条码。

7.根据权利要求6所述的电元件正负极换向装置，其特征在于，于所述传送带上方的所述档杆的前方还设置一第一挡块和与所述第一挡块连接的第五驱动器，所述第五驱动器用于带动所述第一挡块上下移动，所述第一挡块用于阻挡所述档杆前方的所述电元件向所述第一挡块移动。

8.根据权利要求1所述的电元件正负极换向装置，其特征在于，还包括一用于将从所述极性端朝向转换装置的输出端输出的所述电元件转移走的下料装置，所述下料装置包括一接料斗和一移载装置，所述移载装置用于移载所述接料斗，当所述接料斗移动至所述移载装置的前端时，所述接料斗与所述极性端朝向转换装置的输出端对接，所述接料斗用于接取所述电元件。

9.根据权利要求8所述的电元件正负极换向装置，其特征在于，所述接料斗的一侧设置有开口部，所述接料斗的底壁向所述开口部倾斜，所述开口部设置有一可上下移动的第二挡块，所述第二挡块与一第六驱动器连接，所述第六驱动器用于带动所述第二挡块上下移动，所述第二挡块可阻挡或释放所述电元件滑出所述开口部。

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