CN110529039B - 一种冰层破孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种冰层破孔装置，包括地面，所述地面上方放置有冰层，所述冰层左侧设有可左右移动的车身，所述车身内设有开口向上的第一滑动腔，所述第一滑动腔内滑动设有滑块，所述滑块内设有开口向右的第二滑动腔，本发明的装置利用钻头向冰层钻孔完成破孔过程，装置整体自动化程度高，破孔时切碎的工业粗盐可加速冰层局部进行融化，融化后的冰层表面强度下降，钻头钻孔时更加轻松，切碎的工业粗盐更容易使冰层融化，装置钻孔效率高，同时钻孔处会产生更多的水流，形成的冰孔与钻头之间接触摩擦的可能性更小，钻孔时在冰层上产生的振动更小，冰孔不易崩裂，整体性好。
Description
技术领域
本发明涉及机械钻孔领域，具体为一种冰层破孔装置。
背景技术
众所周知，冰雕是一种以冰为主要材料来雕刻的艺术形式，在我国东北地区，冰雕十分受到大家的喜爱，例如我国最著名的冰雕城市哈尔滨就坐落在东北地区，而需要雕刻出宏伟壮阔的大型冰雕往往需要用到大冰层，东北地区大冰层可直接从河流中取出，原料丰富，但为了保证大冰层能够灵活的运输，往往需要在冰层上破孔并穿入绳索用于运输；传统的冰层破孔装置自动化程度低，需要人工手动操作步骤多，容易在冰层上形成劣质的歪孔或缺孔；另外，为了保证冰层的完整性，都需要选择冰层边缘处进行破孔，而传统的破孔装置的钻头与冰孔直接接触，破孔装置产生的机械振动会直接传递至冰层边缘处，容易造成冰孔崩裂；因此需要设计一种冰层破孔装置来解决以上问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种冰层破孔装置，能够在冰层上钻出完整的冰孔，同时钻孔不易崩裂，装置自动化程度高，反应灵敏。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种冰层破孔装置，包括地面，所述地面上方放置有冰层，所述冰层左侧设有可左右移动的车身；
所述车身内设有开口向上的第一滑动腔，所述第一滑动腔内滑动设有滑块，所述滑块内设有开口向右的第二滑动腔，所述第二滑动腔内滑动设有向右延伸的滑板，所述滑板底面固定设有长杆，破孔机构用于向所述冰层中钻孔，所述破孔机构包括所述长杆，所述长杆下方设有钻头，当所述钻头转动后，所述长杆带动所述钻头向下移动时，所述冰层上形成一个上下贯穿的冰孔；
所述滑板顶面固定设有固定块，所述固定块内设有上下贯穿的空腔，所述空腔内添加有工业粗盐，所述固定块与所述滑板之间设有将工业粗盐切碎并将切碎的工业粗盐添加至所述破孔机构钻孔处的添料机构；
所述车身右端面固定设有可插入所述冰层左侧的锥子，所述车身内固定设有通过所述锥子将所述冰层略微抬升的抬升机构，当所述车身向上滑动，所述车身会带动所述锥子向上滑动，由于所述锥子插入所述冰层中，所述车身通过所述锥子带动所述冰层略微抬升。
进一步地，所述破孔机构包括所述第二滑动腔，所述第二滑动腔底壁固定设有第一马达，所述第一马达顶端动力连接有螺杆，所述滑板内设有与所述螺杆啮合的内螺纹。
进一步地，所述长杆内固定设有第二马达，所述第二马达底壁设有第一传动腔，所述第二马达底端动力连接有伸入所述第一传动腔中的第一主动轴，所述第一主动轴底壁转动设有上下延伸的第一转轴，所述第一传动腔内滑动设有与所述第一主动轴、所述第一转轴啮合的花键套。
进一步地，所述第一转轴底端固定设有所述钻头，所述钻头中心处设有开口向下的第一通孔，所述第一通孔顶壁固定设有激光传感器，所述激光传感器可发射穿过所述第一通孔的激光，激光遇到所述冰层的冰面时会产生较大的反射，所述激光传感器接受到反射的激光时所述抬升机构不运转，当所述钻头钻至所述地面中时，所述激光传感器发出的激光不会在所述地面上产生反射，此时所述激光传感器无法接受到反射的激光而使所述抬升机构运转。
进一步地，所述添料机构包括所述第二马达，所述第二马达顶端动力连接有伸入所述空腔中的第二主动轴，所述空腔内的所述第二主动轴上固定设有螺旋上料器，所述滑板内的所述第二主动轴左右端壁对称设有切碎腔，所述切碎腔与所述空腔之间连通设有第二通孔，所述切碎腔靠近所述第二主动轴一侧端壁设有与所述切碎腔连通的第二传动腔，所述第二传动腔底壁设有一个左右延伸的第三传动腔，所述第三传动腔与所述第二传动腔之间转动设有第二转轴，所述第二传动腔内的所述第二转轴上固定设有伸入所述切碎腔中的刀片，所述第三传动腔内的所述第二转轴上固定设有第一皮带轮，所述第三传动腔内的所述第二主动轴上固定设有第二皮带轮，两个所述第一皮带轮与所述第二皮带轮之间传动连接有一根皮带。
进一步地，所述切碎腔底壁固定设有第一永磁铁，所述第一永磁铁底壁设有开口向下的环形凹槽，所述环形凹槽内转动设有与所述第一永磁铁相吸的环形磁铁，所述环形磁铁内设有上下贯穿的第三通孔，所述第三通孔与所述切碎腔之间连通设有第四通孔。
进一步地，所述第一通孔左右对称设有上下贯穿的第五通孔，所述第五通孔与所述第三通孔之间连通设有软管。
进一步地，所述抬升机构包括所述第一滑动腔，所述第一滑动腔底壁设有开口向下的第三滑动腔，所述第三滑动腔顶壁固定设有与所述激光传感器电联的电磁铁，所述第三滑动腔内滑动设有与所述电磁铁相斥的第二永磁铁，所述第二永磁铁与所述电磁铁之间连接有第一弹簧，所述第二永磁铁底面固定设有可与所述地面顶面接触的支撑板。
进一步地，所述第一传动腔左端壁设有开口向右的滑孔，所述滑孔内滑动设有与所述电磁铁相斥的斜面磁铁，所述斜面磁铁与所述滑孔左右端壁之间连接有第二弹簧，所述斜面磁铁的斜面与所述花键套底面相抵接。
本发明的有益效果 ：本发明的装置利用钻头向冰层钻孔完成破孔过程，装置整体自动化程度高，破孔时切碎的工业粗盐可加速冰层局部进行融化，融化后的冰层表面强度下降，钻头钻孔时更加轻松，切碎的工业粗盐更容易使冰层融化，装置钻孔效率高，同时钻孔处会产生更多的水流，形成的冰孔与钻头之间接触摩擦的可能性更小，钻孔时在冰层上产生的振动更小，冰孔不易崩裂，整体性好；另外，装置完成破孔后钻头停止向下钻孔，防止钻头钻入地面中造成损坏，装置使用寿命长；装置完成破孔后将冰层略微抬升，方便使用者后续向冰孔中穿插绳索，装置自动化程度高，功能齐全，方便快捷，省时省力。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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 是本发明实施例的机械结构示意图；
图 2 是图1中A-A的结构示意图；
图 3 是图1中B的放大结构示意图；
图 4 是图1中D的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-4对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图1-4所述的一种冰层破孔装置，包括地面24，所述地面24上方放置有冰层25，所述冰层25左侧设有可左右移动的车身17；
所述车身17内设有开口向上的第一滑动腔16，所述第一滑动腔16内滑动设有滑块13，所述滑块13内设有开口向右的第二滑动腔14，所述第二滑动腔14内滑动设有向右延伸的滑板12，所述滑板12底面固定设有长杆32，破孔机构用于向所述冰层25中钻孔，所述破孔机构92包括所述长杆32，所述长杆32下方设有钻头29，当所述钻头29转动后，所述长杆32带动所述钻头29向下移动时，所述冰层25上形成一个上下贯穿的冰孔；
所述滑板12顶面固定设有固定块39，所述固定块39内设有上下贯穿的空腔40，所述空腔40内添加有工业粗盐，所述固定块39与所述滑板12之间设有将工业粗盐切碎并将切碎的工业粗盐添加至所述破孔机构92钻孔处的添料机构90；
所述车身17右端面固定设有可插入所述冰层25左侧的锥子22，所述车身17内固定设有通过所述锥子22将所述冰层25略微抬升的抬升机构91，当所述车身17向上滑动，所述车身17会带动所述锥子22向上滑动，由于所述锥子22插入所述冰层25中，所述车身17通过所述锥子22带动所述冰层25略微抬升。
所述破孔机构92包括所述第二滑动腔14，所述第二滑动腔14底壁固定设有第一马达15，所述第一马达15顶端动力连接有螺杆11，所述滑板12内设有与所述螺杆11啮合的内螺纹10。
所述长杆32内固定设有第二马达30，所述第二马达30底壁设有第一传动腔52，所述第二马达30底端动力连接有伸入所述第一传动腔52中的第一主动轴51，所述第一主动轴51底壁转动设有上下延伸的第一转轴57，所述第一传动腔52内滑动设有与所述第一主动轴51、所述第一转轴57啮合的花键套53。
所述第一转轴57底端固定设有所述钻头29，所述钻头29中心处设有开口向下的第一通孔27，所述第一通孔27顶壁固定设有激光传感器28，所述激光传感器28可发射穿过所述第一通孔27的激光，激光遇到所述冰层25的冰面时会产生较大的反射，所述激光传感器28接受到反射的激光时所述抬升机构91不运转，当所述钻头29钻至所述地面24中时，所述激光传感器28发出的激光不会在所述地面24上产生反射，此时所述激光传感器28无法接受到反射的激光而使所述抬升机构91运转，当所述第二马达30启动时，所述第二马达30带动所述第一主动轴51转动，所述第一主动轴51通过所述花键套53带动所述第一转轴57转动，所述第一转轴57带动所述钻头29转动，与此同时，所述第一马达15启动带动所述螺杆11转动，所述螺杆11通过所述内螺纹10带动所述滑板12向下滑动，所述滑板12带动所述长杆32向下滑动，所述长杆32带动所述第一转轴57与所述钻头29一起向下移动，此时旋转的所述钻头29向下移动在所述冰层25上钻孔。
所述添料机构90包括所述第二马达30，所述第二马达30顶端动力连接有伸入所述空腔40中的第二主动轴31，所述空腔40内的所述第二主动轴31上固定设有螺旋上料器41，所述滑板12内的所述第二主动轴31左右端壁对称设有切碎腔43，所述切碎腔43与所述空腔40之间连通设有第二通孔42，所述切碎腔43靠近所述第二主动轴31一侧端壁设有与所述切碎腔43连通的第二传动腔44，所述第二传动腔44底壁设有一个左右延伸的第三传动腔49，所述第三传动腔49与所述第二传动腔44之间转动设有第二转轴46，所述第二传动腔44内的所述第二转轴46上固定设有伸入所述切碎腔43中的刀片45，所述第三传动腔49内的所述第二转轴46上固定设有第一皮带轮47，所述第三传动腔49内的所述第二主动轴31上固定设有第二皮带轮50，两个所述第一皮带轮47与所述第二皮带轮50之间传动连接有一根皮带48。
所述切碎腔43底壁固定设有第一永磁铁37，所述第一永磁铁37底壁设有开口向下的环形凹槽34，所述环形凹槽34内转动设有与所述第一永磁铁37相吸的环形磁铁35，所述环形磁铁35内设有上下贯穿的第三通孔36，所述第三通孔36与所述切碎腔43之间连通设有第四通孔38。
所述第一通孔27左右对称设有上下贯穿的第五通孔26，所述第五通孔26与所述第三通孔36之间连通设有软管33，当所述第二马达30启动时，所述第二马达30带动所述第二主动轴31转动，所述第二主动轴31带动所述螺旋上料器41转动，所述螺旋上料器41转动使所述空腔40中的工业粗盐向下运输，工业粗盐向下运输后在自身重力下通过所述第二通孔42进入所述切碎腔43中，与此同时，所述第二主动轴31带动所述第二皮带轮50转动，所述第二皮带轮50通过所述皮带48带动所述第一皮带轮47转动，所述第一皮带轮47带动所述刀片45转动，此时所述刀片45旋转将在自身重力作用下穿过所述切碎腔43的工业粗盐切碎，随后切碎的工业粗盐通过所述第四通孔38、所述第三通孔36、所述软管33与所述第五通孔26落在所述钻头29下方，切碎的工业粗盐可加速所述冰层25局部进行融化，融化后的所述冰层25表面强度下降，所述钻头29钻孔时更加轻松，同时钻孔处会产生更多的水流，形成的冰孔与所述钻头29之间接触摩擦的可能性更小，钻孔时在所述冰层25上产生的振动更小，冰孔不易崩裂。
所述抬升机构91包括所述第一滑动腔16，所述第一滑动腔16底壁设有开口向下的第三滑动腔20，所述第三滑动腔20顶壁固定设有与所述激光传感器28电联的电磁铁18，所述第三滑动腔20内滑动设有与所述电磁铁18相斥的第二永磁铁21，所述第二永磁铁21与所述电磁铁18之间连接有第一弹簧19，所述第二永磁铁21底面固定设有可与所述地面24顶面接触的支撑板23。
所述第一传动腔52左端壁设有开口向右的滑孔54，所述滑孔54内滑动设有与所述电磁铁18相斥的斜面磁铁56，所述斜面磁铁56与所述滑孔54左右端壁之间连接有第二弹簧55，所述斜面磁铁56的斜面与所述花键套53底面相抵接，当所述钻头29钻穿所述冰层25后，此时所述激光传感器28发出的激光遇到所述地面24表面后不会反射至所述激光传感器28中，此时所述激光传感器28使所述第一马达15断电，同时使所述电磁铁18通电，所述电磁铁18通电后排斥所述第二永磁铁21与所述斜面磁铁56，所述第二永磁铁21受到排斥力带动所述支撑板23向下滑动，当所述支撑板23与所述地面24顶面接触后，所述第二永磁铁21与所述电磁铁18之间的斥力会将所述车身17抬升起来，所述车身17带动所述锥子22向上滑动，由于所述锥子22插入所述冰层25内，即所述锥子22带动所述冰层25向上移动，此时所述冰层25被略微抬升，方便使用者后续向冰孔中穿插绳索，与此同时，所述斜面磁铁56受到所述电磁铁18的排斥力向右滑动，当所述斜面磁铁56向右滑动后，所述斜面磁铁56的斜面挤压所述花键套53的底面，此时所述花键套53受力向上移动，当所述花键套53向上移动后，所述花键套53不再与所述第一转轴57啮合，所述第一主动轴51不再通过所述花键套53带动所述第一转轴57转动，此时所述钻头29停止转动，同时所述第一马达15断电后，所述第一马达15不再带动所述螺杆11转动，此时所述滑板12不再向下滑动，即所述钻头29停止向下移动，此时所述钻头29停止向下钻孔，防止所述钻头29钻入所述地面24中造成损坏。
整个设备的机械动作的顺序 ：
1：首先使用者先左右移动所述滑块13将所述钻头29对准需要在所述冰层25上打孔的位置；
2：随后使装置通电，当装置通电后所述第一马达15、所述激光传感器28与所述第二马达30通电启动；
3：当所述第一马达15启动时，所述第一马达15启动带动所述螺杆11转动，所述螺杆11通过所述内螺纹10带动所述滑板12向下滑动，所述滑板12带动所述长杆32向下滑动，所述长杆32带动所述第一转轴57与所述钻头29一起向下移动，同时，所述第二马达30带动所述第一主动轴51转动，所述第一主动轴51通过所述花键套53带动所述第一转轴57转动，所述第一转轴57带动所述钻头29转动，此时旋转的所述钻头29向下移动在所述冰层25上钻孔；
4：与此同时，所述第二马达30还带动所述第二主动轴31转动，所述第二主动轴31带动所述螺旋上料器41转动，所述螺旋上料器41转动使所述空腔40中的工业粗盐向下运输，工业粗盐向下运输后在自身重力下通过所述第二通孔42进入所述切碎腔43中；
5：同时，所述第二主动轴31带动所述第二皮带轮50转动，所述第二皮带轮50通过所述皮带48带动所述第一皮带轮47转动，所述第一皮带轮47带动所述刀片45转动，此时所述刀片45旋转将在自身重力作用下穿过所述切碎腔43的工业粗盐切碎，切碎的工业粗盐更容易使所述冰层25融化，装置钻孔效率高；
6：随后切碎的工业粗盐通过所述第四通孔38、所述第三通孔36、所述软管33与所述第五通孔26落在所述钻头29下方，切碎的工业粗盐可加速所述冰层25局部进行融化，融化后的所述冰层25表面强度下降，所述钻头29钻孔时更加轻松，同时钻孔处会产生更多的水流，形成的冰孔与所述钻头29之间接触摩擦的可能性更小，钻孔时在所述冰层25上产生的振动更小，冰孔不易崩裂，整体性好；
7：当所述钻头29钻穿所述冰层25后，此时所述激光传感器28发出的激光遇到所述地面24表面后不会反射至所述激光传感器28中，此时所述激光传感器28使所述第一马达15断电，同时使所述电磁铁18通电，所述电磁铁18通电后排斥所述第二永磁铁21与所述斜面磁铁56，所述第二永磁铁21受到排斥力带动所述支撑板23向下滑动，当所述支撑板23与所述地面24顶面接触后，所述第二永磁铁21与所述电磁铁18之间的斥力会将所述车身17抬升起来，所述车身17带动所述锥子22向上滑动，由于所述锥子22插入所述冰层25内，即所述锥子22带动所述冰层25向上移动，此时所述冰层25被略微抬升，方便使用者后续向冰孔中穿插绳索，装置自动化程度高，功能齐全，方便快捷，省时省力；
8：与此同时，所述斜面磁铁56受到所述电磁铁18的排斥力向右滑动，当所述斜面磁铁56向右滑动后，所述斜面磁铁56的斜面挤压所述花键套53的底面，此时所述花键套53受力向上移动，当所述花键套53向上移动后，所述花键套53不再与所述第一转轴57啮合，所述第一主动轴51不再通过所述花键套53带动所述第一转轴57转动，此时所述钻头29停止转动，同时所述第一马达15断电后，所述第一马达15不再带动所述螺杆11转动，此时所述滑板12不再向下滑动，即所述钻头29停止向下移动，此时所述钻头29停止向下钻孔，防止所述钻头29钻入所述地面24中造成损坏，装置使用寿命长；
9：另外，由于所述钻头29中心凸起，当所述钻头29停止钻孔时，此时冰孔还未完全贯穿，所述添料机构90在所述钻头29停止钻孔时仍继续向冰孔中添加切碎的工业粗盐，使未完全贯穿的冰孔融穿形成一个完整的冰孔，装置破开的冰孔质量高，整体性好。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种冰层破孔装置，包括地面，其特征在于：所述地面上方放置有冰层，所述冰层左侧设有可左右移动的车身；所述车身内设有开口向上的第一滑动腔，所述第一滑动腔内滑动设有滑块，所述滑块内设有开口向右的第二滑动腔，所述第二滑动腔内滑动设有向右延伸的滑板，所述滑板底面固定设有长杆，破孔机构用于向所述冰层中钻孔，所述破孔机构包括所述长杆，所述长杆下方设有钻头，当所述钻头转动后，所述长杆带动所述钻头向下移动时，所述冰层上形成一个上下贯穿的冰孔；所述滑板顶面固定设有固定块，所述固定块内设有上下贯穿的空腔，所述空腔内添加有工业粗盐，所述固定块与所述滑板之间设有将工业粗盐切碎并将切碎的工业粗盐添加至所述破孔机构钻孔处的添料机构；所述车身右端面固定设有可插入所述冰层左侧的锥子，所述车身内固定设有通过所述锥子将所述冰层略微抬升的抬升机构，当所述车身向上滑动，所述车身会带动所述锥子向上滑动，由于所述锥子插入所述冰层中，所述车身通过所述锥子带动所述冰层略微抬升。
2.根据权利要求 1 所述的一种冰层破孔装置，其特征在于：所述破孔机构包括所述第二滑动腔，所述第二滑动腔底壁固定设有第一马达，所述第一马达顶端动力连接有螺杆，所述滑板内设有与所述螺杆啮合的内螺纹。
3.根据权利要求 2所述的一种冰层破孔装置，其特征在于：所述长杆内固定设有第二马达，所述第二马达底壁设有第一传动腔，所述第二马达底端动力连接有伸入所述第一传动腔中的第一主动轴，所述第一主动轴底壁转动设有上下延伸的第一转轴，所述第一传动腔内滑动设有与所述第一主动轴、所述第一转轴啮合的花键套。
4.根据权利要求 3所述的一种冰层破孔装置，其特征在于：所述第一转轴底端固定设有所述钻头，所述钻头中心处设有开口向下的第一通孔，所述第一通孔顶壁固定设有激光传感器，所述激光传感器可发射穿过所述第一通孔的激光，激光遇到所述冰层的冰面时会产生较大的反射，所述激光传感器接受到反射的激光时所述抬升机构不运转，当所述钻头钻至所述地面中时，所述激光传感器发出的激光不会在所述地面上产生反射，此时所述激光传感器无法接受到反射的激光而使所述抬升机构运转。
5.根据权利要求4所述的一种冰层破孔装置，其特征在于：所述添料机构包括所述第二马达，所述第二马达顶端动力连接有伸入所述空腔中的第二主动轴，所述空腔内的所述第二主动轴上固定设有螺旋上料器，所述滑板内的所述第二主动轴左右端壁对称设有切碎腔，所述切碎腔与所述空腔之间连通设有第二通孔，所述切碎腔靠近所述第二主动轴一侧端壁设有与所述切碎腔连通的第二传动腔，所述第二传动腔底壁设有一个左右延伸的第三传动腔，所述第三传动腔与所述第二传动腔之间转动设有第二转轴，所述第二传动腔内的所述第二转轴上固定设有伸入所述切碎腔中的刀片，所述第三传动腔内的所述第二转轴上固定设有第一皮带轮，所述第三传动腔内的所述第二主动轴上固定设有第二皮带轮，两个所述第一皮带轮与所述第二皮带轮之间传动连接有一根皮带。
6.根据权利要求 5所述的一种冰层破孔装置，其特征在于：所述切碎腔底壁固定设有第一永磁铁，所述第一永磁铁底壁设有开口向下的环形凹槽，所述环形凹槽内转动设有与所述第一永磁铁相吸的环形磁铁，所述环形磁铁内设有上下贯穿的第三通孔，所述第三通孔与所述切碎腔之间连通设有第四通孔。
7.根据权利要求 6所述的一种冰层破孔装置，其特征在于：所述第一通孔左右对称设有上下贯穿的第五通孔，所述第五通孔与所述第三通孔之间连通设有软管。
8.根据权利要求 7所述的一种冰层破孔装置，其特征在于：所述抬升机构包括所述第一滑动腔，所述第一滑动腔底壁设有开口向下的第三滑动腔，所述第三滑动腔顶壁固定设有与所述激光传感器电联的电磁铁，所述第三滑动腔内滑动设有与所述电磁铁相斥的第二永磁铁，所述第二永磁铁与所述电磁铁之间连接有第一弹簧，所述第二永磁铁底面固定设有可与所述地面顶面接触的支撑板。
9.根据权利要求 8所述的一种冰层破孔装置，其特征在于：所述第一传动腔左端壁设有开口向右的滑孔，所述滑孔内滑动设有与所述电磁铁相斥的斜面磁铁，所述斜面磁铁与所述滑孔左右端壁之间连接有第二弹簧，所述斜面磁铁的斜面与所述花键套底面相抵接。
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