CN111828444B - 一种基于铝合金型材的模块化承载箱体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于铝合金型材的模块化承载箱体及其制备方法，承载箱体包括上侧壁、下侧壁、左侧壁和右侧壁，上侧壁和下侧壁分别由两个第一侧壁模块组焊构成，左侧壁和右侧壁分别由第二侧壁模块和第三侧壁模块组焊构成，上侧壁的两端分别通过角梁模块对应与左侧壁和右侧壁的上端焊接，下侧壁的两端分别通过角梁模块对应与左侧壁和右侧壁的下端焊接，第一侧壁模块、第二侧壁模块、第三侧壁模块和角梁模块均为采用拉挤成型工艺制成的铝合金型材，其具有结构简单、成本低廉、精度高、生产周期短的优点，可满足批量生产的要求；制备方法具有工艺简单、成型效率高、焊接工作量小的优点。

Description

一种基于铝合金型材的模块化承载箱体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种箱体，具体涉及一种用于发射装置且基于铝合金型材的模块化承载箱体，以及该承载箱体的制备方法。

背景技术

在航空航天领域，承载箱体是发射装置的主体承载结构，可为箱内产品提供良好的封闭环境。承载箱体在发射装置的生产工时和成本中占比较大，决定着发射装置的优劣。现有承载箱体通常采用以下两种结构：一是骨架+蒙皮方式，其首先通过板材或型材焊接成骨架，然后在骨架的内外侧固定蒙皮，这一方式存在成型困难、精度差、生产周期长的缺陷；二是复合材料成型方式，其采用复合材料缠绕固化一种成型箱体，这一方式存在成本高昂、生产周期长的缺陷，且这两种方式均无法满足批量生产的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于铝合金型材的模块化承载箱体及其制备方法，承载箱体具有结构简单、成本低廉、精度高、生产周期短的优点，可满足批量生产的要求；制备方法具有工艺简单、成型效率高、焊接工作量小的优点。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，包括上侧壁、下侧壁、左侧壁和右侧壁，所述上侧壁和下侧壁分别由两个第一侧壁模块组焊构成，所述左侧壁和右侧壁分别由第二侧壁模块和第三侧壁模块组焊构成，上侧壁的两端分别通过角梁模块对应与左侧壁和右侧壁的上端焊接，下侧壁的两端分别通过角梁模块对应与左侧壁和右侧壁的下端焊接；所述第一侧壁模块包括第一内侧板和第一外侧板，第一内侧板和第一外侧板之间设有多个沿长度方向的第一筋板，所述第二侧壁模块包括第二内侧板和第二外侧板，第二内侧板和第二外侧板之间设有多个沿长度方向的第二筋板，所述第三侧壁模块包括第三内侧板和第三外侧板，第三内侧板和第三外侧板之间设有多个沿长度方向的第三筋板，所述角梁模块包括L型的第四内侧板和第四外侧板，第四内侧板和第四外侧板之间设有多个沿长度方向的第四筋板；所述第一侧壁模块、第二侧壁模块、第三侧壁模块和角梁模块为采用拉挤成型工艺制成的铝合金型材。

进一步的，本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其中，所述第一侧壁模块的一侧设有沿长度方向的第一插接槽，第一侧壁模块的另一侧设有沿长度方向的第一插接头，所述第二侧壁模块的一侧设有沿长度方向的第二插接槽，第二侧壁模块的另一侧设有沿长度方向的第二插接头，所述第三侧壁模块的一侧设有沿长度方向的第三插接槽，第三侧壁模块的另一侧设有沿长度方向的第三插接头，所述角梁模块的一侧设有沿长度方向的第四插接槽，角梁模块的另一侧设有沿长度方向的第四插接头。

进一步的，本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其中，所述第一插接槽、第二插接槽和第四插接槽分别由两个凸起之间的空间构成，所述第一插接头、第三插接头和第四插接头分别由两个间隔的凸起组合构成，所述第二插接头由第二内侧板的延伸部构成，第二插接头的内侧面相比第二内侧板的内侧面向外侧凹陷，所述第三插接槽由第三内侧板的延伸部内侧面上的豁口构成。

进一步的，本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其中，所述第一侧壁模块在第一插接槽和第一插接头的两侧分别设有第一倒角，所述第二侧壁模块在第二插接槽的两侧和第二插接头上分别设有第二倒角，所述第三侧壁模块在第三插接槽的外侧和第三插接头的两侧分别设有第三倒角，所述角梁模块在第四插接槽和第四插接头的两侧分别设有第四倒角。

进一步的，本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其中，所述第二侧壁模块在设置第二插接头的一侧由第二内侧板至第二外侧板设有倾斜的第一台板，第一台板与第二外侧板的连接处设有第一抬接台，所述第三侧壁模块在设置第三插接槽的一侧由第三内侧板至第三外侧板设有倾斜的第二台板，第二台板与第三外侧板的连接处设有第二抬接台，第一抬接台和第二抬接台之间焊接有连接板。

进一步的，本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其中，所述第四内侧板和第四外侧板的拐角处采用圆角结构，所述承载箱体的左侧壁或/和右侧壁上设有功能接口。

进一步的，本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，还包括导轨基座，所述导轨基座通过螺栓固定在承载箱体的下侧壁上，导轨基座为采用拉挤成型工艺制成的铝合金型材。

进一步的，本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其中，还包括加强板和外结构件，所述加强板设置在承载箱体中，加强板焊接有穿过承载箱体的内螺纹柱，所述外结构件通过螺栓与内螺纹柱固定连接。

本发明一种上述模块化承载箱体的制备方法，包括以下步骤：

一、设计并确定承载箱体的截面尺寸和长度，依据承载箱体的截面尺寸确定第一侧壁模块、第二侧壁模块、第三侧壁模块和角梁模块的截面尺寸；

二、根据第一侧壁模块的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第一种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第一种铝合金型材，以得到第一侧壁模块；

三、根据第二侧壁模块的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第二种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第二种铝合金型材，以得到第二侧壁模块；

四、根据第三侧壁模块的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第三种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第三种铝合金型材，以得到第三侧壁模块；

五、根据角梁模块的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第四种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第四种铝合金型材，以得到角梁模块；

六、将第一侧壁模块、第二侧壁模块、第三侧壁模块和角梁模块组焊成承载箱体。

进一步的，本发明一种模块化承载箱体的制备方法，还包括以下步骤：

七、根据设计确定导轨基座的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第五种铝合金型材；并根据需要截取第二种铝合金型材，以得到导轨基座；

八、将导轨基座通过螺栓固定在承载箱体中；

九、在承载箱体上设置功能接口，并安装加强板和外结构件。

本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体及其制备方法与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置上侧壁、下侧壁、左侧壁和右侧壁，让上侧壁和下侧壁分别由两个第一侧壁模块组焊构成，让左侧壁和右侧壁分别由第二侧壁模块和第三侧壁模块组焊构成，使上侧壁的两端分别通过角梁模块对应与左侧壁和右侧壁的上端焊接，使下侧壁的两端分别通过角梁模块对应与左侧壁和右侧壁的下端焊接；让第一侧壁模块设置第一内侧板和第一外侧板，并在第一内侧板和第一外侧板之间设置多个沿长度方向的第一筋板，让第二侧壁模块设置第二内侧板和第二外侧板，并在第二内侧板和第二外侧板之间设置多个沿长度方向的第二筋板，让第三侧壁模块设置第三内侧板和第三外侧板，并在第三内侧板和第三外侧板之间设置多个沿长度方向的第三筋板，让角梁模块设置L型的第四内侧板和第四外侧板，并在第四内侧板和第四外侧板之间设置多个沿长度方向的第四筋板；其中，第一侧壁模块、第二侧壁模块、第三侧壁模块和角梁模块均为采用拉挤成型工艺制成的铝合金型材。由此就构成了一种结构简单、成本低廉、精度高、生产周期短的模块化承载箱体。本发明通过让上侧壁和下侧壁分别由两个第一侧壁模块组焊构成，让左侧壁和右侧壁分别由第二侧壁模块和第三侧壁模块组焊构成，使四个拐角处分别通过角梁模块焊接，并使第一侧壁模块、第二侧壁模块、第三侧壁模块和角梁模块采用铝合金型材，从而实现了模块化生产，相比于现有骨架+蒙皮或复合材料的承载箱体，不但具有成本低、精度高的特点，而且成型容易、生产周期短，可实现批量生产。本发明提供的一种模块化承载箱体的制备方法具有工艺简单、成型效率高、焊接工作量小的优点。

下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体及其制备方法作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体的截面示意图；

图2为图1中A位置的放大图；

图3为图1中B位置的放大图；

图4为图1中C位置的放大图；

图5为图1中D位置的放大图；

图6为图1中E位置的放大图；

图7为图1中F位置的放大图；

图8为图1中G位置的放大图；

图9为图1中H位置的放大图；

图10为本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体中角梁模块的截面示意图；

图11为本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体中第一侧壁模块的截面示意图；

图12为本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体中第二侧壁模块的截面示意图；

图13为本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体中第三侧壁模块的截面示意图；

图14为本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体中导轨基座的截面示意图；

图15为本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体中加强板和外结构件的示意图。

具体实施方式

首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案及请求保护范围进行的限制。

如图1至图15所示本发明一种基于铝合金型材的模块化承载箱体的具体实施方式，包括上侧壁、下侧壁、左侧壁和右侧壁。分别采用两个第一侧壁模块1组焊成上侧壁和下侧壁，分别采用第二侧壁模块2和第三侧壁模块3组焊成左侧壁和右侧壁，使上侧壁的两端分别通过角梁模块4对应与左侧壁和右侧壁的上端焊接，使下侧壁的两端分别通过角梁模块4对应与左侧壁和右侧壁的下端焊接。让第一侧壁模块1设置第一内侧板11和第一外侧板12，并在第一内侧板11和第一外侧板12之间设置多个沿长度方向的第一筋板13，让第二侧壁模块2设置第二内侧板21和第二外侧板22，并在第二内侧板21和第二外侧板22之间设置多个沿长度方向的第二筋板23，让第三侧壁模块3设置第三内侧板31和第三外侧板32，并在第三内侧板31和第三外侧板32之间设置多个沿长度方向的第三筋板33，让角梁模块4设置L型的第四内侧板41和第四外侧板42，并在第四内侧板41和第四外侧板42之间设置多个沿长度方向的第四筋板43。其中，第一侧壁模块1、第二侧壁模块2、第三侧壁模块3和角梁模块4均为采用拉挤成型工艺制成的铝合金型材。

通过以上结构设置就构成了一种结构简单、成本低廉、精度高、生产周期短的模块化承载箱体。本发明通过让上侧壁和下侧壁分别由两个第一侧壁模块1组焊构成，让左侧壁和右侧壁分别由第二侧壁模块2和第三侧壁模块3组焊构成，使四个拐角处分别通过角梁模块4焊接，并使第一侧壁模块1、第二侧壁模块2、第三侧壁模块3和角梁模块4采用铝合金型材，从而实现了模块化生产，相比于现有骨架+蒙皮或复合材料的承载箱体，不但具有成本低、精度高的特点，而且成型容易、生产周期短，可实现批量生产。另外，在实际应用中，当需要改变承载箱体的尺寸时，只需改变角梁模块或某一侧壁模块的尺寸即可实现目的，而其他模块的尺寸无需改变，有利于实现承载箱体设计方案的快速迭代及系列化生产。需要说明的是，所述组焊是指组装焊接。

作为优化方案，本具体实施方式在第一侧壁模块1的一侧设置了沿长度方向的第一插接槽14，在第一侧壁模块1的另一侧设置了沿长度方向的第一插接头15；在第二侧壁模块2的一侧设置了沿长度方向的第二插接槽24，在第二侧壁模块2的另一侧设置了沿长度方向的第二插接头25；在第三侧壁模块3的一侧设置了沿长度方向的第三插接槽34，在第三侧壁模块3的另一侧设置了沿长度方向的第三插接头35；在角梁模块4的一侧设置了沿长度方向的第四插接槽44，在角梁模块4的另一侧设置了沿长度方向的第四插接头45。这一结构设置通过公—母配合的插接设计，在组焊时可实现快速对接、定位，一方面提高了操作的便利性，另一方面保证了承载箱体的精度。

作为具体实施方式，本发明使第一插接槽14、第二插接槽24和第四插接槽44分别由两个凸起之间的空间构成，使第一插接头15、第三插接头35和第四插接头45分别由两个间隔的凸起组合构成，使第二插接头25由第二内侧板21的延伸部构成，并使第二插接头25的内侧面相比第二内侧板21的内侧面向外侧凹陷，使第三插接槽34由第三内侧板31的延伸部内侧面上的豁口构成。为便于焊接，并保证焊接的稳固性，本具体实施方式使第一侧壁模块1在第一插接槽14和第一插接头15的两侧分别设置了第一倒角16，使第二侧壁模块2在第二插接槽24的两侧和第二插接头25上分别设置了第二倒角26，使第三侧壁模块3在第三插接槽34的外侧和第三插接头35的两侧分别设置了第三倒角36，使角梁模块4在第四插接槽44和第四插接头45的两侧分别设置了第四倒角46。

作为具体实施方式，本发明让第二侧壁模块2在设置第二插接头25的一侧由第二内侧板21至第二外侧板22设置了倾斜的第一台板27，并在第一台板27与第二外侧板22的连接处设置了第一抬接台28，让第三侧壁模块3在设置第三插接槽34的一侧由第三内侧板31至第三外侧板32设置了倾斜的第二台板37，并在第二台板37与第三外侧板32的连接处设置了第二抬接台38，且在第一抬接台28和第二抬接台38之间焊接了连接板5。这一结构设置通过第一抬接台28和第二抬接台38可便于放置、定位连接板5，通过焊接连接板5增强了第二侧壁模块2和第三侧壁模块3连接的稳固性。

作为具体实施方式，本发明使第四内侧板41和第四外侧板42的拐角处采用了圆角结构，并在承载箱体的左侧壁或/和右侧壁上设置了功能接口6。同时，本发明还设置了导轨基座7，并使导轨基座7通过螺栓固定在承载箱体的下侧壁上，以便为后续箱内功能部件(如导轨、闭锁机构等)提供安装接口。其中，导轨基座7为采用拉挤成型工艺制成的铝合金型材，以实现模块化生产和安装。另外，本具体实施方式还在承载箱体上设置了加强板8和外结构件9，其中，加强板8设置在承载箱体中并焊接有穿过承载箱体的内螺纹柱81，外结构件9通过螺栓与内螺纹柱81固定连接。这种“三明治”的夹层结构设计，通过加强板8和外结构件9夹紧箱壁，可实现扩散局部应力的目的，增强了承载箱体的承载能力。

基于同一构思，本发明还提供了一种上述模块化承载箱体的制备方法，包括以下步骤：

一、设计并确定承载箱体的截面尺寸和长度，依据承载箱体的截面尺寸确定第一侧壁模块1、第二侧壁模块2、第三侧壁模块3和角梁模块4的截面尺寸。

二、根据第一侧壁模块1的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第一种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第一种铝合金型材，以得到第一侧壁模块1。

三、根据第二侧壁模块2的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第二种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第二种铝合金型材，以得到第二侧壁模块2。

四、根据第三侧壁模块3的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第三种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第三种铝合金型材，以得到第三侧壁模块3。

五、根据角梁模块4的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第四种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第四种铝合金型材，以得到角梁模块4。

六、将第一侧壁模块1、第二侧壁模块2、第三侧壁模块3和角梁模块4组焊成承载箱体。

这一承载箱体的制备方法具有工艺简单、成型效率高、焊接工作量小、生产周期短的优点，可满足批量生产需求。需要指出的是，所述承载箱体的截面尺寸包括内轮廓尺寸和外轮廓尺寸。

进一步的，本发明一种模块化承载箱体的制备方法，还包括以下步骤：

七、根据设计确定导轨基座7的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第五种铝合金型材；并根据需要截取第二种铝合金型材，以得到导轨基座7。

八、将导轨基座7通过螺栓固定在承载箱体中，以便为后续箱内功能部件提供安装接口。

九、在承载箱体上设置功能接口6并安装加强板8和外结构件9，以增强功能。

以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，包括上侧壁、下侧壁、左侧壁和右侧壁，其特征在于，所述上侧壁和下侧壁分别由两个第一侧壁模块(1)组焊构成，所述左侧壁和右侧壁分别由第二侧壁模块(2)和第三侧壁模块(3)组焊构成，上侧壁的两端分别通过角梁模块(4)对应与左侧壁和右侧壁的上端焊接，下侧壁的两端分别通过角梁模块(4)对应与左侧壁和右侧壁的下端焊接；所述第一侧壁模块(1)包括第一内侧板(11)和第一外侧板(12)，第一内侧板(11)和第一外侧板(12)之间设有多个沿长度方向的第一筋板(13)，所述第二侧壁模块(2)包括第二内侧板(21)和第二外侧板(22)，第二内侧板(21)和第二外侧板(22)之间设有多个沿长度方向的第二筋板(23)，所述第三侧壁模块(3)包括第三内侧板(31)和第三外侧板(32)，第三内侧板(31)和第三外侧板(32)之间设有多个沿长度方向的第三筋板(33)，所述角梁模块(4)包括L型的第四内侧板(41)和第四外侧板(42)，第四内侧板(41)和第四外侧板(42)之间设有多个沿长度方向的第四筋板(43)；所述第一侧壁模块(1)、第二侧壁模块(2)、第三侧壁模块(3)和角梁模块(4)均为采用拉挤成型工艺制成的铝合金型材；所述第一侧壁模块(1)的一侧设有沿长度方向的第一插接槽(14)，第一侧壁模块(1)的另一侧设有沿长度方向的第一插接头(15)，所述第二侧壁模块(2)的一侧设有沿长度方向的第二插接槽(24)，第二侧壁模块(2)的另一侧设有沿长度方向的第二插接头(25)，所述第三侧壁模块(3)的一侧设有沿长度方向的第三插接槽(34)，第三侧壁模块(3)的另一侧设有沿长度方向的第三插接头(35)，所述角梁模块(4)的一侧设有沿长度方向的第四插接槽(44)，角梁模块(4)的另一侧设有沿长度方向的第四插接头(45)；所述第二侧壁模块(2)在设置第二插接头(25)的一侧由第二内侧板(21)至第二外侧板(22)设有倾斜的第一台板(27)，第一台板(27)与第二外侧板(22)的连接处设有第一抬接台(28)，所述第三侧壁模块(3)在设置第三插接槽(34)的一侧由第三内侧板(31)至第三外侧板(32)设有倾斜的第二台板(37)，第二台板(37)与第三外侧板(32)的连接处设有第二抬接台(38)，第一抬接台(28)和第二抬接台(38)之间焊接有连接板(5)。

2.根据权利要求1所述的一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其特征在于，所述第一插接槽(14)、第二插接槽(24)和第四插接槽(44)分别由两个凸起之间的空间构成，所述第一插接头(15)、第三插接头(35)和第四插接头(45)分别由两个间隔的凸起组合构成，所述第二插接头(25)由第二内侧板(21)的延伸部构成，第二插接头(25)的内侧面相比第二内侧板(21)的内侧面向外侧凹陷，所述第三插接槽(34)由第三内侧板(31)的延伸部内侧面上的豁口构成。

3.根据权利要求2所述的一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其特征在于，所述第一侧壁模块(1)在第一插接槽(14)和第一插接头(15)的两侧分别设有第一倒角(16)，所述第二侧壁模块(2)在第二插接槽(24)的两侧和第二插接头(25)上分别设有第二倒角(26)，所述第三侧壁模块(3)在第三插接槽(34)的外侧和第三插接头(35)的两侧分别设有第三倒角(36)，所述角梁模块(4)在第四插接槽(44)和第四插接头(45)的两侧分别设有第四倒角(46)。

4.根据权利要求3所述的一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其特征在于，所述第四内侧板(41)和第四外侧板(42)的拐角处采用圆角结构，所述承载箱体的左侧壁或/和右侧壁上设有功能接口(6)。

5.根据权利要求3所述的一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其特征在于，还包括导轨基座(7)，所述导轨基座(7)通过螺栓固定在承载箱体的下侧壁上，导轨基座(7)为采用拉挤成型工艺制成的铝合金型材。

6.根据权利要求3所述的一种基于铝合金型材的模块化承载箱体，其特征在于，还包括加强板(8)和外结构件(9)，所述加强板(8)设置在承载箱体中，加强板(8)焊接有穿过承载箱体的内螺纹柱(81)，所述外结构件(9)通过螺栓与内螺纹柱(81)固定连接。

7.一种权利要求1所述模块化承载箱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、设计并确定承载箱体的截面尺寸和长度，依据承载箱体的截面尺寸确定第一侧壁模块(1)、第二侧壁模块(2)、第三侧壁模块(3)和角梁模块(4)的截面尺寸；

二、根据第一侧壁模块(1)的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第一种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第一种铝合金型材，以得到第一侧壁模块(1)；

三、根据第二侧壁模块(2)的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第二种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第二种铝合金型材，以得到第二侧壁模块(2)；

四、根据第三侧壁模块(3)的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第三种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第三种铝合金型材，以得到第三侧壁模块(3)；

五、根据角梁模块(4)的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第四种铝合金型材；并根据承载箱体的长度截取第四种铝合金型材，以得到角梁模块(4)；

六、将第一侧壁模块(1)、第二侧壁模块(2)、第三侧壁模块(3)和角梁模块(4)组焊成承载箱体。

8.根据权利要求7所述的一种模块化承载箱体的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

七、根据设计确定导轨基座(7)的截面尺寸，采用拉挤成型工艺制备第五种铝合金型材；并根据需要截取第二种铝合金型材，以得到导轨基座(7)；

八、将导轨基座(7)通过螺栓固定在承载箱体中；

九、在承载箱体上设置功能接口(6)，并安装加强板(8)和外结构件(9)。

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