CN113368924B - 一种化学实验器材配置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学实验器材配置系统，包括仓储部件和实验桌，还包括控制柜，仓储部件内形成有存放实验器材的储存腔，储存腔内设置有托盘整备部件和抓取实验器材的抓取部件，仓储部件上还设置有托盘运输部件，抓取部件包括第一垂直直线模组、六轴机械臂以及固定于储存腔的第一横向直线模组和顶部导轨，第一垂直直线模组的一端设有滑移于顶部导轨的滑块，另一端连接并滑移于第一横向直线模组，六轴机械臂滑移于第一垂直直线模组上，第一垂直直线模组上设有驱动其滑移于第一横向直线模组的滑移电机，六轴机械臂上固定有夹爪相机，六轴机械臂可拆卸连接有夹爪。本发明具有以下优点和效果：同时可配置多套器材并运输到实验指定位置。

Description

一种化学实验器材配置系统

技术领域

本发明涉及实验教学设备，尤其涉及一种中学化学实验室整体器材配置系统。

背景技术

传统中学化学实验室的器材配置都需要老师上课前提前去配置，过去化学的配置都是存放在固定的储物间，老师需要在上课前提前准备，不仅浪费老师的时间，还有配置的准确性不能保证。同时针对科技技术高速发展，数据信息智能--体化的今天,实验室智能化的设计也显得非常有必要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构设计巧妙，操作使用方便，产品设置有智能化结构，兼容性强，可以很好的融合网络终端实现智能化的化学器材配置装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种化学实验器材配置系统，包括仓储部件和实验桌，还包括控制柜，所述仓储部件内形成有存放实验器材的储存腔，所述储存腔内设置有托盘整备部件和抓取实验器材的抓取部件，所述仓储部件上还设置有托盘运输部件，所述抓取部件包括第一垂直直线模组、六轴机械臂以及固定于储存腔的第一横向直线模组和顶部导轨，所述第一垂直直线模组的一端设有滑移于顶部导轨的滑块，另一端连接并滑移于第一横向直线模组，所述六轴机械臂滑移于第一垂直直线模组上，所述第一垂直直线模组上设有驱动其滑移于第一横向直线模组的滑移电机，所述六轴机械臂上固定有夹爪相机，所述六轴机械臂可拆卸连接有夹爪。

通过采用上述技术方案，在仓储部件放置大量的实验器具，通过控制柜控制抓取部件拿取所需的器材，通过控制柜的指令，启动滑移电机移动第一垂直直线模块滑移至器材的位置，而后六轴机械臂在第一垂直直线模块上面滑移至指定的器材处，利用夹爪夹取实验器材，实用只需要在控制柜上选取所需的器材即可完成器材配置，夹爪可拆卸能够更换卡爪进行不同器材的拿取防止器材的损坏及操作更规范且同时可配置多套器材并运输到实验指定位置、构设计巧妙，操作使用方便，产品设置有智能化结构，兼容性强，可以很好的融合网络终端实现智能化。

本发明进一步设置为：所述仓储部件包括底座和外壳，所述外壳与底座之间形成储存腔，所述储存腔内设置有固定于底座的大型器材柜，所述大型器材柜上固定有器材存储柜，所述外壳上开设有连通外界与储存腔的安全门，所述外壳内设置有位于安全门两侧的光栅，所述安全门数量为二，且设置于所述外壳上相对的两侧。

通过采用上述技术方案，不同的器材需要不同的放置柜，才能够安全的对器材进行保存，且不同的器材放置于不同的放置柜能够方便拿取，两侧的安全门能够防止他人进入仓储部件，同时能够方便使用者进入储存腔内进行器材放置，装置修理等同时能够密封储存腔防止内部的器材沾染灰尘。

本发明进一步设置为：所述器材存储柜包括放置不同夹爪的夹爪底座、滑道型底座，和不同器材的斜柱型支架、环扣型支架、平放型支架、插槽型底座、凹槽型底座。

通过采用上述技术方案，不同的底座能够放置不同的实验器材和卡爪，方便拿取和夹爪更换。

本发明进一步设置为：所述托盘整备部件包括托盘以及托盘块，所述托盘块的数量为二且设置有堆叠托盘的托盘腔，两个托盘块上设有抬升组件，所述抬升组件包括垂直升降台、第二横向直接模组、第一垂直伸缩杆以及水平推杆，所述第二横向直线模组连接两个托盘块，所述第一垂直伸缩杆滑移于第二横向直线模组上，所述第二横向直线模组上设有带动第一垂直伸缩杆滑移的第一电机，所述第一垂直伸缩杆包括滑移于第二横向直线模组上的支撑座和滑移于支撑座上的升块，所述水平推杆固定于升块，所述垂直升降台的一端固定于仓储部件，另一端支撑并抵紧托盘，所述抬升组件为两组且设置于两个托盘块两端。

通过采用上述技术方案，多个托盘堆叠在托盘块内部，在垂直升降台的支撑作用下固定在托盘腔里，六轴机械臂夹取所需的器材后放入最上端的托盘内而后在垂直升降台的作用下将托盘顶起，而后第二横向直线模组上的第一垂直伸缩杆移动至托盘出，升块进行升降调整，当水平推杆对准放置了器材的托盘时，水平推杆相互靠近夹紧托盘，而后升块抬升托盘，第一垂直伸缩杆沿着第二横向模组移动至拿取出槽由托盘运输部件取走，可配置多套器材并运输到实验指定位置、构设计巧妙，操作使用方便整体智能化运行。

本发明进一步设置为：所述托盘运输部件包括云轨部件、动力机构、第二垂直伸缩杆、托盘扣盖，所述动力机构上凸出有卡配部，所述卡配部卡配于云轨部件，所述第二垂直伸缩杆固定于动力机构上背对于卡配部一侧，所述第二垂直伸缩杆的另一端连接托盘扣盖，所述动力机构包括驱动动力机构滑移于云轨部件的第二电机。

通过采用上述技术方案，动力机构在第二电机作用之下滑移于云轨，第二垂直伸缩杆能够控制托盘扣盖高度来升降，能够精准的使得托盘扣盖固定托盘并将器通过云轨移动到指定位置上；构设计巧妙，操作使用方便。

本发明进一步设置为：所述云轨部件包括绕线器、直线轨道、若干转换盘和距离传感器，所述直线轨道按圆周均匀固定在所述转换盘外周，且，其中相邻所述转换盘之间通过所述导轨相连，所述绕线器包括绕线盘和线，所述线转动储存于绕线盘内，且一端连接所述直线轨道，所述直线轨道上固定有配合线且供线滑移的定滑轮，所述绕线盘固定于仓储部件。

通过采用上述技术方案，直线轨道设置有多个且以转换盘为中心设置，使得轨道上的托盘运输部件能够将器材之间运输到指定位置上，同时轨道的一端连接有绕线盘，绕线盘的线连接在轨道上，使云轨部件能够靠近或者远离仓储部，配上以绕线盘为中心设置的轨道，能够增加运输面积。

本发明进一步设置为：所述托盘扣盖凹陷有吸槽，所述吸槽内设置有托盘检测相机和照明灯带，所述托盘扣盖凸出有吸边，所述吸边上设置有电磁铁，所述电磁铁位于托盘扣盖的四周且每个电磁铁的一侧均设置有对位传感器。

通过采用上述技术方案，吸边上的磁铁能够能够与托盘相互吸引，使得两者的抓取连接更加的简单同时还环保附带的托盘检测相机和照明灯带能够进行照明以及查看托盘内的器材是否缺少，增加容错性能同时对位传感器能够使得电磁铁跟精准的对准托盘并且进行托盘运输。

本发明进一步设置为：所述转换盘包括转换盘本体、变轨圆盘、电线转换滑轮、固定伸缩杆，所述变轨圆盘上设有连接转换盘本体的旋转平台，所述旋转平台使变轨圆盘转动于转换盘本体，所述变轨圆盘内设置有电线转换滑轮，所述变轨圆盘设置有直轨及位于直轨两侧的弧形轨道。

通过采用上述技术方案，转换盘能够转动，上面设置有的直轨和弧形轨道配合两端的直线轨道能够使得托盘运输部能进行转向，将运输所覆盖面积加大。

本发明进一步设置为：所述夹爪包括一号夹爪、二号夹爪、三号夹爪与四号夹爪，所述六轴机械臂上设置有连接夹爪的快换夹头，所述快换夹头磁性固定夹爪。

通过采用上述技术方案，不同的夹爪能够夹取相应不同的实验器材并且通过磁性连接夹爪能够方便夹爪进行更换和拆装；构设计巧妙，操作使用方便。

本发明进一步设置为：所述外壳上凹陷有取槽，所述取槽连通外界与储存腔且位于两个托盘块之间。

通过采用上述技术方案，使得抓取部件、托盘运输部件进行连动，将器材从取槽去除运输至指定的位置上面，操作方便。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明仓储部件结构示意图；

图3为仓储部件中斜柱型支架的示意图；

图4为仓储部件中环扣型支架的示意图；

图5为仓储部件中平放型支架单层和多层的示意图；

图6为仓储部件中插槽型底座的示意图；

图7为仓储部件中凹槽型底座的示意图；

图8为仓储部件中滑道型底座单层和多层的示意图；

图9为仓储部件中夹爪底座的示意图；

图10为本发明抓取部件结构示意图；

图11为本发明托盘整备部件结构示意图；

图12为本发明托盘运输部件结构示意图；

图13为本发明云轨部件结构示意图；

图14为抓取部件中四种夹爪的示意图；

图15为托盘整备部件中托盘的示意图；

图16为托盘运输部件中托盘扣盖的示意图；

图17为云轨部件中直线轨道的横截面示意图；

图18为云轨部件中转换盘的拆解示意图；

图19为转换盘的轨道面正视图。

图中：1、仓储部件；11、器材存储柜；111、斜柱型支架；112、环扣型支架；113、平放型支架；114、插槽型底座；115、凹槽型底座；116、滑道型底座；117、夹爪底座；12、大型器材柜；13、安全门；14、光栅；2、抓取部件；21、第一横向直线模组；22、第一垂直直线模组；23、顶部导轨；24、六轴机械臂；25、夹爪；251、一号夹爪；252、二号夹爪；253、三号夹爪；254、四号夹爪；26、快换夹头；27、夹爪相机；3、托盘整备部件；31、托盘；32、垂直升降台；33、第二横向直线模组；34、第一垂直伸缩杆；35、水平推杆；4、托盘运输部件；41、动力机构；42、第二垂直伸缩杆；43、托盘扣盖；431、托盘检测相机；432、照明灯带；433、电磁铁；434、对位传感器；5、云轨部件；51、绕线器；52、直线轨道；53、距离传感器；54、转换盘；541、转换盘箱体；542、旋转平台；543、变轨圆盘；544、电线转弯滑轮；545、固定伸缩杆；6、控制柜；7、实验桌。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上” 、“下” 、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至图19对本发明实施例做进一步说明。

一种化学实验器材配置系统，包括仓储部件1和若干的实验桌7，还包括控制柜6，仓储部件1内形成有存放实验器材的储存腔，储存腔内设置有托盘31整备部件3和抓取实验器材的抓取部件2，仓储部件1上还设置有托盘运输部件31，抓取部件2包括第一垂直直线模组22、六轴机械臂24以及固定于储存腔的第一横向直线模组21和顶部导轨23，顶部导轨23为两条导轨且位于第一横向直线模组21的上方，第一垂直直线模组22的一端设有滑移于顶部导轨23的滑块，另一端连接并滑移于第一横向直线模组21，第一垂直直线模组22与第一横向直线模组21之间通过滑轮连接，且第一横向直线模组21上设有使第一垂直直线模组22滑移的电机，六轴机械臂24滑移于第一垂直直线模组22上，六轴机械臂24与第一垂直直线模组22通过滑轮上下滑移于第一垂直直线模组22且滑移电机驱动六轴机械臂24的滑移，第一垂直直线模组22上设有驱动其滑移于第一横向直线模组21的滑移电机，六轴机械臂24上固定有夹爪25相机，六轴机械臂24可拆卸连接有夹爪25，收到控制柜6的信号之后，在滑移电机的驱动之下第一垂直直线模组22左右滑移于第一横向直线模组21和顶部导轨23并至指定位置上，而后六轴机械臂24上下滑移至特定的器材柜进行抓取。

仓储部件1包括底座和外壳，外壳与底座之间形成储存腔，储存腔内设置有固定于底座的大型器材柜12，大型器材柜12上方固定有大量的器材存储柜11，大型器材柜12内放置有大型的实验器材，器材存储柜11包括放置不同器材及夹爪的小器材柜，外壳上开设有连通外界与储存腔的安全门13，外壳内设置有位于安全门13两侧的光栅14，安全门13数量为二，且设置在外壳的两侧。

器材存储柜11包括放置不同夹爪25的夹爪底座117、滑道型底座116，和不同器材的斜柱型支架111、环扣型支架112、平放型支架113、插槽型底座114、凹槽型底座115，不同的支架放置不同的器材能够适应器材的形状及能保证其稳定和安全的放置，器材存储柜11分为两组且两组之间有连通储存腔的取槽。

六轴机械臂24拿取实验器材之后放入最上方的托盘31中，第一垂直伸缩杆34在第二横向直线模组33上滑移，由第二横向直线模组33上的电机带动，左右滑移，至放置实验器材的托盘31，上下升降进行调整位置而后水平推杆35向托盘31挤压并加紧托盘31向上推动使其脱离托盘腔内，然后向着取槽方向滑移由托盘运输部件4运输实验桌7，垂直升降台32再推动托盘31向上移动，托盘整备部件3包括托盘31以及托盘块，托盘块的数量为二且设置有堆叠托盘31的托盘腔，两个托盘块固定在取槽下方，两个托盘块上设有抬升组件，抬升组件为两组设置在托盘块的两侧，抬升组件包括垂直升降台32、第二横向直线模组33、第一垂直伸缩杆34以及水平推杆35，第二横向直线模组33连接两个托盘块，第一垂直伸缩杆34滑移于第二横向直线模组33上，第二横向直线模组33上设有带动第一垂直伸缩杆34滑移的第一电机，第一垂直伸缩杆34包括滑移于第二横向直线模组33上的支撑座和滑移于支撑座上的升块，水平推杆35固定于升块，垂直升降台32的一端固定于仓储部件1，另一端支撑并抵紧托盘31。

托盘运输部件4包括云轨部件5、动力机构41、第二垂直伸缩杆42、托盘扣盖43，动力机构41上凸出有卡配部，卡配部滑移于云轨部件5，第二垂直伸缩杆42固定于动力机构41上背对于卡配部一侧，第二垂直伸缩杆42的另一端连接托盘扣盖43，能控制托盘扣盖43上下方向的滑移，进行托盘31吸取放置，动力机构41包括驱动动力机构41滑移于云轨部件5的第二电机。

云轨部件5包括绕线器51、直线轨道52、若干转换盘54和距离传感器53，直线轨道52按圆周均匀固定在转换盘54外周，其中相邻转换盘54之间通过直线导轨52相连，绕线器51包括绕线盘和线，线转动储存于绕线盘内，且一端连接直线轨道52，直线轨道52上固定有配合线且供线滑移的定滑轮，绕线盘固定于仓储部件1，绕线器51能够拉动云轨部件5靠近仓储部件1或者远离仓储部件1。

托盘扣盖43凹陷有吸槽，吸槽内设置有托盘检测相机431和照明灯带432，托盘扣盖43凸出有吸边，吸边上设置有电磁铁433，电磁铁433位于托盘扣盖43的四周且每个电磁铁433的一侧均设置有对位传感器434，转换盘54一端设置有固定部，能够将整体进行固定。

转换盘54包括转换盘本体、变轨圆盘543、电线转弯滑轮544、固定伸缩杆545，变轨圆盘543上设有连接转换盘54本体的旋转平台542，旋转平台542使变轨圆盘543转动于转换盘本体，变轨圆盘543内设置有电线转换滑轮，变轨圆盘543设置有直轨及位于直轨两侧的弧形轨道，固定伸缩杆545设置于变轨圆盘543，动力机构41滑移至变轨圆盘543后能进行方向转动。

夹爪25包括一号夹爪251、二号夹爪252、三号夹爪253与四号夹爪254，六轴机械臂24上设置有连接夹爪的快换夹头26，快换夹头26磁性固定夹爪25。

外壳上凹陷有取槽，取槽连通外界与储存腔且位于两个托盘31块之间。

准备做实验前，打开电源，通电，老师选择实验的课程，控制柜6进行分析所需要的实验器材，整个装置开始运作，控制柜6进行所有需要器材的定位，收到控制柜6的信号之后，在滑移电机的驱动之下第一垂直直线模组22左右滑移于第一横向直线模组21和顶部导轨23并至指定位置上，而后六轴机械臂24上下滑移至特定的器材柜进行抓取，通过六轴机械臂24前端的夹爪相机27细调位置，不同器材能够通过夹爪25的更换来进行抓取，前端的夹爪相机27能够配合六轴机械臂24来进行夹爪的更换及定位同时六轴机械臂24与夹爪25两者磁性连接能够方便进行夹爪25更换，将器材送到托盘31所在的托盘整备部件3处，重复上一过程将所有器材都放置于一个托盘31中后，抓取部件2继续进行下一组抓取，抓到另一边的托盘31中，装配完成的托盘31通过垂直伸缩杆34上端的水平推杆35向里侧推动将托盘31两侧固定，启动垂直伸缩杆34向上带起托盘31，横向直线模组33将托盘31带到取槽，托盘运输部件4的正下方，原位置下方的空托盘通过垂直升降台32将下一个托盘31顶到起始位置。托盘运输部件4的托盘扣盖43下降靠近托盘31，通过托盘31和托盘扣盖43上的定位点将两个相对固定，电磁铁433通电吸住托盘31并用距离传感器434检测与托盘31是否固定，固定后垂直伸缩杆42运动向上运动，动力机构41开始工作，顺着直线轨道52将托盘31带到实验桌7上方指定区域。动力机构41准备工作时云轨部件5的转换盘54开始旋转来规划动力机构41运输路径，在直线轨道52上安装了距离传感器53，通过将检测到的数据传输给控制柜6以调整动力机构41的运动速度，使托盘31运输到指定位置，到达位置后垂直伸缩杆42伸长，使托盘31到达实验桌7上。托盘扣盖43电磁铁433断电与托盘31分离。完成此动作后重回起点进行下一次运输。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种化学实验器材配置系统，包括仓储部件(1)和实验桌(7)，其特征是：还包括控制柜(6)，所述仓储部件(1)内形成有存放实验器材的储存腔，所述储存腔内设置有托盘整备部件(3)和抓取实验器材的抓取部件(2)，所述仓储部件(1)上还设置有托盘运输部件(4)，所述抓取部件(2)包括第一垂直直线模组(22)、六轴机械臂(24)以及固定于储存腔的第一横向直线模组(21)和顶部导轨(23)，所述第一垂直直线模组(22)的一端设有滑移于顶部导轨(23)的滑块，另一端连接并滑移于第一横向直线模组(21)，所述六轴机械臂(24)滑移于第一垂直直线模组(22)上，所述第一垂直直线模组(22)上设有驱动其滑移于第一横向直线模组(21)的滑移电机，所述六轴机械臂(24)上固定有夹爪(25)相机，所述六轴机械臂(24)可拆卸连接有夹爪(25)；

所述托盘运输部件(4)包括云轨部件(5)、动力机构(41)、第二垂直伸缩杆(42)、托盘扣盖(43)，所述动力机构(41)上凸出有卡配部，所述卡配部卡配于云轨部件(5)，所述第二垂直伸缩杆(42)固定于动力机构(41)上背对于卡配部一侧，所述第二垂直伸缩杆(42)的另一端连接托盘扣盖(43)，所述动力机构(41)包括驱动动力机构(41)滑移于云轨部件(5)的第二电机；

所述云轨部件(5)包括绕线器(51)、直线轨道(52)、若干转换盘(54)和距离传感器(53)，所述直线轨道(52)按圆周均匀固定在所述转换盘(54)外周，且，其中相邻所述转换盘(54)之间通过所述直线轨道(52)相连，所述直线轨道(52)均匀固定有若干距离传感器(53)，所述绕线器(51)包括绕线盘和线，所述线转动储存于绕线盘内，且一端连接所述直线轨道(52)，所述直线轨道(52)上固定有配合线且供线滑移的定滑轮，所述绕线盘固定于仓储部件(1)。

2.根据权利要求1所述的一种化学实验器材配置系统，其特征是：所述仓储部件(1)包括底座和外壳，所述外壳与底座之间形成储存腔，所述储存腔内设置有固定于底座的大型器材柜(12)，所述大型器材柜(12)上固定有器材存储柜(11)，所述外壳上开设有连通外界与储存腔的安全门(13)，所述外壳内设置有位于安全门(13)两侧的光栅(14)，所述安全门(13)数量为二，且设置于所述外壳上相对的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种化学实验器材配置系统，其特征是：所述器材存储柜(11)包括放置不同夹爪(25)的夹爪底座(117)、滑道型底座(116)，和不同器材的斜柱型支架(111)、环扣型支架(112)、平放型支架(113)、插槽型底座(114)、凹槽型底座(115)。

4.根据权利要求1所述的一种化学实验器材配置系统，其特征是：所述托盘整备部件(3)包括托盘(31)以及托盘块，所述托盘块的数量为二且设置有堆叠托盘(31)的托盘腔，两个托盘块上设有抬升组件，所述抬升组件包括垂直升降台(32)、第二横向直线模组(33)、第一垂直伸缩杆(34)以及水平推杆(35)，所述第二横向直线模组(33)连接两个托盘块，所述第一垂直伸缩杆(34)滑移于第二横向直线模组(33)上，所述第二横向直线模组(33)上设有带动第一垂直伸缩杆(34)滑移的第一电机，所述第一垂直伸缩杆(34)包括滑移于第二横向直线模组(33)上的支撑座和滑移于支撑座上的升块，所述水平推杆(35)固定于升块，所述垂直升降台(32)的一端固定于仓储部件(1)，另一端支撑并抵紧托盘(31)，所述抬升组件为两组且设置于两个托盘块两端。

5.根据权利要求1所述的一种化学实验器材配置系统，其特征是：所述托盘扣盖(43)凹陷有吸槽，所述吸槽内设置有托盘检测相机(431)和照明灯带(432)，所述托盘扣盖(43)凸出有吸边，所述吸边上设置有电磁铁(433)，所述电磁铁(433)位于托盘扣盖(43)的四周且每个电磁铁(433)的一侧均设置有对位传感器(434)。

6.根据权利要求1所述的一种化学实验器材配置系统，其特征是：所述转换盘(54)包括转换盘本体、变轨圆盘(543)、电线转弯滑轮(544)、固定伸缩杆(545)，所述变轨圆盘(543)上设有连接转换盘(54)本体的旋转平台(542)，所述旋转平台(542)使变轨圆盘(543)转动于转换盘本体，所述变轨圆盘(543)内设置有电线转换滑轮，所述变轨圆盘(543)设置有直轨及位于直轨两侧的弧形轨道。

7.根据权利要求1所述的一种化学实验器材配置系统，其特征是：所述夹爪(25)包括一号夹爪(251)、二号夹爪(252)、三号夹爪(253)与四号夹爪(254)，所述六轴机械臂(24)上设置有连接夹爪的快换夹头(26)，所述快换夹头(26)磁性固定夹爪(25)。

8.根据权利要求2所述的一种化学实验器材配置系统，其特征是：所述外壳上凹陷有取槽，所述取槽连通外界与储存腔且位于两个托盘(31)块之间。

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