CN113419540A - 一种可避免碰撞的舞台移动装置及避免碰撞的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可避免碰撞的舞台移动装置及避免碰撞的控制方法。舞台移动装置包括：至少一个移动桁架；多个定位模块，设于所述移动桁架上的多个不同部位，用于收集不同部位的位置参数；数据处理控制模块，所述数据处理模块的输入端与各个所述定位模块相连，用于接收所述位置参数并构建所述移动桁架的空间模型，同时基于所述位置参数计算预设时段内所述空间模型的移动路径；警报模块，所述警报模块与所述数据处理模块的输出端相连，当所述移动路径与其他空间模型的位置有重叠时，所述警报模块能够在所述数据处理控制模块的控制下发出警报信号。本发明准确性和可靠性好，不会影响正常工作，可以保证舞台移动装置的安全性。

Description

一种可避免碰撞的舞台移动装置及避免碰撞的控制方法

技术领域

本发明涉及舞台控制领域，特别是涉及一种可避免碰撞的舞台移动装置及避免碰撞的控制方法。

背景技术

现代舞台上使用的可移动装置越来越多，舞台移动装置体积也愈加大型化，在复杂的使用场景下，操作人员无法兼顾多个大型装置移动时的运行速度和各棱角所处位置，一旦操作不当或发生突发情况，就会导致移动装置与其它装置产生位置干涉，或与墙壁地面发生碰撞引发安全事故，整个系统的可靠性不高。

通常，为了解决这个问题，工作人员可目测观察移动装置以避免与周围的装置发生干涉，目测的方式依赖于人眼观测，准确性和可靠性较差；同时，目测的方式占用时间，需要工作人员持续不放松地观察，心理负担较重，也会间接影响搭台人员其他方面的工作，且人眼观测一旦出现疏忽可能会导致严重的后果，安全性难以保障。

发明内容

基于此，有必要针对传统目测观察可靠性差，且影响正常工作，难以保证安全性的问题，提供一种可避免碰撞的舞台移动装置及避免碰撞的控制方法。

一种可避免碰撞的舞台移动装置，包括：

至少一个移动桁架；

多个定位模块，设于所述移动桁架上的多个不同部位，用于收集不同部位的位置参数；

数据处理控制模块，所述数据处理模块的输入端与各个所述定位模块相连，用于接收所述位置参数并构建所述移动桁架的空间模型，同时基于所述位置参数计算预设时段内所述空间模型的移动路径；

警报模块，所述警报模块与所述数据处理模块的输出端相连，当所述移动路径与其他空间模型的位置有重叠时，所述警报模块能够在所述数据处理控制模块的控制下发出警报信号。

上述可避免碰撞的舞台移动装置，至少具有以下有益的技术效果：

(1)本发明相较于采用目测的方式观察移动桁架的干涉情况，数据处理控制模块的判断结果完全基于实时检测的数据，准确性和可靠性好；同时，即将出现位置干涉时，可通过警报模块发出报警信号对工作人员警示，不需要人工目测观察，从而将工作人员从持续观察的工作中解放出来，减轻了心理负担，能够专心处理其他方面的工作，更避免了人眼观测偶尔疏忽所导致的灾难性后果，完全可以持续保障舞台的安全。

(2)操台人员可实时获知移动桁架的空间位置并预知移动路径，从而随时获知整个舞台各个移动桁架的空间布置状况，方便对于整个舞台各部件的位置分布实时了解，并基于此进行全面统筹调度和特别针对移动空间小且容易碰撞的桁架和桁架上的危险部位制定保护措施，如加装防护缓冲垫或调低移动速度，以降低安全隐患。

在其中一些实施例中，各所述定位模块分别设于所述移动桁架的下表面四角。

在其中一些实施例中，所述定位模块通过固定件安装于所述移动桁架的桁架杆上；所述固定件包括相连的锁扣和固定夹，所述锁扣包括第一半环和第二半环，所述第一半环和所述第二半环周向配合围绕所述桁架杆的周向表面设置，且所述第一半环一端和所述第二半环的一端铰接，所述第一半环的另一端和所述第二半环的另一端通过连接螺杆相连；所述定位模块夹设于所述固定夹的开口。

在其中一些实施例中，所述定位模块包括DW1000IC无线收发器模块。

在其中一些实施例中，所述数据处理控制模块包括：

DW1000IC无线收发器模块，用于接收所述定位模块发出的位置参数；

微控制器，所述微控制器的输入端与所述DW1000IC无线收发器模块相连，能够基于接收的所述位置参数构建所述移动桁架的空间模型，同时基于所述位置参数计算预设时段内所述空间模型的移动路径，并将所述移动路径与其他移动桁架的移动路径对比；

KSZ8061网络传输模块，与所述微控制器的输出端相连，用于将所述空间模型、所述移动路径，以及当所述微控制器判断所述移动路径与其他空间模型的位置重叠时所生成的警报信号向舞台移动装置控制系统传输。

在其中一些实施例中，所述警报模块包括蜂鸣器和/或警示灯。

在其中一些实施例中，所述可避免碰撞的舞台移动装置还包括显示部件，与所述数据处理控制模块相连，用于实时显示各所述移动桁架的空间模型和移动路径。

本发明还提供一种避免舞台移动装置碰撞的控制方法，包括如下步骤：

定位模块每隔预设时间采集移动桁架上的多个不同部位的位置参数，进而将这些位置参数实时发送给数据处理控制模块；

数据处理控制模块持续接收位置参数后，可以计算各个不同部位的实时位置、速度和加速度等信息，基于这些数据构建移动桁架的空间模型，同时基于这些数据推算预设时段内空间模型的移动路径；

数据处理控制模块将移动路径与其他移动桁架的移动路径对比，当推算的移动路径与其他移动桁架的移动路径的位置有重叠时，数据处理控制模块控制警报模块发出警报信号；

数据处理控制模块控制警报模块发出警报信号的同时，将各所述移动桁架的空间模型和移动路径在显示部件上显示出来供工作人员查看，并弹出消息窗口告知工作人员移动空间小且容易碰撞的部位所处的空间位置。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的可避免碰撞的舞台移动装置示意图；

图2为图1可避免碰撞的舞台移动装置的主视图；

图3为图1中A处的放大图；

图4为本发明避免碰撞的控制原理图；

图中，100、移动桁架；110、桁架杆；

200、定位模块；

300、固定件；310、锁扣；311、第一半环；312、第二半环；313、连接螺杆；320、固定夹。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明权利要求所限定的各种实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例，其包含各种特定的细节以助于该理解，但这些细节应当被视为仅是示范性的。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

对本领域技术人员显而易见的是，提供对本发明的各种实施例的下列描述，仅是为了解释的目的，而不是为了限制由随附的权利要求所限定的本发明。

贯穿本申请文件的说明书和权利要求，词语“包括”和“包含”以及词语的变型，例如“包括有”和“包括”意味着“包含但不限于”，而不意在(且不会)排除其他部件、整体或步骤。结合本发明的特定的方面、实施例或示例所描述的特征、整体或特性将被理解为可应用于本文所描述的任意其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。

应当理解的是，单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数的指代，除非上下文明确地另有其他规定。在本发明中所使用的表述“包含”和/或“可以包含”意在表示相对应的功能、操作或元件的存在，而非意在限制一个或多个功能、操作和/或元件的存在。此外，在本发明中，术语“包含”和/或“具有”意在表示申请文件中公开的特性、数量、操作、元件和部件，或它们的组合的存在。因此，术语“包含”和/或“具有”应当被理解为，存在一个或多个其他特性、数量、操作、元件和部件、或它们的组合的额外的可能性。

在本发明中，表述“或”包含一起列举的词语的任意或所有的组合。例如，“A或B”可以包含A或者B，或可以包含A和B两者。

应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”或“耦合”另一个元件，它可以是直接连接或耦合到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

文中提到的“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员所通常理解的含义相同。还应理解的是，术语(比如常用词典中限定的那些术语)，应解释为具有与相关领域和本说明书的上下文中一致的含义，并且不应以理想化或过于形式化的意义来解释，除非在本文中明确地这样限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图4所示，本发明一实施例中，提供一种可避免碰撞的舞台移动装置，包括：

至少一个移动桁架100；

多个定位模块200，设于所述移动桁架100上的多个不同部位，用于收集不同部位的位置参数；

数据处理控制模块，所述数据处理模块的输入端与各个所述定位模块200相连，用于接收所述位置参数并构建所述移动桁架100的空间模型，同时基于所述位置参数计算预设时段内所述空间模型的移动路径；

警报模块，所述警报模块与所述数据处理模块的输出端相连，当所述移动路径与其他空间模型的位置有重叠时，所述警报模块能够在所述数据处理控制模块的控制下发出警报信号。

具体的，运行时，定位模块200每隔3-5ms采集移动桁架100上的多个不同部位的位置参数，例如空间坐标等，进而将这些位置参数实时发送给数据处理控制模块；数据处理控制模块持续接收位置参数后，可以计算各个不同部位的实时位置、速度和加速度等信息，基于这些数据构建移动桁架100的空间模型，同时基于这些数据(实时位置、速度和加速度)推算预设时段(5-10s)内空间模型的移动路径；数据处理控制模块将移动路径与其他移动桁架100的移动路径对比，当推算的移动路径与其他移动桁架100的移动路径的位置有重叠时，数据处理控制模块控制警报模块发出警报信号；工作人员知晓后即可快速停止移动桁架100的移动或改变移动桁架100的移动路径，避免移动桁架100继续移动与墙壁或其他的移动桁架100碰撞，引发安全事故。

上述的实施例，至少具有以下有益的技术效果：

本发明相较于采用目测的方式观察移动桁架100的干涉情况，数据处理控制模块的判断结果完全基于实时检测的数据，准确性和可靠性好；同时，即将出现位置干涉时，可通过警报模块发出报警信号对工作人员警示，不需要人工目测观察，从而将工作人员从持续观察的工作中解放出来，减轻了心理负担，能够专心处理其他方面的工作，更避免了人眼观测偶尔疏忽所导致的灾难性后果，完全可以持续保障舞台的安全。

操台人员可实时获知移动桁架100的空间位置并预知移动路径，从而随时获知整个舞台各个移动桁架100的空间布置状况，方便对于整个舞台各部件的位置分布实时了解，并基于此进行全面统筹调度和特别针对移动空间小且容易碰撞的桁架和桁架上的危险部位制定保护措施，如加装防护缓冲垫或调低移动速度，以降低安全隐患。

参考图1，在一些实施例中，各所述定位模块200分别设于所述移动桁架100的下表面四角。

具体的，定位模块200分布在移动桁架100下表面的四角，能够对应采集移动桁架100下表面的四角的位置参数，这些位置参数持续发送至数据处理控制模块后，数据处理控制模块持续接收位置参数后，即可构建移动桁架100的平面模型，同时基于这些数据推算预设时段内平面模型的移动路径。

本实施例中，定位模块200分布在移动桁架100下表面的四角，基于平面四角处的位置数据只需要构建移动桁架100的平面模型和推算平面模型的移动路径，大大减轻了数据处理控制模块的计算量，计算量减少后出错的概率极低，准确性和可靠性好，计算速度块，反馈响应及时，对于保护移动桁架100的安全有重要意义，且不需要选用高规格的数据处理控制模块，节约了成本；基于移动桁架100的下表面四角的位置参数所构建的平面模型足以反映整个移动桁架100在平面上的整体位置，推算出的移动路径能够防止移动桁架100发生碰撞事故。

本实施例的设置方式简单，操台人员可实时获知移动桁架100的位置并预知移动路径，从而随时获知整个舞台各个移动桁架100的空间布置状况，方便对于整个舞台各部件的位置分布实时了解，并基于此进行全面统筹调度和特别针对移动空间小且容易碰撞的桁架和桁架上的危险部位制定保护措施，以消除安全隐患。

参考图2和图3，在一些实施例中，所述定位模块200通过固定件300安装于所述移动桁架100的桁架杆110上；所述固定件300包括相连的锁扣310和固定夹320，所述锁扣310包括第一半环311和第二半环312，所述第一半环311和所述第二半环312周向配合围绕所述桁架杆110的周向表面设置，且所述第一半环311一端和所述第二半环312的一端铰接，所述第一半环311的另一端和所述第二半环312的另一端通过连接螺杆313相连；所述定位模块200夹设于所述固定夹320的开口。

具体的，安装时，将所述第一半环311和所述第二半环312周向配合围绕所述桁架杆110的周向表面设置，旋紧连接螺杆313即可将固定件300整体牢固设于桁架杆110，再将定位模块200夹设于固定夹320的开口即可。

本实施例安装简单且牢固，拆卸方便，根据需要可灵活布置定位模块200的位置；当因损坏需要更换或维修时，直接旋开连接螺杆313、取下固定件300和定位模块200即可，方便对于整个设备的维护。

在一些实施例中，所述定位模块200包括DW1000IC无线收发器模块。

具体的，大型舞台母架包含的移动桁架100多，相应的定位模块200的数量也较多。定位模块200可以采用基于DecaWave公司的DW1000IC无线收发器模块，该无线收发器模块成本低、符合IEEE802.15.4-2011超宽带标准，定位的最小误差在10厘米以内，且DW1000的最远传输距离为450米(直视距离，非直视距离为45米)，通信数据速率高达6.8Mb/s。

本实施例采用的DW1000IC无线收发器模块误差低，数据准确；价格低廉，能够降低整体设备的成本；且采集的位置参数可以通过无线电波直接无损地传输至数据处理控制模块以供后续的建模和计算，数据传输速率快，响应及时高效，对于防止碰撞、保护移动桁架100的安全有重要意义，从而完全能够满足本实施例的使用需求；此外，该芯片功耗低，可双向测距和定位，适合室内环境使用。

在一些实施例中，所述数据处理控制模块包括：

DW1000IC无线收发器模块，用于接收所述定位模块200发出的位置参数；

微控制器，所述微控制器的输入端与所述DW1000IC无线收发器模块相连，能够基于接收的所述位置参数构建所述移动桁架100的空间模型，同时基于所述位置参数计算预设时段内所述空间模型的移动路径，并将所述移动路径与其他移动桁架100的移动路径对比；

KSZ8061网络传输模块，与所述微控制器的输出端相连，用于将所述空间模型、所述移动路径，以及当所述微控制器判断所述移动路径与其他空间模型的位置重叠时所生成的警报信号向舞台移动装置控制系统传输。

具体的，数据处理控制模块中的DW1000IC无线收发器模块可与前述作为定位模块200的DW1000IC无线收发器模块搭配设置。微控制器基于接收的所述位置参数构建所述移动桁架100的空间模型，同时基于所述位置参数计算预设时段内所述空间模型的移动路径，并将所述移动路径与其他移动桁架100的移动路径对比；然后将构建的所述空间模型、计算的所述移动路径，以及当所述微控制器判断所述移动路径与其他空间模型的位置重叠时所生成的警报信号向舞台移动装置控制系统传输，此时舞台移动装置控制系统上的警报模块可发出警报信号。

本实施例中，数据处理控制模块所计算的空间模型、移动路径和警报信号可全部向舞台移动装置控制系统传输并呈现出来，工作人员可通过集成的舞台移动装置控制系统一次性获知整个舞台各个移动桁架100的位置和干涉情况，方便对于整个舞台各部件的位置分布实时了解，并基于此进行全面统筹调度和及时针对移动空间小且容易碰撞的桁架和桁架上的危险部位制定保护措施，以尽快消除安全隐患。

微控制器与舞台移动装置控制系统直接相连，一次需传输的数据量较大，而网络传输模块是基于KSZ8061的网络传输模块，能够实现大数据量的高速传输，因此可通过网络传输模块将收集的数据信息直接向舞台移动装置控制系统传输，传输速度快，有利于系统及时高效响应，对于防止碰撞、保护移动桁架100的安全有重要意义。

在一些实施例中，所述警报模块包括蜂鸣器和/或警示灯。蜂鸣器可发出蜂鸣，警示灯可发出警示光信号，可以有效提醒工作人员注意，工作人员知晓后即可快速操作停止移动桁架100的移动或改变移动桁架100的移动路径，避免移动桁架100继续移动与墙壁或其他的移动桁架100碰撞，可以保障舞台的安全性。

参考图4，在一些实施例中，所述可避免碰撞的舞台移动装置还包括显示部件，与所述数据处理控制模块相连，用于实时显示各所述移动桁架100的空间模型和移动路径。数据处理控制模块控制警报模块发出警报信号的同时，还会将各所述移动桁架100的空间模型和移动路径在显示部件上显示出来供工作人员查看，并弹出消息窗口告知工作人员移动空间小且容易碰撞的部位所处的空间位置。

工作人员可实时在显示部件上看到移动桁架100的位置和下一步的移动路径，从而随时获知整个舞台各个移动桁架100的空间布置状况，方便对于整个舞台各部件的位置分布实时了解，并基于此进行实时统筹调度；通过显示部件可了解移动空间小且容易碰撞的部位所处的空间位置，从而可针对性制定有效的保护措施，有效减少了安全隐患。

参考图4，本发明另一实施例中，提供一种避免舞台移动装置碰撞的控制方法，包括如下步骤：

(1)定位模块200每隔3-5ms采集移动桁架100上的多个不同部位的位置参数，进而将这些位置参数实时发送给数据处理控制模块；

(2)数据处理控制模块持续接收位置参数后，可以计算各个不同部位的实时位置、速度和加速度等信息，基于这些数据构建移动桁架100的空间模型，同时基于这些数据推算预设时段内空间模型的移动路径；

(3)数据处理控制模块将移动路径与其他移动桁架100的移动路径对比，当推算的移动路径与其他移动桁架100的移动路径的位置有重叠时，数据处理控制模块控制警报模块发出警报信号；

(4)数据处理控制模块控制警报模块发出警报信号的同时，将各所述移动桁架100的空间模型和移动路径在显示部件上显示出来供工作人员查看，并弹出消息窗口告知工作人员移动空间小且容易碰撞的部位所处的空间位置。

相较于采用目测的方式观察移动桁架100的干涉情况，本发明数据处理控制模块的判断结果完全基于实时检测的数据，准确性和可靠性好；同时，即将出现位置干涉时，可通过警报模块发出报警信号对工作人员警示，不需要人工目测观察，从而将工作人员从持续观察的工作中解放出来，减轻了心理负担，能够专心处理其他方面的工作，更避免了人眼观测偶尔疏忽所导致的灾难性后果，完全可以持续保障舞台的安全。

操台人员可实时获知移动桁架100的空间位置并预知移动路径，从而随时获知整个舞台各个移动桁架100的空间布置状况，方便对于整个舞台各部件的位置分布实时了解，并基于此进行全面统筹调度和特别针对移动空间小且容易碰撞的桁架和桁架上的危险部位制定保护措施，如加装防护缓冲垫或调低移动速度，以降低安全隐患。

以上描述中，尽管可能使用例如“第一”和“第二”的表述来描述本发明的各个元件，但它们并未意于限定相对应的元件。例如，上述表述并未旨在限定相对应元件的顺序或重要性。上述表述用于将一个部件和另一个部件区分开。

本文中在本发明的说明书中所使用的术语仅是为了描述特定的实施例的目的，而并非意在限制本发明。单数的表述包含复数的表述，除非在其间存在语境、方案上的显著差异。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

本领域技术人员可以理解的是，以上所述实施例的各技术特征可以相应地省去、添加或者以任意方式组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，并且，本领域技术人员能够想到的简单变换方式以及对现有技术做出适应性和功能性的结构变换的方案，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，虽然已经参考各种实施例示出和描述了本发明，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干形式和细节上的各种变形和改进，而不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种可避免碰撞的舞台移动装置，其特征在于，包括：

至少一个移动桁架；

多个定位模块，设于所述移动桁架上的多个不同部位，用于收集不同部位的位置参数；

数据处理控制模块，所述数据处理模块的输入端与各个所述定位模块相连，用于接收所述位置参数并构建所述移动桁架的空间模型，同时基于所述位置参数计算预设时段内所述空间模型的移动路径；

警报模块，所述警报模块与所述数据处理模块的输出端相连，当所述移动路径与其他空间模型的位置有重叠时，所述警报模块能够在所述数据处理控制模块的控制下发出警报信号。

2.根据权利要求1所述的可避免碰撞的舞台移动装置，其特征在于，各所述定位模块分别设于所述移动桁架的下表面四角。

3.根据权利要求2所述的可避免碰撞的舞台移动装置，其特征在于，所述定位模块通过固定件安装于所述移动桁架的桁架杆上；所述固定件包括相连的锁扣和固定夹，所述锁扣包括第一半环和第二半环，所述第一半环和所述第二半环周向配合围绕所述桁架杆的周向表面设置，且所述第一半环一端和所述第二半环的一端铰接，所述第一半环的另一端和所述第二半环的另一端通过连接螺杆相连；所述定位模块夹设于所述固定夹的开口。

4.根据权利要求1所述的可避免碰撞的舞台移动装置，其特征在于，所述定位模块包括DW1000 IC无线收发器模块。

5.根据权利要求4所述的可避免碰撞的舞台移动装置，其特征在于，所述数据处理控制模块包括：

DW1000 IC无线收发器模块，用于接收所述定位模块发出的位置参数；

微控制器，所述微控制器的输入端与所述DW1000 IC无线收发器模块相连，能够基于接收的所述位置参数构建所述移动桁架的空间模型，同时基于所述位置参数计算预设时段内所述空间模型的移动路径，并将所述移动路径与其他移动桁架的移动路径对比；

KSZ8061网络传输模块，与所述微控制器的输出端相连，用于将所述空间模型、所述移动路径，以及当所述微控制器判断所述移动路径与其他空间模型的位置重叠时所生成的警报信号向舞台移动装置控制系统传输。

6.根据权利要求1所述的可避免碰撞的舞台移动装置，其特征在于，所述警报模块包括蜂鸣器和/或警示灯。

7.根据权利要求1所述的可避免碰撞的舞台移动装置，其特征在于，所述可避免碰撞的舞台移动装置还包括显示部件，与所述数据处理控制模块相连，用于实时显示各所述移动桁架的空间模型和移动路径。

8.一种避免舞台移动装置碰撞的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

定位模块每隔预设时间采集移动桁架上的多个不同部位的位置参数，进而将这些位置参数实时发送给数据处理控制模块；

数据处理控制模块持续接收位置参数后，可以计算各个不同部位的实时位置、速度和加速度等信息，基于这些数据构建移动桁架的空间模型，同时基于这些数据推算预设时段内空间模型的移动路径；

数据处理控制模块将移动路径与其他移动桁架的移动路径对比，当推算的移动路径与其他移动桁架的移动路径的位置有重叠时，数据处理控制模块控制警报模块发出警报信号；

数据处理控制模块控制警报模块发出警报信号的同时，将各所述移动桁架的空间模型和移动路径在显示部件上显示出来供工作人员查看，并弹出消息窗口告知工作人员移动空间小且容易碰撞的部位所处的空间位置。

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