CN113763777B - 一种多功能的智能书法练字笔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能的智能书法练字笔，属于文教用具领域，一种多功能的智能书法练字笔，包括练字笔和练字台，练字笔的一端固定有第一磁块，第一磁块上固定有仿钢笔端头，仿钢笔端头的外侧套接有仿毛笔端头，练字笔内置蓄电池和微型气泵，微型气泵的输出端通过密封隔板分隔有气仓，练字笔内设有与气仓连通的导气道，四个导气道等角度均分排布，导气道的输入端设有第一电磁阀，导气道的输出端设有导气插头，本方案可实现书法笔锋的强化训练，本发明可引导使用者模仿毛笔连接字径和笔锋的练习，同时也可去除仿毛笔端头，直接使用仿钢笔端头进行硬笔字体练习，功能多样，具有市场前景，适合推广。

Description

一种多功能的智能书法练字笔

技术领域

本发明涉及文教用具领域，更具体地说，涉及一种多功能的智能书法练字笔。

背景技术

书法是中国传统文化艺术发展五千年来最具有经典标志的民族符号。它是用毛笔书写汉字并具有审美惯性的艺术形式。书法堪称中国的“第四宗教”，有着强烈的吸引力、仪式感和大众参与性，故有五千多年来，各时期代表人物灿若星河，最重要的人物有王羲之、颜真卿、黄庭坚、米芾、赵孟頫、祝允明、王铎、柳公权、苏轼、于博、欧阳询、虞世南、禇遂良等。技法上讲究执笔、用笔、点画、结构、墨法、章法等，与中国传统绘画、篆刻关系密切。

书法是中国传统文化中重要的一个方面，书写得一手好的毛笔字是很多热爱传统文化的中国人的追求，然而书写毛笔字时，毛笔的运行姿态很重要，对应于每个不同的汉字书写，毛笔的笔杆在运行时都有相应的运行轨迹，如何在书写练习时尽可能的使得毛笔的运行轨迹与标准书写时的运行轨迹相吻合，从而提高书法练习效果，是毛笔字书写练习的一个需要研究的重要方面。为此我们提出一种多功能的智能书法练字笔来解决以上问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多功能的智能书法练字笔，可以通过各个气囊组件的充气膨胀情况，进而改变练字笔的顶端的偏移状况（如持笔者顶端偏后，则后侧的气囊组件充气，前侧的气囊组件排气，结合持笔者的自身力度，实现持笔者顶端偏后前调动作），进而可实现书法笔锋的强化训练，本发明可引导使用者模仿毛笔连接字径和笔锋的练习，同时也可去除仿毛笔端头，直接使用仿钢笔端头进行硬笔字体练习，功能多样，具有市场前景，适合推广。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种多功能的智能书法练字笔，包括练字笔和练字台，所述练字笔的一端固定有第一磁块，所述第一磁块上固定有仿钢笔端头，所述仿钢笔端头的外侧套接有仿毛笔端头，所述练字笔内置蓄电池和微型气泵，所述微型气泵的输出端通过密封隔板分隔有气仓，所述练字笔内设有与气仓连通的导气道，四个所述导气道等角度均分排布，所述导气道的输入端设有第一电磁阀，所述导气道的输出端设有导气插头，所述仿毛笔端头上设有与导气插头相匹配的导气插座，所述仿毛笔端头为柔性橡胶套结构，所述仿毛笔端头的内壁等角度均分固定有四个气囊组件，所述气囊组件的输入端与导气插座连通设置，所述练字笔远离仿钢笔端头的一侧设有偏移检测装置和无线通讯模块，所述练字台包括框架和安装在框架上的触控显示屏，所述框架底部设有XY轴模组，所述XY轴模组的输出端设有滑台，所述滑台上固定有第二磁块，所述练字台一侧设有控制单元。本方案通过带有控制单元、触控显示屏、XY轴模组、第二磁块的练字台与带有微型气泵、偏移检测装置、第一磁块的练字笔间的相互配合，通过手持练字笔在触控显示屏上进行书法练习，在练习过程中，通过XY轴模组驱动第二磁块沿触控显示屏上的字体路径运行，进而由第二磁块吸附第一磁块运行，间接可带动使用者的持笔路径，达到规范书法练习的目的，在练习过程中，练字笔的笔端由第二磁块控制可达到规范练习的目的，由练字笔的顶端可由偏移检测装置检测持笔者的相对于笔端的偏移情况，并反馈至控制单元，由控制单元控制各个第一电磁阀的启闭，实现各个气囊组件的膨胀情况，进而改变练字笔的顶端的偏移状况（如持笔者顶端偏后，则后侧的气囊组件充气，前侧的气囊组件排气，结合持笔者的自身力度，实现持笔者顶端偏后前调动作），进而可实现书法笔锋的强化训练，本发明可引导使用者模仿毛笔连接字径和笔锋的练习，同时也可去除仿毛笔端头，直接使用仿钢笔端头进行硬笔字体练习，功能多样，具有市场前景，适合推广。

进一步的，所述控制单元为以CPU芯片为核心的电路板，所述控制单元通过导线外接电源，所述控制单元包括与无线通讯模块相匹配的接收模块，所述触控显示屏、XY轴模组通过导线与控制单元电性连接。

进一步的，所述练字台一侧设有充电收纳槽，所述练字笔内固定有无线充电模块，所述无线充电模块为线圈接受模块，所述充电收纳槽内设有与无线充电模块相匹配的线圈发射模块，所述线圈发射模块通过导线与控制单元电性连接，所述无线充电模块与蓄电池的输入端电性连接。

进一步的，所述蓄电池为圆柱形结构，所述练字笔内设有与蓄电池相对应的滑槽，所述蓄电池滑动连接在滑槽内，所述蓄电池与滑槽间夹接设有张紧弹簧，所述蓄电池远离张紧弹簧的一侧固定有导杆，所述滑槽一侧设有与导杆相匹配的压强仓，所述导杆的端部固定有密封塞，所述压强仓与气仓连通设置，所述气仓与压强仓的连通节点固定有第二电磁阀。通过带有第二电磁阀、导杆、张紧弹簧的蓄电池的结构设计，在气囊组件调节笔锋练习的前提下，结合第二电磁阀的启闭，控制蓄电池在滑槽内的高度位置，进而实现练字笔自身重心的调节，可模仿出书法中持笔顿挫感，有利于使用者增加肌肉记忆，有效加强书法练习的笔感，增强训练效果。

进一步的，所述偏移检测装置包括导电球和球形底板，所述导电球通过导电线缆悬挂在球形底板的顶部，所述球形底板上等角度均分设有四组导电片组，所述导电片组包括多个等距排布的导电片。

进一步的，所述导电球与球形底板的球面相切设置，所述导电线缆的悬挂点位于球形底板的球心位置，所述导电线缆的正负极输入端分别电性连接导电球和导电片组，所述导电线缆的正负极输出端与无线通讯模块的输入端电性连接。通过带有导电片组的球形底板与带有导电线缆的导电球，当导电球与导电片组通电时，笔顶端偏移某一方向时，导电球与某一方向的导电片组接触产生电信号，检测出偏移反向，当导电球与导电片组的某一个导电片接触时，提示偏移程度，其中越与球形底板边缘的导电片接触，则表示偏移角度越大，进而可有效检测出笔顶端的偏移方向和偏移角度，进而可有效反馈至控制单元，便于气囊组件调节和蓄电池高度调节。

进一步的，所述气囊组件包括贴合在仿毛笔端头内壁的弹性柔板，所述弹性柔板远离仿毛笔端头内壁的一侧等距均分设有若干气囊块，多个所述气囊块连通设置，多个所述气囊块弹性强度自仿毛笔端头往上依次增强。通过气囊块的通气膨胀，可克服弹性柔板的弹性，实现仿毛笔端头的多角度偏转，有效模仿出毛笔书写时的笔头形状变化，书写仿真性更强。

进一步的，所述练字笔的手持部位设有持笔槽，所述持笔槽为柔性硅胶结构。通过柔性硅胶结构的持笔槽设计，有效保持了书写的正确持笔状态，并提升了握持的舒适性。

进一步的，所述第二磁块为电磁铁结构，所述第二磁块通过导线与控制单元电性连接，所述第二磁块的磁极可变。通过第二磁块的磁极变化的结构设计，在完成一定书法练习，形成有效的肌肉记忆时，可通过第二磁块的磁极变化，对第一磁块的吸附或排斥作用，实现练字笔距离触控显示屏的高度变化，进而可锻炼练习者下笔力度的练习。

进一步的，所述XY轴模组为伺服电机驱动的皮带线性模组。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过带有控制单元、触控显示屏、XY轴模组、第二磁块的练字台与带有微型气泵、偏移检测装置、第一磁块的练字笔间的相互配合，通过手持练字笔在触控显示屏上进行书法练习，在练习过程中，通过XY轴模组驱动第二磁块沿触控显示屏上的字体路径运行，进而由第二磁块吸附第一磁块运行，间接可带动使用者的持笔路径，达到规范书法练习的目的，在练习过程中，练字笔的笔端由第二磁块控制可达到规范练习的目的，由练字笔的顶端可由偏移检测装置检测持笔者的相对于笔端的偏移情况，并反馈至控制单元，由控制单元控制各个第一电磁阀的启闭，实现各个气囊组件的膨胀情况，进而改变练字笔的顶端的偏移状况（如持笔者顶端偏后，则后侧的气囊组件充气，前侧的气囊组件排气，结合持笔者的自身力度，实现持笔者顶端偏后前调动作），进而可实现书法笔锋的强化训练，本发明可引导使用者模仿毛笔连接字径和笔锋的练习，同时也可去除仿毛笔端头，直接使用仿钢笔端头进行硬笔字体练习，功能多样，具有市场前景，适合推广。

（2）通过带有第二电磁阀、导杆、张紧弹簧的蓄电池的结构设计，在气囊组件调节笔锋练习的前提下，结合第二电磁阀的启闭，控制蓄电池在滑槽内的高度位置，进而实现练字笔自身重心的调节，可模仿出书法中持笔顿挫感，有利于使用者增加肌肉记忆，有效加强书法练习的笔感，增强训练效果。

（3）通过带有导电片组的球形底板与带有导电线缆的导电球，当导电球与导电片组通电时，笔顶端偏移某一方向时，导电球与某一方向的导电片组接触产生电信号，检测出偏移反向，当导电球与导电片组的某一个导电片接触时，提示偏移程度，其中越与球形底板边缘的导电片接触，则表示偏移角度越大，进而可有效检测出笔顶端的偏移方向和偏移角度，进而可有效反馈至控制单元，便于气囊组件调节和蓄电池高度调节。

（4）通过气囊块的通气膨胀，可克服弹性柔板的弹性，实现仿毛笔端头的多角度偏转，有效模仿出毛笔书写时的笔头形状变化，书写仿真性更强。

（5）通过柔性硅胶结构的持笔槽设计，有效保持了书写的正确持笔状态，并提升了握持的舒适性。

（6）通过第二磁块的磁极变化的结构设计，在完成一定书法练习，形成有效的肌肉记忆时，可通过第二磁块的磁极变化，对第一磁块的吸附或排斥作用，实现练字笔距离触控显示屏的高度变化，进而可锻炼练习者下笔力度的练习。

附图说明

图1为本发明的练字笔及练字台的结构示意图；

图2为本发明的练字台的底部结构示意图；

图3为本发明的练字笔的结构示意图；

图4为本发明中提出的仿毛笔端头及仿钢笔端头的结构示意图；

图5为本发明的练字笔的内部结构示意图；

图6为本发明的练字笔的剖面结构示意图；

图7为本发明的练字笔的爆炸结构示意图；

图8为本发明中提出的偏移检测装置的结构示意图；

图9为本发明中提出的气囊组件的结构示意图；

图10为本发明的原理框图。

图中标号说明：

练字笔1、仿毛笔端头11、导气插座111、气囊组件112、气囊块113、弹性柔板114、持笔槽12、微型气泵13、进气孔131、密封隔板132、气仓133、第一磁块14、仿钢笔端头15、偏移检测装置16、导电球161、导电线缆162、球形底板163、导电片组164、无线通讯模块17、无线充电模块18、导气道19、导气插头191、第一电磁阀192、练字台2、触控显示屏21、充电收纳槽22、控制单元23、XY轴模组3、滑台31、第二磁块32、蓄电池4、张紧弹簧41、滑槽42、导杆43、密封塞44、第二电磁阀45、压强仓46。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅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“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-10，一种多功能的智能书法练字笔，包括练字笔1和练字台2，练字笔1的一端固定有第一磁块14，第一磁块14上固定有仿钢笔端头15，仿钢笔端头15的外侧套接有仿毛笔端头11，练字笔1内置蓄电池4和微型气泵13，微型气泵13的输出端通过密封隔板132分隔有气仓133，练字笔1内设有与气仓133连通的导气道19，四个导气道19等角度均分排布，导气道19的输入端设有第一电磁阀192，导气道19的输出端设有导气插头191，仿毛笔端头11上设有与导气插头191相匹配的导气插座111，仿毛笔端头11为柔性橡胶套结构，仿毛笔端头11的内壁等角度均分固定有四个气囊组件112，气囊组件112的输入端与导气插座111连通设置，练字笔1远离仿钢笔端头15的一侧设有偏移检测装置16和无线通讯模块17，练字台2包括框架和安装在框架上的触控显示屏21，框架底部设有XY轴模组3，XY轴模组3为伺服电机驱动的皮带线性模组，XY轴模组3的输出端设有滑台31，滑台31上固定有第二磁块32，练字台2一侧设有控制单元23。本发明通过带有控制单元23、触控显示屏21、XY轴模组3、第二磁块32的练字台2与带有微型气泵13、偏移检测装置16、第一磁块14的练字笔1间的相互配合，通过手持练字笔1在触控显示屏21上进行书法练习，在练习过程中，通过XY轴模组3驱动第二磁块32沿触控显示屏21上的字体路径运行，进而由第二磁块32吸附第一磁块14运行，间接可带动使用者的持笔路径，达到规范书法练习的目的，在练习过程中，练字笔1的笔端由第二磁块32控制可达到规范练习的目的，由练字笔1的顶端可由偏移检测装置16检测持笔者的相对于笔端的偏移情况，并反馈至控制单元23，由控制单元控制各个第一电磁阀192的启闭，实现各个气囊组件112的膨胀情况，进而改变练字笔1的顶端的偏移状况（如持笔者顶端偏后，则后侧的气囊组件112充气，前侧的气囊组件112排气，结合持笔者的自身力度，实现持笔者顶端偏后前调动作），进而可实现书法笔锋的强化训练，本发明可引导使用者模仿毛笔连接字径和笔锋的练习，同时也可去除仿毛笔端头11，直接使用仿钢笔端头15进行硬笔字体练习，功能多样，具有市场前景，适合推广。

请参阅图10，控制单元23为以CPU芯片为核心的电路板，控制单元23通过导线外接电源，控制单元23包括与无线通讯模块17相匹配的接收模块，触控显示屏21、XY轴模组3通过导线与控制单元23电性连接。

请参阅图1，练字台2一侧设有充电收纳槽22，练字笔1内固定有无线充电模块18，无线充电模块18为线圈接受模块，充电收纳槽22内设有与无线充电模块18相匹配的线圈发射模块，线圈发射模块通过导线与控制单元23电性连接，无线充电模块18与蓄电池4的输入端电性连接。

请参阅图5-6，蓄电池4为圆柱形结构，练字笔1内设有与蓄电池4相对应的滑槽42，蓄电池4滑动连接在滑槽42内，蓄电池4与滑槽42间夹接设有张紧弹簧41，蓄电池4远离张紧弹簧41的一侧固定有导杆43，滑槽42一侧设有与导杆43相匹配的压强仓46，导杆43的端部固定有密封塞44，压强仓46与气仓133连通设置，气仓133与压强仓46的连通节点固定有第二电磁阀45。通过带有第二电磁阀45、导杆43、张紧弹簧41的蓄电池4的结构设计，在气囊组件112调节笔锋练习的前提下，结合第二电磁阀45的启闭，控制蓄电池4在滑槽42内的高度位置，进而实现练字笔1自身重心的调节，可模仿出书法中持笔顿挫感，有利于使用者增加肌肉记忆，有效加强书法练习的笔感，增强训练效果。

请参阅图8，偏移检测装置16包括导电球161和球形底板163，导电球161通过导电线缆162悬挂在球形底板163的顶部，球形底板163上等角度均分设有四组导电片组164，导电片组164包括多个等距排布的导电片，导电球161与球形底板163的球面相切设置，导电线缆162的悬挂点位于球形底板163的球心位置，导电线缆162的正负极输入端分别电性连接导电球161和导电片组164，导电线缆162的正负极输出端与无线通讯模块17的输入端电性连接。通过带有导电片组164的球形底板163与带有导电线缆162的导电球161，当导电球161与导电片组164通电时，笔顶端偏移某一方向时，导电球161与某一方向的导电片组164接触产生电信号，检测出偏移反向，当导电球161与导电片组164的某一个导电片接触时，提示偏移程度，其中越与球形底板163边缘的导电片接触，则表示偏移角度越大，进而可有效检测出笔顶端的偏移方向和偏移角度，进而可有效反馈至控制单元23，便于气囊组件112调节和蓄电池4高度调节。

请参阅图9，气囊组件112包括贴合在仿毛笔端头11内壁的弹性柔板114，弹性柔板114远离仿毛笔端头11内壁的一侧等距均分设有若干气囊块113，多个气囊块113连通设置，多个气囊块113弹性强度自仿毛笔端头11往上依次增强。通过气囊块113的通气膨胀，可克服弹性柔板114的弹性，实现仿毛笔端头11的多角度偏转，有效模仿出毛笔书写时的笔头形状变化，书写仿真性更强。

请参阅图3-4，练字笔1的手持部位设有持笔槽12，持笔槽12为柔性硅胶结构。通过柔性硅胶结构的持笔槽12设计，有效保持了书写的正确持笔状态，并提升了握持的舒适性。

请参阅图2，第二磁块32为电磁铁结构，第二磁块32通过导线与控制单元23电性连接，第二磁块32的磁极可变。通过第二磁块32的磁极变化的结构设计，在完成一定书法练习，形成有效的肌肉记忆时，可通过第二磁块32的磁极变化，对第一磁块14的吸附或排斥作用，实现练字笔1距离触控显示屏21的高度变化，进而可锻炼练习者下笔力度的练习。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多功能的智能书法练字笔，包括练字笔（1）和练字台（2），其特征在于：所述练字笔（1）的一端固定有第一磁块（14），所述第一磁块（14）上固定有仿钢笔端头（15），所述仿钢笔端头（15）的外侧套接有仿毛笔端头（11），所述练字笔（1）内置蓄电池（4）和微型气泵（13），所述微型气泵（13）的输出端通过密封隔板（132）分隔有气仓（133），所述练字笔（1）内设有与气仓（133）连通的导气道（19），四个所述导气道（19）等角度均分排布，所述导气道（19）的输入端设有第一电磁阀（192），所述导气道（19）的输出端设有导气插头（191），所述仿毛笔端头（11）上设有与导气插头（191）相匹配的导气插座（111），所述仿毛笔端头（11）为柔性橡胶套结构，所述仿毛笔端头（11）的内壁等角度均分固定有四个气囊组件（112），所述气囊组件（112）的输入端与导气插座（111）连通设置，所述练字笔（1）远离仿钢笔端头（15）的一侧设有偏移检测装置（16）和无线通讯模块（17），所述练字台（2）包括框架和安装在框架上的触控显示屏（21），所述框架底部设有XY轴模组（3），所述XY轴模组（3）的输出端设有滑台（31），所述滑台（31）上固定有第二磁块（32），所述练字台（2）一侧设有控制单元（23）。

2.根据权利要求1所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述控制单元（23）为以CPU芯片为核心的电路板，所述控制单元（23）通过导线外接电源，所述控制单元（23）包括与无线通讯模块（17）相匹配的接收模块，所述触控显示屏（21）、XY轴模组（3）通过导线与控制单元（23）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述练字台（2）一侧设有充电收纳槽（22），所述练字笔（1）内固定有无线充电模块（18），所述无线充电模块（18）为线圈接受模块，所述充电收纳槽（22）内设有与无线充电模块（18）相匹配的线圈发射模块，所述线圈发射模块通过导线与控制单元（23）电性连接，所述无线充电模块（18）与蓄电池（4）的输入端电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述蓄电池（4）为圆柱形结构，所述练字笔（1）内设有与蓄电池（4）相对应的滑槽（42），所述蓄电池（4）滑动连接在滑槽（42）内，所述蓄电池（4）与滑槽（42）间夹接设有张紧弹簧（41），所述蓄电池（4）远离张紧弹簧（41）的一侧固定有导杆（43），所述滑槽（42）一侧设有与导杆（43）相匹配的压强仓（46），所述导杆（43）的端部固定有密封塞（44），所述压强仓（46）与气仓（133）连通设置，所述气仓（133）与压强仓（46）的连通节点固定有第二电磁阀（45）。

5.根据权利要求1所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述偏移检测装置（16）包括导电球（161）和球形底板（163），所述导电球（161）通过导电线缆（162）悬挂在球形底板（163）的顶部，所述球形底板（163）上等角度均分设有四组导电片组（164），所述导电片组（164）包括多个等距排布的导电片。

6.根据权利要求5所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述导电球（161）与球形底板（163）的球面相切设置，所述导电线缆（162）的悬挂点位于球形底板（163）的球心位置，所述导电线缆（162）的正负极输入端分别电性连接导电球（161）和导电片组（164），所述导电线缆（162）的正负极输出端与无线通讯模块（17）的输入端电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述气囊组件（112）包括贴合在仿毛笔端头（11）内壁的弹性柔板（114），所述弹性柔板（114）远离仿毛笔端头（11）内壁的一侧等距均分设有若干气囊块（113），多个所述气囊块（113）连通设置，多个所述气囊块（113）弹性强度自仿毛笔端头（11）往上依次增强。

8.根据权利要求1所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述练字笔（1）的手持部位设有持笔槽（12），所述持笔槽（12）为柔性硅胶结构。

9.根据权利要求1所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述第二磁块（32）为电磁铁结构，所述第二磁块（32）通过导线与控制单元（23）电性连接，所述第二磁块（32）的磁极可变。

10.根据权利要求1所述的一种多功能的智能书法练字笔，其特征在于：所述XY轴模组（3）为伺服电机驱动的皮带线性模组。

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