CN114290295B - 安装夹头、安装机构及膨胀螺栓安装系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种安装夹头、安装机构及膨胀螺栓安装系统，涉及建筑施工装备技术领域。安装夹头包括夹头座，用于连接外部驱动机构，夹头座具有沿预设直线方向开设的容纳孔，容纳孔的孔壁用于固定待安装物；滑套，滑套可滑动地套设于夹头座，滑套在夹头座上具有沿预设直线方向分布的第一位置和第二位置，用于在第二位置时引导待安装物进入容纳孔；复位件，复位件具有使滑套保持在第二位置的趋势；以及到位传感器，到位传感器设置于夹头座。整个安装夹头的结构简单且成本低，使用时效果稳定良好，可以应用于自动化安装中，而应用该安装夹头的安装机构还可以与料仓配合形成膨胀螺栓安装系统，保障施工效率且节省成本。

Description

安装夹头、安装机构及膨胀螺栓安装系统

技术领域

本申请涉及建筑施工装备技术领域，具体而言，涉及一种安装夹头、安装机构及膨胀螺栓安装系统。

背景技术

目前，膨胀螺钉安装存在很多方式：

人工安装：人工用冲击钻打好孔，然后把膨胀螺钉用铁锤敲入孔内，然后用扳手拧紧，这种方式效率较低；

自动安装：自动安装采用机械臂末端的冲击钻打孔，然后采用气缸将膨胀螺钉敲入孔内，然后用电动扳手将其拧紧；此种机构的缺点是结构复杂，成本高昂。

因此，需要一种能够保障效率且成本更为低廉的方案，来适应现有建筑施工中不可或缺的膨胀螺栓安装作业。

发明内容

本申请的目的在于提供一种安装夹头，其能够用于改善现有的膨胀螺栓安装方案效率不高或者成本高昂的问题。

本申请的另外一个目的在于提供一种安装机构，其包括上述安装夹头，其具有该安装夹头的全部特性。

本申请的另外一个目的在于提供一种膨胀螺栓安装系统，其包括上述安装机构，其具有该安装机构的全部特性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种安装夹头，包括：

夹头座，用于连接外部驱动机构，所述夹头座具有沿预设直线方向开设的容纳孔，所述容纳孔的孔壁用于固定待安装物；

滑套，所述滑套可滑动地套设于所述夹头座，所述滑套在所述夹头座上具有沿所述预设直线方向分布的第一位置和第二位置，用于在所述第二位置时引导所述待安装物进入所述容纳孔；

复位件，所述复位件套设于所述夹头座且被所述夹头座与所述滑套抵持，所述复位件具有使所述滑套保持在所述第二位置的趋势；以及

到位传感器，所述到位传感器设置于所述夹头座；

其中，所述滑套移动到所述第一位置时，所述复位件被压缩，所述到位传感器发出到位信号，以使得所述外部驱动机构停止沿所述预设直线方向的驱动动作。

夹头座可以将待安装物固定，从而方便外部驱动机构带动待安装物移动并最终安装到位，而滑套则可以与到位传感器配合，方便确定将待安装物安装到位，配合复位件，一方面可以在安装结束后使得滑套恢复到第二位置，一方面可以避免在待安装物未安装到位时意外触发到位传感器。整个安装夹头结构简单，所需成本较低，应用于自动化安装时，可以保障自动安装的效率，并且大大降低结构的复杂性且降低成本。

另外，根据本申请的实施例提供的安装夹头，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述夹头座包括连接部和夹持部，所述夹持部与所述连接部连接，所述连接部用于连接外部驱动机构以使得所述外部驱动机构能够推进或者旋拧所述夹持部；

所述滑套设置于所述夹持部，所述第一位置相较于所述第二位置更为靠近所述连接部，所述容纳孔的开口位于所述夹持部的远离所述连接部的一端端面。

连接部和夹持部各自实现连接与固定的功能，可以满足与外部的连接需求，也避免待安装物被固定后与外部驱动机构产生干涉。

在本申请的可选实施例中，所述夹持部具有第一避让槽，所述到位传感器设置于所述第一避让槽内，所述滑套包括滑环和导向部，所述导向部连接于所述滑环，所述滑套处于所述第一位置时，所述导向部插入所述第一避让槽且触发所述到位传感器。

导向部可以触发到位传感器，滑环则可以为导向部的移动提供结构基础。

在本申请的可选实施例中，所述导向部的数量为多个，多个所述导向部均连接于所述滑环的内壁且沿着所述预设直线方向向所述滑环的外部延伸，多个所述导向部围成导向空间，所述导向空间与所述容纳孔连通。

通过围成导向空间，待安装物在进入到导向空间时，能够在导向部的引导下进入到容纳孔内，以便于被固定。

在本申请的可选实施例中，每个所述导向部具有朝向所述滑环的中心轴线的导向面，多个所述导向面围成的区域为所述导向空间，所述导向面与所述滑环的中心轴线之间的距离由远离所述容纳孔的一端朝向靠近所述容纳孔的方向逐渐减小。

导向面用于与待安装物接触，由于其倾斜设置，且向着容纳孔倾斜，待安装物在接触导向面之间，可以继续沿着导向面移动，以移动到容纳孔中。

在本申请的可选实施例中，所述安装夹头还包括限位盖板，所述限位盖板开设有第二避让槽，所述限位盖板固定于所述夹持部的远离所述连接部的一端，所述导向部穿设于所述第二避让槽，所述限位盖板用于防止所述滑环从所述夹持部脱出。

限位盖板可以防止滑环脱离夹持部，并通过设置第二避让槽，可以让导向部的运动不被影响。

在本申请的可选实施例中，所述复位件为复位弹簧，所述夹持部具有限位环，所述限位盖板处于所述滑环的远离所述复位弹簧的一侧，所述复位弹簧处于所述滑环与所述限位环之间且将所述滑环抵持于所述限位盖板。

复位弹簧可以稳定地安装到夹持部上并且使得滑环能够保持与限位盖板的抵靠。

在本申请的可选实施例中，所述容纳孔内设有螺纹，以与膨胀螺栓的螺杆配合。

通过设置螺纹，容纳孔可以通过螺纹与膨胀螺栓的螺杆配合，以便于固定膨胀螺栓，方便进行膨胀螺栓的自动化安装工作。

本申请的实施例提供了一种安装机构，包括：

驱动机构；以及

根据上述任一项所述的安装夹头，所述驱动机构的输出端与所述夹头座连接，所述驱动机构能够带动所述安装夹头沿所述预设直线方向运动且能够带动所述安装夹头旋拧待安装物。

安装机构通过使用该安装夹头，能够方便地带动待安装物运动，从而实现将待安装物自动化安装。

本申请的实施例提供了一种膨胀螺栓安装系统，包括：

料仓，用于承载待用膨胀螺栓；以及

根据上述的安装机构，所述驱动机构能够带动所述安装夹头移动到所述料仓处，且能够通过所述安装夹头抓取膨胀螺栓。

膨胀螺栓安装系统通过使用上述安装机构，配合料仓的供料，能够通过安装夹头抓取膨胀螺栓，并最终带动膨胀螺栓安装固定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请的实施例提供的安装夹头的爆炸图；

图2为安装夹头的滑套处于第一位置时的示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为安装夹头的滑套处于第二位置时的示意图；

图5为图4的剖视图；

图6为本申请的实施例提供的安装机构的示意图；

图7为膨胀螺栓安装系统的示意图；

图8为安装机构施工时的示意图。

图标：100-安装夹头；10-夹头座；11-容纳孔；12-连接部；13-夹持部；132-第一避让槽；134-限位环；20-滑套；21-滑环；22-导向部；221-导向面；30-复位件；40-到位传感器；50-限位盖板；51-第二避让槽；101-预设直线方向；200-驱动机构；300-料仓；310-料仓弹簧；320-膨胀螺栓底托；400-膨胀螺栓；410-螺杆；500-作业面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，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申请中的具体含义。

实施例

请参照图1，本申请的实施例提供了一种安装夹头100，包括：

夹头座10，用于连接外部驱动机构，夹头座10具有沿预设直线方向101开设的容纳孔11(图3和图5示出)，容纳孔11的孔壁用于固定待安装物；

滑套20，滑套20可滑动地套设于夹头座10，滑套20在夹头座10上具有沿预设直线方向101分布的第一位置和第二位置，用于在第二位置时引导待安装物进入容纳孔11；

复位件30，复位件30套设于夹头座10且被夹头座10与滑套20抵持，复位件30具有使滑套20保持在第二位置的趋势；以及

到位传感器40(图6示出)，到位传感器40设置于夹头座10；

其中，滑套20移动到第一位置时，复位件30被压缩，到位传感器40发出到位信号，以使得外部驱动机构停止沿预设直线方向101的驱动动作。

其中，滑套20处于第一位置时的状态可以结合图2和图3，滑套20处于第二位置时的状态可以结合图4和图5。

其中，到位传感器40可以是在滑套20接近时触发，也可以是滑套20接触时触发，具体的可以采用行程开关、微动开关、光纤感应器、接近开关等等。

简单而言，夹头座10可以将待安装物固定，从而方便外部驱动机构带动待安装物移动并最终安装到位，而滑套20则可以与到位传感器40配合，方便确定将待安装物安装到位，配合复位件30，一方面可以在安装结束后使得滑套20恢复到第二位置，一方面可以避免在待安装物未安装到位时意外触发到位传感器40。整个安装夹头100结构简单，所需成本较低，应用于自动化安装时，可以保障自动安装的效率，并且大大降低结构的复杂性且降低成本。

请结合图2至图5，夹头座10包括连接部12和夹持部13，夹持部13与连接部12连接，连接部12用于连接外部驱动机构以使得外部驱动机构能够推进或者旋拧夹持部13；滑套20设置于夹持部13，第一位置相较于第二位置更为靠近连接部12，容纳孔11的开口位于夹持部13的远离连接部12的一端端面。其中，本实施例的连接部12呈柄状，可以直接与类似冲击钻的外部驱动机构配合，当外部驱动机构的输出端结构不同时，也可以对应设计与该类外部驱动机构的输出端相适配的外形，以便于进行连接。连接部12和夹持部13各自实现连接与固定的功能，可以满足与外部的连接需求，也避免待安装物被固定后与外部驱动机构产生干涉。

请继续结合图1，本实施例的夹持部13具有第一避让槽132，到位传感器40设置于第一避让槽132内，滑套20包括滑环21和导向部22，导向部22连接于滑环21，滑套20处于第一位置时，导向部22插入第一避让槽132且触发到位传感器40。其中，请结合图6，本实施例将到位传感器40设置于所述第一避让槽132内，使得导向部22在运动到极限位置时可以被检测到，以便于判断待安装物是否到位。

进一步的，本实施例的安装夹头100还包括限位盖板50，限位盖板50开设有第二避让槽51，限位盖板50固定于夹持部13的远离连接部12的一端，导向部22穿设于第二避让槽51，限位盖板50用于防止滑环21从夹持部13脱出。限位盖板50可以防止滑环21脱离夹持部13，并通过设置第二避让槽51，可以让导向部22的运动不被影响。

在本实施例中，导向部22的数量为多个，多个导向部22均连接于滑环21的内壁且沿着预设直线方向101向滑环21的外部延伸，多个导向部22围成导向空间，导向空间与容纳孔11连通。导向部22可以触发到位传感器40，滑环21则可以为导向部22的移动提供结构基础。通过围成导向空间，待安装物在进入到导向空间时，能够在导向部22的引导下进入到容纳孔11内，以便于被固定。

每个导向部22具有朝向滑环21的中心轴线的导向面221，多个导向面221围成的区域为导向空间，导向面221与滑环21的中心轴线之间的距离由远离容纳孔11的一端朝向靠近容纳孔11的方向逐渐减小。导向面221用于与待安装物接触，由于其倾斜设置，且向着容纳孔11倾斜，待安装物在接触导向面221之间，可以继续沿着导向面221移动，以移动到容纳孔11中。

在本实施例中，复位件30为复位弹簧，夹持部13具有限位环134，限位盖板50处于滑环21的远离复位弹簧的一侧，复位弹簧处于滑环21与限位环134之间且将滑环21抵持于限位盖板50。复位弹簧可以稳定地安装到夹持部13上并且使得滑环21能够保持与限位盖板50的抵靠。当然，请结合图8，当安装夹头100的位置上下颠倒时，只要滑套20不会因为重力缘故使得导向部22触发到位传感器40，则在图4所示的摆放姿态中，复位弹簧也不必在滑环21与限位环134之间恰好保持被抵持状态，而是可以与限位环134之间有一定间隙，如此可以使得复位弹簧不会长期处于被压缩状态，能够避免金属疲劳而失效。此时，第二位置可以不是指代一个点的位置，滑套20未触发到位传感器40时所处的位置都可以作为第二位置理解。

在本实施例中，容纳孔11内设有螺纹，以与膨胀螺栓400的螺杆410配合。通过设置螺纹，容纳孔11可以通过螺纹与膨胀螺栓400的螺杆410配合，以便于固定膨胀螺栓400，方便进行膨胀螺栓400的自动化安装工作。

请结合图6，基于上述安装夹头100，本申请的实施例提供了一种安装机构，包括：

驱动机构200；以及安装夹头100，驱动机构200的输出端与夹头座10连接，驱动机构200能够带动安装夹头100沿预设直线方向101运动且能够带动安装夹头100旋拧待安装物。安装机构通过使用该安装夹头100，能够方便地带动待安装物运动，从而实现将待安装物自动化安装。其中，驱动机构200可以与机械臂等自动化驱动设备连接，以便改换位置。

请结合图7，本申请以膨胀螺栓400作为待安装物，并提供了一种膨胀螺栓安装系统，包括：

料仓300，用于承载待用膨胀螺栓400；以及上述安装机构，驱动机构200能够带动安装夹头100移动到料仓300处，且能够通过安装夹头100抓取膨胀螺栓400。膨胀螺栓安装系统通过使用上述安装机构，配合料仓300的供料，能够通过安装夹头100抓取膨胀螺栓400，并最终带动膨胀螺栓400安装固定。其中，料仓300内设有料仓弹簧310，料仓弹簧310套设于膨胀螺栓底托320，膨胀螺栓400则容置于膨胀螺栓底托320内，取料时，料仓弹簧310可以起到缓冲作用。

需要说明的是，图7展示的是安装夹头100正在取料时的示意图，并不表示膨胀螺栓安装系统在未使用时，安装夹头100要保持图7所示的与料仓300中的膨胀螺栓400配合的姿态。

在取用膨胀螺栓400时，机械臂可以带动驱动机构200向下移动，并且使得导向部22靠近膨胀螺栓400，当膨胀螺栓400进入到导向空间后，可以顺着导向面221移动，如此，即便膨胀螺栓400的位置没有完全对应容纳孔11的位置，也可以使得膨胀螺栓400进入到容纳孔11内，此时，机械臂可以带动整个驱动机构200旋转，或者由驱动机构200直接带动安装夹头100旋转，以使得膨胀螺栓400的螺杆410与容纳孔11内的螺纹啮合，使得膨胀螺栓400被固定于容纳孔11的孔壁上，以便于后续按照安装要求来驱动膨胀螺栓400运动。

在本实施例中，采用了冲击钻作为驱动机构200，而连接部12则为柄状，可以直接插入到冲击钻的输出端，冲击钻可以带动连接部12进行直线运动，并可以通过旋转连接部12，使得膨胀螺栓400被旋拧。上文中的预设直线方向101则可以对应理解为柄状连接部12的长度方向或者为轴线方向。可以理解的是，本申请的安装夹头100是用于固定膨胀螺栓400这个待安装物以便于自动化安装，在其他自动化领域中，如果需要同时用到锤击、拧紧功能时，也可以采用该安装机构，并配合相应的安装夹头100，安装夹头100的容纳孔11还可以设计螺纹以外的内壁结构，以对应固定所需要夹持的待安装物。

本实施例的原理是：

以安装机构的作业过程为例，请结合图7，机械臂可以带动冲击钻移动到料仓300上方，将安装夹头100对准料仓300内的膨胀螺栓400，然后机械臂竖直向下运动，此时，冲击钻只驱动安装夹头100旋转，当导向部22接触到膨胀螺栓400，可以将错位的膨胀螺栓400引导到容纳孔11内，由于整个安装夹头100在转动，膨胀螺栓400会被拧入到容纳孔11并被固定，到位后机械臂竖直向上拔出，即可完成膨胀螺栓400的抓取工作。

请结合图8，图8从左至右示出了在作业面500的同一孔洞W安装膨胀螺栓400时的安装机构的位置以及安装夹头100的状态。如图8中的A位置的安装机构，此时，膨胀螺栓400对准孔洞W，然后机械臂逐渐上移，并启动冲击钻，冲击钻此时只锤击，不旋转安装夹头100，在冲击钻的高频冲击下，膨胀螺栓400从安装机构处于B位置时所示的半插入状态，可以快速过渡到安装机构处于C位置时所示的完全插入状态。整个锤击过程很快，3秒即可完成，而导向部22在接触作业面500时，被作业面500抵持而后退，滑环21随之后退并压缩复位弹簧，当导向部22退入第一避让槽132并触发到位传感器40时，滑套20处于第一位置。此时，冲击钻停止锤击，并且可以切换到只旋拧的模式，然后通过带动安装夹头100旋转而将膨胀螺栓400旋拧，使得膨胀螺栓400可以固定在孔洞W内，整个旋拧过程也很快，2秒即可完成。此时，到位传感器40还可以再次发出信号，以使得安装机构所属的安装设备，如机器人等，可以获知已经拧紧到位。当然，由于锤击到位后2秒即可完成旋拧，速度很快，所以在到位传感器40发出已经锤击到位的信号后，机器人也可以将之作为已经安装到位的信号，到位传感器40不用再次发出信号，然后机器人控制冲击钻旋拧2秒即可认为已经完成安装。

虽然冲击钻反向旋拧，由于膨胀螺栓400已经固定，所以反向旋拧时，容纳孔11的螺纹与膨胀螺栓400的螺杆410可以逐渐脱离，而不会带动膨胀螺栓400转动，同时机械臂逐渐向下移动，可以使得膨胀螺栓400与安装夹头100完全分离。此时，复位弹簧使得滑套20恢复到第二位置，并可以用于下一个膨胀螺栓400的安装。

综上所述，本申请的安装夹头100的夹头座10能够固定膨胀螺栓400，滑套20能够在夹头座10上滑动，以便于触发到位传感器40，从而使得应用该安装夹头100的安装机构能够在锤击后再带动安装夹头100拧紧膨胀螺栓400，复位件30则可以使得滑套20复位，便于下次安装膨胀螺栓400。整个安装夹头100的结构简单且成本低，使用时效果稳定良好，可以应用于自动化安装中，而安装机构还可以与料仓300配合形成膨胀螺栓安装系统，实现自动取料、自动安装，保障施工效率且节省成本。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安装夹头，其特征在于，包括：

夹头座，用于连接外部驱动机构，所述夹头座具有沿预设直线方向开设的容纳孔，所述容纳孔的孔壁用于固定待安装物；

滑套，所述滑套可滑动地套设于所述夹头座，所述滑套在所述夹头座上具有沿所述预设直线方向分布的第一位置和第二位置，用于在所述第二位置时引导所述待安装物进入所述容纳孔；

复位件，所述复位件套设于所述夹头座且被所述夹头座与所述滑套抵持，所述复位件具有使所述滑套保持在所述第二位置的趋势；以及

到位传感器，所述到位传感器设置于所述夹头座；

其中，所述滑套移动到所述第一位置时，所述复位件被压缩，所述到位传感器发出到位信号，以使得所述外部驱动机构停止沿所述预设直线方向的驱动动作。

2.根据权利要求1所述的安装夹头，其特征在于，所述夹头座包括连接部和夹持部，所述夹持部与所述连接部连接，所述连接部用于连接外部驱动机构以使得所述外部驱动机构能够推进或者旋拧所述夹持部；

所述滑套设置于所述夹持部，所述第一位置相较于所述第二位置更为靠近所述连接部，所述容纳孔的开口位于所述夹持部的远离所述连接部的一端端面。

3.根据权利要求2所述的安装夹头，其特征在于，所述夹持部具有第一避让槽，所述到位传感器设置于所述第一避让槽内，所述滑套包括滑环和导向部，所述导向部连接于所述滑环，所述滑套处于所述第一位置时，所述导向部插入所述第一避让槽且触发所述到位传感器。

4.根据权利要求3所述的安装夹头，其特征在于，所述导向部的数量为多个，多个所述导向部均连接于所述滑环的内壁且沿着所述预设直线方向向所述滑环的外部延伸，多个所述导向部围成导向空间，所述导向空间与所述容纳孔连通。

5.根据权利要求4所述的安装夹头，其特征在于，每个所述导向部具有朝向所述滑环的中心轴线的导向面，多个所述导向面围成的区域为所述导向空间，所述导向面与所述滑环的中心轴线之间的距离由远离所述容纳孔的一端朝向靠近所述容纳孔的方向逐渐减小。

6.根据权利要求3所述的安装夹头，其特征在于，所述安装夹头还包括限位盖板，所述限位盖板开设有第二避让槽，所述限位盖板固定于所述夹持部的远离所述连接部的一端，所述导向部穿设于所述第二避让槽，所述限位盖板用于防止所述滑环从所述夹持部脱出。

7.根据权利要求6所述的安装夹头，其特征在于，所述复位件为复位弹簧，所述夹持部具有限位环，所述限位盖板处于所述滑环的远离所述复位弹簧的一侧，所述复位弹簧处于所述滑环与所述限位环之间且将所述滑环抵持于所述限位盖板。

8.根据权利要求1、2、4或5所述的安装夹头，其特征在于，所述容纳孔内设有螺纹，以与膨胀螺栓的螺杆配合。

9.一种安装机构，其特征在于，包括：

驱动机构；以及

根据权利要求1-8任一项所述的安装夹头，所述驱动机构的输出端与所述夹头座连接，所述驱动机构能够带动所述安装夹头沿所述预设直线方向运动且能够带动所述安装夹头旋拧待安装物。

10.一种膨胀螺栓安装系统，其特征在于，包括：

料仓，用于承载待用膨胀螺栓；以及

根据权利要求9所述的安装机构，所述驱动机构能够带动所述安装夹头移动到所述料仓处，且能够通过所述安装夹头抓取膨胀螺栓。

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