CN114572325A - 一种可稳定搬运的搬运机器人及其搬运方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及搬运机器人技术领域,且公开了一种可稳定搬运的搬运机器人及其搬运方法,所述夹持机构的两侧中部固定连接有平衡连块,所述平衡连块的底端固定连接有固定套筒,所述固定套筒的内侧活动连接有顶杆,所述顶杆的底端固定连接有平衡块,所述平衡连块的底端固定连接有电磁铁,所述固定套筒内侧的顶端开设有安装孔;本发明通过设有电磁铁、永磁铁、顶杆、平衡块,有利于提高夹持时的稳定性,当被夹持的零件由于两侧重量不一致而出现倾斜时,通过电磁铁通电,从而与永磁铁之间产生磁斥力,所产生的磁斥力使得顶杆带动平衡块向下移动,平衡块向下移动时使得原料被平衡,从而防止搬运机器人倾倒,使其搬运时更加平稳。
Description
技术领域
本发明涉及搬运机器人技术领域,更具体地涉及一种可稳定搬运的搬运机器人及其搬运方法。
背景技术
搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人,搬运作业是指用一种设备握持工件,从一个加工位置移到另一个加工位置,搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作,大大减轻了人类繁重的体力劳动,广泛应用于机床上下料、码垛搬运、集装箱等自动搬。
搬运机器人在搬运圆柱形的物体时,由于圆柱形物体的自身形状,通过通过夹持其侧面中部进行搬运,而当被搬运的物体较重时,夹持避会出现夹持不稳的情况,且物体的两边重量不一致时,会出现被夹持物体倾斜的情况,而倾斜较为严重时,甚至整个机器人会出现倾倒的可能,而且搬运较重物体时,会出现机器人自身中心不稳而无法稳定移动的情况。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供一种可稳定搬运的搬运机器人及其搬运方法,本发明所要解决的技术问题是:搬运机器人搬运圆柱形物体搬运不稳定的问题。
一种可稳定搬运的搬运机器人及其搬运方法,包括机器人车体,还包括:
控制中心:所述控制中心的底端和所述机器人车体顶端的一侧固定连接;
连接机械臂:所述连接机械臂的底端和所述控制中心的顶端固定连接;
夹持机构:所述夹持机构的顶端和所述连接机械臂远离控制中心的底端固定连接;
平衡机构:所述平衡机构的侧面和所述夹持机构的侧面固定连接;
检测机构:所述检测机构的侧面和所述夹持机构的侧面固定连接;
配重机构:所述配重机构的底端和所机器人车体远离控制中心的顶端固定连接;
圆柱原料:所述圆柱原料的侧面和所述平衡机构的活动连接;
其中所述夹持机构的两侧中部固定连接有平衡连块,所述平衡连块的底端固定连接有固定套筒,所述固定套筒的内侧活动连接有顶杆,所述顶杆的底端固定连接有平衡块,所述平衡连块的底端固定连接有电磁铁,所述固定套筒内侧的顶端开设有安装孔,所述固定套筒的安装孔内活动连接有永磁铁。
进一步的,所述固定套筒的底端开设有限位槽,所述固定套筒的限位槽内活动连接有支撑弹簧,所述支撑弹簧的顶端固定连接有限位板,所述限位板位于固定套筒的限位槽内,所述平衡块的底端与圆柱原料的侧面活动连接,所述限位板位于最高点时与固定套筒限位槽的顶端相接触,此时永磁铁的顶端与电磁铁的底端留有两毫米的距离,从而防止永磁铁与电磁铁相互碰撞而损坏。
进一步的,所述夹持机构两侧的底端固定连接有检测连板,所述检测连板的底端固定连接有限位轴,所述限位轴的侧面活动连接有检测套筒,所述检测套筒的底端与圆柱原料的侧面活动连接,所述限位轴的底端固定连接有承受块,所述承受块的底端固定连接有压力感受器,所述检测套筒的顶端开设有限位槽,所述承受块位于检测套筒的限位槽内,所述检测块的底端位于检测块的底端下方两厘米处,从而使得当圆柱原料倾斜时,平衡块可以与圆柱原料先进行接触,从而准确的测量此时圆柱原料所施加的力。
进一步的,所述连接机械臂底端远离控制中心的一侧固定连接有连接外壳,所述连接外壳一侧固定连接有第一输出电机,所述连接外壳的另一侧固定连接有第二输出电机,所述连接外壳与第一输出电机的外侧均固定连接有电机外壳,所述第一输出电机的输出轴固定连接有第一输出轴,所述第二输出电机的输出轴固定连接有第二输出轴,所述第一输出轴与第二输出轴的侧面固定固定连接有输出齿轮,所述输出齿轮相互啮合,所述第一输出电机与第二输出电机保持同步反向转动,所述第一输出电机与第二输出电机的外侧设有电机外壳,从而可以对第一输出电机与第二输出电机进行保护,防止其在搬运物料时受到损伤,保证其可长期进行使用。
进一步的,所述第一输出轴的底端固定连接有输出板,所述输出板的底端活动连接有移动板,所述移动板的底端固定连接有夹持杆,所述夹持杆的底端固定连接有夹持爪,所述夹持杆的顶端活动连接有连接板,所述连接板的顶端固定连接有连接套筒,所述连接套筒的内侧活动连接有固定轴,所述固定轴的侧面固定连接有安装板,所述安装板位于连接外壳的内部且与连接外壳固定连接,所述安装板设为等腰梯形,从而使得输出板转动时,移动板、夹持杆、连接板不会与安装板进行接触,使其运行更加稳定。
进一步的,所述连接外壳的底端设为等腰梯形,所述连接外壳底端等腰梯形的顶端与输出板侧面的中部处于同一水平面。
进一步的,所述机器人车体靠近夹持机构侧面的底端固定连接有传感器,所述传感器的数量为四个,四个所述传感器均匀分布于机器人车体的侧面。
进一步的,所述机器人车体顶端远离控制中心的一侧固定连接有配重箱,所述配重箱的侧面固定连接有转动电机,所述转动电机的输出轴固定连接有螺纹杆,所述螺纹杆的侧面螺纹连接有配重块,所述配重箱的顶端开设有滑槽,所述配重块位于配重箱的滑槽内,所述配重箱滑槽的两侧固定连接有限位杆,所述限位杆的侧面与配重块的内侧活动连接。
本发明的技术效果和优点:
1、本发明通过设有电磁铁、永磁铁、顶杆、平衡块,有利于提高夹持时的稳定性,当被夹持的零件由于两侧重量不一致而出现倾斜时,通过电磁铁通电,从而与永磁铁之间产生磁斥力,所产生的磁斥力使得顶杆带动平衡块向下移动,平衡块向下移动时使得原料被平衡,从而防止搬运机器人倾倒,使其搬运时更加平稳;
2、本发明通过设有第一输出轴、第二输出轴、输出齿轮、连接板,有利于增加夹持力,通过设有第一输出轴与第二输出轴两个输入轴,从而使得两个夹持爪均能受到里的作用,增加夹持爪的夹持力,且两侧均设有输出板、连接板,使其进行夹持时更加稳定;
3、本发明通过设有检测块、检测套筒、压力感受器、承受块,有利于节约能源,当搬运件出现倾斜时,搬运件首先向上倾斜带动检测块向上移动,检测块向上移动带动检测套筒向上移动,检测套筒向上移动时与压力感受器接触,接触压力感受器可检测检测套筒与承受块之间的压力,从而调整电磁铁的电流,使其能进行平衡即可,不会造成浪费;
4、本发明通过设有转动电机、螺纹杆、配重块、限位杆,有利于保证搬运机器人整体平衡,当搬运的物体较重时,通过转动电机启动带动螺纹杆转动,螺纹杆转动带动配重块向两侧进行移动,根据杠杆定律,保持两侧平衡,当不进行搬运时,将配重块位于中间位置,从而使得配重块的重量均匀分布于四周,保持其更加平衡与稳定。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的夹持机构示意图。
图3为本发明的夹持机构内部示意图。
图4为本发明的检测平衡机构示意图。
图5为本发明的平衡机构内部示意图。
图6为本发明的检测机构内部示意图。
图7为本发明的配重机构示意图。
附图标记为:1、机器人车体;2、控制中心;3、连接机械臂;4、夹持机构;401、连接外壳;402、第一输出电机;403、第二输出电机;404、电机外壳;405、夹持爪;406、夹持杆;407、连接轴;408、连接板;409、连接套筒;410、固定轴;411、移动板;412、输出板;413、第一输出轴;414、输出齿轮;415、第二输出轴;5、平衡机构;501、平衡连块;502、固定套筒;503、平衡块;504、顶杆;505、限位板;506、支撑弹簧;507、永磁铁;508、电磁铁;6、检测机构;601、检测连板;602、检测套筒;603、检测块;604、限位轴;605、承受块;606、压力感受器;7、配重机构;701、配重箱;702、转动电机;703、螺纹杆;704、配重块;705、限位杆;8、传感器;9、圆柱原料。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,另外,在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示,本发明所涉及的可稳定搬运的搬运机器人及其搬运方法并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构,在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种可稳定搬运的搬运机器人及其搬运方法,包括机器人车体1,还包括:
控制中心2:控制中心2的底端和机器人车体1顶端的一侧固定连接;
连接机械臂3:连接机械臂3的底端和控制中心2的顶端固定连接;
夹持机构4:夹持机构4的顶端和连接机械臂3远离控制中心2的底端固定连接;
平衡机构5:平衡机构5的侧面和夹持机构4的侧面固定连接;
检测机构6:检测机构6的侧面和夹持机构4的侧面固定连接;
配重机构7:配重机构7的底端和所机器人车体1远离控制中心2的顶端固定连接;
圆柱原料9:圆柱原料9的侧面和平衡机构5的活动连接;
其中夹持机构4的两侧中部固定连接有平衡连块501,平衡连块501的底端固定连接有固定套筒502,固定套筒502的内侧活动连接有顶杆504,顶杆504的底端固定连接有平衡块503,平衡连块501的底端固定连接有电磁铁508,固定套筒502内侧的顶端开设有安装孔,固定套筒502的安装孔内活动连接有永磁铁507。
参照图4和图5,固定套筒502的底端开设有限位槽,固定套筒502的限位槽内活动连接有支撑弹簧506,支撑弹簧506的顶端固定连接有限位板505,限位板505位于固定套筒502的限位槽内,平衡块503的底端与圆柱原料9的侧面活动连接,平衡块503的底端未与圆柱原料9接触时,平衡块503会带动顶杆504向下移动,此时限位板505向下移动压缩支撑弹簧506,支撑弹簧506能够对平衡块503与顶杆504进行支撑,防止掉落。
参照图4和图6,夹持机构4两侧的底端固定连接有检测连板601,检测连板601的底端固定连接有限位轴604,限位轴604的侧面活动连接有检测套筒602,检测套筒602的底端与圆柱原料9的侧面活动连接,限位轴604的底端固定连接有承受块605,承受块605的底端固定连接有压力感受器606,检测套筒602的顶端开设有限位槽,承受块605位于检测套筒602的限位槽内,通过检测块603受到倾斜圆柱原料9的力后带动检测套筒602向上移动,此时压力感受器606受到检测套筒602的压缩,可以检测到圆柱原料9所施加的力,从而调整电磁铁508所通的电流大小,使其与圆柱原料9的力相互抵消即可,有利于节省资源。
参照图2和图3,连接机械臂3底端远离控制中心2的一侧固定连接有连接外壳401,连接外壳401一侧固定连接有第一输出电机402,连接外壳401的另一侧固定连接有第二输出电机403,连接外壳401与第一输出电机402的外侧均固定连接有电机外壳404,第一输出电机402的输出轴固定连接有第一输出轴413,第二输出电机403的输出轴固定连接有第二输出轴415,第一输出轴413与第二输出轴415的侧面固定固定连接有输出齿轮414,输出齿轮414相互啮合,第一输出电机402与第二输出电机403保持同步反向转动,输出齿轮414通过第二输出轴415与第一输出轴413进行输出,且第一输出电机402与第二输出电机403同步反向转动,从而输出齿轮414受到两个力的作用,提高其在进行夹持时的力,使其进行夹持时更加稳定。
参照图3,第一输出轴413的底端固定连接有输出板412,输出板412的底端活动连接有移动板411,移动板411的底端固定连接有夹持杆406,夹持杆406的底端固定连接有夹持爪405,夹持杆406的顶端活动连接有连接板408,连接板408的顶端固定连接有连接套筒409,连接套筒409的内侧活动连接有固定轴410,固定轴410的侧面固定连接有安装板,安装板位于连接外壳401的内部且与连接外壳401固定连接,输出齿轮414转动时带动输出板412转动,输出板412转动带动移动板411移动,且移动板411移动时带动连接板408进行转动,连接板408转动会保持夹持杆406处于竖直位置,且夹持杆406可以带动夹持爪405打开与闭合,从而平稳的夹取圆柱形物体。
参照图2和图3,连接外壳401的底端设为等腰梯形,连接外壳401底端等腰梯形的顶端与输出板412侧面的中部处于同一水平面,通过连接外壳401对转动的输出板412与移动板411以及开合的连接轴407、夹持爪405进行避位,在保证连接外壳401足够小的情况下进行避位,有利于减少设备的整体重量。
参照图1,机器人车体1靠近夹持机构4侧面的底端固定连接有传感器8,传感器8的数量为四个,四个传感器8均匀分布于机器人车体1的侧面,通过机器人车体1的侧面设有四个传感器8,四个传感器8可以观察到前方的路面是否平坦,使得机器人车体1可以在平坦的位置进行搬运,保证其移动时的稳定性。
参照图7,机器人车体1顶端远离控制中心2的一侧固定连接有配重箱701,配重箱701的侧面固定连接有转动电机702,转动电机702的输出轴固定连接有螺纹杆703,螺纹杆703的侧面螺纹连接有配重块704,配重箱701的顶端开设有滑槽,配重块704位于配重箱701的滑槽内,配重箱701滑槽的两侧固定连接有限位杆705,限位杆705的侧面与配重块704的内侧活动连接,转动电机702带动配重块704进行移动时,可通过两个限位杆705进行限位,保证其在移动时较为稳定,不易与配重箱701的内壁卡死,根据杠杆定律,通过移动的配重块704,可使其设备在夹取不同重量的物体时保持稳定,无需较大的配重块704,更加省力,且当设备未进行夹取工作时,配重块704可向内侧移动,从而使配重块704的重量均匀分散在机器人车体1的四周,使其移动更加省力且稳定,不会侧偏。
一种可稳定搬运的搬运机器人的搬运方法,包括以下步骤:
S1、进行夹取时,第一输出电机402与第二输出电机403同步启动,第一输出电机402与第二输出电机403启动同步带动第一输出轴413与第二输出轴415进行转动,第一输出轴413与第二输出轴415转动时带动输出齿轮414转动,输出齿轮414转动时带动输出板412向外侧进行转动,输出板412向外侧转动时,带动移动板411向外侧移动,移动板411向外移动时带动连接板408转动,通过连接板408的限制使得夹持杆406保持竖直位置水平带动夹持爪405移动,开合的夹持爪405位于圆柱原料9的两侧,第一输出电机402与第二输出电机403反转,从而舒蝶夹持爪405向内闭合,从而夹起圆柱原料9;
S2、当圆柱原料9两侧的重量不同时,圆柱原料9会进行倾斜,此时圆柱原料9向上倾斜的一侧会触发检测块603向上移动,检测块603向上移动带动检测套筒602向上移动,检测套筒602向上移动时向上压压力感受器606,此时压力感受器606可检测到圆柱原料9向上时所施加的力,并通过控制中心2进行计算;
S3、通过控制中心2计算后,电磁铁508根据计算结果进行通电,此时电磁铁508与永磁铁507之间产生磁斥力,从而使得永磁铁507带动顶杆504向下移动,顶杆504向下移动带动平衡块503向下移动,平衡块503向下移动将向上倾斜的圆柱原料9按压向下,从而保持圆柱原料9水平,方便进行平稳移动;
S4、当搬运的物体较重时,通过转动电机702启动带动螺纹杆703转动,螺纹杆703转动带动配重块704向两侧进行移动,根据杠杆定律,此时能够保持两侧平衡,当搬运较轻物体时,配重块704向内侧移动,当不进行搬运时,将配重块704位于中间位置,从而使得配重块704的重量均匀分布于四周,保持其更加平衡与稳定的进行移动。
最后应说明的几点是:首先,在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“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,则相对位置关系可能发生改变;
其次:本发明公开实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计,在不冲突情况下,本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合;
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可稳定搬运的搬运机器人,包括机器人车体(1),其特征在于,还包括:
控制中心(2):所述控制中心(2)的底端和所述机器人车体(1)顶端的一侧固定连接;
连接机械臂(3):所述连接机械臂(3)的底端和所述控制中心(2)的顶端固定连接;
夹持机构(4):所述夹持机构(4)的顶端和所述连接机械臂(3)远离控制中心(2)的底端固定连接;
平衡机构(5):所述平衡机构(5)的侧面和所述夹持机构(4)的侧面固定连接;
检测机构(6):所述检测机构(6)的侧面和所述夹持机构(4)的侧面固定连接;
配重机构(7):所述配重机构(7)的底端和所机器人车体(1)远离控制中心(2)的顶端固定连接;
圆柱原料(9):所述圆柱原料(9)的侧面和所述平衡机构(5)的活动连接;
其中所述夹持机构(4)的两侧中部固定连接有平衡连块(501),所述平衡连块(501)的底端固定连接有固定套筒(502),所述固定套筒(502)的内侧活动连接有顶杆(504),所述顶杆(504)的底端固定连接有平衡块(503),所述平衡连块(501)的底端固定连接有电磁铁(508),所述固定套筒(502)内侧的顶端开设有安装孔,所述固定套筒(502)的安装孔内活动连接有永磁铁(507)。
2.根据权利要求1所述的一种可稳定搬运的搬运机器人,其特征在于:所述固定套筒(502)的底端开设有限位槽,所述固定套筒(502)的限位槽内活动连接有支撑弹簧(506),所述支撑弹簧(506)的顶端固定连接有限位板(505),所述限位板(505)位于固定套筒(502)的限位槽内,所述平衡块(503)的底端与圆柱原料(9)的侧面活动连接。
3.根据权利要求1所述的一种可稳定搬运的搬运机器人,其特征在于:所述夹持机构(4)两侧的底端固定连接有检测连板(601),所述检测连板(601)的底端固定连接有限位轴(604),所述限位轴(604)的侧面活动连接有检测套筒(602),所述检测套筒(602)的底端与圆柱原料(9)的侧面活动连接,所述限位轴(604)的底端固定连接有承受块(605),所述承受块(605)的底端固定连接有压力感受器(606),所述检测套筒(602)的顶端开设有限位槽,所述承受块(605)位于检测套筒(602)的限位槽内。
4.根据权利要求1所述的一种可稳定搬运的搬运机器人,其特征在于:所述连接机械臂(3)底端远离控制中心(2)的一侧固定连接有连接外壳(401),所述连接外壳(401)一侧固定连接有第一输出电机(402),所述连接外壳(401)的另一侧固定连接有第二输出电机(403),所述连接外壳(401)与第一输出电机(402)的外侧均固定连接有电机外壳(404),所述第一输出电机(402)的输出轴固定连接有第一输出轴(413),所述第二输出电机(403)的输出轴固定连接有第二输出轴(415),所述第一输出轴(413)与第二输出轴(415)的侧面固定固定连接有输出齿轮(414),所述输出齿轮(414)相互啮合,所述第一输出电机(402)与第二输出电机(403)保持同步反向转动。
5.根据权利要求4所述的一种可稳定搬运的搬运机器人,其特征在于:所述第一输出轴(413)的底端固定连接有输出板(412),所述输出板(412)的底端活动连接有移动板(411),所述移动板(411)的底端固定连接有夹持杆(406),所述夹持杆(406)的底端固定连接有夹持爪(405),所述夹持杆(406)的顶端活动连接有连接板(408),所述连接板(408)的顶端固定连接有连接套筒(409),所述连接套筒(409)的内侧活动连接有固定轴(410),所述固定轴(410)的侧面固定连接有安装板,所述安装板位于连接外壳(401)的内部且与连接外壳(401)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种可稳定搬运的搬运机器人,其特征在于:所述连接外壳(401)的底端设为等腰梯形,所述连接外壳(401)底端等腰梯形的顶端与输出板(412)侧面的中部处于同一水平面。
7.根据权利要求1所述的一种可稳定搬运的搬运机器人,其特征在于:所述机器人车体(1)靠近夹持机构(4)侧面的底端固定连接有传感器(8),所述传感器(8)的数量为四个,四个所述传感器(8)均匀分布于机器人车体(1)的侧面。
8.根据权利要求1所述的一种可稳定搬运的搬运机器人,其特征在于:所述机器人车体(1)顶端远离控制中心(2)的一侧固定连接有配重箱(701),所述配重箱(701)的侧面固定连接有转动电机(702),所述转动电机(702)的输出轴固定连接有螺纹杆(703),所述螺纹杆(703)的侧面螺纹连接有配重块(704),所述配重箱(701)的顶端开设有滑槽,所述配重块(704)位于配重箱(701)的滑槽内,所述配重箱(701)滑槽的两侧固定连接有限位杆(705),所述限位杆(705)的侧面与配重块(704)的内侧活动连接。
9.一种可稳定搬运的搬运机器人的搬运方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、进行夹取时,第一输出电机(402)与第二输出电机(403)同步启动,第一输出电机(402)与第二输出电机(403)启动同步带动第一输出轴(413)与第二输出轴(415)进行转动,第一输出轴(413)与第二输出轴(415)转动时带动输出齿轮(414)转动,输出齿轮(414)转动时带动输出板(412)向外侧进行转动,输出板(412)向外侧转动时,带动移动板(411)向外侧移动,移动板(411)向外移动时带动连接板(408)转动,通过连接板(408)的限制使得夹持杆(406)保持竖直位置水平带动夹持爪(405)移动,开合的夹持爪(405)位于圆柱原料(9)的两侧,第一输出电机(402)与第二输出电机(403)反转,从而舒蝶夹持爪(405)向内闭合,从而夹起圆柱原料(9);
S2、当圆柱原料(9)两侧的重量不同时,圆柱原料(9)会进行倾斜,此时圆柱原料(9)向上倾斜的一侧会触发检测块(603)向上移动,检测块(603)向上移动带动检测套筒(602)向上移动,检测套筒(602)向上移动时向上压压力感受器(606),此时压力感受器(606)可检测到圆柱原料(9)向上时所施加的力,并通过控制中心(2)进行计算;
S3、通过控制中心(2)计算后,电磁铁(508)根据计算结果进行通电,此时电磁铁(508)与永磁铁(507)之间产生磁斥力,从而使得永磁铁(507)带动顶杆(504)向下移动,顶杆(504)向下移动带动平衡块(503)向下移动,平衡块(503)向下移动将向上倾斜的圆柱原料(9)按压向下,从而保持圆柱原料(9)水平,方便进行平稳移动;
S4、当搬运的物体较重时,通过转动电机(702)启动带动螺纹杆(703)转动,螺纹杆(703)转动带动配重块(704)向两侧进行移动,根据杠杆定律,此时能够保持两侧平衡,当搬运较轻物体时,配重块(704)向内侧移动,当不进行搬运时,将配重块(704)位于中间位置,从而使得配重块(704)的重量均匀分布于四周,保持其更加平衡与稳定的进行移动。
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