CN114600632A - 一种具有柔性刀具的割草船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有柔性刀具的割草船，包括：船体；以及转轴，转轴设置于船体上；以及刀具，刀具与转轴的第一自由端连接，使刀具在其所在的水平面和竖直面上可产生自由摆幅；以及推力弹性组件，推力弹性组件的一端与转轴的第二自由端连接，另一端与刀具连接，用于向刀具提供推力，使刀具对抗水的浮力。本发明公开的割草船，其刀具在水平面上和竖直面上均具有缓冲的空间，在碰到硬物时，不会损坏刀具，因此不需要频繁的更换刀具，可以节省割草成本，提高割草效率；同时将刀具设置为燕尾结构，使刀刃对水草产生的剪切力是连续的，从而可以轻易的斩断水草，即使得割草船在割断相同数量的水草时，可以提供更小的动力。

Description

一种具有柔性刀具的割草船

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，具体为一种具有柔性刀具的割草船。

背景技术

水草，也称为水生植物，一般指可以生长在水中的草本植物。水生植物在生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面。水生植物是湖泊中的重要初级生产者，对维持清水稳态具有重要作用，常常在生态修复中被用于稳态转化，具有重要的应用价值。

但是到每年的七八月份，随着气温的升高，水草的繁殖开始过度，并逐步的进入衰败期，开始慢慢的凋落腐烂，助长各种藻类、微生物的生长，并逐渐的影响水质，甚至严重威胁湖水的生态即周边的环境，这不利于生态环境的保护。

基于此，国内外研发了割草船来处理过度繁殖的水草，但是现有的割草船具有一定的缺陷：现有割草船所使用的刀具是完全固定于船体上的，具有很强的刚性，在使用过程中，如果碰到硬物，很容易损坏刀具，然而刀具的造价成本较高，因此频繁的更换刀具带来了不小的经济损失，同时频繁的更换刀具也降低了割草效率。

因此，本发明提供一种具有柔性刀具的割草船，用以解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有柔性刀具的割草船，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有柔性刀具的割草船，包括：船体；以及转轴，转轴设置于船体上；以及刀具，刀具与转轴的第一自由端连接，使刀具在其所在的水平面和竖直面上可产生自由摆幅；以及推力弹性组件，推力弹性组件的一端与转轴的第二自由端连接，另一端与刀具连接，用于向刀具提供推力，使刀具对抗水的浮力。本割草船使刀具在其所在的水平面和竖直面上均可产生自由摆幅，即刀具可随着转轴发生水平面上的自由转动，也可以以第一自由端为轴心发生竖直面上的自由转动，从而使刀具获得缓冲空间，避免刀具在碰到硬物或在船体转弯时被损坏，同时设置推力弹性组件还可使刀具在具有缓冲空间的同时，还需要具有相当的稳定性，进而对水草产生相对稳定的剪切力。

优选的，转轴包括有：管轴，管轴固定连接于船体上；以及杆件，杆件位于管轴内，可相对于管轴转动，且杆件的两端延伸至管轴外，杆件的一端为转轴的第一自由端，与刀具铰接，杆件的另一端为转轴的第二自由端，与推力弹性组件铰接。转轴的结构简单，可使刀具获得缓冲空间。

优选的，管轴包括有设置于其侧壁上的腰型通孔；杆件包括有设置于其侧壁上的限位凸；限位凸位于腰型通孔内。腰型通孔和限位凸对刀具在水平面上的摆动幅度做了一定的限制，使刀具不会发生碰撞。

优选的，刀具包括有：主刀，主刀在其延伸方向上的一端与转轴的第一自由端铰接，主刀的中部与推力弹性组件的一端铰接；以及辅刀，辅刀包括有相互张角设置的第一辅刀和第二辅刀，辅刀还包括有连接第一辅刀和第二辅刀的辅刀刀头，辅刀刀头与主刀的另一端连接。主刀可以将缠绕于刀具上的水草割除，避免水草影响船体的行驶和割草效率；相互张角设置的第一辅刀和第二辅刀会对水草产生连续的剪切力，如此可使割草效率显著提升。

优选的，主刀还包括有主刀接头，主刀接头与主刀固定连接；辅刀还包括有辅刀接头，辅刀接头与辅刀刀头固定连接；主刀接头与辅刀接头之间通过轴销连接，并通过C型卡簧止转。该连接方式可方便主刀与辅刀拆卸和连接。

优选的，主刀还包括有位于其刀身侧部的主刀夹板，主刀夹板与主刀固定连接；第一辅刀还包括有位于其刀身侧部的第一辅刀夹板，第一辅刀夹板与第一辅刀固定连接；第二辅刀还包括有位于其刀身侧部的第二辅刀夹板，第二辅刀夹板与第二辅刀固定连接。主刀夹板可增加主刀的强度，避免主刀被损坏，同时为主刀提供一定的浮力，第一辅刀夹板同理可增加第一辅刀的强度，避免第一辅刀被损坏，同时为第一辅刀提供一定的浮力，第二辅刀夹板同理可增加第二辅刀的强度，避免第二辅刀被损坏，同时为第二辅刀提供一定的浮力。

优选的，主刀还包括有主刀刀刃，主刀刀刃的朝向垂直于水平面；第一辅刀还包括有第一辅刀刀刃，第一辅刀刀刃的朝向平行于水平面；第二辅刀还包括有第二辅刀刀刃，第二辅刀刀刃的朝向平行于水平面。

优选的，第一辅刀与第二辅刀之间的张角大小为30°～100°，该张角大小可以显著的提高切割效率。

优选的，船体包括后端面，转轴固定于后端面上；割草船还包括：拉绳，拉绳的一端连接刀具，用于对刀具加载向上的拉力；和/或支撑体，支撑体置于割草船上，用于支撑拉绳的中部；以及动力组件，动力组件的输出端连接拉绳的另一端，用于对拉绳提供拉力载荷。刀具收刀时，拉绳用于对刀具提供拉紧力，使刀具稳定在收起位置；

优选的，支撑体包括：第一支架和第一滑轮，第一支架固定于割草船上，向竖直方向延伸，第一滑轮设置于第一支架上，拉绳中部搭接于第一滑轮上；和/或，第二支架和第二滑轮，第二支架固定于割草船上，向水平方向延伸，第二滑轮设置于第二支架上，拉绳中部搭接于第二滑轮上；

优选的，船体包括侧部面，转轴固定于侧部面上。如此可将刀具收于船体侧部。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本发明公开的割草船，利用转轴与刀具铰接的方式，使刀具另一方面在水平面和竖直面上均具有缓冲空间，在割草过程中，当刀具另一方面与硬物相撞时，可利用缓冲空间避开硬物，进而避免产生较大的冲击力，同时在船体另一方面在转弯时，可利用缓冲空间跟随船体另一方面的轨迹，也不会因为惯性作用损坏刀具另一方面，使刀具另一方面可保持较长的寿命，同时无需频繁更换刀具，降低了割草成本，提高了割草效率；

同时，本发明公开的割草船，设置了推力弹性组件另一方面，即利用气缸对刀具产生推力，使刀具另一方面在割草过程中，在具有缓冲空间的同时，还具有相当的稳定性，可以对水草产生相对稳定的剪切力，从而保证了割草动作的持续性；

再者，本发明公开的割草船，将刀具设置为主刀和辅刀的分体式结构，使主刀一方面作为杆件，可以使辅刀进入水草深处，增加割草效率，另一方面，主刀的刀刃可以割断缠绕于主刀上的水草，避免水草影响船体的行驶和割草效率；将辅刀设置为呈夹角的燕尾结构，使辅刀与水草相遇时，对水草产生连续的剪切力，使水草可以被轻易割断，进而提高了割草效率；

还有，本发明公开的割草船，本发明公开的割草船还设置了拉绳、支撑体和动力组件，当需要将刀具收起时，可以将刀具稳定在收起位置。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例1中一种具有柔性刀具的割草船的立体图；

图2是本发明实施例1中转轴的爆炸图；

图3是本发明实施例1中刀具的立体图；

图4是本发明实施例1中刀具在A处的细节图；

图5是本发明实施例2中一种具有柔性刀具的割草船的立体图；

图中：

船体1，后端面11，侧部面12；

转轴2，管轴21，腰型通孔211，杆件22，限位凸221；

刀具3，主刀31,主刀接头311，主刀夹板312，主刀刀刃313，辅刀32，第一辅刀321，第一辅刀夹板3211，第一辅刀刀刃3212，第二辅刀322，第二辅刀夹板3221，第二辅刀刀刃3222，辅刀刀头323，辅刀接头324，轴销33，C型卡簧34，挂钩35；

推力弹性组件4；

拉绳5；

支撑体6，第一支架61，第一滑轮62，第二支架63，第二滑轮64；

动力组件7。

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。

实施例1：本实施例1提供一种具有柔性刀具的割草船的一种方案，以解决现有技术中割草船容易被水草缠绕，导致割草效率急剧下降的缺陷。

具体的，如图1，本割草船首先包括有船体1，在本实施例中，船体1优选为快艇，作为割草的主体结构，同时船体1上设置有推进器，作为船体1的动力来源，进而作为割草的动力来源。

进一步的，如图1，本割草船还包括有转轴2，转轴2的固定端固定于船体1上，将船体1与水面接触的平面定义为水平面，则与水平面垂直的方向为竖直方向，在本实施例中，转轴2优选的延伸方向为竖直方向，且转轴2的数量优选为两个，并列设置于船体1的后端面11上，在其它实施例中，转轴2的延伸方向与数量也可视实际情况而定。

进一步的，如图1，本割草船还包括有刀具3，刀具3为两端延伸的结构，其延伸方向与船体1的延伸方向相同，且刀具3的位置低于船体1的底部，在船体1的带动作用下对水草产生剪切力，将水草割断；

进一步的，考虑到在割草过程中，刀具3在船体1的带动作用下具有较大的冲击力，如果刀具3与硬物相撞会损坏刀具3本身，再者船体1在转弯时，由于刀具3是延伸的长条状结构，在惯性作用下，刀具3随之转弯会产生较大的阻力，也具有损坏风险，因此设置刀具3在水平面和竖直面上均具有缓冲空间，具体的，设置了刀具3与转轴2的第一自由端铰接，使刀具3在其所在的水平面和竖直面上均可产生自由摆幅，即刀具3可随着转轴2发生水平面上的自由转动，也可以以第一自由端为轴心发生竖直面上的自由转动，从而使刀具3获得缓冲空间，避免刀具3被损坏；在本实施例中，如图1，刀具3的数量优选为两个，且与转轴2一一对应，在其它实施例中，刀具3的数量随着转轴2的数量变化。

进一步的，考虑到刀具3在割草过程中，需要对水草产生相对稳定的剪切力，因此刀具3在具有缓冲空间的同时，还需要具有相当的稳定性，基于此，如图1，本割草船还包括有推力弹性组件4，其中推力弹性组件4的一端与转轴2的第二自由端连接，推力弹性组件4的另一端与刀具3连接，利用推力弹性组件4对刀具3产生推力，从而保证割草时刀具3可以对抗水的浮力，始终位于水面以下，同时推力弹性组件4的弹性作用使刀具3在其所在的竖直面上可产生自由摆幅，从而避免了刀具3在碰到硬物时不会被损坏；在本实施例中，推力弹性组件4优选为气缸，气缸的固定端与转轴2的第二自由端连接，气缸的输出端与刀具3连接，且气缸的数量优选为两个，与转轴2一一对应，在其它实施例中，气缸的数量随着转轴2的数量变化。

进一步的，如图2，转轴2的结构具体为：包括有管轴21，还包括有连接板，其中连接板通过螺钉固定于船体1的后端面11上，管轴21的轴向侧壁焊接于连接板上；还包括有杆件22，杆件22位于管轴21内，可相对于管轴21转动，且杆件22的两端延伸至管轴21外，杆件22的一端为转轴2的第一自由端，与刀具3铰接，杆件22的另一端为转轴2的第二自由端，与推力弹性组件4铰接。

进一步的，一般情况下，刀具3在水平面上的摆动会随着船体1的走向，因此无需对刀具3在水平面上的摆幅做过多稳定性的限制，但是如果刀具3在水平面上的摆幅过大，两个刀具3会发生碰撞，因此，需要对刀具3在水平面上的摆动幅度做一定限制；基于此，如图2，管轴21包括有设置于其侧壁上的腰型通孔211，腰型通孔211的延伸方向与管轴21的轴向垂直，杆件22包括有设置于其侧壁上的限位凸221，限位凸221具体为固定于销轴杆件22上的轴销，其位于腰型通孔211内，当刀具3随着杆件22转动时，限位凸221与腰型通孔211限制其转动角度。

进一步的，如图3，刀具3具体包括有主刀31，主刀31在其延伸方向上的一端与转轴2的第一自由端铰接，主刀31的中部与推力弹性组件4的一端铰接，在割草过程中，主刀31一方面作为杆件，使辅刀32进入水草深处，增加割草效率，另一方面，如果水草缠绕于主刀31上，会影响船体1的行驶和割草效率，主刀31的刀刃可以解决该缺陷；

进一步的，如图3，刀具3还包括有辅刀32，辅刀32包括有相互张角设置的第一辅刀321和第二辅刀322，且该张角的中线与主刀31的轴线重合，即辅刀32与船体1的行驶方向呈夹角设置，如此当辅刀32与水草相遇时，会对水草产生连续的剪切力，如此可使割草效率显著提升；

进一步的，如图3，辅刀32还包括有连接第一辅刀321和第二辅刀322的辅刀刀头323，其中第一辅刀321和第二辅刀322分别与辅刀刀头323之间通过螺钉和螺帽连接，且辅刀刀头323与主刀31的另一端固定连接。

进一步的，如图4，主刀31与辅刀32之间的连接方式为：主刀31还包括有主刀接头311，其中主刀接头311与主刀31通过螺钉螺帽固定连接；辅刀32还包括有辅刀接头324，辅刀接头324与辅刀刀头323通过螺钉螺帽固定连接；主刀接头311与辅刀接头324之间通过轴销33连接，并通过C型卡簧34止转。

进一步的，为了进一步的避免主刀31和辅刀32被损坏，考虑增加主刀31和辅刀32的强度，具体的，如图3，主刀31还包括有两个主刀夹板312，两个主刀夹板312分别位于主刀31刀身的两侧，与主刀31之间通过螺钉螺帽固定连接，用于加强主刀31的强度，同时为主刀31提供一定的浮力；具体的，第一辅刀321还包括有两个第一辅刀夹板3211，两个第一辅刀夹板3211分别位于第一辅刀321刀身的两侧，与第一辅刀321之间通过螺钉螺帽固定连接，用于加强第一辅刀321的强度，同时为第一辅刀321提供一定的浮力；具体的，第二辅刀322还包括有两个第二辅刀夹板3221，两个第二辅刀夹板3221分别位于第二辅刀322刀身的两侧，与第二辅刀322之间通过螺钉螺帽固定连接，在其它实施例中，主刀夹板312的数量、主刀夹板312与主刀31的连接关系也可视情况而定，第一辅刀夹板3211的数量、第一辅刀夹板3211与第一辅刀321的连接关系也可视情况而定，第二辅刀夹板3221的数量、第二辅刀夹板3221与第二辅刀322的连接关系也可视情况而定。

进一步的，如图3，主刀31还包括有主刀刀刃313，主刀刀刃313的朝向垂直于水平面，用于割断缠绕于主刀31上的水草，在本实施例中，考虑到收刀安全的问题，使主刀刀刃313优选为指向水平面向下；

进一步的，如图3，第一辅刀321还包括有第一辅刀刀刃3212，第一辅刀刀刃3212的朝向平行于水平面，且第一辅刀刀刃3212有两个，分别位于第一辅刀321的两侧，用以提高切割效率；第二辅刀322还包括有第二辅刀刀刃3222，第二辅刀刀刃3222的朝向平行于水平面，且且第二辅刀刀刃3222有两个，分别位于第二辅刀322的两侧，用以提高切割效率；

进一步的，经过反复的实验发现，第一辅刀321与第二辅刀322之间的张角大小为30°～100°之间时，切割效率较高，在本实施例中，第一辅刀321与第二辅刀322之间的张角大小优选为60°～90°。

进一步的，当割草动作执行完毕后，需要将刀具3收起，使刀具3露出水面，使刀具3露出水面的动力可由推力弹性组件4提供，但是由于推力弹性组件4为气缸，其缓冲弹力较大，在水体的作用下，气缸不能使刀具3稳定在收起位置，基于此，如图1，本割草船还包括有拉绳5，拉绳5的一端连接刀具3，优选的，刀具3上设置有挂钩35，挂钩35用于连接拉绳5的该端，用于对刀具3加载向上的拉力，还包括有支撑体6，支撑体6固定于割草船上，用于支撑拉绳5的中部，还包括有动力组件7，动力组件7的输出端连接拉绳5的另一端，用于对拉绳5提供拉力载荷，其中动力组件7优选为电机，电机的输出端连接有转轮，拉绳5的另一端绕接于转轮上，需要将刀具3收起时，启动电机，使转轮收紧拉绳5即可。

进一步的，如图1，支撑体6包括第一支架61和第一滑轮62，第一支架61固定于割草船上，向竖直方向延伸，第一滑轮62设置于第一支架61上，拉绳5中部搭接于第一滑轮62上；还包括有第二支架63和第二滑轮64，第二支架63固定于割草船上，向水平方向延伸，第二滑轮64设置于第二支架63上，拉绳5中部搭接于第二滑轮64上；其中第一滑轮62和第二滑轮64用于辅助拉绳5的收紧动作。

实施例2：本实施例2提供一种具有柔性刀具的割草船的另一种方案，同样解决现有技术中割草船容易被水草缠绕，导致割草效率急剧下降的缺陷。

其中，如图5，实施例2与实施例1的区别是：船体1包括侧部面12，转轴2固定于侧部面12上，且本割草船不包括拉绳5、支撑体6、和动力组件7，如此，需要将刀具3收起时，可将刀具3上的辅刀32卸下置于船体1内，并使主刀31在水平面上转动，使主刀31并拢在侧部面12上即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于，包括：

船体(1)；

以及转轴(2)，所述转轴(2)设置于所述船体(1)上；

以及刀具(3)，所述刀具(3)与所述转轴(2)的第一自由端连接，使所述刀具(3)在其所在的水平面和竖直面上可产生自由摆幅；

以及推力弹性组件(4)，所述推力弹性组件(4)的一端与所述转轴(2)的第二自由端连接，另一端与所述刀具(3)连接，用于向所述刀具(3)提供推力，使刀具(3)对抗水的浮力。

2.根据权利要求1所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于，所述转轴(2)包括有：

管轴(21)，所述管轴(21)固定连接于所述船体(1)上；

以及杆件(22)，所述杆件(22)位于所述管轴(21)内，可相对于所述管轴(21)转动，且所述杆件(22)的两端延伸至所述管轴(21)外，所述杆件(22)的一端为所述转轴(2)的第一自由端，与所述刀具(3)铰接，所述杆件(22)的另一端为所述转轴(2)的第二自由端，与所述推力弹性组件(4)铰接。

3.根据权利要求2所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于：

所述管轴(21)包括有设置于其侧壁上的腰型通孔(211)；

所述杆件(22)包括有设置于其侧壁上的限位凸(221)；

所述限位凸(221)位于所述腰型通孔(211)内。

4.根据权利要求1所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于，所述刀具(3)包括有：

主刀(31)，所述主刀(31)在其延伸方向上的一端与所述转轴(2)的第一自由端铰接，所述主刀(31)的中部与所述推力弹性组件(4)的一端铰接；

以及辅刀(32)，所述辅刀(32)包括有相互张角设置的第一辅刀(321)和第二辅刀(322)，所述辅刀(32)还包括有连接所述第一辅刀(321)和所述第二辅刀(322)的辅刀刀头(323)，所述辅刀刀头(323)与所述主刀(31)的另一端连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于：

所述主刀(31)还包括有主刀接头(311)，所述主刀接头(311)与所述主刀(31)固定连接；

所述辅刀(32)还包括有辅刀(32)接头，所述辅刀(32)接头与所述辅刀刀头(323)固定连接；

所述主刀接头(311)与所述辅刀(32)接头之间通过轴销(33)连接，并通过C型卡簧(34)止转。

6.根据权利要求4所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于：

所述主刀(31)还包括有位于其刀身侧部的主刀夹板(312)，所述主刀夹板(312)与所述主刀(31)固定连接；

所述第一辅刀(321)还包括有位于其刀身侧部的第一辅刀夹板(3211)，所述第一辅刀夹板(3211)与所述第一辅刀(321)固定连接；

所述第二辅刀(322)还包括有位于其刀身侧部的第二辅刀夹板(3221)，所述第二辅刀夹板(3221)与所述第二辅刀(322)固定连接。

7.根据权利要求4所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于：

所述主刀(31)还包括有主刀刀刃(313)，所述主刀刀刃(313)的朝向垂直于水平面；

所述第一辅刀(321)还包括有第一辅刀刀刃(3212)，所述第一辅刀刀刃(3212)的朝向平行于水平面；

所述第二辅刀(322)还包括有第二辅刀刀刃(3222)，所述第二辅刀刀刃(3222)的朝向平行于水平面；

所述第一辅刀(321)与所述第二辅刀(322)之间的张角大小为30°～100°。

8.根据权利要求1～7任意一条所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于：所述船体(1)包括后端面(11)，所述转轴(2)固定于所述后端面(11)上；所述割草船还包括：

拉绳(5)，所述拉绳(5)的一端连接所述刀具(3)，用于对所述刀具(3)加载向上的拉力；

和/或支撑体(6)，所述支撑体(6)置于所述割草船上，用于支撑所述拉绳(5)的中部；

以及动力组件(7)，所述动力组件(7)的输出端连接所述拉绳(5)的另一端，用于为所述拉绳(5)提供拉力载荷。

9.根据权利要求8所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于，所述支撑体(6)包括：

第一支架(61)和第一滑轮(62)，所述第一支架(61)固定于所述割草船上，向竖直方向延伸，所述第一滑轮(62)设置于所述第一支架(61)上，所述拉绳(5)中部搭接于所述第一滑轮(62)上；

和/或，第二支架(63)和第二滑轮(64)，所述第二支架(63)固定于所述割草船上，向水平方向延伸，所述第二滑轮(64)设置于所述第二支架(63)上，所述拉绳(5)中部搭接于所述第二滑轮(64)上。

10.根据权利要求1～7任意一条所述的一种具有柔性刀具的割草船，其特征在于：所述船体(1)包括侧部面(12)，所述转轴(2)固定于所述侧部面(12)上。

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