CN114954200B - 电力运检用智能移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力运检用智能移动平台，包括行走装置和巡检无人机，巡检无人机上设有多个激光发射器；行走装置包括：车体；导航组件设于车体，并与巡检无人机通讯连接；停机平台可转动地设于车体，停机平台上对应激光发射器设有多个信号接收器；以及充电组件，用于对巡检无人机充电。本发明提供了一种移动式车体和巡检无人机协同作业模式，能够节省了巡检无人机中间路程和返航路程的耗电量，巡检无人机充电时返航距离短，能够将更多的电量用于飞行巡视，提高了有效工作时间。车体通过充电组件为巡检无人机充电续航，能够延长无人机的工作时间，能够满足厂区内大范围、长时间的运检巡视作业。

Description

电力运检用智能移动平台

技术领域

本发明属于电力运检技术领域，具体涉及一种电力运检用智能移动平台。

背景技术

电力运维检测简称电力运检，是对电力设备的运行状况进行监测，获取设备的状态信息的过程。其目的是了解设备状态，及时发现设备故障，保障电力系统安全、稳定运行。

随着机器人和无人机技术的逐渐成熟，自动化巡检模式越来越多地应用于电力运检工作中。在对设备进行运检工作时，采用无人机对架线杆塔、信号塔等较高的设备进行巡视。采用地面移动机器人对地面的配电柜、设备箱等装置进行巡视。然而，现有技术中，无人机的续航时间受限于电池体积，难以支撑其对整个厂区范围进行巡视，且无人机在飞行过程中需要保留用于返航的电量，进一步缩短了无人机的有效工作时间(无人机飞行过程中用于设备巡视的时间)，难以适用于在厂区内进行长期、大范围的运检作业。

发明内容

本发明提供一种电力运检用智能移动平台，旨在解决现有技术中的巡检无人机在进行电力运检时有效工作时间短，难以适用于在厂区内进行长期、大范围的运检作业的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种电力运检用智能移动平台，包括巡检无人机和能够运载所述巡检无人机的行走装置，所述巡检无人机上设有多个激光发射器，所述激光发射器用于发射竖直向下的激光信号；所述行走装置包括：车体；导航组件，设于所述车体，并与所述巡检无人机通讯连接；停机平台，可转动地设于所述车体，所述停机平台上对应所述激光发射器设有多个信号接收器，所述信号接收器用于接收所述激光发射器的信号，所述停机平台用于承载所述巡检无人机；以及充电组件，设于所述停机平台，且当所述信号接收器和所述激光发射器的位置相对应设置时，所述充电组件的输出口和所述巡检无人机的充电口相对应。

在一种可能的实现方式中，所述停机平台包括：旋转台，绕竖直方向的轴线可转动地设于所述车体，所述导航组件、所述信号接收器和所述充电组件分别设于所述旋转台；吸附组件，设于所述旋转台，用于对所述巡检无人机吸附固定；以及旋转驱动组件，设于所述车体，与所述信号接收器电连接，所述旋转驱动组件用于驱动所述旋转台旋转。

在一种可能的实现方式中，所述巡检无人机底部设有多个支腿，且所述支腿底部均设有磁吸块；所述吸附组件包括设于所述旋转台的多个第一电磁铁，当所述充电组件的输出口和所述巡检无人机的充电口在竖直方向上相对应时，所述第一电磁铁和所述支腿相对应。

在一种可能的实现方式中，所述停机平台上表面开设有容纳槽，所述充电组件包括：蓄电池，设于所述车体；充电板，设于所述容纳槽底部，与所述蓄电池电连接，所述充电板具有用于与所述巡检无人机的充电口连接的电极柱；防尘板，设于所述充电板上方，且与所述容纳槽内壁滑动配合，所述防尘板开设有供所述电极柱穿过的充电孔，在非充电状态下，所述电极柱容置于所述充电孔内；以及第一弹性组件，设于所述充电板和防尘板之间，且被配置有使所述防尘板向上滑动的预紧力。

在一种可能的实现方式中，所述充电孔的内壁设有柔性防尘条，多个所述柔性防尘条沿周向覆盖所述充电孔的径向设置，且覆盖于所述充电孔的孔径范围，在非充电状态下，所述柔性防尘条形成的保护屏障位于所述电极柱上方。

在一种可能的实现方式中，所述防尘板上表面设有与所述充电孔连通的滑槽；所述充电组件还包括开关组件，所述开关组件包括：滑块，滑动设于所述滑槽，具有封闭所述充电孔的第一位置，和开启所述充电孔的第二位置；以及控制组件，设于所述防尘板，用于控制所述滑块在第一位置和第二位置之间切换。

在一种可能的实现方式中，所述控制组件包括：永磁铁，设于所述滑块；第二电磁铁，设于所述防尘板，所述第二电磁铁通电后产生磁力作用于所述永磁铁，使所述滑块由第一位置切换至第二位置；以及第二弹性组件，设于所述滑槽的侧壁和滑块之间，且被配置有使所述滑块由第二位置向第一位置移动的预紧力。

在一种可能的实现方式中，所述滑块上表面沿第一位置和第二位置的连线方向开设有避让孔和收集槽，当所述滑块处于第一位置时，所述收集槽和所述电极柱在上下方向对应，当所述滑块处于第二位置时，所述避让孔和所述电极柱在上下方向对应。

在一种可能的实现方式中，所述滑槽上方设有上盖板，所述上盖板与所述防尘板连接，并开设有供所述电极柱穿过的通孔。

在一种可能的实现方式中，所述车体开设有开口朝上的容置槽，所述电力运检用智能移动平台还包括升降巡检组件，所述升降巡检组件沿上下方向可伸缩地设于所述容置槽内，所述升降巡检组件收缩后的高度低于所述停机平台的上表面。

与现有技术相比，本发明提供的电力运检用智能移动平台的有益效果在于：

本发明提供了一种移动式车体和巡检无人机协同作业模式，在到达巡检目的地前，可以由车体载运巡检无人机移动至目的地，节省了巡检无人机中间路程的耗电量。在巡检无人机进行高空作业时，车体携带充电组件在地面移动，通过导航组件与巡检无人机通讯连接，与巡检无人机保持在适当距离范围内，巡检无人机充电时返航距离短，能够将更多的电量用于飞行巡视，提高了有效工作时间。车体通过充电组件为巡检无人机充电续航，能够延长无人机的工作时间，能够满足厂区内大范围、长时间的运检作业。

本发明中停机平台可转动地设置在车体上，当巡检无人机飞行至停机平台的上方并悬停后，停机平台转动以调整自身角度，在停机平台转动过程中依靠激光发射器和信号接收机进行位置对正，保证无人机降落后能够与充电组件顺利对接进行充电。对接精度高，能够使巡检无人机自动充电，实现巡检无人机长时间不间断巡检作业。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电力运检用智能移动平台的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的电力运检用智能移动平台的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的电力运检用智能移动平台中升降巡检组件上升时的结构示意图。

图4本发明实施例中停机平台和充电组件的内部剖视图；

图5为图4中A部的局部放大图；

图6本发明实施例中滑块的结构示意图；

图7为本发明实施例中滑块处于第一位置时停机平台和充电组件的结构示意图；

图8为本发明实施例中滑块处于第二位置时停机平台和充电组件的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的电力运检用智能移动平台中巡检无人机的结构示意图。

附图标记说明：

1、电力运检用智能移动平台

10、车体；11、容置槽；

20、停机平台；21、旋转台；22、吸附组件；221、第一电磁铁；23、信号接收器；

30、充电组件；31、充电板；311、电极柱；32、防尘板；321、滑槽；33、第一弹性组件；34、开关组件；341、滑块；3411、避让孔；3412、收集槽；342、永磁铁；343、第二弹性组件；344第二电磁铁、35、上盖板；

40、升降巡检组件；

50、巡检无人机；51、支腿；52、磁吸块；53、无人机电池；54、激光发射器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“固定”、“固设”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元件。当一个元件被认为是“连接于”、“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件被称为“设置于”、“设于”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元件。“多个”指两个及以上数量。“至少一个”指一个及以上数量。“若干”指一个及以上数量。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

请一并参阅图1至图9，下面对本发明实施例提供的电力运检用智能移动平台1进行说明。

请参阅图1、图2和图9，本发明实施例提供一种电力运检用智能移动平台1，包括巡检无人机50和能够运载巡检无人机50的行走装置，巡检无人机50上设有多个激光发射器54，多个激光发射器54按预设方式排布，且发射端均朝下方设置，用于发射竖直向下的激光信号；行走装置包括：车体10；导航组件，设于车体10，并与巡检无人机50通讯连接；停机平台20，可转动地设于车体10，停机平台20上对应激光发射器54设有多个信号接收器23，信号接收器23用于接收激光发射器54的信号，停机平台20用于承载巡检无人机50；以及充电组件30，设于停机平台20，且当信号接收器23和激光发射器54的位置相对应设置，充电组件30的输出口和巡检无人机50的充电口相对应。

本发明实施例中车体10能够在厂区内移动，车体10底部设有移动轮，可以采用发动机、电机等进行驱动。考虑到车体10平稳有利于无人机降落，车体10优选采用电机驱动。导航组件设置在车体10上并与无人机的定位模块通讯连接，能够为无人机返航提供指引，使无人机返回至停机平台20的上方。无人机返航可以采用GPS定位、视觉识别等方式。

本发明实施例中巡检无人机50上设有激光发射器54，当巡检无人机50返航充电时，巡检无人机50返回至停机平台20的上方，并在一定高度悬停，停机平台20开始旋转，直至激光发射器54和信号接收器23一一对应，则表示充电组件30的输出口和巡检无人机50的充电口在竖直方向上对齐，巡检无人机50下降后能够与充电组件30对接充电。

为了提高激光定位的精准度，巡检无人机50返航后悬停在停机平台20上方的高度不宜过大，可以距停机平台20上表面10-50mm。巡检无人机50上还可以设置水平仪，保证激光发射器54的发射端垂直向下。当多个信号接收器23均接收到激光信号时，则表示停机平台20已经完成了对齐。

根据激光发射器54的数量，其排布方式可以是直线型、折线形、三角行、四边形等，对此不作限制。信号接收器23的排布方式与激光发射器54相同。

充电组件30可以通过无线充电或接触式充电的方式对无人机电池53充电，使用者可以根据自身需要进行选择。当采用无线充电时，同样需要保证巡检无人机50降落在充电区域内。需要说明的是，无线充电电能损耗大、成本高、充电功率低，接触式充电的功率普遍高于无线充电，且设备成本更低，考虑到巡检时不宜耗费过多时间在充电上，充电组件30优选采用有线充电的方式。无人机电池53选用锂电池，能量密度大。

本发明实施例提供了一种移动式车体10和巡检无人机50协同作业模式，在到达巡检目的地前，可以由车体10载运巡检无人机50移动至目的地，节省了巡检无人机50中间路程的耗电量。在巡检无人机50进行高空作业时，车体10携带充电组件30在地面移动，通过导航组件与巡检无人机50通讯连接，与巡检无人机50保持在适当距离范围内，巡检无人机50充电时返航距离短，能够将更多的电量用于飞行巡视，提高了有效工作时间。车体10通过充电组件30为巡检无人机50充电续航，能够延长无人机的工作时间，能够满足厂区内大范围、长时间的运检作业。

本发明实施例中停机平台20可转动地设置在车体10上，当巡检无人机50飞行至停机平台20的上方并悬停后，停机平台20转动以调整自身角度，在停机平台20转动过程中依靠激光发射器54和信号接收机进行位置对正，保证无人机降落后能够与充电组件30顺利对接进行充电。对接精度高，能够使巡检无人机50自动充电，实现巡检无人机50长时间不间断巡检作业。

请参阅图1、图4和图7，在一些可能的实施例中，停机平台20包括：旋转台21，绕竖直方向的轴线可转动地设于车体10，导航组件、信号接收器23和充电组件30分别设于旋转台21；吸附组件22，设于旋转台21，用于对巡检无人机50吸附固定；以及旋转驱动组件，设于车体10，与信号接收器23电连接，旋转驱动组件用于驱动旋转台21旋转。

本实施例中旋转驱动组件用于驱动旋转台21旋转，具体可以采用电机直驱、电机和齿轮、电机和皮带等的结构形式。吸附组件22用于在巡检无人机50与充电组件30对正完成后，对巡检无人机50进行吸附，防止巡检无人机50在充电过程中接触不良。

吸附组件22具体可以是磁吸或真空吸附的形式，例如，请参阅图1、图2和图9，在一些可能的实施例中，巡检无人机50底部设有多个支腿51，且支腿51底部均设有磁吸块52；吸附组件22包括设于旋转台21的多个第一电磁铁221，当充电组件30的输出口和巡检无人机50的充电口相对应时，第一电磁铁221和支腿51对应。

本实施例中磁吸块52是铁块或其他能够被磁力吸引的材料。当完成对正后，第一电磁铁221通电对磁吸块52产生向下的吸力，巡检无人机50的充电口被向下吸引过程中与充电组件30对接。

为了避免巡检无人机50下落过程中偏移，第一电磁铁221朝向磁吸块52的一端可以设置导向结构。例如，停机平台20的上表面设有凹坑，凹坑的位置和形状与磁吸块52相对应，第一电磁铁221位于凹坑下方，在巡检无人机50下落过程中凹坑对磁吸块52限位和导向。

请参阅图4，在一些可能的实施例中，停机平台20上表面开设有容纳槽，充电组件30包括：蓄电池，设于车体10；充电板31，设于容纳槽底部，与蓄电池电连接；充电板31具有用于与巡检无人机50的充电口连接的电极柱311；防尘板32，设于充电板31上方，且与容纳槽内壁滑动配合，防尘板32开设有供电极柱311穿过的充电孔，在非充电状态下，电极柱311容置于充电孔内；以及第一弹性组件33，设于充电板31和防尘板32之间，且被配置有使防尘板32向上滑动的预紧力。

本实施例中蓄电池用于提供巡检无人机50充电的电能，充电板31与蓄电池电连接，通过电极柱311与无人机电池53对接实现接触式充电。电极柱311伸缩式设置，在非充电状态下，电极柱311容置于充电孔内，能够防尘、防水。防尘板32可沿容纳槽侧壁上下滑动，当巡检无人机50降落时，无人机电池53将防尘板32下压，使电极柱311伸出充电孔与无人机电池53的充电口对接进行充电。当充电完成无人机起飞后，防尘板32在第一弹性组件33的推动下向上移动，电极柱311重新容置于充电孔内。

第一弹性组件33包括一个或多个弹性元件，弹性元件可以是弹簧、橡胶块等能够发生弹性形变的零部件。

为了保证防尘板32滑动顺畅，还可以在防尘板32与充电板31的配合面外罩设防尘罩。

在一些可能的实施例中，充电孔的内壁设有柔性防尘条，多个柔性防尘条分别沿充电孔的径向设置，并沿周向覆盖于充电孔的孔径范围，在非充电状态下，柔性防尘条形成形成的保护屏障位于电极柱311上方。

本实施例中柔性防尘条具体可以是塑料或橡胶材质细小条状体，多个柔性防尘条沿周向设于充电孔的内壁，且邻近充电孔上方出口设置。既能够形成保护屏障，能够防止外界的灰尘、砂石等进入充电孔，又不会影响下方的电极柱311伸出。当需要充电时，防尘板32向下移动，电极柱311穿过保护屏障伸出充电孔。

请参阅图5至图8，在一些可能的实施例中，防尘板32顶部开设有与充电孔连通的滑槽321；充电组件30还包括开关组件34，开关组件34包括：滑块341，滑动设于滑槽321，具有封闭充电孔的第一位置，和开启充电孔的第二位置；以及控制组件，设于防尘板32，用于控制滑块341在第一位置和第二位置之间切换。

本实施例通过滑块341在滑槽内滑动，实现滑块341在第一位置和第二位置切换，以控制充电孔的开启或关闭，进一步提升了防水、防尘效果，能够有效保护电极柱311不受灰尘、水汽的影响，避免室外长时间使用后电极柱311出现导电不良、生锈、短路等问题。

控制组件用于控制滑块341移动，控制组件具体可以是气动推杆、电动伸缩杆等能够实现直线往复移动的组件。

请参阅图5至图8，在一些可能的实施例中，控制组件包括：永磁铁342，设于滑块341，第二电磁铁344，设于防尘板32，第二电磁铁344通电后与永磁铁342相斥，使滑块341由第一位置切换至第二位置；以及第二弹性组件343，设于滑槽321的侧壁和滑块341之间，且被配置有使滑块341由第二位置向第一位置移动的预紧力。

本实施例中采用磁力控制滑块341移动，结构简单紧凑，开关动作迅速。当需要对巡检无人机50充电时，第二电磁铁344通电对永磁铁342产生磁性力(具体是相互排斥的力)，推动永磁铁342和滑块341向第二位置的方向移动，充电孔被打开。当巡检无人机50重新起飞后，第二电磁铁344断电，在第二弹性组件343的推动下滑块341复位，充电孔重新封闭。在断电状态下，充电孔处于常闭状态。

第二弹性组件343包括一个或多个弹性元件，弹性元件可以是弹簧、橡胶块等能够发生弹性形变的零部件。

请参阅图5至图8，在一些可能的实施例中，滑块341上表面沿第一位置和第二位置的连线方向开设有避让孔3411和收集槽3412，当滑块341处于第一位置时，收集槽3412和电极柱311在上下方向对应，当滑块341处于第二位置时，避让孔3411和电极柱311在上下方向对应。

本实施例中滑块341上表面设有收集槽3412，能够收集掉落在滑块341上的灰尘、砂石或水滴，防止落在滑块341上的灰尘、砂石、水滴等杂质在滑块341移动过程中滑落至缝隙内，造成运动卡滞或者电路短路。

如图7和图8所示，在一些可能的实施例中，充电组件30还包括上盖板35，上盖板35设于滑槽321上方，所述防尘板32连接，并开设有供所述电极柱311穿过的通孔。

本实施例通过上盖板35将滑槽321上方封闭，仅留下通孔和正下方的收集槽3412连通。在非充电状态下，灰尘、水滴或其他杂质只会通过通孔掉落在收集槽3412内，在充电状态下，滑块341移动至第二位置，收集槽3412携带内部的杂质一同移动至上盖板35下方，与通孔位置相错开，这样无人机降落时的气流也不会将收集槽3412内的杂质吹飞至别处，有助于降低电力运检用智能移动平台1故障率，保证其长期稳定工作。

请参阅图5至图8，在一些可能的实施例中，收集槽3412底部设有吸水板，吸水板可以是海绵板或纸质纤维板，能够吸附水滴，防止水滴过多流动至其他位置，造成电路短路。

请参阅图1至图3，在一些可能的实施例中，车体10开设有开口朝上的容置槽11，电力运检用智能移动平台1还包括升降巡检组件40，升降巡检组件40沿上下方向可伸缩地设于容置槽11内，升降巡检组件40收缩后的高度低于停机平台20的上表面。

巡检无人机50用于对高空设备巡检，巡检无人机50上设有高清摄像头，能够记录下设备的高清影像信息。升降巡检组件40在随行走装置移动时对电力系统进行巡检，以便发现存在潜在隐患的设备，确保电力系统正常运行。本实施例通过构建“空地一体”的巡检体系，有助于推行智能运检模式，推动变电设备运检智能化、高效率发展。

升降巡检组件40可伸缩设置，能够防止在巡检无人机50降落时发生碰撞。升降巡检组件40可以通过升降式折叠臂或竖直方向设置的电动伸缩杆实现升降，升降式折叠臂或电动伸缩杆的顶部设有巡检摄像头。

可以理解的是，上述实施例中的各部分可以进行自由地组合或删减以形成不同的组合实施例，在此不再赘述各个组合实施例的具体内容，在此说明之后，可以认为本发明说明书已经记载了各个组合实施例，能够支持不同的组合实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.电力运检用智能移动平台，其特征在于，包括巡检无人机和能够运载所述巡检无人机的行走装置，所述巡检无人机上设有多个激光发射器，所述激光发射器用于发射竖直向下的激光信号；所述行走装置包括：

车体；

导航组件，设于所述车体，并与所述巡检无人机通讯连接；

停机平台，可转动地设于所述车体，所述停机平台上对应所述激光发射器设有多个信号接收器，所述信号接收器用于接收所述激光发射器的信号，所述停机平台用于承载所述巡检无人机；以及

充电组件，设于所述停机平台，且当所述信号接收器和所述激光发射器的位置相对应时，所述充电组件的输出口和所述巡检无人机的充电口相对应；

所述停机平台上表面开设有容纳槽，所述充电组件包括：

蓄电池，设于所述车体；

充电板，设于所述容纳槽底部，与所述蓄电池电连接，所述充电板具有用于与所述巡检无人机的充电口连接的电极柱；

防尘板，设于所述充电板上方，且与所述容纳槽内壁滑动配合，所述防尘板开设有供所述电极柱穿过的充电孔，在非充电状态下，所述电极柱容置于所述充电孔内；以及

第一弹性组件，设于所述充电板和防尘板之间，且被配置有使所述防尘板向上滑动的预紧力；

所述防尘板上表面设有与所述充电孔连通的滑槽；所述充电组件还包括开关组件，所述开关组件包括：

滑块，滑动设于所述滑槽，具有封闭所述充电孔的第一位置，和开启所述充电孔的第二位置；以及

控制组件，设于所述防尘板，用于控制所述滑块在第一位置和第二位置之间切换；

所述滑块上表面沿第一位置和第二位置的连线方向开设有避让孔和收集槽，当所述滑块处于第一位置时，所述收集槽和所述电极柱在上下方向对应，当所述滑块处于第二位置时，所述避让孔和所述电极柱在上下方向对应。

2.根据权利要求1所述的电力运检用智能移动平台，其特征在于，所述停机平台包括：

旋转台，绕竖直方向的轴线可转动地设于所述车体，所述导航组件、所述信号接收器和所述充电组件分别设于所述旋转台；

吸附组件，设于所述旋转台，用于对所述巡检无人机吸附固定；以及

旋转驱动组件，设于所述车体，与所述信号接收器电连接，所述旋转驱动组件用于驱动所述旋转台旋转。

3.根据权利要求2所述的电力运检用智能移动平台，其特征在于，所述巡检无人机底部设有多个支腿，且所述支腿底部均设有磁吸块；

所述吸附组件包括设于所述旋转台的多个第一电磁铁，当所述充电组件的输出口和所述巡检无人机的充电口相对应时，所述第一电磁铁和所述支腿对应。

4.根据权利要求1所述的电力运检用智能移动平台，其特征在于，所述充电孔的内壁设有柔性防尘条，多个所述柔性防尘条沿周向覆盖于所述充电孔的孔径范围，在非充电状态下，所述柔性防尘条形成的保护屏障位于所述电极柱上方。

5.根据权利要求1所述的电力运检用智能移动平台，其特征在于，所述控制组件包括：

永磁铁，设于所述滑块；

第二电磁铁，设于所述防尘板，所述第二电磁铁通电后与所述永磁铁相斥，使所述滑块由第一位置切换至第二位置；以及

第二弹性组件，设于所述滑槽的侧壁和滑块之间，且被配置有使所述滑块由第二位置向第一位置移动的预紧力。

6.根据权利要求1所述的电力运检用智能移动平台，其特征在于，所述滑槽上方设有上盖板，所述上盖板与所述防尘板连接，并开设有供所述电极柱穿过的通孔。

7.根据权利要求1所述的电力运检用智能移动平台，其特征在于，所述车体开设有开口朝上的容置槽，所述电力运检用智能移动平台还包括升降巡检组件，所述升降巡检组件沿上下方向可伸缩地设于所述容置槽内，所述升降巡检组件收缩后的高度低于所述停机平台的上表面。

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