CN115901283A - 车辆用激振装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆用激振装置1，具有：第一轴7与第二轴8，以在前后方向上夹持被检车辆2的各个车轮W的间隔沿着左右方向延伸；及，移动机构10，使第一轴7移动；并且，利用移动机构10使第一轴7在前后水平方向上移动而在前后上下方向上对前述车轮W进行激振，其中，在第一轴7与第二轴8之间设置从下方支承车轮W的支承部件22。由此，在激振试验中的激振频率范围的整个范围内，由前侧轴带来的激振力会被有效地传递至车轮。

Description

车辆用激振装置

技术领域

本发明涉及一种车辆用激振装置。

背景技术

为了检查车辆的耐久性和车内的安静性等，使用对车辆进行激振的激振装置。提出一种车辆用激振装置，利用在左右方向上延伸的前侧轴与后侧轴在前后方向上夹持车辆的各个车轮，并使前侧轴在前后水平方向上移动，由此，在前后上下方向上对车轮进行激振(例如，参照专利文献1)。

[先前技术文献]

(专利文献)

专利文献1：国际公开第2020/218251号

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，在专利文献1的车辆用激振装置中，产生了如下问题：由于车轮在周向上的挠曲，导致在特定的激振频率范围内，由前侧轴带来的激振力无法充分地传递至车轮。在专利文献1中，关于这种问题，未作为课题示出。

本发明是鉴于上述情况而形成的，目的在于提供一种车辆用激振装置，在激振试验中的激振频率范围的整个范围内，由前侧轴带来的激振力被有效地传递至车轮。

[解决问题的技术手段]

(1)一种车辆用激振装置(例如，后述的车辆用激振装置1)，具有：第一轴(例如，后述的第一轴7)与第二轴(例如，后述的第二轴8)，以在前后方向上夹持被检车辆(例如，后述的车辆2)的各个车轮(例如，后述的车轮W)的间隔沿着左右方向延伸；及，移动机构(例如，后述的移动机构10)，使前述第一轴移动；并且，利用前述移动机构使前述第一轴在前后水平方向上移动而在前后上下方向上对前述车轮进行激振，其中，在前述第一轴与前述第二轴之间设置从下方支承前述车轮的支承部件(例如，后述的支承部件22)。

(2)根据(1)所述的车辆用激振装置，其包括支承力可变机构(例如，后述的支承力可变机构23)，所述支承力可变机构根据激振频率来改变前述支承部件对车轮的支承力。

(3)根据(2)所述的车辆用激振装置，其中，前述支承力可变机构根据激振频率使前述支承部件在与前述车轮抵接的位置和远离前述车轮的位置之间移动。

(发明的效果)

在(1)的车辆用激振装置中，在利用在左右方向上延伸的第一轴与第二轴在前后方向上夹持车轮，并使第一轴在前后水平方向上移动，由此在前后上下方向上对车轮进行激振时，利用支承部件在第一轴与第二轴之间的位置从下方对车轮进行支承。因此，车轮在周向上的挠曲得到抑制，由第一轴带来的激振力被充分地传递至车轮，从而可以进行有效的激振。

在(2)的车辆用激振装置中，由于支承力可变机构根据激振频率来改变支承部件对车轮的支承力，因此，可以在由于车轮在周向上的挠曲，而导致由第一轴带来的激振力无法充分地传递至车轮的激振频率范围内，抑制该挠曲，从而在激振频率的整个范围内进行有效的激振。

在(3)的车辆用激振装置中，支承力可变机构根据激振频率使支承部件在与车轮抵接的位置和远离车轮的位置之间移动，由此，可以以简单的结构，在激振频率的整个范围内进行有效的激振。

附图说明

图1是绘示根据本发明的实施方式的利用车辆用激振装置对被检车辆进行激振的情形的概念图。

图2是绘示图1的车辆用激振装置的一个激振台部分的结构的图。

图3是绘示图1的车辆用激振装置中的支承部件位于最大下降位置时的支承力可变机构的图。

图4是绘示图1的车辆用激振装置中的支承部件位于最大上升位置时的支承力可变机构的图。

图5是与图1的车辆用激振装置的控制部中的车轮支承力控制相关的功能框图。

图6A是绘示图1的车辆用激振装置中的支承部件的支承的无效状态的示意图。

图6B是绘示图1的车辆用激振装置中的支承部件的支承的有效状态的示意图。

图7是借由图6A与图6B的状态下的比较来绘示在被检车辆侧产生的振动相对于由图1的车辆用激振装置进行的激振的传递函数的图。

图8是借由图6A与图6B的状态下的比较来绘示在被检车辆侧产生的加速度值相对于由图1的车辆用激振装置进行的激振的频谱的图。

图9A是说明在支承部件与车轮之间夹设有滑板时的作用的图。

图9B是说明在支承部件与车轮之间夹设有滑板时的作用的图。

图9C是说明在支承部件与车轮之间夹设有滑板时的作用的图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下示出的各图中，对于相同部分或者对应部分附加了相同的符号。图1是绘示利用本发明的实施方式的车辆用激振装置1对作为被检车辆的车辆进行激振的情形的概念图。图2是绘示车辆用激振装置1的一个激振台部分的结构的图。

车辆用激振装置1具有与作为被检车辆的车辆2的四个车轮W分别对应的四个激振台3。四个激振台3分别具有相似的结构。激振台3设置在板状的基底5上与车辆2的四个车轮W分别对应的位置，所述板状的基底5水平固定在试验楼等的坚固的结构物的水平的地板4上。如图1所示，车辆2设置在利用车辆用激振装置1进行试验时的常规位置情况下的、车辆2的前后(车长)方向用X轴来表示，左右(车宽)方向用Y轴来表示，上下(铅垂)方向用Z轴来表示。在以下的说明中，除另有说明外，前后、左右、上下各方向表述均为上述含义。

激振台3配置于载置在底座5上的可动基板6。即，将以在前后方向上夹持车辆2的相应车轮W的方式隔开距离并在左右方向上延伸的作为前侧轴的第一轴7与作为后侧轴的第二轴8和包括致动器9的移动机构10设置在可动基底板6上而构成激振台3。致动器9使第一轴7在前后水平方向上移动。该激振台3与车辆2的四个车轮W分别对应地总共设置四个。

如图1中所示，在车辆用激振装置1中的激振台3中，当利用第一轴7及第二轴8在前后方向上夹持车轮W，并利用由移动机构10的致动器9产生的箭头A所示的驱动力，使第一轴7在水平方向上移动时，第二轴8像箭头B那样进行旋转，车轮W像箭头C那样位移至在前后方向上倾斜的上侧。借由将由致动器9进行的驱动设为往复运动，而在前后上下方向上对车轮W进行激振。

移动机构10是左侧移动机构11与右侧移动机构12的总称，所述左侧移动机构11向第一轴7的左端侧提供用于移动的驱动力，所述右侧移动机构12向第一轴7的右端侧提供用于移动的驱动力。左侧移动机构11与右侧移动机构12具有相似的结构。因此，适当地将左侧移动机构11与右侧移动机构12称为移动机构10而不进行区分。

参照图2，第一轴7的左端侧利用第一接头13与被静压轴承14可移动地支承在前后方向上的左侧的激振轴15的一端(后端)连接。另外，第一轴7的右端侧利用第二接头17与被由静压轴承14可移动地支承在前后方向上的右侧的激振轴15的一端(后端)连接。各激振轴15的另一端(前端)与致动器9的驱动轴16同轴连接。

致动器9具有向驱动轴16输出前后方向的驱动力的液压汽缸18及使其运行的液压回路19。液压回路19在图1的控制部20的控制下运行。由此，激振轴15以在轴向上往复运动的方式运行。因而，第一轴7根据连接于其两端侧的各激振轴15的伸缩量，维持与左右方向(Y轴方向)平行、或者在左右方向(Y轴方向)上倾斜规定的角度的姿势，同时，在前后方向上位移。在本实施方式中，第一轴7不绕轴旋转。但是，第一轴7也可以绕轴旋转。

另一方面，第二轴8在可动基底板6上沿着左右方向延伸，借由其两端侧的固定部件21，以能够绕着自身的轴旋转的方式固定在可动基底板6上。第二轴8的绕轴的旋转是伴随车轮W的旋转位移产生的被动的旋转位移。

在图2的状态中，左侧移动机构11与右侧移动机构12的各致动器9均处于将它们的驱动轴16均等且最大回缩的状态。因此，左侧移动机构11与右侧移动机构12的各激振轴15均等且位于最大后退后的位置。

其结果，如图2所示，第一轴7处于与在左右方向上延伸的第二轴8平行的状态。此外，此处，激振轴15后退后的位置是指在图1的车辆2的前后方向上相对地相当于前侧的位置。因而，关于各激振轴15，其突出后的位置是在图1的车辆2的前后方向上相对地相当于后侧的位置。

此处，在第一轴7与第二轴8之间配设支承部件22，所述支承部件22从下方支承作为被检车辆的车辆2的车轮W。支承部件22由设置在可动基底板6上的支承力可变机构23支承。支承力可变机构23是在控制部20的控制下，根据激振频率来改变支承部件22对车轮W的支承力的机构。由支承部件22、支承力可变机构23及控制部20的相应的功能部，构成了在第一轴7与第二轴8之间从下方对作为被检车辆的车辆2的车轮W进行支承的支承机构部24。

在图2中，一并参照图3及图4，对支承机构部24进行说明。图3是绘示车辆用激振装置1中的支承部件22位于最大下降位置时的支承力可变机构23的图。图4是绘示车辆用激振装置1中的支承部件22位于最大上升位置时的支承力可变机构23的图。支承机构部24中的支承部件22在图2中的Z方向(图1)向下的俯视视图中，位于第一轴7与第二轴8之间。支承部件22在俯视视图中为图2的Y方向的左右方向上的较长的长方形的板状的部件，前后方向后侧的长边与第二轴8平行。

在第一轴7与第二轴8之间且与可动基底板6的上表面接近地配设作为板状的框体的基底框架25。关于基底框架25在俯视视图中的外形尺寸，左右方向的边与支承部件22的长边大致相等，前后方向的边比支承部件22的短边更长。基底框架25由沿着前后方向平行设置在可动基底板6的上表面的一对线性导引件26引导而能够在前后方向上移动，并被在前后方向上适当地进行位置调整并夹紧。

在基底框架25上，在左右方向上空开规定间隔且并列设置两台X连杆机构27。支承部件22由这两台X连杆机构27可升降地支承。两台X连杆机构27具有相似的结构，是由一对单体X连杆31以它们的第二连杆29侧为内侧并相向的方式排列而构成，所述一对单体X连杆31的第一连杆28与第二连杆29在X型中的中央的交叉连接部位借由交叉部连接轴30而相互转动自如地连接。

一对单体X连杆31中的第一连杆28各自的一端侧的移动支点32间由在左右方向上延伸的被动连接杆33连接。在作为被动连接杆33的长边方向的左右方向中间位置连接从驱动汽缸34的其中一端突出的驱动杆35的前端部。驱动汽缸34以在前后方向上延伸的方式配设在可动基底板6上，其另一端侧借由枢支部件36而安装于可动基底板6。各第一连杆28的另一端侧的固定支点37枢支于枢支部件38，所述枢支部件38设置在面向支承部件22下表面的前缘的位置。

一对单体X连杆31中的第二连杆29各自的一端侧(即，面向支承部件22的一侧)的移动支点39间由在左右方向上延伸的移动辊轴40连接。移动辊轴40具有同轴的移动辊41，该移动辊41与支承部件22的下表面滚动相接并在前后方向上移动。第二连杆29各自的另一端侧的固定支点24枢支于基底框架25的枢支部43。

如图3中所示，一对单体X连杆31中的第一连杆28与第二连杆29在支承部件22位于最大下降位置时不是水平的，双方均停留在相对于水平例如具有3度左右倾斜角的姿势。用于使其停留在该姿势的机构虽省略图示，但也可以是以下机构，即：使卡止杆可沿着左右方向退避地贯穿设置在第二连杆29上远离其固定支点42规定距离的位置处的通孔并以上述倾斜角来维持姿势。在该情况下，卡止杆也可以与设置在适当位置的螺线管柱塞中的在左右方向上突出及退避的轴为一体。

支承机构部24借由驱动汽缸34响应于来自控制部20内的后述的车轮支承力控制部44的伺服命令，而对支承部件22赋予在Z方向上升降的位移，并使其以目标支承力与车轮W抵接，或者使其远离车轮W。如图3中所示，在驱动汽缸34的驱动杆35处于最大回缩状态时，X连杆机构27的被动连接杆33位于移动范围的最前位置。

此时，一对单体X连杆31的第一连杆28各自的移动支点32位于移动范围的最前位置，支承着支承部件22的第一连杆28的固定支点37与第二连杆29的移动支点39处于下降至最大下降位置的状态。伴随于此，支承部件22位于最大下降位置，未与车轮W抵接。如上所述，在该状态下，一对单体X连杆31中的第一连杆28与第二连杆29不是水平的，双方均停留在相对于水平例如具有3度左右倾斜角的姿势。

当驱动汽缸34的驱动杆35突出时，X连杆机构27的被动连接杆33朝向移动范围的后方移动。伴随于此，一对单体X连杆31的第一连杆28各自的移动支点32朝向移动范围的后方移动。由于第一连杆28与第二连杆29相对于水平具有倾斜角，因此，从驱动杆35开始突出之初，铅垂方向的分力就作用于第一连杆28与第二连杆29，因此，不会产生所谓的锁定等的运行上的不良状况。借由该移动，一对单体X连杆31中，第一连杆28的移动支点32不断接近第二连杆29的固定支点42，一对单体X连杆31逐渐变化为呈现图4中的X型。

在该变化过程中，产生使支承着支承部件22的第一连杆28的固定支点37与第二连杆29的移动支点32的间隔变窄的位移。在该位移过程中，与第二连杆29中的移动支点39的移动辊轴40同轴的移动辊41以与支承部件22的下表面滚动相接的方式对支承部件22进行支承。在X连杆的原理上，第一连杆28的固定支点37与第二连杆29的移动支点39双方的高度位置总是相等的。因而，支承部件22在其主面维持水平的状态下上升，与车轮W抵接。借由根据伺服命令来调节由驱动汽缸34产生的驱动力，从而来调节支承部件22对车轮W的支承力。

图5是与图1的车辆用激振装置1的控制部20中的车轮支承力控制相关的功能框图。调节支承部件22对车轮的支承力的支承力可变机构23在控制部20之中的作为与该调节相关的功能部的车轮支承力控制部44的控制下运行。车轮支承力控制部44包括激振频率识别部45、车轮支承力判断部46及伺服命令输出部47。

激振频率识别部45在所谓的扫频激振试验中，识别每个时间的激振频率，所述所谓的扫频激振试验是在规定的频率范围内以使激振频率逐渐上升或者下降的方式变更激振频率来进行激振试验。该识别是借由在控制部20内接受来自作为激振频率发生源的扫频发生器的激振频率信息而形成的。车轮支承力判断部46判断在激振频率识别部45所识别的激振频率中应该应用的车轮支承力。

伺服命令输出部47生成用于产生与车轮支承力判断部46中的判断对应的车轮支承力的伺服命令。基于该伺服命令，支承机构部24的驱动汽缸34运行，并且，支承部件22经由X连杆机构27借由合适的支承力对车轮进行支承。此外，在车轮支承力判断部46判断为不对车轮提供支承力的情况下，伺服命令输出部47发出使驱动汽缸34的驱动杆35回缩以使X连杆机构27成为图3的最大下降状态的伺服命令。

图6A是绘示车辆用激振装置1中的支承部件22对车轮W的支承的无效状态的示意图。图6B是绘示车辆用激振装置1中的支承部件22对车轮W的支承的有效状态的示意图。图6A的状态对应于支承力可变机构23处于图3的状态的情况。另外，图6B的状态对应于支承力可变机构23处于图4的状态的情况。随着激振轴15的前后水平方向的振动位移，作为前侧轴的第一轴7反复进行接近与远离作为后侧轴的第二轴8的位移。伴随于此，与第一轴7及第二轴8相接的车轮W根据第一轴7的位移而在周向上变形，同时，整体上在比铅垂方向稍微向前方倾斜的方向上振动式位移。

如图6A中所示，在来自支承部件22的支承力未施加至车轮W的状态下，由于车轮W在周向上的挠曲，导致在特定的激振频率范围内，由第一轴7带来的激振力无法充分地传递至车轮W。发明人进行了各种实验，结果掌握到：由于由第一轴7进行的激振而在车轮W中产生的加速度的传递效率在某一条件下，呈现如图7及图8中所示的特性。

图7是借由图6A与图6B的状态下的比较来绘示在被检车辆2(车轮W)侧产生的振动相对于由车辆用激振装置1进行的激振的传递函数的图。以下，适当地将图6A所示的状态的设定称为条件A，将图6B所示的状态的设定称为条件B。扫频激振A是在条件A下使激振频率逐渐上升的激振，扫频激振B是在条件B下使激振频率逐渐上升的激振。

图7中的特性曲线A对应于条件A，特性曲线B对应于条件B。在图7中，纵轴是作为响应加速度的车轮W的激振加速度B(f)相对于对作为车轮W的输入加速度的第一轴7的激振加速度K(f)的传递函数B(f)/K(f)，且是将其以倍率m进行表示而得到的值。横轴是频率，其频带为与扫频激振相关的频率的可变区域。在倍率m的值较高的情况下，由第一轴7带来的激振力被有效地传递至车轮W。因而，对于与扫频激振相关的频率，如果根据与作为特性曲线A及特性曲线B之中的值较高的一者的Max{A,B}相对应的条件A或者条件B来进行激振，则可以进行有效率的激振。

由此明确的是：扫频激振的频率范围总体而言，根据条件B进行的激振比根据条件A进行的激振效率更高，特别是在特定的频率fr中，根据B进行的激振与根据条件A进行的激振相比，m的值达到10倍左右。但是，如图7所示，在扫频激振的频率范围内，也存在根据条件A进行的激振效率较高的区域。

图8是借由图6A与图6B的状态下的比较来绘示在被检车辆2(车轮W)侧产生的加速度a相对于由车辆用激振装置1进行的激振的频谱的图。在图8中，扫频激振A是在条件A下使激振频率逐渐上升的激振，扫频激振B是在条件B下使激振频率逐渐上升的激振。

另外，特性曲线A是条件A下的加速度a的频谱，特性曲线B是条件B下的加速度a的频谱。加速度a显示较高值的是高效率的激振。关于激振效率，如根据图8进行的理解，从频率0至f1为止，条件A下的激振优异，超过频率f1至频率f2为止，条件B下的激振优异。继而，超过频率f2至频率f3为止，条件A下的激振优异。进而，超过频率f3至扫频激振的上限频率f4为止，条件B下的激振优异。

在车辆用激振装置1中，根据激振频率，并依据从图7及图8中理解的特性，选择性地应用条件A(图6A)或者条件B(图6B)以进行高效率的激振。另外，在条件B之中，借由调节支承部件22对车轮W的支承力，也可以实现更有效率的激振。即，在控制部20的车轮支承力控制部44的控制下，使支承力可变机构23如上所述运行，来调节支承部件22对车轮W的支承力。

根据本实施方式的车辆用激振装置，起到以下效果。

在(1)的车辆用激振装置1中，具有第一轴7与第二轴8，以在前后方向上夹持被检车辆2的车轮W的间隔沿着左右方向延伸；及，移动机构10，使第一轴7移动，利用移动机构10使第一轴7在前后水平方向上移动而在前后上下方向上对车轮W进行激振，其中，在第一轴7与第二轴8之间设置从下方支承车轮W的支承部件22。由于利用支承部件22从下方对车轮W进行支承，因此，由于车轮W在周向上的挠曲，而导致由第一轴7带来的激振力无法被充分地传递至车轮的这一问题减少，从而可以进行有效率的激振，并且激振试验所需的电力消耗得到抑制。

在(2)的车辆用激振装置1中，包括支承力可变机构23，所述支承力可变机构23根据激振频率来改变支承部件22对车轮W的支承力。因此，可以在由于车轮W在周向上的挠曲，而导致由第一轴7带来的激振力无法被充分地传递至车轮W的激振频率范围内，抑制挠曲，从而在激振频率的整个范围内进行有效的激振。

在(3)的车辆用激振装置1中，支承力可变机构23根据激振频率使支承部件22在与车轮W抵接的位置和远离车轮W的位置之间移动。因此，可以以简单的结构，在激振频率的整个范围内进行有效的激振。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。可以在本发明的主旨范围内对细节的构造进行适当变更。例如，在上述中，将第一轴7设为与第二轴8平行的左右方向(Y轴方向)，并维持该关系，但也可以使第一轴7相对于左右方向(Y轴方向)的倾斜角可变。这借由以下方式来实现，即：在控制部20的控制下，左侧移动机构11及右侧移动机构12运行，使第一轴7在维持着倾斜角的同时进行振动。由此，例如能够进行模拟了侧风作用于车辆的状态的激振试验。

此处，针对在激振试验中，利用支承部件22对车轮W进行支承时产生的现象及对该现象的应对捕捉说明。如上述揭示的图6B中所示，当利用第一轴7对车轮W进行激振时，第一轴7与车轮W双方均不旋转，第一轴7与车轮W的接触部位维持原样，车轮W前后位移。因而，车轮W在与支承部件22的表面之间产生较大的摩擦。由于由车轮W作用于支承部件22的表面的载荷较大，因此如果不采取任何对策，则在处于图4的状态的支承力可变机构23(其支承机构部24)上会作用较大的横向的应力。因此，作为一个对策，考虑在支承部件22的表面与车轮W之间夹设摩擦系数极小的滑板。

图9A、图9B及图9C是说明夹设这种滑板时的作用的图。图9A绘示了在处于图4的状态的支承力可变机构23(支承机构部24)上的支承部件22的表面与车轮W之间夹设滑板22a的状态下，车轮W位于因激振而在前后方向上位移时的位移区间的中央位置的状态。滑板22a在其单面或者两面上实施了铁氟龙(Teflon)(注册商标)加工，摩擦系数极小。图9B绘示了车轮W从图9A的状态，借由激振的拉动动作而向前方进行了位移的情形。在图9B中，用双点划线图示了处于图9A的状态时的车轮W的位置。随着车轮W位移至实线图示的位置，滑板22a也向前方位移，此时，滑板22a与支承部件22的表面之间的摩擦较小。图9C绘示了车轮W从图9A的状态，借由激振的按压动作而向后方进行了位移的情形。在图9C中，也用双点划线图示了处于图9A的状态时的车轮W的位置。随着车轮W位移至实线图示的位置，滑板22a也向后方位移，此时，滑板22a与支承部件22的表面之间的摩擦较小。因而，如上所述，借由在支承部件22的表面与车轮W之间夹设滑板22a，可以有效地避免对支承力可变机构23(支承机构部24)施加过大的横向的应力的不良状况。

附图标记

1 车辆用激振装置

2 车辆

3 激振台

4 地板

5 基底

6 可动基底板

7 前侧轴(第一轴)

8 后侧轴(第二轴)

9 致动器

10 移动机构

11 左侧移动机构

12 右侧移动机构

13 第一接头

14 静压轴承

15 激振轴

16 驱动轴

17 第二接头

18 液压汽缸

19 液压回路

20 控制部

21 固定部件

22 支承部件

22a 滑板

23 支承力可变机构

24 支承机构部

25 基底框架

26 线性导引件

27 X连杆机构

28 第一连杆

29 第二连杆

30 交叉部连接轴

31 单体X连杆

32 移动支点

33 被动连接杆

34 驱动汽缸

35 驱动杆

36 枢支部件

37 固定支点

38 枢支部件

39 移动支点

40 移动辊轴

41 移动辊

42 固定支点

43 枢支部

44 车轮支承力控制部

45 激振频率识别部

46 车轮支承力判断部

47 伺服命令输出部

Claims (3)

1.一种车辆用激振装置，具有：第一轴与第二轴，以在前后方向上夹持被检车辆的各个车轮的间隔沿着左右方向延伸；及，移动机构，使前述第一轴移动；并且，利用前述移动机构使前述第一轴在前后水平方向上移动而在前后上下方向上对前述车轮进行激振，其中，

在前述第一轴与前述第二轴之间设置从下方支承前述车轮的支承部件。

2.根据权利要求1所述的车辆用激振装置，包括：支承力可变机构，所述支承力可变机构根据激振频率来改变前述支承部件对车轮的支承力。

3.根据权利要求2所述的车辆用激振装置，其中，前述支承力可变机构根据激振频率使前述支承部件在与前述车轮抵接的位置和远离前述车轮的位置之间移动。

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