CN116360238A - 一种穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿戴设备，涉及电子智能设备技术领域，穿戴设备包括壳体、电源装置、发电装置以及动力装置；电源装置用于为穿戴设备内的电器件供电；发电装置用于在转动时将动能转化为电能；动力装置包括棘轮、绕偏心轴可转动的摆陀以及传动组件；传动组件设置有第一棘爪和第二棘爪，且第一棘爪和第二棘爪分别与棘轮的不同位置啮合；当摆陀顺时针转动时，第一棘爪推动棘轮单方向转动，第二棘爪相对于棘轮滑动；当摆陀逆时针转动时，第一棘爪相对于棘轮滑动，第二棘爪推动棘轮单方向转动。本发明提供的穿戴设备在使用的过程中可以通过动力装置、发电装置实现自动为电源装置充电，可有效延长穿戴设备的续航时间，降低穿戴设备充电的频率。

Description

一种穿戴设备

技术领域

本发明涉及电子智能设备技术领域，更具体地说，涉及一种穿戴设备。

背景技术

现有技术中，智能手表一般通过电池为自身供电，维持穿戴设备的正常运行，常见的充电方式有磁吸式、插接式、无线充电式等，由于电池的容量有限，需要定期给电池充电。

另外，现有的智能手表的功能越来越丰富，单位时间的耗电量也不断增加，致使智能手表的续航时间缩短，需要定期进行充电；在充电的过程中，需要为智能手表配置合适的充电座，给用户的使用带来不便。

综上所述，如何延长穿戴设备的续航时间，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种穿戴设备，内置发电装置和动力装置，在佩戴者带动穿戴设备动作的过程中，会使发电装置自动发电，并将电能储存至电源装置，可有效延长穿戴设备的续航时间，降低穿戴设备的充电频率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种穿戴设备，包括：

壳体；

电源装置，设置于所述壳体内；

发电装置，设置于所述壳体内，用于在转动时将动能转化为电能，所述发电组件与所述电源装置电连接，以将所述发电装置所产生的电能储存至所述电源装置；

动力装置，设置于所述壳体内，所述动力装置包括棘轮、绕偏心轴可转动的摆陀以及传动组件，所述棘轮与所述发电装置连接、以带动所述发电装置转动；所述传动组件设置有第一棘爪和第二棘爪，且所述第一棘爪和所述第二棘爪分别与所述棘轮的不同位置啮合；

当所述摆陀顺时针转动时，所述第一棘爪推动所述棘轮单方向转动，所述第二棘爪相对于所述棘轮滑动；当所述摆陀逆时针转动时，所述第一棘爪相对于所述棘轮滑动，所述第二棘爪推动所述棘轮单方向转动。

可选地，所述传动组件包括齿轮组以及偏心且可转动的设置于所述齿轮组的推杆，所述齿轮组由所述摆陀带动转动；所述第一棘爪和所述第二棘爪均设置于所述推杆。

可选地，所述推杆为弹性杆，所述弹性杆的弹性力用于使所述第一棘爪、所述第二棘爪啮合所述棘轮。

可选地，所述推杆为V形结构，所述第一棘爪设置于所述V形结构的第一侧臂的内侧，所述第二棘爪设置于所述V形结构的第二侧臂的内侧。

可选地，所述齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮；

所述第一齿轮与所述摆陀同轴心且同步转动，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合传动，所述推杆偏心且可转动的设置于所述第二齿轮。

可选地，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径。

可选地，所述第一齿轮设置于所述棘轮与所述第二齿轮之间的位置。

可选地，还包括设置于所述壳体内的安装支架，所述摆陀、所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述棘轮均可转动的安装于所述安装支架。

可选地，所述发电装置包括：

磁铁，用于产生磁场；

线圈组件，可转动设置并在转动的过程中切割所述磁场的磁感线，以产生电流；

换向器，与所述线圈组件电连接，所述换向器用于在所述线圈组件转动时使所述电流换向；

电刷，一端与所述换向器电连接，另一端与所述电源装置电连接，以将所述线圈组件所产生的电流储存在所述电源装置。

可选地，所述磁铁包括用于提供N极的第一磁铁以及用于提供S极的第二磁铁，且所述第一磁铁和所述第二磁铁均为弧形结构，所述线圈组件设置于所述第一磁铁和所述第二磁铁所围设的空间内。

可选地，所述壳体包括上壳、中壳以及下壳，所述中壳为环状结构，所述上壳扣设于所述中壳的上部，所述下壳扣设于所述中壳的下部；

所述电源装置、所述发电装置和所述动力装置均设置于所述上壳、所述中壳、所述下壳所围设的空间内。

在使用本发明提供的穿戴设备的过程中，正常情况下，通过电源装置为穿戴设备内的电器件供电；当佩戴者在佩戴或使用穿戴设备的过程中带动穿戴设备动作时，壳体内的动力装置的摆陀会发生转动，在摆陀转动的过程中会通过传动组件带动棘轮转动，当摆陀顺时针转动时，第一棘爪推动棘轮单方向转动，第二棘爪相对于棘轮滑动；当摆陀逆时针转动时，第一棘爪相对于棘轮滑动，第二棘爪推动棘轮单方向转动，实现了不论摆陀逆时针或顺时针摆动，棘轮均单方向转动，棘轮在转动的过程中带动发电装置转动，发电装置在转动的过程中将动能转化为电能，所产生的电能可以储存至电源装置，起到为电源装置充电的作用。

相比于现有技术，本发明提供的穿戴设备在使用的过程中可以通过动力装置、发电装置实现自动为电源装置充电，可有效延长穿戴设备的续航时间，降低穿戴设备充电的频率；另外，在野外等不方便连接外接设备充电的情况下，可以通过动力装置、发电装置为电源装置提供电能，以维持穿戴设备正常的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的穿戴设备的具体实施例的爆炸示意图；

图2为本发明所提供的穿戴设备的结构示意图；

图3为动力装置的结构示意图；

图4为动力装置的俯视示意图；

图5为动力装置中摆陀顺时针转动的结构示意图；

图6为动力装置中摆陀逆时针转动的结构示意图；

图7为发电装置的结构示意图；

图8为图7中发电装置的爆炸示意图；

图9为发电装置的俯视示意图；

图10为推杆的结构示意图。

图1-图10中：

101为上壳、102为中壳、103为下壳、2为电源装置、3为发电装置、301为换向器支架、302为第一电刷、303为线圈、304为导线、305为第一磁铁、306为第二电刷、307为换向器、308为线圈支架、309为第二磁铁、310为电机壳、4为动力装置、401为连接轴、402为棘轮、403为第一齿轮、404为偏心轴、405为转动轴、406为第二齿轮、407为推杆、4071为第一侧臂、4072为第二侧臂、4073为第一棘爪、4074为第二棘爪、408为摆陀、5为安装支架。

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。

本发明的核心是提供一种穿戴设备，内置发电装置和动力装置，在佩戴者带动穿戴设备动作的过程中，会使发电装置自动发电，并将电能储存至电源装置，可有效延长穿戴设备的续航时间，降低穿戴设备的充电频率。

请参考图1-图10。

本具体实施例公开了一种穿戴设备包括壳体、电源装置2、发电装置3以及动力装置4；电源装置2设置于壳体内，并用于为穿戴设备内的电器件供电；发电装置3设置于壳体内，用于在转动时将动能转化为电能，发电组件与电源装置2电连接，以将发电装置3所产生的电能储存至电源装置2；动力装置4设置于壳体内，动力装置4包括棘轮402、绕偏心轴404可转动的摆陀408以及传动组件，棘轮402与发电装置3连接、以带动发电装置3转动；传动组件设置有第一棘爪4073和第二棘爪4074，且第一棘爪4073和第二棘爪4074分别与棘轮402的不同位置啮合；当摆陀408顺时针转动时，第一棘爪4073推动棘轮402单方向转动，第二棘爪4074相对于棘轮402滑动；当摆陀408逆时针转动时，第一棘爪4073相对于棘轮402滑动，第二棘爪4074推动棘轮402单方向转动。

本申请文件中提到的穿戴设备可以是手环、手表等腕戴设备，也可以是颈戴无线耳机等其它电子设备，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

发电装置3所产生的电能可以输送至电源装置2进行存储，在具体使用的过程中，可以将电源装置2设置为电池，可通过外界有线或无线设备为电源装置2充电。

在使用本具体实施例提供的穿戴设备的过程中，正常情况下，通过电源装置2为穿戴设备内的电器件供电；当佩戴者在佩戴或使用穿戴设备的过程中带动穿戴设备动作时，壳体内的动力装置4的摆陀408会发生转动，在摆陀408转动的过程中会通过传动组件带动棘轮402转动，当摆陀408顺时针转动时，第一棘爪4073推动棘轮402单方向转动，第二棘爪4074相对于棘轮402滑动；当摆陀408逆时针转动时，第一棘爪4073相对于棘轮402滑动，第二棘爪4074推动棘轮402单方向转动，实现了不论摆陀408逆时针或顺时针摆动，棘轮402均单方向转动，棘轮402在转动的过程中带动发电装置3转动，发电装置3在转动的过程中将动能转化为电能，所产生的电能可以储存至电源装置2，起到为电源装置2充电的作用。

相比于现有技术，本具体实施例提供的穿戴设备在使用的过程中可以通过动力装置4、发电装置3实现自动为电源装置2充电，可有效延长穿戴设备的续航时间，降低穿戴设备充电的频率；另外，在野外等不方便连接外接设备充电的情况下，可以通过动力装置4、发电装置3为电源装置2提供电能，以维持穿戴设备正常的功能。

在一具体实施例中，如图3至图6所示，可以使传动组件包括齿轮组以及偏心且可转动的设置于齿轮组的推杆407，齿轮组由摆陀408带动转动，第一棘爪4073和第二棘爪4074均设置于推杆407。

在实际设置的过程中，方案一，可以将推杆407设置为一体式结构，第一棘爪4073、第二棘爪4074均设置于推杆407；如图10所示，推杆407为V形结构，第一棘爪4073设置于V形结构的第一侧臂4071的内侧，第二棘爪4074设置于V形结构的第二侧臂4072的内侧。

当摆陀408如图5所示方向顺时针转动时，会通过传动组件带动推杆407逆时针方向偏心转动，推杆407的第一棘爪4073在偏心转动的过程中推动棘轮402逆时针转动，棘轮402在转动的过程中，第二棘爪4074相对于棘轮402滑动。当摆陀408如图6所示方向逆时针转动时，会通过传动组件带动推杆407顺时针方向偏心转动，推杆407的第二棘爪4074在偏心转动的过程中推动棘轮402逆时针转动，棘轮402在转动的过程中，第一棘爪4073相对于棘轮402滑动。

本具体实施例中推杆407的结构简单，加工方便，并且通过将推杆407设置为V形结构，将第一棘爪4073、第二棘爪4074分设于V形推杆407的两侧臂的内侧，可以实现不论推杆407逆时针或顺时针偏心转动，都会带动棘轮402单方向转动，用简单的结构实现了棘轮402的单方向转动控制，可有效降低成本；另外，不论摆陀408逆时针或顺时针转动，传动组件都会将摆陀408的动能转化为棘轮402的单方向转动的动能，可有效提高能量转化的效率。

方案二，可以将推杆407设置为一体式结构，第一棘爪4073、第二棘爪4074均设置于推杆407；推杆407为C形结构，第一棘爪4073设置于C形结构的内侧壁的一端，第二棘爪4074设置于C形结构的内侧壁的另一端；C形结构部分包裹于棘轮402外周，使第一棘爪4073和第二棘爪4074分别啮合于棘爪的不同位置。

方案三，可以将推杆407设置为分体式结构，使推杆407包括偏心且可转动的设置于齿轮组的第一杆部和偏心且可转动的设置于齿轮组的第二杆部，第一棘爪4073设置于第一杆部的内侧壁，第二棘爪设置于第二杆部的内侧壁，第一棘爪4073和第二棘爪4074分别啮合于棘爪的不同位置。

在具体使用的过程中，摆陀408顺时针转动时，会通过传动组件带动推杆407逆时针方向偏心转动，第一杆部的第一棘爪4073在偏心转动的过程中推动棘轮402逆时针转动，棘轮402在转动的过程中，第二棘爪4074相对于棘轮402滑动。当摆陀408逆时针转动时，会通过传动组件带动推杆407顺时针方向偏心转动，第二杆部的第二棘爪4074在偏心转动的过程中推动棘轮402逆时针转动，棘轮402在转动的过程中，第一棘爪4073相对于棘轮402滑动。

优选的，推杆407为弹性杆，第一棘爪4073和第二棘爪4074依靠推杆407的自身弹力与棘轮402啮合，在第一棘爪4073和第二棘爪4074与棘轮402啮合的过程中，依靠推杆407自身的弹力可以提高第一棘爪4073和第二棘爪4074与棘轮402的啮合紧度，避免第一棘爪4073和第二棘爪4074与棘轮402脱离。

在另一实施例中，可以在推杆407设置弹性件，推杆407本身可不具备弹性，当推杆407为V形结构或C形结构时，在V形结构或C形结构的中间设置连接V形结构或C形结构内侧壁两端的弹性件，使V形结构或C形结构的内侧壁两端具有相对靠近的趋势，以使设置于V形结构或C形结构的内侧壁的第一棘爪4073和第二棘爪4074啮合于棘轮402。具体的，本具体实施例中的弹性件可以是弹簧、弹力绳等结构。

在另一实施例中，可以将弹性件设置为弹片，并使弹片的一端固设于壳体，另一端抵压于推杆407的外侧，向推杆407施加朝向棘轮402的弹性作用力，以使推杆407上的第一棘爪4073和第二棘爪4074与棘轮402啮合，在棘轮402转动的过程中，推杆407向外挤压弹片，使弹片发生弹性形变，以使第一棘爪4073或第二棘爪4074相对于棘轮402滑动。

在一具体实施例中，齿轮组包括第一齿轮403和第二齿轮406；第一齿轮403与摆陀408同轴心且同步转动，第二齿轮406与第一齿轮403啮合传动，推杆407偏心且可转动的设置于第二齿轮406。

如图3所示，摆陀408绕偏心轴404可转动设置，第一齿轮403与偏心轴404同轴设置，第二齿轮406绕转动轴405可转动，第二齿轮406与第一齿轮403啮合，推杆407偏心且可转动的设置于第二齿轮406；棘轮402与连接轴401同步转动且同轴设置，推杆407的两棘爪分别啮合于棘轮402的不同位置。

在具体使用的过程中，当摆陀408如图5所示方向顺时针转动时，会带动第一齿轮403绕偏心轴404顺时针转动，第一齿轮403在转动的过程中带动第二齿轮406绕转动轴405逆时针转动，推杆407在第二齿轮406的带动下逆时针偏心摆动，此时第一棘爪4073推动棘轮402逆时针转动，棘轮402在逆时针转动的过程中相对于第二棘爪4074滑动；当摆陀408如图6所示方向逆时针转动时，会带动第一齿轮403绕偏心轴404逆时针转动，第一齿轮403在转动的过程中带动第二齿轮406绕转动轴405顺时针转动，推杆407在第二齿轮406的带动下顺时针偏心摆动，此时第二棘爪4074推动棘轮402逆时针转动，棘轮402在逆时针转动的过程中相对于第一棘爪4073滑动；在棘轮402逆时针转动的过程中，会带动连接轴401逆时针转动，连接轴401带动发电装置3转动，产生电能。

相比于现有技术，本具体实施例中齿轮组仅设置两个齿轮，齿轮数量少，结构简单，组装方便。

在上述实施例的基础上，可以使第一齿轮403的直径小于第二齿轮406的直径，方便在第二齿轮406安装推杆407，并且第一齿轮403在转动的过程中，第二齿轮406的周向转速小于第一齿轮403，可以更精准的控制第二齿轮406的转动角度，以方便控制推杆407的转动角度。

优选的，第一齿轮403设置于棘轮402与第二齿轮406之间的位置，推杆407在安装的过程中，可以横跨于第一齿轮403的上部，避免额外占用横向空间，使穿戴设备的内部空间布局更加合理。

当然，也可以将第二齿轮406设置于第一齿轮403与棘轮402之间的位置，具体根据实际情况确定。

如图1所示，穿戴设备还包括设置于壳体内的安装支架5，摆陀408、第一齿轮403、第二齿轮406和棘轮402均可转动的安装于安装支架5。具体的，可以将偏心轴404设置于安装支架5，将摆陀408和第一齿轮403均安装于偏心轴404，并且摆陀408在转动的过程中带动第一齿轮403同步转动；转动轴405固定设置于安装支架5，第二齿轮406可转动的套设于转动轴405。

在一具体实施例中，发电装置3包括磁铁、线圈组件、换向器307以及电刷；磁铁用于产生磁场；线圈组件可转动设置并在转动的过程中切割磁场的磁感线，以产生电流；换向器307与线圈组件电连接并用于在线圈组件转动时使电流换向；电刷的一端与换向器307电连接，另一端与电源装置2电连接，以将线圈组件所产生的电流储存在电源装置2。

如图8所示，磁铁包括用于提供N极的第一磁铁305以及用于提供S极的第二磁铁309，且第一磁铁305和第二磁铁309均为弧形结构，线圈组件设置于第一磁铁305和第二磁铁309所围设的空间内；电刷包括第一电刷302和第二电刷306，第一电刷302和第二电刷306通过导线304电连接于电源装置2；第一电刷302和第二电刷306相对设置，以在换向器307转动的过程中分别电连接于换向器307的两侧，线圈组件包括线圈支架308和绕设于线圈支架308的线圈303，线圈303与换向器307电连接，换向器307安装于换向器支架301；线圈支架308、换向器支架301均连接于动力装置4的图3所示的连接轴401，在棘轮402转动的过程中，可以通过连接轴401带动线圈支架308、换向器支架301转动，线圈303在转动的过程中切割磁感线产生电流，电刷和换向器307接触导通电流，并保证电流方向一致，电流经与电刷连接的导线304传递至电池存储。

第一磁铁305和第二磁铁309还可以是矩形结构，具体根据实际情况确定。

优选的，可以将发电装置3设置为发电机，发电机包括电机壳310，在具体安装的过程中，第一磁铁305、第二磁铁309、第一电刷302、第二电话固定安装于电机壳310，线圈支架308、换向器支架301连接于动力装置4的连接轴401。

在一具体实施例中，当穿戴设备为智能手表时，可以使壳体包括上壳101、中壳102以及下壳103，中壳102为环状结构，上壳101扣设于中壳102的上部，下壳103扣设于中壳102的下部；电源装置2、发电装置3和动力装置4均设置于上壳101、中壳102、下壳103所围设的空间内。在使用该智能手表的过程中，佩戴者手臂动作时可以带动动力装置4内的摆陀408转动，从而带动发电装置3的线圈303转动，实现发电，解决了智能手表的续航问题。

当然，壳体还可以是其它结构形式，在此不做赘述。

本申请文件中提到的第一磁铁305和第二磁铁309，第一电刷302和第二电刷306，中的“第一”、“第二”仅仅是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的穿戴设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种穿戴设备，其特征在于，包括：

壳体；

电源装置(2)，设置于所述壳体内；

发电装置(3)，设置于所述壳体内，用于在转动时将动能转化为电能，所述发电组件与所述电源装置(2)电连接，以将所述发电装置(3)所产生的电能储存至所述电源装置(2)；

动力装置(4)，设置于所述壳体内，所述动力装置(4)包括棘轮(402)、绕偏心轴(404)可转动的摆陀(408)以及传动组件，所述棘轮(402)与所述发电装置(3)连接、以带动所述发电装置(3)转动；所述传动组件设置有第一棘爪(4073)和第二棘爪(4074)，且所述第一棘爪(4073)和所述第二棘爪(4074)分别与所述棘轮(402)的不同位置啮合；

当所述摆陀(408)顺时针转动时，所述第一棘爪(4073)推动所述棘轮(402)单方向转动，所述第二棘爪(4074)相对于所述棘轮(402)滑动；当所述摆陀(408)逆时针转动时，所述第一棘爪(4073)相对于所述棘轮(402)滑动，所述第二棘爪(4074)推动所述棘轮(402)单方向转动。

2.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，所述传动组件包括齿轮组以及偏心且可转动的设置于所述齿轮组的推杆(407)，所述齿轮组由所述摆陀(408)带动转动；所述第一棘爪(4073)和所述第二棘爪(4074)均设置于所述推杆(407)。

3.根据权利要求2所述的穿戴设备，其特征在于，所述推杆(407)为弹性杆，所述弹性杆的弹性力用于使所述第一棘爪(4073)、所述第二棘爪(4074)啮合所述棘轮(402)。

4.根据权利要求3所述的穿戴设备，其特征在于，所述推杆(407)为V形结构，所述第一棘爪(4073)设置于所述V形结构的第一侧臂(4071)的内侧，所述第二棘爪(4074)设置于所述V形结构的第二侧臂(4072)的内侧。

5.根据权利要求2所述的穿戴设备，其特征在于，所述齿轮组包括第一齿轮(403)和第二齿轮(406)；

所述第一齿轮(403)与所述摆陀(408)同轴心且同步转动，所述第二齿轮(406)与所述第一齿轮(403)啮合传动，所述推杆(407)偏心且可转动的设置于所述第二齿轮(406)。

6.根据权利要求5所述的穿戴设备，其特征在于，所述第一齿轮(403)设置于所述棘轮(402)与所述第二齿轮(406)之间的位置。

7.根据权利要求5所述的穿戴设备，其特征在于，还包括设置于所述壳体内的安装支架(5)，所述摆陀(408)、所述第一齿轮(403)、所述第二齿轮(406)和所述棘轮(402)均可转动的安装于所述安装支架(5)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的穿戴设备，其特征在于，所述发电装置(3)包括：

磁铁，用于产生磁场；

线圈组件，可转动设置并在转动的过程中切割所述磁场的磁感线，以产生电流；

换向器(307)，与所述线圈组件电连接，所述换向器(307)用于在所述线圈组件转动时使所述电流换向；

电刷，一端与所述换向器(307)电连接，另一端与所述电源装置(2)电连接，以将所述线圈组件所产生的电流储存在所述电源装置(2)。

9.根据权利要求8所述的穿戴设备，其特征在于，所述磁铁包括用于提供N极的第一磁铁(305)以及用于提供S极的第二磁铁(309)，且所述第一磁铁(305)和所述第二磁铁(309)均为弧形结构，所述线圈组件设置于所述第一磁铁(305)和所述第二磁铁(309)所围设的空间内。

10.根据权利要求1-7任一项所述的穿戴设备，其特征在于，所述壳体包括上壳(101)、中壳(102)以及下壳(103)，所述中壳(102)为环状结构，所述上壳(101)扣设于所述中壳(102)的上部，所述下壳(103)扣设于所述中壳(102)的下部；

所述电源装置(2)、所述发电装置(3)和所述动力装置(4)均设置于所述上壳(101)、所述中壳(102)、所述下壳(103)所围设的空间内。

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