CN203667453U - 一种无人搬运车agv装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种无人搬运车AGV装置,包括:机器人本体、举升系统、驱动转向系统、定位导航与控制系统、蓄电池与充电系统,其中:机器人本体为潜藏式结构;举升系统,位于机器人本体的上部,用于对货架进行举升;驱动转向系统,位于机器人本体的底部,采用差速转向的驱动转向方式进行驱动转向;定位导航与控制系统,与举升系统和驱动转向系统相连,用于对AGV装置进行驱动和控制;蓄电池与充电系统,分别与举升系统、驱动转向系统、定位导航与控制系统相连,用于对举升系统、驱动转向系统、定位导航与控制系统的工作进行供电。本实用新型提高电商配送中心拣选效率,实现从货物到人的自动化;使用灵活,极具柔性;成本低,减少仓库人员的投入。
Description
技术领域
本实用新型涉及物流技术领域,尤其涉及一种无人搬运车AGV(无人搬运车,Automated Guided Vehicle)装置。
背景技术
现有的AGV装置主要运用在制造车间和重型机械中搬运作业,体积大,要求承载量也非常大,主要分为承载型、牵引型和自动叉车型,便于和各种工业机械设备、数控加工中心配合作业;实现对物流的一体化控制,而在物流配送中心中,急需要AGV装置来节约人力成本,特别是仓储与分拣过程,更需要AGV装置对大批整托盘的货物进行搬运,所以潜入式的AGV装置在电商物流配送中心的应用将越来越广泛。
现有技术的AGV装置主要存在如下问题:1、效率低。现有的AGV无法实现多机器人协同运作,这样就必须借助附加设备来完成,多次的交互造成效率下降;2、空间浪费。由于目前AGV载重量大,体积也非常大,因此非存储空间加大,土地利用率降低;3、成本高。系统无法完全实现货到人,需配备更多的人员或其他设备,使得投资大大增加;系统价格成本高,没有自主知识产权核心技术;4、使用不灵活,柔性差。现有AGV主要运用在制造业的搬运,只适合简单的路径运行,对复杂路径系统无法适应,因此,在一定程度上限制了其广泛的应用。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种无人搬运车AGV装置,以较低成本提高电商物流配送中心拣选和存取效率,能够通过狭窄的空间,灵活转向,适合电子商务物流应用。
为了解决上述技术问题,本实用新型实施例提供了一种无人搬运车AGV装置,所述无人搬运车AGV装置包括:机器人本体、举升系统、驱动转向系统、定位导航与控制系统、蓄电池与充电系统,其中:
所述机器人本体为潜藏式结构;
所述举升系统,位于所述机器人本体的上部,用于对货架进行举升;
所述驱动转向系统,位于所述机器人本体的底部,采用差速转向的驱动转向方式进行驱动转向;
所述定位导航与控制系统,与所述举升系统和所述驱动转向系统相连,用于对所述无人搬运车AGV装置进行驱动和控制;
所述蓄电池与充电系统,分别与所述举升系统、所述驱动转向系统、所述定位导航与控制系统相连,用于对所述举升系统、所述驱动转向系统、所述定位导航与控制系统的工作进行供电。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述驱动转向系统包括:编码器、轴承托、驱动电机和驱动轮;所述驱动转向系统通过所述轴承托把所述驱动电机与所述驱动轮连接在一起,根据所述编码器控制所述无人搬运车AGV装置的差速转向。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述驱动转向系统,用于采用前后四轮为万向轮,中间两轮为驱动轮的六轮结构,以随着所述驱动轮的转向而360度转弯,从而实现差速转向的驱动转向方式。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述举升系统包括:举升电机、电动缸、滚珠丝杠、托板轴、托板,导轨与滑块、回转电机和回转齿轮;所述驱动电机通过同步带驱动所述滚珠丝杠,把水平运动变为垂直向上运动;所述电动缸的上端与所述托板接触;所述无人搬运车AGV装置配备有两套电动缸,两个驱动举升电机,两侧面有直线导轨以确保所述托板垂直举升;所述无人搬运车AGV装置转向时,为确保狭窄空间被举升的货架不随着所述机器人本体转动发生碰撞,所述回转电机通过所述回转齿轮带动所述托板轴,使货架回转,利用相对运动确保货架相对于地面静止。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述定位导航与控制系统包括:二维码读取摄像头,安装于所述机器人本体下方的中心位置,用于识别二维码后,采用二维码进行控制导航。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述定位导航与控制系统还包括:惯性测量元件,以确保所述回转电机回转的角度,并用于测量载体相对于惯性空间的运动参数,然后在给定的初始条件下推算出导航参数,引导所述无人搬运车AGV装置到达目的地。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述定位导航与控制系统还包括:无线路由器,用于通过无线局域网控制多台无人搬运车AGV装置进行协同工作。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述蓄电池与充电系统采用磷酸铁锂电池。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述机器人本体的长宽高分别为750mm*600mm*400mm。
优选的,在本实用新型一实施例中,所述无人搬运车AGV装置还包括:位于所述机器人本体四周的多个激光防碰撞传感器。
上述技术方案具有如下有益效果:因为采用所述无人搬运车AGV装置包括:机器人本体、举升系统、驱动转向系统、定位导航与控制系统、蓄电池与充电系统,其中:所述机器人本体为潜藏式结构;所述举升系统,位于所述机器人本体的上部,用于对货架进行举升;所述驱动转向系统,位于所述机器人本体的底部,采用差速转向的驱动转向方式进行驱动转向;所述定位导航与控制系统,与所述举升系统和所述驱动转向系统相连,用于对所述AGV装置进行驱动和控制;所述蓄电池与充电系统,分别与所述举升系统、所述驱动转向系统、所述定位导航与控制系统相连,用于对所述举升系统、所述驱动转向系统、所述定位导航与控制系统的工作进行供电的技术手段,所以达到了如下的技术效果:提高电商配送中心拣选效率,实现从货物到人的自动化;使用灵活,极具柔性;成本低,减少仓库人员的投入;库区规划方便,可以更有效利用仓库面积。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一种无人搬运车AGV装置结构示意图;
图2为本实用新型应用实例一种AGV装置的结构示意图;
图3为本实用新型应用实例物流搬运机器人工作的物流场所布局示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示,为本实用新型实施例一种无人搬运车AGV装置结构示意图,所述无人搬运车AGV装置包括:机器人本体10、举升系统11、驱动转向系统12、定位导航与控制系统13、蓄电池与充电系统14,其中:
所述机器人本体10为潜藏式结构;
所述举升系统11,位于所述机器人本体10的上部,用于对货架进行举升;
所述驱动转向系统12,位于所述机器人本体10的底部,采用差速转向的驱动转向方式进行驱动转向;
所述定位导航与控制系统13,与所述举升系统11和所述驱动转向系统12相连,用于对所述无人搬运车AGV装置进行驱动和控制;
所述蓄电池与充电系统14,分别与所述举升系统11、所述驱动转向系统12、所述定位导航与控制系统13相连,用于对所述举升系统11、所述驱动转向系统12、所述定位导航与控制系统13的工作进行供电。
优选的,所述驱动转向系统12包括:编码器、轴承托、驱动电机和驱动轮;所述驱动转向系统通过所述轴承托把所述驱动电机与所述驱动轮连接在一起,根据所述编码器控制所述无人搬运车AGV装置的差速转向。
优选的,所述驱动转向系统12,用于采用前后四轮为万向轮,中间两轮为驱动轮的六轮结构,以随着所述驱动轮的转向而360度转弯,从而实现差速转向的驱动转向方式。
优选的,所述举升系统11包括:举升电机、电动缸、滚珠丝杠、托板轴、托板,导轨与滑块、回转电机和回转齿轮;所述驱动电机通过同步带驱动所述滚珠丝杠,把水平运动变为垂直向上运动;所述电动缸的上端与所述托板接触;所述无人搬运车AGV装置配备有两套电动缸,两个驱动举升电机,两侧面有直线导轨以确保所述托板垂直举升;所述无人搬运车AGV装置转向时,为确保狭窄空间被举升的货架不随着所述机器人本体转动发生碰撞,所述回转电机通过所述回转齿轮带动所述托板轴,使货架回转,利用相对运动确保货架相对于地面静止。
优选的,所述定位导航与控制系统13包括:二维码读取摄像头,安装于所述机器人本体下方的中心位置,用于识别二维码后,采用二维码进行控制导航。
优选的,所述定位导航与控制系统13还包括:惯性测量元件,以确保所述回转电机 回转的角度,并用于测量载体相对于惯性空间的运动参数,然后在给定的初始条件下推算出导航参数,引导所述无人搬运车AGV装置到达目的地。
优选的,所述定位导航与控制系统13还包括:无线路由器,用于通过无线局域网控制多台无人搬运车AGV装置进行协同工作。
优选的,所述蓄电池与充电系统14采用磷酸铁锂电池。
优选的,所述机器人本体10的长宽高分别为750mm*600mm*400mm。
优选的,所述无人搬运车AGV装置还包括:位于所述机器人本体四周的多个激光防碰撞传感器。
上述技术方案具有如下有益效果:因为采用所述无人搬运车AGV装置包括:机器人本体、举升系统、驱动转向系统、定位导航与控制系统、蓄电池与充电系统,其中:所述机器人本体为潜藏式结构;所述举升系统,位于所述机器人本体的上部,用于对货架进行举升;所述驱动转向系统,位于所述机器人本体的底部,采用差速转向的驱动转向方式进行驱动转向;所述定位导航与控制系统,与所述举升系统和所述驱动转向系统相连,用于对所述AGV装置进行驱动和控制;所述蓄电池与充电系统,分别与所述举升系统、所述驱动转向系统、所述定位导航与控制系统相连,用于对所述举升系统、所述驱动转向系统、所述定位导航与控制系统的工作进行供电的技术手段,所以达到了如下的技术效果:提高电商配送中心拣选效率,实现从货物到人的自动化;使用灵活,极具柔性;成本低,减少仓库人员的投入;库区规划方便,可以更有效利用仓库面积。
以下举应用实例对本实用新型实施例上述技术方案进行详细说明:
本实用新型应用实例是由机器人本体、举升系统、驱动转向系统、定位导航与控制系统、蓄电池与充电系统等五部分组成,如图2所示,为本实用新型应用实例一种AGV装置的结构示意图,其中,附图标号具体为:托板21、回转机构22、锂电池23、举升机构24、驱动轮25、驱动电机26、万向轮27。物流搬运机器人(也就是AGV装置)采用潜入式设计,大小为750mm*600mm*400mm,主要运用在仓库的狭窄的空间内,上面的举升机构24顶起特定的货架在仓库里按照上位机的命令作业。这种潜入式物流搬运机器人通过惯导和二维码进行室内定位,实行六轮机构,前后四轮为万向轮27,中间两轮为驱动轮25,驱动转向方式为差速转向,可以实现多台AGV协同作业,主要是针对电商物流配送中心的出入库存取、拣选等作业,运行在货架的底部,可以在狭窄空间的转向和行走,对货架采用举升的方式,顶部有回转机构22,回转机构22与转向机构相对运动,确保狭窄 空间货架随机器人旋转发生碰撞;物流搬运机器人四周有多个激光防碰撞传感器。
1.驱动转向系统
驱动转向系统由编码器、轴承托、驱动电机26和驱动轮25组成。驱动转向系统通过轴承托把电机与驱动轮25连接在一起,根据编码器控制小车的差速转向。前后四个万向轮27,可以随着驱动轮25的转向360度转弯。
2.举升系统
举升系统由举升电机、电动缸、滚珠丝杠、托板轴、托板21,导轨与滑块、回转电机和回转齿轮等组成。驱动电机26通过同步带驱动滚珠丝杠,把水平运动变为垂直向上运动,电动缸的上端与托板21接触。物流搬运小车配备有两套电动缸,两个驱动举升电机,两侧面有直线导轨可以确保托板21垂直举升;小车转向时,为确保狭窄空间被举升的货架不随着搬运机器人转动发生碰撞,回转电机通过回转齿轮带动托板轴,使货架回转,利用它们的相对运动确保货架相对于地面静止。
3.定位导航与控制系统
物流搬运机器人采用的是惯导和二维码控制导航,车体最下方的中心位置安装有二维码读取摄像头,能够快速识别二维码;惯性导航技术是利用惯性测量元件测量载体相对于惯性空间的运动参数,然后在给定的初始条件下推算出导航参数,引导搬运机器人到达目的地;本系统采用的是集成的惯导电路板,性能稳定、体积小等优点;惯导也可以确保回转电机回转的角度。控制系统内部装有无线路由器,能够实现通过无线局域网控制多台小车协同工作方式。
4.蓄电池与充电系统
蓄电池为物流搬运机器人提供稳定的电力供应,本系统采用高性能磷酸铁锂电池23,具有充电迅速,使用寿命长、重量轻、能量密度高、安全性能好等优点。
本实用新型应用实例工作流程描述:
物流搬运机器人按照上位机规划的最优路径行驶或转弯,空载速度达到1.2m/s,重载速度为1m/s,举升时间为4s,穿梭在电商配送中心的狭窄通道内,实现从货物到人的自动化,如图3所示,为本实用新型应用实例物流搬运机器人工作的物流场所布局示意图,具体工作流程描述如下:
1.入库作业
入库环节,各收货月台根据收货单收货后由物流搬运车输送至入库站台。将入库单输入调度系统后,由调度系统进行入库上架任务的安排以及优先级编排,入库操作员在操作 终端进行入库呼叫,调度系统就近调度物流搬运小车,物流搬运小车根据指令识别所需货架,优先调用原有该类货物但已出库的货架,如果该货架目前容量大于或等于此次需入库货物,则物流搬运小车按照规划路径运行至该货架下方,进行举升后将该货架按照规划路径搬运至入库口指定位置,若没有相应的货架或者该货架当前容量小于需入库数量,则物流搬运小车根据指令就近识别一空货架并搬运至入库口,若入库口已有正在进行入库操作的货架,则该物流搬运小车及货架按照规定位置进行等待,待前一货架操作完毕,再行至入库口。操作员以按钮的方式表示拣货上架的开始动作,此时操作员扫描货物标签,相应货格的指示灯亮起,操作员将货物放入指定货格,同时扫描该货格标签以在系统内关联存货信息,进行下一货物的上架操作,直至该货架需入库操作全部完成,货架由重力和亮灯次数双重感应自动离开,如下一入库口对该货架也有调度需求,则小车自动运行至下一入库口,如无需求,则按照既定的规则选择路径将货架归位,并自动就近选择空车位停下。循环上述操作,直至该批货物入库完毕。
2.拣选作业
在拣选环节,首先由订单处理系统将订单按照时间窗进行优化,即在规定的时间间隔处理一批订单,将该批订单进行相似度对比、分类等操作,旨在提高同一货架中的货物对该拣选口的订单覆盖率,以减少物流搬运机器人的额外往复运动,提高拣选效率。将优化的拣选单输入系统后,拣选人员在拣选终端呼叫拣选任务,系统根据呼叫信号,调度距离储位最近的物流搬运小车,小车根据指令识别待拣选的货架并按照一定的规则路径行驶到该货架下方,举升货架后,将货架按照既定规则选择路径运至指定拣选口,若前方已有在操作货架,则在等待区域排队等待至前一小车离开,接替该小车位置,当拣选员按下拣选启动键,则屏幕上方显示屏显示需拣选货物的信息,包括名称、数量、位置等,并且该货格的显示灯亮起,同时订单货架的相应位置指示灯亮起,待拣选员拣选足量的该货物放入相应订单箱后,按下货箱旁的确认键,进行下一货格货物的拣选,直至该货架货物拣选完毕,若其他拣选口有该货架的拣选需求,则小车按照既定路径运行至下一拣选口,等待拣选操作,否则小车按照既定规则运行至原储位,小车等待下一调度任务,如暂无调度任务则自动回空车停放区,若小车此时电量达到需充电状态,小车自动运行至停车区的自动充电去排队等待充电,充满后自动回到停车位等待调度。当同一拣选口所有订单货架的拣选任务全部完成后,小车货架由重力和亮灯次数双重感应自动离开,小车将该订单货架运至打包区等待打包。
本实用新型应用实例由于物流搬运小车采用潜入式设计,体积非常小,因此小车的移 动可以通过狭窄空间存储区。这一特点使得路径规划更简单有效以及仓库面积更有效的利用。另外,本实用新型应用实例可以采用其他驱动方式实现驱动轮25转向,举升可以采用凸轮机构,滚柱丝杠、剪刀叉等方式实现。
本实用新型应用实例技术方案带来的有益效果:物流搬运机器人成本低,能够通过狭窄的空间,灵活转向,适合电子商务物流应用;提高电商物流配送中心拣选和存取效率;提高柔性,应用更广泛;能够实现多机协同运作,从而实现货到人的自动化。
本领域技术人员还可以了解到本实用新型实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block),单元,和步骤可以通过电子硬件、电脑软件,或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability),上述的各种说明性部件(illustrative components),单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用,可以使用各种方法实现所述的功能,但这种实现不应被理解为超出本实用新型实施例保护的范围。
本实用新型实施例中所描述的各种说明性的逻辑块,或单元都可以通过通用处理器,数字信号处理器,专用集成电路(ASIC),现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置,离散门或晶体管逻辑,离散硬件部件,或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器,可选地,该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现,例如数字信号处理器和微处理器,多个微处理器,一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核,或任何其它类似的配置来实现。
本实用新型实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地,存储媒介可以与处理器连接,以使得处理器可以从存储媒介中读取信息,并可以向存储媒介存写信息。可选地,存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中,ASIC可以设置于用户终端中。可选地,处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
在一个或多个示例性的设计中,本实用新型实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现,这些功能可以存储与电脑可读的媒介上,或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括 电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如,这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置,或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外,任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介,例如,如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘,磁盘通常以磁性复制数据,而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无人搬运车AGV装置,其特征在于,所述无人搬运车AGV装置包括:机器人本体、举升系统、驱动转向系统、定位导航与控制系统、蓄电池与充电系统,其中:
所述机器人本体为潜藏式结构;
所述举升系统,位于所述机器人本体的上部,用于对货架进行举升;
所述驱动转向系统,位于所述机器人本体的底部,采用差速转向的驱动转向方式进行驱动转向;
所述定位导航与控制系统,与所述举升系统和所述驱动转向系统相连,用于对所述无人搬运车AGV装置进行驱动和控制;
所述蓄电池与充电系统,分别与所述举升系统、所述驱动转向系统、所述定位导航与控制系统相连,用于对所述举升系统、所述驱动转向系统、所述定位导航与控制系统的工作进行供电。
2.如权利要求1所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述驱动转向系统包括:编码器、轴承托、驱动电机和驱动轮;所述驱动转向系统通过所述轴承托把所述驱动电机与所述驱动轮连接在一起,根据所述编码器控制所述无人搬运车AGV装置的差速转向。
3.如权利要求1所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述驱动转向系统,用于采用前后四轮为万向轮,中间两轮为驱动轮的六轮结构,以随着所述驱动轮的转向而360度转弯,从而实现差速转向的驱动转向方式。
4.如权利要求2所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述举升系统包括:举升电机、电动缸、滚珠丝杠、托板轴、托板,导轨与滑块、回转电机和回转齿轮;所述驱动电机通过同步带驱动所述滚珠丝杠,把水平运动变为垂直向上运动;所述电动缸的上端与所述托板接触;所述无人搬运车AGV装置配备有两套电动缸,两个驱动举升电机,两侧面有直线导轨以确保所述托板垂直举升;所述无人搬运车AGV装置转向时,为确保狭窄空间被举升的货架不随着所述机器人本体转动发生碰撞,所述回转电机通过所述回转齿轮带动所述托板轴,使货架回转,利用相对运动确保货架相对于地面静止。
5.如权利要求4所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述定位导航与控制系统包括:二维码读取摄像头,安装于所述机器人本体下方的中心位置,用于识别二维码后,采用二维码进行控制导航。
6.如权利要求5所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述定位导航与控制系统还包括:惯性测量元件,以确保所述回转电机回转的角度,并用于测量载体相对于惯性空间的运动参数,然后在给定的初始条件下推算出导航参数,引导所述无人搬运车AGV装置到达目的地。
7.如权利要求6所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述定位导航与控制系统还包括:无线路由器,用于通过无线局域网控制多台无人搬运车AGV装置进行协同工作。
8.如权利要求1所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述蓄电池与充电系统采用磷酸铁锂电池。
9.如权利要求1所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述机器人本体的长宽高分别为750mm*600mm*400mm。
10.如权利要求1所述无人搬运车AGV装置,其特征在于,
所述无人搬运车AGV装置还包括:位于所述机器人本体四周的多个激光防碰撞传感器。
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