CN207384216U - 扫地机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种扫地机器人,所述扫地机器人包括:壳体和底盘;多个轮子,至少部分地位于壳体内,且被配置为使所述扫地机器人在地面上移动;一个或多个臂,用于将所述多个轮子中的一个或多个轮子分别连接到所述底盘,其中所述一个或多个臂中的每个都具有可枢轴地连接到所述底盘的近端和可与所述多个轮子中的一个可旋转地连接的远端;一个或多个弹性构件,用于将所述一个或多个臂连接到所述底盘,并且分别将与所述一个或多个臂连接的所述一个或多个轮子偏置到伸展位置;至少一个电机,用于驱动所述多个轮子中的至少一个,其中,在清扫期间,所述扫地机器人的重量克服来自所述一个或多个弹性构件的将所述一个或多个轮子偏置到所述伸展位置的力。
Description
技术领域
本申请涉及清洁装置,更具体地,涉及一种扫地机器人。
背景技术
扫地机器人,又称自动打扫机、智能吸尘器、机器人吸尘器等,是智能家用电器的一种。所述扫地机器人能凭借一定的人工智能,采用刷扫和真空方式,自动将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒,从而完成对地面清理的功能。通常地,扫地机器的机身为无线机器,使用充电电池运作。在一些配置中,扫地机器人还可以在前端设置有感应器,以侦测障碍物,如碰到墙壁或其他障碍物,会自行转弯。因为扫地机器人操作简单,使用便利,现今已逐步普及,成为现代家庭的常用家电用品。
实用新型内容
本申请的目的之一在于提供一种扫地机器人。所述扫地机器人包括:壳体和底盘;多个轮子,至少部分地位于所述壳体内,且被配置为使所述扫地机器人在地面上移动;一个或多个臂,用于将所述多个轮子中的一个或多个轮子分别连接到所述底盘,其中所述一个或多个臂中的每个都具有枢轴地连接到所述底盘的近端和与所述多个轮子中的一个可旋转地连接的远端;一个或多个弹性构件,用于将所述一个或多个臂连接到所述底盘,并且分别将与所述一个或多个臂连接的所述一个或多个轮子偏置到伸展位置;至少一个电机,用于驱动所述多个轮子中的至少一个,其中,在清扫期间,所述扫地机器人的重量能够克服来自所述一个或多个弹性构件的将所述一个或多个轮子偏置到所述伸展位置的力。
在一些实施例中,所述多个轮子包括转向轮,所述转向轮不通过所述弹性构件被连接到所述底盘并且没有被偏置到所述伸展位置。
在一些实施例中,所述转向轮位于所述扫地机器人的前后直径的一端。
在一些实施例中,所述多个轮子包括第一转向轮和第二转向轮,所述第一转向轮和所述第二转向轮位于所述扫地机器人的前后直径的一端并且相互间隔分开。
在一些实施例中,所述多个轮子包括至少两个驱动轮,所述至少两个驱动轮通过所述一个或多个弹性构件被连接到所述底盘,并且被所述一个或多个弹性构件偏置到所述伸展位置。
在一些实施例中,所述至少两个驱动轮包括第一驱动轮和第二驱动轮,所述第一驱动轮和所述第二驱动轮位于所述扫地机器人很像直径的相对两端,并且所述横向直径与所述扫地机器人的前后直径垂直。
在一些实施例中,所述扫地机器人还包括:设置在所述底盘的底面上的空腔;以及安装在所述空腔内且可以在水平面上旋转的基座,其中,所述转向轮被安装在所述基座上并且可以在与所述水平面垂直的垂直面上旋转。
在一些实施例中,所述基座具有圆形的形状,所述转向轮被偏心地安装在所述圆形基座上。
在一些实施例中,所述基座包括倾斜表面,所述倾斜表面相对于所述底盘的底面倾斜并且与所述转向轮相邻,从而在清扫期间,所述倾斜表面在所述转向轮的前方以减少所述基座对所述扫地机器人的运动所产生的阻力。
在一些实施例中,所述倾斜表面相对于所述底盘的底面倾斜5°-30°。
在一些实施例中,所述转向轮位于比所述底盘的底面低0.3-3厘米的位置。
在一些实施例中,所述伸展位置比所述底盘的底面低0.5-5厘米。
在一些实施例中,在清扫期间,所述多个轮子的全部的低端都到达与所述底盘的底面平行的平面。
在一些实施例中,所述扫地机器人还包括:控制模块,位于所述壳体内并用于引导所述扫地机器人在地面上移动;以及至少一个传感器,用于检测障碍物并且将障碍物信息传送给所述控制模块,从而所述控制模块能够使所述扫地机器人对所述障碍物做出反应。
在一些实施例中,所述扫地机器人还包括:可移除箱体,至少部分地位于所述壳体内且被配置为接收微粒物;以及旋转构件,被配置为将微粒物引导向可移除箱体。
在本申请的扫地机器人中包括了一个或多个弹性构件,用于将一个或多个臂连接到底盘,并且分别将与所述一个或多个臂连接的一个或多个轮子偏置到伸展位置,有利于所述扫地机器人的平稳运行,及通过对所述一个或多个轮位置的检测对所述扫地机器人的运行状态进行控制。
进一步,所述扫地机器人的转向轮可以通过基座安装在底盘上,所述基座具有圆形结构,所述转向轮被偏心地安装在所述圆形基座上,并且所述基座包括倾斜表面,所述倾斜表面相对于所述底盘的底面倾斜并且与所述转向轮相邻,从而在清扫期间,所述倾斜表面在所述转向轮的前方减少了所述基座对所述扫地机器人的运动所产生的阻力。
以上为本申请的概述,可能有简化、概括和省略细节的情况,因此本领域的技术人员应该认识到,该部分仅是示例说明性的,而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征,也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。
附图说明
通过下面结合附图所做的详细说明以及所附的权利要求书,本领域技术人员将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解,这些附图和详细说明仅描绘了本申请内容的若干示例性实施方式,不应将其认为是对本申请内容范围的限定。通过参考附图,本申请的内容将会得到更加明确和详细地说明。
图1以方框图的形式示出了本实用新型实施例的扫地机器人的逻辑框图;
图2为本实用新型扫地机器人的立体结构示意图;
图3为图2所示的扫地机器人的仰视图;
图4为本实用新型实施例的扫地机器人的转向轮组件和驱动轮组件的位置示意图;
图5为沿图4中XX'方向的部分剖面图;以及
图6为为图3第一驱动轮组件所处部位的剖面图。
具体实施方式
在下面的详细描述中,参考了构成说明书的一部分的附图。在附图中,除非上下文另有说明,类似的符号通常表示类似的组成部分。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请主题的精神或范围的情况下,可以采用其他实施方式,和做出其他变化。可以理解,可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合,设计,而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。
参考图1,图1示出了本实用新型实施例的扫地机器人10的逻辑框图。扫地机器人10包括外壳组件20、电源子系统30、动力子系统40、传感器子系统50、控制模块60、侧刷组件70和自调节清扫头子系统80。所述电源子系统30、动力子系统40、传感器子系统50、控制模块60、侧刷组件70和自调节清扫头子系统80与所述外壳组件20集成在一起,具体将在下文进行描述。
如图1所示,所述电源子系统30向动力子系统40、传感器子系统50、侧刷组件70和自调节清扫头子系统80中的各个部件,以及控制模块60中的电路和部件分别通过对应的电路32-4、32-5、32-7、32-8和32-6在清扫过程中提供能量。
参考图2-图4,图2为所述扫地机器人10的立体结构示意图,图3为所述扫地机器人10的仰视图,图4为所述扫地机器人10的转向轮组件和驱动轮组件位置示意图。其中,在图2所示的扫地机器人10中,所述外壳组件20包括底盘21、壳体22、可移位缓冲器23、转向轮组件24和提手25。
在一些实施例中,所述底盘21可以由诸如塑料的材料整体成型,其包括多个预先形成的槽、凹陷或结构部件,用于将电源子系统30、动力子系统40、传感器子系统50、侧刷组件70和自调节清扫头子系统80安装或集成在所述底盘21上。在一些实施例中,所述壳体22也可以由诸如塑料的材料整体成型,并且被构造为与所述底盘21互补,并且为安装到所述底盘21的各个部件提供保护。所述底盘21和壳体22可以通过各种合适的装置(例如螺钉)可拆卸地组合在一起,并且在结合在一起之后,所述底盘21和壳体22形成高度较小的封装结构,所述封装结构具有沿着其前后轴线大致对称的大致圆柱形构造。
所述可移位缓冲器23具有大致弧形的构造,且被可移动地安装在所述底盘21的前部。所述可移位缓冲器23被配置为使得当其遇到预定质量的静止物体或障碍物时,所述可移位缓冲器23可以从正常的操作位置向所述底盘21偏移。响应于所述可移位缓冲器23的偏移,控制模块60可以控制扫地机器人10避开静止物体和障碍物,并且继续清扫过程。在本申请中,“前后直径”是指沿所述扫地机器人10的主要运动方向的直径,例如图3中经过转向轮24中心的底盘底面的直径。
参考图4和图5,图5为沿图4中XX'方向的部分剖面图,需要说明的是,在图4和图5的示意图中,为了简单明了起见,省略所述扫地机器人10的部分部件。在图4和图5所示的实施例中,所述转向轮组件24包括转向轮24W和基座24P。所述转向轮24W位于所述扫地机器人10的前后直径的一端。在所述扫地机器人10的底盘21的底面上设置有空腔24C,所述基座24P安装在所述空腔24C内且可以在与所述基座24P的底面平行的水平面上旋转,所述转向轮24W被安装在所述基座24P上并且可以在与所述水平面垂直的垂直面上旋转。所述基座24P具有圆形结构,所述转向轮24W被偏心地安装在所述圆形基座24P上。参考图5,所述基座24P包括倾斜表面,所述倾斜表面相对于所述底盘21的底面倾斜并且与所述转向轮24W相邻,从而在清扫期间,所述倾斜表面在所述转向轮24W的前方以减少所述基座24P对所述扫地机器人10的运动所产生的阻力。在一些实施例中,所述基座24P的倾斜表面相对于所述底盘21的底面倾斜5°-30°,例如10°、15°、20°等等。在一些实施例中,所述转向轮24W位于比所述底盘的底面低0.3-3厘米的位置,例如,所述转向轮24W的最低端比所述底盘21的底面低0.5厘米、1厘米、2厘米等等。
虽然在上述实施例中,所述扫地机器人只具有一个转向轮,但在另外一些实施例中,所述扫地机器人也可以具有两个或者更多个转向轮。例如,所述扫地机器人可以具有第一转向轮和第二转向轮,所述第一转向轮和所述第二转向轮位于所述扫地机器人的前后直径的一端并且相互间隔分开。
所述提手25的两端25E枢轴连接至所述壳体22的前端,且关于所述扫地机器人10的前后轴线(或前后直径)大致对称。当所述扫地机器人10在地面静止或者在地面上移动进行清扫时,所述提手25所处的位置与所述壳体22的表面大致齐平。所述提手25的重量以及枢轴的配置可以使得所述提手25在重力作用下自动回到该齐平位置。当所述扫地机器人10通过所述提手25被提起时,所述扫地机器人10的后端位于比前端更低的位置,从而所述自调节清扫头子系统80中的垃圾碎物不会掉落。
继续参考图3,所述扫地机器人10的电源子系统30包括可充电电池组34,例如可以是NiMH电池组或者其他合适的可充电电池组。所述可充电电池组34安装在所述底盘21的电池凹槽中,该电池凹槽的大小可以根据所安装的电池组34来定制。所述可充电电池组34可以通过常规的方式安装在所述电池凹槽中,例如弹簧闩。在一些实施例中,所述可充电电池组34在充满电时,在满足所述动力子系统40、传感器子系统50、侧刷组件70、自调节清扫头子系统80中的各个部件、以及控制模块60中的电路和部件的电力需求的情况下,可以维持所述扫地机器人10工作1-3小时。所述电池凹槽被电池盖板34L封闭,所述电池盖板34L可以通过常规方式固定到所述底盘21,例如螺丝。在一些实施例中,所述电池盖板34L上装帖有摩擦垫36,用于在所述扫地机器人10自动停机时帮助其停止。例如,当所述扫地机器人10将要驶过陡峭边沿时帮助扫地机器人停止。
所述动力子系统40包括:推动所述扫地机器人10进行清扫操作的部件、对所述侧刷组件70进行操作的部件以及在清扫操作中对所述自调节清扫头子系统80进行操作的部件。
在一些实施例中,参考图3,所述动力子系统40包括第一驱动轮组件42A和第二驱动轮组件42B。每个驱动轮组件都具有可独立操作的电机。
所述第一和第二驱动轮组件42A和42B被独立地安装在所述底盘21横向直径的相对两端的凹槽中,所述横向直径与前述的前后直径相垂直。由于两个驱动轮组件42A和42B通过独立的电机驱动,可以为扫地机器人10提供更宽范围的转向操纵,例如,急转弯、逐渐转弯和原地转弯等。所述将两个驱动轮组件安装在横向直径的两端为所述扫地机器人10提供了更强的转向能力。
下面结合图6对所述第一驱动轮组件42A进行说明,图6为图3中第一驱动轮组件42A所处部位的剖视图。所述第一驱动轮组件42A包括第一驱动轮42AW,所述第一驱动轮42AW可旋转地安装至U形臂42ACM,U形臂42ACM枢轴地安装至所述底盘21。与所述第一驱动轮组件42A对应的电机安装在所述U形臂42ACM的后端。所述第一驱动轮组件42A还包括弹性构件(未示出),例如,拉伸弹簧。所述弹性构件的一端连接到U形臂42ACM的后端部分,另一端连接到所述底盘21。当所述扫地机器人10离开地面时,所述弹性构件可旋转地将所述第一驱动轮42AW偏置到“伸展”位置,在此伸展位置,所述第一驱动轮42AW的转动轴42AAR大体位于所述底盘21的底面之下,也即第一驱动轮42AW的下半部分大体位于底盘21的底面下方。在一些实施例中,所述伸展位置比所述底盘21的底面低0.5-5厘米,也即第一驱动轮42AW的最下端比底盘21的底面低0.5-5厘米。当所述扫地机器人10停放在地面或者在地面上移动时,所述扫地机器人10的重量可以克服所述弹性构件的力将所述第一驱动轮42AW偏置到回缩或工作位置,此时,所述第一驱动轮42AW的转动轴42AAR大概与所述底盘21的底平面齐平。在一些实施例中,所述第一驱动轮42AW具有凹凸的胎面42AKT。所述凹凸的胎面42AKT可以为所述扫地机器人10提供增强的牵引力,尤其是当所述扫地机器人10穿过光滑表面或者在具有不同纹理的连续表面之间穿行时。
虽然上述说明针对第一驱动轮组件42A进行描述,但可以理解的是,所述第二驱动轮组件42B也具有相同或相似的结构。
所述驱动轮组件42A和42B的电机可以:在相同的方向以相同的转动速度驱动对应的轮子从而推动所述扫地机器人10沿直线向前或者向后移动;或者以不同的速度驱动对应的轮子从而使所述扫地机器人10转向;或者以相同的速度在相反方向上驱动对应的轮子从而使得所述扫地机器人10原地转动。
需要说明的是,在清扫期间,所述扫地机器人10的多个轮子,包括所述转向轮24W、第一驱动轮42AW和第二驱动轮42BW,全部的低端都到达与所述底盘的底面平行的平面,使得所述扫地机器人10平稳运行。在一些实施例中,转向轮可以不被弹性构件偏置,也即被固定安装在底盘上,这有助于转向轮的准确导向,避免弹性偏置引起的导向困难。
虽然在上述实施例中,所述转向轮不通过所述弹性构件被连接到所述底盘并且没有被偏置到所述伸展位置。但是,在其他一些实施例中,所述转向轮可以与所述驱动轮具有相同或相似的配置,都通过对应的弹性部件被偏置到所述伸展位置。所述驱动轮的数量也不一定为两个,也可以为一个或更多个。
所述传感器子系统50包括多种不同用途的传感器,例如,包括控制传感器和紧急情况传感器。所述控制传感器用于检测以规划所述扫地机器人10的正常操作,所述紧急情况传感器用于检测不利于所述扫地机器人10正常操作的情况(例如,待清扫的地面具有楼梯)。所述传感器子系统50将检测信号反馈给控制模块60,以使控制模块60能够对检测到的状况做出适当的反应。在一些实施例中,所述控制传感器可以包括障碍物检测传感器、墙壁感应组件、虚拟墙壁感应组件等等;所述紧急情况传感器可以包括峭壁检测传感器、轮子下落检测传感器和电机电流检测传感器等等。
所述控制模块60包括控制电路(参考图1中分别对应于动力子系统40、传感器子系统50、侧刷组件70和自调节清扫头子系统80的控制线60-4、60-5、60-7和60-8)和微控制器,用于控制所述扫地机器人10在清扫操作中的运动以及对所述传感器子系统50产生的信号做出响应。在一些实施例中,所述扫地机器人10的控制模块60可以通过硬连线、软件、固件或者它们的结合来进行编程,以实现对所述扫地机器人10的控制。
所述侧刷组件70可以有效地清扫将外壳组件20区域之外的大小颗粒物,并且将部分这颗粒物引导至所述自调节清扫头子系统80。从而使得所述扫地机器人10具有能够清扫底盘之外区域地面的能力。在一些实施例中,如图3所示,所述侧刷组件70安装在所述底盘21的下表面的右前方位置,在右侧的所述第一驱动轮组件42A的前方。所述侧刷组件70包括:安装杆72,其一端可转动地与电机连接用于传递扭矩;毂74,与所述安装杆72的另一端连接;侧刷盖板75,围绕所述毂74;固定到所述毂的侧刷工具76和刷毛78。所述侧刷盖板75以环绕所述毂74的方式固定在所述底盘21上,防止所述侧刷工具76在清扫地面器件被卡在所述底盘21下方。
所述自调节清扫头子系统80为所述扫地机器人10提供清扫机制。在一些实施例中,如图3所示,所述自调节清扫头子系统80包括刷子组件90和真空组件100。
所述刷子组件90与所述真空组件100在结构上和功能上都属于独立的清扫系统。这种双清扫系统构造,在提供有效的清扫能力的同时能够最小化所述扫地机器人10的功率需求。
在一些实施例中,如图3所示,所述刷子组件90为双级刷子,包括片状刷92和主刷94。所述片状刷92和所述主刷94在结构上是不对称的,所述主刷94的外径比所述片状刷92更大。所述片状刷92和所述主刷94安装在设置于所述底盘21后部的凹仓中。所述片状刷92和所述主刷94彼此相对旋转。所述片状刷92沿第一方向旋转,以将较大的颗粒物导入至少部分地设置于所述壳体22内的可移除箱体;所述主刷94沿第二方向旋转,所述第二方向与所述第一方向相反,且与所述扫地机器人10的向前运动相反,从而将大小颗粒物导入所述可移除灰尘箱。并且,所述主刷94的旋转运动还可以将大小颗粒物导向真空组件100的进口,从而未被所述双级刷子90清扫的颗粒物可以由于所述扫地机器人10的移动而被所述真空组件100吸入。
上述实施例中,所述侧刷组件70和刷子组件90都属于旋转构件,被配置为配合使用,以将颗粒物引导向可移除箱体。
在一些实施例中,所述真空组件100被独立供电,以产生和维持更高的真空力。在另一些实施例中,所述主刷94对应的电机也可以被用来驱动真空组件100。所述真空组件100紧邻所述双级刷子组件90并位于其后方,从而所述真空组件100的吸入口102至少一部分也紧邻所述主刷94,增强了真空组件100对颗粒物的吸入效率。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了扫地机器人的若干模块或子模块,但是这种划分仅仅是示例性的而非强制性的。实际上,根据本申请的实施例,上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之,上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书,理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中,措词“包括”不排除其他的元素和步骤,并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在本申请的实际应用中,一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。
Claims (15)
1.一种扫地机器人,其特征在于,包括:
壳体和底盘;
多个轮子,至少部分地位于所述壳体内,且被配置为使所述扫地机器人在地面上移动;
一个或多个臂,用于将所述多个轮子中的一个或多个轮子分别连接到所述底盘,其中所述一个或多个臂中的每个都具有枢轴地连接到所述底盘的近端和与所述多个轮子中的一个可旋转地连接的远端;
一个或多个弹性构件,用于将所述一个或多个臂连接到所述底盘,并且分别将与所述一个或多个臂连接的所述一个或多个轮子偏置到伸展位置;
至少一个电机,用于驱动所述多个轮子中的至少一个,
其中,在清扫期间,所述扫地机器人的重量能够克服来自所述一个或多个弹性构件的将所述一个或多个轮子偏置到所述伸展位置的力。
2.根据权利要求1所述的扫地机器人,其特征在于,所述多个轮子包括转向轮,所述转向轮不通过所述弹性构件被连接到所述底盘并且没有被偏置到所述伸展位置。
3.根据权利要求2所述的扫地机器人,其特征在于,所述转向轮位于所述扫地机器人的前后直径的一端。
4.根据权利要求1所述的扫地机器人,其特征在于,所述多个轮子包括第一转向轮和第二转向轮,所述第一转向轮和所述第二转向轮位于所述扫地机器人的前后直径的一端并且相互间隔分开。
5.根据权利要求1所述的扫地机器人,其特征在于,所述多个轮子包括至少两个驱动轮,所述至少两个驱动轮通过所述一个或多个弹性构件被连接到所述底盘,并且被所述一个或多个弹性构件偏置到所述伸展位置。
6.根据权利要求5所述的扫地机器人,其特征在于,所述至少两个驱动轮包括第一驱动轮和第二驱动轮,所述第一驱动轮和所述第二驱动轮位于所述扫地机器人横向直径的相对两端,并且所述横向直径与所述扫地机器人的前后直径垂直。
7.根据权利要求2所述的扫地机器人,其特征在于,还包括:
设置在所述底盘的底面上的空腔;以及
安装在所述空腔内且可以在水平面上旋转的基座,
其中,所述转向轮被安装在所述基座上并且可以在与所述水平面垂直的垂直面上旋转。
8.根据权利要求7所述的扫地机器人,其特征在于,所述基座具有圆形的形状,所述转向轮被偏心地安装在所述圆形基座上。
9.根据权利要求8所述的扫地机器人,其特征在于,所述基座包括倾斜表面,所述倾斜表面相对于所述底盘的底面倾斜并且与所述转向轮相邻,从而在清扫期间,所述倾斜表面在所述转向轮的前方以减少所述基座对所述扫地机器人的运动所产生的阻力。
10.根据权利要求9所述的扫地机器人,其特征在于,所述倾斜表面相对于所述底盘的底面倾斜5°-30°。
11.根据权利要求2所述的扫地机器人,其特征在于,所述转向轮位于比所述底盘的底面低0.3-3厘米的位置。
12.根据权利要求1所述的扫地机器人,其特征在于,所述伸展位置比所述底盘的底面低0.5-5厘米。
13.根据权利要求1所述的扫地机器人,其特征在于,在清扫期间,所述多个轮子的全部的低端都处于与所述底盘的底面平行的平面。
14.根据权利要求1所述的扫地机器人,其特征在于,还包括:
控制模块,位于所述壳体内并用于引导所述扫地机器人在地面上移动;以及
至少一个传感器,用于检测障碍物并且将障碍物信息传送给所述控制模块,从而所述控制模块能够使所述扫地机器人对所述障碍物做出反应。
15.根据权利要求1所述的扫地机器人,其特征在于,还包括:
可移除箱体,至少部分地位于所述壳体内且被配置为接收微粒物;以及
旋转构件,被配置为将微粒物引导向可移除箱体。
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2017
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