CN211890830U - 一种伺服双截机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伺服双截机械手，其包括具有走行轴的X轴系统、具有前后轴的Y轴系统、具有制品侧双截手臂和水口侧双截手臂的Z轴系统，前后轴的一侧上活动装有第一、第二前后轴基板，前后轴的另一侧上装有Y向拖链支撑钣金，其上装有镜像布置的第一、第二Y向拖链，第一、第二Y向拖链各自的上端对应与第一、第二前后轴基板固接，越过制品侧双截手臂的一段的顶部设有下端与第一前后轴基板连接、上端与制品侧双截手臂的中部连接的第一Z向拖链，越过水口侧双截手臂的一段的顶部设有下端与第二前后轴基板连接、上端与水口侧双截手臂的中部连接的第二Z向拖链；优点是结构紧凑、体积小、成本低，能降低线束和气管在拖链运动中遭到磨损的程度。

Description

一种伺服双截机械手

技术领域

本实用新型涉及一种机械手，尤其是涉及一种伺服双截机械手，其是一种横走式机械手，适用于380T及以下型号的卧式注塑机。

背景技术

近年来人力成本呈不断上升趋势，塑料加工企业纯人工的生产方式已经逐渐落后。国外先进国家几乎已经全部采用全自动的生产方式。市场上较多的劳动密集型、高消耗型的产品，比如餐具叉勺、写字笔、小电子产品等需要快速的、高效率的生产方式，才能达到市场需求。目前，注塑机是生产塑料产品的主要设备。

现有的注塑机上通常加装有机械手，使用机械手来取放零件或产品。伺服驱动的双截机械手通常包括具有走行轴的X轴系统、具有前后轴的Y轴系统、具有制品侧双截手臂和水口侧双截手臂的Z轴系统，前后轴在走行轴上运动，前后轴上活动安装有第一前后轴基板和第二前后轴基板，第一前后轴基板由第一前后轴伺服电机驱动在前后轴上前后运动，第二前后轴基板由第二前后轴伺服电机驱动在前后轴上前后运动，制品侧双截手臂的一段竖直活动安装于第一前后轴基板上，制品侧双截手臂的一段由第一上下轴伺服电机驱动在第一前后轴基板上上下运动，水口侧双截手臂的一段竖直活动安装于第二前后轴基板上，水口侧双截手臂的一段由第二上下轴伺服电机驱动在第二前后轴基板上上下运动，前后轴上还安装有Y向拖链支撑钣金，Y向拖链支撑钣金上安装有两条并排布置的Y向拖链，其中一条Y向拖链的上端与第一前后轴基板连接，另一条Y向拖链的上端与第二前后轴基板连接。这种伺服驱动的双截机械手存在以下问题：1)由于两条Y向拖链是并排安装于Y向拖链支撑钣金上的，因此要求Y向拖链支撑钣金的宽度要宽，然而较宽的Y向拖链支撑钣金必然占用空间更大，有悖于小型化的需求；其中的一条Y向拖链的节数多，导致提升了整个机械手的成本；只能采用转弯半径较小的拖链，然而转弯半径较小的拖链会导致其内置的线束和气管在拖链运动过程中遭到严重的磨损，从而会导致很多客户经常向厂家提出要求替换线束和气管，导致售后成本巨大，客户满意度大大降低。2)客户的一些模具太小会导致产品和料头的间距很小，而该伺服驱动的双截机械手中的第一前后轴基板和第二前后轴基板的尺寸较大，导致制品侧双截手臂与水口侧双截手臂之间的间距过大，无法同时取出产品和料头，只能先利用制品侧双截手臂取出产品，再利用水口侧双截手臂取出料头，工作效率低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种伺服双截机械手，其结构紧凑、体积小、成本低，且能够大幅降低线束和气管在拖链运动过程中遭到磨损的程度。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种伺服双截机械手，包括具有走行轴的X轴系统、具有前后轴的Y轴系统、具有制品侧双截手臂和水口侧双截手臂的Z轴系统，所述的前后轴在所述的走行轴上运动，其特征在于：所述的前后轴的一侧上活动安装有第一前后轴基板和第二前后轴基板，所述的第一前后轴基板由第一前后轴伺服电机驱动在所述的前后轴上前后运动，所述的第二前后轴基板由第二前后轴伺服电机驱动在所述的前后轴上前后运动，所述的制品侧双截手臂的一段竖直活动安装于所述的第一前后轴基板上，所述的制品侧双截手臂的一段由第一上下轴伺服电机驱动在所述的第一前后轴基板上上下运动，所述的水口侧双截手臂的一段竖直活动安装于所述的第二前后轴基板上，所述的水口侧双截手臂的一段由第二上下轴伺服电机驱动在所述的第二前后轴基板上上下运动，所述的前后轴的另一侧底部上安装有Y向拖链支撑钣金，所述的Y向拖链支撑钣金上安装有以镜像式方式布置的第一Y向拖链和第二Y向拖链，所述的第一Y向拖链的上端与所述的第一前后轴基板固定连接，所述的第二Y向拖链的上端与所述的第二前后轴基板固定连接，越过所述的制品侧双截手臂的一段的顶部设置有第一Z向拖链，所述的第一Z向拖链的下端与所述的第一前后轴基板连接，所述的第一Z向拖链的上端与所述的制品侧双截手臂的一段的上部连接，越过所述的水口侧双截手臂的一段的顶部设置有第二Z向拖链，所述的第二Z向拖链的下端与所述的第二前后轴基板连接，所述的第二Z向拖链的上端与所述的水口侧双截手臂的上部连接。

所述的第二前后轴基板的宽度缩减，所述的第一前后轴基板的宽度大于所述的第二前后轴基板的宽度，以在保证所述的制品侧双截手臂和所述的水口侧双截手臂上下运动稳定的前提下，尽量使所述的制品侧双截手臂与所述的水口侧双截手臂之间的间距最小。由于伺服双截机械手通常应用于小型注塑机，制品侧双截手臂所取的产品具有一定的重量，因此可以通过只缩减第二前后轴基板的宽度，来使得制品侧双截手臂与水口侧双截手臂之间的间距达到最小，这样在产品和料头的间距较小的情况下，利用制品侧双截手臂和水口侧双截手臂能够同时取出产品和料头，而无需分两次取出产品和料头，提高了工作效率，同时降低了第二前后轴基板的成本。

所述的前后轴使用一侧为平面、另一侧为弧形面的铝型材，所述的第一前后轴基板和所述的第二前后轴基板活动安装于所述的前后轴的平面上。这种结构的前后轴相比框架式的前后轴，成本更低，且可以在保证强度的同时减少重量。

所述的走行轴使用焊接方钢管。相比于铝型材，方钢管能够增加整个机械手在运动过程中的稳定性。

所述的第一前后轴基板的顶端连接有第一水平安装板，所述的第二前后轴基板的顶端连接有第二水平安装板，所述的第一水平安装板和所述的第二水平安装板位于所述的前后轴的正上方，所述的第一前后轴伺服电机和所述的第二前后轴伺服电机竖直布置，所述的第一前后轴伺服电机的输出轴上连接有第一前后轴减速机，所述的第一前后轴减速机安装于所述的第一水平安装板上，所述的第一前后轴减速机的输出端上连接有第一前后轴齿轮，所述的第一前后轴齿轮位于所述的第一水平安装板的下方，所述的第二前后轴伺服电机的输出轴上连接有第二前后轴减速机，所述的第二前后轴减速机安装于所述的第二水平安装板上，所述的第二前后轴减速机的输出端上连接有第二前后轴齿轮，所述的第二前后轴齿轮位于所述的第二水平安装板的下方，所述的前后轴的顶部上沿前后方向设置有前后轴齿条，所述的第一前后轴齿轮和所述的第二前后轴齿轮分别与所述的前后轴齿条啮合。在此，第一前后轴伺服电机和第二前后轴伺服电机竖直安装，且安装于前后轴的上方，使得整个机械手结构更加紧凑，减少了横向占用空间。

所述的前后轴的平面上上下平行设置有两条前后轴导轨，所述的第一前后轴基板的内侧面上设置有两组各由上下平行设置的两个第一前后轴滑块构成的滑块组，所述的第二前后轴基板的内侧面上设置有一组由上下平行设置的两个第二前后轴滑块构成的滑块组，所述的第一前后轴滑块和所述的第二前后轴滑块分别与所述的前后轴导轨滑动配合。由于伺服双截机械手通常应用于小型注塑机，所取的产品具有一定的重量，因此在第一前后轴基板的内侧面需设置两组各由上下平行设置的两个第一前后轴滑块构成的滑块组，而在第二前后轴基板的内侧面只需设置一组由上下平行设置的两个第二前后轴滑块构成的滑块组，为缩减第二前后轴基板的宽度提供了条件。

所述的第一上下轴伺服电机和所述的第二上下轴伺服电机水平安装于所述的前后轴的上方，所述的第一上下轴伺服电机位于所述的第一Y向拖链的上端的下方，所述的第二上下轴伺服电机位于所述的第二Y向拖链的上端的下方，所述的第一上下轴伺服电机的输出端连接有第一上下轴减速机，所述的第一上下轴减速机的输出端通过第一惰轮组与第一皮带的配合来驱动所述的制品侧双截手臂的一段在所述的第一前后轴基板上上下运动，所述的第二上下轴伺服电机的输出端连接有第二上下轴减速机，所述的第二上下轴减速机的输出端通过第二惰轮组与第二皮带的配合来驱动所述的制品侧双截手臂的一段在所述的第二前后轴基板上上下运动。在此，第一上下轴伺服电机和第二上下轴伺服电机水平安装，且安装于前后轴的上方，使得整个机械手结构更加紧凑。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1)将第一Y向拖链和第二Y向拖链以镜像式方式安装于Y向拖链支撑钣金上，这样可将Y向拖链支撑钣金的宽度设计得更小，只需适用于安装一条拖链的宽度即可，减小了Y向拖链支撑钣金的尺寸，降低了成本；减小了Y向拖链支撑钣金的占用空间，使得整个机械手的结构更加紧凑、体积更小；使得第一Y向拖链和第二Y向拖链的节数更少，降低了成本；能够采用转弯半径为125mm的拖链，这样内置的线束和气管在拖链运动过程中遭到磨损的程度会大幅降低，延长了内置的线束和气管的使用寿命，降低了售后成本。

2)由于制品侧双截手臂和水口侧双截手臂均为双截手臂，因此将第一Z向拖链从制品侧双截手臂的一段的顶部越过进行设置，并使第一Z向拖链的上端与制品侧双截手臂的一段的上部连接；同样，将第二Z向拖链从水口侧双截手臂的一段的顶部越过进行设置，并使第二Z向拖链的上端与水口侧双截手臂的一段的上部连接；这种拖链越过式设置方式充分利用了空间，且不影响其他部件的正常使用，能够采用转弯半径为75mm的拖链作为第一Z向拖链和第二Z向拖链。

3)由于第一前后轴基板和第二前后轴基板活动安装于前后轴的一侧上，且制品侧双截手臂的一段竖直活动安装于第一前后轴基板上，水口侧双截手臂的一段竖直活动安装于第二前后轴基板上，因此形成了一种侧挂式结构，这种侧挂式结构的稳定性和精度在满足市场需求的前提下，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型的伺服双截机械手的整体立体结构示意图一；

图2为本实用新型的伺服双截机械手(去掉气柜组件后)的整体立体结构示意图二；

图3为本实用新型的伺服双截机械手中的Y轴系统的局部立体结构示意图一；

图4为本实用新型的伺服双截机械手中的Y轴系统的局部立体结构示意图二；

图5为本实用新型的伺服双截机械手中的Z轴系统的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型提出的一种伺服双截机械手，如图所示，其包括具有走行轴101的X轴系统100、具有前后轴201的Y轴系统200、具有制品侧双截手臂301和水口侧双截手臂302的Z轴系统300、电柜组件400、气柜组件500，X轴系统100由底座102、走行轴101、走行轴基座103、走行轴伺服电机(图中未示出)、走行轴减速机105、走行轴皮带106组成，底座102用于固定整个机械手，走行轴101固定于底座102上，走行轴基座103设置于走行轴101上，走行轴伺服电机竖直安装，走行轴伺服电机的输出轴与走行轴减速机105连接，走行轴减速机105的输出端通过走行轴皮带106带动走行轴基座103在走行轴101上运动，走行轴基座103的底部设置有走行轴滑块107，走行轴101上设置有走行轴导轨108，走行轴滑块107与走行轴导轨108滑动配合，走行轴101的一侧设置有X向拖链支撑钣金109，X向拖链支撑钣金109上安装有用于线束和气管布线需要的X向拖链110，X向拖链110的上端与走行轴基座103固定连接；电柜组件400安装在走行轴101的一端，其内置有电源、驱动器、主板、断路器、蜂鸣器、信号灯、散热风扇等零组件，用于控制整个机械手的电路，驱动整个机械手的运动，电柜组件400通过线缆与手操器连接；气柜组件500安装在走行轴基座103上，其内置有汇流板、电磁阀、消声器、真空发生器、数字压力表、各类管接头等零组件，用于控制整个机械手的气路；Y轴系统200由前后轴201、第一前后轴伺服电机(图中未示出)、第二前后轴伺服电机(图中未示出)组成，Z轴系统300由制品侧双截手臂301、水口侧双截手臂302、第一上下轴伺服电机(图中未示出)、第二上下轴伺服电机(图中未示出)组成，前后轴201的一端与走行轴基座103固定连接，使前后轴201在走行轴101上运动，前后轴201的一侧上活动安装有第一前后轴基板204和第二前后轴基板205，第一前后轴基板204由第一前后轴伺服电机驱动在前后轴201上前后运动，第二前后轴基板205由第二前后轴伺服电机驱动在前后轴201上前后运动，制品侧双截手臂301的一段3011竖直活动安装于第一前后轴基板204上，制品侧双截手臂301的一段3011由第一上下轴伺服电机驱动在第一前后轴基板204上上下运动，水口侧双截手臂302的一段3021竖直活动安装于第二前后轴基板205上，水口侧双截手臂302的一段3021由第二上下轴伺服电机驱动在第二前后轴基板205上上下运动，前后轴201的另一侧底部上安装有Y向拖链支撑钣金206，Y向拖链支撑钣金206上安装有以镜像式方式布置的第一Y向拖链207和第二Y向拖链208，第一Y向拖链207的上端与第一前后轴基板204固定连接，第二Y向拖链208的上端与第二前后轴基板205固定连接，越过制品侧双截手臂301的一段3011的顶部设置有第一Z向拖链305，第一Z向拖链305的下端与第一前后轴基板204连接，第一Z向拖链305的上端与制品侧双截手臂301的一段3011的上部连接，越过水口侧双截手臂302一段3021的顶部设置有第二Z向拖链306，第二Z向拖链306的下端与第二前后轴基板205连接，第二Z向拖链306的上端与水口侧双截手臂302的一段3021的上部连接，制品侧双截手臂301的二段3012的底端安装翻转机构307，用于安装治具组件以方便取出产品，水口侧双截手臂302的二段3022的底端安装夹具组件308以方便取出料头。

在本实施例中，第二前后轴基板205的宽度缩减，第一前后轴基板204的宽度大于第二前后轴基板205的宽度，以在保证制品侧双截手臂301和水口侧双截手臂302上下运动稳定的前提下，尽量使制品侧双截手臂301与水口侧双截手臂302之间的间距最小。由于伺服双截机械手通常应用于小型注塑机，制品侧双截手臂301所取的产品具有一定的重量，因此可以通过缩减第二前后轴基板205的宽度，来使得制品侧双截手臂301与水口侧双截手臂302之间的间距达到最小，这样在产品和料头的间距很小的情况下，利用制品侧双截手臂301和水口侧双截手臂302能够同时取出产品和料头，而无需分两次取出产品和料头，提高了工作效率，同时降低了第二前后轴基板205的成本。

在本实施例中，前后轴201使用一侧为平面、另一侧为弧形面的铝型材，第一前后轴基板204和第二前后轴基板205活动安装于前后轴201的平面上。这种结构的前后轴201相比框架式的前后轴，成本更低，且可以在保证强度的同时减少重量。

在本实施例中，走行轴101使用焊接方钢管。相比于铝型材，方钢管能够增加整个机械手在运动过程中的稳定性。

在本实施例中，第一前后轴基板204的顶端连接有第一水平安装板209，第二前后轴基板205的顶端连接有第二水平安装板210，第一水平安装板209和第二水平安装板210位于前后轴201的正上方，第一前后轴伺服电机和第二前后轴伺服电机竖直布置，第一前后轴伺服电机的输出轴上连接有第一前后轴减速机211，第一前后轴减速机211安装于第一水平安装板209上，第一前后轴减速机211的输出端上连接有第一前后轴齿轮213，第一前后轴齿轮213位于第一水平安装板209的下方，第二前后轴伺服电机的输出轴上连接有第二前后轴减速机212，第二前后轴减速机212安装于第二水平安装板210上，第二前后轴减速机212的输出端上连接有第二前后轴齿轮214，第二前后轴齿轮214位于第二水平安装板210的下方，前后轴201的顶部上沿前后方向设置有前后轴齿条215，第一前后轴齿轮213和第二前后轴齿轮214分别与前后轴齿条215啮合。在此，第一前后轴伺服电机和第二前后轴伺服电机竖直安装，且安装于前后轴201的上方，使得整个机械手结构更加紧凑，减少了横向占用空间。

在本实施例中，前后轴201的平面上上下平行设置有两条前后轴导轨216，第一前后轴基板204的内侧面上设置有两组各由上下平行设置的两个第一前后轴滑块217构成的滑块组，第二前后轴基板205的内侧面上设置有一组由上下平行设置的两个第二前后轴滑块218构成的滑块组，第一前后轴滑块217和第二前后轴滑块218分别与前后轴导轨216滑动配合。由于伺服双截机械手通常应用于小型注塑机，所取的产品具有一定的重量，因此在第一前后轴基板204的内侧面需设置两组各由上下平行设置的两个第一前后轴滑块217构成的滑块组，而在第二前后轴基板205的内侧面只需设置一组由上下平行设置的两个第二前后轴滑块218构成的滑块组，为缩减第二前后轴基板205的宽度提供了条件。

在本实施例中，第一上下轴伺服电机和第二上下轴伺服电机水平安装于前后轴201的上方，第一上下轴伺服电机位于第一Y向拖链207的上端的下方，第二上下轴伺服电机位于第二Y向拖链208的上端的下方，第一上下轴伺服电机的输出端连接有第一上下轴减速机309，第一上下轴减速机309的输出端通过第一惰轮组(图中未示出)与第一皮带(图中未示出)的配合来驱动制品侧双截手臂301的一段3011在第一前后轴基板204上上下运动，第二上下轴伺服电机的输出端连接有第二上下轴减速机310，第二上下轴减速机310的输出端通过第二惰轮组(图中未示出)与第二皮带(图中未示出)的配合来驱动制品侧双截手臂301的一段3011在第二前后轴基板205上上下运动。在此，第一上下轴伺服电机和第二上下轴伺服电机水平安装，且安装于前后轴201的上方，使得整个机械手结构更加紧凑。

在设计时可根据客户的实际应用需求撤除水口侧双截手臂302或安装水口侧双截手臂302；走行轴伺服电机、第一前后轴伺服电机、第二前后轴伺服电机、第一上下轴伺服电机、第二上下轴伺服电机均采用现有的伺服电机；走行轴减速机105、第一前后轴减速机211、第二前后轴减速机212、第一上下轴减速机309、第二上下轴减速机310均采用现有的减速机。

Claims (7)

1.一种伺服双截机械手，包括具有走行轴的X轴系统、具有前后轴的Y轴系统、具有制品侧双截手臂和水口侧双截手臂的Z轴系统，所述的前后轴在所述的走行轴上运动，其特征在于：所述的前后轴的一侧上活动安装有第一前后轴基板和第二前后轴基板，所述的第一前后轴基板由第一前后轴伺服电机驱动在所述的前后轴上前后运动，所述的第二前后轴基板由第二前后轴伺服电机驱动在所述的前后轴上前后运动，所述的制品侧双截手臂的一段竖直活动安装于所述的第一前后轴基板上，所述的制品侧双截手臂的一段由第一上下轴伺服电机驱动在所述的第一前后轴基板上上下运动，所述的水口侧双截手臂的一段竖直活动安装于所述的第二前后轴基板上，所述的水口侧双截手臂的一段由第二上下轴伺服电机驱动在所述的第二前后轴基板上上下运动，所述的前后轴的另一侧底部上安装有Y向拖链支撑钣金，所述的Y向拖链支撑钣金上安装有以镜像式方式布置的第一Y向拖链和第二Y向拖链，所述的第一Y向拖链的上端与所述的第一前后轴基板固定连接，所述的第二Y向拖链的上端与所述的第二前后轴基板固定连接，越过所述的制品侧双截手臂的一段的顶部设置有第一Z向拖链，所述的第一Z向拖链的下端与所述的第一前后轴基板连接，所述的第一Z向拖链的上端与所述的制品侧双截手臂的一段的上部连接，越过所述的水口侧双截手臂的一段的顶部设置有第二Z向拖链，所述的第二Z向拖链的下端与所述的第二前后轴基板连接，所述的第二Z向拖链的上端与所述的水口侧双截手臂的上部连接。

2.根据权利要求1所述的一种伺服双截机械手，其特征在于：所述的第二前后轴基板的宽度缩减，所述的第一前后轴基板的宽度大于所述的第二前后轴基板的宽度，以在保证所述的制品侧双截手臂和所述的水口侧双截手臂上下运动稳定的前提下，尽量使所述的制品侧双截手臂与所述的水口侧双截手臂之间的间距最小。

3.根据权利要求1或2所述的一种伺服双截机械手，其特征在于：所述的前后轴使用一侧为平面、另一侧为弧形面的铝型材，所述的第一前后轴基板和所述的第二前后轴基板活动安装于所述的前后轴的平面上。

4.根据权利要求3所述的一种伺服双截机械手，其特征在于：所述的走行轴使用焊接方钢管。

5.根据权利要求1所述的一种伺服双截机械手，其特征在于：所述的第一前后轴基板的顶端连接有第一水平安装板，所述的第二前后轴基板的顶端连接有第二水平安装板，所述的第一水平安装板和所述的第二水平安装板位于所述的前后轴的正上方，所述的第一前后轴伺服电机和所述的第二前后轴伺服电机竖直布置，所述的第一前后轴伺服电机的输出轴上连接有第一前后轴减速机，所述的第一前后轴减速机安装于所述的第一水平安装板上，所述的第一前后轴减速机的输出端上连接有第一前后轴齿轮，所述的第一前后轴齿轮位于所述的第一水平安装板的下方，所述的第二前后轴伺服电机的输出轴上连接有第二前后轴减速机，所述的第二前后轴减速机安装于所述的第二水平安装板上，所述的第二前后轴减速机的输出端上连接有第二前后轴齿轮，所述的第二前后轴齿轮位于所述的第二水平安装板的下方，所述的前后轴的顶部上沿前后方向设置有前后轴齿条，所述的第一前后轴齿轮和所述的第二前后轴齿轮分别与所述的前后轴齿条啮合。

6.根据权利要求3所述的一种伺服双截机械手，其特征在于：所述的前后轴的平面上上下平行设置有两条前后轴导轨，所述的第一前后轴基板的内侧面上设置有两组各由上下平行设置的两个第一前后轴滑块构成的滑块组，所述的第二前后轴基板的内侧面上设置有一组由上下平行设置的两个第二前后轴滑块构成的滑块组，所述的第一前后轴滑块和所述的第二前后轴滑块分别与所述的前后轴导轨滑动配合。

7.根据权利要求1或5所述的一种伺服双截机械手，其特征在于：所述的第一上下轴伺服电机和所述的第二上下轴伺服电机水平安装于所述的前后轴的上方，所述的第一上下轴伺服电机位于所述的第一Y向拖链的上端的下方，所述的第二上下轴伺服电机位于所述的第二Y向拖链的上端的下方，所述的第一上下轴伺服电机的输出端连接有第一上下轴减速机，所述的第一上下轴减速机的输出端通过第一惰轮组与第一皮带的配合来驱动所述的制品侧双截手臂的一段在所述的第一前后轴基板上上下运动，所述的第二上下轴伺服电机的输出端连接有第二上下轴减速机，所述的第二上下轴减速机的输出端通过第二惰轮组与第二皮带的配合来驱动所述的制品侧双截手臂的一段在所述的第二前后轴基板上上下运动。

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