CN215861239U - 一种带锁止防松功能的连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带锁止防松功能的连接装置，机械部件一通过所述连接装置与机械部件二固定连接，所述连接装置包括：与机械部件一固连的基板、非标螺栓、锁止机构以及与机械部件二固连的螺母；所述非标螺栓一端螺柱穿过基板与螺母螺纹连接，非标螺栓另一端六棱柱穿过锁止机构，锁止机构的上连接体与基板固定连接，锁止机构内部的棘轮沿圆周方向限位套装在六棱柱外侧，棘爪与棘轮单向卡接限制非标螺栓旋转松脱。本实用新型所述连接装置能够实现在非旋拧安装状态下螺栓与螺母在松脱方向上相对锁止，而在安装旋拧安装状态下能够实现螺栓与螺母的正常螺接锁紧，结构紧凑，且连接可靠性较高。

Description

一种带锁止防松功能的连接装置

技术领域

本实用新型属于机械结构之间的可靠固定连接装置技术领域，具体涉及一种带锁止防松功能的连接装置。

背景技术

固定连接是机械部件之间常见的连接形式，其中，螺纹连接是固定连接中较为常见且较为可靠的连接结构，但是，在螺纹连接结构之间，随着机械动作的展开，拆卸频率的增加，以及在工作过程中所产生的震动影响下，螺纹连接结构易出现松动的情况，影响两连接件之间的连接可靠性。

以新能源电动车上的电池组件于车身之间的安装连接为例：

新能源电动汽车充电耗时长是制约其使用的关键问题之一，部分车企另辟蹊径，开发电动汽车电池组件快速更换技术(以下简称换电)，用以代替充电过程，极大程度地减少了电动汽车充电过程的时长。换电技术中，电池组件与车身之间通常采用多个螺栓连接，通过电动工具拧紧或松开各个螺栓，来实现电池组件与车身的安装或分离，进而实现电池组件的更换。每次换电，用于连接电池组件与车身之间的螺栓都需要拆装一次，普通的螺栓防松措施难以保证连接可靠性及使用寿命要求，在行车过程中，容易出现螺栓松脱的情况，影响行车安全。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型公开了一种带锁止防松功能的连接装置，实现在非旋拧安装状态下螺栓与螺母在松脱方向上相对锁止，而在安装旋拧安装状态下能够实现螺栓与螺母的正常螺接锁紧，结构紧凑，且连接可靠性较高。

结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

一种带锁止防松功能的连接装置，机械部件一通过所述连接装置与机械部件二固定连接，所述连接装置包括：与机械部件一固连的基板1、非标螺栓2、锁止机构3以及与机械部件二固连的螺母；

所述非标螺栓2一端螺柱201穿过基板1与螺母螺纹连接，非标螺栓2另一端六棱柱203穿过锁止机构3，锁止机构3的上连接体301与基板1固定连接，锁止机构3内部的棘轮3031沿圆周方向限位套装在六棱柱203外侧，棘爪 3033与棘轮3031单向卡接限制非标螺栓2旋转松脱。

进一步地，所述基板1的中间开有用于非标螺栓2的螺柱201穿过的通孔，且在通孔圆周外侧的基板1的上表面设有基板凸台103。

进一步地，所述非标螺栓2的螺柱201与六棱柱203之间设有螺栓法兰202。

进一步地，所述锁止机构3包括：上连接体301、下连接体302和锁止组件303；

所述上连接体301顶部与基板1固连，底部与下连接体302固连；

棘轮3031、棘爪3033以及棘爪控制单元组成的锁止组件303嵌装在下连接体302内。

更进一步地，所述棘爪控制单元包括：弹簧3034、铰接部3035、拨杆3036 和柱销3037

所述弹簧3034一端连接在棘爪3033一端背部，弹簧3034另一端连接在下连接体302内壁上；

所述铰接部3035一体成型地设置在棘爪3033另一端，并旋转安装在下连接体302内；

所述拨杆3036处置设置在下连接体302内，拨杆3036一端垂直固定连接在棘爪3033中部，拨杆3036另一端垂直固定在柱销3037中部；

所述柱销3037的轴向沿水平设置，柱销3037滑动安装在下连接体302内下端；

柱销3037正对着下安装腔体3022的销孔，在外力的作用下，柱销3037 往复滑动带动销头往复穿梭于销孔内外。

更进一步地，所述拨杆3036与棘爪3033上开设的安装孔过盈配合，且拨杆3036端部通过铆接的方式与棘爪3033固定连接。

更进一步地，所述棘轮3031的中心向上设有一个同心圆环形的定位凸台 3032，所述定位凸台3032内侧且贯穿棘轮3031轴向开有与六棱柱203相匹配的六棱柱孔；

所述定位凸台3032与上连接体301底部开设的上安装孔3014匹配定位安装。

更进一步地，所述柱销3037的销头顶面为球面。

更进一步地，所述下连接体302是由上下依次设置的下连接板3021与下安装腔体3022组成的一体成型结构；

所述下连接板3021的上表面与上连接体301的底面贴合连接；

所述下连接板3021的上表面开有一个独立且封闭的异形安装槽，所述异形安装槽的一侧为嵌装棘轮3031的棘轮安装槽位3023，棘轮安装槽位3023向一侧延伸为嵌装棘爪3033的棘爪安装槽位3024，棘爪安装槽位3024继续向一侧斜上方延伸为嵌装弹簧3034的弹簧安装槽位3026，棘爪安装槽位3024继续向一侧斜下方延伸为旋转安装铰接部3035的铰接槽位3027，且在棘爪安装槽位 3024与铰接槽位3027之间的过渡衔接位置处形成限位凸起；

所述棘轮安装槽位3023的圆心位置开有下安装孔3025，所述棘爪安装槽位3024的中间位置开有拨杆过孔3028；

所述下安装腔体3022位于下连接板3021底部，并位于与所述棘爪安装槽位3024相对应的一侧；

下安装腔体3022内开有与拨杆过孔3028相联通的纵腔，以及在纵腔底部垂直的横腔，所述拨杆3036穿过纵腔与横腔内的柱销3037相连。

更进一步地，所述下安装腔体3022的侧面及底面分别开有安装孔；

所述安装孔上分别安装橡胶堵头3029。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置，通过设计棘轮棘爪结构，实现对螺栓螺母连接结构中的螺栓进行单向可靠锁止，有效提升了连接的可靠性。

2、本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置，通过设计与棘爪联动的柱销结构，在使用螺栓拧紧工具对螺栓进行旋拧操作时，通过顶压柱销控制棘爪从卡接的棘轮上分离释放，不会妨碍螺栓正常的拧紧操作。

3、本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置，结构紧凑，能够实现可靠锁止的同时，不会占用多余的安装空间。

4、本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置，安装便捷，能够实现两部件之间高效可靠安装。

附图说明

图1为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置中，非标螺栓的结构示意图；

图3为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置中，锁止机构的结构示意图；

图4为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置中，锁止机构的上连接体结构示意图；

图5为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置中，锁止机构的下连接体与锁止组件配合安装顶部示意图；

图6为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置中，锁止机构的下连接体与锁止组件配合安装底部示意图；

图7为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置中，锁止机构的下连接体结构示意图；

图8为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置中，锁止机构的锁止组件结构示意图；

图9为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置锁止状态的立体结构示意图；

图10为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置锁止状态下，锁止组件锁止原理示意图；

图11为本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置进行常规拧紧操作状态的立体结构示意图；

图中：

1-基板， 2-非标螺栓， 3-锁止机构，

4-螺栓拧紧工具；

101-基板本体， 102-基板连接孔， 103-基板凸台；

201-螺柱， 202-螺栓法兰， 203-六棱柱；

301-上连接体， 302-下连接体， 303-锁止组件；

3011-上连接外沿， 3012-上连接孔， 3013-上腔室，

3014-上安装孔；

3021-下连接板， 3022-下安装腔体， 3023-棘轮安装槽位，

3024-棘爪安装槽位， 3025-下安装孔， 3026-弹簧安装槽位，

3027-铰接槽位， 3028-拨杆过孔， 3029-橡胶堵头；

3031-棘轮， 3032-定位凸台， 3033-棘爪，

3034-弹簧， 3035-铰接部， 3036-拨杆，

3037-柱销。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本实用新型所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本实用新型公开了一种带锁止防松功能的连接装置，所述连接装置用于机械部件一与机械部件二之间的紧固连接，本具体实施方式中，以电动汽车的电池组件与电动汽车的车身之间的紧固连接为例，即以车身作为部件一，电池组件作为部件二，具体阐述本实用新型所述连接装置的结构及工作原理。

还需要说明的是，本实用新型所述连接装置的数量及分布位置，取决于部件一与部件二之间的连接点数量及分布位置，例如：部件一与部件二之间原本是通过在四角位置设置螺栓螺母组件实现固定连接，采用本实用新型所述连接装置的，则是在部件一与部件二的四角位置分别一一对应设置一组本实用新型所述连接装置。

如图1所示，所述连接装置由基板1、非标螺栓2、锁止机构3以及螺母(图中未显示)组成；其中：所述螺母焊接固定在车身上，所述基板1与电池组件固定连接，非标螺栓2将基板1顶压固定在车身上，进而与车身上固定连接的螺母螺纹紧固连接，并通过锁止机构3对非标螺栓2锁紧，最终实现将电池组件可靠地固定连接在车身上。

如图1所示，所述基板1的主体为圆角矩形板状的基板本体101，所述基板本体101的四角位置分别开有基板连接孔102，所述基板连接孔102用于与锁止机构3固定连接，所述基板本体101的中心位置开有通孔，在所述基板本体101的上表面，且在通孔的圆周外侧设有同心的圆环形的基板凸台103，安装连接时，所述基板凸台103顶压贴合在车身底板上。

如图2所示，所述非标螺栓2的上半段为外圆周表面开有螺纹的螺柱201，下半段为六棱柱203，螺柱201与六棱柱203之间还设有一圈圆环状的螺栓法兰202；所述螺柱201的外径尺寸与基板本体101中心开设的通孔内径尺寸相匹配。

如图3所示，所述锁止机构3包括：上连接体301、下连接体302以及锁止组件303；其中：

所述上连接体301为开口向上的平底槽结构，在上连接体301的上沿两侧对称地向外延伸设有上连接外延3011，在两侧上连接外延3011上分别开有两个上连接孔3012，所述上连接孔3012与基板连接孔102一一对应设置，并通过固定连接组件将上连接体301与所述基板本体102固定连接，所述上连接体 301内侧设有上腔室3013，上连接体301底部开有上安装孔3014。

如图5和图6所示，所述锁止组件303安装在下连接体302内，且所述锁止组件303的上表面不超过下连接体302的上表面。

如图6和图7所示，所述下连接体302是由上下依次设置的下连接板3021 与下安装腔体3022组成的一体成型结构，其中：

所述下连接板3021为圆角矩形板结构，下连接板3021的上表面是与上连接体301的底面想匹配的平面结构，下连接板3021的四角位置为别开设有用于与上连接体301固定连接的下连接孔，为了确保下连接板3021与上连接体301 之间安装的准确度，在下连接板3021的对角位置上还分别开有一个定位销孔，实现下连接板3021与上连接体301之间的预安装定位；所述下连接板3021的上表面开有一个独立且封闭的异形安装槽，所述异形安装槽的一侧为圆环形的棘轮安装槽位3023，棘轮安装槽位3023向一侧延伸为棘爪安装槽位3024，棘爪安装槽位3024继续向一侧斜上方延伸为弹簧安装槽位3026，棘爪安装槽位 3024继续向一侧斜下方延伸为铰接槽位3027，且在棘爪安装槽位3024与铰接槽位3026之间的额过渡衔接位置处形成限位凸起；所述棘轮安装槽位3023的圆心位置开有圆形的下安装孔3025，所述棘爪安装槽位3024的中间位置开有圆形的拨杆过孔3028；

所述下安装腔体3022位于下连接板3021底部，并位于与所述棘爪安装槽位3024相对应的一侧，下安装腔体3022内沿竖直方向开有与拨杆过孔3028 相联通的纵腔，在纵腔底部垂直设有横腔，在横腔朝向棘轮安装槽位3023一端开有一个销孔，在横腔另一端开有一个安装孔，在横腔底部正对着纵腔的位置开有另一个安装孔，在两个安装孔上分别安装橡胶堵头3029，防止灰尘等杂物从安装孔进入下安装腔体3022内。

如图8所示，所述锁止组件303包括：棘轮3031、棘爪3033、弹簧3034、拨杆3036以及柱销3037；其中：

所述棘轮3031匹配安装在棘轮安装槽位3023内，棘爪3033匹配安装在棘爪安装槽位3024内，所述棘爪3033首部的卡爪端与棘轮3031的轮齿槽单向匹配卡接，所述弹簧3034一端与棘爪3033背部相连，另一端安装在弹簧安装槽位3026内，并与弹簧安装槽位3026底部相连接，所述棘爪3033尾部为圆柱形的铰接部3035，所述铰接部3035转动连接在铰接槽位3027内，所述拨杆3036 垂直连接在棘爪3033中间位置下方，并安装在下安装腔体3022的纵腔内，拨杆3036顶部与棘爪3033中间位置开设的安装孔过盈配合，且端部通过铆接的方式与棘爪3033固定连接，所述柱销3037垂直安装在拨杆3036底部，并安装在下安装腔体3022的横腔内，拨杆3036底部固定在柱销3037中间设置的长圆槽内，所述柱销3037正对着下安装腔体3022的销孔，并在外力的作用下，柱销3037沿着横腔往复滑动，使其球形销头往复穿梭于销孔内外。

上述锁止组件303中，棘爪3033在弹簧3034的预紧力作用下，卡爪端卡接在棘轮3031的轮齿槽内，实现单向锁止，当在外力作用下，柱销3037沿着水平方向滑移，进而通过拨杆3036带动顶部的棘爪3033沿着铰接部3035并克服弹簧3034的预紧力相对摆动，使棘爪3033卡爪端从棘轮3031的轮齿槽内松脱出来，实现解锁。

如图8所示，在所述棘轮3031的中心位置向上设有一个同心的圆环形的定位凸台3032，所述定位凸台3032内侧且贯穿棘轮3031轴向开有六棱柱孔，当所述下连接体302与上连接体301相组装贴合并时，所述定位凸台3032匹配定位安装在上连接体301的上安装孔3014内，所述非标螺栓2下端的六棱柱203 匹配安装在棘轮3031的六棱柱孔，实现非标螺栓2与棘轮3031沿轴向旋转的限位，所述非标螺栓2上端的螺柱201穿过依次上连接体301和基板本体101 的基板凸台103与车身上固连的螺母螺纹连接，当非标螺栓2与车身上固连的螺母连接到位时，螺栓法兰202顶压在基板本体101的底面上，实现限位。

本实用新型所述带锁止防松功能的连接装置的工作原理阐述如下：

如图9所示，当非标螺栓2的螺栓201穿过基板本体101的基板凸台103 与车身上固连的螺母螺纹连接，并连接到位时，螺栓法兰202顶压限位于基板本体101的底面上，此时，在弹簧3034的预紧力作用下，棘爪3033的卡爪端卡接在棘轮3031的轮齿槽内，与此同时，棘爪3033通过拨杆3036带动柱销 3037沿水平向前运动，且柱销3037的圆球形销头穿过下安装腔体3022的销孔，露置于下安装腔体3022外侧，非标螺栓2的六棱柱203匹配安装在棘轮3031 中心的六棱柱面内，非标螺栓2与棘轮3031将同步旋转运动；如图10所示，若非标螺栓2欲出现松脱的情况，则非标螺栓2与棘轮3031同步出现顺时针旋转的运动，而当棘轮3031顺时针旋转时，棘轮3031刚好被棘爪3033卡止固定，若棘轮3031欲克服棘爪3033的卡止力，需要驱动棘爪3033进行逆时针旋转，而此时棘爪3033的铰接部3035在棘爪3033逆时针旋转方向上，限位卡止在前述棘爪安装槽位3024与铰接槽位3027之间的额过渡衔接位置处形成的限位凸起上，如图10中A位置所示，使得棘爪3033无法逆时针旋转，故，此时非标螺栓2在棘轮3031与棘爪3033的卡止限位下实现可靠地锁止固定，以避免松脱。

如图11所示，当需要对非标螺栓2进行拧紧安装或拧松拆卸操作时，螺栓拧紧工具4的操作端部与非标螺栓2的六棱柱203相套接，此时，在螺栓拧紧工具4的横向挤压作用下，柱销3037被顶压横向退回至下安装腔体3022内，与此同时，通过拨杆3036带动棘爪3033克服弹簧3034的预紧力相对摆动，使棘爪3033卡爪端从棘轮3031的轮齿槽内松脱出来，此时棘轮3031处于可双向自由旋转状态，通过螺栓拧紧工具4可自由实现对非标螺栓2的拧紧或拆卸，直至螺栓拧紧工具4从非标螺栓2上取出，非标螺栓2将继续被棘轮3031与棘爪3033锁止。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带锁止防松功能的连接装置，机械部件一通过所述连接装置与机械部件二固定连接，其特征在于：

所述连接装置包括：与机械部件一固连的基板(1)、非标螺栓(2)、锁止机构(3)以及与机械部件二固连的螺母；

所述非标螺栓(2)一端螺柱(201)穿过基板(1)与螺母螺纹连接，非标螺栓(2)另一端六棱柱(203)穿过锁止机构(3)，锁止机构(3)的上连接体(301)与基板(1)固定连接，锁止机构(3)内部的棘轮(3031)沿圆周方向限位套装在六棱柱(203)外侧，棘爪(3033)与棘轮(3031)单向卡接限制非标螺栓(2)旋转松脱。

2.如权利要求1所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述基板(1)的中间开有用于非标螺栓(2)的螺柱(201)穿过的通孔，且在通孔圆周外侧的基板(1)的上表面设有基板凸台(103)。

3.如权利要求1所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述非标螺栓(2)的螺柱(201)与六棱柱(203)之间设有螺栓法兰(202)。

4.如权利要求1所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述锁止机构(3)包括：上连接体(301)、下连接体(302)和锁止组件(303)；

所述上连接体(301)顶部与基板(1)固连，底部与下连接体(302)固连；

棘轮(3031)、棘爪(3033)以及棘爪控制单元组成的锁止组件(303)嵌装在下连接体(302)内。

5.如权利要求4所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述棘爪控制单元包括：弹簧(3034)、铰接部(3035)、拨杆(3036)和柱销(3037)

所述弹簧(3034)一端连接在棘爪(3033)一端背部，弹簧(3034)另一端连接在下连接体(302)内壁上；

所述铰接部(3035)一体成型地设置在棘爪(3033)另一端，并旋转安装在下连接体(302)内；

所述拨杆(3036)处置设置在下连接体(302)内，拨杆(3036)一端垂直固定连接在棘爪(3033)中部，拨杆(3036)另一端垂直固定在柱销(3037)中部；

所述柱销(3037)的轴向沿水平设置，柱销(3037)滑动安装在下连接体(302)内下端；

柱销(3037)正对着下安装腔体(3022)的销孔，在外力的作用下，柱销(3037)往复滑动带动销头往复穿梭于销孔内外。

6.如权利要求5所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述拨杆(3036)与棘爪(3033)上开设的安装孔过盈配合，且拨杆(3036)端部通过铆接的方式与棘爪(3033)固定连接。

7.如权利要求5所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述棘轮(3031)的中心向上设有一个同心圆环形的定位凸台(3032)，所述定位凸台(3032)内侧且贯穿棘轮(3031)轴向开有与六棱柱(203)相匹配的六棱柱孔；

所述定位凸台(3032)与上连接体(301)底部开设的上安装孔(3014)匹配定位安装。

8.如权利要求5所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述柱销(3037)的销头顶面为球面。

9.如权利要求5所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述下连接体(302)是由上下依次设置的下连接板(3021)与下安装腔体(3022)组成的一体成型结构；

所述下连接板(3021)的上表面与上连接体(301)的底面贴合连接；

所述下连接板(3021)的上表面开有一个独立且封闭的异形安装槽，所述异形安装槽的一侧为嵌装棘轮(3031)的棘轮安装槽位(3023)，棘轮安装槽位(3023)向一侧延伸为嵌装棘爪(3033)的棘爪安装槽位(3024)，棘爪安装槽位(3024)继续向一侧斜上方延伸为嵌装弹簧(3034)的弹簧安装槽位(3026)，棘爪安装槽位(3024)继续向一侧斜下方延伸为旋转安装铰接部(3035)的铰接槽位(3027)，且在棘爪安装槽位(3024)与铰接槽位(3027)之间的过渡衔接位置处形成限位凸起；

所述棘轮安装槽位(3023)的圆心位置开有下安装孔(3025)，所述棘爪安装槽位(3024)的中间位置开有拨杆过孔(3028)；

所述下安装腔体(3022)位于下连接板(3021)底部，并位于与所述棘爪安装槽位(3024)相对应的一侧；

下安装腔体(3022)内开有与拨杆过孔(3028)相联通的纵腔，以及在纵腔底部垂直的横腔，所述拨杆(3036)穿过纵腔与横腔内的柱销(3037)相连。

10.如权利要求9所述一种带锁止防松功能的连接装置，其特征在于：

所述下安装腔体(3022)的侧面及底面分别开有安装孔；

所述安装孔上分别安装橡胶堵头(3029)。

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