CN219856705U - 一种适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件,包括悬架机构、驱动机构、密封机构、刹车机构;所述的悬架机构作为安装基础用于连接设置驱动机构、密封机构、刹车机构;所述的驱动机构通过驱动电机传动部件驱动轮毂转动;所述的刹车机构设有毂式制动器、耐磨衬套、轮胎安装鼓;所述的圆锥齿轮二的侧面设有容纳腔,容纳腔用于连接设置耐磨衬套、毂式制动器;轴管的一侧通过轴管内的轴连接圆锥齿轮二,轴管的另一侧连接设置有轮胎安装鼓;所述的密封机构设置有密封扣盖、防护壳罩。该驱动组件的驱动机构与刹车机构的部件减少在横向上对空间的占用,提高悬架的应用场景;避免连续转向时缠线现象的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及车用悬架,确切地说是一种适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件。
背景技术
目前全球城市交通运输发展的势头很猛,伴随着的就是对新型城市交通工具的需求增加。不管是公共或个人、载人或载物、人工或智能,被需求的新车都需要全新的技术,才能达到人们所期待的目的。而全向车用悬架,使得四个车轮可以相互独立地处于不同转动角度上,同时可以输出不同的扭矩,满足车辆更加多样化的行驶模式的需要,包括指向与运动方向分离的平动机动、原地转向、平动泊车等。
如CN107244201B所提出的360度全向单边独立悬架系统,属于四轮独立驱动电动车悬架系统技术领域,当车轮电动源采用传统轴式电机时,包括位于轮毂内侧的转向器机械接口、直接缓冲式支架、转动副或球铰、笼状动力支架;当车轮采用电动源采用轮毂电机时,包括轮毂,以及位于该轮毂同一侧的转向器机械接口、摇臂式支架、转动副或球铰、板状动力支架;本发明实现了四轮独立驱动、独立转向,进而可实现车辆横向移动、原地转向,同时尽可能地保留了与现行汽车行驶系组件通用的机械接口与元件,具有良好的可移植性。
但上述技术方案仍存在以下技术问题:轮毂驱动需要安装轮毂电机,轮毂电机与轮毂直接固定相连,另外,还需要在轮毂处设置专门的刹车部分;这就会产生以下问题:(1)轮毂电机、刹车部件的设置,今会令整个悬架在横向空间占用较大,使得悬架应用场景受限;(2)由于轮毂驱动是通过轮毂电机来实现的,在向同一方向连续转向时,会出现缠线现象。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件,该驱动组件的驱动机构与刹车机构的部件减少在横向上对空间的占用,提高悬架的应用场景;避免连续转向时缠线现象的发生。
为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术手段:
一种适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件,包括悬架机构、驱动机构、密封机构、刹车机构;
所述的悬架机构作为安装基础用于连接设置驱动机构、密封机构、刹车机构;
所述的悬架机构设置有连接杆、减震链接、减震总成、上安装板;其中减震链接设置2个,分别位于上安装板前、后两侧,减震链接的顶端与上安装板固定连接;减震链接还连接设置减震总成;减震总成设置2个,设置方式相同,均为减震总成的一端与减震链接铰接连接,减震总成的另一端用于将本悬架连接在车架上;
所述的驱动机构包括驱动电机、皮带轮一、皮带、皮带轮二、动力输入轴、圆柱齿轮三、圆柱齿轮四、立式传动轴、立式座轴承、圆锥齿轮一、圆锥齿轮二;其中,皮带轮一、皮带轮二位于上安装板的上方,二者通过皮带连接,驱动电机安装在上安装板上且位于皮带轮一的下方;动力输入轴的顶部、底部分别连接设置皮带轮二、圆柱齿轮三,动力输入轴的底端通过压力轴承安装在转向盘安装板中心处的安装孔中,圆柱齿轮三位于压力轴承的下方,圆柱齿轮四与圆柱齿轮三相互啮合;圆柱齿轮四安装在立式传动轴的顶端,立式传动轴的底端连接设置立式座轴承、圆锥齿轮一,圆锥齿轮一与圆锥齿轮二相互啮合,圆锥齿轮一与圆锥齿轮二啮合处设置有防护壳罩,圆锥齿轮一与圆锥齿轮二设置在密封机构的防护壳罩的空腔内;
所述的刹车机构设有毂式制动器、耐磨衬套、轮胎安装鼓;所述的圆锥齿轮二的侧面设有容纳腔,容纳腔用于连接设置耐磨衬套、毂式制动器;轴管的一侧通过轴管内的轴连接圆锥齿轮二,轴管的另一侧连接设置有轮胎安装鼓;
所述的密封机构设置有密封扣盖、防护壳罩;密封扣盖设有下腔体,密封扣盖设置在上安装板上方。
本实用新型的优点在于:
(1)驱动电机固定于上安装板上,驱动电机电机不随转向部件转动,因此,可以避免在转向过程中的驱动电机的“缠线”现象。
(2)设置竖向的立式传动轴,充分利用了前叉处的空间结构,不仅利用该空间结构上侧轮沿与上安装板的空间设置驱动电机,还利用下侧空间设置驱动机构的圆锥齿轮一与圆锥齿轮二以及密封机构; 使相关部件的设置极大地减小对横向空间的占用,提高本装置针对不同空间的适用性。
(3)另外,本技术方案设置密封机构,顶部密封扣盖与上安装板配合形成一个密封腔,将设置在上安装板上的转向机构、驱动机构的传动部件进行封闭保护;而驱动机构的圆锥齿轮一与圆锥齿轮二设置在密封机构的防护壳罩的空腔内;通过上述密封扣盖与上安装板形成的一个密封腔、防护壳罩的空腔两个密封腔的设置,使本技术方案的传动部件受到良好封闭保护,防止灰尘及污物进入传动部件,减少磨损,提高传动效率,提高部件的使用寿命。
(4)本实用新型还具有驻车功能,可以直接借用驱动电机电磁抱轴完成驻车。
(5)所述驱动机构通过皮带轮一和皮带轮二、圆锥齿轮一圆锥齿轮二实现二级减速,使装置具有较大的扭矩输出和精度控制能力,提高皮带传动的效率和操作性,可以在高转速和大扭矩条件下稳定转动,具有很高的传动效率,且具有较好的减震性能、负载能力强、维护成本低。
进一步的优选技术方案如下:
所述的防护壳罩包括分别设置在圆锥齿轮二右则、左侧的齿轮密封右腔盖、齿轮密封左腔盖,齿轮密封右腔盖、齿轮密封左腔盖扣合在一起,齿轮密封右腔盖上设有啮合开口,圆锥齿轮一与圆锥齿轮二在啮合开口处啮合,啮合开口处连接设置啮合封闭腔,圆锥齿轮一设置在啮合封闭腔内。
通过上述设置,利用齿轮密封左腔盖,齿轮密封右腔盖主要封闭圆锥齿轮二,利用啮合封闭腔封闭圆锥齿轮一; 齿齿轮密封右腔盖通过啮合开口与啮合封闭腔连接在一起,使得圆锥齿轮一与圆锥齿轮二在啮合开口处啮合,保证了齿轮具有良好的密封。
所述的齿轮密封左腔盖朝向圆锥齿轮二的一侧设置有封闭肋,封闭肋的右端抵在圆锥齿轮二的侧面处。
圆锥齿轮二、圆锥齿轮一啮合处需通过润滑剂保持良好的润滑,封闭肋将圆锥齿轮二、圆锥齿轮一啮合处与毂式制动器、耐磨衬套两个刹车部件密封隔离,避免用于圆锥齿轮二、圆锥齿轮一啮合润滑的润滑剂进入刹车盘、影响装置的制动效果。
所述的啮合封闭腔的左端与齿轮密封右腔盖固定连接,啮合封闭腔的右端连接在前叉对应位置设有的连接卡口处,连接卡口处设置有盖体用于打开或封闭啮合封闭腔的右端。
通过在前叉对应位置设有连接卡口,方便啮合封闭腔的连接固定,进一步充分利用前叉处的空间,且便于通过连接卡口处设置有盖体向啮合处加注润滑剂。
附图说明
图1为本实用新型应用的一种适用于多场景的全向车用悬架的整体结构示意图。
图2为本实用新型悬架机构的结构示意图。
图3为本实用新型应用的一种适用于多场景的全向车用悬架的转向机构的结构示意图。
图4为本实用新型的转向机构的前叉结构示意图。
图5为本实用新型驱动机构的结构示意图。
图6为本实用新型密封机构(除密封口盖)的正视图及全剖视图。
图7为本实用新型刹车机构的结构示意图。
图8是本实用新型的驱动机构的圆锥齿轮二的立体图。
图9是本实用新型的密封机构的立体图。
图10是本实用新型的刹车机构的剖面图。
附图标记说明:
悬架机构-1,连接杆-101,减震链接-102,减震总成-103;上安装板-104;
转向机构-2,转向电机-201、转向轴-202、圆柱齿轮一-203、圆柱齿轮二-204、第一小齿轮-205、大垫圈-206、内齿轮-207、回转轴承-208、转向盘安装板-209、前叉-210、轴管-211、编码器-212、连接轴-213、第二小齿轮-214;
驱动机构-3,驱动电机-301、皮带轮-302、皮带-303、皮带轮-304、动力输入轴-305、圆柱齿轮三-306、圆柱齿轮四-307、立式传动轴-308、立式座轴承-309、圆锥齿轮一-310、圆锥齿轮二-311、容纳腔-3111;
密封机构-4,密封扣盖-401、齿轮密封右腔盖-402、啮合开口-4021、齿轮密封左腔盖-403、封闭肋-4031、啮合封闭腔-404;
刹车机构-5,毂式制动器-501、耐磨衬套-502、轮胎安装鼓-503。
具体实施方式
下面结合实施例,进一步说明本实用新型。
参见图1、图2,图5-图10可知,本实用新型的一种适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件,包括悬架机构1、驱动机构3、密封机构4、刹车机构5;所述的悬架机构1作为安装基础用于连接设置驱动机构3、密封机构4、刹车机构5;
参见图1可知,本实用新型所应用的一种适用于多场景的全向车用悬架,由本组件及转向机构2组成。
参见图1、图2可知,悬架机构1由连接杆101、减震链接102、减震总成103、上安装板104组成;其中减震链接102为三角形桁架,设置2个,分别位于上安装板104前、后两侧,减震链接102的顶边与上安装板104固定连接;减震链接102的顶角处连接设置减震总成103;减震总成103设置2个,设置方式相同,均为减震总成103的一端与减震链接102的顶角铰接连接,减震总成103的另一端用于将本悬架连接在车架上;减震链接102之间通过连接杆101连接,连接杆101的两端分别连接在减震链接102的底角处。
减震链接102采用三角形桁架结构,具有高强度和高刚度的特点。所述悬架机构1中减震链接102、减震总成103的数量均设置为两个,且位于上安装板104的前、后两侧,使悬架受力均匀,有利于悬架工作过程中保持平衡,减震效果更加明显。
参见图3、图4可知,所述转向机构2由转向电机201、转向轴202、圆柱齿轮一203、圆柱齿轮二204、第一小齿轮205、大垫圈206、内齿轮207、回转轴承208、转向盘安装板209、前叉210、轴管211、编码器212、连接轴213、第二小齿轮214组成;
其中,圆柱齿轮二204与圆柱齿轮一203相互啮合安装设置在上安装板104的上方,其中,圆柱齿轮一203连接设置在其下方的转向电机201的驱动轴上;圆柱齿轮二204、第一小齿轮205均通过转向轴202安装设置在上安装板104上,圆柱齿轮二204设置在第一小齿轮205上方,第一小齿轮205与内齿轮207相互啮合;内齿轮207设置在大垫圈206的内侧壁;
转向盘安装板209设置在大垫圈206的下方,大垫圈206的顶端与上安装板104固定连接,回转轴承208与转向盘安装板209同轴心且置于其上方,前叉210安装在转向盘安装板209下方,前叉210通过轴管211与圆锥齿轮311相连;转向盘安装板209中心处的安装孔中连接设置压力轴承、动力输入轴305;所述压力轴承起支撑旋转的作用。
连接轴213通过密封扣盖401的孔结构连接设置在密封扣盖401上方并在轴端连接设置编码器212;连接轴213上在安装板104下方设置有第二小齿轮214,第二小齿轮214与内齿轮207相互啮合。
内齿轮207在第一小齿轮205的传动下带动转向盘安装板209转动,前叉210在转向盘安装板209的带动和轴管211的作用下使轮毂转向,能够实现360度转向。
转向机构2通过内齿轮207来实现,其优点是便于密封,可以避免异物及灰尘等因素的影响,且便于使用润滑脂或润滑油等润滑剂,降低磨损和损耗,有助于提高传动效率,提高部件的使用寿命,另外,密封状态下,润滑剂的使用率也较高。
前叉210在内侧平行设置两个“L”筋结构,增强前叉210的强度和刚度,提高前叉210在受力下的抗弯能力和抗拒能力,此外,前叉210与轮毂传动齿轮相应处设置齿轮密封开口,便于利用该开口与齿轮密封左腔盖403相连接,通过该密封开口可以观察齿轮磨损情况及进行润滑剂的加注;方便了部件的维护。两个平行的筋结构之间设置竖向的立式传动轴308,充分利用了前叉210处的空间结构,使运动驱动部件的设置减小对空间的占用,提高本装置针对不同空间的适用性。
第二小齿轮214在内齿轮207的带动下转动,第二小齿轮214转动时,编码器212将悬架转向角度转化为数字信号提供准确的数据反馈。内齿轮207转动时,大垫圈206是不动的,驱动电机301、转向电机201均固定于上安装板104上,两个电机不随转向部件转动,因此,可以避免在转向过程中的转向电机201、驱动电机301的“缠线”现象。
上述的悬架机构1、转向机构2采用减震与导向分离的结构设计,可以提高车辆转向的精度和灵活性,降低悬架机构1转向时的惯性,增加转向的准确度和平滑性。
参见图5、图6可知,所述驱动机构3包括驱动电机301、皮带轮一302、皮带303、皮带轮二304、动力输入轴305、圆柱齿轮三306、圆柱齿轮四307、立式传动轴308、立式座轴承309、圆锥齿轮一310、圆锥齿轮二311。
其中,皮带轮一302、皮带轮二304位于上安装板104的上方,二者通过皮带连接,驱动电机301安装在上安装板104上且位于皮带轮一302的下方;动力输入轴305的顶部、底部分别连接设置皮带轮二304、圆柱齿轮三306,动力输入轴305的底端通过压力轴承安装在转向盘安装板209中心处的安装孔中,圆柱齿轮三306位于压力轴承的下方,圆柱齿轮四307与圆柱齿轮三306相互啮合,
圆柱齿轮四307安装在立式传动轴308的顶端,立式传动轴308的底端连接设置立式座轴承309、圆锥齿轮一310,圆锥齿轮一310与圆锥齿轮二311相互啮合,圆锥齿轮一310与圆锥齿轮二311啮合处设置有防护壳罩;
圆柱齿轮四307与圆柱齿轮三306相啮合,用于转向动力传输,且固定在转向盘安装板209上,可以随着转向盘安装板209发生转动。立式座轴承309用于支撑立式传动轴308的旋转运动。所述驱动电机301固定,可以避免在驱动过程中出现“缠线”现象。且带有驻车功能,可以直接借用驱动电机301电磁抱轴完成驻车。
另外,驱动机构3采用皮带传动,可以在高转速和大扭矩条件下稳定转动,具有很高的传动效率,且具有较好的减震性能、负载能力强、维护成本低。所述驱动机构3通过皮带轮一302和皮带轮二304、圆锥齿轮一310圆锥齿轮二311实现二级减速,使装置具有较大的扭矩输出和精度控制能力,提高皮带传动的效率和操作性。
参见图6、图9可知,密封机构4包括密封扣盖401、齿轮密封右腔盖402、齿轮密封左腔盖403,密封扣盖401位于悬架的顶端,外形设计采用矩形结构,内部中空,将上安装板104上方零件紧紧包围,在上方相应位置设置孔结构、便于与转向结构中的编码器212相连,齿轮密封右腔盖402、齿轮密封左腔盖403把圆锥齿轮一310与圆锥齿轮二311密封。
齿轮密封左腔盖403外侧设置矩形薄壳结构,内部中空,其上端面可开合,将圆锥齿轮一310放置后闭合密封,防止灰尘进入,影响传动效率和圆锥齿轮一310的使用寿命。
所述齿轮密封左腔盖403内部设置封闭肋4031,封闭肋4031的右端延伸到圆锥齿轮二311的侧壁处,与圆锥齿轮二311滑动密封连接,封闭肋4031将圆锥齿轮二311、圆锥齿轮一310啮合处与毂式制动器501、耐磨衬套502两个刹车部件密封隔离,避免用于圆锥齿轮二311、圆锥齿轮一310啮合润滑的润滑剂进入刹车盘、影响装置的制动效果。
即本实用新型的密封机构4,一是实现了防尘密封,密封性好,避免灰尘进入传动部件内部,影响传动效率,且可以延长其使用寿命;二是在防尘密封的基础上,还增加润滑密封,防止润滑剂对刹车造成不利影响。
参见图7、图10可知,刹车机构5包括毂式制动器501、耐磨衬套502、轮胎安装鼓503。其中,耐磨衬套502、毂式制动器501安装在圆锥齿轮二311的腔体内;其中,耐磨衬套502安装在圆锥齿轮二311的腔体内侧壁并与内侧壁固定连接,毂式制动器501的制动部分安装在耐磨衬套502内侧; 刹车时,毂式制动器501的制动部分受驱动与耐磨衬套502接触摩擦制动,避免圆锥齿轮二311直接被刹车磨损,使装置可以长时间高速运行;轮胎安装鼓503与圆锥齿轮二311同轴心设置,轮胎安装鼓503设置在轴管211的一侧,圆锥齿轮二311设置在轴管另一侧。
刹车机构5采用毂式制动,结构简单,操作灵敏且轻量化,制造成本相对较低,且可适用于大承载场景,在满足装置制动要求的前提下降低了产品成本。刹车机构5的两个部件,毂式制动器501、耐磨衬套502均直接置于圆锥齿轮二311腔体内部,进一步节约部件对空间的占用,使结构更加紧凑。所述刹车机构5使用耐磨衬套502,利用耐磨衬套502和毂式制动器501接触摩擦制动,所述耐磨衬套502耐磨性好且便于更换。
本实施例的工作原理如下:
第一:悬架转向控制:通过转向电机201驱动带动圆柱齿轮一203转动,圆柱齿轮二204与圆柱齿轮一203啮合,随圆柱齿轮一203转动,在转向轴202的作用下,第一小齿轮205随圆柱齿轮二204转动,内齿轮207固定在大垫圈206内侧且与转向盘安装板209相连接,内齿轮207与第一小齿轮205相互啮合,随第一小齿轮205的转动而转动,从而带动转向盘安装板209及位于转向盘安装板209下面的前叉210发生转动,从而完成转动。第二小齿轮214与内齿轮207相互啮合,在内齿轮207的带动下发生转动,编码器212借助连接轴213确定小齿轮转动的角度,编码器212将悬架转向角度转化为数字信号提供准确的数据反馈。
第二:悬架驱动控制:通过驱动电机301驱动带动皮带轮一302转动,在皮带的作用下,皮带轮二304随皮带轮一302转动,并在动力传输轴的作用下带动圆柱齿轮三306转动,圆柱齿轮四307与圆柱齿轮三306啮合,随圆柱齿轮三306的转动而转动,此外,圆柱齿轮四307固定在转向盘安装板209上,可以随着转向盘安装板209发生转动,使本悬架转向与驱动即可分离运动又可同步运动,圆锥齿轮一310在立式传动轴308和立式座轴承309的作用下随圆柱齿轮四307转动,圆锥齿轮二311与圆锥齿轮一310啮合随之转动,到此,悬架完成驱动运动,此外可以借助驱动电机301的电磁抱轴完成驻车。
第三:悬架刹车控制:耐磨衬套502安装在圆锥齿轮二311内部,制动液通过刹车系统,使毂式制动器501和耐磨衬套502接触并摩擦,刹车,当耐磨衬套502磨损可单独更换,维修成本更低。
以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已,并非因此局限本实用新型的权利范围,凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化,均包含于本实用新型的权利范围之内。
Claims (4)
1.一种适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件,包括悬架机构(1)、驱动机构(3)、密封机构(4)、刹车机构(5),其特征在于:
所述的悬架机构(1)作为安装基础用于连接设置驱动机构(3)、密封机构(4)、刹车机构(5);
所述的悬架机构设置有连接杆(101)、减震链接(102)、减震总成(103)、上安装板(104);其中减震链接(102)设置2个,分别位于上安装板(104)前、后两侧,减震链接(102)的顶端与上安装板(104)固定连接;减震链接(102)还连接设置减震总成(103);减震总成(103)设置2个,设置方式相同,均为减震总成(103)的一端与减震链接(102)铰接连接,减震总成(103)的另一端用于将本悬架连接在车架上;
所述的驱动机构包括驱动电机(301)、皮带轮一(302)、皮带(303)、皮带轮二(304)、动力输入轴(305)、圆柱齿轮三(306)、圆柱齿轮四(307)、立式传动轴(308)、立式座轴承(309)、圆锥齿轮一(310)、圆锥齿轮二(311);其中,皮带轮一(302)、皮带轮二(304)位于上安装板(104)的上方,二者通过皮带连接,驱动电机(301)安装在上安装板(104)上且位于皮带轮一(302)的下方;动力输入轴(305)的顶部、底部分别连接设置皮带轮二(304)、圆柱齿轮三(306),动力输入轴(305)的底端通过压力轴承安装在转向盘安装板(209)中心处的安装孔中,圆柱齿轮三(306)位于压力轴承的下方,圆柱齿轮四(307)与圆柱齿轮三(306)相互啮合;圆柱齿轮四(307)安装在立式传动轴(308)的顶端,立式传动轴(308)的底端连接设置立式座轴承(309)、圆锥齿轮一(310),圆锥齿轮一(310)与圆锥齿轮二(311)相互啮合,圆锥齿轮一(310)与圆锥齿轮二(311)啮合处设置有防护壳罩,圆锥齿轮一(310)与圆锥齿轮二(311)设置在密封机构(4)的防护壳罩的空腔内;
所述的刹车机构(5)设有毂式制动器(501)、耐磨衬套(502)、轮胎安装鼓(503);所述的圆锥齿轮二(311)的侧面设有容纳腔(3111),容纳腔(3111)用于连接设置耐磨衬套(502)、毂式制动器(501);轴管(211)的一侧通过轴管内的轴连接圆锥齿轮二(311),轴管(211)的另一侧连接设置有轮胎安装鼓(503);
所述的密封机构(4)设置有密封扣盖(401)、防护壳罩;密封扣盖(401)设有下腔体,密封扣盖(401)设置在上安装板(104)上方。
2.根据权利要求1所述的适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件,其特征在于:所述的防护壳罩包括分别设置在圆锥齿轮二(311)右则、左侧的齿轮密封右腔盖(402)、齿轮密封左腔盖(403),齿轮密封右腔盖(402)、齿轮密封左腔盖(403)扣合在一起,齿轮密封右腔盖(402)上设有啮合开口(4021),圆锥齿轮一(310)与圆锥齿轮二(311)在啮合开口(4021)处啮合,啮合开口(4021)处连接设置啮合封闭腔(404),圆锥齿轮一(310)设置在啮合封闭腔(404)内。
3.根据权利要求2所述的适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件,其特征在于:所述的齿轮密封左腔盖(403)朝向圆锥齿轮二(311)的一侧设置有封闭肋(4031),封闭肋(4031)的右端抵在圆锥齿轮二(311)的侧面处。
4.根据权利要求2所述的适用于多场景的全向车用悬架的驱动组件,其特征在于:所述的啮合封闭腔(404)的左端与齿轮密封右腔盖(402)固定连接,啮合封闭腔(404)的右端连接在前叉(210)对应位置设有的连接卡口处,连接卡口处设置有盖体用于打开或封闭啮合封闭腔(404)的右端。
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