JPS61205554A - モ−タ駆動形移動装置 - Google Patents

モ−タ駆動形移動装置

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JPS61205554A
JPS61205554A JP61017704A JP1770486A JPS61205554A JP S61205554 A JPS61205554 A JP S61205554A JP 61017704 A JP61017704 A JP 61017704A JP 1770486 A JP1770486 A JP 1770486A JP S61205554 A JPS61205554 A JP S61205554A
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drive means
wheel
frame
wheels
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1、 発明の分野 本発明は一般的には輸送装置に係シ、特定的にはヒト又
は物体用のあらゆるタイプの乗物又は容器、特に病人、
身体障害者等々のアームチェア暑こ取付けるべく構成さ
れたセータ駆動形移動装置に係る。
本発明はよシ特定的には階段の昇降、歩道の縁石の乗越
え等々が可能であシ、従って付添し1人の補助がなくて
も使用できるような身体障害者用モータ駆動形車椅子に
係る。
2゜先行技術の説明 1981年11月20日出願のイタリア国工業意匠特許
第5071B/81号及び1982年3月15日付の仏
画特許出願第8204!114号1こは、ベアリング上
に載置された車軸と、この車軸の両端に特定数、通常は
3個の車輪からなる走行アセンブリが真備され、これら
車輪の中心が1つの正三角形を規定するような移動装置
が開示されている。これら6つの車輪の回動軸は回転自
在に取付けられ、適切なフレームによって互に連結され
る。この種の移動装置では車軸を回転させれば階段の昇
降、歩道縁石の乗越え等々が成る程度まで容易になる。
しかしながらこの種の装置は操作が難しく、付添い人の
存在と共に使用者自身による特別の注意を必要とする。
実際、使用者は階段の昇降時には、各走行アセンブリに
$ける3つの車輪のうち直ぐ上の(又は下の)段に移る
べくこの段に突当てられることになる車輪が階段の蹴込
みに当接するように、アセンブリを自分の方へ引張るこ
とを常に気にかけていなければならない。前記車輪が蹴
込みに押付けられないと、車軸が回転したままの状紳で
、この車輪が平衡位置を越え、上段に当接し得なくなシ
、従って出発段に戻されるという事態が生じ得る。この
ような戻し作用薯こ起因する衝撃は場合によっては使用
者のバランス金くずし、落下の原因となシ得る。
発明の概要 本発明の目的は前述の如き先行技術の欠点を解消し、階
段等での重負荷の移動を大幅Iこ容易化する移動装置を
提供することにある。
本発明の別の目的は安全性がかなシ改善され、例えば身
体障害者用車椅子の場合であれば付添い人無しで使用し
得るような移動装置を提供することにある。
そのために本発明は下記の如きモータ駆動形移ヤシの下
部に回動自在に装着された車軸とを含むタイプの装置で
あシ、前記車軸がこの各先端に固定されて少なくとも3
つの車輪を回動的に支持するフレーム手段と、該車軸を
回転させるべく構成された第1可逆駆動手段と、該車軸
の回転とは無関係lこ前記車輪相選択的に回転させる第
2可逆駆動手段とを備え、前記第1駆動手段が前記フレ
ーム手段に固定された外側中空シャフトな介してこのフ
レーム手段を駆動させ、前記第2駆動手段が前記外側シ
ャフト内に同軸的且つ、回動的に収容された内側シャフ
トを介して前記車輪を駆動させる。
以下添付図面に基づき非限定的特定具体例を挙げて本発
明をよシ詳細に説明する。
好適具体例の説明 添付図面、特に第1図から第3図に示すように該具体例
では本発明のモータ駆動形移動装置は身体障害者、病人
等の車椅子のシャシ10に取付けられる。
この装置はシャシ/10の下側で該シャシの両側に夫々
配置される2組の走行アセンブリを有する。各アセンブ
リは全体が符号12で示され、3つの車輪13からなシ
、これら車輪は対応三角形支持フレーム14に回動自在
化取付けられる。車輪13の回動軸16は前記三角フレ
ームの頂点部分を貫通する。図面簡明化のため前記走行
アセンシリの片方のみを第2図に示した(他方の走行ア
センブリ&を勿論、車椅子の長手方向中実軸を挟んで第
1のアセンブリと対称的に配置される)。この図から明
らかなように各フレーム14は互に平行な2つの垂直プ
レートiaa%  14bからなムこれらプレートは正
三角形の形状を有し、3つの連結された車輪16の両側
に1つずつ配置され、これらプレートの間を前記車輪の
シャフト16が水平に貫通する。シャフト16は車輪1
3を回動自在に装着せしめる他、2つのプレー)14a
、、14bを互に連結させるに の装置は更に各フレームを回転させる手段も含む。特に
第2図に示されているようにフレーム14の回転手段は
、右方先端が溶接の如き任意の手段でフレームの内側プ
レート14aのほぼ中央に固定される第1シヤフト18
からなる。後述の理由からシャフト18は中空である。
このシャフト18は、上端がシャシ10の下部に固定さ
れた2つの直立支持部材22の下端に具備される適切な
ベアリング20に回動自在に受容される。フレーム回転
手段はシャフト18に固定された歯車24をも含み、こ
の歯車はシャシに固定された駆動用接線ウオームスクリ
ュー26と噛合する。後で明らかになるように、ウオー
ム26はフレーム14を一方向又は逆方向へ回転させる
べく、電動機(図示せず)力1らなる適切な駆動手段に
より駆動し得る。勿論第2フレーム(図示せず)に対応
するもう一方の側には、同一の動力源ζζよル第1駆動
手段と同期して駆動する同様の駆動手段を備え得る。前
述のウオーム及びギヤによる伝動は駆動ウオームタイプ
のものである。即ちウオームスクリューのみが歯車を駆
動し得、歯車は別個に与えられる回転の如き回転をウオ
ームスクリューに伝達することはできない(例えば階段
を下る時は明らかな安全上の理由から)。
該具体例の移動装置は車輪16の回転手段をも有する。
この回転手段は第1シヤフト18内に同軸的に且つ回転
自在に収容される第2回転シャフト30aからなる。シ
ャフト38の右側先端(第2図)はフレーム14の内側
プレート14aを越えて右方へ突出し、駆動歯車32に
固定される。
歯車32は3つの駆動歯車34と噛み合う。これら3つ
の歯車はいずれも同じ直径を有し、車輪13の回転軸1
6に夫々取シ付けられ、シャフトと共に回転すべくロッ
クされる。シャ;y)30aは後述の差動機構36の出
力で左側先端を介して一方向又は逆方向暑こ回転するよ
うに構成される。
第2図には図示しないが該装置のもう一方の走行アセン
ブリの3つの車輪に対しても同様の駆動手段が真備され
る。
このよう6と第2駆動手段によって各走行アセンブリの
3つの車輪13が一方向又は逆方向へ同一運動をしなが
ら回転し得る。
以上部分的に説明して舎た移動装置の動作を第4図に示
す。この移動装置を階段を登る時に使用する場合は、フ
レーム14は従来通シ時計方向((第4図の矢印44参
Im)に回転する。この図では階段の2つの連続段が夫
々踏面40a及び40bを有し、これら踏面がほぼ垂直
の蹴込み42によって互に分離されている。フレーム1
4の回転と同時に第2駆動手段が作動して3つの車輪1
3をやはシ時計方向(矢印46)に回転させる。この場
合内側シャ;y)30aは、歯車32及び34間の伝動
レベルで回転方向が逆転するため、外側シャフト18と
逆の方向に回転することになる。
車輪13に加えられるこのような駆動トルクは、第4図
に符号13aで示されている支持輪(−1■wheel
)と称する車輪を蹴込み42に当接させ、それによって
車輪13aを下方踏面40aと蹴込み42とで規定され
る角に保持しながら安定させる。フレーム14はこの支
持輪を中心に回動し、これが上段へ登る時の起点となる
。車輪131ζ与えられる回転は上方車輪13biCも
作用して上方階[40k)の縁と係合させゐ。このよう
な係合は安全性がよシ高く、従って登夛動作が一層促進
される。
夫々フレーム14及び車輪13に与えられる回転速度及
び駆動トルクは前述の如く互に全く独立していてよい。
但しよシ簡単化する場合には、フレームと車輪と化対し
て単一の伝動手段を使用し得る。
直線階段で本発明の移動装置を使用する場合には車輪1
3は、少なくとも2つの連続した蹴上げの間の踏面の上
を転がる間だけは、互にほぼ同等の速度で回転しなけれ
ばならない。これは支持輪(第4図のホイール13a)
が次の段を登る前に互に同時に蹴込み42に当接するよ
うにするためである。シ小しながら螺旋階段の場合には
、前述の如き踏面上での走行の間は、外側走行アセンブ
リ(手すシから遠い方)の車輪が内側走行アセンブリの
車輪より速い速度で回転しなければならない。極端な場
合には内側車輪の速度をゼロ番こさえし得る。
そのために、本発明の移動装置は、第2図に示す如く車
輪13を駆動するための差動形伝動手段を備える。よシ
詳細化は、トルクを対応車輪グループに伝達するシャフ
ト30 as 30 bが各々先端にスパイメtエオン
50 a、 50 bを有し、これらスパイ/%!′ニ
オン505L% 50 bが、ケージ56に固定された
シャフト54に回転自在に装着された遊鳳車52と噛み
合う。ケージ56は駆動ビニオン60から駆動トルクを
受容するリングギヤ58を有し、前記g=オン60自体
は適切なアキエムレータ(図示せず)に接続された電動
機手段により駆動する。
差動形伝動手段は更に2つの電気ブレーキ62a162
bも備える。これらブレーキは図中では車輪13の駆動
シャフト30as30bに夫々取付けられている。この
差動形伝動手段は適宜数シ付けられるが、ベアリング2
0を支持する直立部材22上には示されていない。電気
ブレーキ62a。
62bは好ましくは電圧存在形、即ち端子憂こ電圧が存
在する時にのみ作動するタイプである。場合に応じてい
ずれか一方の電気ブレーキ、よシ正確には螺旋階段の内
側に位置するブレーキをこの種の階段の昇降時に対応走
行アセンプリ12の車輪13の回転を四ツクすべく使用
する。この種の移動装置は外側走行アセンブリが踏面を
適切な距離に亘って走行した後で次の段を登る(又は降
シる)用意ができるまで内側走行アセンブリが対応電気
ブレーキにより準備位置に保持され、支持輪が前述の角
に適切ζζ尚接するため、安全に且つ側方での不安定化
を伴うことなく螺旋状又はよシ一般的Cζ湾曲状の階段
で使用し得る。
前述の如き差動形伝動システムは水平表面上でのアセン
ブリの移動方向(7レームはロック状態を制御するため
にも有利に使用し得々。車輪13グループのうち一方の
グループの回転を調節的に緩和し又は停止させると、本
発明の移動装置を真備したアセンブリが左方もしくは右
方へ回転し得、又は旋回し得る。
2組の車輪アセンシリの完壁な同一運動回転を得るべく
遊屋車52の回転を党ツクするよう化構成され、よル特
定的には車輪13のスリップを回避すべく装置が厳密に
一直線ζζ移動するように作用する第3電気ゾレーキ(
図示せず)を回転ケージに載置してもよい。
後で詳述するように、階段での昇降時並びに平坦な地面
上での移動時に右ける本発明の装置の様々な動きを制御
し、調整し且つ自動制御するための電子的手段を^偏す
ることもできる。
本発明の移動装置は更に、動かされる荷重の傾斜を検出
し且つ制御する手段も備える。安全上の理由から、特に
該装置を取付けるシャシ10に椅子が載置される場合、
従って身体障害者、病人等の輸送に係る場合には、特化
階段の昇降操作時、即ち得られる支承点の数が平坦な地
上での移動時に比べてよ〕少なく且つその信頼性もよ〕
小さくなる操作時のアセンブリの不意の揺動を完全に回
避せしめることが望ましい。
第5図に示すように、前記傾斜検出手段68は移動装置
に対応する輸送のタイプに応じて決められるシャシ10
上の適切な位置にディスク70を備える。このディスク
はほぼ垂直に配置され、゛、水平シャフト72に回転自
在番ζ装着される。このシャフト72は前記ディスクの
中心を貫通し、シャシに固定される。前記ディスクは垂
直性基準として使用され得るように、下方部に平衡錘7
4を備える。この傾斜検出手段はオプチカルシステムも
有する。このシステムは該具体例では発光ダイオ−rの
如き光源76と、ディスク70の上方部1こ平衡錘と対
向してほぼ水平昏こ設けられる細長いスリット78と、
光源76と一直線に配置される半導体光電池の如き2つ
の光検出器80とで構成される。光源76と光検出器8
0とからなるアセンブリはディスク70著ζ対する位置
を調整し得るようなスターラツf(図示せず)1憂ζ載
置され為。
このようにすれば、基準方位(通常は安定性方位、即ち
輸送されるアセンブリの重力中心が垂直方向で移動装置
の車軸と同心的に配置される方位)に対するシャシの傾
斜の変化を表わす電気信号が前記検出器68の出力に得
られる。このオプチカルシステムは例えば、前記傾斜が
正しい場合には2つの光検出器が同じ強さで点灯され、
傾斜がいずれかの方向で変化した場合には2つの光検出
器のうち一方がよ〕弱い光の強さを受容し、他方がよ〕
強い光の強さを受容するように設計し得る。
寄生光の作用を回避すべく、該オプチカルシステムは適
切な暗箱(図示せず)内に配置するのが好ましい。
前記傾斜を制御するサーボ制御手段は更に、フレーム1
4の駆動及び伝動アセンブリを制御する手段も含む。こ
の手段は図示しなかったが検出器68から送出される信
号を受容すべく構成される。
実際、車輪の角速度が7レームの角速度よシ大きければ
シャシは前方又は後方(回転方向に依存)へ下降し易く
なり、その逆も考えられる。そこで自動制御を用いれば
、車輪の回転とフレームの回転とを制御する制御のレベ
ルで即座に作用することによりシャシの傾斜変化を相殺
することができる。従ってアセンブリは、階段の昇降運
動に付加、されることになる前述の如き即座の且つ振幅
の小さい作用化よシはぼ一定の傾斜に維持され得る。
該装置の安定点に対する傾斜変化を検出する手段68は
他の任意のデバイス、例えば2つの光検出器ではなく1
つの光検出器アセンブリを含むオプチカルシステム、又
はストレスデージシステムなどで構成してもよい。
第6人図から第6四図は階段で使用する時の本発明装置
の動作の連続ステップを示す。実線矢印は@6A図から
第6E図の順で階段を登る時の回転方向を表わし、点線
矢印は第6E図から第6A図の順で階段を下る時の回転
方向及び/又は応力方向を表わす。
階段を登る時の第1ステツプは第6A図に示されている
。装置は2つの車輪15a及び13c(及び図示されて
いないがこれら車輪と対称的に配置された反対側の2つ
の車輪)により段の踏面40a上に載置される。車輪は
時計方向に回転し、前輪13aが蹴込み42に当接した
時点(第6B図)で回転を制止される。車輪駆動モータ
は駆動トルクを与え続ける。
この時点でフレーム駆動上−夕が始動する。その間車輪
駆動モータも作動し続けるが、その起電力は車輪13a
がモータの過度のオーバーヒートを伴うことなく蹴込み
に轟接し続けるように弱くなる(よシ特定的には階段が
装置を後方へ戻すような傾斜を有している場合)。次い
で車輪は第6B図の位置から第6C図の位置に移る。こ
の位置では車輪13bが次の段の踏面40b上に置かれ
る。
第6D図に示されている次のステップでは装置が車輪1
3bに支持されながら踏面40bに登る。
2つの七−夕は作動し続ける。装置が2つの車輪13b
及び13aによって第6E図の如く踏面4(l上に載置
されると、再び第6A図の状態が得られる。フレーム七
−夕が停止され、車輪毎−タが平常動作に戻される。
階段を下る時は第6E図の位置を出発点として車輪を低
速度で点線矢印方向へ回転させる。その結果車輪13a
は第6D図の如く空中に浮く。
椅子が傾斜し始め、この傾斜が第5図の如き傾斜検出器
によって検出される。この時点で7レームモーーが始動
し、車輪モータのトルクが車輪を制動すべく変化又は反
転する。その結果車輪13aは蹴込みに当接したまま下
方へ移動する。第6c図から第6B図の位置に移る間回
転駆動方向は反転状態に維持される。
第6B図の位置に到達したらフレームモータを停止させ
、車輪モータを装置が第5A図の位置に移動するような
方向に駆動させる。次の段階ではこのサイクルを繰返す
第6A図から第6B図及び第6E図から第6A図に従っ
て説明した操作ステップを実施するためには、情報検出
器として、車輪駆動上−夕に接続される逆起電力検出器
と、第5図の如き傾斜検出器とを使用する。
これらの手段は下記の3種の状態のいずれかにおいて安
全且つ信頼できる操作を実施せしめる。
第1の状態は通常の移動時の状態であ)、各フレームの
2つの車輪が地上1こ置かれ、傾斜検出器が7レーム駆
動モータに作用してほぼ一定の傾斜を保持せしめる。
第2は階段を登る時又は歩道に乗シ上げる時の状態であ
シ、車輪の回転速度が制限され、車輪モータの逆起電力
を検出する検出器が逆起電力の変化が生じるや否や作動
する。この逆起電力変化は前輪が蹴込みに当接したこと
を意味する。この時点でフレームが120°回転する。
トルクは前進方向で車輪に与えられ続ける。
階段を下る時に該当する第3の状態では、椅子が傾き始
める時点、従って前輪が段の表面から外れた時点を傾斜
検出器が検出する。この検出器は次いでフレームモータ
を始動させてフレームを120° 回転させ、且つ車輪
が制動されて下降軸が蹴込みに当接し続けるように車輪
モータを制御する。前記回転の間7レームの回転速度は
椅子がほぼ一定の傾斜を維持するようζζ制御される。
本発明のそ一タ駆動形移動装置を構成する前述の種々の
手段は、マイク四プn七ツナの如きデジタルユニットの
集中制御下においてもよい。特にこの後者に接続された
メモリには、最も頻繁に行なわれる走行に関する情報を
記憶し得る。これは身体障害者用車椅子に使用すると特
に有用である。
本発明の装置を操作ハンドル又は握ジノ1ノドルを備え
たシャシに設置する場合には、これら71ンドルの領域
の動きを制御する種々の部材を具備すると有利である。
また、装置の動きに関してのみならず、その安定性維持
に関しても大きな正確さを得るためには、ステッパーモ
ータを駆動モータとして使用してもよい。
また、安全性を向上させるための任意の補助手段を本発
明の装置に対応して具備してもよい。特に、比較的狭い
螺旋階段で使用する場合には階段の内側の段の奥行きが
小さすぎて内側支持輪が滑ル易くなシ、段を踏み外し得
るため、階段を登るのに必要な十分な支持力が得られな
い場合がある。
その場合暑こはシャシ10に具備された補助手段と協働
し得る補助ケーブル、ラック等の保持手段を階段の内側
部分で階段1こ沿って具備すると有オリである。
本発明は前述の具体例には限定されず、画業者によ〕種
々に変形され得る。
特に、電力供給源はシャシに載置される1つ以上のアキ
エムレータで構成し得、又は例えば家庭で使用する場合
には主電圧の如き外部電源を、ケーゾルワインダ等に連
結し得ゐ導電ケーブルを介して装置に接続してもよい。
装置の移動路に沿って階段に2つの給電レールを設け、
これに対応するブラシコンタクトを該装置に取シ付けて
、移動路全長に亘る2つのレールの間ζこ存在する電圧
をぜツクアップするよう化することもできる。
本発明の輸送装置はまた、例えば品物運搬シャシから片
体障害者用車椅子シャシへの変換が可能であるように、
脱着式に形成することもできる。
勿論、モータを直接手動で制御し得るように種々のサー
ボ制御装置のうち1つ又はそれ以上を切/離す手段をも
具備し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の毎−夕駆動形移動装置の全体的簡略斜
視図、第2図畔第1図の装置の一部分を示す部分断面正
面図、第3図は第2図の装置の部分側面図、第4図は該
移動装置の動作を示す略側面図、第5図は第1図から第
4図の装置に具備される付属手段の簡略斜視図、第6A
図から第6E図は階段を乗越える時の本発明装置の操作
ステップを連続的に示す簡略説明図である。 10・・・シャン、  12・・・走行アセンプリ、1
3・・・車輪、  14・・・支持フレーム、  18
・・・第1シヤフト、  24.32.34・・・歯車
、30a・・・第2シヤフト、  26・・・ウオーム
スクリュー、  50a、5Qb・・・スパイダピニオ
ン、52・・・遊星車、  58・・・リングゼヤ、 
 60・・・駆動g=オン、  62&、62b・・・
電気プレーキ、68・・・荷重傾斜検出手段、  70
・・・ディスク、  74・・・平衡錘、゛ 76・・
・光源、  78・・・スリット、  80・・・光検
出器。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)輸送すべきヒト又は物体を収容すべく備えられる
    シヤシと、このシヤシの下方部分に回動自在に取付けら
    れる車軸とを有するタイプのモータ駆動形移動装置であ
    つて、前記車軸は、この両端に固定されており少なくと
    も3つの車輪を回動自在に支持するフレーム手段と、前
    記車軸を回転させるべく構成された第1可逆駆動手段と
    、この車軸の回転とは無関係に前記車軸を選択的に回転
    させる第2可逆駆動手段とを有し、前記第1駆動手段が
    前記フレーム手段に固定された外側中空シャフトを介し
    て該フレーム手段を回転させ、前記第2駆動手段が前記
    外側シャフト内に同軸的且つ回動自在に収容される内側
    シャフトを介して前記車輪を回転させる前記装置。
  2. (2)前記内側シャフトと前記車輪との間のギヤ伝動手
    段も有する特許請求の範囲第1項に記載の装置。
  3. (3)前記第2駆動手段と車輪との間に遊星−スパイダ
    ホイール形伝動装置をも含む特許請求の範囲第1項に記
    載の装置。
  4. (4)シヤシの傾斜を検出する検出手段から送出される
    情報に応じて第1駆動手段と第2駆動手段とを別個に制
    御する手段も備える特許請求の範囲第1項に記載の装置
  5. (5)前記検出手段がシヤシに固定された水平シャフト
    上に回転自在に装着される密閉手段と、発光手段と、光
    検出手段とを互に組合わせて有する特許請求の範囲第4
    項に記載の装置。
  6. (6)輸送すべきヒト又は物体を収容すべく備えられる
    シヤシと、このシヤシの下方部分に回動自在に取付けら
    れる車軸とを有し、この車軸は、この両端に固定されて
    おり少なくと も3つの車輪を回動自在に支持するフレーム手段と、前
    記車軸を回転させるべく構成された第1可逆駆動手段と
    、この車軸の回転とは無関係に前記車輪を選択的に回転
    させる第2可逆駆動手段とを有するタイプのモータ駆動
    形移動装置であつて、傾斜検出手段と、第2駆動手段の
    逆起電力検出手段と、第1及び第2駆動手段をこれら検
    出器からの信号及び外部の形状状況(通常の移動、登り
    、下り)に応じて作動させる制御手段とをも有する前記
    装置。
  7. (7)通常の移動状態では前記傾斜検出器が第1駆動手
    段に作用してほぼ一定の傾斜を保持せしめる特許請求の
    範囲第6項に記載の装置。
  8. (8)登りの状態では前記逆起電力検出器は、蹴込みに
    対する車輪の当接を指示し、それに次いで所定回転によ
    るフレームの回転を生じさせるのに使用され、一方トル
    クは前進方向で車輪に与えられ続ける特許請求の範囲第
    6項に記載の装置。
  9. (9)下りの状態では傾斜検出器が段の終端で車椅子が
    傾き始める時点を検出し、その結果所定回転によつて第
    1駆動手段を駆動させると共に、第2駆動手段を制御し
    て車輪を制動せしめる特許請求の範囲第6項に記載の装
    置。
  10. (10)全ての中間移動状態では、傾斜検出器が第1駆
    動手段に作用してこの第1駆動手段の回転速度の上昇、
    低下又は回転方向の反転により一定の傾斜を維持せしめ
    る特許請求の範囲第6項に記載の装置。
JP61017704A 1985-01-31 1986-01-29 モ−タ駆動形移動装置 Pending JPS61205554A (ja)

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