KR20120126837A - Force measuring apparatus - Google Patents

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KR20120126837A
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조기수
이재용
허종행
김기환
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삼성중공업 주식회사
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    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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    • B63B59/00Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
    • B63B59/06Cleaning devices for hulls
    • GPHYSICS
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Abstract

PURPOSE: A force measuring device is provided to measure suction force and shear force generated in between a rotating brush and a surface adjacent to the rotating brush when the rotating brush rotates. CONSTITUTION: A force measuring device comprises a first frame(20), a driving motor, a rotating member(70), a height regulating unit(40), and a tensile force measurement sensor(80). The first frame comprises a base plate. The driving motor is positioned in the upper part of the base plate so that a driving shaft is toward a direction of the base plate. The rotating member is joined to the driving shaft of the driving motor to be detachable. The height regulating unit moves the driving motor in a vertical direction with respect to the base while in the state hanging the driving motor in a side. The other side of the height regulating unit is installed in the first frame. The tensile force measurement sensor is positioned in between one side of the height regulating unit and driving motor.

Description

힘 측정 장치{FORCE MEASURING APPARATUS}Force measuring device {FORCE MEASURING APPARATUS}

본 발명은 힘 측정 장치에 관한 것이다. 보다 상세히, 물 속에서 회전하면서 선체 표면을 청소하는 회전 브러쉬의 회전시 발생하는 인장력 및 전단력을 측정하는 힘 측정 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a force measuring device. More particularly, the present invention relates to a force measuring device for measuring tensile and shear forces generated during rotation of a rotating brush that cleans the hull surface while rotating in water.

선박의 저면을 청소하는 작업은 바다 속에서 원형 브러쉬를 장착한 선박 저면 청소용 장치 또는 로봇을 선박의 저면에 부착시킨 상태로 선박의 저면에 원형 브러쉬를 접촉시키거나 인접하게 위치시킨 상태에서 원형 브러쉬를 회전시켜 선박의 저면에 부착된 해양 생물 등을 제거하는 과정으로 이루어진다. The cleaning of the bottom of the vessel is performed by attaching a circular brush to the bottom of the vessel with the apparatus or robot attached to the bottom of the vessel attached to the bottom of the vessel. Rotating to remove the marine life and the like attached to the bottom of the vessel.

이 때, 선박 저면 청소용 장치가 선박의 저면에 설치된 상태로 원형 브러쉬를 회전시키면 물이 회전하면서 원형 브러쉬 내부의 압력이 낮아져 원형 브러쉬와 청소 대상면 사이에 흡입력이 발생하며 원형 브러쉬의 회전에 따라 전단력이 발생한다. At this time, if the bottom brush is rotated while the ship bottom cleaning device is installed on the bottom of the ship, the water rotates and the pressure inside the circle brush decreases, so that suction force is generated between the circle brush and the surface to be cleaned. This happens.

이와 같은 흡입력 및 전단력의 크기는 선박의 저면 청소에 많은 영향을 미치므로, 모터의 회전 속도에 따른 흡입력 및 회전 브러쉬의 회전에 따른 전단력의 크기를 측정하기 위한 장치가 필요하다.
Since the magnitude of the suction force and the shear force greatly affect the bottom cleaning of the ship, a device for measuring the magnitude of the suction force according to the rotational speed of the motor and the shear force according to the rotation of the rotary brush is required.

본 발명의 일 실시예는 물속에서 회전 브러쉬가 회전할 때, 회전 브러쉬 및 상기 회전 브러쉬와 인접한 면 사이에 발생하는 흡입력 및 전단력을 측정할 수 있는 힘 측정 장치를 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to provide a force measuring device that can measure the suction force and shear force generated between the rotating brush and the surface adjacent to the rotating brush when the rotating brush rotates in the water.

본 발명의 일 측면에 따르면, 바닥면에 놓이는 베이스판을 포함하는 제 1 프레임; 상기 베이스판의 상측에서 상기 베이스판 방향으로 구동축이 향하도록 위치되는 구동 모터; 상기 구동 모터의 구동축에 탈착가능하게 결합되는 회전 부재; 일측에 상기 구동 모터를 매달은 상태로 상기 구동 모터를 상기 베이스판에 대하여 상하 방향으로 이동시키며, 타측이 상기 제 1 프레임에 설치되는 높이 조절부; 및 상기 높이 조절부의 일측과 상기 구동 모터 사이에 위치되는 인장력 측정 센서를 포함하는, 힘 측정 장치가 제공된다.According to one aspect of the invention, the first frame including a base plate placed on the bottom surface; A drive motor positioned so that a drive shaft is directed toward the base plate from an upper side of the base plate; A rotating member detachably coupled to a drive shaft of the drive motor; A height adjusting unit which moves the driving motor in an up and down direction with respect to the base plate while the driving motor is suspended on one side, and the other side of which is installed in the first frame; And a tensile force measuring sensor positioned between one side of the height adjusting part and the driving motor.

이 때, 상기 제 1 프레임은, 개구가 형성되며 상기 베이스판과 나란하게 배열되는 상판; 및 상기 베이스판에 설치되어 상기 상판을 지지하는 제 1 지지대를 포함하되, 상기 높이 조절부는 상기 상판의 상측면에서 상기 개구 둘레의 제 1 측부에 위치되며, 상기 구동 모터는 상기 베이스 판에 대하여 상하 방향으로 볼 때 상기 개구의 내측에 위치될 수 있다. At this time, the first frame, the opening is formed and arranged in parallel with the base plate; And a first support installed on the base plate to support the top plate, wherein the height adjustment part is located at a first side of the periphery of the opening on an upper side of the top plate, and the driving motor is vertically up and down relative to the base plate. It can be located inside the opening in a direction.

이 때, 힘 측정 장치는, 상기 구동 모터를 지지하며, 상기 구동 모터와 함께 상기 베이스판에 대하여 상하 방향으로 이동가능한 모터 지지 프레임; 및 상기 모터 지지 프레임이 상기 베이스판에 대하여 상하 방향으로 이동하는 것을 가이드하기 위하여 상기 모터 지지 프레임의 적어도 어느 일 측부에 위치되는 제 1 가이드를 포함할 수 있다.At this time, the force measuring device, the motor support frame for supporting the drive motor, movable in the vertical direction with respect to the base plate with the drive motor; And a first guide positioned on at least one side of the motor support frame to guide the motor support frame to move in the vertical direction with respect to the base plate.

이 때, 상기 모터 지지 프레임은, 상기 모터의 상측에 위치되는 상부판; 상기 모터의 하부에 위치되어 상기 모터의 하부를 지지하는 하부판; 상기 상부판 및 하부판을 연결하는 제 2 지지대 및 상기 상부판의 상측면에 위치되어 상기 제 1 가이드에 결합되는 측판을 포함할 수 있다. At this time, the motor support frame, the upper plate located on the upper side of the motor; A lower plate positioned under the motor and supporting the lower part of the motor; It may include a second support for connecting the upper plate and the lower plate and the side plate is located on the upper side of the upper plate coupled to the first guide.

이 때, 상기 제 1 프레임의 상판 상측면 상에서 상기 개구 둘레의 제 2 측부에 설치되는 수직판을 포함하는 제 2 프레임을 더 포함하며, 상기 수직판에 상기 제 1 가이드가 설치될 수 있다. At this time, the second frame including a vertical plate installed on the second side of the periphery of the opening on the upper plate upper surface of the first frame, the first guide may be installed on the vertical plate.

이 때, 상기 수직판은 한 쌍으로 이루어지며, 상기 한 쌍의 수직판은 상기 개구를 중심으로 서로 나란하게 위치될 수 있다.At this time, the vertical plate is made of a pair, the pair of vertical plate may be located parallel to each other with respect to the opening.

이 때, 상기 제 1 가이드는 상기 모터 지지 프레임의 양 측부에 설치될 수 있다. In this case, the first guide may be installed at both sides of the motor support frame.

한편, 힘 측정 장치는 상기 베이스판 상에 위치되는 전단력 측정 센서를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the force measuring device may further include a shear force measuring sensor located on the base plate.

한편, 상기 회전 부재는 원형 브러쉬일 수 있다.On the other hand, the rotating member may be a circular brush.

한편, 힘 측정 장치는, 상기 모터의 구동축 및 상기 회전 부재 사이에 위치되는 감속기를 더 포함하고, 상기 감속기는 상기 하부판에 고정될 수 있다. On the other hand, the force measuring device further includes a reducer located between the drive shaft of the motor and the rotating member, the reducer may be fixed to the lower plate.

이 때, 상기 모터 및 상기 감속기는 수밀 구조로 형성될 수 있다.At this time, the motor and the reducer may be formed of a watertight structure.

한편, 상기 높이 조절부는, 상기 상판에 설치되는 몸체; 상기 몸체에 설치되는 볼 스크류; 및 상기 볼 스크류를 회전시키도록 상기 볼 스크류의 상단부에 설치되는 회전 손잡이 및, 상기 인장력 측정 센서를 상기 볼 스크류에 연결하는 연결 부재를 포함할 수 있다. On the other hand, the height adjustment unit, the body is installed on the top plate; A ball screw installed in the body; And a rotation knob installed at an upper end of the ball screw to rotate the ball screw, and a connection member connecting the tensile force measuring sensor to the ball screw.

이 때, 힘 측정 장치는 상기 볼 스크류의 양 측부에 위치되어 상기 연결 부재를 가이드하는 제 2 가이드를 더 포함할 수 있다.
In this case, the force measuring device may further include second guides positioned at both sides of the ball screw to guide the connecting member.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 물속에서 회전 브러쉬가 회전할 때, 회전 브러쉬와, 상기 회전 브러쉬와 인접한 면 사이에 발생하는 흡입력 및 전단력을 측정할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, when the rotating brush rotates in water, suction force and shear force generated between the rotating brush and a surface adjacent to the rotating brush may be measured.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치의 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치를 측면에서 바라본 단면도로서, 힘을 측정하기 전 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 힘 측정 장치를 이용하여 힘을 측정하는 상태를 도시한 단면도이다.
1 is a perspective view of a force measuring device according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a force measuring device according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial perspective view of a force measuring device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a force measuring device according to an embodiment of the present invention, showing a state before measuring a force.
5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a force is measured using the force measuring device of FIG. 4.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치의 정면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치의 부분 사시도로서, 제 1 프레임의 상판 및 제 1 지지대 및 제 2 프레임의 제 2 수직판의 도시가 생략되었다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치를 측면에서 바라본 단면도로서, 힘을 측정하기 전 상태를 도시한 도면이다. 도 5는 도 4의 힘 측정 장치를 이용하여 힘을 측정하는 상태를 도시한 단면도이다.  1 is a perspective view of a force measuring device according to an embodiment of the present invention. 2 is a front view of a force measuring device according to an embodiment of the present invention. 3 is a partial perspective view of the force measuring device according to an embodiment of the present invention, the illustration of the top plate and the first support and the second vertical plate of the second frame of the first frame is omitted. 4 is a cross-sectional view of a force measuring device according to an embodiment of the present invention, showing a state before measuring a force. 5 is a cross-sectional view illustrating a state in which a force is measured using the force measuring device of FIG. 4.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치(10)는 제 1 프레임(20), 제 2 프레임(30), 구동 모터(60), 회전 부재(70), 높이 조절부(40), 인장력 측정 센서(80) 및 전단력 측정 센서(100)를 포함할 수 있다. 1 to 3, the force measuring device 10 according to an embodiment of the present invention includes a first frame 20, a second frame 30, a drive motor 60, a rotating member 70, The height adjusting unit 40, the tensile force measuring sensor 80 and the shear force measuring sensor 100 may be included.

보다 상세히, 제 1 프레임(20)은 힘 측정 장치(10)의 전체 뼈대를 구성하는 프레임으로 베이스판(22), 제 1 지지대(24) 및 상판(26)을 포함한다. In more detail, the first frame 20 is a frame constituting the entire skeleton of the force measuring device 10 and includes a base plate 22, a first support 24, and a top plate 26.

베이스판(22)은 바닥면에 놓이는 판형 부재로서 사각 형태로 이루어질 수 있다. The base plate 22 may be formed in a square shape as a plate member placed on the bottom surface.

제 1 지지대(24)는 상기 사각 형태 베이스판(22)의 4 귀퉁이에 수직으로 세워지도록 복수 개로 형성되며, 상기 베이스판(22)의 상측에 위치되는 상판(26)의 4 귀퉁이를 지지하도록 형성된다. The first support 24 is formed in plural to stand perpendicular to the four corners of the rectangular base plate 22, and is formed to support the four corners of the upper plate 26 located above the base plate 22. do.

상판(26)은 상기 복수의 제 1 지지대(24)에 의하여 지지되는 사각 판형 부재이다. 상판(26)에는 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 개구(27)가 형성된다. The upper plate 26 is a rectangular plate member supported by the plurality of first supports 24. The opening 27 is formed in the upper plate 26 as shown in FIG.

개구(27)는 사각 형상으로 이루어지며, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 개구(27)의 상측에는 제 2 프레임(30)이 설치된다. The opening 27 has a rectangular shape, and as can be seen in FIG. 1, the second frame 30 is provided above the opening 27.

제 2 프레임(30)은 수평판(32), 제 1 수직판(34) 및 제 2 수직판(36)을 포함한다. The second frame 30 includes a horizontal plate 32, a first vertical plate 34, and a second vertical plate 36.

제 1 수직판(34) 및 제 2 수직판(36)은, 도 1에서 볼 때 상판(26)에 형성된 개구(27)의 좌측 및 우측 모서리에, 상기 베이스판(22)에 수직한 방향으로 설치되는 사각 판재 형상으로 이루어진다. The first vertical plate 34 and the second vertical plate 36 are in the direction perpendicular to the base plate 22 at left and right edges of the opening 27 formed in the upper plate 26 as shown in FIG. 1. It consists of a square plate shape to be installed.

제 1 수직판(34) 및 제 2 수직판(36)의 상측 모서리부에는 수평판(32)이 결합되어, 제 1 수직판(34) 및 제 2 수직판(36)을 지지한다. The horizontal plate 32 is coupled to upper edge portions of the first vertical plate 34 and the second vertical plate 36 to support the first vertical plate 34 and the second vertical plate 36.

제 1 수직판(34) 및 제 2 수직판(36)의 서로 마주보는 내측면에는 후술하는 모터 지지 프레임(50)의 상하 방향 이동을 가이드하기 위하여 한 쌍의 제 1 가이드(38, 39)가 상하 방향으로 설치된다. On the inner surfaces of the first vertical plate 34 and the second vertical plate 36 facing each other, a pair of first guides 38 and 39 are provided to guide the vertical movement of the motor support frame 50 to be described later. It is installed in the vertical direction.

한편, 상기 베이스판(22)에 대하여 상하 방향으로 개구(27)의 내측에는 구동 모터(60)가 설치된다. On the other hand, the drive motor 60 is provided inside the opening 27 in the vertical direction with respect to the base plate 22.

구동 모터(60)는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 구동축(도 4의 61)이 베이스판(22)과 수직하게 하측 방향으로 배열되도록 제 1 프레임(20) 내부에 설치된다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치(10)는, 구동 모터(60)가 상기 베이스판(22)에 대하여 상하 방향으로 이동할 수 있도록 모터 지지 프레임(50)을 구비한다. As shown in FIG. 2, the drive motor 60 is installed inside the first frame 20 such that the drive shaft 61 of FIG. 4 is arranged in a downward direction perpendicular to the base plate 22. In addition, the force measuring device 10 according to an embodiment of the present invention includes a motor support frame 50 so that the drive motor 60 can move in the up and down direction with respect to the base plate 22.

모터 지지 프레임(50)은 직육면체 형상의 프레임으로 이루어지며, 구동 모터(60)는 모터 지지 프레임(50) 내부에 위치 고정된다. The motor support frame 50 is formed of a rectangular parallelepiped frame, and the drive motor 60 is fixed to a position inside the motor support frame 50.

보다 상세히, 모터 지지 프레임(50)은 구동 모터(60)의 상측에 위치되는 상부판(56)과, 구동 모터(60)의 하측에 위치되되, 구동 모터(60)의 하부를 지지하는 하부판(52) 및 상기 상부판(56) 및 하부판(52)을 상호 연결하여 지지하는 제 2 지지대(54)를 포함한다. In more detail, the motor support frame 50 is an upper plate 56 positioned above the drive motor 60 and a lower plate positioned below the drive motor 60 to support a lower portion of the drive motor 60. 52 and a second support 54 for supporting the upper plate 56 and the lower plate 52 to be interconnected.

도 2를 참조하면, 구동 모터(60)의 구동축에는 감속기(62)가 설치된다. 감속기(62)는 구동 모터(60)의 회전 속도를 조절하기 위한 구성요소이다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 감속기는 하부판에 위치 고정된다. Referring to FIG. 2, a reduction gear 62 is installed on a drive shaft of the drive motor 60. The reducer 62 is a component for adjusting the rotational speed of the drive motor 60. At this time, according to one embodiment of the present invention, the speed reducer is fixed to the lower plate.

그리고, 감속기(62)의 하단에는 회전 부재(70)가 설치된다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 부재(70)는 원형 브러쉬일 수 있다. 이 때, 브러쉬는 감속기의 하단부에 탈착가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 감속기의 하단에 설치되는 회전 부재(70)는 선박 저면을 청소하기 위한 용도로 사용되는 다양한 형태의 브러쉬 및 청소 도구를 포함할 수 있다. And the rotation member 70 is provided in the lower end of the reducer 62. At this time, according to an embodiment of the present invention, the rotating member 70 may be a circular brush. At this time, the brush may be detachably installed at the lower end of the reducer. In addition, the rotating member 70 installed at the bottom of the reducer may include various types of brushes and cleaning tools used for cleaning the bottom of the vessel.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 모터(60) 및 감속기(62)는 수밀 구조로 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치(10)는 선박의 저면에 인접한 상태에서 회전 브러쉬가 회전하여 선박의 저면을 청소하는 용도로 사용되며, 이에 따라 선박의 저면과 동일한 조건, 즉, 물 속에서 회전 브러쉬가 회전할 때 발생하는 전단력 및 흡입력, 즉 인장력을 측정하도록 형성되므로, 구동 모터(60) 및 감속기(62)가 수밀 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 때, 구동 모터(60)를 수밀 구조로 형성하기 위하여 구동 모터 자체가 방수 기능을 갖는 방수 모터를 사용하거나 구동 모터를 수밀 구조의 하우징으로 둘러싸는 방법을 고려해 볼 수 있다. 또한, 감속기의 경우에는 방수 커버로 감속기를 둘러싸는 방식으로 수밀 구조를 형성할 수 있다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the drive motor 60 and the reducer 62 has a watertight structure. The force measuring device 10 according to an embodiment of the present invention is used for cleaning the bottom of the ship by rotating the rotating brush in a state adjacent to the bottom of the ship, and thus the same conditions as the bottom of the ship, that is, water Since it is formed to measure the shear force and the suction force, that is, the tensile force generated when the rotary brush rotates in the inside, it is preferable that the drive motor 60 and the reducer 62 have a watertight structure. In this case, in order to form the drive motor 60 in a watertight structure, a method in which the drive motor itself uses a waterproof motor having a waterproof function or surrounds the drive motor with a watertight housing may be considered. In the case of the reducer, a watertight structure can be formed by surrounding the reducer with a waterproof cover.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터 지지 프레임(50)의 상부판(56)의 좌측 및 우측 모서리부에는 각각 사각 형태의 제 1 측판(58) 및 제 2 측판(59)이 수직하게 설치된다. On the other hand, according to one embodiment of the present invention, the first side plate 58 and the second side plate 59 of the rectangular shape is perpendicular to the left and right corners of the upper plate 56 of the motor support frame 50, respectively. Is installed.

그리고, 도 2에서 볼 때 제 1 측판(58)의 좌측면 및 제 2 측판(59)의 우측면은 앞서 설명한 제 2 프레임(30)의 제 1 수직판(34) 및 제 2 수직판(36)의 내측면에 설치된 제 1 가이드(38, 39)에 결합된다. 이에 따라 제 1 가이드(38, 39)가 상기 모터 지지 프레임(50)이 베이스판(22)에 대하여 상하 방향으로 이동할 때 모터 지지 프레임(50)의 이동을 안정적으로 가이드한다. 2, the left side surface of the first side plate 58 and the right side surface of the second side plate 59 are the first vertical plate 34 and the second vertical plate 36 of the second frame 30 described above. It is coupled to the first guide 38, 39 installed on the inner side of the. Accordingly, the first guides 38 and 39 stably guide the movement of the motor support frame 50 when the motor support frame 50 moves in the vertical direction with respect to the base plate 22.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 모터(60)의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부(40)가 개구(27)의 둘레부의 일 측부에 설치된다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the height adjusting portion 40 for adjusting the height of the drive motor 60 is installed on one side of the circumference of the opening 27.

높이 조절부(40)는 높이 조절부 몸체(42), 볼 스크류(46), 및 제 2 가이드(44)를 포함할 수 있다. The height adjuster 40 may include a height adjuster body 42, a ball screw 46, and a second guide 44.

높이 조절부 몸체(42)는 상기 상기 제 1 수직판(34) 및 제 2 수직판(36) 사이에서, 상기 개구(27)의 일 측부 모서리에 위치될 수 있다. The height adjusting body 42 may be located at one side edge of the opening 27 between the first vertical plate 34 and the second vertical plate 36.

높이 조절부 몸체(42)는 전체적으로 'ㄷ'자 형 단면을 가지며 상하 방향으로 연장된 부재로 이루어지며, 도 1에서 볼 때, 'ㄷ'자 형 높이 조절부 몸체(42)의 내부면 측이 개구(27) 중앙부를 향하도록 배열된다. Height adjuster body 42 is composed of a member having a 'c'-shaped cross section as a whole and extending in the vertical direction, as shown in Figure 1, the inner surface side of the' c'-shaped height adjusting body 42 is The opening 27 is arranged to face the center part.

이 때, 도 4를 참조하면, 높이 조절부 몸체(42)를 상판(26) 상에서 지지하기 위하여 높이 조절부 몸체(42)의 일측면에는 높이 조절부 몸체 지지대(28)가 설치될 수 있다. At this time, referring to Figure 4, in order to support the height adjuster body 42 on the top plate 26, the height adjuster body support 28 may be installed on one side of the height adjuster body 42.

한편, 상기 높이 조절부 몸체(42)의 내부면 중앙에는 볼 스크류(46)가 상하 방향으로 배열된다. 볼 스크류(46)의 전방측에는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 'ㄴ'자형 단면을 갖는 연결 부재(90)가 결합된다. On the other hand, the ball screw 46 is arranged in the vertical direction in the center of the inner surface of the height adjustment body 42. A connecting member 90 having a 'b' shaped cross section is coupled to the front side of the ball screw 46 as shown in FIG. 4.

볼 스크류(46)의 상단부에는 회전 손잡이(48)가 설치되어, 회전 손잡이(48)를 회전시킴에 따라 연결 부재(90)가 상하 방향으로 이동할 수 있도록 형성된다. The upper end of the ball screw 46 is provided with a rotary knob 48, the rotary member 48 is formed so that the connecting member 90 can move in the vertical direction.

이 때, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 볼 스크류(46)의 상단부 일측에는 볼 스크류(46)의 회전을 방지하는 잠금부재(49)가 위치될 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 잠금부재(49)는 볼 스크류(46)의 일측에 설치되어 잠금 위치 또는 해제 위치에 위치시킬 수 있도록 회전가능하게 형성되는 회전 레버를 포함할 수 있다. At this time, as can be seen in Figure 3, the upper end of the ball screw 46, the locking member 49 to prevent the rotation of the ball screw 46 may be located. At this time, according to an embodiment of the present invention, the locking member 49 may be provided on one side of the ball screw 46 may include a rotation lever rotatably formed to be located in the locked position or the release position. .

이 때, 본 실시예에서, 회전 레버가 잠금 위치에 위치된 상태에서는 볼 스크류(46)가 회전하지 않도록 형성되고, 회전 레버가 해제 위치에 위치된 상태에서는 볼 스크류(46)가 회전 손잡이의 회전에 따라 회전할 수 있도록 형성된다. At this time, in this embodiment, the ball screw 46 is formed so as not to rotate when the rotary lever is in the locked position, and the ball screw 46 is rotated by the rotary knob when the rotary lever is in the unlocked position. It is formed so that it can rotate.

본 실시예에서는 볼 스크류(46)의 회전을 선택적으로 정지시킬 수 있는 회전 레버를 설치하여 볼 스크류(46)의 회전에 따른 연결 부재(90)의 높이가 조절될 수 있도록 하였으나, 공지된 다른 방식의 볼 스크류 회전 잠금 구조를 이용하여 볼 스크류(46)의 회전을 방지하도록 하는 것도 가능할 것이다. In this embodiment, by installing a rotary lever that can selectively stop the rotation of the ball screw 46 to adjust the height of the connection member 90 according to the rotation of the ball screw 46, but other known methods It will also be possible to prevent the rotation of the ball screw 46 using the ball screw rotation locking structure.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 높이 조절부(40)의 볼 스크류(46)에 의하여 높이가 조절되는 연결 부재(90)의 높이를 측정하기 위하여 볼 스크류(46)의 측부에 높이 측정용 자(미도시)가 설치될 수 있다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the height measurement on the side of the ball screw 46 to measure the height of the connection member 90 whose height is adjusted by the ball screw 46 of the height adjustment portion 40 A user (not shown) may be installed.

이 때, 본 발명의 일 실시예에서는 연결 부재(90)의 높이를 수동으로 조절하기 위하여 회전 손잡이(48)가 구비된 볼 스크류(46)를 예시하였으나, 연결 부재의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부의 구성은 볼 스크류 이외에 공지된 다양한 방식을 이용할 수 있을 것이다. At this time, in one embodiment of the present invention, the ball screw 46 is provided with a rotary knob 48 to manually adjust the height of the connection member 90, height adjustment for adjusting the height of the connection member The configuration of the part may use a variety of methods known in addition to the ball screw.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 볼 스크류(46)의 양측에는 한 쌍의 제 2 가이드(44)가 설치된다. 제 2 가이드(44)는 연결 부재(90)의 일면에 결합되어 연결 부재(90)가 안정적으로 볼 스크류를 따라 상하 방향으로 이동할 수 있도록 한다. Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, a pair of second guides 44 are installed at both sides of the ball screw 46. The second guide 44 is coupled to one surface of the connection member 90 to allow the connection member 90 to stably move up and down along the ball screw.

한편, 'ㄴ'자형 연결 부재(90)의 하단부에는 인장력 측정 센서(80)가 설치되며, 인장력 측정 센서(80)의 하측부는 모터 지지 프레임(50)의 상부판(56) 상측면에 결합된다. Meanwhile, a tensile force measuring sensor 80 is installed at a lower end of the 'b'-shaped connecting member 90, and a lower portion of the tensile force measuring sensor 80 is coupled to an upper surface 56 of the upper plate 56 of the motor support frame 50. .

연결 부재(90) 및 모터 지지 프레임(50)의 상부판(56) 사이에 인장력 측정 센서(80)를 설치하기 위하여 인장력 측정 센서(80)의 상측 및 하측에 각각 제 1 지지 부재(82) 및 제 2 지지 부재(84)가 설치된다. The first support member 82 and the upper and lower sides of the tensile force measuring sensor 80, respectively, in order to install the tensile force measuring sensor 80 between the connecting member 90 and the top plate 56 of the motor support frame 50. The second support member 84 is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 지지 부재(82)의 상측부는 연결 부재(90)의 하측면에 결합되고, 제 1 지지 부재(82)의 하측부는 인장력 측정 센서(80)의 상측부와 결합되어, 인장력 측정 센서(80)가 연결 부재(90)의 하측면에 고정될 수 있도록 형성된다. According to one embodiment of the invention, as shown in Figure 4, the upper portion of the first support member 82 is coupled to the lower side of the connecting member 90, the lower portion of the first support member 82 is a tensile force Coupled with the upper side of the measuring sensor 80, the tensile force measuring sensor 80 is formed to be fixed to the lower side of the connecting member 90.

그리고, 제 2 지지 부재(84)의 상측부는 인장력 측정 센서(80)의 하측부와 결합되고, 제 2 지지 부재(84)의 하측부는 모터 지지 프레임(50)의 상부판(56) 상측면에 결합되어 모터 지지 프레임(50)이 인장력 측정 센서(80)를 통하여 연결 부재(90)에 매달릴 수 있도록 형성된다. The upper side of the second support member 84 is coupled to the lower side of the tensile force measuring sensor 80, and the lower side of the second support member 84 is disposed on the upper side of the upper plate 56 of the motor support frame 50. Coupled to form the motor support frame 50 can be suspended to the connecting member 90 through the tensile force measuring sensor (80).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 인장력 측정 센서(80)는 도 4에 도시된 바와 같이, 's'자 형태의 로드셀일 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치에서 사용될 수 있는 인장력 측정 센서의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the tensile force measuring sensor 80 may be a load cell of the 's' shape, as shown in Figure 4, but may be used in the force measuring device according to an embodiment of the present invention The kind of the tensile force measuring sensor is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치(10)의 모터 지지 프레임(50)은 높이 조절부(40)의 볼 스크류(46)에 연결된 연결 부재(90)에 매달리는 형태로 이루어진다. The motor support frame 50 of the force measuring device 10 according to an embodiment of the present invention is made to hang on the connecting member 90 connected to the ball screw 46 of the height adjuster 40.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터 지지 프레임(50)이 연결 부재(90)에 매달린 상태에서, 모터 지지 프레임(50)에 결합된 구동 모터(60)가 회전할 때 회전 부재(70)가 회전함으로써 발생하는 흡입력이 연결 부재(90)를 하측 방향으로 잡아당기는 힘을 인장력 측정 센서(80)가 측정할 수 있다.And according to an embodiment of the present invention, when the motor support frame 50 is suspended on the connecting member 90, the rotation member 70 when the drive motor 60 coupled to the motor support frame 50 is rotated The tensile force measuring sensor 80 can measure the force that the suction force generated by the rotation of the pull pull the connecting member 90 in the downward direction.

이하 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치(10)를 이용하여 회전 부재(70)가 물 속에서 회전하는 동안 발생시키는 흡입력, 즉 인장력 및 전단력을 측정하는 과정에 대하여 설명한다. Hereinafter, a process of measuring suction force, that is, tensile force and shear force generated while the rotating member 70 rotates in water by using the force measuring device 10 according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 4 and 5. It demonstrates.

본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치(10)를 이용하여 회전 부재(70)의 흡입력 및 전단력을 측정하기 위하여, 먼저 감속기(62)의 단부에 실험하고자 하는 회전 부재(70)를 설치하고, 힘 측정 장치의 일부가 물속에 잠기도록 한다. In order to measure the suction force and the shear force of the rotating member 70 by using the force measuring device 10 according to an embodiment of the present invention, first install the rotating member 70 to be tested at the end of the reducer 62 As a result, part of the force measuring device is submerged.

이 때, 힘 측정 장치(10)를 이용한 인장력 및 전단력의 측정 실험은 소정의 크기를 갖는 수조에서 이루어질 수 있다. At this time, the experiment of measuring the tensile force and the shear force using the force measuring device 10 can be made in a water tank having a predetermined size.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치(10)는, 구동 모터(60)가 연결된 회전 부재(70)가 베이스판(22)의 상면에 인접한 상태에서 구동 모터(60)가 물에 잠기는 정도로 설치될 수 있다. At this time, in the force measuring device 10 according to an embodiment of the present invention, the driving motor 60 is water in a state in which the rotating member 70 to which the driving motor 60 is connected is adjacent to the upper surface of the base plate 22. Can be installed to the degree of submersion.

이 때, 회전 부재(70)가 잠기는 물의 깊이가 너무 얕으면 회전 부재(70)의 회전에 의하여 흡입력이 발생할 때 수면 위의 대기압에 의하여 흡입력이 영향을 받을 수 있으므로, 힘 측정 장치(10)가 잠기는 물의 깊이는 회전 부재(70)의 회전에 따른 흡입력의 크기가 대기압 또는 다른 외부적이 요인에 의하여 영향을 받지 않는 정도의 깊이인 것이 바람직하다. At this time, if the depth of the water to the rotation member 70 is too shallow, the suction force may be affected by the atmospheric pressure on the water surface when the suction force is generated by the rotation of the rotary member 70, the force measuring device 10 is The depth of the water to be submerged is preferably such that the magnitude of the suction force due to the rotation of the rotating member 70 is not affected by atmospheric pressure or other external factors.

힘 측정 장치(10)를 물 속에 일부 잠기도록 설치한 상태에서 회전 손잡이(48)를 회전시켜 회전 부재(70)의 높이가 베이스판(22)의 상면에 인접하게 위치되도록 한다. The rotary knob 48 is rotated in a state where the force measuring device 10 is partially submerged in water so that the height of the rotary member 70 is positioned adjacent to the upper surface of the base plate 22.

이 때 회전 부재(70)는 베이스판(22)의 상면에 접하거나 또는 약간 이격된 상태로 위치될 수 있다. 회전 부재(70)와 베이스판(22) 사이의 거리는 선저 청소 장치에서 회전 부재(70)가 선체 표면과 이격되는 거리에 대응하여 흡입력 및 전단력을 측정하기 위하여 필요한 거리로 선택될 수 있다. At this time, the rotating member 70 may be positioned in contact with the upper surface of the base plate 22 or slightly spaced apart. The distance between the rotating member 70 and the base plate 22 may be selected as the distance necessary to measure the suction force and the shear force in response to the distance that the rotating member 70 is spaced from the hull surface in the bottom cleaning apparatus.

이와 같이 회전 부재(70)가 베이스판(22) 상에 설치된 상태에서 인장력 측정 센서(80) 및 전단력 측정 센서(100)의 값을 0으로 초기화한 후 회전 부재(70)를 회전시킨다. In this way, in the state in which the rotating member 70 is installed on the base plate 22, the values of the tensile force measuring sensor 80 and the shear force measuring sensor 100 are initialized to 0, and then the rotating member 70 is rotated.

회전 부재(70)가 회전하면 회전 부재(70)와 베이스판(22) 상면 사이에 흡입력이 발생한다. 이와 같은 흡입력은 회전 부재(70)의 하측 방향으로 모터 지지 프레임(50)을 잡아 당기며, 이에 따라 발생되는 흡입력의 크기가 인장력 측정 센서(80)에 의하여 측정될 수 있다. When the rotating member 70 rotates, a suction force is generated between the rotating member 70 and the upper surface of the base plate 22. This suction force pulls the motor support frame 50 in the downward direction of the rotating member 70, and the magnitude of the suction force generated by the suction member may be measured by the tensile force measuring sensor 80.

그리고 회전 부재(70)가 회전할 때 발생하는 전단력은 베이스판(22)에 설치된 전단력 측정 센서(100)에 의하여 측정될 수 있다. The shear force generated when the rotating member 70 rotates may be measured by the shear force measuring sensor 100 installed on the base plate 22.

이 때, 회전 부재(70)가 회전할 때 발생하는 인장력 및 전단력은 회전 부재(70)의 종류, 회전 속도 및 회전 브러쉬의 크기 등에 따라 달라질 수 있다. At this time, the tensile force and shear force generated when the rotating member 70 rotates may vary depending on the type of the rotating member 70, the rotation speed and the size of the rotating brush.

따라서, 실험자는 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 측정 장치(10)를 이용하여, 회전 부재(70)의 회전에 따른 흡입력 및 전단력을 변경시킬 수 있는 인자를 변경하면서 실험을 반복하여, 선저 청소를 할 때 발생하는 회전 부재(70)의 종류, 회전 속도 및 크기 등에 따라 달라질 수 있는 흡입력 및 전단력의 수치를 보다 용이하게 얻을 수 있게 된다. Therefore, the experimenter repeats the experiment using the force measuring device 10 according to an embodiment of the present invention, while changing the factors that can change the suction force and the shear force according to the rotation of the rotating member 70, cleaning the bottom It is possible to more easily obtain the values of the suction force and shear force that may vary depending on the type, rotation speed and size of the rotating member 70 generated when.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 힘 측정 장치 20 제 1 프레임
22 베이스판 24 제 1 지지대
26 상판 27 개구
28 높이 조절부 지지대 30 제 3 프레임
32 수평판 34 제 1 수직판
36 제 2 수직판 38 39 제 1 가이드
40 높이 조절부 42 높이 조절부 몸체
44 제 2 가이드 46 볼 스크류
48 회전 손잡이 49 잠금 부재
50 제 2 프레임 52 하판
54 제 2 지지대 56 상부판
58 제 1 측판 59 제 2 측판
60 모터 62 감속기
70 회전 부재 80 인장력 측정 센서
82 제 1 지지 부재 84 제 2 지지 부재
90 연결 부재 100 전단력 측정 센서
10 force measuring device 20 first frame
22 Base plate 24 First support
26 top 27 opening
28 Height adjustment support 30 3rd frame
32 Horizontal Plate 34 First Vertical Plate
36 2nd vertical plate 38 39 1st guide
40 Height adjustment 42 Height adjustment body
44 2nd guide 46 Ball screw
48 Rotary knob 49 Locking member
50 2nd frame 52 bottom plate
54 2nd support 56 Top plate
58 1st shroud 59 2nd shroud
60 motor 62 reducer
70 Rotary member 80 Tensile force measuring sensor
82 First supporting member 84 Second supporting member
90 Connecting member 100 Shear force measuring sensor

Claims (13)

바닥면에 놓이는 베이스판을 포함하는 제 1 프레임;
상기 베이스판의 상측에서 상기 베이스판 방향으로 구동축이 향하도록 위치되는 구동 모터;
상기 구동 모터의 구동축에 탈착가능하게 결합되는 회전 부재;
일측에 상기 구동 모터를 매달은 상태로 상기 구동 모터를 상기 베이스판에 대하여 상하 방향으로 이동시키며, 타측이 상기 제 1 프레임에 설치되는 높이 조절부; 및
상기 높이 조절부의 일측과 상기 구동 모터 사이에 위치되는 인장력 측정 센서를 포함하는, 힘 측정 장치.
A first frame comprising a base plate lying on the bottom surface;
A drive motor positioned so that a drive shaft is directed toward the base plate from an upper side of the base plate;
A rotating member detachably coupled to a drive shaft of the drive motor;
A height adjusting unit which moves the driving motor in an up and down direction with respect to the base plate while the driving motor is suspended on one side, and the other side of which is installed in the first frame; And
And a tensile force measuring sensor positioned between one side of the height adjusting part and the driving motor.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 프레임은,
개구가 형성되며 상기 베이스판과 나란하게 배열되는 상판; 및
상기 베이스판에 설치되어 상기 상판을 지지하는 제 1 지지대를 포함하되,
상기 높이 조절부는 상기 상판의 상측면에서 상기 개구 둘레의 제 1 측부에 위치되며,
상기 구동 모터는 상기 베이스 판에 대하여 상하 방향으로 볼 때 상기 개구의 내측에 위치되는, 힘 측정 장치.
The method of claim 1,
The first frame,
An upper plate formed with an opening and arranged side by side with the base plate; And
Is installed on the base plate includes a first support for supporting the top plate,
The height adjusting portion is located on the first side of the periphery of the opening on the upper side of the top plate,
And the drive motor is located inside the opening when viewed in the up and down direction with respect to the base plate.
제 2 항에 있어서,
상기 구동 모터를 지지하며, 상기 구동 모터와 함께 상기 베이스판에 대하여 상하 방향으로 이동가능한 모터 지지 프레임; 및
상기 모터 지지 프레임이 상기 베이스판에 대하여 상하 방향으로 이동하는 것을 가이드하기 위하여 상기 모터 지지 프레임의 적어도 어느 일 측부에 위치되는 제 1 가이드를 포함하는, 힘 측정 장치.
The method of claim 2,
A motor support frame which supports the drive motor and is movable up and down with respect to the base plate together with the drive motor; And
And a first guide positioned on at least one side of the motor support frame to guide the movement of the motor support frame in the vertical direction with respect to the base plate.
제 3 항에 있어서,
상기 모터 지지 프레임은,
상기 모터의 상측에 위치되는 상부판;
상기 모터의 하부에 위치되어 상기 모터의 하부를 지지하는 하부판;
상기 상부판 및 하부판을 연결하는 제 2 지지대 및
상기 상부판의 상측면에 위치되어 상기 제 1 가이드에 결합되는 측판을 포함하는, 힘 측정 장치.
The method of claim 3, wherein
The motor support frame,
An upper plate located above the motor;
A lower plate positioned under the motor and supporting the lower part of the motor;
A second support connecting the upper and lower plates;
And a side plate positioned on an upper side of the top plate and coupled to the first guide.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 프레임의 상판 상측면 상에서 상기 개구 둘레의 제 2 측부에 설치되는 수직판을 포함하는 제 2 프레임을 더 포함하고, 상기 수직판에 상기 제 1 가이드가 설치되는, 힘 측정 장치.
The method of claim 3, wherein
And a second frame including a vertical plate installed on a second side of the periphery of the opening on an upper surface of the upper plate of the first frame, wherein the first guide is installed on the vertical plate.
제 5 항에 있어서,
상기 수직판은 한 쌍으로 이루어지며,
상기 한 쌍의 수직판은 상기 개구를 중심으로 서로 나란하게 위치되는, 힘 측정 장치.
The method of claim 5, wherein
The vertical plate is made of a pair,
And the pair of vertical plates are positioned next to each other about the opening.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 가이드는 상기 모터 지지 프레임의 양 측부에 설치되는, 힘 측정 장치.
The method of claim 5, wherein
The first guide is installed on both sides of the motor support frame, the force measuring device.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스판 상에 위치되는 전단력 측정 센서를 더 포함하는, 힘 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
And a shear force measuring sensor located on the base plate.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 부재는 원형 브러쉬인, 힘 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
And the rotating member is a circular brush.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터의 구동축 및 상기 회전 부재 사이에 위치되는 감속기를 더 포함하고, 상기 감속기는 상기 하부판에 고정되는, 힘 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
And a reducer positioned between the drive shaft of the motor and the rotating member, wherein the reducer is fixed to the lower plate.
제 10 항에 있어서,
상기 모터 및 상기 감속기는 수밀 구조로 형성되는, 힘 측정 장치.
11. The method of claim 10,
The motor and the reducer are formed in a watertight structure, the force measuring device.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 높이 조절부는,
상기 상판에 설치되는 몸체;
상기 몸체에 설치되는 볼 스크류;
상기 볼 스크류를 회전시키도록 상기 볼 스크류의 상단부에 설치되는 회전 손잡이 및
상기 인장력 측정 센서를 상기 볼 스크류에 연결하는 연결 부재를 포함하는, 힘 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
The height adjuster includes:
A body installed on the top plate;
A ball screw installed in the body;
A rotary knob installed at an upper end of the ball screw to rotate the ball screw;
And a connecting member for connecting the tensile force measuring sensor to the ball screw.
제 12 항에 있어서,
상기 볼 스크류의 양 측부에 위치되어 상기 연결 부재를 가이드하는 제 2 가이드를 더 포함하는, 힘 측정 장치.
13. The method of claim 12,
And a second guide positioned at both sides of the ball screw to guide the connecting member.
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