KR20180062102A - 다관절 드릴 가이드장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다관절 드릴 가이드장치에 관한 것으로, 그 목적은 포터블 드릴의 자세를 보다 다양하게 조절하면서 드릴작업을 실시할 수 있도록 한 다관절 드릴 가이드장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 다관절 지그에 분해가 가능한 구조로 결합되는 고정암; 상기 고정암의 끝단에서 고정암과 직교하는 구조로 형성된 제1회전축을 중심을 회전하면서 고정암과 이루는 사잇각이 조절되게 제1회전축에 결합되는 터닝 가이드; 상기 고정암과 평행한 구조를 갖도록 터닝 가이드에 마련된 제2회전축을 중심으로 회전하도록 터닝 가이드에 결합된 회전블록; 상기 회전블록의 일측면에 설치된 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 이동하도록 가이드 레일에 결합되고, 포터블 드릴이 장착되는 고정플레이트를 포함하는 가이드 블록;으로 구성된 것을 특징으로 하는 다관절 드릴 가이드장치를 제공한다.

Description

다관절 드릴 가이드장치{Multi joint of drill guide device}

본 발명은 다관절 드릴 가이드장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업자가 포터블 드릴을 이용하여 대상물에 구멍을 가공함에 있어서, 드릴을 요구되는 위치로 안정적으로 이동시키면서 드릴 작업을 수행할 수 있도록 드릴을 지지하는 다관절 드릴 가이드장치에 관한 것이다.

일반적으로 발포 수지용 금형이나 다양한 형태의 곡면을 갖는 부품 등의 대상물에 많은 수의 구멍을 형성하기 위한 드릴 작업이 요구되는 경우, 자동화된 설비를 이용함으로써 생산성을 높일 수 있다.

그러나, 자동화된 설비를 이용하여 드릴 작업을 실시하기 위해서는 로봇암과 같이 예정된 경로를 따라 드릴의 위치를 이동시키기 위한 설비가 요구되어 막대한 설비비용이 필요할 뿐만 아니라, 예정된 경로를 따라 드릴이 정확히 이동하면서 드릴 작업을 실시할 수 있도록 하기 위한 사전 세팅과 보정에 많은 시간과 인력이 요구되는 바, 다품종 소량생산을 주로 하는 소규모의 사업장에서는 자동화된 설비를 구축하는 것이 용이하지 않다.

이에 따라 소규모 사업장에서는 발포 수지용 금형과 같이 다양한 형태의 곡면을 가지며, 많은 수의 구멍 가공이 요구되는 대상물에 대한 드릴 작업을 실시함에 있어서, 작업자가 포터블 드릴을 이용하여 대상물에 구멍을 가공하는 작업방식이 사용되고 있다.

그러나, 포터블 드릴을 이용한 작업방식은 작업자의 숙련도 및 상태에 따라 정밀도에 큰 차이가 있으며, 포터블 드릴을 작업자가 직접 들고 반복적으로 작업을 실시함에 따라 작업자의 피로도가 높고, 근골격계질환의 발생 위험도가 높은 문제점이 있다.

한편, 특허문헌1에는 드릴을 원하는 위치에 정확하고 신속하게 이동시킬 수 있도록 한 다관절 드릴링지그가 개시되어 있다.

상기 다관절 드릴링지그는 회전아암과 접철아암을 포함하며, 상기 접철아암의 끝단에 드릴을 장착할 수 있도록 구성되어 있다.

이처럼 구성된 다관절 드릴링지그에 의하면, 드릴은 접철아암에 의해 지지되므로, 작업자가 드릴을 직접 들고 작업을 실시할 필요가 없게 되어 작업자의 피로도를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 드릴작업이 요구되는 위치로 드릴을 신속하게 정확하게 이동시킬 수 있게 되므로, 많은 비용을 들이지 않고도 드릴작업의 효율성을 현저히 높일 수 있는 이점을 갖고 있다.

그러나, 회전암과 접철아암을 포함하는 다관절 드릴링지는 수직한 축을 중심으로 회전하는 회전암의 동작과, 접고 펼쳐지는 접철아암의 동작을 통해서만 드릴의 위치 및 자세 조절이 가능하므로, 포터블 드릴이 취할 수 있는 자세가 제한되어 가공이 가능한 구멍의 자세 및 구조가 제한될 수밖에 없는 문제점이 있다.

등록실용신안공보 제0316700호(2003.06.18.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 포터블 드릴의 자세를 보다 다양하게 조절하면서 드릴작업을 실시할 수 있도록 한 다관절 드릴 가이드장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 다관절 지그에 분해가 가능한 구조로 결합되는 고정암; 상기 고정암의 끝단에서 고정암과 직교하는 구조로 형성된 제1회전축을 중심을 회전하면서 고정암과 이루는 사잇각이 조절되게 제1회전축에 결합되는 터닝 가이드; 상기 고정암과 평행한 구조를 갖도록 터닝 가이드에 마련된 제2회전축을 중심으로 회전하도록 터닝 가이드에 결합된 회전블록; 상기 회전블록의 일측면에 설치된 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 이동하도록 가이드 레일에 결합되고, 포터블 드릴이 장착되는 고정플레이트를 포함하는 가이드 블록;으로 구성된 것을 특징으로 하는 다관절 드릴 가이드장치를 제공한다.

한편 상기 다관절 드릴 가이드장치에 있어서, 상기 가이드 레일이 설치된 회전블록의 반대쪽 측면에는 손잡이가 더 설치되어 작업자가 한 손으로는 포터블 드릴을 잡고, 다른 한 손으로는 손잡이를 잡은 채 포터블 드릴의 위치를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편 상기 다관절 드릴 가이드장치에 있어서, 상기 터닝 가이드에는 터닝 가이드와 함께 제1회전축을 중심으로 회전하며, 제1회전축을 중심으로 한 원호형의 가이드 홀이 형성된 각도고정용 플레이트가 더 설치되고, 상기 각도고정용 플레이트는 가이드 홀을 관통한 채로 고정암에 체결되는 볼트에 의해 고정암에 고정되어 터닝 가이드의 회전을 억제하도록 구성될 수 있다.

한편 상기 다관절 드릴 가이드장치에 있어서, 상기 제2회전축은 고정암과 평행한 구조를 가지며, 터닝 가이드를 관통하여 끝단부가 회전블록에 체결되면서 회전블록과 함께 회전하는 볼트로 이루어질 수 있다.

한편 상기 다관절 드릴 가이드장치에 있어서, 상기 다관절 지그는, 수직한 회전축을 갖는 회전지지부; 상기 회전축을 중심으로 회전하는 구조로 갖도록 회전지지부에 설치된 회전암; 상기 회전암과 제1연결브라켓을 매개로 결합되되, 상호 이격된 채로 평행한 구조를 가지며 제1연결브라켓에 축결합되어 제1연결브라켓에 지지된 채로 회전하는 2개의 제1링크부재로 이루어진 제1링크부; 상기 제1링크부와 제2연결브라켓을 매개로 결합되되, 상호 이격된 채로 평행한 구조를 가지며 제2연결브라켓에 축결합되어 제2연결브라켓에 기지된 채로 회전하는 2개의 제2링크부재로 이루어진 제2링크부; 및 상기 제2링크부의 끝단에 설치되며, 상기 고정암과 결합되는 장착브라켓;으로 구성될 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 다관절 구조로 이루어진 지그의 동작과, 제1회전축을 중심으로 한 터닝 가이드의 회전동작과, 제2회전축을 중심으로 한 회전블록의 회전동작 그리고 가이드 레일을 따라 이동하는 가이드 블록의 선형이동동작을 통해 포터블 드릴을 다양한 자세로 변경하고 안내할 수 있으므로, 드릴링 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 다관절 드릴 가이드장치의 측면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가이드장치의 요부구조를 보인 사시도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가이드장치의 요부구조를 보인 측면도,
도 4 는 본 발명에 따른 터닝 가이드와 회전블록의 결합구조를 보인 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 터닝 가이드가 제1회전축을 중심으로 회전된 상태를 보인 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 회전블록이 회전된 상태를 보인 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 터닝 가이드의 회전에 의해 포터블 드릴의 자세가 조절된 상태를 보인 사시도,
도 8 은 본 발명에 따른 회전블록의 회전에 의해 포터블 드릴의 방향이 전환된 상태를 보인 사시도를 도시하고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 다관절 드릴 가이드장치의 측면도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 다관절 드릴 가이드장치는 다관절 지그(100), 고정암(200), 터닝 가이드(300), 회전블록(400), 가이드 레일(500), 가이드 블록(600)으로 구성된다.

상기 다관절 지그(100)는 대상물에 대한 드릴링 작업이 이루어지는 장소에 마련된 구조물에 고정되게 설치되어 포터블 드릴(D)을 지지하기 위한 기초구조를 형성하되, 작업자가 포터블 드릴(D)의 위치를 이동시킬 수 있도록 하는 기초구조를 형성하는 것으로, 회전지지부(110), 회전암(120), 제1연결브라켓(130), 제1링크부(140), 제2연결브라켓(150), 제2링크부(160), 장착브라켓(170)으로 구성된다.

상기 회전지지부(110)는 수직한 회전축(111)을 포함하며, 하단부에는 구조물에 밀착된 채로 볼트체결에 의해 구조물에 고정되는 플랜지(112)가 형성된 것으로 구성된다.

상기 회전암(120)은 회전지지부(110)에 형성된 회전축(111)에 일측단이 결합되어 회전축을 중심으로 360도 회전이 가능하도록 구성된다.

상기 제1연결브라켓(130)은 회전암(120)과 제1링크부(140)를 연결하는 것으로, 상기 회전암(120)의 끝단에 마련된 수직한 지주(121)에 고정된 구조로 설치된다.

상기 제1링크부(140)는 2개의 제1링크부재(141,142)로 이루어지고, 2개의 제1링크부재(141,142)는 높이차를 두고 상호 이격된 채로 평행한 구조를 갖도록 배치되며, 일측단이 제1연결브라켓(130)과 결합되되 수평한 축(131)을 중심으로 회전동작이 가능하도록 제1연결브라켓(130)에 축결합된다.

상기 제2연결브라켓(150)은 제1링크부(140)와 제2링크부(160)를 연결하는 것으로, 상기 제1링크부(140)를 구성하는 2개의 제1링크부재(141,142)의 끝단에 결합된다.

한편, 상기 제2연결브라켓(150)과 제1링크부재(141,142)의 사이에 수평한 축(151)을 중심으로 한 회전동작이 가능하도록 제1링크부재(141,142)의 끝단은 제2연결브라켓(150)에 축결합된다.

상기 제2링크부(160)는 2개의 제2링크부재(161,162)로 이루어지고, 2개의 제2링크부재(161,162)는 높이차를 두고 상호 이격된 채로 평행한 구조를 갖도록 배치되며, 일측단이 제2연결브라켓(150)과 결합되되 수평한 축(152)을 중심으로 회전동작이 가능하도록 제2연결브라켓(150)에 축결합된다.

상기 장착브라켓(170)은 제2링크부재(161,162)의 끝단에 설치되되, 장착브라켓(170)과 제2링크부재(161,162)의 사이에 수평한 축(171)을 중심으로 한 회전동작이 가능하도록 제2링크부재(161,162)의 끝단은 장착브라켓(170)에 축결합된다.

상기와 같은 구성을 갖는 다관절 지그(100)는 특허문헌1에도 개시되어 있는 바, 다관절 지그(100)에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가이드장치의 요부구조를 보인 사시도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가이드장치의 요부구조를 보인 측면도를, 도 4는 본 발명에 따른 터닝 가이드와 회전블록의 결합구조를 보인 단면도를, 도 5는 본 발명에 따른 터닝 가이드가 제1회전축을 중심으로 회전된 상태를 보인 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 회전블록이 회전된 상태를 보인 사시도를, 도 7은 본 발명에 따른 터닝 가이드의 회전에 의해 포터블 드릴의 자세가 조절된 상태를 보인 사시도를, 도 8은 본 발명에 따른 회전블록의 회전에 의해 포터블 드릴의 방향이 전환된 상태를 보인 사시도를 도시하고 있다.

상기 고정암(200)은 다관절 지그(100)에 마련된 장착브라켓(170)에 결합되는 것으로, 소정의 길이를 갖는 바로 이루어지며, 볼트 등의 체결수단에 의해 장착브라켓(170)에 분해가 가능한 구조로 조립되어 장착브라켓(170)과 함께 거동하도록 구성된다.

상기 터닝 가이드(300)는 상단부가 고정암(200)의 끝단에 결합되되, 고정암(200)의 끝단에서 고정암(200)과 직교하는 구조를 갖도록 형성된 제1회전축(210)에 상단부가 결합되어 제1회전축(210)을 중심으로 회전하도록 구성되며, 이러한 구조에 따르면 제1회전축(210)을 중심으로 터닝 가이드(300)를 회전시키는 방식으로 터닝 가이드(300)와 고정암(200) 사이의 각도를 조절하면서 포터블 드릴의 자세를 조절할 수 있게 된다.

이러한 터닝 가이드(300)는 상단 결합부(310)와 하단 지지부(320)로 이루어지고, 상기 상단 결합부(310)는 고정암(200)의 끝단에 형성된 회전지지용 돌출부(220)에 밀착되는 일부분이 밀착되도록 수직한 구조로 형성된 제1수직측면(310a)과, 상기 제1수직측면(310a)과 마주하며 제1수직측면(310a)과 평행한 구조로 형성된 제2수직측면(320a)을 포함하는 수직한 블록으로 구성되며, 상기 하단 지지부(320)는 상단 결합부(310)의 하단부에서 상단 결합부(310)와 일체형의 구조를 가지며, 원형의 평면구조를 갖는 원판형의 블록으로 구성될 수 있다.

이와 같이 상단 결합부(310)와 하단 지지부(320)로 이루어지며, 상기 상단 결합부(310)가 제1회전축(210)을 중심으로 회전하는 구조를 갖도록 설치되는 터닝 가이드(300)에는 각도고정용 플레이트(330)가 더 설치될 수 있다.

상기 각도고정용 플레이트(330)는 제2수직측면(320a)에 고정되게 설치되어 터닝 가이드(300)와 함께 회전하도록 설치되고, 상기 제1회전축(210)을 중심으로 한 원호형의 가이드 홀(331)이 형성된 것으로 구성된다.

이처럼 터닝 가이드(300)에 설치된 각도고정용 플레이트(330)는 가이드 홀(331)을 관통하여 고정암(200)에 체결되는 볼트(B)에 의해 고정암(200)에 결속되어 터닝 가이드(300)의 회전을 억제하게 된다.

상기 회전블록(400)은 터닝 가이드(300)의 하단부에 결합되되, 고정암(200)과 평행한 구조를 갖도록 터닝 가이드(300)에 마련된 제2회전축(340)을 중심으로 360도 자유로운 회전이 가능하도록 터닝 가이드(300)의 하단부에 결합된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전블록(400)은 육면체 블록으로 이루어지고, 상기 제2회전축(340)은 터닝 가이드(300)의 상면으로 삽입된 후 터닝 가이드(300)를 수직방향으로 관통하여 그 끝단이 터닝 가이드(300)의 하부로 돌출되면서 회전블록(400)에 체결되는 볼트로 구성될 수 있다.

이러한 구조에 따르면, 상기 회전블록(400)은 볼트를 매개로 하여 터닝 가이드(300)에 결합되며, 볼트와 함께 회전하면서 포터블 드릴의 방향을 전환시키게 된다.

한편, 본 발명에 따른 다관절 드릴 가이드장치가 사용되지 않을 때, 회전블록(400)의 회전을 구속하는 스토퍼(350)가 더 포함될 수 있다.

상기 스토퍼(350)는 제2회전축(340)과 평행한 구조로써, 터닝 가이드(300)를 관통하는 구조를 갖도록 터닝 가이드(300)에 설치된다. 참고로 상기 터닝 가이드(300)에는 제2회전축(340)과 스토퍼(350)의 설치를 위한 관통홀이 형성된다.

이처럼 터닝 가이드(300)를 관통하는 구조를 갖도록 터닝 가이드(300)에 설치되는 스토퍼(350)는 끝단이 터닝 가이드(300)의 하부로 돌출되는 구조를 갖도록 형성되고, 터닝 가이드(300)의 하부로 돌출된 스토퍼(350)의 끝단이 삽입되는 결속공(410)이 회전블록(400)에 형성되며, 이러한 구조에 따르면 스토퍼(350)가 결속공(410)에 삽입된 경우 회전블록(400)의 회전은 구속된다.

상기 가이드 레일(500)은 회전블록(400)의 일측면에 설치되되, 수평한 방향으로 연장되는 구조를 갖도록 회전블록(400)의 일측면에 고정되게 설치된다.

상기 가이드 블록(600)은 가이드 레일(500)을 따라 이동하도록 가이드 레일(500)에 결합되고, 포터블 드릴의 장착을 위한 고정플레이트(610)가 외측에 구비된 것으로 구성된다.

참고로, 상기 가이드 레일(500)과 가이드 블록(600)은 공지의 LM 가이드(Linear motion guide)로 구성될 수 있다.

한편, 상기 고정플레이트(610)는 가이드 블록(600)의 외측에 고정되게 설치되어 가이드 블록(600)과 함께 가이드 레일(500)을 따라 이동하도록 구성된다.

이러한 고정플레이트(610)에는 다수의 클램핑 블록(620)이 볼트에 의해 분해가 가능한 구조로 조립되며, 상기 클램핑 블록(620)을 이용하여 포터블 드릴(D)을 고정플레이트(610)에 장착하게 된다.

한편, 포터블 드릴을 이용한 드릴작업시 작업자가 양손을 이용하여 드릴을 지지할 수 있도록 하는 손잡이(700)가 상기 회전블록(400)에 더 설치될 수 있다.

상기 회전블록(400)의 측면에 설치되되, 가이드 레일(500)이 설치된 측면의 반대쪽에 위치한 측면으로부터 돌출되는 구조를 갖도록 회전블록(400)에 설치된다.

결국, 회전블록(400)의 한 쪽 측면에는 포터블 드릴(D)이 위치하고, 반대쪽 측면에는 손잡이(700)가 위치하게 되므로, 작업자는 한 손으로 포터블 드릴(D)을 잡고, 다른 한 손으로는 손잡이(700)를 잡은 채 포터블 드릴의 위치나 자세를 조절하면서 드릴 작업을 실시하게 되므로, 보다 안정적이고 정밀한 작업이 가능하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다관절 드릴 가이드 장치는 다관절 지그(100)에 마련된 회전암(120)이 수직한 회전축(111)을 중심으로 회전하는 회전동작, 제1,2링크부(140,160)의 접철동작, 제1회전축(210)을 중심으로 한 고정암(200)의 회전동작, 제2회전축(340)을 중심으로 한 회전블록(400)의 회전동작 그리고 가이드 레일(500)과 가이드 블록(600)에 의해 구현되는 선형이동동작의 조합을 통해 고정플레이트(610)에 장착된 포터블 드릴의 자세를 폭넓게 조절할 수 있으므로, 다양한 구조를 갖는 구멍을 정밀하고 안정적으로 대상물에 가공할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 다관절 지그 110: 회전지지부
120: 회전암 130: 제1연결브라켓
140: 제1링크부 141, 142: 제1링크부재
150: 제2연결브라켓 160: 제2링크부
161, 162: 제2링크부재 170: 장착브라켓
200: 고정암 210: 제1회전축
300: 터닝 가이드 330: 각도고정용 플레이트
331: 가이드 홀 340: 제2회전축
400: 회전블록 500: 가이드 레일
600: 가이드 블록 610: 고정플레이트
700: 손잡이

Claims (5)

1. 다관절 지그에 분해가 가능한 구조로 결합되는 고정암;
   상기 고정암의 끝단에서 고정암과 직교하는 구조로 형성된 제1회전축을 중심을 회전하면서 고정암과 이루는 사잇각이 조절되게 제1회전축에 결합되는 터닝 가이드;
   상기 고정암과 평행한 구조를 갖도록 터닝 가이드에 마련된 제2회전축을 중심으로 회전하도록 터닝 가이드에 결합된 회전블록;
   상기 회전블록의 일측면에 설치된 가이드 레일; 및
   상기 가이드 레일을 따라 이동하도록 가이드 레일에 결합되고, 포터블 드릴이 장착되는 고정플레이트를 포함하는 가이드 블록;으로 구성된 것을 특징으로 하는 다관절 드릴 가이드장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드 레일이 설치된 회전블록의 반대쪽 측면에는 손잡이가 더 설치되어 작업자가 한 손으로는 포터블 드릴을 잡고, 다른 한 손으로는 손잡이를 잡은 채 포터블 드릴의 위치를 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다관절 드릴 가이드장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 터닝 가이드에는 터닝 가이드와 함께 제1회전축을 중심으로 회전하며, 제1회전축을 중심으로 한 원호형의 가이드 홀이 형성된 각도고정용 플레이트가 더 설치되고,
   상기 각도고정용 플레이트는 가이드 홀을 관통한 채로 고정암에 체결되는 볼트에 의해 고정암에 고정되어 터닝 가이드의 회전을 억제하는 것을 특징으로 하는 다관절 드릴 가이드장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2회전축은 고정암과 평행한 구조를 가지며, 터닝 가이드를 관통하여 끝단부가 회전블록에 체결되면서 회전블록과 함께 회전하는 볼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 다관절 드릴 가이드장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 다관절 지그는,
   수직한 회전축을 갖는 회전지지부;
   상기 회전축을 중심으로 회전하는 구조로 갖도록 회전지지부에 설치된 회전암;
   상기 회전암과 제1연결브라켓을 매개로 결합되되, 상호 이격된 채로 평행한 구조를 가지며 제1연결브라켓에 축결합되어 제1연결브라켓에 지지된 채로 회전하는 2개의 제1링크부재로 이루어진 제1링크부;
   상기 제1링크부와 제2연결브라켓을 매개로 결합되되, 상호 이격된 채로 평행한 구조를 가지며 제2연결브라켓에 축결합되어 제2연결브라켓에 기지된 채로 회전하는 2개의 제2링크부재로 이루어진 제2링크부; 및
   상기 제2링크부의 끝단에 설치되며, 상기 고정암과 결합되는 장착브라켓;으로 구성된 것을 특징으로 하는 다관절 드릴 가이드장치.

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