CN103153777A - 用于船只推进或能量产生的装置 - Google Patents

Abstract

用于船只的推进装置或用于能量产生的装置，包括：第一履带（6a）；第二履带（6b）；驱动轮（3a-d），每个驱动轮具有包括摩擦装置（5）的周缘表面（4），所述驱动轮能够旋转地布置在至少一个框架（2）中，其中所述第一履带（6a）布置为与第一组驱动轮（3a、b）处的摩擦装置（5）接触，所述第二履带（6b）布置为与第二组驱动轮（3c、d）处的摩擦装置（5）接触，从而所述履带以与所述能够旋转的驱动轮的周缘表面相同的速度运动，当所述驱动轮旋转时，所述履带与所述摩擦装置在所述周缘表面处接触；多个铲滚柱（7a-d），每个铲滚柱具有第一端部（8a）和第二端部（8b）以及在所述端部之间的具有外周缘的装置（9），其中所述铲滚柱的第一端部（8a）布置在所述第一履带（6a）中，而所述铲滚柱的第二端部（8b）布置在所述第二履带（6b）中，使得所述铲滚柱在所述驱动轮旋转时与所述履带一起相对于所述结构运动，其中所述装置进一步包括平坦的连续的毯状装置（10），所述毯状装置具有侧端部（11），所述毯状装置布置在所述第一组驱动轮和所述第二组驱动轮之间并且邻接所述铲滚柱（7a-d）的外周缘；所述毯状装置在铲滚柱（7a-d）中的两个之间形成铲表面（13），并且当所述铲滚柱（7a-d）相对于所述框架运动时，形成的铲相对于所述框架运动。

Description

用于船只推进或能量产生的装置

技术领域

本发明在第一实施例中总体涉及一种用于船只的推进装置。

本发明在第二实施例中总体涉及一种用于能量产生的装置。

背景技术

人们已经知道将旋转桨轮类型的推进装置用于船只，例如娱乐用的脚踏船、消遣垂钓用的小渔船，以及其他轻型船只。为使推进效率最大化，这样的装置要求推进桨轮至少有50%是位于水面以上的。如果桨轮的大部分位于水面以下，则在与移动方向相反的方向上的反作用力将会增加。这既是由于上方的桨的移动方向，也由于在水中增加的摩擦。此外，桨轮在水面以上的部分占据了船只中本来就有限的空间或者挡住了视线（如果桨轮位于船侧）。所述部分还将起到气孔的作用并且在有风的环境中显著增大船只的空气阻力，从而降低了推进效率。因为这种类型的推进装置要求桨轮尺寸增大（如果需要增大推进速度），上述负面效果将会进一步增强。桨轮推进的船只对于大风浪也是敏感的。高的波浪会使桨的大部分位于水面以上，这将进一步降低推进效率。为提高这些类型的船只的适用性，已经存在能够将这些船只在陆地上至少进行短距离驱动（例如从拖车或停泊处卸至水中）或者用于工作船的需求，该工作船适于在带有涨潮和退潮的沿海地区中的繁殖地收获贻贝/牡蛎。

人们已经知道使用风力发电设备和带有旋转类型的铲（shovel）的桨轮来实现能量产生。人们还知道使用波浪发电设备，其利用波浪的上下运动来获取能量。现有的通过风力发电设备来实现能量产生的解决方案的缺点是，这些风力发电设备是所谓的快跑者（fast runner），其在强风中必须停止，以便不会有转动叶片的损失的风险。带有放在水中的旋转桨轮以实现能量产生的装置必须放置在允许铲自由旋转并使装置对周围环境的影响最小的地点。波浪发电设备获取能量的能力取决于对相对高的波浪（即波浪的波峰和波谷之间的差别）的使用。

发明内容

本发明的目的是改进船只的推进装置，优选地是小型船只，例如娱乐用的脚踏船、消遣垂钓用的小渔船，以及其他船只。与先前的用于脚踏船（例如桨轮类型）的解决方案相比，本发明以更加能量有效的方式实现了船只的推进。另外，本发明实现了推进装置能够本质上位于水下。这使得船只中本来就有限的空间没有被桨轮占据，也不会阻挡视线，空气阻力降至最小，并且推进装置对大风浪不那么敏感。此外，由于装置位于水面以下，本发明将会实现比普通的桨轮推进的船只更加安静的推进。

根据本发明，上述目的通过一种装置实现，该装置包括：

第一履带；

第二履带；

驱动轮，每个驱动轮具有包括摩擦装置的周缘表面，所述驱动轮能够旋转地布置在至少一个框架中，其中

所述第一履带布置为与第一组驱动轮处的摩擦装置接触，

所述第二履带布置为与第二组驱动轮处的摩擦装置接触，

从而所述履带以与所述能够旋转的驱动轮的周缘表面相同的速度运动，当所述驱动轮旋转时，所述履带与所述摩擦装置在所述周缘表面处接触；

其特征是：多个铲滚柱，每个铲滚柱具有

第一端部和第二端部以及在所述端部之间的具有外周缘的装置，

所述铲滚柱的第一端部布置在所述第一履带中，而所述铲滚柱的第二端部布置在所述第二履带中，使得所述铲滚柱在所述驱动轮旋转时与所述履带一起相对于所述结构运动，

其中所述装置进一步包括平坦的连续的毯状装置，所述毯状装置具有侧端部，所述毯状装置布置在所述第一组驱动轮和所述第二组驱动轮之间并且邻接所述铲滚柱的外周缘；

所述毯状装置在铲滚柱中的两个之间形成铲表面，并且当所述铲滚柱相对于所述框架运动时，形成的铲相对于所述框架运动。

本发明的第二个目的是改进优选地从风、波力和流动的水产生能量的装置。本发明能够用于从风力获取能量，并且不像现有技术，本发明能够在25m/s以上的强风中使用而没有失效的危险，而其中可能的失效也仅有有限的负面结果（例如，转动叶片的损失与损坏的毯状装置相比）。根据本发明的装置能够进一步制造为具有大尺寸，具有大的捕获风的毯状装置以实现获取更多的能量，并且还能够通过根据需要改变相对于风的角度来进行调节，由此进一步提高了效率。不像所谓的快跑者，本发明的装置还产生显著减小的震动，这使其适于用在例如屋顶上。

当使用本发明的装置用于从流动的水获取能量时，放置该装置的自由性与现有技术显著不同。该装置可以整***于水面以下，例如靠近海底并固定在那里，因为不存在运动方向与流动方向相反的突出铲。由此，负面效果（海洋环境中的装置可能会成为船只运输的障碍物或者影响美观）将会消除。对鱼和其他生物的伤害进一步减少。

根据本发明的放置在水面上的装置甚至能够从较小的1-3m的波浪获取能量，这与现今的波力技术相比是有益的。

根据本发明，上述目的的实现是通过将本发明布置在水面以上、水面上或水面以下，用于在水波、流动的水或风使所述装置的铲相对于框架运动时产生能量，从而该运动可以用于机械性地驱动另一装置或者用于在能量存储装置中存储能量。

附图说明

现在参照附图，通过示例的方式对本发明进行描述，其中：

图1示意性地示出了本发明的第一实施例的立体图。

图2a至图2d示意性地示出了包含在本发明的装置中的铲滚柱的四幅图。

图3a从上方示意性地示出了包含在本发明的装置中的滚轮轨道的视图。

图3b示意性地示出了沿着滚轮轨道可移动地布置的多个滚轮的视图。

图4a至图4e从一些角度示意性地示出了滚轮轨道的视图。

图5a示意性地示出了处于第一位置的第一实施例的视图。

图5b示意性地示出了处于第二位置的第一实施例的视图。

图5c示意性地示出了处于第三位置的第一实施例的视图。

图6a示意性地示出了处于第一位置的第二实施例的视图。

图6b示意性地示出了处于第二位置的第二实施例的视图。

图6c示意性地示出了处于第三位置的第二实施例的视图。

图7a示意性地示出了本发明的第二实施例的侧视图，其中驱动轮串联连接。

图7b示意性地示出了本发明的第二实施例的侧视图，其中驱动轮串联连接。

图8a示意性地示出了处于第一位置的第三实施例的视图。

图8b示意性地示出了处于第二位置的第三实施例的视图。

图8c示意性地示出了处于第三位置的第三实施例的视图。

图9a示意性地示出了处于第一位置的本发明的第四实施例的视图。

图9b示意性地示出了处于第二位置的本发明的第四实施例的视图。

图10a示出了包含在本发明的装置中的档位变换装置。

图10b示出了包含在本发明的装置中的档位变换装置。

图11a和图11b示意性地示出了装备了本发明的推进装置的船的侧视图和俯视图。

图12示出了包含在本发明的装置中的毯保护装置。

图13a至图13b示意性地示出了本发明的能量产生装置的图。

图14a示出了能量产生装置的另一实施例的侧视图。

图14b从上方示出了图14a的能量产生装置。

图14c示出了图14a的侧视图，其中驱动轮的组平行移动。

图14d从上方示出了图14c的能量产生装置。

图15a示出了能量产生装置的又一实施例的侧视图。

图15b从上方示出了图14a的能量产生装置。

图15c示出了图15a的侧视图，其中驱动轮的组平行移动。

图15d从上方示出了图15c的能量产生装置。

图16示出了根据本发明的一个实施例的驱动轴。

图17a示出了根据本发明的一个实施例的铲滚柱。

图17b至图17c示出了根据图17a的叉式连接装置的详细视图。

图18示出了根据本发明的一个实施例的框架滚柱。

图19示出了根据本发明的一个实施例的内铲滚柱。

具体实施方式

以下将对实施例进行详细的描述。

图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的立体图，其中推进装置1包括框架2，带有周缘表面4和摩擦装置5的四个驱动轮3a-3d，这四个驱动轮可旋转地布置在框架2中。图中的摩擦装置优选地由突出部构成，但是其他类型的摩擦装置也是可以的。在该图中，驱动轮中的两个3a、3b构成了第一组驱动轮，而与这两个驱动轮平行的另外两个驱动轮3c、3d构成了第二组驱动轮。一组驱动轮可以包括一个或多个驱动轮。第一履带6a布置在第一组驱动轮上，使得该履带被布置为与该驱动轮的周缘上的摩擦装置接触。第二履带6b布置在第二组驱动轮上，使得该履带被布置为与该驱动轮的周缘上的摩擦装置接触。根据本发明，其他实施例也是可以的，其中履带6a、6b布置为与一组驱动轮处的摩擦装置接触，例如，通过本质上从侧面布置为与驱动轮的周缘上的摩擦装置接触。驱动带50在第一组驱动轮中的驱动轮3b的轴周围设有一种摩擦装置，目的是通过来自（例如）马达装置的传动引起驱动轮旋转。同样类型的第二驱动带可以根据需要布置在属于第二组驱动轮的第二驱动轮上。履带在驱动轮旋转时与摩擦装置相接触，履带和摩擦装置之间的接触使得履带以与驱动轮的周缘相同的速度运动。三个铲滚柱（shovelroller）7a、7b、7c的每一个均具有第一端部8a和第二端部8b以及所述端部间的带有外周缘9的优选为圆柱形的装置，通过铲滚柱的第一端部可旋转地布置在第一履带中而第二端部可旋转地布置在第二履带中，这三个铲滚柱可旋转地布置在履带中。铲滚柱7a、7b、7c在履带6a、6b中的可旋转布置是可能的，例如通过铲滚柱在履带中的端部8a、8b之间的相对旋转，或者通过所述端部固定布置在履带中并通过铲滚柱和铲滚柱的端部之间的滚珠轴承（未示出）。所述第一端部和所述第二端部之间的铲滚柱的装置可以是除了圆柱形以外的其他形状。当使驱动轮旋转时，铲滚柱与履带的附接以及履带与驱动轮之间的接触使得铲滚柱与履带一起在驱动轮周围关于该结构运动。所述装置进一步包括平坦的（即相对于其宽度）薄的毯状装置（carpet-like device）10，毯状装置10是连续的，即在第一方向没有端部，而在垂直于第一方向的第二方向具有侧端部。所述毯状装置位于第一组驱动轮和第二组驱动轮之间，并且搁在铲滚柱的外周缘上或邻接铲滚柱的外周缘或与铲滚柱的外周缘接触。为清楚起见，图1没有示出全尺寸的毯状装置10。在整个毯状装置的第一方向上，啮合装置12布置为连接至所述侧端部11并且沿着侧端部11，见图2a。毯状装置10具有这样的长度，使得当在铲滚柱中的两个之间邻接驱动轮之间的铲滚柱时，其能够通过铲表面（shovel surface）13形成铲，例如在大量的水填入两个铲滚柱之间的容积时（此时整个装置布置在水面下）。在图1中，该铲形成在铲滚柱7b和7c之间。当铲滚柱相对于框架2运动时，形成的铲将由此与两个铲滚柱7b、7c一起运动。如图1所示，推进装置1进一步包括带有外周缘的、共同由14表示的第一毯给进装置（carpet feeding device）14a和第二毯给进装置14b，在第一组驱动轮和第二组驱动轮之间分别布置在每个框架2上。毯给进装置14a和14b包括沿着毯给进装置14a、14b的外周缘的部分长度的齿状接纳表面15。

图2a至图2b示意性地示出了铲滚柱7的端截面以及毯状装置10，从铲滚柱的侧面观察，垂直于铲滚柱的延伸方向，径向朝向本质上为圆柱形的铲滚柱的旋转中心。如图所示，铲滚柱包括布置在履带6a中的端部8a，使得至少是铲滚柱的优选为圆柱形的中部能够相对于履带旋转。铲滚柱的本质上为圆柱形的装置进一步包括摩擦装置16，摩擦装置16布置为靠近铲滚柱的端部8a并且在滚柱的外周缘上，旨在与所述毯状装置的摩擦体12啮合。这样，当使铲滚柱7a、7b、7c相对于履带6a、6b旋转时，所述毯状装置将以与铲滚柱的外周缘上的一点相同的速度运动，所述毯状装置的摩擦体12布置为在该点与摩擦装置16接触。铲滚柱进一步包括齿状装置17，该装置也布置为靠近铲滚柱的端部8a、8b并且在滚柱的外周缘9上。齿状装置17布置为使其啮合齿状接纳表面15，从而在铲滚柱沿着毯给进装置14a、14b外周缘的部分长度相对于框架2运动时使铲滚柱进行旋转。在齿状装置17和摩擦装置16之间布置凹口18，使得所述圆柱形的装置在凹口的底部处的半径小于其外周缘处的半径。毯状装置10可以设有沿其侧端部的丝线装置（wire device）（未示出），所述丝线装置邻接或接触凹口18的底部。在履带6a、6b上，本质上在铲滚柱的轴向方向中的点处固定地布置毯保持装置（carpet holdingdevice）19，以将所述毯状装置针对铲滚柱的外周缘在径向方向保持到位。这通过将毯保持装置19的突出部分20指向铲滚柱的凹口18来实现，从而所述毯状装置的一部分（优选地是其丝线装置）位于所述毯保持装置的突出部分20与铲滚柱的凹口18之间。图2b、图2d从上方和从垂直于铲滚柱的旋转中心的侧面示出了铲滚柱。图2b示出了固定地布置在履带6b中的两个驱动装置21，这两个驱动装置21紧密连接至铲滚柱与履带的附接件且位于铲滚柱与履带的附接件的每一侧上。

图3a示意性地示出了从上方观察的第一滚轮轨道（trolley track）的视图。滚轮轨道22布置为沿着第一毯给进装置14a上的带凹口的表面23a，并且类似地布置为沿着第二毯给进装置14b上的带凹口的表面23b。要意识到在本发明的范围内还可以有类似的实施例，例如，毯给进装置和滚轮轨道可以布置在单独的底板（未示出）中而不是成形在如上所述的带凹口的单件毯给进装置中。所述带凹口的表面的边缘24布置为邻接且并行于（follow）滚轮轨道22的第一侧46的笔直的区段25。滚轮轨道22进一步布置在第一组驱动轮和第二组驱动轮之间，如图1所示。滚轮轨道22具有本质上成形为半圆形的第一端部26和第二端部27以及第一端部26和第二端部27之间的本质上笔直的区段25。滚轮轨道22进一步包括内轨道28和外轨道29，见图3b。

图4a至图4e示意性地示出了从多个角度观察的滚轮30。滚轮30包括第一滚轮壁31和第二滚轮壁32。在第一滚轮壁和第二滚轮壁之间，两个滚柱轴承（roller bearing）33布置呈一直线，并且在第一滚轮壁上布置有滑框34。滑框34包括第一端部35和第二端部36，第一端部35和第二端部36本质上成形为半圆形，但是还可以成形为其他形式，并且在第一端部35和第二端部36之间是本质上笔直的区段37且其中所述滑框具有内表面38和外表面39，见图4c。滑框34还包括第一侧表面40和第二侧表面41并且以第一端部35和第一侧表面40固定地布置在第一滚轮壁31上，见图4d。这些图还示出了本质上为圆柱形的内部铲滚柱（innershovel roller）42，所述内部铲滚柱42的端部可滑动地布置在滑框34的内表面38中，使得每个滑框34布置有一个内部铲滚柱42，并且内部铲滚柱42能够在滑框的两端部之间移动。在内部铲滚柱的内部圆形的端面43上布置滚柱轴承44，内部铲滚柱可以围绕滚柱轴承44旋转，见图4e。滚柱轴承44布置为使其从滑框的第一侧表面40延伸。第一滚轮壁31中的凹口45可以容置内部铲滚柱（当内部铲滚柱位于第一滚轮壁31的第一端部35时）。图4d示出了可旋转地布置在内部铲滚柱42周围的内部铲滚柱毯保持件（carpet holder）66。与毯保持装置19类似，该保持件的目的是将毯状装置针对内部铲滚柱42的周缘保持到位。内部铲滚柱毯保持件66的造型67通过抓住毯状装置10的丝线装置68而将所述毯状装置在两个方向上锁定，但是允许在第三个方向上的运动。

根据图3b，多个滚轮30可移动地布置在滚轮轨道22中，以借助滚柱轴承33，通过滚动摩擦来沿着滚轮轨道行进。滚轮30布置在滚轮轨道22中，使得两个滚柱轴承33位于内轨道28和外轨道29之间。在滚轮壁之间位于一直线上的两个滚柱轴承33防止滚轮30相对于滚轮轨道22旋转，并且实现了滑框34的第二端部36总是具有垂直于滚轮轨道的延伸方向（无论其沿滚轮轨道的放置情况）。内部铲滚柱具有这样的长度，即内部铲滚柱从布置在第一毯给进装置14a上的滚轮轨道22中的滑框延伸至类似地布置在另一毯给进装置14b上的滚轮轨道22中的平行的滑框。以下的描述关注固有部件及其由此在两侧（即相对于第一组可旋转的驱动轮和第二组可旋转的驱动轮）发生类似运动的技术设计。图3b还示出了由毯给进装置的带凹口的表面23a、23b的边缘构成的挡部边缘（stopedge）。当滚轮30沿着滚轮轨道的第一侧46移动时，内部铲滚柱42被挡部边缘24推至对应于滑框的第一端部35的位置中。滚柱轴承44实现了内部铲滚柱42和挡部边缘之间的滚动摩擦，这减小了运动过程中的总的摩擦。当滚轮30沿着滚轮轨道的第二侧47移动时，不存在挡部边缘，并且滚轮轨道被允许处于滑框34的第一端部35和第二端部36之间的位置。当滚轮30沿着滚轮轨道的端部26移动使得滚轮30从滚轮轨道的第一侧46移动至滚轮轨道的第二侧47时，允许内部铲滚柱42从对应于滑框的第一端部35的位置移动至滑框的第二端部36，而当滚轮从滚轮轨道的第二侧47移动至滚轮轨道的第一侧46时，内部铲滚柱42被迫从对应于滑框的第二端部36的位置移动至滑框的第一端部35。挡部边缘24的形式可以具有对应于扇形的圆边缘（未示出），具有稍稍大于滚轮轨道的端部的半径，以减小摩擦并促进内部铲滚柱在滑框的端部之间的运动。在内轨道28的内部，在对应于滚轮轨道的端部26、27的位置布置框架滚柱紧固件（frame roller fastener）48。在框架滚柱紧固件48上布置本质上为圆柱形的框架滚柱49，框架滚柱49从布置在第一毯给进装置14a上的滚轮轨道内部的第一框架滚柱紧固件48延伸至布置在第二毯给进装置14b上的滚轮轨道22内部的框架滚柱紧固件48。为减小毯状装置经过框架滚柱时的摩擦，这些框架滚柱可以优选地可旋转地布置在附接至框架滚柱紧固件的臂中。

图5a从侧面示意性地示出了第一实施例的截面。该实施例由此包括两组驱动轮，两个履带6a、6b，四个铲滚柱7a-d和四个内铲滚柱（innershovel roller）42a-d，每组驱动轮具有两个驱动轮3，每个驱动轮均可旋转地布置在框架（未示出）中。内铲滚柱的数量可以根据实施例而有所不同，但是该数量不应当超过用于每个装置的铲滚柱的数量，由此对于图5a的实施例，少于四个内铲滚柱是可以的。根据该图，铲滚柱7a-d本质上布置在想象中的方形的远角（far corner），铲滚柱7a-d在此处使毯状装置10展开。在第一铲滚柱7a和第二铲滚柱7b之间已形成铲表面。根据该图，铲是如此产生的，即所述毯状装置在一个点49被引导为围绕第一内铲滚柱42a，第一内铲滚柱42a可滑动地且可旋转地布置在第一滑框34a中，第一滑框34a进而附接至第一滚轮30a（此时第一内铲滚柱42a因挡部边缘24而保持在对应于所述滑框的第一端部35的位置中）。当第一内铲滚柱42a位于沿着滚轮轨道的第一侧46的中部位置时，其由于挡部边缘24而保持在对应于滑框的第一端部35的位置中，目的是产生足够伸展的铲表面13。应当意识到其他实施例也是可以的，其中内铲滚柱已经被全部移除并且其中铲表面13由来自一定体积的水（未示出）的压力形成，水在铲滚柱7a-d中的两个之间对毯状装置10施压。

在图5b中，已经使驱动轮在逆时针方向旋转，这使得履带6a、6b以及可旋转地布置在履带中的铲滚柱7a-d围绕驱动轮3在逆时针方向运动。第二铲滚柱7b因该运动而处于对应于驱动轮3的外周缘的位置中，由此铲滚柱的齿状装置17位于沿着毯给进装置14b的齿状接纳表面15，使得齿状装置17啮合齿状接纳表面15，从而使第二铲滚柱7b旋转，并且通过铲滚柱的摩擦装置16啮合毯状装置10的摩擦体12，该毯状装置被围绕第二铲滚柱7b驱动。第一滚轮30a已经在逆时针方向沿着滚轮轨道的第一侧46移动了一定距离，这已经使得铲表面13在逆时针方向运动。为防止毯状装置在由铲滚柱的运动而被驱动时发生折叠而是保持伸展，所述毯状装置已经被放置在第一框架滚柱49a外侧，并且可滑动地或者滚动邻接第一框架滚柱49a。第三铲滚柱7c已经通过履带的运动而从第一位置移动至第二位置。驱动装置21a使其前面的第三滑框34c沿着滚轮轨道的第二侧47运动，驱动装置21a固定地布置在履带6b中，紧密连接至第三铲滚柱7c与履带6b的附接件并且位于第三铲滚柱7c与履带6b的附接件的每一侧上。正如该图所示，当第三内铲滚柱42c已经被毯状装置10挤压出来且没有被任何挡部边缘24阻挡时，第三内铲滚柱42c处于对应于滑框34c的第二端部的位置。第四铲滚柱7d已经移动至对应于驱动轮3的外周缘的位置并由此已经被迫旋转。第四内铲滚柱42d处于对应于第四滑框34d的第二端部36的位置，但是在此与挡部边缘24相切。布置有第四滑框的相应的第四滚轮30d由此位于滚轮轨道22的端部26处。

图5c示出了第四铲滚柱7d如何已经进一步沿着驱动轮3的外周缘运动，并且其中第四滚轮30d已经移动至沿着滚轮轨道的第一侧46的位置。第四内铲滚柱42d由于挡部边缘24而处于对应于第四滑框34d的第一端部35的位置，并且第四铲滚柱7d和第一铲滚柱7a之间已经形成另一铲表面13b。第三铲滚柱和第四铲滚柱之间的毯状装置10通过位于第二框架滚柱49b的外部且可滑动地邻接第二框架滚柱49b而防止被折叠。

图6a示意性地示出了处于第一位置的本发明的装置的第二实施例。该装置包括两组驱动轮3，四个铲滚柱7a-d，毯给进装置，每组驱动轮具有一个驱动轮，每个驱动轮均可旋转地布置在框架2中，四个铲滚柱7a-d可旋转地布置在履带6中的驱动轮的周缘中（履带6与该驱动轮结合在一起），所述毯给进装置固定地布置在所述框架中，毯给进装置具有对应于驱动轮3的周缘的一部分的部分长度（part-length），所述部分长度设有齿状接纳表面15，这样的方式使得至少有两个或三个铲滚柱7a-d处于其齿状装置17与毯给进装置14的齿状接纳表面15啮合的位置，从而使铲滚柱7a-d旋转。该图示出了第一铲表面13a和第二铲表面13b。

图6b至图6c示意性示出了处于第二位置和第三位置的第二实施例的侧视图，其中根据与参照图5a至图5c描述的类似的原理，当铲滚柱7a-d相对于结构2运动时，铲表面相对于框架2运动。在图6b中还示出了通过铲滚柱的运动形成的第三铲表面13c。

图7a示意性地示出了本发明的第二实施例的视图，其中驱动轮3a、3b借助两个驱动带50a、50b和一对可旋转地布置的轴串联连接，驱动带50a、50b设有一种摩擦体，所述轴固定地布置在驱动轮的旋转中心，驱动轮设有互补的摩擦体，以啮合驱动带的摩擦体。当第一驱动带50a被启动，即通过（例如）马达装置或通过踏板力使第一驱动带50a旋转时，第一驱动轮3a通过第一驱动带50a的摩擦体和第一轴51a的摩擦体之间的啮合旋转。第一轴51a的旋转将使第二驱动带50b通过第一轴51a和第二驱动带50b之间的摩擦体进行旋转。最后，第二轴51b以及第二驱动轮3b通过第二驱动带50b和第二轴51b之间的摩擦体进行旋转。

图7b示意性地示出了本发明的第二实施例的视图，其中驱动轮3a-c根据图7a所示的原理串联连接，而区别是三个驱动轮串联连接。

根据与图6a至图6c所示的相似的描述，图8a至图8c示出了处于第一位置至第三位置的本发明的第三实施例，但是毯给进装置14b的齿状接纳表面15对应驱动轮的周缘的25%至50%。该长度适于对应毯状装置10成形为铲的距离并由此被减至最小，以减小摩擦以及将装置1驱动所需的能量。该图示出了框架滚柱紧固件的可选择实施例，目的是获得毯状装置的进一步的伸展。这些本质上为圆柱形的框架滚柱经由具有一角度的臂（用于允许滑框在框架滚柱和毯给进装置之间通过），从布置在第一毯给进装置14a上的滚轮轨道内的第一框架滚柱紧固件经由具有一角度的另一臂，延伸至布置在第二毯给进装置14b上的滚轮轨道22内的框架滚柱紧固件。为减小毯状装置经过框架滚柱时的摩擦，这些框架滚柱可以有利地可旋转地布置在附接至框架滚柱紧固件的臂中。

图9a示意性地示出了处于第一位置的本发明的第四实施例，其中毯给进装置14的齿状接纳表面对应驱动轮的周缘的25%至50%，并且其中装置1包括两个铲滚柱7a、7b和两个内铲滚柱42a、42b。齿状接纳表面15的长度适于对应毯状装置10成形为铲13的距离并由此被减至最小，以减小摩擦以及将装置1驱动所需的能量。该图示出了框架滚柱紧固件的可选择实施例，正如图8a至图8c。这些本质上为圆柱形的框架滚柱经由具有一角度的臂（用于允许滑框在框架滚柱和毯给进装置之间通过），从布置在第一毯给进装置14a上的滚轮轨道内的第一框架滚柱紧固件经由具有一角度的另一臂，延伸至布置在第二毯给进装置14b上的滚轮轨道22内的框架滚柱紧固件。为减小毯状装置经过框架滚柱时的摩擦，这些框架滚柱可以有利地可旋转地布置在附接至框架滚柱紧固件的臂中。

图9b示意性地示出了位于第二位置的本发明的第四实施例，其中毯给进装置14的齿状接纳表面对应驱动轮的周缘的25%至50%，并且其中装置包括两个铲滚柱和两个内铲滚柱。齿状接纳表面的长度适于对应毯状装置成形为铲的距离并由此被减至最小，以减小摩擦以及将装置驱动所需的能量。

图10a示出了档位变换装置52，其目的是减小装置1的摩擦及用于将装置1驱动的能量。图10a的示例示出的实施例在装置1的一侧上包括两个驱动轮3，但是其中档位变换装置52进一步包括毯给进装置14，所述毯给进装置14由内部的固定的毯给进部分14a（放置为本质上与滚轮轨道的笔直的区段25平行）和两个外部的可移动的毯给进部分14b、14c（本质上放置在内部的毯给进部分14a的每一侧上）组成。第一外部的毯给进部分14b可旋转地布置在靠近滚轮轨道的第一端部26的一点处，而第二外部的毯给进部分可旋转地布置在靠近滚轮轨道的第二端部27的一点处。外部的毯给进部分14b、14c由轴53连接，轴53在其第一端部53a可旋转地布置在第一外部的毯给进部分14b中，而在其第二端部53b可旋转地布置在第二外部的毯给进部分14c中。档位变换器54以第一端部54a可旋转地布置在内部的毯给进装置14a中，优选地在其中一个驱动轮的旋转中心3a中，并且在这种情况下可旋转地布置在装置的框架2中。档位变换器54的第二端部54b布置在轴53外部并且在轴53的两个圆柱形的挡部装置55之间。档位变换器54的第二端部54b可滑动地沿着挡部装置55的外周缘进行布置，使得档位变换器的旋转被转变为轴53的直线运动。在一个实施例中，张力弹簧56布置在档位变换器的第二端部54b中并且在内部的毯给进装置14a中，使得需要用力来拉伸弹簧56（对应于档位变换器的第二端部54b位于本质上竖直的位置），并且使得档位变换器54应当朝向其两个外部位置中的任何一个预张紧，即其中档位变换器已经最大限度地旋转至任一方向。档位变换线（优选为Bowden cable类型）布置在档位变换器的第二端部54b中（未示出）。档位变换线连接至靠近操作者的启动装置（未示出），使其能够启动档位变换装置52。档位变换装置52的驱动意味着允许档位变换器54从第一外部位置旋转至第二外部位置。当档位变换器54处于其第一外部位置时（如图10所示），档位变换器的第二端部54b将轴53的左侧的挡部装置55向左按压，并由此将所述轴向左按压，使得所述轴通过连接至第一外部的毯给进部分14b而将第一外部的毯给进部分14b在相同的方向按压。在该位置，正在经过的铲滚柱的齿状装置17被允许与第一外部的毯给进部分14b啮合，但是不与第二外部的毯给进部分14c啮合。于是获得了总的摩擦可以调节的档位变换装置52。类似地，操作者可以通过启动所述启动装置使档位变换器54旋转至其第二外部位置，并因此允许正在经过的铲滚柱的齿状装置17与第二毯给进装置14c的齿状接纳表面15啮合，但是不与第一毯给进装置14b啮合。

图10b示出了根据本发明的一个实施例的档位变换装置，仅有一个驱动轮3。原理与根据图10a的实施例所描述的相同。

图11a、图11b示意性地示出了装备了本发明的推进装置1的船57的视图。如图所示，该装置可以整***于船下的水面61以下并且连接至驱动装置58，所述驱动装置58由（例如）以机械方式布置为使一个或多个驱动轮3旋转的马达或踏板装置组成。显然，背景技术中定义的问题（即铲轮必须在很大程度上位于水面以上）在此解决。应当意识到，该船可以从水环境来到陆地环境，因为该装置可以通过履带6来驱动船（根据与履带式车辆相同的原理）。当船57在陆地行进时（其中铲表面不再能够被水压（water pressure）保持到位，但是毯状装置的该部分将会落后于船，并且构成对船的驱动的严重障碍），对形成毯状装置10的铲表面作出贡献的内铲滚柱实现了重要目的。

图12示出了用于本发明的装置的地面保护装置59。为保护铲滚柱7和毯状装置10，由柔性材料（例如塑料）构成的多个地面保护装置布置在履带中，并在各个铲滚柱7外侧在履带中的一点处从第一履带6a延伸至第二履带6b，使毯状装置10的一部分处于铲滚柱7和地面保护装置59之间。这些地面保护装置可以在船的方向上具有不同的长度，但是应当确保这些地面保护装置不要过长，并且优选地设有开口以用于通过大量的水来对铲进行填充。

图13a至图13b示意性地示出了本发明的能量产生装置60的图，其设计为参照图1至图12所描述的推进装置。根据该图的装置布置为部分位于水面61以上而部分位于水面61以下，以从波浪产生能量。应当理解的是，该装置还可以用于从流动的水产生能量，并因此整体放置在水面61以下或者放置在带有流动的水的管道中，可选择地，该装置以其整***于水面以上，用作风力发电设备。在一个实施例中，如前面所述的档位变换装置可以通过流动的水的方向改变而启动，例如，固定布置到档位变换器54的翼片类型的装置随着流向而转动，并由此将档位变换器54转动至其外部位置的任何一个，使得将摩擦减至最小并且能量产生装置的效率最大（如上所述）。图13a示出了侧部2或框架，驱动轮可旋转地布置在其中。侧部2经由锚线62锚定至海底。从所述侧部延伸的横向支撑架63支撑一波浪衰减装置64（由图13b单独示出），所述波浪衰减装置64由大的长方形表面构成，所述长方形表面包括大量的可关闭的舱口65，这些舱口65布置为遍及波浪衰减装置的延伸表面上的网格。波浪衰减装置的目的是持续地将该装置的一部分保持在水面以下，尤其是在波浪经过的时候，以提高装置的效率或者有力地防止流动的水将装置抬到水面以上。关闭的舱口促使装置保持在水下（甚至在流动的波浪想要将该装置抬起时），并且通过允许水流经所述舱口（舱口由此打开）而允许该装置在水经过时下压。整个装置还可以可旋转地悬浮，并且相对于所述侧部（在变化的天气条件时）以及流动的水和波浪的方向快速转动，以进一步提高装置60的效率。

图14a示出了根据本发明的能量产生装置60的另一实施例的侧视图，其中可以优化装置60的方向，即，铲表面13或者相应地是铲滚柱7a、7b、7c的延伸方向（铲滚柱的轴向方向）相对于入射的流动水或波浪的方向。调节装置（未示出）使得装置60的相关部件能够相对于碰撞的水进行调节。以与图8a的推进装置类似的方式设置示例性的实施例，包括两组驱动轮3，每组带有一个驱动轮3a和3c，分别可旋转地布置在结构2中。到来的流动的水的优化方向可以与铲滚柱7a、7b、7c的延伸方向的垂线分开，并且可以包括相对于铲滚柱7a、7b、7c的延伸方向和毯状装置10优选为0°至90°，更优选为45°至90°的方向，以在将旋转能量转化为（例如）电能方面优化装置60的输出。到来的水在图14a的坐标系的y方向流动，因此在对应于铲滚柱7a、7b、7c的延伸方向的方向上碰撞。轴51连接至一种摩擦体，该摩擦体能够与驱动轮3a、3c的外表面部分（即结合的驱动履带6）啮合，以将驱动轮3a、3c的旋转运动转换为轴51的旋转运动。轴51连接至例如齿轮和/或连接至发电机（未示出），用于进一步将旋转能量转化为电能。图14b从上方示出了图14a的能量产生装置60，其中水的流动在平行于铲滚柱7的延伸方向的方向上碰撞在该能量产生装置上。

图14c示出了图14a的能量存储装置处于第二位置，其中该装置的方向相对于水的流动的方向通过调节作了改进。根据图14c的坐标系，水在y方向流动，与图14a和图14b相似。两组驱动轮3已经通过平行移动进行了调节，即，使得入射的水现在以小于90°的方向碰撞铲滚柱的延伸方向，其中图14c示出了本质上45°的入射角度。另外，图14c示出了可以布置在该装置上的流动防护装置73的一个实施例，例如布置在框架2（未示出）中，以防止水流在驱动轮的组的旋转轴的上方碰撞铲表面13。这样的流动的水即产生反作用，因为根据图14c，其趋于促使驱动轮3a、3c在逆时针方向旋转。与图14b类似，图14d从上方示出了图14c的能量产生装置60，其中水的流动在与铲滚柱7的延伸方向不平行的方向上碰撞在能量产生装置上。驱动轴69在驱动轮3a、3c的组的轴51之间并且与驱动轮3a、3c的组的轴51连接，驱动轴69布置为连接这两组驱动轮3并且分别控制驱动轮3a和3c的旋转速度，使得它们的速度相似，这使得内部摩擦最小化且优化了装置60的能量转化的能力。另外，仅有一个发电机需要布置在该装置中，与轴51中的一个连接，因为它们由驱动轴69连接。驱动轴69优选地是万向节轴69，其允许驱动轮3a、3c的轴51连接为相对于彼此偏置，其中仍然允许所述轴旋转并且在驱动轮3a、3b之间传输旋转运动，即确保了驱动轮以相同的旋转速度进行旋转。万向节轴69的结构和安装是本领域公知的，然而在本申请中，这样的万向节轴69的一个示例性实施例将在图16中进一步解释。

图15a至图15d示出了另一实施例，相对于图14a至图14d的实施例变化不大，其中轴51a及其摩擦体布置在驱动轮3a、3c中，以啮合驱动轮3a、3c的外表面，从而将驱动轮3a和3c的旋转运动转换为轴51a的旋转运动。轴51a优选地由两个平行的轮构成，在它们的周缘表面上具有适宜类型的摩擦体，由此，一个轮布置在驱动轮3a、3c内部，而另一个轮布置在驱动轮3a、3c外部并且还连接至驱动带50，驱动带50进一步连接至轴51b，用于在轴51a和轴51b之间传输旋转运动。轴51b连接至例如齿轮70和/或发电机（未示出），用于进一步将旋转能量转换为电能。与图14a至图14d的实施例相似，万向节轴69布置在轴51b之间，优选地可旋转地布置在框架2的延伸部上。与图14a至图14d相似，水在坐标系的y方向流动，如图15c所示。

图16至图19示出了能量产生装置60的部件，能够实现在驱动轮的3a、3c的组之间平行移动。

图16示出了根据图15a至图15d的轴51b和万向节轴69。万向节轴69包括布置在轴51b中的第一部分69a，第二中间部分69b，以及与所述第一部分相似但布置在轴51b中的第三部分69c。

图17a示出了根据本发明的一个实施例的铲滚柱7a、7b、7c，其中铲滚柱的第一端部8a和第二端部8b可以偏置，即相对于彼此平行移动，以满足能量产生装置60的方向相对于水的流向的如上所述的改变。端部8a和8b分别可旋转地布置在第一履带6a和第二履带6b中，或者相对于履带6a、6b固定并经由轴承装置（未示出）而相对于齿状装置17旋转。摩擦装置16和齿状装置17布置在一起，经由叉式连接装置71a、71b、72a、72b连接至端部装置8a。第一铰接部分71a、71b将第一端部8a连接至圆柱形的装置9。根据一个实施例，铰接部分的详细视图如图17b和图17c所示，其中凹部分71a连接至第一端部8a，而适于配合到凹部分71a中的凸部分72a连接至圆柱形的装置9。一个销通过铰接部分的对准的孔将凹部分与凸部分牢固地锁定（未示出）。由此实现了所述凹部分和所述凸部分围绕所述销的相对旋转运动。以类似的方式，第二端部8b通过第二铰接部分71b、72b连接至圆柱形的装置9，其中凹部分71b连接至第二端部8b，而所述圆柱形的装置的第二端部连接至凸端部72b，其中一个销将凹部分与凸部分牢固地锁定并且实现了所述凹部分与所述凸部分之间的相对旋转运动。圆柱形的装置9可旋转地布置在延伸穿过所述圆柱形的装置的中心的轴周围。当然，凹部分和凸部分可以布置为与前面描述的布置情况成镜像。所述圆柱形装置以及摩擦装置16/齿状装置17的指向铰接部分71a、71b、72a、72c的边缘是圆的，以防止毯状装置10被令人讨厌地夹住。

图18示出了框架滚柱49a、49b，其适合于与图17a至图17c的铲滚柱相似的方式，以实现在驱动轮的组之间的平行移动。图19示出了内铲滚柱42，其适合于与图17a至图17c的铲滚柱相似的方式，以实现在驱动轮3a、3c的组之间的平行移动。应当理解的是，参照图所描述的叉式连接装置、根据另一实施例的铲滚柱7、内铲滚柱42和框架滚柱49可以是与在例如图14和图15中描述的驱动轴69相似的万向节轴。

Claims (21)

1.一种装置，包括：

第一履带（6a）；

第二履带（6b）；

驱动轮（3a-d），每个驱动轮具有包括摩擦装置（5）的周缘表面（4），所述驱动轮能够旋转地布置在至少一个框架（2）中，其中

所述第一履带（6a）布置为与第一组驱动轮（3a、b）处的摩擦装置（5）接触，

所述第二履带（6b）布置为与第二组驱动轮（3c、d）处的摩擦装置（5）接触，

从而所述履带以与所述能够旋转的驱动轮的周缘表面相同的速度运动，当所述驱动轮旋转时，所述履带与所述摩擦装置在所述周缘表面处接触；

其特征是：多个铲滚柱（7a-d），每个铲滚柱具有

第一端部（8a）和第二端部（8b）以及在所述端部之间的具有外周缘的装置（9），

其中所述铲滚柱的第一端部（8a）布置在所述第一履带（6a）中，而所述铲滚柱的第二端部（8b）布置在所述第二履带（6b）中，使得所述铲滚柱在所述驱动轮旋转时与所述履带一起相对于所述结构运动，

其中所述装置进一步包括平坦的连续的毯状装置（10），所述毯状装置具有侧端部（11），所述毯状装置布置在所述第一组驱动轮和所述第二组驱动轮之间并且邻接所述铲滚柱（7a-d）的外周缘；

所述毯状装置在铲滚柱（7a-d）中的两个之间形成铲表面（13），并且当所述铲滚柱（7a-d）相对于所述框架运动时，形成的铲相对于所述框架运动。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是：所述第一履带（6a）与第一组驱动轮（3a、b）结合，而所述第二履带（6b）与第二组驱动轮（3c、d）结合。

3.如权利要求1所述的装置，其特征是：所述端部（8a、b）之间的所述多个铲滚柱（7a-d）包括本质上为圆柱形的装置（9），其中所述端部能够旋转地布置在所述履带（6a、b）中。

4.如权利要求3所述的装置，其特征是：所述铲滚柱（7a-d）的本质上为圆柱形的装置在所述铲滚柱的外周缘上在所述铲滚柱的端部（8a、b）附近进一步包括齿状装置（17）和摩擦装置（16）；并且

毯状装置的侧端部的一部分布置为与所述摩擦装置（16）接触，使得当所述铲滚柱（7a-d）相对于所述履带（6a、6b）旋转时，所述毯状装置以与所述铲滚柱的外周缘上的一点相同的速度运动，所述毯状装置的侧端部布置为在该点与所述摩擦装置（16）接触；

所述装置进一步包括具有外周缘的第一毯给进装置和第二毯给进装置（14a、14b），所述第一毯给进装置和所述第二毯给进装置在所述第一组驱动轮和所述第二组驱动轮之间分别布置在每个框架（2）上，所述第一毯给进装置和所述第二毯给进装置包括沿着所述毯给进装置的外周缘的部分长度的齿状接纳表面（15），并且所述铲滚柱（7a-d）的齿状装置（17）啮合沿着所述毯给进装置（14a、14b）的外周缘的部分长度的齿状接纳表面（15），从而在所述铲滚柱沿着所述毯给进装置的外周缘的部分长度相对于所述框架（2）运动时使所述铲滚柱（7a-d）进行旋转。

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征是：所述铲滚柱（7a-d）的本质上为圆柱形的装置在所述铲滚柱的端部附近具有凹口（18），使得所述圆柱形的装置在所述凹口（18）的底部处具有的半径小于在其外周缘处具有的半径。

6.如权利要求5所述的装置，其特征是：所述凹口（18）位于所述齿状装置（17）和所述摩擦装置（16）之间。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征是：在所述铲滚柱（7a-d）的轴向方向中的点处，毯保持装置（19）固定地布置在所述履带（6a、b）上，其中将所述毯保持装置的突出部分（20）指向所述铲滚柱的凹口，从而所述毯状装置（10）的一部分位于所述毯保持装置（19）的突出部分与所述铲滚柱的凹口（18）之间。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的装置，其特征是：驱动装置（21）固定地布置在所述履带（6a、b）中，所述驱动装置紧密连接至所述铲滚柱（7a-d）与所述履带的附接件且位于所述铲滚柱与所述履带的附接件的每一侧上。

9.如权利要求4所述的装置，其特征是：滚轮轨道（22）布置为沿着所述第一毯给进装置和所述第二毯给进装置（14a、14b）上的表面，在所述第一组能够旋转的驱动轮和所述第二组能够旋转的驱动轮之间。

10.如权利要求9所述的装置，其特征是：所述滚轮轨道具有本质上成形为半圆形的第一端部（26）和第二端部（27）以及第一端部（26）和第二端部（27）之间的本质上笔直的区段（25），所述本质上笔直的区段（25）包括所述滚轮轨道的第一侧（46），并且挡部边缘（24）布置为并行于所述滚轮轨道的第一侧（46）的笔直的区段（25）。

11.如权利要求9或10所述的装置，其特征是：所述滚轮轨道包括内轨道（28）和外轨道（29）。

12.如权利要求11所述的装置，其特征是：多个滚轮轨道（30）能够移动地沿着所述滚轮轨道（22）布置，以沿所述滚轮轨道行进，所述滚轮包括第一滚轮壁（31）和第二滚轮壁（32），两个滚柱轴承（33）布置在所述第一滚轮壁和所述第二滚轮壁之间，使得当所述滚轮（30）能够移动地沿着所述滚轮轨道（22）布置时，这两个滚柱轴承（33）处于所述内轨道（28）和所述外轨道（29）之间。

13.如权利要求12所述的装置，其特征是：滑框（34）布置在所述第一滚轮壁（31）上，所述滑框包括本质上成形为半圆形的两个端部（35、36）以及在所述端部之间的本质上笔直的区段（37）；并且所述滑框具有内表面（38）和外表面（39）。

14.如权利要求13所述的装置，其特征是：所述内铲滚柱（42a-d）沿着所述滑框（34）的外表面（38）能够滑动地且能够旋转地布置，并且所述内铲滚柱从布置在所述第一毯给进装置（14a）上的滚轮轨道（22）中的滑框（34）延伸至布置在所述第二毯给进装置（14b）上的滚轮轨道中的滑框；通过所述毯状装置（30）被围绕内铲滚柱（42a-d）引导，并且通过所述内铲滚柱由于所述挡部边缘（24）而被保持在对应于所述滑框（34）的第一端部（35）的位置，所述毯状装置（10）形成铲表面（13）。

15.如权利要求11至14所述的装置，其特征是：框架滚柱（49a、b）布置在框架滚柱紧固件（48）中，所述框架滚柱紧固件在所述滚轮轨道的端部布置在所述滚轮轨道的内轨道（28）内部，所述框架滚柱从布置在所述第一毯给进装置（14a）上的滚轮轨道（22）上的框架滚柱紧固件延伸至布置在所述第二毯给进装置（14b）上的滚轮轨道上的框架滚柱。

16.如权利要求1所述的装置，其特征是：由柔性材料优选为塑料构成的地面保护装置（59）布置在所述履带（6a、b）中，并且在各个铲滚柱的外侧在所述履带中的一点处从所述第一履带延伸至所述第二履带，使得所述毯状装置的一部分处于所述铲滚柱和所述地面保护装置之间。

17.一种船（57），其特征是：如前面权利要求中的任意一项所述的装置布置在所述船上，以在水中或在陆地上推进所述船。

18.一种用于能量的产生的能量产生装置（60），其特征是：在水面上或水面以下布置有如权利要求1至16中任意一项所述的装置，用于在风、波浪或流动的水使所述装置的铲（13）相对于所述框架（2）运动时的能量的产生，从而该运动可以用于机械性地驱动另一装置或者用于在能量存储装置中存储能量。

19.如权利要求18所述的装置（60），其特征是：所述第一组驱动轮（3a、3b）适于相对于所述第二组驱动轮（3c、3d）平行移动，其中入射的水相对于所述铲滚柱（7a、7b、7c）的延伸方向的角度能够调节。

20.如权利要求19所述的装置（60），其特征是：所述第一组驱动轮（3a、3b）经由驱动轴（69）连接至所述第二组驱动轮（3c、3d），其中所述驱动轴是万向节轴（69）。

21.如权利要求19或20所述的装置（60），其特征是：入射的水相对于所述铲滚柱（7a、7b、7c）的延伸方向的角度优选地适于在0°至90°之间，更优选地适于在45°至90°之间调节。

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