CN108582125A - 一种用于抓取的变尺寸机械爪 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械爪领域，具体涉及一种用于抓取的变尺寸机械爪，包括：第一支链(A)、第二支链(B)、第三支链(C)，其特征在于：第一支链(A)、第二支链(B)和第三支链(C)分别连接在驱动链(D)上；所述驱动链由驱动上平台(D‑3)、直线电机(D‑2)、驱动下平台(D‑1)组成，驱动上平台(D‑3)能够在直线电机(D‑2)上直线滑动。本发明提供的机械爪最大张开幅度设置在一个行程中间位置，支链展开、折叠调整范围大，应用广泛、便于收缩折叠、移动不占用空间。
Description
技术领域
本申请属于机械爪领域，具体涉及一种用于抓取的变尺寸机械爪。
背景技术
现有机械手调整范围小，有剪刀夹持式、指段机械爪形式等。如CN201420427845.4公开了一种剪叉式机械爪，其通过平行四边形的变形特点实现了一定范围内的物品抓取，但是由于其结构特点，变形范围较小，并且其抓取爪结构抓取物品易掉落，稳定性不好。
指段机械爪形式如CN203993898U公开了一种自适应机械手，当需要夹持魔衣物体时，滑块前移，通过传动机构，带动各个指段向内收拢，物体有可能与第一、第二、第三指段中的任一指段先接触，其余各指段先后逐个接触，对物体形成形闭合，随着继续前移滑块，各指段与夹持物体之间的接触力增大，形成力闭合，并最终保持问题。但其靠的是传动机构带动各指段，因此，抓取物体只能越来越紧，这种结构只适合一次抓取，针对小尺寸(夹持宽度)，如细长杆件等，机械爪变形范围较小，应用广泛性小，收缩折叠不便、移动占用空间。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种用于抓取的变尺寸机械爪，其机械爪最大张开幅度设置在一个行程中间位置，支链展开、折叠调整范围大，应用广泛、便于收缩折叠、移动不占用空间。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：
一种用于抓取的变尺寸机械爪，包括：第一支链(A)、第二支链(B)、第三支链(C)，其特征在于：第一支链(A)、第二支链(B)和第三支链(C)分别连接在驱动链(D)上；所述驱动链由驱动上平台(D-3)、直线电机(D-2)、驱动下平台(D-1)组成，驱动上平台(D-3)能够在直线电机(D-2)上直线滑动；
所述第一支链(A)包括第一支链上平台连杆(A-1)、第一支链第一辅助连杆(A-2)、第一支链折叠连杆(A-3)、第一支链第三辅助连杆(A-4)、第一支链爪端夹持杆(A-5)、第一支链爪端连杆(A-6)、第一支链第二辅助连杆(A-7)、第一支链下平台连杆(A-8),第一支链上平台连杆(A-1)一端与驱动上平台(D-3)转动连接，第一支链上平台接杆(A-1)另一端与第一支链下平台连杆(A-8)中部转动连接，第一支链下平台连杆(A-8)一端与驱动下平台(D-1)转动连接，第一支链下平台连杆(A-8)另一端与第一支链折叠连杆(A-3)中上部转动连接，第一支链第一辅助连杆(A-2)一端与第一支链上平台连杆(A-1)中下部转动连接，第一支链第一辅助连杆(A-2)另一端与第一支链折叠连杆(A-3)一端转动连接，第一支链折叠连杆(A-3)另一端与第一支链爪端连杆(A-6)中下部转动连接，第一支链第二辅助连杆(A-7)一端与第一支链下平台连杆(A-8)中上部转动连接，第一支链第二辅助连杆(A-7)另一端与第一支链爪端连杆(A-6)一端转动连接，第一支链爪端连杆(A-6)另一端与第一支链夹持杆(A-5)中上部转动连接，第一支链第三辅助连杆(A-4)一端与第一支链折叠连杆(A-3)中下部转动连接，第一支链第三辅助连杆(A-4)另一端与第一支链爪端夹持杆(A-5)一端转动连接。
进一步地，第二支链(B)包括第二支链上平台连杆(B-1)、第二支链第一辅助连杆(B-2)、第二支链折叠连杆(B-3)、第二支链第三辅助连杆(B-4)、第二支链爪端夹持杆(B-5)、第二支链爪端连杆(B-6)、第二支链第二辅助连杆(B-7)、第二支链下平台连杆(B-8)；第二支链上平台连杆(B-1)一端与驱动上平台(D-3)转动连接，第二支链上平台接杆(B-1)另一端与第二支链下平台连杆(B-8)中部转动连接，第二支链下平台连杆(B-8)一端与驱动下平台(D-1)转动连接，第二支链下平台连杆(B-8)另一端与第二支链折叠连杆(B-3)中上部转动连接，第二支链第一辅助连杆(B-2)一端与第二支链上平台连杆(B-1)中下部转动连接，第二支链第一辅助连杆(B-2)另一端与第二支链折叠连杆(B-3)一端转动连接，第二支链折叠连杆(B-3)另一端与第二支链爪端连杆(B-6)中下部转动连接，第二支链第二辅助连杆(B-7)一端与第二支链下平台连杆(B-8)中上部转动连接，第二支链第二辅助连杆(B-7)另一端与第二支链爪端连杆(B-6)一端转动连接，第二支链爪端连杆(B-6)另一端与第二支链夹持杆(B-5)中上部转动连接，第二支链第三辅助连杆(B-4)一端与第二支链折叠连杆(B-3)中下部转动连接，第二支链第三辅助连杆(B-4)另一端与第二支链爪端夹持杆(B-5)一端转动相连。
进一步地，第三支链(C)包括第三支链上平台连杆(C-1)、第三支链第一辅助连杆(C-2)、第三支链折叠连杆(C-3)、第三支链第三辅助连杆(C-4)、第三支链爪端夹持杆(C-5)、第三支链爪端连杆(C-6)、第三支链第二辅助连杆(C-7)、第三支链下平台连杆(C-8)；第三支链上平台连杆(C-1)一端与驱动上平台(D-3)转动连接，第三支链上平台接杆(C-1)另一端与第三支链下平台连杆(C-8)中部转动连接，第三支链下平台连杆(C-8)一端与驱动下平台(D-1)转动连接，第三支链下平台连杆(C-8)另一端与第三支链折叠连杆(C-3)中上部转动连接，第三支链第一辅助连杆(C-2)一端与第三支链上平台连杆(C-1)中下部转动连接，第三支链第一辅助连杆(C-2)另一端与第三支链折叠连杆(C-3)一端转动连接，第三支链折叠连杆(C-3)另一端与第三支链爪端连杆(C-6)中下部转动连接，第三支链第二辅助连杆(C-7)一端与第三支链下平台连杆(C-8)中上部转动连接，第三支链第二辅助连杆(C-7)另一端与第三支链爪端连杆(C-6)一端转动连接，第三支链爪端连杆(C-6)另一端与第三支链夹持杆(C-5)中上部转动连接，第三支链第三辅助连杆(C-4)一端与第三支链折叠连杆(C-3)中下部转动连接，第三支链第三辅助连杆(C-4)另一端与第三支链爪端夹持杆(C-5)一端转动相连。
进一步地，第一支链爪端夹持杆(A-5)另一端设置有向内弯曲延伸的第一支链爪尖(A-9)，第二支链爪端夹持杆(B-5)另一端设置有向内弯曲延伸的第二支链爪尖(B-9)，第三支链爪端夹持杆(C-5)另一端设置有向内弯曲延伸的第三支链爪尖(C-9)。
进一步地，所述第一支链、第二支链、第三支链相互之间夹角为120°。
进一步地，第一支链辅助连杆(A-2)、第一支链下平台连杆(A-8)、第一支链爪端连杆(A-6)、第一支链第三辅助连杆(A-4)之间相互平行；第一支链上平台连杆(A-1)、第一支链折叠连杆(A-3)、第一支链第二辅助连杆(A-7)、第一支链爪端夹持杆(A-5)之间相互平行。
进一步地，第二支链辅助连杆(B-2)、第二支链下平台连杆(B-8)、第二支链爪端连杆(B-6)、第二支链第三辅助连杆(B-4)之间相互平行；第二支链上平台连杆(B-1)、第二支链折叠连杆(B-3)、第二支链第二辅助连杆(B-7)、第二支链爪端夹持杆(B-5)之间相互平行。
进一步地，第三支链辅助连杆(C-2)、第三支链下平台连杆(C-8)、第三支链爪端连杆(C-6)、第三支链第三辅助连杆(C-4)之间相互平行；第三支链上平台连杆(C-1)、第三支链折叠连杆(C-3)、第三支链第二辅助连杆(C-7)、第三支链爪端夹持杆(C-5)之间相互平行。
进一步地，第一支链下平台连杆(A-8)的延长线与直线电机(D-2)延长线之间的夹角为25-155°。
进一步地，第二支链下平台连杆(B-8)的延长线与直线电机(D-2)延长线之间的夹角为25-155°。
进一步地，第三支链下平台连杆(C-8)的延长线与直线电机(D-2)延长线之间的夹角为25-155°。
进一步地，所述转动连接为转动副形式。
进一步地，所述直线滑动为直线往返滑动。
定义：
本申请中的第一支链、第二支链、第三支链、驱动链中的“链”理解为部件组成的机构，“第一支链即第一机构、第二支链即第二机构、第三支链即第三机构、驱动链即驱动机构。
本申请中“中部”理解为连杆的中心点位置。
本申请“中上部”理解为连杆的顶端与中部之间的任意点(不含端点)。
本申请“中下部”理解为连杆的底端与中部之间的任意点(不含端点)。
本发明的有益效果为：
1.一般的机械手一个行程内都是机械爪张开幅度由小至大或由大至小，本申请的机械爪在一个行程内(驱动上平台在直线电机上由一端至另一端)由机械爪一个最小张开幅度-最大张开幅度-最小张开幅度，而两个最小张开幅度的支链一个完全展开、一个折叠收紧，便于不同物体的夹持，而且机械手完全折叠后也减少了存放空间，最大张开幅度设置在行程的中间以防止设置在两端的极限点时支链卡死。
2.支链展开、折叠调整范围大。支链下平台连杆(A-8、B-8、C-8)的延长线与直线电机(D-2)延长线之间的夹角为25-155°。
附图说明
图1为驱动上平台在驱动下平台一侧时极限点的示意图；
图2为驱动上平台在直线电机上运动第一支链、第二支链、第三支链张开最大时的示意图；
图3为驱动平台在直线电机上运动跨过第一支链、第二支链、第三支链张开最大点后的示意图；
图4为驱动平台在最远离驱动下平台一侧时极限点的示意图；
图5为第一支链放大示意图；
图6为第二支链放大示意图；
图7为第三支链放大示意图；
其中：A:第一支链,A-1:第一支链上平台连杆,A-2:第一支链第一辅助连杆,A-3:第一支链折叠连杆,A-4:第一支链第三辅助连杆，A-5：第一支链爪端夹持杆，A-6：第一支链爪端连杆，A-7：第一支链第二辅助连杆，A-8：第一支链下平台连杆，A-9:第一支链爪尖；
B:第二支链，B-1：第二支链上平台连杆、B-2：第二支链第一辅助连杆、B-3：第二支链折叠连杆、B-4：第二支链第三辅助连杆、B-5：第二支链爪端夹持杆、B-6：第二支链爪端连杆、B-7：第二支链第二辅助连杆、B-8：第二支链下平台连杆(B-8),B-9:第二支链爪尖；
C:第三支链,C-1：第三支链上平台连杆、C-2：第三支链第一辅助连杆、C-3：第三支链折叠连杆、C-4：第三支链第三辅助连杆、C-5：第三支链爪端夹持杆、C-6：第三支链爪端连杆、C-7：第三支链第二辅助连杆、C-8：第三支链下平台连杆，C-9:第二支链爪尖；
D：驱动链，D-1：驱动下平台，D-2:直线电机，D-3:驱动上平台。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
图1-图4的运动顺序为本发明驱动上平台从最底端运动至最顶端时的示意图，图4-图1的运动顺序为本发明驱动上平台从最顶端运动至最底端时的示意图。
参见图1-4所示，一种用于抓取的变尺寸机械爪，包括：第一支链(A)、第二支链(B)、第三支链(C)，第一支链(A)、第二支链(B)和第三支链(C)分别连接在驱动链(D)上。所述第一支链、第二支链、第三支链相互之间夹角为120°。
参见图5所示，所述驱动链(D)由驱动上平台(D-3)、直线电机(D-2)、驱动下平台(D-1)组成，驱动上平台(D-3)能够在直线电机(D-2)上直线滑动；所述第一支链(A)包括第一支链上平台连杆(A-1)、第一支链第一辅助连杆(A-2)、第一支链折叠连杆(A-3)、第一支链第三辅助连杆(A-4)、第一支链爪端夹持杆(A-5)、第一支链爪端连杆(A-6)、第一支链第二辅助连杆(A-7)、第一支链下平台连杆(A-8),第一支链上平台连杆(A-1)一端与驱动上平台(D-3)转动连接，第一支链上平台接杆(A-1)另一端与第一支链下平台连杆(A-8)中部转动连接，第一支链下平台连杆(A-8)一端与驱动下平台(D-1)转动连接，第一支链下平台连杆(A-8)另一端与第一支链折叠连杆(A-3)中上部转动连接，第一支链第一辅助连杆(A-2)一端与第一支链上平台连杆(A-1)中下部转动连接，第一支链第一辅助连杆(A-2)另一端与第一支链折叠连杆(A-3)一端转动连接，第一支链折叠连杆(A-3)另一端与第一支链爪端连杆(A-6)中下部转动连接，第一支链第二辅助连杆(A-7)一端与第一支链下平台连杆(A-8)中上部转动连接，第一支链第二辅助连杆(A-7)另一端与第一支链爪端连杆(A-6)一端转动连接，第一支链爪端连杆(A-6)另一端与第一支链夹持杆(A-5)中上部转动连接，第一支链第三辅助连杆(A-4)一端与第一支链折叠连杆(A-3)中下部转动连接，第一支链第三辅助连杆(A-4)另一端与第一支链爪端夹持杆(A-5)一端转动连接。直线滑动为直线往返滑动。
优选地，第一支链辅助连杆(A-2)、第一支链下平台连杆(A-8)、第一支链爪端连杆(A-6)、第一支链第三辅助连杆(A-4)之间相互平行；第一支链上平台连杆(A-1)、第一支链折叠连杆(A-3)、第一支链第二辅助连杆(A-7)、第一支链爪端夹持杆(A-5)之间相互平行。由此第一支链上平台连杆A-1、第一支链第一辅助连杆A-2、第一支链下平台连杆A-8、第一支链折叠连杆A-3构成平行四边形，第一支链下平台连杆A-8、第一支链第二辅助连杆A-7、第一支链爪端连杆A-6、第一支链折叠连杆A-3构成平行四边形，第一支链第三辅助连杆A-4、第一支链折叠连杆A-3、第一支链爪端连杆A-6、第一支链夹持杆A-5构成平行四边形。
优选地，第一支链爪端夹持杆(A-5)另一端设置有向内弯曲延伸的第一支链爪尖(A-9)。
优选地，第一支链下平台连杆(A-8)的延长线与直线电机(D-2)延长线之间的夹角为25-155°。
第二支链(B)和第三支链(C)的结构连接关系与第一支链(A)相同，具体参见图6-7所示。
上述(部件间)所述转动连接为转动副形式。
工作过程：调整机械爪的张开幅度大小，当其比被夹持对象夹持宽度略大时，将机械爪对准并下探至被夹持对象，然后收紧机械爪，驱动上平台(D-3)在直线电机(D-2)运动，直至第一支链、第二支链、第三支链上的爪尖(A-9、B-9、C-9)夹紧被夹持对象。应当注意的是，收紧的过程中，驱动上平台不能跨越支链张开最大的位置，即跨越如图2所示位置点，继续收紧时的驱动上平台运动方向只能是从支链张开最大的位置点分别向其两端的运动，即从图2-图1或从图2-图4的运动方向。
以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于抓取的变尺寸机械爪，包括：第一支链(A)、第二支链(B)、第三支链(C)，其特征在于：第一支链(A)、第二支链(B)和第三支链(C)分别连接在驱动链(D)上；所述驱动链由驱动上平台(D-3)、直线电机(D-2)、驱动下平台(D-1)组成，驱动上平台(D-3)能够在直线电机(D-2)上直线滑动；所述第一支链(A)包括第一支链上平台连杆(A-1)、第一支链第一辅助连杆(A-2)、第一支链折叠连杆(A-3)、第一支链第三辅助连杆(A-4)、第一支链爪端夹持杆(A-5)、第一支链爪端连杆(A-6)、第一支链第二辅助连杆(A-7)、第一支链下平台连杆(A-8),第一支链上平台连杆(A-1)一端与驱动上平台(D-3)转动连接，第一支链上平台接杆(A-1)另一端与第一支链下平台连杆(A-8)中部转动连接，第一支链下平台连杆(A-8)一端与驱动下平台(D-1)转动连接，第一支链下平台连杆(A-8)另一端与第一支链折叠连杆(A-3)中上部转动连接，第一支链第一辅助连杆(A-2)一端与第一支链上平台连杆(A-1)中下部转动连接，第一支链第一辅助连杆(A-2)另一端与第一支链折叠连杆(A-3)一端转动连接，第一支链折叠连杆(A-3)另一端与第一支链爪端连杆(A-6)中下部转动连接，第一支链第二辅助连杆(A-7)一端与第一支链下平台连杆(A-8)中上部转动连接，第一支链第二辅助连杆(A-7)另一端与第一支链爪端连杆(A-6)一端转动连接，第一支链爪端连杆(A-6)另一端与第一支链夹持杆(A-5)中上部转动连接，第一支链第三辅助连杆(A-4)一端与第一支链折叠连杆(A-3)中下部转动连接，第一支链第三辅助连杆(A-4)另一端与第一支链爪端夹持杆(A-5)一端转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：第二支链(B)包括第二支链上平台连杆(B-1)、第二支链第一辅助连杆(B-2)、第二支链折叠连杆(B-3)、第二支链第三辅助连杆(B-4)、第二支链爪端夹持杆(B-5)、第二支链爪端连杆(B-6)、第二支链第二辅助连杆(B-7)、第二支链下平台连杆(B-8)；第二支链上平台连杆(B-1)一端与驱动上平台(D-3)转动连接，第二支链上平台接杆(B-1)另一端与第二支链下平台连杆(B-8)中部转动连接，第二支链下平台连杆(B-8)一端与驱动下平台(D-1)转动连接，第二支链下平台连杆(B-8)另一端与第二支链折叠连杆(B-3)中上部转动连接，第二支链第一辅助连杆(B-2)一端与第二支链上平台连杆(B-1)中下部转动连接，第二支链第一辅助连杆(B-2)另一端与第二支链折叠连杆(B-3)一端转动连接，第二支链折叠连杆(B-3)另一端与第二支链爪端连杆(B-6)中下部转动连接，第二支链第二辅助连杆(B-7)一端与第二支链下平台连杆(B-8)中上部转动连接，第二支链第二辅助连杆(B-7)另一端与第二支链爪端连杆(B-6)一端转动连接，第二支链爪端连杆(B-6)另一端与第二支链夹持杆(B-5)中上部转动连接，第二支链第三辅助连杆(B-4)一端与第二支链折叠连杆(B-3)中下部转动连接，第二支链第三辅助连杆(B-4)另一端与第二支链爪端夹持杆(B-5)一端转动相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：第三支链(C)包括第三支链上平台连杆(C-1)、第三支链第一辅助连杆(C-2)、第三支链折叠连杆(C-3)、第三支链第三辅助连杆(C-4)、第三支链爪端夹持杆(C-5)、第三支链爪端连杆(C-6)、第三支链第二辅助连杆(C-7)、第三支链下平台连杆(C-8)；第三支链上平台连杆(C-1)一端与驱动上平台(D-3)转动连接，第三支链上平台接杆(C-1)另一端与第三支链下平台连杆(C-8)中部转动连接，第三支链下平台连杆(C-8)一端与驱动下平台(D-1)转动连接，第三支链下平台连杆(C-8)另一端与第三支链折叠连杆(C-3)中上部转动连接，第三支链第一辅助连杆(C-2)一端与第三支链上平台连杆(C-1)中下部转动连接，第三支链第一辅助连杆(C-2)另一端与第三支链折叠连杆(C-3)一端转动连接，第三支链折叠连杆(C-3)另一端与第三支链爪端连杆(C-6)中下部转动连接，第三支链第二辅助连杆(C-7)一端与第三支链下平台连杆(C-8)中上部转动连接，第三支链第二辅助连杆(C-7)另一端与第三支链爪端连杆(C-6)一端转动连接，第三支链爪端连杆(C-6)另一端与第三支链夹持杆(C-5)中上部转动连接，第三支链第三辅助连杆(C-4)一端与第三支链折叠连杆(C-3)中下部转动连接，第三支链第三辅助连杆(C-4)另一端与第三支链爪端夹持杆(C-5)一端转动相连。
4.根据权利要求1-3所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：第一支链爪端夹持杆(A-5)另一端设置有向内弯曲延伸的第一支链爪尖(A-9)，第二支链爪端夹持杆(B-5)另一端设置有向内弯曲延伸的第二支链爪尖(B-9)，第三支链爪端夹持杆(C-5)另一端设置有向内弯曲延伸的第三支链爪尖(C-9)。
5.根据权利要求1所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：所述第一支链、第二支链、第三支链相互之间夹角为120°。
6.根据权利要求1所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：第一支链辅助连杆(A-2)、第一支链下平台连杆(A-8)、第一支链爪端连杆(A-6)、第一支链第三辅助连杆(A-4)之间相互平行；第一支链上平台连杆(A-1)、第一支链折叠连杆(A-3)、第一支链第二辅助连杆(A-7)、第一支链爪端夹持杆(A-5)之间相互平行。
7.根据权利要求2所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：第二支链辅助连杆(B-2)、第二支链下平台连杆(B-8)、第二支链爪端连杆(B-6)、第二支链第三辅助连杆(B-4)之间相互平行；第二支链上平台连杆(B-1)、第二支链折叠连杆(B-3)、第二支链第二辅助连杆(B-7)、第二支链爪端夹持杆(B-5)之间相互平行。
8.根据权利要求3所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：第三支链辅助连杆(C-2)、第三支链下平台连杆(C-8)、第三支链爪端连杆(C-6)、第三支链第三辅助连杆(C-4)之间相互平行；第三支链上平台连杆(C-1)、第三支链折叠连杆(C-3)、第三支链第二辅助连杆(C-7)、第三支链爪端夹持杆(C-5)之间相互平行。
9.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：第一支链下平台连杆(A-8)的延长线与直线电机(D-2)延长线之间的夹角为25-155°，和/或第二支链下平台连杆(B-8)的延长线与直线电机(D-2)延长线之间的夹角为25-155°，和/或第三支链下平台连杆(C-8)的延长线与直线电机(D-2)延长线之间的夹角为25-155°。
10.根据权利要求1所述的一种用于抓取的变尺寸机械爪，其特征在于：所述转动连接为转动副形式；所述直线滑动为直线往返滑动。
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2018
- 2018-05-04 CN CN201810417645.3A patent/CN108582125B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201019111Y (zh) * | 2007-04-26 | 2008-02-13 | 林凯 | 折叠式保护罩 |
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