CN110431997B - 一种侧跨激振式浆果采收机 - Google Patents
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Abstract
本技术提供一种侧跨激振式浆果采收机，可侧挂若干套激振装置，主要用于对枸杞的机械化连续采收，其激振装置的高度、采幅可调以满足对于不同高度和不同行距浆果果树的果实高效率连续采收，一次采收作业可完成对于两行浆果果树的浆果采收；包括设置在行走装置上的机架，通过支撑导板移动装置竖向的移动设置在机架内相对布设的一对支撑导板，通过激振架移动装置沿行走装置的横向移动设置在支撑导板上的主激振架，可拆卸设置在主激振架外侧的副激振架，通过激振装置上下振动设置在主激振架和副激振架内中部内凹的激振刷，设置在行走装置上的主集果箱，设置在副激振架下面用于临时收纳浆果的副集果箱，可拆卸设置在行走装置两侧用于承接并输送浆果至主集果箱的输送装置。
Description
技术领域
本技术涉及农林机械技术领域，提供一种侧跨激振式浆果采收机，可侧挂若干套激振装置，用于矮化密植浆果果树的果实机械化连续采收，主要用于对枸杞的机械化连续采收，其激振装置的高度、采幅可调以满足对于不同高度和不同行距浆果果树的果实高效率连续采收，一次采收作业可完成对于两行浆果果树的浆果采收。
背景技术
随着科学技术的不断进步，枸杞等浆果的价值不断得到探索，枸杞中富含的枸杞多糖，在抗氧化、抗衰老、抗疲劳等方面的效用得到了进一步的证实，枸杞的市场需求与种植面积也逐渐的扩大，枸杞及枸杞制品也已经形成了具有枸杞特质的规模化、产业化。
然而枸杞鲜果生产具有很强的季节性，尤其是鲜果采收，节令性较强，采收期较短，在枸杞成熟收获的季节多需耗用大量的人力进行传统的人工采摘，大量的劳动力需求及传统的人工采摘方式很大程度上制约枸杞产业的发展。
也有采用采收机械进行枸杞采收的作业方式。枸杞果树除主干外有众多杂乱柔软的挂果枝条，整株外形呈中间外凸的鼓形，兼有挂果枝条几近垂地，给采收带来较大难度，且鲜枸杞皮薄肉嫩，易受外力作业损伤，影响得果率，机械化采摘时，在保证采摘效率的同时，提高得果率也尤为重要。
目前的枸杞采收机主要有气吸式与激振式。
气吸式枸杞采收机是通过风机将吸管内空气抽出使吸管内产生负压，从而吸附果实。但具体实施时气流压力不便于控制，易产生误采及损伤果实的现象。
激振式枸杞采收机是在行走装置上通过某种激振装置发生的机械振动作用于果实枝条引起果实枝条上的果实振动而加速运动，当果实枝条受到的作用力大于果实与果实枝条的结合力时，果实（果蒂）在与植株连接脆弱处断裂，从而完成分离过程。在采收过程中，激振力作用于树冠，较适用于藤条类果实的采收，矮化密植的枸杞果树枝条杂乱柔软，与藤条类林果相似，因此振动采收方式较为适合矮化密植的枸杞果树果实采收。另外，由于激振式枸杞采收机发生的较为强烈的机械振动，对于激振装置与行走装置的连接需具有较强的可靠性。
国内外的大型矮化密植林果采摘机一般都是采用“门架”式、倒“U”型设计，采摘机架在植株上端，植株两侧进行采集，靠地部分进行收集。如申请号201610080517.5、201711020323.7等门架式采摘机械一般体积较大，高度较高，不便于运输；激振装置高度固定，对于高度变化的枸杞植株的适宜性较差；整机的采收幅宽（采幅）固定，对于行距变化的枸杞果园的适应性较差；整机配装一个或两个激振装置，一次作业只可完成对一行或两行枸杞果树的单侧采收，采收效率较低。
发明内容
本技术的目的是提供一种侧跨激振式浆果采收机，可侧挂若干套激振装置，用于矮化密植浆果果树的果实机械化连续采收，主要用于对枸杞的机械化连续采收，其激振装置的高度、采幅可调以满足对于不同高度和不同行距浆果果树的果实高效率连续采收，一次采收作业可完成对于两行浆果果树的浆果采收。
本技术的目的是通过以下技术方案实现：
一种侧跨激振式浆果采收机，包括行走装置，设置在行走装置上的发动机、由发动机驱动的发电机、与发电机电连接用于驱动行走装置的车轮驱动电机；还包括设置在行走装置上的机架，通过支撑导板移动装置竖向的移动设置在机架内相对布设的一对支撑导板，通过激振架移动装置沿行走装置的横向移动设置在支撑导板上的主激振架，可拆卸设置在主激振架外侧的副激振架，通过激振装置上下振动设置在主激振架和副激振架内中部内凹的激振刷，设置在行走装置上的主集果箱，设置在副激振架下面用于临时收纳浆果的副集果箱，可拆卸设置在行走装置两侧用于承接并输送浆果至主集果箱的输送装置；
支撑导板移动装置包括通过导轨滑块副移动设置在机架内的滑台，固联在滑台上的支撑导板；
激振架移动装置包括固联在支撑导板上横向设置且与发电机电连接的电动推杆；在电动推杆的外端固联主激振架；
激振装置包括由设置在主激振架和副激振架横梁上与发电机电连接的激振电机驱动的曲柄滑块机构，由曲柄滑块机构驱动上下振动的设置在主激振架和副激振架内的激振轴；
激振刷包括沿激振轴的轴向均布在激振轴上的若干采摘盘，沿采摘盘的周向均布在采摘盘上的若干激振杆，由位于激振轴端部的采摘盘上的激振杆至位于激振轴中部的采摘盘上的激振杆的长度渐小；
输送装置包括可拆卸设置在行走装置上的输送装置支架，移动设置在输送装置支架上的输送带，设置在输送装置支架两侧用于承接浆果并将浆果导流至输送带上的挡板；输送装置的顶端位于主集果箱上口的上方。
本技术的有益效果是：
使用上述侧跨激振式浆果采收机进行浆果采收作业时：
在主激振架的外侧安装副激振架，事实上是在行走装置的两侧各具有两个激振刷；在行走装置两侧安装输送装置；
启动发动机和发电机，车轮驱动电机驱动行走装置迎向浆果果树；
根据浆果果树树冠的高度，支撑导板随行于支撑导板移动装置的滑台在机架内竖向移动带动主激振架和副激振架同步移动以适应于浆果果树树冠的高度；根据浆果果树的行距，支撑导板随行于激振架移动装置电动推杆的执行杆外伸或回缩带动主激振架和副激振架同步移动以适应于浆果果树的行距；上述的关于支撑导板高度和间距的调节，事实上是为行走装置同一侧的中部内凹的两套激振刷同时对一行浆果果树的两侧进行采收作业、行走装置两侧的四套激振刷同时对两行浆果果树的两侧进行采收作业创造条件，即行走装置依次行走可同时对两行浆果果树进行采收作业；
行走装置在浆果果树行间行走，启动激振电机驱动曲柄滑块机构，曲柄滑块机构驱动激振轴在主激振架和副激振架内上下振动，激振刷的激振杆对浆果枝条施加激振力，该激振力大于浆果与浆果枝条的结合力时，浆果（果蒂）在与浆果枝条连接脆弱处断裂，浆果与浆果枝条分离下落；
经设置在主激振架内的激振刷激振下落的浆果至输送装置的输送带和挡板上，落至挡板上的浆果由挡板导流至输送带上，浆果经输送带由输送装置的上部落至主集果箱予以收纳；经设置在副激振架内的激振刷激振下落至挡板上的浆果由挡板导流至副集果箱予以临时收纳。
上述的侧跨激振式浆果采收机，可侧挂若干套激振装置，用于矮化密植浆果果树的果实机械化连续采收，主要用于对枸杞的机械化连续采收，在进行浆果采收作业时，位于行走装置两侧的主激振架和副激振架跨越浆果果树，其激振装置的高度、采幅可调以满足对于不同高度和不同行距浆果果树的果实高效率连续采收，一次采收作业可完成对于两行浆果果树的浆果采收。
上述的侧跨激振式浆果采收机，支撑导板移动装置还包括固联在机架内的导轨支架，固联在导轨支架内的滑台导轨，由设置在机架内的滑台驱动装置驱动与滑台导轨构成导轨滑块副的滑台移动设置在滑台导轨上，在滑台上开设滑台连接孔用于设置支撑导板。
上述的侧跨激振式浆果采收机，滑台驱动装置包括由与发电机电连接的升降电机驱动转动设置在导轨支架上的丝杠，与丝杠构成丝杠螺母副的滑台移动设置在丝杆上；在导轨支架的两侧凹设承振凹槽，在滑台上凸设承振凸台，承振凸台移动设置在承振凹槽内。
上述的侧跨激振式浆果采收机，采用丝杠螺母副驱动滑台在滑台导轨上竖向移动，一方面取丝杠螺母副具有的精准传动性能，将滑台调节至任一目标高度，另一方面取丝杠螺母副具有的自锁性能，将滑台锁定在任一目标高度；在导轨支架的两侧凹设承振凹槽，在滑台上凸设承振凸台，承振凸台移动设置在承振凹槽内的技术方案，可以提高滑台和导轨支架的连接强度，耐受激振刷工作时产生的激振力。
上述的侧跨激振式浆果采收机，激振装置还包括沿横梁纵向固联在主激振架和副激振架横梁上的激振机架，竖向固设在激振机架上的导轨，由设置在激振机架上的激振电机驱动转动设置在激振机架上的偏心圆盘，上端通过开设在偏心圆盘上径向的调心槽铰接在偏心圆盘上的连杆，铰接在连杆的下端与导轨构成导轨滑块副的滑块，上端与滑块固联移动设置在主激振架和副激振架内的激振轴。
采用通过调心槽将连杆铰接在偏心圆盘上，可以方便的调节连杆与偏心圆盘铰接点至偏心圆盘旋转轴心的距离，即调节曲柄连杆机构的曲柄的长度，亦即调节激振轴的振幅。
上述的侧跨激振式浆果采收机，输送装置还包括由设置在输送装置支架内与发电机电连接的输送电机驱动、转动设置在输送装置支架内的主动链轮，由主动链轮驱动转动设置在输送装置支架上部的主动滚筒，转动设置在输送装置支架下端和输送装置支架折弯过渡处的从动滚筒，移动设置在主动滚筒和从动滚筒上的输送带。
上述的侧跨激振式浆果采收机，输送装置还包括转动设置在输送装置支架折弯过渡处下面用于调节输送带张紧度的张紧轮，在输送带上均布有用于阻挡浆果下滑的档条。
上述的侧跨激振式浆果采收机，在位于输送装置支架前侧的挡板上设置有用于将垂地的枝条送入激振刷的导向板，导向板由输送装置支架至行走装置前端向下倾斜；在输送装置和副集果箱的底部皆安装有两个万向轮。
上述的侧跨激振式浆果采收机，一根激振轴上具有十个采摘盘，位于两端的采摘盘上的激振杆的长度为100mm～520mm，位于中部的两个采摘盘上的激振杆的长度为100mm～420mm，位于端部的和中部的采摘盘之间的采摘盘上的激振杆的长度为100mm～370mm。
附图说明
图1是一种侧跨激振式浆果采收机的示意图；
图2是拆除副激振架的侧跨激振式浆果采收机的示意图；
图3是一种侧跨激振式浆果采收机的局部示意图；
图4是图3的A处放大图；
图5是激振装置和激振刷的示意图视角1；
图6是激振装置和激振刷的示意图视角2；
图7是输送装置的局部示意图视角1；
图8是输送装置的局部示意图视角2。
具体实施方式
下面结合附图，以采收枸杞为例，对本技术作进一步说明：
参见图1-图4所示，一种侧跨激振式浆果采收机，包括轮式前驱行走装置18，设置在行走装置18上的柴油发动机17、为柴油发动机17供油的油箱172、由柴油发电机17驱动的发电机（图中未示出）、与发电机电连接用于驱动行走装置18的车轮驱动电机171；还包括设置在行走装置18上的机架1，通过支撑导板移动装置竖向的移动设置在机架1内相对布设的一对支撑导板20，通过激振架移动装置沿行走装置18的横向移动设置在支撑导板20上的主激振架21，可拆卸设置在主激振架21外侧的副激振架22，通过激振装置上下振动设置在主激振架21和副激振架22内中部内凹的激振刷23，设置在行走装置18上顶部开口的主集果箱15，设置在副激振架22下面用于临时收纳浆果的副集果箱24，可拆卸设置在行走装置18两侧用于承接并输送浆果至主集果箱15的输送装置。
又参见图5-图8所示，主激振架21和副激振架22的主体结构相同，为框架结构，包括横梁211和固联在横梁211端部的L型支架212，在横梁211和L型支架212的底梁213上设置直线轴承214为激振轴5提供滑动支撑（副激振架22的L型支架212图中未示出）。在主激振架21和副激振架22的横梁211上设置有用于将副激振架22可拆卸在主激振架21上的挂接装置，挂接装置可以是使用螺栓通过连接筋班将主激振架21和副激振架22可拆卸连接的筋板连接方案，也可以是在主激振架21的横梁上固设插槽，副激振架22的横梁可拆卸设置在插槽内并使用销轴实现副激振架22在主激振架21上的定位。上述的副激振架22可拆卸设置在主激振架21上的技术方案皆为现有技术，不再赘述。
支撑导板移动装置包括通过导轨滑块副移动设置在机架1内的滑台192，固联在滑台192上的支撑导板20。
具体实施时，支撑导板移动装置还包括固联在机架1内的导轨支架25，固联在导轨支架25内的滑台导轨103，由设置在机架1内的滑台驱动装置驱动与滑台导轨103构成导轨滑块副的滑台192移动设置在滑台导轨103上，在滑台192上开设滑台连接孔195用于设置支撑导板20。滑台驱动装置包括由设置在导轨支架25上与发电机电连接的升降电机19驱动转动设置在导轨支架25上的丝杠191，与丝杠191构成丝杠螺母副的滑台192移动设置在丝杆191上；在导轨支架25的前后两侧凹设承振凹槽104，在滑台192上凸设承振凸台105，承振凸台105移动设置在承振凹槽104内。
激振架移动装置包括固联在支撑导板20上横向设置且与发电机电连接的电动推杆102；在电动推杆102的执行杆106上固联主激振架21。电动推杆102为现有技术，此不赘述。
激振装置包括由设置在主激振架21和副激振架22横梁211上与发电机电连接的激振电机2驱动的曲柄滑块机构，由曲柄滑块机构驱动上下振动的设置在主激振架21和副激振架22内的激振轴502。
具体实施时，激振装置还包括沿横梁211纵向固联在主激振架21和副激振架22横梁上的激振机架101，竖向固设在激振机架101上的导轨8，由设置在激振机架101上的激振电机2驱动转动设置在激振机架101上的偏心圆盘4，上端使用偏心销轴401通过开设在偏心圆盘4上径向的调心槽402铰接在偏心圆盘4上的连杆6，铰接在连杆6的下端与导轨8构成导轨滑块副的滑块9，上端与滑块9固联移动设置在主激振架21和副激振架22的直线轴承214内的激振轴5。图示中，在滑块9上固联连接件7，连杆6的下端与连接件7铰接，激振轴固联在连接件7上。
图示中，激振电机2主轴27通过梅花联轴器3与偏心圆盘主轴28铰接，在偏心圆盘主轴28上固联偏心圆盘4，嵌设在固联于激振机架101上的轴承座29内的轴承（图中未示出）为偏心圆盘主轴28提供转动支撑。
激振刷23包括沿激振轴5的轴向均布在激振轴5上的若干采摘盘501，沿采摘盘501的周向均布在采摘盘501上的若干激振杆502，为与浆果果树树冠外形相接近，由位于激振轴5端部的采摘盘501上的激振杆502至位于激振轴5中部的采摘盘501上的激振杆502的长度渐小。
本案中，一根激振轴5上具有十个采摘盘501，位于两端的采摘盘501上的激振杆502的长度为100mm～520mm（图示中，该规格的激振杆502有两组，取其长度为500mm），位于中部的两个采摘盘上的激振杆的长度为100mm～420mm（图示中，该规格的激振杆502有两组，取其长度为400mm），位于端部的和中部的采摘盘之间的采摘盘上的激振杆的长度为100mm～370mm（图示中，该规格的激振杆502有上下各三组计六组，取其长度为350mm）。
输送装置包括可拆卸设置在行走装置18上的输送装置支架26，移动设置在输送装置支架26上的输送带14，设置在输送装置支架26两侧用于承接浆果并将浆果导流至输送带14上的挡板16，位于输送装置支架26前侧的挡板16由输送装置支架26前侧至行走装置18前部倾斜向上，位于输送装置支架26后侧的挡板16由输送装置支架26后侧至行走装置18后部倾斜向上；输送装置的顶端位于主集果箱15上口的上方。
具体实施时，输送装置还包括由设置在输送装置支架26内与发电机电连接的输送电机12驱动、转动设置在输送装置支架26内的主动链轮11，由主动链轮11通过链传动驱动转动设置在输送装置支架26上部的主动滚筒13，转动设置在输送装置支架26下端和输送装置支架26折弯过渡处的从动滚筒131，移动设置在主动滚筒13和从动滚筒131上的输送带14。
输送装置还包括转动设置在输送装置支架26折弯过渡处下面用于调节输送带14张紧度的张紧轮133，在输送带14上均布有用于阻挡浆果下滑的档条134。
在位于输送装置支架26前侧的挡板16上设置有用于将垂地（包括几近垂地）的枝条送入激振刷的导向板161，导向板161由输送装置支架26至行走装置18前端向下倾斜；在输送装置的输送装置支架26和副集果箱24的底部皆安装有两个万向轮132。
输送装置支架26为空间框架结构，为平面框架在中上部折弯，折弯后的输送装置支架26为上拱的空间框架结构。
在输送装置支架26的顶端设置链轮传动装置，具体为，在输送装置支架26的顶端沿输送装置支架26的横向设置有输送电机12，输送电机12输出的动力经行星齿轮减速器201减速后通过梅花联轴器3传递至链轮轴31，在链轮轴31的外端固设主动链轮11，嵌设在固设于输送装置支架26上的轴承支架内的轴承（图中未示出）为链轮轴31提供转动支撑。
在链轮传动装置和主动滚筒13之间的空隙为泻果口30，输送带14输送上来的浆果经泄果口30下泻至主集果箱15。
使用上述侧跨激振式浆果采收机进行枸杞采收作业时：
在主激振架的外侧安装副激振架，事实上是在行走装置的两侧各具有两个激振刷；在行走装置两侧安装输送装置；
启动柴油发动机和发电机，车轮驱动电机驱动行走装置迎向枸杞果树；
根据枸杞果树树冠的高度，支撑导板随行于支撑导板移动装置的滑台在机架内竖向移动带动主激振架和副激振架同步移动以适应于浆果果树树冠的高度；根据枸杞果树的行距，支撑导板随行于激振架移动装置电动推杆的执行杆外伸或回缩带动主激振架和副激振架同步移动以适应于枸杞果树的行距；上述的关于支撑导板高度和间距的调节，事实上是为行走装置同一侧的中部内凹的两套激振刷同时对一行枸杞果树的两侧进行采收作业、行走装置两侧的四套激振刷同时对两行枸杞果树的两侧进行采收作业创造条件，即行走装置依次行走可同时对两行枸杞果树进行采收作业；
行走装置在浆果果树行间行走，导向板将垂地的枝条送入激振刷；
启动激振电机驱动曲柄滑块机构，曲柄滑块机构驱动激振轴在主激振架和副激振架内上下振动，激振刷的激振杆对枸杞枝条施加激振力，该激振力大于枸杞与枸杞枝条的结合力时，枸杞（果蒂）在与枸杞枝条连接脆弱处断裂，枸杞与浆果枝条分离下落；
经设置在主激振架内的激振刷激振下落的枸杞至输送装置的输送带和挡板上，落至挡板上的枸杞由挡板导流至输送带上，枸杞经输送带由输送装置上部的泻果口落至主集果箱予以收纳；经设置在副激振架内的激振刷激振下落至挡板上的浆果由挡板导流至副集果箱予以临时收纳。
本技术的有益效果是：
上述的侧跨激振式浆果采收机，可侧挂若干套激振装置，用于矮化密植浆果果树的果实机械化连续采收，主要用于对枸杞的机械化连续采收，在进行浆果采收作业时，位于行走装置两侧的主激振架和副激振架跨越浆果果树，其激振装置的高度、采幅可调以满足对于不同高度和不同行距浆果果树的果实高效率连续采收，一次采收作业可完成对于两行浆果果树的浆果采收。
Claims (5)
1.一种侧跨激振式浆果采收机，包括行走装置，设置在行走装置上的发动机、由发动机驱动的发电机、与发电机电连接用于驱动行走装置的车轮驱动电机，其特征是，还包括设置在行走装置上的机架，通过支撑导板移动装置竖向的移动设置在机架内相对布设的一对支撑导板，通过激振架移动装置沿行走装置的横向移动设置在支撑导板上的主激振架，可拆卸设置在主激振架外侧的副激振架，通过激振装置上下振动设置在主激振架和副激振架内中部内凹的激振刷，设置在行走装置上的主集果箱，设置在副激振架下面用于临时收纳浆果的副集果箱，可拆卸设置在行走装置两侧用于承接并输送浆果至主集果箱的输送装置；
支撑导板移动装置包括通过导轨滑块副移动设置在机架内的滑台，固联在滑台上的支撑导板；
激振架移动装置包括固联在支撑导板上横向设置且与发电机电连接的电动推杆；在电动推杆的外端固联主激振架；
激振装置包括由设置在主激振架和副激振架横梁上与发电机电连接的激振电机驱动的曲柄滑块机构，由曲柄滑块机构驱动上下振动的设置在主激振架和副激振架内的激振轴；
激振刷包括沿激振轴的轴向均布在激振轴上的若干采摘盘，沿采摘盘的周向均布在采摘盘上的若干激振杆，由位于激振轴端部的采摘盘上的激振杆至位于激振轴中部的采摘盘上的激振杆的长度渐小；
输送装置包括可拆卸设置在行走装置上的输送装置支架，移动设置在输送装置支架上的输送带，设置在输送装置支架两侧用于承接浆果并将浆果导流至输送带上的挡板；输送装置的顶端位于主集果箱上口的上方；
支撑导板移动装置还包括固联在机架内的导轨支架，固联在导轨支架内的滑台导轨，由设置在机架内的滑台驱动装置驱动与滑台导轨构成导轨滑块副的滑台移动设置在滑台导轨上，在滑台上开设滑台连接孔用于设置支撑导板；
滑台驱动装置包括由与发电机电连接的升降电机驱动转动设置在导轨支架上的丝杠，与丝杠构成丝杠螺母副的滑台移动设置在丝杆上；在导轨支架的两侧凹设承振凹槽，在滑台上凸设承振凸台，承振凸台移动设置在承振凹槽内；
激振装置还包括沿横梁纵向固联在主激振架和副激振架横梁上的激振机架，竖向固设在激振机架上的导轨，由设置在激振机架上的激振电机驱动转动设置在激振机架上的偏心圆盘，上端通过开设在偏心圆盘上径向的调心槽铰接在偏心圆盘上的连杆，铰接在连杆的下端与导轨构成导轨滑块副的滑块，上端与滑块固联移动设置在主激振架和副激振架内的激振轴。
2.根据权利要求1所述的侧跨激振式浆果采收机，其特征是，输送装置还包括由设置在输送装置支架内与发电机电连接的输送电机驱动、转动设置在输送装置支架内的主动链轮，由主动链轮驱动转动设置在输送装置支架上部的主动滚筒，转动设置在输送装置支架下端和输送装置支架折弯过渡处的从动滚筒，移动设置在主动滚筒和从动滚筒上的输送带。
3.根据权利要求2所述的侧跨激振式浆果采收机，其特征是，输送装置还包括转动设置在输送装置支架折弯过渡处下面用于调节输送带张紧度的张紧轮，在输送带上均布有用于阻挡浆果下滑的档条。
4.根据权利要求2所述的侧跨激振式浆果采收机，其特征是，在位于输送装置支架前侧的挡板上设置有用于将垂地的枝条送入激振刷的导向板，导向板由输送装置支架至行走装置前端向下倾斜；在输送装置和副集果箱的底部皆安装有两个万向轮。
5.根据权利要求1所述的侧跨激振式浆果采收机，其特征是，一根激振轴上具有十个采摘盘，位于两端的采摘盘上的激振杆的长度为100mm～520mm，位于中部的两个采摘盘上的激振杆的长度为100mm～420mm，位于端部的和中部的采摘盘之间的采摘盘上的激振杆的长度为100mm～370mm。
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