CN111823378A - 一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工设备领域，具体是涉及一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，包括：承重梁，具有若干个，用于放置预制部件；承重梁之间设置有用于感应其正上方遮挡物的探测模块；机器人轨道，水平并且穿插设置在承重梁之间；移料机器人，移料机器人可移动的设置在机器人轨道上，一个或者多个移料机器人协作移动预制部件，使得若干预制部件在承重梁上排列成多排，相邻的两排预制部件之间留有一条机器人轨道；养护机器人，可移动的设置在机器人轨道上，养护机器人上设置有用于向预制部件洒水的喷洒机构。本设备可以自动码放待凝固的预制部件，同时定期养护。

Description

一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备

技术领域

本发明涉及建筑施工设备领域，具体是涉及一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备。

背景技术

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等），运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。

目前，浇筑建筑预制部件，需要人工将模具一个一个摆放在太阳下，然后浇筑水泥，搅拌后等待水泥自然凝固，效率低下。

所以，需要一种设备，将浇筑完水泥的模具，一个一个等间距排列摆放在太阳下暴晒，然后定期自动养护，并且自动收取结束养护周期的预制部件。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，本设备可以自动码放待凝固的预制部件，同时定期养护。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，包括：

承重梁，具有若干个，承重梁等间距并排并且水平安装在地面上，承重梁用于放置预制部件，承重梁之间设置有用于感应其正上方遮挡物的探测模块；机器人轨道，具有多个，机器人轨道水平并且穿插设置在承重梁之间；移料机器人，具有多个，移料机器人可移动的设置在机器人轨道上，一个或者多个移料机器人协作移动预制部件，使得若干预制部件在承重梁上排列成多排，相邻的两排预制部件之间留有一条机器人轨道；养护机器人，至少有一个，养护机器人可移动的设置在机器人轨道上，养护机器人上设置有用于向预制部件洒水的喷洒机构。

优选的，所述探测模块包括：支架，具有多个，支架设置在相邻的承重梁之间，支架为平行于承重梁的长条形状；光电传感器，具有若干个，光电传感器设置在支架上，光电传感器沿着支架的长度方向等间距排列，光电传感器的感应端竖直向上设置。

优选的，所述机器人轨道包括：

穿梭轨道，具有多个，穿梭轨道水平设置并且垂直于承重梁的长度方向，穿梭轨道贯穿承重梁或者设置在承重梁的旁侧；

平行轨道，具有多个，平行轨道水平设置并且平行于承重梁的长度方向，平行轨道设置在相邻的承重梁之间。

优选的，所述移料机器人为穿梭车。

优选的，所述喷洒机构包括：

水箱，用于储存大量清水；水枪，水枪的输出端垂直于承重梁的长度方向并且水平朝向预制部件设置；水泵，用于抽取水箱内部的清水并且传输至水泵的输入端。

优选的，所述养护机器人包括：

养护母车，可移动的设置在穿梭轨道上，养护母车具有与平行轨道结构和尺寸相同并且可供养护子车移动的轨道；

养护子车，设置在养护母车的轨道上，养护子车能够沿着平行轨道移动；

水箱和水泵安装在养护母车上，水枪安装在养护子车上。

优选的，所述喷洒机构还包括：

软管卷盘，软管卷盘包括卷盘和软管，卷盘可转动的安装在养护母车上，卷盘的旋转轴水平设置并且垂直于承重梁的长度方向，软管缠绕在卷盘上，软管的一端与水枪的输入端连通，软管的另一端与卷盘的轴心转动连接并且其与水泵的输出端连通；

旋转驱动机构，用于驱动卷盘始终具有收卷软管的趋势。

优选的，所述旋转驱动机构包括：

旋转驱动器，设置在养护母车上；

扭矩传感器，旋转驱动器的输出端通过扭矩传感器和卷盘的轴心传动连接。

优选的，所述水枪可俯仰转动的安装在养护母车上，所述喷洒机构还包括用于调整水枪俯仰角度的直线驱动器，水枪的输出端设置在其前端，水枪的中端与养护母车转动连接，直线驱动器的输出端与水枪的末端转动连接，直线驱动器的非工作部与养护子车转动连接。

优选的，水箱为顶部开口的空心壳体，所述喷洒机构还包括用于向水箱内部补充清水的补水机构，补水机构包括：

放水管，放水管的输入端与水源连通，放水管的输出端设置于穿梭轨道的旁侧，工作状态下，水箱位于放水管输出端的正下方；

电磁通止阀，安装在放水管的中端，用于阻断或者连通放水管的输入端和输出端；

水箱的内部安装有第一液位传感器和第二液位传感器，第一液位传感器和第二液位传感器分别安装于水箱内部靠近上方和靠近下方的位置。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1.本发明通过承重梁、机器人轨道和移料机器人实现了自动码放预制部件的功能，具体方法为：工作人员使用叉车将尚未凝固的预制部件连通模具一起搬运到承重梁的上料区间，使得预制部件水平骑跨在多根承重梁上；探测模块检测遮挡在其正上方的预制部件的长度与宽度，然后发送给控制***，控制***根据预制部件的长宽计算出移动预制部件需要的移料机器人数量；控制***发出指令至合适数量的移料机器人，多个移料机器人协同工作，共同将预制部件从上料区间移动至码放区间并且与其他的预制部件对齐，待凝固的预制部件连通模具一起并排码放在承重梁上等待凝固；预制部件的养护周期结束后，控制***发出指令使得移料机器人将预制部件从码放区间移动至卸料区间，等待工作人员使用叉车将其移走。

2.本发明通过机器人轨道、养护机器人、喷洒机构实现了自动养护预制部件的功能，具体方法为：养护机器人通过机器人轨道在多排预制部件之间来回穿插，然后养护机器人通过安装在其上的水箱、水枪、水泵间断性地向预制部件洒水，避免其表面出现片状或粉状脱落；水箱内部的水量不足时，养护机器人驱动水箱移动至补水机构处补充水量，然后养护机器人和喷洒机构继续工作。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的立体图一；

图3为图2的A处局部放大图；

图4为图2的B处局部放大图；

图5为本发明的移料机器人的立体图；

图6为本发明的移料机器人工作状态的主视图；

图7为本发明的立体图二；

图8为图7的C处局部放大图；

图9为图7的D处局部放大图；

图10和图11为本发明的养护机器人的两种不同视角的立体图；

图中标号为：

1-承重梁；1a-支架；1b-光电传感器；2-机器人轨道；2a-穿梭轨道；2b-平行轨道；3-移料机器人；3a-移料母车；3b-移料子车；4-养护机器人；4a-养护母车；4b-养护子车；5-喷洒机构；5a-水箱；5a1-第一液位传感器；5a2-第二液位传感器；5b-水枪；5c-水泵；5d-软管卷盘；5d1-卷盘；5d2-软管；5e-旋转驱动机构；5e1-旋转驱动器；5e2-扭矩传感器；5f-直线驱动器；5g-补水机构；5g1-放水管；5g2-电磁通止阀。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，如图1、2、7所示，包括：

承重梁1，具有若干个，承重梁1等间距并排并且水平安装在地面上，承重梁1用于放置预制部件，承重梁1之间设置有用于感应其正上方遮挡物的探测模块；机器人轨道2，具有多个，机器人轨道2水平并且穿插设置在承重梁1之间；移料机器人3，具有多个，移料机器人3可移动的设置在机器人轨道2上，一个或者多个移料机器人3协作移动预制部件，使得若干预制部件在承重梁1上排列成多排，相邻的两排预制部件之间留有一条机器人轨道2；养护机器人4，至少有一个，养护机器人4可移动的设置在机器人轨道2上，养护机器人4上设置有用于向预制部件洒水的喷洒机构5。

工作人员使用叉车将尚未凝固的预制部件连通模具一起搬运到承重梁1的最外侧，使得预制部件水平骑跨在多根承重梁1上；探测模块检测遮挡在其正上方的预制部件的长度与宽度，然后发送给控制***，控制***根据预制部件的长宽计算出需要的移料机器人3数量，然后发出指令至合适数量的移料机器人3；多个移料机器人3协同工作，共同将预制部件从上料区间移动至码放区间并且与其他的预制部件对齐，待凝固的预制部件连同模具一起并排码放在承重梁1上等待凝固；养护机器人4通过机器人轨道2在多排预制部件之间来回穿插，然后养护机器人4通过安装在其上的喷洒机构5间断性地向预制部件洒水，避免其表面出现片状或粉状脱落。

具体的，如图3、4所示，所述探测模块包括：支架1a，具有多个，支架1a设置在相邻的承重梁1之间，支架1a为平行于承重梁1的长条形状；光电传感器1b，具有若干个，光电传感器1b设置在支架1a上，光电传感器1b沿着支架1a的长度方向等间距排列，光电传感器1b的感应端竖直向上设置。光电传感器1b为具有防水结构的漫反射光电开关，或者支架1a上设置有罩盖在光电传感器1b上的透明防水壳，当预制部件骑跨多根承重梁1并且水平放置在承重梁1上时，预制部件遮挡多个光电传感器1b的感应端，控制***根据被遮挡住感应端的光电传感器1b的数量和位置，判断出预制部件的位置及其长宽，然后计算出需要多少移料机器人3来完成移料工作。

具体的，如图2、3所示，所述机器人轨道2包括：

穿梭轨道2a，具有多个，穿梭轨道2a水平设置并且垂直于承重梁1的长度方向，穿梭轨道2a贯穿承重梁1或者设置在承重梁1的旁侧；平行轨道2b，具有多个，平行轨道2b水平设置并且平行于承重梁1的长度方向，平行轨道2b设置在相邻的承重梁1之间。穿梭轨道2a一共有两个；一个穿梭轨道2a设置在承重梁1内部并且靠近承重梁1边缘的部位，该穿梭轨道2a将承重梁1分割成上料卸料区间和码放区间，移料机器人3通过该穿梭轨道2a在多个承重梁1之间移动；另一个穿梭轨道2a设置在承重梁1外部并且靠近承重梁1边缘的部位，养护机器人4通过该穿梭轨道2a在多个承重梁1之间移动；平行轨道2b的数量等于承重梁1的数量减一；移料机器人3通过平行轨道2b在承重梁1之间并且在预制部件的下方移动，如图6所示，移料时移料机器人3将预制部件升起使其在承重梁1的上方移动，移料机器人3通过平行轨道2b将预制部件从上料区间移动至码放区间，或者将预制部件从码放区间移动至卸料区间；养护机器人4通过平行轨道2b在承重梁1之间并且在相邻的两排预制部件之间移动。具体的，所述移料机器人3为穿梭车。穿梭车为仓储物流设备中以往复或者回环方式在固定轨道上运行的台车，穿梭车用于将货物运送到指定地点或接驳设备，其配备有智能感应***，能自动记忆原点位置，自动减速。穿梭车的具体结构此处不做累述。

如图5所示，移料机器人3为子母穿梭车，移料机器人3包括有移料母车3a和移料子车3b，移料母车3a用于牵引移料子车3b沿着穿梭轨道2a在多个承重梁1之间移动，当到达某一个特定的平行轨道2b的时候，移料子车3b可以自动释放，然后自主运行到平行轨道2b上面进行作业，移料母车3a在这个过程中继续向前行驶，这样就在无形中节约了不少的时间，大大加快了作业的速度。移料机器人3也可以为四向多轮穿梭车。

具体的，如图10、11所示，所述喷洒机构5包括：水箱5a，用于储存大量清水；水枪5b，水枪5b的输出端垂直于承重梁1的长度方向并且水平朝向预制部件设置；水泵5c，用于抽取水箱5a内部的清水并且传输至水泵5c的输入端。养护机器人4通过穿梭轨道2a和平行轨道2b在多排预制部件之间来回穿梭，喷洒机构5伴随着养护机器人4一起移动，水枪5b对着预制部件喷洒水泵5c从水箱5a内部抽取的清水。具体的，如图8、10、11所示，所述养护机器人4包括：养护母车4a，可移动的设置在穿梭轨道2a上，养护母车4a具有与平行轨道2b结构和尺寸相同并且可供养护子车4b移动的轨道；养护子车4b，设置在养护母车4a的轨道上，养护子车4b能够沿着平行轨道2b移动；水箱5a和水泵5c安装在养护母车4a上，水枪5b安装在养护子车4b上。养护母车4a沿着穿梭轨道2a行驶，用于输送养护子车4b、水箱5a、水泵5c至特定的平行轨道2b旁侧，然后养护子车4b带着水枪5b沿着平行轨道2b行驶在相邻的两排预制部件之间，水枪5b对着预制部件喷洒水泵5c从水箱5a内部抽取的清水。具体的，如图10、11所示，所述喷洒机构5还包括：软管卷盘5d，软管卷盘5d包括卷盘5d1和软管5d2，卷盘5d1可转动的安装在养护母车4a上，卷盘5d1的旋转轴水平设置并且垂直于承重梁1的长度方向，软管5d2缠绕在卷盘5d1上，软管5d2的一端与水枪5b的输入端连通，软管5d2的另一端与卷盘5d1的轴心转动连接并且其与水泵5c的输出端连通；旋转驱动机构5e，用于驱动卷盘5d1始终具有收卷软管5d2的趋势。软管卷盘5d为消防卷盘，其进水口安装有可旋转地进水管，其出水口安装有缠绕在卷盘上的出水管，卷盘5d1在养护母车4a上的转动不会影响到软管5d2的进出水；养护子车4b脱离养护母车4a在平行轨道2b上移动时，卷盘5d1随之适应性地转动以释放软管5d2，旋转驱动机构5e驱动卷盘5d1始终具有收卷软管5d2的趋势，使得软管5d2横跨在卷盘5d1和水枪5b的部位得以被拉直。具体的，如图10、11所示，所述旋转驱动机构5e包括：旋转驱动器5e1，设置在养护母车4a上；扭矩传感器5e2，旋转驱动器5e1的输出端通过扭矩传感器5e2和卷盘5d1的轴心传动连接。旋转驱动器5e1为安装有减速器的伺服电机，扭矩传感器5e2可作为具有检测扭矩功能的联轴器使用，旋转驱动器5e1通过扭矩传感器5e2驱动卷盘5d1转动；在养护子车4b远离养护母车4a导致软管5d2绷紧时，软管5d2施加在卷盘5d1上的扭矩增大，旋转驱动器5e1驱动卷盘5d1释放软管5d2以减小扭矩；在养护子车4b靠近养护母车4a导致软管5d2松弛时，软管5d2施加在卷盘5d1上的扭矩减小，旋转驱动器5e1驱动卷盘5d1收卷软管5d2以增大扭矩；从而使得卷盘5d1始终具有收卷软管5d2的趋势。

具体的，如图10、11所示，所述水枪5b可俯仰转动的安装在养护母车4a上，所述喷洒机构5还包括用于调整水枪5b俯仰角度的直线驱动器5f，水枪5b的输出端设置在其前端，水枪5b的中端与养护母车4a转动连接，直线驱动器5f的输出端与水枪5b的末端转动连接，直线驱动器5f的非工作部与养护子车4b转动连接。

直线驱动器5f为电动推杆，控制***通过预制部件的长宽尺寸，计算出水枪5b喷满整个预制部件需要的俯仰角度，然后通过直线驱动器5f驱动水枪5b的末端移动，使得水枪5b环绕其中端旋转，从而调整水枪5b输出端的俯仰角度；直线驱动器5f也可以驱动水枪5b在俯仰运动的轨迹上往复摇摆，从而适应尺寸更长的预制部件。

具体的，如图9、10所示，水箱5a为顶部开口的空心壳体，所述喷洒机构5还包括用于向水箱5a内部补充清水的补水机构5g，补水机构5g包括：

放水管5g1，放水管5g1的输入端与水源连通，放水管5g1的输出端设置于穿梭轨道2a的旁侧，工作状态下，水箱5a位于放水管5g1输出端的正下方；

电磁通止阀5g2，安装在放水管5g1的中端，用于阻断或者连通放水管5g1的输入端和输出端；水箱5a的内部安装有第一液位传感器5a1和第二液位传感器5a2，第一液位传感器5a1和第二液位传感器5a2分别安装于水箱5a内部靠近上方和靠近下方的位置。

第一液位传感器5a1和第二液位传感器5a2均为连杆浮球液位开关，当水箱5a内部的水位下降到第二液位传感器5a2的感应位置时，养护机器人4和喷洒机构5停止工作，养护子车4b回到养护母车4a上，养护母车4a驱动水箱5a移动至放水管5g1的正下方，然后电磁通止阀5g2开启，水源通过放水管5g1向水箱5a内部补充清水；当水箱5a内部的水位上升到第一液位传感器5a1的感应位置时，电磁通止阀5g2关闭，养护机器人4和喷洒机构5继续工作。

本发明的工作原理：

本装置通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一、工作人员使用叉车将尚未凝固的预制部件连通模具一起搬运到承重梁1的上料区间，使得预制部件水平骑跨在多根承重梁1上；

步骤二、探测模块检测遮挡在其正上方的预制部件的长度与宽度，然后发送给控制***，控制***根据预制部件的长宽计算出移动预制部件需要的移料机器人3数量，同时计算出喷洒机构5的喷射角度；

步骤三、控制***发出指令至直线驱动器5f，直线驱动器5f驱动水枪5b转动从而调整其俯仰角度，使得水枪5b喷射的水流能够覆盖到整个预制部件；

步骤四、控制***发出指令至合适数量的移料机器人3，多个移料机器人3协同工作，共同将预制部件从上料区间移动至码放区间并且与其他的预制部件对齐，待凝固的预制部件连通模具一起并排码放在承重梁1上等待凝固；

步骤五、养护机器人4通过机器人轨道2在多排预制部件之间来回穿插，然后养护机器人4通过安装在其上的水箱5a、水枪5b、水泵5c间断性地向预制部件洒水，避免其表面出现片状或粉状脱落；

步骤六、水箱5a内部的水量不足时，养护机器人4驱动水箱5a移动至补水机构5g处补充水量，然后养护机器人4和喷洒机构5继续工作；

步骤七、控制***发出指令至合适数量的移料机器人3，使其将养护周期结束的预制部件从码放区间移动至卸料区间，等待工作人员使用叉车将其移走。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，包括：承重梁（1），具有若干个，承重梁（1）等间距并排并且水平安装在地面上，承重梁（1）用于放置预制部件，承重梁（1）之间设置有用于感应其正上方遮挡物的探测模块；机器人轨道（2），具有多个，机器人轨道（2）水平并且穿插设置在承重梁（1）之间；移料机器人（3），具有多个，移料机器人（3）可移动的设置在机器人轨道（2）上，一个或者多个移料机器人（3）协作移动预制部件，使得若干预制部件在承重梁（1）上排列成多排，相邻的两排预制部件之间留有一条机器人轨道（2）；养护机器人（4），至少有一个，养护机器人（4）可移动的设置在机器人轨道（2）上，养护机器人（4）上设置有用于向预制部件洒水的喷洒机构（5）。

2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，所述探测模块包括：支架（1a），具有多个，支架（1a）设置在相邻的承重梁（1）之间，支架（1a）为平行于承重梁（1）的长条形状；光电传感器（1b），具有若干个，光电传感器（1b）设置在支架（1a）上，光电传感器（1b）沿着支架（1a）的长度方向等间距排列，光电传感器（1b）的感应端竖直向上设置。

3.根据权利要求1所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，所述机器人轨道（2）包括：穿梭轨道（2a），具有多个，穿梭轨道（2a）水平设置并且垂直于承重梁（1）的长度方向，穿梭轨道（2a）贯穿承重梁（1）或者设置在承重梁（1）的旁侧；平行轨道（2b），具有多个，平行轨道（2b）水平设置并且平行于承重梁（1）的长度方向，平行轨道（2b）设置在相邻的承重梁（1）之间。

4.根据权利要求3所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，所述移料机器人（3）为穿梭车。

5.根据权利要求3所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，所述喷洒机构（5）包括：水箱（5a），用于储存大量清水；水枪（5b），水枪（5b）的输出端垂直于承重梁（1）的长度方向并且水平朝向预制部件设置；水泵（5c），用于抽取水箱（5a）内部的清水并且传输至水泵（5c）的输入端。

6.根据权利要求5所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，所述养护机器人（4）包括：养护母车（4a），可移动的设置在穿梭轨道（2a）上，养护母车（4a）具有与平行轨道（2b）结构和尺寸相同并且可供养护子车（4b）移动的轨道；养护子车（4b），设置在养护母车（4a）的轨道上，养护子车（4b）能够沿着平行轨道（2b）移动；水箱（5a）和水泵（5c）安装在养护母车（4a）上，水枪（5b）安装在养护子车（4b）上。

7.根据权利要求6所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，所述喷洒机构（5）还包括：软管卷盘（5d），软管卷盘（5d）包括卷盘（5d1）和软管（5d2），卷盘（5d1）可转动的安装在养护母车（4a）上，卷盘（5d1）的旋转轴水平设置并且垂直于承重梁（1）的长度方向，软管（5d2）缠绕在卷盘（5d1）上，软管（5d2）的一端与水枪（5b）的输入端连通，软管（5d2）的另一端与卷盘（5d1）的轴心转动连接并且其与水泵（5c）的输出端连通；旋转驱动机构（5e），用于驱动卷盘（5d1）始终具有收卷软管（5d2）的趋势。

8.根据权利要求7所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，所述旋转驱动机构（5e）包括：旋转驱动器（5e1），设置在养护母车（4a）上；扭矩传感器（5e2），旋转驱动器（5e1）的输出端通过扭矩传感器（5e2）和卷盘（5d1）的轴心传动连接。

9.根据权利要求6所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，所述水枪（5b）可俯仰转动的安装在养护母车（4a）上，所述喷洒机构（5）还包括用于调整水枪（5b）俯仰角度的直线驱动器（5f），水枪（5b）的输出端设置在其前端，水枪（5b）的中端与养护母车（4a）转动连接，直线驱动器（5f）的输出端与水枪（5b）的末端转动连接，直线驱动器（5f）的非工作部与养护子车（4b）转动连接。

10.根据权利要求5所述的一种装配式建筑预制部件自动码放养护设备，其特征在于，水箱（5a）为顶部开口的空心壳体，所述喷洒机构（5）还包括用于向水箱（5a）内部补充清水的补水机构（5g），补水机构（5g）包括：放水管（5g1），放水管（5g1）的输入端与水源连通，放水管（5g1）的输出端设置于穿梭轨道（2a）的旁侧，工作状态下，水箱（5a）位于放水管（5g1）输出端的正下方；电磁通止阀（5g2），安装在放水管（5g1）的中端，用于阻断或者连通放水管（5g1）的输入端和输出端；水箱（5a）的内部安装有第一液位传感器（5a1）和第二液位传感器（5a2），第一液位传感器（5a1）和第二液位传感器（5a2）分别安装于水箱（5a）内部靠近上方和靠近下方的位置。

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