CN113099821B - 一种基于割草机用的可支撑高负载的机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于割草机用的可支撑高负载的机械臂，应用在割草机上以带动割草机刀体进行割草，其中本发明的机械臂还可以360度旋转，使得安装在机械臂上的割草机刀体可以进行多方位割草，而本发明的机械臂不单单依靠电机作为负载支撑，还通过负载支撑臂进行负载支撑，使得能够支撑高负载，也使得可以依靠低功率的电机支撑高负载，大大降低设计成本，能够满足用户的高质量要求，大大提升了用户的体验。

Description

一种基于割草机用的可支撑高负载的机械臂

技术领域

本发明涉及割草机技术领域，特别涉及一种基于割草机用的可支撑高负载的机械臂。

背景技术

随着科技的发展，各种机器设备不断出现，如割草机，适合家庭庭院、公共绿地等场所进行草坪修剪维护的机器。目前，割草机可以被配置为园艺拖拉机、骑行割草机、商用手扶式割草机和小型手扶式割草机。

目前，市面上的割草机安装有机械臂，而机械臂上安装有割草机刀体，以通过机械臂来控制割草机刀体进行割草，然而，市面上的割草机的机械臂的负载主要是依靠电机支撑的，导致机械臂所能支撑的负载小，大大降低了用户的体验。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于割草机用的可支撑高负载的机械臂，不单单依靠电机作为负载支撑，还通过负载支撑臂进行负载支撑，使得能够支撑高负载，大大提升了用户的体验。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于割草机用的可支撑高负载的机械臂，包括第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机，其特征在于，还包括：支座板，其中所述第一电机设置在所述支座板中；第一支撑座，与所述第一电机的转动轴固定连接，其中所述第二电机设置在所述第一支撑座中；第一支撑杆，其一端转动设置在所述第一支撑座中，其中所述第二电机的转动轴与所述第一支撑杆的一端固定连接；第二支撑座，设置在所述第一支撑杆的另一端中，其中所述第三电机设置在所述第二支撑座中；第二支撑杆，其一端转动设置在所述第二支撑座中，其中所述第三电机的转动轴与所述第二支撑杆的一端固定连接；第三支撑座，设置在所述第二支撑杆的另一端中，其中所述第四电机设置在所述第三支撑座中；第三支撑杆，其一端转动设置在所述第三支撑座中，其中所述第四电机的转动轴与所述第三支撑杆的一端固定连接，且所述第五电机设置在所述第三支撑杆的另一端；刀具固定架，用于固定割草机刀体，转动设置在所述第三支撑杆的另一端中，其中所述第五电机的转动轴与所述刀具固定架固定连接；第一负载支撑臂，可伸缩设置，其一端设置在所述第一支撑座中，另一端设置在所述第一支撑杆中。

进一步的，还包括：第二负载支撑臂，可伸缩设置，其一端设置在所述第一支撑座中，另一端设置在所述第一支撑杆中。

进一步的，所述第一负载支撑臂和所述第二负载支撑臂平行对称设置，所述第一负载支撑臂和所述第二负载支撑臂为液压支撑杆或气压支撑杆，且在正常状态下，所述第一负载支撑臂和所述第二负载支撑臂的伸缩杆均保持伸出状态。

进一步的，所述第一支撑杆与所述第一负载支撑臂的夹角小于15度，所述第一支撑杆、所述第二支撑杆和所述第三支撑杆的长度均相等，且所述第一支撑杆的外径大于所述第二支撑杆的外径，所述第二支撑杆的外径大于所述第三支撑杆的外径。

进一步的，所述第一支撑座包括有第一支撑板以及朝远离所述第一支撑杆的方向延伸的第一延伸板，其中所述第一延伸板设有第一凸起部，所述第一凸起部设有第一通孔，所述第一通孔中转动设置有第一转动杆，所述第一负载支撑臂的一端与所述第一转动杆的一端连接，所述第二负载支撑臂的一端与所述第一转动杆的另一端连接。

进一步的，所述第一支撑杆的中部可拆卸设有第二凸起部，所述第二凸起部设有第二通孔，所述第二通孔中转动设置第二转动杆，所述第一负载支撑臂的另一端与所述第二转动杆的一端连接，所述第二负载支撑臂的另一端与所述第二转动杆的另一端连接。

进一步的，还包括：第一夹板，可拆卸设置在所述第一支撑杆的中部；第二夹板，可拆卸设置在所述第一支撑杆的中部，其中所述第一夹板的一侧边与所述第二夹板的一侧边可拆卸连接，所述第第一夹板的另一侧边和所述第二夹板的另一侧边可拆卸连接，且所述第二凸起部设置在所述第一夹板和所述第二夹板两者中的一者中。

进一步的，所述第一支撑杆的中部间隔设置有多个第一螺纹孔，所述第一夹板和所述第二夹板两者中的一者的内侧壁设有加强支撑垫，所述第一夹板和所述第二夹板两者中的一者还间隔设置有与所述多个第一螺纹孔对应且穿过所述加强支撑垫的多个第二螺孔，以使得螺钉螺纹连接在第二螺纹孔和第一螺纹孔中，且所述第二凸起部设置在所述加强支撑垫的一侧，所述第二凸起部和所述第一凸起部处于同一侧。

进一步的，所述第一支撑座还包括间隔设置在第一支撑板的顶面上的第一竖直板、第二竖直板和第三竖直板，所述第二电机设置在所述第一竖直板中，所述第一支撑杆的一端转动设置在所述第二竖直板和所述第三竖直板之间，且所述第二电机的转动轴穿过所述第一竖直板、所述第二竖直板和所述第三竖直板并与所述第一支撑杆的一端固定连接。

进一步的，所述第一支撑杆的一端螺纹连接有第一关节，所述第一支撑杆的另一端螺纹连接有第二关节，所述第二关节远离所述第一支撑杆的一端设置在所述第二支撑座中，所述第一关节远离所述第一支撑杆的一端延伸设有收容在所述第二竖直板和所述第三竖直板之间的第一卡置板，所述第一卡置板设有呈多边形状的第一卡置孔，所述第二电机的转动轴收容在所述第二竖直板和所述第三竖直板之间的一端呈多边形状且卡置在所述第一卡置孔内。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明所公开的基于割草机用的可支撑高负载的机械臂应用在割草机上以带动割草机刀体进行割草，而本发明的机械臂可以360度旋转，使得安装在机械臂上的割草机刀体可以进行多方位割草，另外，本发明的机械臂不单单依靠电机作为负载支撑，还通过负载支撑臂进行负载支撑，使得能够支撑高负载，也使得可以依靠低功率的电机支撑高负载，大大降低设计成本，能够满足用户的高质量要求，大大提升了用户的体验。

附图说明

图1是本发明基于割草机用的可支撑高负载的机械臂的结构示意图；

图2是图1中机械臂的第一局部结构示意图；

图3是图1中机械臂的第二局部结构示意图；

图4是图1中机械臂的第三局部结构示意图；

图5是图1中机械臂的第四局部结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1-5，该基于割草机用的可支撑高负载的机械臂包括支座板10、第一支撑座11、第一支撑杆12、第二支撑座13、第二支撑杆14、第三支撑座15、第三支撑杆16、刀具固定架17、第一负载支撑臂18、第二负载支撑臂19、第一电机20、第二电机21、第三电机22、第四电机23和第五电机24。

第一电机20设置在支座板10中。具体地，第一电机20设置在支座板10的底面，而支座板10中设有支座通孔，第一电机20的转动轴穿设在支座通孔中。

第一支撑座11与第一电机20的转动轴固定连接，以通过第一电机20带动第一支撑座11转动。应理解，第一支撑座11是设置在支座板10的上方的。

在本实施例中，第二电机21设置在第一支撑座11中。

第一支撑杆12的一端转动设置在第一支撑座11中。

在本实施例中，第二电机21的转动轴与第一支撑杆12的一端固定连接，以通过第二电机21带动第一支撑杆12转动。

第一支撑座11包括有第一支撑板111、朝远离第一支撑杆12的方向延伸的第一延伸板112以及间隔设置在第一支撑板111的顶面上的第一竖直板113、第二竖直板114和第三竖直板115。也就是说，第一竖直板113、第二竖直板114和第三竖直板115是间隔设置在第一支撑板111上的。

应理解，第一竖直板113、第二竖直板114和第三竖直板115间隔平行设置。优选地，第二竖直板114设置在第一竖直板113和第三竖直板115之间。

优选地，第二电机21设置在第一竖直板113中，应理解，第二电机21是设置在第一竖直板113远离第二竖直板114的一侧面上。

第一支撑杆12的一端转动设置在第二竖直板114和第三竖直板115之间。进一步的，第二电机21的转动轴穿过第一竖直板113、第二竖直板114和第三竖直板115并与第一支撑杆12的一端固定连接。应理解，由于第二电机21的转动轴与第一支撑杆12的一端固定连接，因此可以通过第二电机21带动第一支撑杆12转动。

应理解，第一竖直板113设有第一开孔，第二竖直板114设有第二开孔，第三竖直板115设有第三开孔，第二电机21的转动轴穿过并转动设置在第一开孔、第二开孔和第三开孔内。

在本实施例中，第一支撑杆12的一端螺纹连接有第一关节121，第一支撑杆12的另一端螺纹连接有第二关节122，而第一关节121是与第二电机21的转动轴固定连接的。应理解，第一关节121和第二关节122是螺纹连接在第一支撑杆上的，方便拆卸及安装。

应理解，第一关节121与第二电机21的转动轴固定连接，优选地，第一关节121远离第一支撑杆12的一端延伸设有收容在第二竖直板114和第三竖直板115之间的第一卡置板1211，其中第一卡置板1211设有呈多边形状的第一卡置孔，第二电机21的转动轴收容在第二竖直板114和第三竖直板115之间的一端呈多边形状且卡置在第一卡置孔内，使得第一卡置板1211与第二电机21的转动轴固定连接。

优选地，第一卡置板1211的数量有两个。应理解，第一卡置孔呈多边形状，而第二电机21的转动轴收容在第二竖直板114和第三竖直板115之间的一端呈多边形状，使得第二电机21的转动轴的一端能够与第一卡置孔互相卡置，以通过第二电机21带动第一关节121转动。

第二支撑座13设置在第一支撑杆12的另一端中，优选地，第二关节122远离第一支撑杆12的一端设置在第二支撑座13中，以使得第一支撑杆12带动第二支撑座12同步转动。

在本实施例中，第三电机22设置在第二支撑座13中。

第二支撑杆14的一端转动设置在第二支撑座13中，其中第三电机22的转动轴与第二支撑杆14的一端固定连接，以通过第三电机22带动第二支撑杆14转动。

具体地，第二支撑座13中设有第一安装柱131，第一安装柱131设有第一安装孔1310，第一安装孔内设有第一轴承，第二支撑杆14的一端固定设置在第一轴承内，且第三电机22设置在第一安装柱131的一端，第三电机22的转动轴与第二支撑杆14的一端固定连接，以通过第三电机22带动第二支撑杆14转动。应理解，第三电机22是带动第二支撑杆14在第一安装柱131内转动的。

第三支撑座15设置在第二支撑杆14的另一端中，应理解，第三支撑座15是固定设置在第二支撑杆14的另一端的，以使得第三支撑座15跟随第二支撑杆14同步转动。

在本实施例中，第四电机23设置在第三支撑座15中。

第三支撑杆16的一端转动设置在第三支撑座15中，其中第四电机23的转动轴与第三支撑杆16的一端固定连接，以通过第四电机23带动第三支撑杆16转动。

优选地，第二支撑杆14的另一端螺纹连接有第三关节141，第三支撑座15包括设置在第三关节141远离第二支撑杆14的一端的两侧的第三关节夹板151和第四关节夹板151以及转动设置在第三关节夹板151和第四关节夹板152之间的第二转动部153，其中第四电机23设置在第三关节夹板151的一侧，第四电机23的转动轴穿设在第三关节夹板151和第四关节夹板152中，且第四电机23的转动轴与第二转动部153收容在第三关节夹板151和第四关节夹板152之间的一端固定连接，以通过第四电机23带动第二转动部153转动。

应理解，第二转动部153的一端是与第四电机23的转动轴固定连接，进一步的，第二转动部153的另一端设有第二安装孔，其中第三支撑杆16的一端固定设置在第二安装孔内，以通过第四电机23带动第二转动部153转动，以带动第三支撑杆16转动。

优选地，第五电机24设置在第三支撑杆16的另一端。

刀具固定架17用于固定割草机刀体，其中刀具固定架17转动设置在第三支撑杆16的另一端中，进一步的，第五电机24的转动轴与刀具固定架17固定连接，以通过第五电机24带动刀具固定架17转动。

应理解，由于第一电机20带动第一支撑座11转动、第二电机21带动第一支撑杆12转动、第三电机22带动第二支撑杆14转动、第四电机23带动第三支撑杆16转动以及第五电机24带动刀具固定架17转动，使得整个机械臂能够实现360度旋转，使得割草机刀体可进行任意位置割草。

第一负载支撑臂18可伸缩设置，其中第一负载支撑臂18的一端设置在第一支撑座11中，第一负载支撑臂18的另一端设置在第一支撑杆12中。

第二负载支撑臂19可伸缩设置，第二负载支撑臂19的一端设置在第一支撑座11中，第二负载支撑臂19的另一端设置在第一支撑杆12中。

优选地，第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19为液压支撑杆或气压支撑杆。

优选地，在正常状态下，第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19的伸缩杆均保持伸出状态。也就是说，在正常状态下，即第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19没有被挤压时，第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19的伸缩杆是保持伸出状态，只有在受到挤压或比较大的负载时才会处于压缩状态，或者受到比较大的拉力时才会处于拉伸状态。

在本实施例中，第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19平行对称设置，使得可以通过两个负载支撑臂18支撑第一支撑杆12，使得能够支撑更重的负载。

应理解，在机械臂的刀具固定架17用于与割草机刀体连接，而机械臂是可以360度旋转的，因此机械臂的所受到的本身重力均会依靠第一电机20、第二电机21、第三电机22、第四电机23和第五电机24来支撑，而同时还可以依靠第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19支撑第一支撑杆12，使得机械臂所受到的负载会分散在第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19中，使得能够支撑高负载，也使得可以依靠低功率的电机支撑高负载，即只选择低功率的一电机20、第二电机21、第三电机22、第四电机23和第五电机24即可完成支撑机械臂，主要的重负载依靠第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19来支撑，使得可以大大降低设计成本。

优选地，第一支撑杆12与第一负载支撑臂18的夹角小于15度，这样使得能够支撑更大的负载。应理解，由于第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19平行对称设置，因此第一支撑杆12与第二负载支撑臂19的夹角也是小于15度。

在本实施例中，第一支撑杆12、第二支撑杆14和第三支撑杆16的长度均相等，且第一支撑杆12的外径大于第二支撑杆14的外径，第二支撑杆14的外径大于第三支撑杆16的外径。应理解，由于第一支撑杆12的外径大于第二支撑杆14的外径以及第二支撑杆14的外径大于第三支撑杆16的外径，这样能够支撑更大的负载，因为第一支撑杆12的外径比较大，因此能够承载比较大的负载，这样也使得安装在刀具固定架17的负载可以更重。

应理解，第一支撑杆12、第二支撑杆14和第三支撑杆16均是呈圆柱状的。

进一步的，第一延伸板112设有第一凸起部1121，第一凸起部1121设有第一通孔，第一通孔中转动设置有第一转动杆1122，第一负载支撑臂18的一端与第一转动杆1122的一端连接，第二负载支撑臂19的一端与第一转动杆1122的另一端连接。

进一步的，第一支撑杆12的中部可拆卸设有第二凸起部120，第二凸起部120设有第二通孔，第二通孔中转动设置第二转动杆1201，第一负载支撑臂18的另一端与第二转动杆1201的一端连接，第二负载支撑臂19的另一端与第二转动杆1201的另一端连接。

在本实施例中，该可支撑高负载的机械臂还包括第一夹板123和第二夹板124，其中第一夹板123可拆卸设置在第一支撑杆12中，第二夹板124可拆卸设置在第一支撑杆12中。

优选地，第一夹板123可拆卸设置在第一支撑杆12的中部，第二夹板124可拆卸设置在第一支撑杆12的中部。应理解，第一夹板123和第二夹板124对称设置在第一支撑杆12的中部的两侧，第一夹板123和第二夹板124形成有夹紧空间，第一支撑杆12收容在该夹紧空间内。

进一步的，第一夹板123的一侧边与第二夹板124的一侧边可拆卸连接，第一夹板123的另一侧边和第二夹板124的另一侧边可拆卸连接，且第二凸起部120设置在第一夹板123和第二夹板124两者中的一者中。应理解，由于第一夹板123和第二夹板124可拆卸设置在第一支撑杆12中，因此可以根据需要将第二凸起部120设置在第一支撑杆12的不同位置，使得可以改变第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19支撑在第一支撑杆12的支撑点，灵活性好。

值得注意的是，第一负载支撑臂18和第二负载支撑臂19支撑在第一支撑杆12上的支撑点设置在第一支撑杆12的中部，支撑效果最好，支撑负载大。

在本实施例中，第一支撑杆12的中部间隔设置有多个第一螺纹孔，第一夹板123和第二夹板124两者中的一者的内侧壁设有加强支撑垫1202，第一夹板123和第二夹板124两者中的一者还间隔设置有与多个第一螺纹孔对应且穿过加强支撑垫1202的多个第二螺孔，以使得螺钉螺纹连接在第二螺纹孔和第一螺纹孔中，以将第一夹板123和第二夹板124两者中的一者以及加强支撑垫1202固定在第一支撑杆12中。

优选地，第二凸起部120设置在加强支撑垫1202的一侧，即第二凸起部120和加强支撑垫1202是连接的，第二凸起部120的力可以通过加强支撑垫1202来支撑，以加大受力。应理解，加强支撑垫1202设置在第一夹板123和第二夹板124所形成的夹紧空间内并与第一支撑杆12连接。

优选地，加强支撑垫1202由金属材料构成，能够支撑更重的负载。

优选地，第二凸起部120和第一凸起部1121处于同一侧，即第二凸起部120和第一凸起部1121设置在第一支撑杆12的同一侧。

进一步的，加强支撑垫1202设有支撑垫凹槽，第一夹板123和第二夹板124两者中的一者设有与支撑垫凹槽对应的支撑垫卡孔，而第二凸起部120一部分穿过支撑垫卡孔并固定设置在支撑垫凹槽中，第二凸起部120的另一部分露出在支撑垫凹槽外，第二转动杆1201转动设置在第二凸起部120的另一部分中。优选地，支撑垫凹槽沿第一支撑杆12的长度方向设置在加强支撑垫1202的中部，这样受力更均匀。

综上，本发明所公开的基于割草机用的可支撑高负载的机械臂应用在割草机上以带动割草机刀体进行割草，而本发明的机械臂可以360度旋转，使得安装在机械臂上的割草机刀体可以进行多方位割草，另外，本发明的机械臂不单单依靠电机作为负载支撑，还通过负载支撑臂进行负载支撑，使得能够支撑高负载，也使得可以依靠低功率的电机支撑高负载，大大降低设计成本，能够满足用户的高质量要求，大大提升了用户的体验。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于割草机用的可支撑高负载的机械臂，包括第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机，其特征在于，还包括：

支座板，其中所述第一电机设置在所述支座板中；

第一支撑座，与所述第一电机的转动轴固定连接，其中所述第二电机设置在所述第一支撑座中；

第一支撑杆，其一端转动设置在所述第一支撑座中，其中所述第二电机的转动轴与所述第一支撑杆的一端固定连接；

第二支撑座，设置在所述第一支撑杆的另一端中，其中所述第三电机设置在所述第二支撑座中；

第二支撑杆，其一端转动设置在所述第二支撑座中，其中所述第三电机的转动轴与所述第二支撑杆的一端固定连接；

第三支撑座，设置在所述第二支撑杆的另一端中，其中所述第四电机设置在所述第三支撑座中；

第三支撑杆，其一端转动设置在所述第三支撑座中，其中所述第四电机的转动轴与所述第三支撑杆的一端固定连接，且所述第五电机设置在所述第三支撑杆的另一端；

刀具固定架，用于固定割草机刀体，转动设置在所述第三支撑杆的另一端中，其中所述第五电机的转动轴与所述刀具固定架固定连接；

第一负载支撑臂，可伸缩设置，其一端设置在所述第一支撑座中，另一端设置在所述第一支撑杆中；

第二负载支撑臂，可伸缩设置，其一端设置在所述第一支撑座中，另一端设置在所述第一支撑杆中；

所述第一负载支撑臂和所述第二负载支撑臂平行设置，所述第一负载支撑臂和所述第二负载支撑臂为液压支撑杆或气压支撑杆，且在正常状态下，所述第一负载支撑臂和所述第二负载支撑臂的伸缩杆均保持伸出状态；

所述第一支撑杆与所述第一负载支撑臂的夹角小于15度，所述第一支撑杆、所述第二支撑杆和所述第三支撑杆的长度均相等，且所述第一支撑杆的外径大于所述第二支撑杆的外径，所述第二支撑杆的外径大于所述第三支撑杆的外径；

所述第一支撑座包括有第一支撑板以及朝远离所述第一支撑杆的方向延伸的第一延伸板，其中所述第一延伸板设有第一凸起部，所述第一凸起部设有第一通孔，所述第一通孔中转动设置有第一转动杆，所述第一负载支撑臂的一端与所述第一转动杆的一端连接，所述第二负载支撑臂的一端与所述第一转动杆的另一端连接；

所述第一支撑杆的中部可拆卸设有第二凸起部，所述第二凸起部设有第二通孔，所述第二通孔中转动设置第二转动杆，所述第一负载支撑臂的另一端与所述第二转动杆的一端连接，所述第二负载支撑臂的另一端与所述第二转动杆的另一端连接；

第一夹板，可拆卸设置在所述第一支撑杆的中部；

第二夹板，可拆卸设置在所述第一支撑杆的中部，其中所述第一夹板的一侧边与所述第二夹板的一侧边可拆卸连接，所述第一夹板的另一侧边和所述第二夹板的另一侧边可拆卸连接，且所述第二凸起部设置在所述第一夹板和所述第二夹板两者中的一者中；

所述第一支撑杆的中部间隔设置有多个第一螺纹孔，所述第一夹板和所述第二夹板两者中的一者的内侧壁设有加强支撑垫，所述第一夹板和所述第二夹板两者中的一者还间隔设置有与所述多个第一螺纹孔对应且穿过所述加强支撑垫的多个第二螺孔，以使得螺钉螺纹连接在第二螺纹孔和第一螺纹孔中，且所述第二凸起部设置在所述加强支撑垫的一侧，所述第二凸起部和所述第一凸起部处于同一侧。

2.根据权利要求1所述的可支撑高负载的机械臂，其特征在于，所述第一支撑座还包括间隔设置在第一支撑板的顶面上的第一竖直板、第二竖直板和第三竖直板，所述第二电机设置在所述第一竖直板中，所述第一支撑杆的一端转动设置在所述第二竖直板和所述第三竖直板之间，且所述第二电机的转动轴穿过所述第一竖直板、所述第二竖直板和所述第三竖直板并与所述第一支撑杆的一端固定连接。

3.根据权利要求2所述的可支撑高负载的机械臂，其特征在于，所述第一支撑杆的一端螺纹连接有第一关节，所述第一支撑杆的另一端螺纹连接有第二关节，所述第二关节远离所述第一支撑杆的一端设置在所述第二支撑座中，所述第一关节远离所述第一支撑杆的一端延伸设有收容在所述第二竖直板和所述第三竖直板之间的第一卡置板，所述第一卡置板设有呈多边形状的第一卡置孔，所述第二电机的转动轴收容在所述第二竖直板和所述第三竖直板之间的一端呈多边形状且卡置在所述第一卡置孔内。

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