一种折叠型抗震庇护装置制造方法
一种折叠型抗震庇护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种折叠型抗震庇护装置，包括主体框架以及气囊系统；所述主体框架为能够折叠的正四棱台形结构，包括由四根上弦杆组成的正方形的顶面以及由四根下弦杆组成的正方形底面。本实用新型采用可折叠式轻型金属框架结构，兼顾空间容纳量和结构稳固程度，而折叠收起后的形状为柱状，节约空间且可适应性很强。本实用新型在地震时能够为使用者提供短期庇护，防止使用者被掉落物砸伤或压伤。同时，在平常非灾害时刻折叠，以减少自身占用的体积，使其能隐藏在生活空间的空闲位置或掩饰成日常生活用品，最大限度的减少对使用者日常生活的影响。
【专利说明】一种折叠型抗震庇护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于防护装置领域，涉及可承压的结构，具体涉及一种折叠型抗震庇护装置。
【背景技术】
[0002]目前已有的抗震庇护所，抗震家具等均结构笨重，占地面积大，虽然具有较好的抗承载能力，但占用较多日常生活空间，影响日常生活。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于解决现有各种庇护装置占地面积大，影响日常生活的劣势，提供一种折叠型抗震庇护装置，该装置不仅具有一定的承载力，能够抵抗来自于掉落物的压力，而且能方便地折叠与展开，在日常生活中为人们节省空间。
[0004]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:包括主体框架以及用于包裹主体框架的气囊系统；所述主体框架为能够折叠的正四棱台形结构，包括由四根上弦杆组成的正方形的顶面以及由四根下弦杆组成的正方形底面；顶面的四个顶角上分别连接有一根侧面支撑杆，每根侧面支撑杆的另一端连接到相对应的底面的四个底角上，其中两个相对的底角上分别设置有折叠机构。
[0005]上述每根侧面支撑杆的上端与顶面的两根上弦杆相铰接，下端与底面的两个下弦杆相铰接。
[0006]上述顶面上两组相对的顶角之间分别设置有第一拉索。
[0007]上述两折叠机构一侧的侧面支撑杆上均开设有滑槽；两折叠机构的结构相同，其中一个折叠机构包括两根底部支撑杆，两底部支撑杆的一端均设置在这一侧的侧面支撑杆的滑槽中，另一端通过开设在这一侧的两下弦杆上的铰接节点分别与这两根下弦杆相铰接；这两个铰接节点上分别连接有一根第二拉索，两第二拉索的另一端连接到另外两根没有设置折叠机构的侧面支撑杆的顶端。
[0008]上述的气囊为条状或块状。
[0009]上述的气囊系统由若干独立气囊组成，且匀分布于主体框架外，并固定在主体框架上。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0011]本实用新型采用可折叠式轻型金属框架结构，主体框架在完全展开后的形状为正四棱台，兼顾空间容纳量和结构稳固程度，而折叠收起后的形状为柱状，可以放置于室内场所的任意角落，节约空间且可适应性很强。本实用新型在地震时能够为使用者提供短期庇护，防止使用者被掉落物砸伤或压伤。同时，在平常非灾害时刻折叠，以减少自身占用的体积，使其能隐藏在生活空间的空闲位置或掩饰成日常生活用品，最大限度的减少对使用者日常生活的影响。
[0012]进一步的，本实用新型在主题框架的的底部下弦杆中部添加铰接节点，同时在侧面支撑杆添加滑槽，在滑槽与下弦杆铰接节点间添加支撑杆，以达到使结构能够折叠与伸展，同时保证结构具有一定的抗冲击性能和承载力；同时，在折叠状态与展开状态之间的转换将是快捷而方便的，使用者可以通过简单的一次性操作将庇护所从收起状态展开，使得使用者在震时能够及时得到保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0014]图2为本实用新型折叠机构的示意图。
[0015]其中，I为第一拉索；2为上弦杆；3为侧面支撑杆；4为滑槽;5为底部支撑杆；6为短下弦杆；7为第二拉索；8为长下弦杆。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的描述:
[0017]参加图1，本实用新型包括主体框架以及用于包裹主体框架的气囊系统；所述主体框架为能够折叠的正四棱台形结构，包括由四根上弦杆2组成的正方形的顶面以及由四根下弦杆组成的正方形底面，顶面上两组相对的顶角之间分别设置有第一拉索I ;顶面的四个顶角上分别连接有一根侧面支撑杆3，每根侧面支撑杆3的另一端连接到相对应的底面的四个底角上，每根侧面支撑杆3的上端与顶面的两根上弦杆2相铰接，下端与底面的两个下弦杆相铰接，其中两个相对的底角上分别设置有折叠机构，两折叠机构一侧的侧面支撑杆3上均开设有滑槽4 ;两折叠机构的结构相同，其中一个折叠机构包括两根底部支撑杆5，两底部支撑杆5的一端均设置在这一侧的侧面支撑杆3的滑槽4中，另一端通过开设在这一侧的两下弦杆上的铰接节点分别与这两根下弦杆相铰接，其中，铰接节点将下弦杆分为短下弦杆6和长下弦杆8 ;这两个铰接节点上分别连接有一根第二拉索7，两第二拉索7的另一端连接到另外两根没有设置折叠机构的侧面支撑杆3的顶端；气囊系统由若干独立气囊组成，且匀分布于主体框架外，并固定在主体框架上。
[0018]本实用新型总体架构由主体框架、气囊系统和生命维持系统组成。主体框架支撑着整个系统的完整存在，承受载荷与冲击，保护内部人员的安全与完整。气囊系统为主题框架提供缓冲，减弱载荷冲撞对框架造成的损害，提高整个庇护所耐受度。生命维持系统内置于庇护所框架中，为使用者提供生命支持，提高使用者的生存时间以等待救援。
[0019]主体框架采用可折叠式设计，分为两个状态:展开状态与折叠状态。在展开状态中，主体框架呈正四棱台形，顶面与底面均为正方形，顶面边长1.5米，底面边长3.2米，斜边均为1.7米。主体框架中空，内部有效容积3.375立方米。主体框架棱边部分全部采用实心金属构件搭建，节点铰接以保证可折叠性。
[0020]本实用新型在侧面一定位置处添加刚性支撑，用以限制展开后结构的总体位移，此种支撑能限制住框架在某些方向的位移，；另外，用柔性材料(如绳索)来连接框架侧面以及顶面的对角位置，以更好地限制框架位移，同时不影响框架的折叠性能。
[0021]折叠机构使框架能从折叠状态的柱形结构快速打开成全展开状态下的正四棱台形结构，结构的简捷与展开的速度是折叠机构的首要考虑因素。为了达到设计目标，在展开状态正四棱台形结构的底面边框的2.35米处设置一铰链连接，将底面棱边分成两部分，两部分杆长度分别为0.85米、2.35米。将底面棱边变为两根杆的组合后，框架四个侧面均能够折叠成柱形，整个主体框架也获得了折叠成柱形的能力。
[0022]在绝大部分安全时间内，主体框架都处于折叠状态，以柱形立于空间中，顶面棱边与侧面棱边处于贴合状态。而在震时，在接到地震紧急预警或感受到地震纵波来临的震荡后的短暂而宝贵的时间内，使用者可以通过拉动侧面棱边拖拽整个主体框架,将框架从柱形折叠状态转换形成立体的正四棱台结构。结构搭建完成后，使用者即可钻入庇护所中，受到防护与支持。
[0023]折叠机构的设计能够保证使用者仅需拉动一条侧面棱边即可令主体框架由折叠状态转换至展开状态，在震时，使用者将能够通过单手操作完成框架的展开动作，操作简便而可靠性高。保证了震时本庇护所能够真正发挥作用，不会因为繁琐的步骤而令使用者错失宝贵的逃生时间段。
[0024]主体框架各杆件之间的连接采用铰接设计，使整个主体框架获得折叠与变形的能力，节点保证两侧杆件在展开动作过程中的运动顺畅性，并且能够在框架达到完全展开状态后提供一定的固结力，防止整个框架形状的回弹，保证主体框架在受到冲击力时能够保持四棱台的形状不变。节点内运用销钉或螺栓进行固定，在确保稳固的前提下保证节点转动的顺畅性。
[0025]气囊部分由若干独立气囊组成，均匀分布于基本框架之外，完全包裹基本框架，用作为系统的缓冲机构。气囊呈条状或块状，充气后快速膨胀。充气完成后，气囊胀大至完全包裹框架。气囊材料选取具有高强度、良好的伸长性能、高弹性回复性、能量吸收性和透气性能的织物，从而保证气囊可以快速打开，并承受一定的冲击，同时保证逃生人员在框架之内可以正常呼吸。
[0026]气囊与框架的连接物保证气囊和框架紧密且牢固连接，从而保证在一定的冲击范围内，气囊牢固依附于框架。气囊的充气快速准确，在短时间内迅速将若干独立气囊同时充气，且充气量在要求的范围之内。
[0027]充气系统包括操纵器、连接结构和触发系统。操纵器是逃生人员在框架之内，通过操纵打开触发系统的简单机构。操纵器通过连接结构与触发系统形成某种结构关系，在尽量少次数和简单的操作过程下，完成对触发系统的控制。连接结构是连接操纵器和触发系统的结构。连接结构将操纵器的信号反映至若干独立气囊，进而传递至触发系统，达到充气的目的。连接结构快速准确的传递信息，并保证每一独立气囊均可接收信号。触发系统是指将气囊充入气体的气体发生装置。触发系统保证快速准确安全充气，从而保证气囊的安全稳定。通过气囊缓冲，系统将降低运动物体的速度，使冲击载荷控制在允许范围以内。气囊的可压缩性可吸收运动物体的冲击能量，直到稳定，从而减小冲击过载。
[0028]气囊的充气系统将保证气囊快速准确充气，从而减少基本框架直接接受冲击载荷的概率，保证系统的安全稳定。地震中将会随机出现不同方向不同大小的冲击载荷，而气囊完全包裹基本框架，理论上可实现缓冲各方向冲击。通过进一步实验可以确定本实用新型承受载荷的范围，从而确定系统的安全性能。
【权利要求】
1.一种折叠型抗震庇护装置，其特征在于:包括主体框架以及用于包裹主体框架的气囊系统；所述主体框架为能够折叠的正四棱台形结构，包括由四根上弦杆(2)组成的正方形的顶面以及由四根下弦杆组成的正方形底面；顶面的四个顶角上分别连接有一根侧面支撑杆(3)，每根侧面支撑杆(3)的另一端连接到相对应的底面的四个底角上，其中两个相对的底角上分别设置有折叠机构。
2.根据权利要求1所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述每根侧面支撑杆(3)的上端与顶面的两根上弦杆(2)相铰接，下端与底面的两个下弦杆相铰接。
3.根据权利要求1所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述顶面上两组相对的顶角之间分别设置有第一拉索(I)。
4.根据权利要求1或2所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述两折叠机构一侧的侧面支撑杆(3)上均开设有滑槽(4);两折叠机构的结构相同，其中一个折叠机构包括两根底部支撑杆(5)，两底部支撑杆(5)的一端均设置在这一侧的侧面支撑杆(3)的滑槽(4)中，另一端通过开设在这一侧的两下弦杆上的铰接节点分别与这两根下弦杆相铰接；这两个铰接节点上分别连接有一根第二拉索(7)，两第二拉索(7)的另一端连接到另外两根没有设置折叠机构的侧面支撑杆(3)的顶端。
5.根据权利要求1所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述的气囊为条状或块状。
6.根据权利要求1所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述的气囊系统由若干独立气囊组成，且匀分布于主体框架外，并固定在主体框架上。
【文档编号】A62B99/00GK203408392SQ201320410578
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】王宇豪, 薛佩曈, 叶昌铮, 白佳希, 王茜宁, 石剑岚, 文毅 申请人:西安交通大学
【专利摘要】本实用新型公开了一种折叠型抗震庇护装置，包括主体框架以及气囊系统；所述主体框架为能够折叠的正四棱台形结构，包括由四根上弦杆组成的正方形的顶面以及由四根下弦杆组成的正方形底面。本实用新型采用可折叠式轻型金属框架结构，兼顾空间容纳量和结构稳固程度，而折叠收起后的形状为柱状，节约空间且可适应性很强。本实用新型在地震时能够为使用者提供短期庇护，防止使用者被掉落物砸伤或压伤。同时，在平常非灾害时刻折叠，以减少自身占用的体积，使其能隐藏在生活空间的空闲位置或掩饰成日常生活用品，最大限度的减少对使用者日常生活的影响。
【专利说明】一种折叠型抗震庇护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于防护装置领域，涉及可承压的结构，具体涉及一种折叠型抗震庇护装置。
【背景技术】
[0002]目前已有的抗震庇护所，抗震家具等均结构笨重，占地面积大，虽然具有较好的抗承载能力，但占用较多日常生活空间，影响日常生活。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于解决现有各种庇护装置占地面积大，影响日常生活的劣势，提供一种折叠型抗震庇护装置，该装置不仅具有一定的承载力，能够抵抗来自于掉落物的压力，而且能方便地折叠与展开，在日常生活中为人们节省空间。
[0004]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:包括主体框架以及用于包裹主体框架的气囊系统；所述主体框架为能够折叠的正四棱台形结构，包括由四根上弦杆组成的正方形的顶面以及由四根下弦杆组成的正方形底面；顶面的四个顶角上分别连接有一根侧面支撑杆，每根侧面支撑杆的另一端连接到相对应的底面的四个底角上，其中两个相对的底角上分别设置有折叠机构。
[0005]上述每根侧面支撑杆的上端与顶面的两根上弦杆相铰接，下端与底面的两个下弦杆相铰接。
[0006]上述顶面上两组相对的顶角之间分别设置有第一拉索。
[0007]上述两折叠机构一侧的侧面支撑杆上均开设有滑槽；两折叠机构的结构相同，其中一个折叠机构包括两根底部支撑杆，两底部支撑杆的一端均设置在这一侧的侧面支撑杆的滑槽中，另一端通过开设在这一侧的两下弦杆上的铰接节点分别与这两根下弦杆相铰接；这两个铰接节点上分别连接有一根第二拉索，两第二拉索的另一端连接到另外两根没有设置折叠机构的侧面支撑杆的顶端。
[0008]上述的气囊为条状或块状。
[0009]上述的气囊系统由若干独立气囊组成，且匀分布于主体框架外，并固定在主体框架上。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0011]本实用新型采用可折叠式轻型金属框架结构，主体框架在完全展开后的形状为正四棱台，兼顾空间容纳量和结构稳固程度，而折叠收起后的形状为柱状，可以放置于室内场所的任意角落，节约空间且可适应性很强。本实用新型在地震时能够为使用者提供短期庇护，防止使用者被掉落物砸伤或压伤。同时，在平常非灾害时刻折叠，以减少自身占用的体积，使其能隐藏在生活空间的空闲位置或掩饰成日常生活用品，最大限度的减少对使用者日常生活的影响。
[0012]进一步的，本实用新型在主题框架的的底部下弦杆中部添加铰接节点，同时在侧面支撑杆添加滑槽，在滑槽与下弦杆铰接节点间添加支撑杆，以达到使结构能够折叠与伸展，同时保证结构具有一定的抗冲击性能和承载力；同时，在折叠状态与展开状态之间的转换将是快捷而方便的，使用者可以通过简单的一次性操作将庇护所从收起状态展开，使得使用者在震时能够及时得到保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0014]图2为本实用新型折叠机构的示意图。
[0015]其中，I为第一拉索；2为上弦杆；3为侧面支撑杆；4为滑槽;5为底部支撑杆；6为短下弦杆；7为第二拉索；8为长下弦杆。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的描述:
[0017]参加图1，本实用新型包括主体框架以及用于包裹主体框架的气囊系统；所述主体框架为能够折叠的正四棱台形结构，包括由四根上弦杆2组成的正方形的顶面以及由四根下弦杆组成的正方形底面，顶面上两组相对的顶角之间分别设置有第一拉索I ;顶面的四个顶角上分别连接有一根侧面支撑杆3，每根侧面支撑杆3的另一端连接到相对应的底面的四个底角上，每根侧面支撑杆3的上端与顶面的两根上弦杆2相铰接，下端与底面的两个下弦杆相铰接，其中两个相对的底角上分别设置有折叠机构，两折叠机构一侧的侧面支撑杆3上均开设有滑槽4 ;两折叠机构的结构相同，其中一个折叠机构包括两根底部支撑杆5，两底部支撑杆5的一端均设置在这一侧的侧面支撑杆3的滑槽4中，另一端通过开设在这一侧的两下弦杆上的铰接节点分别与这两根下弦杆相铰接，其中，铰接节点将下弦杆分为短下弦杆6和长下弦杆8 ;这两个铰接节点上分别连接有一根第二拉索7，两第二拉索7的另一端连接到另外两根没有设置折叠机构的侧面支撑杆3的顶端；气囊系统由若干独立气囊组成，且匀分布于主体框架外，并固定在主体框架上。
[0018]本实用新型总体架构由主体框架、气囊系统和生命维持系统组成。主体框架支撑着整个系统的完整存在，承受载荷与冲击，保护内部人员的安全与完整。气囊系统为主题框架提供缓冲，减弱载荷冲撞对框架造成的损害，提高整个庇护所耐受度。生命维持系统内置于庇护所框架中，为使用者提供生命支持，提高使用者的生存时间以等待救援。
[0019]主体框架采用可折叠式设计，分为两个状态:展开状态与折叠状态。在展开状态中，主体框架呈正四棱台形，顶面与底面均为正方形，顶面边长1.5米，底面边长3.2米，斜边均为1.7米。主体框架中空，内部有效容积3.375立方米。主体框架棱边部分全部采用实心金属构件搭建，节点铰接以保证可折叠性。
[0020]本实用新型在侧面一定位置处添加刚性支撑，用以限制展开后结构的总体位移，此种支撑能限制住框架在某些方向的位移，；另外，用柔性材料(如绳索)来连接框架侧面以及顶面的对角位置，以更好地限制框架位移，同时不影响框架的折叠性能。
[0021]折叠机构使框架能从折叠状态的柱形结构快速打开成全展开状态下的正四棱台形结构，结构的简捷与展开的速度是折叠机构的首要考虑因素。为了达到设计目标，在展开状态正四棱台形结构的底面边框的2.35米处设置一铰链连接，将底面棱边分成两部分，两部分杆长度分别为0.85米、2.35米。将底面棱边变为两根杆的组合后，框架四个侧面均能够折叠成柱形，整个主体框架也获得了折叠成柱形的能力。
[0022]在绝大部分安全时间内，主体框架都处于折叠状态，以柱形立于空间中，顶面棱边与侧面棱边处于贴合状态。而在震时，在接到地震紧急预警或感受到地震纵波来临的震荡后的短暂而宝贵的时间内，使用者可以通过拉动侧面棱边拖拽整个主体框架,将框架从柱形折叠状态转换形成立体的正四棱台结构。结构搭建完成后，使用者即可钻入庇护所中，受到防护与支持。
[0023]折叠机构的设计能够保证使用者仅需拉动一条侧面棱边即可令主体框架由折叠状态转换至展开状态，在震时，使用者将能够通过单手操作完成框架的展开动作，操作简便而可靠性高。保证了震时本庇护所能够真正发挥作用，不会因为繁琐的步骤而令使用者错失宝贵的逃生时间段。
[0024]主体框架各杆件之间的连接采用铰接设计，使整个主体框架获得折叠与变形的能力，节点保证两侧杆件在展开动作过程中的运动顺畅性，并且能够在框架达到完全展开状态后提供一定的固结力，防止整个框架形状的回弹，保证主体框架在受到冲击力时能够保持四棱台的形状不变。节点内运用销钉或螺栓进行固定，在确保稳固的前提下保证节点转动的顺畅性。
[0025]气囊部分由若干独立气囊组成，均匀分布于基本框架之外，完全包裹基本框架，用作为系统的缓冲机构。气囊呈条状或块状，充气后快速膨胀。充气完成后，气囊胀大至完全包裹框架。气囊材料选取具有高强度、良好的伸长性能、高弹性回复性、能量吸收性和透气性能的织物，从而保证气囊可以快速打开，并承受一定的冲击，同时保证逃生人员在框架之内可以正常呼吸。
[0026]气囊与框架的连接物保证气囊和框架紧密且牢固连接，从而保证在一定的冲击范围内，气囊牢固依附于框架。气囊的充气快速准确，在短时间内迅速将若干独立气囊同时充气，且充气量在要求的范围之内。
[0027]充气系统包括操纵器、连接结构和触发系统。操纵器是逃生人员在框架之内，通过操纵打开触发系统的简单机构。操纵器通过连接结构与触发系统形成某种结构关系，在尽量少次数和简单的操作过程下，完成对触发系统的控制。连接结构是连接操纵器和触发系统的结构。连接结构将操纵器的信号反映至若干独立气囊，进而传递至触发系统，达到充气的目的。连接结构快速准确的传递信息，并保证每一独立气囊均可接收信号。触发系统是指将气囊充入气体的气体发生装置。触发系统保证快速准确安全充气，从而保证气囊的安全稳定。通过气囊缓冲，系统将降低运动物体的速度，使冲击载荷控制在允许范围以内。气囊的可压缩性可吸收运动物体的冲击能量，直到稳定，从而减小冲击过载。
[0028]气囊的充气系统将保证气囊快速准确充气，从而减少基本框架直接接受冲击载荷的概率，保证系统的安全稳定。地震中将会随机出现不同方向不同大小的冲击载荷，而气囊完全包裹基本框架，理论上可实现缓冲各方向冲击。通过进一步实验可以确定本实用新型承受载荷的范围，从而确定系统的安全性能。
【权利要求】
1.一种折叠型抗震庇护装置，其特征在于:包括主体框架以及用于包裹主体框架的气囊系统；所述主体框架为能够折叠的正四棱台形结构，包括由四根上弦杆(2)组成的正方形的顶面以及由四根下弦杆组成的正方形底面；顶面的四个顶角上分别连接有一根侧面支撑杆(3)，每根侧面支撑杆(3)的另一端连接到相对应的底面的四个底角上，其中两个相对的底角上分别设置有折叠机构。
2.根据权利要求1所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述每根侧面支撑杆(3)的上端与顶面的两根上弦杆(2)相铰接，下端与底面的两个下弦杆相铰接。
3.根据权利要求1所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述顶面上两组相对的顶角之间分别设置有第一拉索(I)。
4.根据权利要求1或2所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述两折叠机构一侧的侧面支撑杆(3)上均开设有滑槽(4);两折叠机构的结构相同，其中一个折叠机构包括两根底部支撑杆(5)，两底部支撑杆(5)的一端均设置在这一侧的侧面支撑杆(3)的滑槽(4)中，另一端通过开设在这一侧的两下弦杆上的铰接节点分别与这两根下弦杆相铰接；这两个铰接节点上分别连接有一根第二拉索(7)，两第二拉索(7)的另一端连接到另外两根没有设置折叠机构的侧面支撑杆(3)的顶端。
5.根据权利要求1所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述的气囊为条状或块状。
6.根据权利要求1所述的折叠型抗震庇护装置，其特征在于:所述的气囊系统由若干独立气囊组成，且匀分布于主体框架外，并固定在主体框架上。
【文档编号】A62B99/00GK203408392SQ201320410578
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】王宇豪, 薛佩曈, 叶昌铮, 白佳希, 王茜宁, 石剑岚, 文毅 申请人:西安交通大学
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