电梯系统

阅读:911发布:2020-05-08

专利汇可以提供电梯系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且电梯 系统(2)包括: 电梯轿厢 (10),其配置成用于在多个层站(8)之间井道(4)内行进;以及至少一个 能量 收获 装置(20),其附接到电梯轿厢(10)。至少一个能量收获装置(20)配置成用于将机械能(特别是 动能 )转换成 电能 。,下面是电梯系统专利的具体信息内容。

1. 电梯系统(2),所述电梯系统(2)包括:
电梯轿厢(10),其配置成用于在多个层站(8)之间井道(4)内行进;以及
至少一个能量收获装置(20),其设在所述电梯轿厢(10)处;
所述至少一个能量收获装置(20)配置成用于将机械能、特别是动能转换成电能
2.根据权利要求1所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个电梯轿厢(10)包括至少一个可移动的电梯轿厢(12),且其中所述至少一个能量收获装置(20)附接到所述至少一个可移动的电梯轿厢门(12)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个能量收获装置(20)为包括至少一个压电元件(38)的容性能量收获装置(20)。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个能量收获装置(20)为包括可移动地布置于至少一个电线圈(24)内的至少一个永磁体(26)的感性能量收获装置(20)。
5.根据权利要求4所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个永磁体(26)为可移动地布置于壳体(22)内的可移动的元件(27)、特别是滚动元件,或包括于其中。
6.根据权利要求5所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个能量收获装置(20)包括至少一个反弹器(25a、25b),特别是至少一个弹性反弹器(25a、25b),所述至少一个反弹器(25a、25b)设在所述壳体(22)的端部处且配置成用于使所述可移动的元件(27)朝所述壳体(22)的中心部分反弹。
7.根据权利要求4至权利要求6所述的电梯系统(2),其特征在于,至少一个弹性元件(28a、28b)、特别是弹簧安装到所述至少一个可移动的元件(27),且通过压缩和/或扩张所述至少一个弹性元件(28a、28b),所述至少一个可移动的元件(27)是可移动的。
8.根据权利要求7所述的电梯系统(2),其特征在于,所述电梯系统(2)包括附接到所述至少一个可移动的元件(27)的相反端部的两个弹性元件。
9.根据权利要求4至权利要求8中任一项所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个永磁体(26)包括钕。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个能量收获装置(20)配置成用于在沿平和/或沿竖直方向移动、加速和/或减速时生成电能。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个能量收获装置(20)电连接到电路(30),所述电路(30)包括至少一个电整流器(32),特别是至少一个半导体二极管
12.根据权利要求11所述的电梯系统(2),其特征在于,所述电路(30)包括电存储装置(34),所述电存储装置(34)配置成用于存储由所述至少一个能量收获装置(20)生成的所述电能。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个电梯轿厢(10)包括至少一个传感器装置(18),且其中所述至少一个能量收获装置(20)配置成用于将电能供应到所述至少一个传感器装置(18)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电梯系统(2),其特征在于,所述至少一个能量收获装置(20)具有圆柱的形状,其中外部尺寸对应于标准电池单元(40)的外部尺寸,特别是A电池单元、AA电池单元和AAA电池单元中的一种的外部尺寸。
15.能量收获装置(20),所述能量收获装置(20)配置成用于将机械能、特别是动能转换成电能,其中至少一个能量收获装置(20)具有圆柱或硬币的形状,其中所述至少一个能量收获装置(20)的外部尺寸对应于硬币单元式电池(42)的或标准电池单元(40)的外部尺寸,特别是A电池单元、AA电池单元和AAA电池单元中的一种的外部尺寸。

说明书全文

电梯系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电梯系统,特别地涉及包括能量收获装置的电梯系统,该能量收获装置安装到电梯轿厢且配置成用于将机械能(特别是动能)转换成电能

背景技术

[0002] 电梯系统典型地包括沿着在多个层站之间延伸的井道移动的至少一个电梯轿厢。电梯系统还包括配置成用于驱动电梯轿厢的电梯驱动器。包括例如位置和/或速度传感器的传感器装置可设在电梯轿厢处,以用于检测各种参数(诸如电梯轿厢的当前位置和/或当前速度)。这些传感器装置可配置成用于检测数据的无线传输,以便避免将电梯轿厢借助于电气线路与设在井道处或井道内的固定装置(诸如电梯控制器)连接的需要。
[0003] 为了在不布线的情况下允许无线数据传输,传感器装置应自主地(即,在不需要从外部功率供应部供应电能的有线连接的情况下)提供功率。
[0004] 因此,期望向电梯轿厢提供可以以低成本实现的有效且可靠的自主式功率供应部。

发明内容

[0005] 根据本发明的示例性实施例,电梯系统包括:电梯轿厢,该电梯轿厢配置成用于在多个层站之间井道内行进;以及至少一个能量收获装置,该能量收获装置设在电梯轿厢处。可附接到电梯轿厢的至少一个能量收获装置配置成用于将电梯轿厢或电梯轿厢的构件(诸如电梯轿厢的)的机械能(特别是动能)转换成电能。
[0006] 在根据本发明的示例性实施例的电梯系统中,在电梯轿厢处的电装置(特别是传感器装置)可在不连接到外部功率供应部的情况下操作。特别地,不需要通过用于将电功率供应到电梯轿厢的电线或其它耦合(诸如电磁耦合)来将可移动的电梯轿厢与电梯系统的固定部分连接。结果,此类电梯系统的安装和维护相当大地简化,且用于安装和维护电梯系统的成本相当大地降低。
[0007] 本发明的示例性实施例还包括配置成用于将机械能(特别是动能)转换成电能的能量收获装置,其中能量收获装置具有圆柱的形状,其中圆柱的外部尺寸对应于标准电池单元的外部尺寸,特别是A电池单元、AA电池单元和AAA电池单元中的一种或任何其它标准化的电池单元的外部尺寸。
[0008] 此类能量收获装置允许在不再设计电装置的情况下由根据本发明的示例性实施例的能量收获装置来替换任何电装置中的标准电池单元。结果,根据本发明的示例性实施例的能量收获装置可用作定期地(regularly)加速和/或减速的任何种类的电装置中的可靠且免于维护的电能供应部。
[0009] 在下文中阐述多个可选的特征。除非另外指定,否则这些特征可在特定的实施例中单独地或与其它特征中的任一个组合实现。
[0010] 至少一个电梯轿厢可包括至少一个可移动的电梯轿厢门,且至少一个能量收获装置可附接到至少一个可移动的电梯轿厢门。此类配置允许从至少一个电梯轿厢门的打开和关闭运动收获能量。
[0011] 至少一个能量收获装置可为包括至少一个压电元件和至少一个质量(mass)的容性能量收获装置,其中该至少一个质量块配置成用于在该至少一个能量收获装置加速或减速时将机械施加到该至少一个压电元件。容性能量收获装置提供几乎不包括移动部分的可靠的能量收获装置。
[0012] 至少一个能量收获装置可为包括至少一个永磁体的感性能量收获装置,该至少一个永磁体可移动地布置于至少一个电线圈内。感性电能收获装置提供可以以低成本实现的可靠的能量收获装置。
[0013] 至少一个永磁体可为或可包括可移动的元件,该元件是可移动的,布置和支承在壳体(特别是管状壳体)内。可移动的元件可在壳体内为可滑动的。为了减小可移动的元件与壳体之间的摩擦,可移动的元件可为配置成用于在壳体内滚动的滚动元件(诸如滚子或球)。
[0014] 这导致能量收获装置的非常简单的配置。
[0015] 至少一个能量收获装置可包括至少一个反弹器(reflector),特别是弹性反弹器,该反弹器至少设在壳体的一个端部处且配置成用于使可移动的元件从壳体的至少一个端部朝壳体的中心部分反弹。特别地,至少一个能量收获装置可包括设在壳体的两个相反端部处的两个反弹器。将反弹器设在壳体的至少一个端部处支持永磁体的移动,且由此提高能量收获装置的效率。
[0016] 至少一个弹性元件(特别是弹簧,诸如螺旋弹簧)可安装到至少一个永磁体,且通过压缩和/或扩张至少一个弹性元件,至少一个永磁体可为可移动的。因为永磁体可以以低摩擦或几乎无摩擦来移动,此类配置提供非常有效的能量收获装置。
[0017] 两个弹性元件可安装到至少一个永磁体的相反端部,引起至少一个永磁体沿着在两个相反端部之间延伸的轴线的线性振荡。
[0018] 至少一个永磁体可包括钕,它特别地可包括NdFeB,以用于提供强的永磁体。
[0019] 至少一个能量收获装置可配置成用于在沿平和/或沿竖直方向移动时(特别是在加速和/或减速时)生成电能。
[0020] 特别地,至少一个能量收获装置可配置成用于在它沿竖直方向加速和/或减速时(如它在电梯轿厢开始移动或停止时发生的那样)生成电能。此类能量收获装置可附接到电梯轿厢,以用于从电梯轿厢的竖直移动生成电能。
[0021] 至少一个能量收获装置还可配置成用于在它沿水平方向加速和/或减速时(如它在电梯轿厢的(滑动)门打开和/或关闭时发生的那样)生成电能。特别地,此类能量收获装置可附接到电梯轿厢门的门板。
[0022] 至少一个能量收获装置可配置成用于在它沿水平方向和/或沿竖直方向加速和/或减速时生成电能。此类能量收获装置可附接到电梯轿厢门的门板,以用于在电梯轿厢门的板和整个电梯轿厢中的任一个移动(特别是加速或减速)时生成电能。
[0023] 至少一个能量收获装置可电连接到包括电整流器(特别是至少一个半导体二极管)的电路(诸如整流和存储电路),该电整流器配置成用于使由能量收获装置提供的电流整流。整流的(DC)电流可比交变(AC)电流更容易存储。
[0024] 电路可包括电存储装置,该电存储装置配置成用于存储由至少一个能量收获装置生成的电能。特别地,电存储装置可包括电池、电容器、电容器的组合或至少一个超级电容器(超级电容)。
[0025] 至少一个传感器装置(特别是包括位置传感器和/或速度传感器的传感器装置)可设在至少一个电梯轿厢处。特别地,至少一个传感器装置可为电梯安全装置的部分。至少一个能量收获装置可配置成用于将电能供应到至少一个传感器装置。此类配置允许在不将至少一个传感器装置连接到外部功率供应部的情况下操作位于电梯轿厢处的至少一个传感器装置。
[0026] 至少一个能量收获装置可具有呈圆柱的形状的壳。特别地,圆柱的外部尺寸可对应于标准电池单元的外部尺寸,特别是A电池单元、AA电池单元和AAA电池单元中的一种的外部尺寸。
[0027] 至少一个能量收获装置还可具有呈硬币的形状的壳,特别是对应于标准硬币单元式电池(诸如CR 2032电池单元)的壳。
[0028] 具有此类设计的能量收获装置可容易与标准电池单元交换,且反之亦然,例如在能量收获装置失效的情况下或出于测试和/或维护的目的。
[0029] 与将能量收获装置与电梯轿厢组合的构思无关,申请人将提供具有标准电池单元的形状的能量收获装置的构思认为是对本领域的独自的发明贡献。附图说明
[0030] 在下文中,关于附图更详细地描述本发明的示例性实施例:图1示意性地描绘其中可采用根据本发明的示例性实施例的能量收获装置的电梯系统。
[0031] 图2示意性地示出根据本发明的示例性实施例的能量收获装置。
[0032] 图3示意性地示出根据本发明的另一个示例性实施例的能量收获装置。
[0033] 图4示意性地示出根据本发明的又一个示例性实施例的能量收获装置。
[0034] 图5示意性地示出具有标准电池单元的形状的能量收获装置。
[0035] 图6示意性地示出具有标准硬币单元式电池的形状的能量收获装置。
[0036] 参考符号2 电梯系统
张力部件
4 井道
5 驱动器
6 电梯控制器
7a 层站控制板
7b 电梯轿厢控制板
8 层站
10 电梯轿厢
11 层站门
12 电梯轿厢门
14 轿厢引导部件
15 对重引导部件
19 对重
20 能量收获装置
22 壳体
24 电线圈
25a、25b 反弹器
26 永磁体
27 可移动的元件
28a、28b 弹性元件
29a、29b 电线
30 整流和存储电路
32 电整流器
34 存储装置
36 质量块
38 压电元件
38a、38b 电极
38c 压电层
40 电池单元。

具体实施方式

[0037] 图1示意性地描绘电梯系统2,在电梯系统2中可采用根据本发明的示例性实施例的电梯制动器20。
[0038] 电梯系统2包括电梯轿厢10,电梯轿厢10可移动地布置于在多个层站8之间延伸的井道4内。特别地,电梯轿厢10可沿着多个轿厢引导部件14(诸如导轨)移动,轿厢引导部件14沿着井道4的竖直方向延伸。所述轿厢引导部件14中仅一个在图1中可见。
[0039] 虽然图1中仅描绘一个电梯轿厢10,技术人员将理解,本发明的示例性实施例可包括电梯系统2,电梯系统2具有在一个或多个井道4中移动的多个电梯轿厢10。
[0040] 电梯轿厢10借助于张力部件3可移动地悬挂。张力部件3(例如绳或带)连接到电梯驱动器5,电梯驱动器5配置成用于驱动张力部件3,以便使电梯轿厢10沿着位于不同楼层上的多个层站8之间的井道4的高度移动。
[0041] 每个层站8设有层站门11,且电梯轿厢10设有对应的电梯轿厢门12,以用于当电梯轿厢10定位在相应的层站8处时允许乘客在层站8与电梯轿厢10的内部之间转移。
[0042] 图1中示出的电梯系统2的示例性实施例采用1:1的挂绳(roping)来用于悬挂电梯轿厢10。然而,技术人员容易理解,该类型的挂绳对于本发明不是基本的,且也可使用不同种类的挂绳,例如2:1的挂绳。电梯系统2可具有机房,或可为无机房的电梯系统。电梯系统2可如它在图1中示出的那样使用张力部件3,或电梯系统2可为不带有张力部件3的电梯系统。电梯驱动器5可为本领域中使用的任何形式的驱动器,例如牵引驱动器、液压驱动器或线性驱动器。
[0043] 图1中示出的电梯系统2还包括对重19,对重19附接到张力部件3且沿着至少一个对重引导部件15相对于电梯轿厢10同时且沿相反方向移动。技术人员将理解,本发明还可适用于不包括对重19的电梯系统2。
[0044] 张力部件3可为绳(例如丝绳)或带。张力部件3可为无涂层的,或可具有涂层,例如呈聚合物护套的形式。在特定的实施例中,张力部件3可为包括多个有聚合物涂层的钢索(未示出)的带。电梯系统2可具有包括用于驱动张力部件3的牵引轮的牵引驱动器。
[0045] 电梯驱动器5由电梯控制器6控制,以用于使电梯轿厢10在不同的层站8之间沿着井道4移动。
[0046] 对电梯控制器6的输入可经由层站控制板7a和/或经由电梯轿厢控制板7b来提供,层站控制板7a设在每个层站8上在层站门11附近,电梯轿厢控制板7b设在电梯轿厢10内部。
[0047] 层站控制板7a和电梯轿厢控制板7b可借助于未在图1中示出的电线(特别是通过电总线,诸如现场总线/CAN总线)或借助于无线数据连接来连接到电梯控制器6。
[0048] 电梯轿厢10配备有传感器装置18,传感器装置18例如可包括分别配置成用于检测电梯轿厢10的位置和/或速度的位置传感器和/或速度传感器。在一个实施例中,传感器装置18可位于井道4中或电梯设备上的任何期望的位置处。
[0049] 传感器装置18可配置成用于无线数据传输,以便允许在不提供传感器装置18与电梯控制器6之间的有线连接的情况下将数据从传感器装置18传输到电梯控制器6。
[0050] 电梯轿厢10还配备有能量收获装置20。能量收获装置20配置成用于生成电能,该电能供应到传感器装置18,以便允许在不将传感器装置18连接到外部功率供应部的情况下操作传感器装置18。
[0051] 收获装置20特别地配置成用于将电梯轿厢10的动能和/或电梯轿厢门12的动能转换成电能。在一个实施例中,收获装置20可位于井道4中或电梯设备上的任何期望的位置处。
[0052] 能量收获装置20允许在不使电缆延长(run)到传感器装置18以用于将电功率输送到传感器装置18的情况下操作传感器装置18。与常规的电池形成对照,根据本发明的示例性实施例的能量收获装置20不用完功率,而是具有长的寿命。因此,对于维护的需要相当大地降低。
[0053] 图2示意性地示出根据本发明的示例性实施例的能量收获装置20。
[0054] 能量收获装置20包括可移动的元件27,可移动的元件27包括布置于圆柱形电线圈24中的永磁体26。为了提供强的永磁体,永磁体26可包括钕,永磁体26特别地可包括NdFeB。
[0055] 可移动的元件27由两个弹性元件28a、28b(诸如弹簧,特别是螺旋弹簧)支承,允许可移动的元件27通过交替地压缩和扩张弹性元件28a、28b来沿着圆柱形电线圈24的中心轴线A以线性运动移动,特别是振荡。
[0056] 可移动的元件27和弹性元件28a、28b可容纳在壳体22中,以便被保护免受外部影响。特别地,壳体22可具有沿着中心轴线A延伸通过电线圈24的中心的管(特别是圆柱形管)的形状。
[0057] 圆柱形线圈24的端部由电线29a、29b电连接到整流和存储电路30。
[0058] 整流和存储电路30包括:电整流器32,其可包括至少一个半导体二极管;以及存储装置34,其包括电容器、电容器的组合和/或至少一个超级电容。
[0059] 当能量收获装置20沿着电线圈24的中心轴线A加速或减速时,可移动的元件27由于其惯性相对于电线圈24开始移动。与由弹性元件28a、28b(弹性元件28a、28b通过可移动的元件27的移动来变形(压缩或扩张))提供的弹性力组合,可移动的元件27开始沿着轴向方向振荡,永磁体26在电线圈24内感应出振荡电压
[0060] 感应出的电压引起电流流过电线29a、29b,电线29a、29b连接到电线圈24的端部。所述电流通过电整流器32来整流,且存储在存储装置34内。
[0061] 存储在存储装置34内的电能可供应到传感器装置18,以用于操作传感器装置18。
[0062] 在根据本发明的示例性实施例的能量收获装置20中,每当电梯轿厢10加速或减速,存储装置34以电能充电。
[0063] 能量收获装置20可按如下配置附接到电梯轿厢10,在该配置中,电线圈24的中心轴线A沿竖直方向定向,以便允许竖直移动的电梯轿厢10的机械能有效转换。
[0064] 备选地或另外,根据本发明的示例性实施例的能量收获装置20可按如下配置附接到电梯轿厢门12(特别是附接到电梯轿厢门12的板),在该配置中,电线圈24的中心轴线A沿水平方向定向,以用于在电梯轿厢门12打开和/或关闭时转换(水平)移动的电梯轿厢门12的机械能。在一个实施例中,能量收获装置20可附接到对重19或电梯系统的任何其它移动部分。
[0065] 在另一个配置中,电线圈24的中心轴线A可斜着定向,以便允许转换竖直移动的电梯轿厢10的机械能以及电梯轿厢门12的(一个或多个)水平移动板的机械能。
[0066] 在又一个配置中,可移动的元件27可例如由多个弹性元件28a、28b支承,使得可移动的元件27可在二维或三维上移动。
[0067] 能量收获装置20配置成使得在电梯系统2的正常操作的过程中生成和存储足够的电能。结果,传感器装置18可在不将外部电功率供应到传感器装置18或供应到存储装置34的情况下连续地操作。
[0068] 因此,在不对存储装置34外部再充电的情况下,传感器装置18可在电梯系统2的寿命期间操作。结果,能量收获装置20没有相当大地增加(contribute to)用于维护电梯系统2的成本。
[0069] 图3示意性地描绘能量收获装置20的备选的示例性实施例。
[0070] 在图3中描绘的实施例中,包括永磁体26的可移动的元件27具有滚动元件(诸如滚子或球)的形状,该滚动元件可滚动地支承在壳体22内。特别地,壳体22可形成为管。两个反弹器25a、25b(特别是弹性反弹器25a、25b)设在壳体22的端部处且配置成用于使可移动的元件27从端部朝壳体22的中心反弹。
[0071] 如在图2中描绘的实施例中那样,壳体22由电线圈22包绕,电线圈22经由电线29a、29b电连接到整流和存储电路30。整流和存储电路30对应于图2中描绘的整流和存储电路
30,因此不再详细地论述它。
[0072] 当壳体22沿着电线圈24的中心轴线A加速或减速时,可移动的元件27开始在两个反弹器25a、25b之间移动和振荡,引起永磁体26如它参照图2中描绘的实施例所描述的那样在电线圈24内感应出(振荡)电压。
[0073] 图3中描绘的实施例很适合于壳体22的水平定向,特别适合于附接到电梯轿厢门12的(一个或多个)水平移动板的能量收获装置20。
[0074] 图4示意性地描绘能量收获装置20的又一个示例性实施例。
[0075] 图4中描绘的能量收获装置20包括压电元件38和机械质量块36,机械质量块36机械地连接到压电元件38或与压电元件38整体地形成。
[0076] 压电元件38包括两个电极38a、38b和夹在两个电极38a、38b之间的压电层38c。
[0077] 当机械质量块36加速或减速(例如由于电梯轿厢10和/或电梯轿厢门12的板加速或减速)时,质量块36的惯性引起压电层38c压缩或扩张。压电层38c的压缩和扩张在两个电极38a、38b之间生成电压。
[0078] 所述电压引起电流在连接到电极38a、38b的电线29a、29b内流动。如它关于图2和图3中描绘的先前的示例性实施例所描述的,所述电流供应到整流和存储电路30,从整流和存储电路30处,所述电流输送到传感器装置18。
[0079] 包括压电元件38的能量收获装置20可以以任何定向安装到电梯轿厢10,特别地包括竖直定向、水平定向和斜的定向,竖直定向有益于通过电梯轿厢10的竖直加速和减速来触发,水平定向有益于通过电梯轿厢门板的水平加速和减速来触发,斜的定向允许通过竖直和水平加速和减速两者来触发压电元件38。
[0080] 虽然图1中仅描绘一个能量收获装置20,技术人员理解,多个能量收获装置20可布置于相同的电梯轿厢10处。特别地,在多个传感器装置18的情况下,每个传感器装置18可设有其自身的能量收获装置20,以便允许相应的传感器装置18的自主式操作。此外,每个传感器装置18可设有两个或更多个能量收获装置20,以便由于冗余提高传感器装置18的操作安全。
[0081] 为了图解的清楚,图2至图4中的整流和存储电路30的描绘未按比例。技术人员理解,整流和存储电路30通常远小于图2至图4中所描绘的。特别地,整流和存储电路30可与壳体22和/或电线圈24集成,以用于形成紧凑的能量收获装置20。
[0082] 能量收获装置20如它在图5中描绘的那样可设计为具有与标准电池单元40的外部尺寸对应的外部尺寸的圆柱。特别地,能量收获装置20可具有A电池单元、AA电池单元和AAA电池单元中的一种或任何其它标准化的电池单元的尺寸。
[0083] 备选地,能量收获装置20可设计为硬币单元式电池42,诸如CR2032硬币单元式电池42。图6中描绘硬币单元式电池42的示例。
[0084] 此类设计允许在不再设计电装置的情况下由根据本发明的示例性实施例的能量收获装置20来替换任何电装置中的标准电池单元40。
[0085] 根据本发明的示例性实施例的能量收获装置20的使用不限于电梯系统2。替代地,根据本发明的示例性实施例的能量收获装置20可用作用于定期地加速和/或减速的任何种类的电装置的可靠且免于维护的电能供应部。
[0086] 虽然本发明参照示例性实施例来描述,将由本领域技术人员理解的是,可作出各种改变且等同物可替代其元件,而不脱离本发明的范围。另外,可作出许多修改以使特定的情形或材料适于本发明的教导,而不脱离其基本范围。因此,意图的是,本发明应不限于所公开的特定实施例,而是本发明包括落入从属权利要求的范围内的所有实施例。
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