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【发明授权】一种新鲜香菇智能剪柄设备_华中科技大学_201810347803.2 

申请/专利权人:华中科技大学

申请日:2018-04-18

公开(公告)日:2020-05-19

公开(公告)号:CN108606346B

主分类号:A23N15/04(20060101)

分类号:A23N15/04(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.05.19#授权;2018.10.30#实质审查的生效;2018.10.02#公开

摘要:本发明公开了一种新鲜香菇智能剪柄设备,包括:机架、主动滚筒、从动滚筒、不锈钢同步带、扫片、电机、N个传动轴以及2N个剪柄装置;机架为三层结构;主动滚筒和从动滚筒分别安装在机架中间层的两端,并且通过不锈钢同步带相连,不锈钢同步带表面设有2N排圆孔;电机安装于机架的最下层;N个传动轴安装于机架中间层的横梁上;扫片为两个毛刷,毛刷的一端固定于机架最上层且另一端可绕固定端旋转,两个毛刷错开60°安装;2N个剪柄装置以对称阶梯的形式安装于机架中间层,且分别位于2N排圆孔的正下方;电机、主动滚筒、从动滚筒、传动轴以及扫片之间均直接或间接同步相连。本发明能够提高新鲜香菇剪柄的生产效率并降低生产成本。

主权项:1.一种新鲜香菇智能剪柄设备,其特征在于,包括:机架、主动滚筒、从动滚筒、不锈钢同步带、扫片、电机、N个传动轴以及2N个剪柄装置;所述机架为三层结构,用于作为其他元件的安装载体;所述主动滚筒和所述从动滚筒分别安装在机架中间层的两端,并且通过所述不锈钢同步带相连,所述不锈钢同步带表面设有2N排圆孔;所述主动滚筒的一端设置有皮带轮;所述电机安装于所述机架的最下层,所述主动滚筒通过皮带轮与所述电机相连,由此使得电机起动后,所述主动滚筒带动所述从动滚筒同步转动;所述N个传动轴均垂直安装在设置于所述机架中间层的水平横梁上,且相邻两个传动轴彼此同步相连,最靠近所述主动滚动的传动轴与所述主动滚筒通过皮带轮相连,使得设备工作时,N个传动轴均与所述主动滚筒同步转动;所述扫片为两个与所述不锈钢同步带等宽的毛刷,毛刷的一端固定于机架最上层且另一端可绕固定端旋转,以使得香菇柄朝下地落入所述不锈钢同步带表面的圆孔中,从而实现新鲜香菇的自动排列;两个毛刷错开60°安装,以避免由于时间差而漏扫香菇;两个毛刷的固定端同步相连,且其中一个毛刷的固定端与最靠近所述从动滚筒的传动轴相连,使得设备在工作时扫片的两个毛刷与传动轴同步转动;毛刷的固定端可上下调节,以调整毛刷自然垂下时与所述不锈钢同步带之间的竖直距离,从而适应不同厚度的香菇伞盖;所述2N个剪柄装置以对称阶梯的形式安装于机架中间层,且越靠近主动滚筒的剪柄装置离中心越近,以保证2N个剪柄装置独立工作、互不影响;所述2N个剪柄装置分别位于2N排圆孔的正下方,用于先后剪除柄朝下落入圆孔中的香菇柄的带根部分和剩下的香菇柄;2N个剪柄装置中,每两个位于阶梯形同一级的剪柄装置与同一传动轴齿轮相连;其中,N为大于等于1的整数;所述剪柄装置包括:海绵同步带、第一级刀片、激光传感器、电磁铁、控制器以及第二级刀片;所述海绵同步带在设备工作时与所述不锈钢同步带同向同速运动,用于夹持香菇柄;所述激光传感器有多个,设置于海绵同步带下方不同的高度,以准确判断香菇柄的长度并发送对应的电平信号给所述控制器;所述第一级刀片包括多组高度不同的刀片,且每一组刀片由一个电磁铁控制;所述控制器用于根据所接收的电平信号发送对应的控制信号给电磁铁,以控制对应高度的刀片动作,从而根据香菇柄的实际长度准确切除香菇柄的带根部分;所述第二级刀片安装于所述海绵同步带的末端,用于切除剩下的香菇柄。

全文数据:一种新鲜香菇智能剪柄设备技术领域[0001]本发明属于农产品机械自动化技术领域,更具体地,涉及一种新鲜香菇智能剪柄设备。背景技术[0002]新鲜香菇采摘后,需要对香菇柄进行两次剪切,去掉全部香菇柄,然后进行烘干才能制成千香菇;第一次剪切去掉香燕柄部带菌木的无用部分;第二次剪切去掉香燕柄的中间部分,这部分剪切的香菇柄需要收集然后再次利用。由于新鲜香菇要求采摘后尽快进行剪柄、烘干等一系列处理以防腐烂变质,而目前国内的香菇种植户以及香菇加工企业还主要依赖于人工处理香菇柄,这使得处理速度慢,难以提高生产效率,而且随着劳动力成本的增加,减少人工操作工序,减少劳动力成本是市场的必然需求。[0003]目前,市场上也出现了一些用于替代人工完成香菇剪柄的设备,例如专利申请号为2〇l3103399ie_5的发明专利《一种香菇剪腿机》所提供的设备。相对于人工剪柄而言,该发明专利所提供的设备效率高,节省人力,结构简单,生产成本低,使用安全性高,但是需要先由人工将香菇排队送入,仍然需要大量的人力和时间,工作效率较低,而且剪脚机构只是将香菇的整个柄部切掉,切掉的不同长度香菇柄需要人工分类剪切二次处理,并未实现不同规格香菇的自动排列以及智能化剪柄功能。发明内容[0004]针对现有技术的缺陷和改进需求,本发明提供了一种新鲜香菇智能剪柄设备,其目的在于提供一种能够将香菇自动排列,然后对香菇进行两次剪柄,并自动收集香菇柄的智能设备,以最大程度上解除对人工处理的依赖,从而提高生产效率并降低生产成本。[0005]为实^上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种新鲜香菇智能剪柄设备,包括:机架、主动滚筒、从动滚筒、不锈钢同步带、扫片、电机、N个传动轴以及2N个剪柄装置;机架为三层结构,用于作为其他元件的安装载体;主动滚筒和从动滚筒分别安装在机架中间层的两端,并且通过不锈钢同步带相连,不锈钢同步带表面设有2N排圆孔;主动滚筒的一端设置有皮带轮;电机安装于机架的最下层,主动滚筒通过皮带轮与电机相连,由此使得电机起动后,主动滚筒带动从动滚筒同步转动;N个传动轴均垂直安装在设置于机架中间层的水平横梁上,且相邻两个传动轴彼此同步相连,最靠近主动滚动的传动轴与主动滚筒通过皮带轮相连,使得设备工作时,N个传动轴均与主动滚筒同步转动;扫片为两个与不锈钢同步带等$的毛刷,毛刷的一端固定于机架最上层且另一端可绕固定端旋转,以使得香菇柄朝下地落入不锈钢同步带表面的圆孔中,从而实现新鲜香菇的自动排列;两个毛刷错开60。安装,以避免由于时间差而漏扫香菇;两个毛刷的固定端同步相连,且其中一个毛刷的固定端与最靠近从动滚筒的传动轴相连,使得设备在工作时扫片的两个毛刷与传动轴同步转动;毛刷的固定端可上下调节,以调整毛刷自然垂下时与不锈钢同步带之间的竖直距离,从而适应不同厚度的香菇伞盖;2N个剪柄装置以对称阶梯的形式安装于机架中间层,且越靠近主动滚筒的剪柄装置离中心越近,以保证别个剪柄装置独立工作、互不影响;2N个剪柄装置分别位于排圆孔的正下方,用于先后剪除柄朝下落入圆孔中的香菇的带根和整个香菇柄;2N个剪柄装置中,每两个位于阶梯形同一级的剪柄装置与同一传动轴齿轮相连;其中,N为大于等于1的整数。[0006]进一步地,剪柄装置包括:海绵同步带、第一级刀片、激光传感器、电磁铁、控制器以及第二级刀片;海绵同步带在设备工作时与不锈钢同步带同向同速运动,用于夹持香菇柄;激光传感器有多个,设置于海绵同步带下方不同的高度,以准确判断香菇柄的长度并发送对应的电平信号给控制器;第一级刀片包括多组高度不同的刀片,且每一组刀片由一个电¥铁控制;控制器用于根据所接收的电平信号发送对应的控制信号给电磁铁,以控制对应高度的刀片动作,从而根据香菇柄的实际长度准确切除香菇柄的带根部分;第二级刀片安装于海绵同步带的末端,用于切除剩下的香菇柄。[0007]进一步地,在机架的中间层还安装有集柄盒,其位于剪柄装置的下方且位于不锈钢同步带下表面的上方,用于收集切掉的香菇柄。[0008]进一步地,所安装的剪柄装置的数量在不超过机架宽度的前提下取最大值,以提高工作效率;同时,所述不锈钢同步带的宽度以及传动轴的数量依据所安装的剪柄装置确定。[0009]进一步地,相邻两个传动轴之间的安装距离略大于剪柄装置的宽度,以保证剪柄装置有足够的安装空间,且不超过机架的长度限制。[0010]进一步地,在机架上还安装有三面挡板,挡板位于不锈钢同步带上方且在主动滚筒处形成一个出口,以避免扫片扫动香菇时香菇翻出;若挡板高度过低,香菇容易翻出,若挡板高度过高,则会影响扫片的工作;因此,所述挡板的高度范围为50mm-150mm。[0011]进一步地,扫片的两个毛刷之间的安装距离等于或略大于毛刷的长度,以避免因距离过大而漏扫香菇,或者因距离过小而造成两个毛刷交叉重叠。[0012]进一步地,机架上用于安装扫片的孔洞为竖直方向的长方形,以便于调节扫片的毛刷固定端的竖直高度。[0013]进一步地,在机架上还安装有紧急制动开关,以保证作业安全。[0014]工作时,在电机的带动下,主动滚筒、从动滚筒、传动轴以及扫片均同步转动,同时剪柄装置的海绵同步带与不镑钢冋步带冋向冋速运动;在从动滚筒一'端倒入新鲜香燕,通过扫片扫动不锈钢同步带上散乱的香菇,使得新鲜香菇柄朝下地落入不锈钢同步带表面的圆孔中,从而实现新鲜香菇的自动排列;排列好的香菇随着不锈钢同步带一起运动,新鲜香菇运动到每排圆孔正下方的剪柄装置时,会被剪柄装置的海绵同步带夹持住,新鲜香菇继续运动通过安装在海绵同步带下方的激光传感器时,激光传感器将检测到的不同长度香菇柄对应的电平信号反馈给控制器,控制器通过处理和判断,发送不同的动作信号给电磁铁,以控制第一级刀片中对应高度的刀片动作,迅速将香菇柄长度不同的无用带根柄部切掉;然后新鲜香菇继续运动到香菇两级切柄装置的末端时,由第二级切柄刀片将香菇柄整个切掉,切掉的香菇柄落入香菇两级切柄装置下方的集柄盒中,而切掉香菇柄的新鲜香菇运动到主动滚筒出口处时,落入下方的香菇收集装置中。[0015]总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案,能够取得以下有益效果:[0016]1本发明所提供的新鲜香菇智能剪柄装置,通过扫片扫动不锈钢同步带上散乱的香姑,使得新鲜香菇柄朝下地落入不锈钢同步带表面的圆孔中,从而实现新鲜香菇的自动排列;通过剪柄装置先根据香菇柄的实际长度由第一级刀片剪除香菇柄带根部分,然后通过第二级刀片剪除剩下的香菇柄,同时剪掉的香菇柄会自动落入集柄盒中,从而完成香菇柄的自动剪切与自动收集。因此,该装置使得整个香菇剪柄过程以最大程度上解除了对人工处理的依赖,有效提高了生产效率并降低生产成本。[0017]2本发明所提供的新鲜香菇智能剪柄装置,其剪柄装置中设置有位于不同高度的激光传感器,以准确判断香菇柄的长度,并向控制器发送对应的电平信号,同时控制器会发送对应的控制信号给电磁铁,以控制第一级刀片中对应高度的刀片动作,从而根据香菇柄的实际长度准确切除香菇柄的带根部分,然后由第二级刀片切除剩下的香菇柄,这一智能的两级剪柄过程使得在剪除香菇柄带根部分的同时能够最大限度保留有用的香菇柄,避免了浪费。[0018]3本发明所提供的新鲜香菇智能剪柄装置,在不超过机架宽度限制的前提下,可以尽可能多地设置剪柄装置的数量,并相应地设置不锈钢同步带的宽度及传动轴的数量,因而能够对更多的新鲜香菇进行剪柄操作,提高了生产效率。[0019]4本发明所提供的新鲜香菇智能剪柄装置,多个剪柄装置以对称阶梯的形式安装在机架中间层,能够使得剪柄装置安装紧凑,节约空间。附图说明[0020]图1为本发明实施例提供的新鲜香菇智能剪柄装置侧视图;[0021]图2为本发明实施例提供的新鲜香菇智能剪柄装置俯视图;[0022]图3为本发明实施例提供的新鲜香菇智能剪柄装置俯视剖视图;[0023]图4为本发明实施例提供的剪柄装置示意图;[0024]在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构,其中:[0025]1为电机,2、3为皮带,4为皮带轮,5为主动滚筒,6为不锈钢同步带,7、9、11为传动轴,8、10、13、15为同步带,12为扫片,14为从动滚筒,16为紧急制动开关,17为剪柄装置,18为控制器,19为集柄盒,20为第一级刀片,21为激光传感器,22为第二级刀片,23为海绵同步带,24为斜齿轮,25为电磁铁。具体实施方式[0026]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。[0027]本发明所提供的新鲜香菇智能剪柄设备,如图1-3所示,包括:机架、主动滚筒5、从动滚筒14、不锈钢同步带6、扫片I2、电机1、3个传动轴7、9、11以及6个剪柄装置17;机架为三层结构,用于作为其他元件的安装载体;主动滚筒5和从动滚筒14分别安装在机架中间层的两端,并且通过不镑钢同步带6相连,不锈钢同步带6表面设有6排圆孔;主动滚筒5的一端设置有皮带轮4;电机1安装于机架的最下层,主动滚筒5通过皮带轮4与电机1由皮带2相连,由此使得电机1起动后,主动滚筒带动从动滚筒同步顺时针匀速转动;3个传动轴7、9、11均垂直安装在设置于机架中间层的水平横梁上,且传动轴7和传动轴9通过同步带8相连,传动轴9和传动轴11通过同步带10相连,此外,传动轴7与皮带轮4通过皮带3相连,使得设备工作时,传动轴7、9、11均与主动滚筒5同步顺时针匀速转动;扫片12为两个与不锈钢同步带6等宽的毛刷,毛刷长度为50mm,毛刷的一端固定于机架最上层直径为1〇咖!的金属棒上且另一端可绕固定端旋转,以使得香菇柄朝下地落入不锈钢同步带6表面的圆孔中,从而实现新鲜香菇的自动排列;圆孔的直径为30mm-40mm,以获得较好的排列效果;两个毛刷错开6〇°安装,以避免由于时间差而漏扫香菇;两个毛刷的固定端通过同步带13同步相连,且其中一个毛刷的固定端与传动轴9通过同步带15相连,使得设备在工作时扫片12的两个毛刷与传动轴7、9、11同步转动;毛刷的固定端可上下调节,以调整毛刷自然垂下时与不锈钢同步带6之间的竖直距离,从而适应不同厚度的香菇伞盖;6个剪柄装置以对称阶梯的形式安装于机架中间层,且越靠近主动滚筒的剪柄装置离中心越近,以保证6个剪柄装置独立工作、互不影响;6个剪柄装置分别位于6排圆孔的正下方,用于先后剪除柄朝下落入圆孔中的香菇的带根部分和剩下的香菇柄;6个剪柄装置中,每两个位于阶梯形同一级的剪柄装置与同一传动轴通过45°斜齿轮24相连;在机架的中间层还安装有集柄盒19,其位于剪柄装置17的下方且位于不锈钢同步带6下表面的上方,用于收集切掉的香薛柄;在机架上还安装有三面挡板,挡板位于不锈钢同步带6上方且在主动滚筒5处形成一个出口,以避免扫片扫动香菇时香菇翻出;若挡板高度过低,香菇容易翻出,若当担高度过高,则会影响扫片12的工作;因此,所述挡板的高度范围为50mm-150mm。[0028]如图4所示,剪柄装置17包括:海绵同步带23、第一级刀片20、激光传感器21、电磁铁25、控制器18以及第二级刀片22;海绵同步带23在设备工作时与不锈钢同步带6同步顺时针匀速运动,用于夹持香菇柄;激光传感器21有多个,设置于海绵同步带23下方不同的高度,以准确判断香菇柄通过时的长度并发送对应的电平信号给控制器18;第一级刀片20包括多组高度不同的刀片,且每一组刀片由一个电磁铁25控制;控制器18用于根据所接收的电平信号发送对应的控制信号给电磁铁25,以控制对应高度的刀片动作,从而根据香菇柄的实际长度准确切除香菇柄的带根部分;第二级刀片22安装于海绵同步带23的末端,用于切除剩下的整个香菇柄。[0029]装置通电后,电机1匀速顺时针转动,主动滚筒5和从动滚筒14匀速顺时针转动,根据设备的处理速度在从动滚筒14上方向不锈钢同步带6的上方手工倒入一定量的新鲜香菇,新鲜香菇落在不锈钢同步带6上一起顺时针运动,由于不锈钢同步带6的表面有六排直径为30-40mm的圆孔,部分香菇在下落的过程中会柄朝下落入圆孔中从左到右运动,而扫片12和不锈钢同步带6同向转动,香菇柄朝下落入圆孔的香菇伞盖厚度低于设定的不锈钢同步带6与扫片12的高度,所以会继续向右运动,而部分香菇没有柄朝下落入圆孔中,其伞盖厚度高于设定的不锈钢同步带6和扫片12之间的高度,会被匀速转动的扫片12扫到向左翻滚,在翻滚的过程中如果香菇柄朝下落入圆孔中,会跟随不锈钢同步带6继续向右运动,反之新鲜香菇会重复被扫片12扫到向左翻滚,重复整个过程,直到香菇柄朝下落入圆孔中。[0030]主动滚筒5转动时海绵同步带23与其同向同速运动,当香菇柄朝下的香菇随不诱钢同步带6运动到剪柄装置17的海绵同步带23的左边时,香菇柄会被海绵同步带23夹紧一起同向同速运动,香菇柄通过安装在海绵同步带23下方不同高度的激光传感器21时,激光传感器21会检测到不同长度香菇柄对应的信号,传感器21将接收到的信号反馈给控制器1S,控制器IS将接收到的信号进行处理和判断后发送不同的控制信号给固定位置的电磁铁25,电磁铁25接收到不同的控制信号后控制安装在不同高度的第一级刀片20动作,切掉不同长度带根的香菇柄,当切掉带根柄部的新鲜香菇运动到第二级刀片22处时,不锈钢同步带6向前的推力和海绵同步带23的夹持力使香菇整个柄部被第二级刀片22切掉,切掉的柄部落入集柄盒19中,切掉柄部的新鲜香菇继续运动到主动滚筒5处时会落入下方的盛放装置中,整个过程结束。这样根据新鲜香菇不同长度的香菇柄,切掉不同长度的带根柄部以及还有使用价值的不同长度的中间柄部,实现完全智能化分离,能够发挥香菇柄的最大使用价值。[0031]本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求:1.一种新鲜香菇智能剪柄设备,其特征在于,包括:机架、主动滚筒、从动滚筒、不同步带、扫片、电机、N个传动轴以及2N个剪柄装置;所述机架为三层结构,用于作为其他元件的安装载体;所述主动滚筒和所述从动滚筒分别安装在机架中间层的两端,并且通过所述不锈钢同步带相连,所述不锈钢同步带表面设有2N排圆孔;所述主动滚筒的一端设置有皮带轮;所述电机安装于所述机架的最下层,所述主动滚筒通过皮带轮与所述电机相连’,由此使得电机起动后,所述主动滚筒带动所述从动滚筒同步转动;所述N个传动轴均垂直安装在设置于所述机架中间层的水平横梁上,且相邻两个传动轴彼此同步相连,最靠近所述主动滚动的传动轴与所述主动滚筒通过皮带轮相连,使得设备工作时,N个传动轴均与所述主动滚筒同步转动;'所述扫片为两个与所述不锈钢同步带等宽的毛刷,毛刷的一端固定于机架最上层且另一端可绕固定端旋转,以使得香菇柄朝下地落入所述不锈钢同步带表面的圆孔中,从而实现新鲜香菇的自动排列;两个毛刷错开6〇°安装,以避免由于时间差而漏扫香菇;两个毛刷的固定端同步相连,且其中一个毛刷的固定端与最靠近所述从动滚筒的传动轴相连,使得设备在工作时扫片的两个毛刷与传动轴同步转动;毛刷的固定端可上下调节,以调整毛刷自然垂下时与所述不锈钢同步带之间的竖直距离,从而适应不同厚度的香菇伞盖;^所述2N个剪柄装置以对称阶梯的形式安装于机架中间层,且越靠近主动滚筒的剪柄装置离中心越近,以保证2N个剪柄装置独立工作、互不影响;所述2N个剪柄装置分别位于2N排圆孔的正下方,用于先后剪除柄朝下落入圆孔中的香菇柄的带根部分和剩下的香菇柄;2N个剪柄装置中,每两个位于阶梯形同一级的剪柄装置与同一传动轴齿轮相连;其中,N为大于等于1的整数。2.如权利要求1所述的新鲜香菇智能剪柄设备,其特征在于,所述剪柄装置包括:海绵同步带、第一级刀片、激光传感器、电磁铁、控制器以及第二级刀片;所述海绵同步带在设备工作时与所述不锈钢同步带同向同速运动,用于夹持香菇柄;所述激光传感器有多个,设置于海绵同步带下方不同的高度,以准确判断香菇柄的长度并发送对应的电平信号给所述控制器;所述第一级刀片包括多组高度不同的刀片,且每一组刀片由一个电磁铁控制;所述控制器用于根据所接收的电平信号发送对应的控制信号给电磁铁,以控制对应高度的刀片动作,从而根据香菇柄的实际长度准确切除香菇柄的带根部分;所述第二级刀片安装于所述海绵同步带的末端,用于切除剩下的香菇柄。3.如权利要求1所述的新鲜香菇智能剪柄装置,其特征在于,在所述机架的中间层还安装有集柄盒,其位于剪柄装置的下方且位于所述不锈钢同步带下表面的上方,用于收集切掉的香菇柄。4.如权利要求1所述的新鲜香菇智能剪柄装置,其特征在于,所安装的剪柄装置的数量在不超过所述机架宽度的前提下取最大值,以提高工作效率;同时,所述不锈钢同步带的宽度以及所述传动轴的数量依据所安装的剪柄装置确定。5.如权利要求1所述的新鲜香菇智能剪柄设备,其特征在于,相邻两个传动轴之间的安装距离略大于剪柄装置的宽度,以保证剪柄装置有足够的安装空间,且不超过所述机架的长度限制。、6•如权利要求L所述的新鲜香窃智能剪柄设备,其特征在于,在所述机架上还安装有三面挡板,所述挡板位于所述不锈钢同步带上方且在所述主动滚筒处形成一个出口,以避免所述扫片扫动香菇时香菇翻出。7.如权利要求1所述的新鲜香菇智能剪柄设备,其特征在于,所述扫片的两个毛刷之间的安装距离等于或略大于毛刷的长度,以避免因距离过大而漏扫香菇,或者因距离过小而造成两个毛刷交叉重叠。8.如权利要求1所述的新鲜香菇智能剪柄设备,其特征在于,所述机架上用于安装所述扫片的孔洞为竖直方向的长方形,以便于调节所述扫片的毛刷固定端的竖直高度。9.如权利要求1-8任一项所述的新鲜香菇智能剪柄设备,其特征在于,在所述机架上还安装有紧急制动开关,以保证作业安全。

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