CN114301118A - 直流无刷电动工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流无刷电动工具,控制器(6)在获取到电池包的工作参数符合第一预设条件时,发送第一控制信号断开开关模块(10);控制器(6)在获取到电池包的工作参数符合第二预设条件时,发送第二控制信号控制开关模块(10)的导通或断开,并且此后在电池包的工作参数符合第三预设条件时,发送替换第二控制信号的第三控制信号控制开关模块(10)的导通或断开;控制器(6)在获取到电池包的工作参数符合第四预设条件时,发送第四控制信号控制开关模块(10)的导通或断开。直流无刷电动工具能根据启动时不同的工作参数,使得电池包始终在最佳工作状态下,以延长电池包使用寿命,从而延长直流无刷电动工具的使用时间,提升使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及直流无刷电动工具,特别是涉及一种具有低温启动保护控制的直流无刷电动工具。
背景技术
随着直流无刷电动工具的发展,出现了启动控制技术,启动控制技术能控制电池包的放电能力,减少电池包受到不可恢复的伤害,减缓电池包容量的减少,进而延长直流无刷电动工具的使用时间。
传统技术中,采用低温启动控制方法对电池包进行放电控制,即,当电池包温度低于预设阈值时,降低电机的输入功率,从而降低电池包的负载,在温度高于预设阈值时,电机的输入功率为正常状态,以满足操作者的日常使用。
然而,当直流无刷电动工具在处于极低温环境下时,控制器控制电池包对电机进行供电并启动电机,但电池包在极低温环境下供电时,不仅输出的功率降低,电池本身的放电容量也会急剧下降,造成电池包的使用寿命减少,电池包的容量降低,影响机器的使用时间。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种具有低温启动保护控制的直流无刷电动工具。
为了解决上述技术问题,本申请提供了一种直流无刷电动工具,包括:无刷电机,配置成在获得电能后旋转以驱动所述电动工具工作;电池包,配置成可对所述无刷电机进行电能供给;开关模块,配置成可选择地导通或断开所述电池包到所述无刷电机的电流通路;控制器,配置成根据电池包的工作参数控制所述开关模块的导通或断开;所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第一预设条件时,发送第一控制信号断开所述开关模块;所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,发送第二控制信号控制所述开关模块的导通或断开,并且此后在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,发送替换所述第二控制信号的第三控制信号控制所述开关模块的导通或断开;所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第四预设条件时,发送第四控制信号控制所述开关模块的导通或断开。
在上述直流无刷电动工具中,电池包的工作参数在符合第一预设条件时,不启动电机,避免超低温启动对电池造成的不可恢复的损伤,所述电池包的工作参数在符合第二预设条件时,第二控制信号使电机处于一个低工作状态,以减小对电池包的负荷,延长电池包的使用寿命,进一步的,所述电池包的工作参数在符合第三预设条件时,输出第三控制信号,优化电机的工作状态,以延长电池包的使用寿命,所述电池包的工作参数在符合第四预设条件时,输出第四控制信号,使电机处于正常工作状态,满足操作者日常使用。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述电池包的工作参数包括工作温度和/或工作电压,所述电池包的工作参数符合第一预设条件为所述电池包的工作温度低于第一温度阈值;所述电池包的工作参数符合第二预设条件为所述电池包的工作温度高于第一温度阈值并且低于第二温度阈值;所述电池包的工作参数符合第三预设条件为所述电池包的工作电压上升至预设电压阈值;所述电池包的工作参数符合第四预设条件为所述电池包的工作温度高于第二温度阈值。
在上述直流无刷电动工具中,直流无刷电动工具能在不同的工作参数下,有不同的工作状态,进而延长所述直流无刷电动工具的使用寿命,提升使用体验。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述第一控制信号为具有第一占空比的脉宽调制信号,所述第二控制信号为具有第二占空比的脉宽调制信号,所述第三控制信号为具有第三占空比的脉宽调制信号,所述第四控制信号为具有第四占空比的脉宽调制信号,其中,所述第一占空比为0,所述第二占空比低于所述第三占空比,且所述第二占空比低于所述第四占空比。
在上述直流无刷电动工具中,直流无刷电动工具在符合第一预设条件时,即所述直流无刷电动工具处于极低温环境下时,所述第一占空比为0,电机不工作,避免低温启动造成的电池包损伤,所述直流无刷电动工具在符合第二预设条件时,即所述直流无刷电动工具处于低温环境下时,所述第二占空比低于所述第三占空比和所述第四占空比的其中任一,使电机处于低状态运行,既能满足操作者使用,又不会对电池造成损伤,延长所述直流无刷电动工具的使用寿命。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述第三占空比和所述第四占空比相同。
在上述直流无刷电动工具中,所述直流无刷电动工具在处于低温状态下时,所述第三占空比能满足操作者的日常使用。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述直流无刷电动工具还包括检测模块,用于在所述电池包的工作温度高于第二温度阈值向所述控制器输出中断信号。
在上述直流无刷电动工具中,所述检测模块能辨别电池包的工作温度是否大于第二温度阈值,以便向所述控制器输出中断信号,优化直流无刷电动工具的工作状态。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述检测模块包括:温度传感器,所述温度传感器根据所述电池包的工作温度变化而具有不同的阻值;比较器电路,所述比较器电路的输入端与所述温度传感器连接,用于在所述温度传感器的阻值低于预设值时,输出中断信号至所述控制器,其中,当所述温度传感器的阻值低于预设值时,所述电池包的工作温度高于第二温度阈值。
在上述直流无刷电动工具中,随着电池包的工作温度产生变化,所述温度传感器具有不同的阻值,温度传感器的阻值小于比较器预设值时,即电池包的工作温度高于第二温度阈值,比较器输出中断信号至所述控制器,优化直流无刷电动工具的工作状态。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述比较器电路包括:比较器,所述比较器的输出端连接所述控制器,所述比较器的第一输入端通过所述温度传感器接地;第一电阻,所述第一电阻的第一端连接电路供电电压(VCC),所述第一电阻的第二端连接所述比较器的第一输入端,并且通过所述温度传感器接地;第二电阻,所述第二电阻的第一端连接电路供电电压(VCC),所述第二电阻的第二端连接所述比较器的第二输入端;第三电阻,所述第三电阻的第一端连接第二电阻,并且连接所述比较器的第二输入端,所述第三电阻的第二端接地。
在上述直流无刷电动工具中,所述温度传感器受温度变化,所述温度传感器的阻值随之变化,并及时的将阻值输出至比较器,比较器再发送信号,以便优化直流无刷电动工具的工作状态。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述直流无刷电动工具还包括加热模块,所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,在发送第二控制信号控制所述开关模块的导通或断开的同时,还对所述加热模块进行电能供给,并且所述控制器在获取到在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,在发送替换所述第二控制信号的第三控制信号控制所述开关模块的导通或断开的同时,还对所述加热模块终止电能供给。
在上述直流无刷电动工具中,电池包的工作参数符合第二预设条件时,通过对加热模块的供电,使加热模块产生热量,并将热量传递至电池包,使所述电池包尽快符合第四预设条件,满足操作者的日常使用,并且在电池包的工作参数符合第三预设条件时,电池包的工作温度能迅速上升,终止对加热模块的电能供给,避免电池包电能的浪费,同时延长直流无刷电动工具的使用时间。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述直流无刷电动工具还包括指示灯模块,所述指示灯模块包括:第一指示灯,用于在点亮时表征第一颜色;第二指示灯,用于在点亮时表征第二颜色;第三指示灯,用于在点亮时表征第三颜色;第四指示灯,用于在点亮时表征第四颜色,所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第一预设条件时,使所述第一指示灯点亮;所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,使所述第二指示灯点亮,并且在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,使所述第三指示灯点亮;所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第四预设条件时,使第四指示灯点亮。
在上述直流无刷电动工具中,操作者能根据当前指示灯的颜色,清楚的了解当前电池包的状态,在使用直流无刷电动工具时,适当施加负载,避免对电池包造成不可恢复的伤害,以延长直流无刷电动工具的使用时间。
作为本申请的上述直流无刷电动工具的进一步改进,所述第三颜色和所述第四颜色相同。
在上述直流无刷电动工具中,所述电池包的工作参数符合第三预设条件和第四预设条件时,能清楚的告知操作者此指示灯颜色能正常的使用直流无刷电动工具。
附图说明
图1为本申请的一种直流无刷电动工具的电路结构示意图。
图中各标记及说明如下
1-检测模块;11-比较器电路;12-温度传感器;2-电池包电压采样模块;3-电池包;4-加热模块;5-指示灯模块;6-控制器;7-感应电压采样模块;8-驱动器;9-电流采样模块;10-开关模块。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由……组成”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一个。
应当理解,尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如,在不脱离本申请的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接连接,亦可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
图1示出了本申请的一个实施例的一种直流无刷电动工具的电路结构示意图。该直流无刷电动工具包括:无刷电机M,配置成在获得电能后旋转以驱动所述电动工具工作;电池包,配置成可对所述无刷电机M进行电能供给;开关模块10,配置成可选择地导通或断开所述电池包到所述无刷电机M的电流通路;控制器6,配置成根据电池包的工作参数控制所述开关模块10的导通或断开。
其中,所述控制器6在获取到所述电池包的工作参数符合第一预设条件时,发送第一控制信号断开所述开关模块10;所述控制器6在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,发送第二控制信号控制所述开关模块10的导通或断开,并且此后在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,发送替换所述第二控制信号的第三控制信号控制所述开关模块10的导通或断开;所述控制器6在获取到所述电池包的工作参数符合第四预设条件时,发送第四控制信号控制所述开关模块10的导通或断开。
在本实施例的直流无刷电动工具中,所述电池包的工作参数在符合第一预设条件时,断开所述开关模块10,不启动所述无刷电机M,避免超低温启动对电池包造成的不可恢复的损伤,所述电池包的工作参数在符合第二预设条件时,第二控制信号使所述无刷电机M处于一个低工作状态,以减小对电池包的负荷,延长电池包的使用寿命,进一步的,所述电池包的工作参数在符合第三预设条件时,输出第三控制信号,优化所述无刷电机M的工作状态,以延长电池包的使用寿命,所述电池包的工作参数在符合第四预设条件时,输出第四控制信号,使所述无刷电机M处于正常工作状态,满足操作者日常使用。
其中,如图1所示,所述电池包的工作参数包括工作温度和/或工作电压,所述电池包的工作参数符合第一预设条件为所述电池包的工作温度低于第一温度阈值;所述电池包的工作参数符合第二预设条件为所述电池包的工作温度高于第一温度阈值并且低于第二温度阈值;所述电池包的工作参数符合第三预设条件为所述电池包的工作电压上升至预设电压阈值;所述电池包的工作参数符合第四预设条件为所述电池包的工作温度高于第二温度阈值。
具体来说,所述直流无刷电动工具能在不同的工作参数下,有不同的工作状态,使得电池包始终在最佳工作状态下,进而延长所述直流无刷电动工具的使用寿命,提升使用体验。
其中,作为优选的实施方式,如图1所示,所述第一控制信号为具有第一占空比的脉宽调制信号,所述第二控制信号为具有第二占空比的脉宽调制信号,所述第三控制信号为具有第三占空比的脉宽调制信号,所述第四控制信号为具有第四占空比的脉宽调制信号,其中,所述第一占空比为0,所述第二占空比低于所述第三占空比,且所述第二占空比低于所述第四占空比。
具体来说,所述直流无刷电动工具在符合第一预设条件时,即所述直流无刷电动工具处于极低温环境下时,所述第一占空比为0,此时所述无刷电机M不工作,使其避免低温启动造成的电池包损伤;所述直流无刷电动工具在符合第二预设条件时,即所述直流无刷电动工具处于低温环境下时,所述第二占空比低于所述第三占空比和所述第四占空比的其中任一,使所述无刷电机M处于低状态运行,既能满足操作者使用,又不会对电池造成损伤,延长所述直流无刷电动工具的使用寿命。
其中,作为优选的实施方式,如图1所示,所述第三占空比和所述第四占空比相同。
具体来说,所述直流无刷电动工具在处于低温状态下时,所述第三占空比和所述第四占空比相同,能满足操作者的日常使用,且不会对电池包造成损伤,在使用直流无刷电动工具时,所述电池包能迅速升温,使所述电池包的工作参数符合第四预设条件。
其中,作为优选的实施方式,如图1所示,所述直流无刷电动工具还包括检测模块,用于在所述电池包的工作温度高于第二温度阈值向所述控制器6输出中断信号。
具体来说,所述检测模块1能辨别电池包的工作温度是否大于第二温度阈值,以便向所述控制器6输出中断信号,优化直流无刷电动工具的工作状态。
其中,作为优选的实施方式,如图1所示,所述检测模块1包括:温度传感器12,所述温度传感器12根据所述电池包的工作温度变化而具有不同的阻值;比较器电路11,所述比较器电路11的输入端与所述温度传感器12连接,用于在所述温度传感器12的阻值低于预设值时,输出中断信号至所述控制器6,其中,当所述温度传感器12的阻值低于预设值时,所述电池包的工作温度高于第二温度阈值。
具体来说,在电池包的工作温度产生变化时,所述温度传感器12具有不同的阻值,所述温度传感器12的阻值小于所述比较器电路11预设值时,即电池包的工作温度高于第二温度阈值,所述比较器电路11输出中断信号至所述控制器6,优化直流无刷电动工具的工作状态。
其中,作为优选的实施方式,如图1所示,所述比较器电路11包括:比较器,所述比较器的输出端连接所述控制器6,所述比较器的第一输入端通过所述温度传感器12接地;第一电阻R1,所述第一电阻R1的第一端连接电路供电电压VCC,所述第一电阻R1的第二端连接所述比较器的第一输入端,并且通过所述温度传感器12接地;第二电阻R2,所述第二电阻R2的第一端连接电路供电电压VCC,所述第二电阻R2的第二端连接所述比较器的第二输入端;第三电阻R3,所述第三电阻R3的第一端连接第二电阻R2,并且连接所述比较器的第二输入端,所述第三电阻R3的第二端接地。
具体来说,所述温度传感器12受温度变化,及时的将阻值变化输出至所述比较器,所述比较器再发送信号,以便优化直流无刷电动工具的工作状态。
其中,作为优选的实施方式,如图1所示,所述直流无刷电动工具还包括加热模块4,所述控制器6在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,在发送第二控制信号控制所述开关模块10的导通或断开的同时,还对所述加热模块4进行电能供给,并且所述控制器6在获取到在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,在发送替换所述第二控制信号的第三控制信号控制所述开关模块10的导通或断开的同时,还对所述加热模块4终止电能供给。
具体来说,电池包的工作参数符合第二预设条件时,通过对加热模块4的供电,使加热模块4产生热量,并将热量传递至电池包,减少低温对电池包的损害,当电池包的工作参数符合第三预设条件时,工作时的温度能使电池包的工作温度迅速上升,可终止对加热模块4的电能供给,避免电池包电能的浪费,同时延长直流无刷电动工具的使用时间。
其中,作为优选的实施方式,如图1所示,所述直流无刷电动工具还包括指示灯模块5,所述指示灯模块5包括:第一指示灯,用于在点亮时表征第一颜色;第二指示灯,用于在点亮时表征第二颜色;第三指示灯,用于在点亮时表征第三颜色;第四指示灯,用于在点亮时表征第四颜色,所述控制器6在获取到所述电池包的工作参数符合第一预设条件时,使所述第一指示灯点亮;所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,使所述第二指示灯点亮,并且在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,使所述第三指示灯点亮;所述控制器在获取到所述电池包的工作参数符合第四预设条件时,使第四指示灯点亮。
具体来说,操作者能根据当前指示灯的颜色,清楚的了解当前电池包的状态,在使用直流无刷电动工具时,适当加载负载,以延长直流无刷电动工具的使用寿命。
其中,作为优选的实施方式,所述第三颜色和所述第四颜色相同。
具体来说,所述电池包的工作参数符合第三预设条件和第四预设条件时,正常工作状态下对电池包的损害小,且能满足操作者的使用要求,能清楚的告知操作者此指示灯颜色能正常的使用直流无刷电动工具。
上述电池包中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种直流无刷电动工具,包括:
无刷电机(M),配置成在获得电能后旋转以驱动所述电动工具工作;
电池包,配置成可对所述无刷电机进行电能供给;
开关模块(10),配置成可选择地导通或断开所述电池包到所述无刷电机(M)的电流通路;
控制器(6),配置成根据电池包的工作参数控制所述开关模块(10)的导通或断开;
其特征在于,
所述控制器(6)在获取到所述电池包的工作参数符合第一预设条件时,发送第一控制信号断开所述开关模块(10);
所述控制器(6)在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,发送第二控制信号控制所述开关模块(10)的导通或断开,并且此后在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,发送替换所述第二控制信号的第三控制信号控制所述开关模块(10)的导通或断开;
所述控制器(6)在获取到所述电池包的工作参数符合第四预设条件时,发送第四控制信号控制所述开关模块(10)的导通或断开。
2.根据权利要求1所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述电池包的工作参数包括工作温度和/或工作电压,
所述电池包的工作参数符合第一预设条件为所述电池包的工作温度低于第一温度阈值;
所述电池包的工作参数符合第二预设条件为所述电池包的工作温度高于第一温度阈值并且低于第二温度阈值;
所述电池包的工作参数符合第三预设条件为所述电池包的工作电压上升至预设电压阈值;
所述电池包的工作参数符合第四预设条件为所述电池包的工作温度高于第二温度阈值。
3.根据权利要求2所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述第一控制信号为具有第一占空比的脉宽调制信号,所述第二控制信号为具有第二占空比的脉宽调制信号,所述第三控制信号为具有第三占空比的脉宽调制信号,所述第四控制信号为具有第四占空比的脉宽调制信号,其中,所述第一占空比为0,所述第二占空比低于所述第三占空比,且所述第二占空比低于所述第四占空比。
4.根据权利要求3所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述第三占空比和所述第四占空比相同。
5.根据权利要求2所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述直流无刷电动工具还包括检测模块(1),用于在所述电池包的工作温度高于第二温度阈值向所述控制器(6)输出中断信号。
6.根据权利要求5所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述检测模块(1)包括:
温度传感器(12),所述温度传感器(12)根据所述电池包的工作温度变化而具有不同的阻值;
比较器电路(11),所述比较器电路(11)的输入端与所述温度传感器(12)连接,用于在所述温度传感器(12)的阻值低于预设值时,输出中断信号至所述控制器(6),其中,当所述温度传感器(12)的阻值低于预设值时,所述电池包的工作温度高于第二温度阈值。
7.根据权利要求6所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述比较器电路(11)包括:
比较器,所述比较器的输出端连接所述控制器(6),所述比较器的第一输入端通过所述温度传感器(12)接地;
第一电阻(R1),所述第一电阻(R1)的第一端连接电路供电电压(VCC),所述第一电阻(R1)的第二端连接所述比较器的第一输入端,并且通过所述温度传感器(12)接地;
第二电阻(R2),所述第二电阻(R2)的第一端连接电路供电电压(VCC),所述第二电阻(R2)的第二端连接所述比较器的第二输入端;
第三电阻,所述第三电阻(R3)的第一端连接所述第二电阻(R2),并且连接所述比较器的第二输入端,所述第三电阻(R3)的第二端接地。
8.根据权利要求1-7任一项所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述直流无刷电动工具还包括加热模块(4);
所述控制器(6)在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,在发送第二控制信号控制所述开关模块(10)的导通或断开的同时,还对所述加热模块(4)进行电能供给,并且
所述控制器(6)在获取到在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,在发送替换所述第二控制信号的第三控制信号控制所述开关模块(10)的导通或断开的同时,还对所述加热模块(4)终止电能供给。
9.根据权利要求8所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述直流无刷电动工具还包括指示灯模块(5),所述指示灯模块(5)包括:
第一指示灯,用于在点亮时表征第一颜色;
第二指示灯,用于在点亮时表征第二颜色;
第三指示灯,用于在点亮时表征第三颜色;
第四指示灯,用于在点亮时表征第四颜色,
所述控制器(6)在获取到所述电池包的工作参数符合第一预设条件时,使所述第一指示灯点亮;
所述控制器(6)在获取到所述电池包的工作参数符合第二预设条件时,使所述第二指示灯点亮,并且在所述电池包的工作参数符合第三预设条件时,使所述第三指示灯点亮;
所述控制器(6)在获取到所述电池包的工作参数符合第四预设条件时,使第四指示灯点亮。
10.根据权利要求9所述的直流无刷电动工具,其特征在于,所述第三颜色和所述第四颜色相同。
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