一种压缩机处于不平稳状态的自适保护方法、系统及装置与流程

1.本发明属于冰箱技术领域，尤其涉及一种压缩机处于不平稳状态的自适保护方法、系统及装置。


背景技术：

2.压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。具体的，压缩机安装到冰箱等制冷设备中，现有发现，当压缩机安装于非移动载体上其运转使用寿命可达35～40年以上，若是安装于移动载体上其寿命仅有5～6年须大修或更换，移动载体例如：船舶、飞行器、移动医疗保温仓、移动食品冷链柜、移动制冷器具、移动式除湿器具、移动制冷压缩机
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等等，究其原因，是由于压缩机工作过程中外部移动载体经常会发生不平稳移动，不平稳移动例如：震动、有倾倒、位移、翻滚、飞起、跌落、碰撞、刹车、加速、转弯、上下坡、大浪、颠簸等等，这些不平稳运动会影响到高速运转的压缩机使用寿命。另外，申请号cn201910629448.2的申请文件提供了一种压缩机车载冰箱的控制方法、装置及计算机设备，公开了提出了采用三维加速度传感器检测值来判断是否降低压缩机工作频率的方式来对车载冰箱压缩机进行保护的技术，不足之处是保护手段太简单，有很多情况无法保护，如飞起到跌落，虽然飞起加速度不大，但跌落碰撞产生的加速度就非常大，如果仅仅因为前者加速度小而采用普通降低频率，到碰撞时再保护已经就来不及了。


技术实现要素：

3.(一)发明目的
4.为了克服以上不足，本发明的目的在于提供一种压缩机处于不平稳状态的自适保护方法、系统及装置，以解决保护不及时，导致压缩机受损的的技术问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本技术一方面提供的技术方案如下：
7.一种压缩机处于不平稳状态的自适保护方法，包括：
8.通过与压缩机一体化刚性连接的三维加速度传感器、三维陀螺仪中的至少一种获取感测数据；
9.对预定时间段内得到的至少一个感测数据进行运算，得到至少一个运动数据；
10.基于至少一个运动数据判断压缩机当前的运动状态；
11.若判断到压缩机当前处于不平稳运动状态，控制压缩机进入低速运转、待机、停机中的至少一种状态；
12.本技术通过获取压缩机的感测数据并且计算出运动数据，基于至少一个运动数据判断压缩机当前的运动状态，如果判断到压缩机处于震动和/或倾倒的不平稳运动状态，控制压缩机进入低速运转状态、待机状态或停机状态，待恢复到平稳状态恢复正常运转，这样
可以避免压缩机长时间空转导致烧坏，可延长压缩机的使用寿命。
13.在一些实施例中，还包括：通过与压缩机一体化刚性连接的地磁仪、气压计中的至少一种检测压缩机的运动状态，获取感测数据。
14.在一些实施例中，通过与压缩机一体化刚性连接的三维加速度传感器、三维陀螺仪中的至少一种检测压缩机的运动状态，获取感测数据包括：
15.在预定时间段内，通过三维加速度传感器分别获取各个时刻中三个轴向方向上的加速度参数变化值；
16.在预定时间段内，通过三维陀螺仪分别获取水平方向的转动角度参数以及角度转动方向参数；
17.所述对预定时间段内得到的传感器数据进行运算，得到至少一个运动数据包括：
18.在预定时间段内，通过三维加速度传感器各个时刻中三个轴向方向上的加速度参数变化值计算得到的姿态变化值，位移变化值、震动幅度值；
19.在预定时间段内，通过三维陀螺仪分别获取水平方向的转动角度参数以及角度转动方向参数，计算得到旋转加速度值；
20.在一些实施例中，通过与压缩机一体化刚性连接连接的地磁仪、气压计中的至少一种检测压缩机的运动状态，获取感测数据包括：
21.在预定时间段内，通过气压计获取当前压缩机各个时刻的绝对高度值、变化速率；
22.在预定时间段内，通过三维地磁仪计算各个时刻的绝对方向参数、变化速率。
23.在一些实施例中，对预定时间段内得到的传感器数据进行运算，得到至少一个运动数据还包括：
24.基于所述姿态变化值，位移变化值、震动幅度值以及所述旋转加速度值计算得到的震动值、倾斜角。
25.在一些实施例中，对预定时间段内得到的传感器数据进行运算，得到至少一个运动数据还包括：基于所述震动值、倾斜角、所述各个时刻的绝对高度值、变化速率以及各个时刻的绝对方向参数、变化速率计算得到的三位空间坐标，由三位空间坐标构成的运动轨迹。
26.本技术另一方面提供一种压缩机处于不平稳状态的自适保护系统，基于上述的保护方法，保护系统包括：
27.三维加速度传感器、三维陀螺仪中的至少一种，与压缩机一体化刚性连接,在预定时间段内检测压缩机的运动状态，获取感测数据；
28.运算模块，对预定时间段内得到的传感器数据进行运算，得到至少一个运动数据；
29.判断模块，基于至少一个运动数据判断压缩机当前的运动状态；
30.控制模块，若判断到压缩机当前处于不平稳状态，控制压缩机进入低速运转、待机、停机中的至少一种状态，其中，不平稳运动状态为震动、有倾倒、位移、翻滚、飞起、跌落、碰撞、刹车、加速、转弯、上下坡、大浪、颠簸中的一种或多种。
31.在一些实施例中，还包括：与压缩机连接的地磁仪、气压计中的至少一种，用于检测压缩机的运动状态，获取感测数据。
32.在一些实施例中，
33.三维加速度传感器，在预定时间段内，分别获取各个时刻中三个轴向方向上的加
速度参数变化值，以及计算得到的姿态变化值，位移变化值、震动幅度值；
34.三维陀螺仪，在预定时间段内，分别获取水平方向的转动角度参数以及角度转动方向参数、旋转加速度值；
35.三维地磁仪，在预定时间段内，分别获取各个时刻的绝对方向参数、变化速率；
36.气压计，在预定时间段内，分别获取当前压缩机各个时刻的绝对高度值、变化速率；
37.运算模块，在预定时间段内，通过传感器中的两种及以上传感器感测数据，以及计算数据，进一步计算得到的震动值、倾斜角、和及进一步计算得到的三位空间坐标，以及由三位空间坐标构成的运动轨迹，
38.判断模块通过轨迹进行的动作识别。
39.本技术又一方面提供了一种装置，能够移动，内部安装有上述的系统。
附图说明
40.图1是本发明的一种压缩机处于不平稳状态的自适保护方法的流程图。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
42.本发明提供的一种压缩机处于不平稳状态的自适保护方法，包括：
43.通过与压缩机一体化刚性连接的三维加速度传感器、三维陀螺仪中的至少一种获取感测数据；
44.对预定时间段内得到的至少一个感测数据进行运算，得到至少一个运动数据；
45.基于至少一个运动数据判断压缩机当前的运动状态；
46.若判断到压缩机当前处于不平稳运动状态，控制压缩机进入低速运转、待机、停机中的至少一种状态，具体的，不平稳运动状态包括：震动、有倾倒、位移、翻滚、飞起、跌落、碰撞、刹车、加速、转弯、上下坡、大浪、颠簸等等。
47.具体的，三维加速度传感器内部由三个单向三维加速度传感器组成，三个单向三维加速度传感器分别感测水平方向上的前后、左右、上下的加速度值，在坐标系中，设定一个轴为正向，往轴向正方向的加速度值如果为正，那么反方向产生的加速度值就是负，通过三个单向三维加速度传感器可以得到压缩机的直线位移以及移动速度。
48.另外由于三维加速度传感器设置了三个三维加速度传感器，当三维加速度传感器发生姿态改变时，如倾斜、旋转、滚动时，三个三维加速度传感器敏感轴在重力加速度的作用下感应数据会随之变化，通过三个三维加速度传感器敏感轴的相互变化数据同步输入到运动轨迹分析模型中可以辅助检测运动压缩机的姿态。
49.另外，当三维加速度传感器受到外部振动、敲击、抖动、拍打时，会产生特定规律的波形数据，因此将波形数据输入到运动轨迹分析模型中可以辅助检测压缩机是否被撞击发生震动。
50.三维陀螺仪内部由三个三维陀螺仪传感器组成，分别感测三维角速度变化。三维陀螺仪在物体转动时会产生一个数据，这个数据有正负之分，通过检测其数据，可以方便确认其旋转方向是正旋还是反旋，以及可以判断旋转的速度等，通过运算可以得到角位移。三维陀螺仪还可以感知压缩机旋转的角速度，它基于科里奥利原理，即运动的物体具有速度v，角速度ω时，将受到一个与加速度成比例的科里奥利加速度，科里奥利加速度会使得电容传感器的极板发生移动，从而使得电容发生改变，电容值的变化将被转化为电压，然后再经模数转换变成可供微型处理器使用的数字信号，三维陀螺仪输出的速度是旋转速度，为了得到角度的相对改变，把多个传感器集合在一起作为一个传感器输出。
51.具体的，运动轨迹分析模型会将直线位移与角位移融合，可以得到运动物体的三维空间相对坐标(x,y,z)及姿态或方位值，如果在三维加速度传感器以及三维陀螺仪上电的同时压缩机保持静止，可以将此时的相对坐标作为原点坐标，以后的运动轨迹就可以以此原点坐标作为参考点，计算出相对于原点的实时变化坐标以及轨迹。
52.具体的，三维地磁仪内部由三个地磁仪传感器组成，用于感测地磁数据，如x轴水平方向的传感器面向北极是输出数据最大正值，面向南极时，输出最大负值。
53.高度变化导致大气压变化，通过气压计数据可以判高度的变化，可以提供绝对高度值，作为高度感测的精度补充。
54.具体的，通过运动轨迹分析模型可以计算出不同形状的运动轨迹，可以根据该运动轨迹的变化预判压缩机当前是处于倾倒、位移、翻滚、飞起、跌落、碰撞、刹车、加速、转弯、静置、上下坡、大浪、颠簸等等场景，然后控制压缩机进入低速运转状态、待机状态或停机状态，具体的，可以根据压缩机的自身性能设定压缩机在何种场景进入低速运转状态、待机状态或停机状态，总体调整原理是：在波动幅度较小的场景可以设定压缩机进入怠机状态或低速运转状态，在波动幅度较中等的场景可以设定进入待机状态，波动幅度较大等的场景可以设定直接进入停机状态。
55.具体的，在预定时间段内，三维加速度传感器分别获取各个时刻中三个轴向方向上的加速度参数变化值，以及计算得到的姿态变化值，位移变化值、震动幅度值；
56.具体的，在预定时间段内，三维陀螺仪分别获取水平方向的转动角度参数以及角度转动方向参数、旋转加速度值；
57.具体的，在预定时间段内，三维地磁仪获取各个时刻的绝对方向参数、变化速率；
58.具体的，在预定时间段内，气压计获取当前压缩机各个时刻的绝对高度值、变化速率；
59.具体的，在预定时间段内，传感器中的两种及以上传感器感测数据，以及计算数据，进一步计算得到的震动值、倾斜角、和及进一步计算得到的三位空间坐标，以及由三位空间坐标构成的运动轨迹，以及由轨迹进行的动作识别。
60.在得到上述感测数据以及计算数据，将感测数据以及计算数据输入到运动轨迹分析模型中，运动轨迹分析模型通过如卡尔曼滤波、振幅判断、周期判断、各加速度值的变化规律等原理对感测数据以及计算数据进行计算，进一步计算得到的震动值、倾斜角、和及进一步计算得到的三位空间坐标，以及由三位空间坐标构成的运动轨迹，后期通过运动轨迹进行的动作识别。
61.本技术另一方面提供一种压缩机异常震动与倾倒自适保护系统，基于上述的保护
方法，保护系统包括：
62.三维加速度传感器、三维陀螺仪中的至少一种，与压缩机一体化刚性连接,在预定时间段内检测压缩机的运动状态，获取感测数据；
63.运算模块，对预定时间段内得到的传感器数据进行运算，得到至少一个运动数据；
64.判断模块，基于至少一个运动数据判断压缩机当前的运动状态；
65.控制模块，若判断到压缩机当前处于不平稳状态，控制压缩机进入低速运转、待机、停机中的至少一种状态，其中，不平稳运动状态为震动、有倾倒、位移、翻滚、飞起、跌落、碰撞、刹车、加速、转弯、上下坡、大浪、颠簸等等。
66.在一些实施例中，还包括：与压缩机连接的地磁仪、气压计中的至少一种，用于检测压缩机的运动状态，获取感测数据。
67.在一些实施例中，
68.三维加速度传感器，在预定时间段内，分别获取各个时刻中三个轴向方向上的加速度参数变化值，以及计算得到的姿态变化值，位移变化值、震动幅度值；
69.三维陀螺仪，在预定时间段内，分别获取水平方向的转动角度参数以及角度转动方向参数、旋转加速度值；
70.三维地磁仪，在预定时间段内，分别获取各个时刻的绝对方向参数、变化速率；
71.气压计，在预定时间段内，分别获取当前压缩机各个时刻的绝对高度值、变化速率；
72.运算模块，在预定时间段内，通过传感器中的两种及以上传感器感测数据，以及计算数据，进一步计算得到的震动值、倾斜角、和及进一步计算得到的三位空间坐标，以及由三位空间坐标构成的运动轨迹，
73.判断模块通过轨迹进行的动作识别，当然在前面每一个计算步骤都可以根据运动数据进行动作识别，不一定在形成运动轨迹之后才能进行是动作识别。根据识别的轨迹分析模型能够对压缩机运动进行预判，比如如前的飞起到空中，再跌落的状态判断，可以达到提前保护的目的，这种情况在海运、陆运、空运中都会出现。
74.本技术又一方面提供了一种装置，能够移动，内部安装有上述的系统，具体的，装置可以是车载冰箱、船用冰箱、航空冰箱、航天冰箱等等可移动的装置。
75.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。