CN108910710A - 一种利用立体成像技术的智能塔式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用立体成像技术的智能塔式起重机，包括平衡臂、塔帽，塔式起重机架，起重臂，吊钩装置，第一摄像装置，第二摄像装置和控制模块；第一摄像装置用于拍摄起重臂以及起重臂下方吊钩装置作业环境的图像；第二摄像装置用于拍摄吊钩装置以及吊钩装置四周作业环境图像；控制模块包括左眼显示器和右眼显示器，左眼显示器用于接收图像以偶数帧显示图像，右眼显示器用于接收图像以奇数帧显示图像，并根据双眼视觉立体成像技术，形成三维图像，以观测控制模块在三维图像中移动起重臂和吊钩装置的移动轨迹。本发明拍摄塔式起重机作业环境形成三维图像，并在控制起重臂和吊钩装置移动时观测移动轨迹，实现智能控制，提高了准确性和安全性。

Description

一种利用立体成像技术的智能塔式起重机

技术领域

本发明涉及建筑机械设备领域，尤其涉及一种利用立体成像技术的智能塔式起重机。

背景技术

塔式起重机在建筑工地上是最常见的一种起重设备，利用架体和起重臂吊运施工用的钢筋、水泥和木楞等物体，是工地上一种必不可少的设备。

现有的塔式起重机均采用控制人员处于塔式起重机上端操作的模式，塔式起重机的移动轨迹全部依靠塔式起重机上端的控制人员和地面的信号人员配合完成，由于控制人员无法看清建筑物、起重臂以及吊钩的位置，需要地面的信号人员指引，缺乏准确度和缺乏智能化，同时，处于上端的控制人员无法在塔式起重机意外倾倒的情况下快速逃生，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明提供一种利用立体成像技术的智能塔式起重机，以至少解决现有技术中的以上技术问题中的至少一项。

为达到上述目的，本发明一种利用立体成像技术的智能塔式起重机，包括平衡臂、设置在平衡臂上的配重块和塔帽，还包括：

塔式起重机架，所述塔帽设置在所述塔式起重机架上，并与所述塔式起重机架旋转连接；

起重臂，与所述塔式起重机架上端旋转连接，且所述起重臂和所述平衡臂端部均通过绳索与所述塔帽连接；

吊钩装置，所述吊钩装置与所述起重臂滑动连接，用于调运物体；

第一摄像装置，设置在所述起重臂上，其中，所述第一摄像装置的摄像角度为180°，用于拍摄所述起重臂以及所述起重臂下方的所述吊钩装置作业环境的图像；

第二摄像装置，设置在所述吊钩装置上，其中，所述第二摄像装置的摄像角度为360°，用于拍摄所述吊钩装置以及所述吊钩装置四周作业环境的图像；以及

控制模块，与所述起重臂和所述吊钩装置连接，所述控制模块包括左眼显示器和右眼显示器，所述左眼显示器和所述右眼显示器均与所述第一摄像装置和所述第二摄像装置连接；

在所述控制模块控制所述起重臂移动时，所述左眼显示器接收第一摄像装置的图像，并以偶数帧显示图像，所述右眼显示器接收第一摄像装置的图像，并以奇数帧显示图像，并根据双眼视觉立体成像技术，在同时观看左眼显示器和右眼显示器时，形成所述起重臂以及所述起重臂下方所述吊钩装置作业环境的三维图像，并观测所述起重臂在三维图像中的移动轨迹；

在所述控制模块控制所述吊钩装置移动时，所述左眼显示器接收第二摄像装置的图像，并以偶数帧显示图像，所述右眼显示器接收第二摄像装置的图像，并以奇数帧显示图像，并根据双眼视觉立体成像技术，在同时观看左眼显示器和右眼显示器时，形成所述吊钩装置以及所述吊钩装置四周作业环境的三维图像，并观测所述吊钩装置在三维图像中的移动轨迹。

在一实施方式中，所述控制模块还包括刷新单元，所述刷新单元用于控制所述左眼显示器和所述右眼显示器按照设定时间获取所述第一摄像装置拍摄的图像或所述第二摄像装置拍摄的图像，其中，所述刷新单元的获取设定时间为17ms～42ms。

在一实施方式中，所述控制模块还包括：

起重臂控制单元，与所述起重臂连接，用于设定一个圆形轨迹，并按照所述起重臂控制单元在圆形轨迹上移动的角度控制所述起重臂绕所述塔式起重机架旋转相同角度；

起重臂显示单元，分别与所述起重臂控制单元、所述左眼显示器和所述右眼显示器连接，当所述起重臂控制单元启动时，所述起重臂显示单元启动，并且所述起重臂显示单元控制所述左眼显示器和所述右眼显示器获取和显示所述第一摄像装置拍摄的图像；

吊钩控制单元，与所述吊钩装置连接，用于控制所述吊钩装置沿所述起重臂长度方向和垂直于所述起重臂方向移动；

吊钩显示单元，分别与所述吊钩控制单元、所述左眼显示器和所述右眼显示器连接，当所述吊钩控制单元启动时，所述吊钩显示单元启动，并且所述吊钩显示单元控制所述左眼显示器和所述右眼显示器获取和显示所述第二摄像装置拍摄的图像。

在一实施方式中，所述智能塔式起重机还包括：

距离传感单元，设置在所述吊钩装置上，所述距离传感单元包括距离传感器、报警器以及返回器；所述距离传感器与所述报警器连接，所述距离传感器用于检测所述吊钩移动过程中与建筑物之间的距离，当所述吊钩装置与建筑物之间的距离小于距离设定值时，所述距离传感器触发所述报警器；所述报警器与所述返回器连接，所述报警器用于报警，并触发返回器；所述返回器与所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元连接，所述返回器用于锁定所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元，并控制所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元返回上一步操作。

在一实施方式中，所述距离传感器的距离设定值为L，其中L的公式为：

式中：L所述距离传感器的距离设定值，ω为所述智能塔式起重机的起重臂运动角速度，l为所述智能塔式起重机的吊钩的摆幅长度，α为所述智能塔式起重机的正常制动加速度，t₀为驾驶员反应时间。

在一实施方式中，所述吊钩装置包括伸缩装置和吊钩；所述伸缩装置包括：

卷扬器，与所述起重臂滑动连接，所述卷扬器的钢索与所述吊钩连接，以使卷扬器通过钢索控制所述吊钩竖直方向移动，且所述卷扬器与所述吊钩控制单元电连接，以使所述吊钩控制单元控制卷扬器沿所述起重臂长度方向滑动；

伸缩套筒，套设在所述卷扬器与所述吊钩之间的钢索上，所述伸缩套筒的一端与所述卷扬器的钢索出口固定连接，所述伸缩套筒的另一端与所述吊钩固定连接，所述伸缩套筒包括n个套设连接的套筒，所述套筒为圆台形的金属管，每个所述套筒侧面母线与中心轴线的夹角相等，其中，n个所述套筒的大口径端或者小口径端直径依次减小，且相邻所述套筒之间满足：所述套筒的大直径端的直径大于与该所述套筒的大直径端连接的另一套筒的小直径端的直径，其中，n≥2。

在一实施方式中，所述卷扬器的钢索出口设置有滑轮结构，所述滑轮结构包括滑轮组和摩擦力检测器，所述吊钩与所述卷扬器之间的钢索通过所述滑轮组进行移动，所述摩擦力检测器设置在所述滑轮组中的滑轮上，所述摩擦力检测器包括第一检测值F₁和第一检测值F₂，其中，第一检测值的计算公式如下：

其中，F₁为所述摩擦力检测器的第一检测值，n为所述滑轮组的滑轮个数，M为所述吊钩的吊装重量，m为所述滑轮组装置的重量，g为重力加速度。

第二检测值的计算公式如下：

F₂＝(M+m)g

其中，F₂为所述摩擦力检测器的第二检测值，M为所述吊钩的吊装重量，m为所述滑轮组装置的重量，g为重力加速度；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F＝F₁时，所述摩擦力检测器正常运行；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F₁＜F＜F₂时，所述摩擦力检测器进行黄色预警；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F≥F₂时，所述摩擦力检测器进行红色预警。

在一实施方式中，所述起重臂通过多个节段焊接形成，所述起重臂还包括多个焊接检测装置，所述焊接检测装置设置在相邻所述节段的焊接位置上，所述焊接检测装置用于检测相邻所述节段焊接的可靠性；

所述焊接检测装置包括第一检测套筒、第二检测套筒、支撑杆和报警器，所述第一检测套筒和所述第二检测套筒均包括固定套筒和压力检测器，所述压力检测器设置在所述固定套筒上与所述报警器连接，所述压力检测器用于所述固定套筒内壁的所受压力，并在检测到所述固定套筒受到径向压力时启动所述警报器；所述第一检测套筒的固定套筒固定连接在相邻所述节段的其中一节段上，所述第二检测套筒的固定套筒固定连接在相邻所述节段的另一节段上，以使所述第一检测套筒和所述第二检测套筒位于相邻所述节段焊接位置的两侧，所述固定套筒内壁为螺纹孔，所述支撑杆两端设置有与所述固定套筒适配的螺纹，所述支撑杆两端分别与相邻所述节段上的所述固定套筒螺纹连接；

当相邻所述节段之间的焊接位置产生裂缝时，相邻所述节段之间发生位移，使所述支撑杆形成径向力，从而使所述固定套筒内壁产生径向压力，所述压力检测器检测径向压力后启动所述报警器进行报警。

在一实施方式中，所述固定套筒与所述支撑杆采用与所述起重臂相同材料浇筑，且所述固定套筒和所述支撑杆的厚度尺寸大于所述起重臂上用于连接销的止动板的厚度。

在一实施方式中，所述起重臂还包括风力补偿器，所述风力补偿器包括：

风速测量模块，设置在所述起重臂侧面，用于测量风速，并根据所述起重臂的侧面受风面积计算所述起重臂受到的风力；

补偿模块，与所述风速测量模块和所述压力检测器连接，用于接收所述风速测量模块计算获得的风力，并将接收的风力以径向压力的反向力输入所述压力检测器；

预警模块，与所述风速测量模块连接，用于接收所述风速测量模块计算的风力与设定风力比较，并在接收的风力大于设定风力时进行预警。

本发明拍摄塔式起重机作业环境形成三维图像，以使控制人员在控制起重臂和吊钩装置移动时观测三维图像中起重臂和吊钩装置移动轨迹，从而准确操作起重臂和吊钩装置移动，不需要地面信号人员指挥，实现智能控制，提高了准确性和安全性。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例中智能塔式起重机的结构图。

图2为本发明实施例中吊钩装置的截面图。

图3为本发明实施例中风力补偿器的连接示意图。

图4为本发明实施例中智能塔式起重机基台的截面图。

图5为本发明实施例中水平核准装置的截面图。

附图标记：

110 平衡臂；

120 塔帽；

130 塔式起重机架；

140 起重臂；

150 吊钩装置；

151 伸缩装置；

151a 卷扬器；

151b 伸缩套筒；

152 吊钩；

153 钢索；

160 第一摄像装置；

170 第二摄像装置；

180 控制模块；

190 压力检测器；

191 风力补偿器；

192 风速测量模块；

193 补偿模块；

194 预警模块；

200 基台；

201 混凝土浇筑桩；

202 第一混凝土浇筑基台；

203 第二混凝土浇筑基台；

210 底座；

220 平衡板；

230 液压装置；

300 密封透明容器；

310 密封液；

320 浮动球；

330 激光发射器；

340 激光接收器。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

参见图1所示，本发明实施例提供了一种利用立体成像技术的智能塔式起重机，包括平衡臂110、设置在平衡臂110上的配重块和塔帽120，还包括塔式起重机架130，起重臂140，吊钩装置150，第一摄像装置160，第二摄像装置170以及控制模块180。

所述塔帽120设置在所述塔式起重机架130上，并与所述塔式起重机架130旋转连接。

起重臂140与所述塔式起重机架130上端旋转连接，且所述起重臂140和所述平衡臂110端部均通过绳索与所述塔帽120连接。

所述吊钩装置150与所述起重臂140滑动连接，用于调运物体。

第一摄像装置160设置在所述起重臂140上，其中，所述第一摄像装置160的摄像角度为180°，用于拍摄所述起重臂140以及所述起重臂140下方吊钩装置150作业环境的图像。

第二摄像装置170设置在所述吊钩上，其中，所述第二摄像装置170的摄像角度为360°，用于拍摄所述吊钩装置150以及所述吊钩装置150四周作业环境的图像。

控制模块180与所述起重臂140和所述吊钩装置150连接，所述控制模块180包括左眼显示器和右眼显示器，所述左眼显示器和所述右眼显示器均与所述第一摄像装置160和所述第二摄像装置170连接。

在所述控制模块180控制所述起重臂140移动时，所述左眼显示器接收第一摄像装置160的图像，并以偶数帧显示图像，所述右眼显示器接收第一摄像装置160的图像，并以奇数帧显示图像，并根据双眼视觉立体成像技术，在同时观看左眼显示器和右眼显示器时，形成所述起重臂140以及所述起重臂140下方吊钩装置150作业环境的三维图像，并观测所述起重臂140在三维图像中的移动轨迹，这样，控制人员根据观测三维图像中的起重臂140的位置，准确控制起重臂140移动。

在所述控制模块180控制所述吊钩装置150移动时，所述左眼显示器接收第二摄像装置170的图像，并以偶数帧显示图像，所述右眼显示器接收第二摄像装置170的图像，并以奇数帧显示图像，并根据双眼视觉立体成像技术，在同时观看左眼显示器和右眼显示器时，形成所述吊钩装置150以及所述吊钩装置150四周作业环境的三维图像，并观测所述吊钩装置150在三维图像中的移动轨迹，这样，控制人员根据观测三维图像中的吊钩装置150的位置，准确控制吊钩装置150移动。

本实施例通过控制模块180中的左眼显示器和右眼显示器接收拍摄图像并形成立体三维图像，并观测起重臂140和吊钩装置150在三维图像中的位置，进而控制起重臂140和吊钩模块移动，提高了准确性，并且控制人员仅通过控制模块180在地面即可操作塔式起重机，实现了智能化和提高了安全性。

需要说明的是，当所述起重臂140和所述吊钩装置150同时移动时，所述左眼显示器和所述右眼显示器优先接收所述第二摄像装置170的图像。

在一种实施例中，所述控制模块180还包括刷新单元，所述刷新单元用于控制所述左眼显示器和所述右眼显示器按照设定时间获取所述第一摄像装置160拍摄的图像或所述第二摄像装置170拍摄的图像，其中，所述刷新单元的获取设定时间为17ms～42ms，这样，通过刷新单元所述左眼显示器和所述右眼显示器获取的图像即时更新，观测三维图像时，能准确观测到起重臂140和吊钩装置150的实时位置。

在一种实施例中，所述控制模块180还包括起重臂控制单元，起重臂显示单元，吊钩控制单元以及吊钩显示单元。

起重臂140控制单元与所述起重臂140连接，用于设定一个圆形轨迹，并按照所述起重臂控制单元在圆形轨迹上移动的角度控制所述起重臂140绕所述塔式起重机架130旋转相同角度。

起重臂显示单元分别与所述起重臂控制单元、所述左眼显示器和所述右眼显示器连接，当所述起重臂控制单元启动时，所述起重臂显示单元启动，并且所述起重臂显示单元控制所述左眼显示器和所述右眼显示器获取和显示所述第一摄像装置160拍摄的图像。

吊钩控制单元与所述吊钩装置150连接，用于控制所述吊钩装置150沿所述起重臂140长度方向和垂直于所述起重臂140方向移动。

吊钩显示单元分别与所述吊钩控制单元、所述左眼显示器和所述右眼显示器连接，当所述吊钩控制单元启动时，所述吊钩显示单元启动，并且所述吊钩显示单元控制所述左眼显示器和所述右眼显示器获取和显示所述第二摄像装置170拍摄的图像。

本实施例中起重臂140或吊钩装置150移动时，启动对应的控制单元，因为起重臂140和吊钩装置150移动时拍摄的图像角度不同，因此需要将两种动作区分显示，提高了起重臂140和吊钩装置150移动的准确性。

进一步地，所述智能塔式起重机还包括：

距离传感单元，设置在所述吊钩装置150上，所述距离传感单元包括距离传感器、报警器以及返回器；所述距离传感器与所述报警器连接，所述距离传感器用于检测所述吊钩移动过程中与建筑物之间的距离，当所述吊钩装置150与建筑物之间的距离小于距离设定值时，所述距离传感器触发所述报警器；所述报警器与所述返回器连接，所述报警器用于报警，并触发返回器；所述返回器与所述起重臂140控制单元和所述吊钩控制单元连接，所述返回器用于锁定所述起重臂140控制单元和所述吊钩控制单元，并控制所述起重臂140控制单元和所述吊钩控制单元返回上一步操作，这样，有效减少了因操作失误导致吊钩装置150与建筑物之间发生碰撞，提高了准确性和安全性。

进一步地，所述距离传感器的距离设定值为L，其中L的公式为：

式中：L所述距离传感器的距离设定值，ω为所述智能塔式起重机的起重臂140运动角速度，l为所述智能塔式起重机的吊钩的摆幅长度，α为所述智能塔式起重机的正常制动加速度，t₀为驾驶员反应时间。

通过距离设定值L保证了在吊钩装置150停止时存在最小安全距离，有效防止了因各种因素导致吊钩装置150停止而撞击建筑物，提高了安全性。

在一种实施例中，参见图2所示，所述吊钩装置150包括伸缩装置151和吊钩152；所述伸缩装置151包括：

卷扬器151a，与所述起重臂140滑动连接，所述卷扬器151a的钢索153与所述吊钩152连接，以使卷扬器151a通过钢索153控制所述吊钩152竖直方向移动，且所述卷扬器151a与所述吊钩控制单元电连接，以使所述吊钩控制单元控制卷扬器151a沿所述起重臂140长度方向滑动；

伸缩套筒151b，套设在所述卷扬器151a与所述吊钩152之间的钢索153上，所述伸缩套筒151b的一端与所述卷扬器151a的钢索153出口固定连接，所述伸缩套筒151b的另一端与所述吊钩152固定连接，所述伸缩套筒151b包括n个套设连接的套筒，所述套筒为圆台形的金属管，每个所述套筒侧面母线与中心轴线的夹角相等，其中，n个所述套筒的大口径端或者小口径端直径依次减小，且相邻所述套筒之间满足：所述套筒的大直径端的直径大于与该所述套筒的大直径端连接的另一套筒的小直径端的直径，其中，n≥2，这样，吊钩152在移动过程中不会产生较大角度的摇摆，有效保护吊运过程稳定。

在一实施方式中，所述卷扬器151a的钢索153出口设置有滑轮结构，所述滑轮结构包括滑轮组和摩擦力检测器，所述吊钩与所述卷扬器151a之间的钢索153通过所述滑轮组进行移动，所述摩擦力检测器设置在所述滑轮组中的滑轮上，所述摩擦力检测器包括第一检测值F₁和第一检测值F₂，其中，第一检测值的计算公式如下：

其中，F₁为所述摩擦力检测器的第一检测值，n为所述滑轮组的滑轮个数，M为所述吊钩的吊装重量，m为所述滑轮组装置的重量，g为重力加速度。

第二检测值的计算公式如下：

F₂＝(M+m)g

其中，F₂为所述摩擦力检测器的第二检测值，M为所述吊钩的吊装重量，m为所述滑轮组装置的重量，g为重力加速度；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F＝F₁时，所述摩擦力检测器正常运行；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F₁＜F＜F₂时，所述摩擦力检测器进行黄色预警；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F≥F₂时，所述摩擦力检测器进行红色预警。

本实施例设置滑轮组有效用于减小卷扬器151a收缩钢索153时产生的摩擦力，防止钢索153因受力断裂，提高了吊钩装置150的安全性和使用寿命，同时设置摩擦力检测器用于检测滑轮组的磨损状态，当滑轮组完全损坏时，检测器会报警，以提醒工作人员更换。

在一实施例中，所述起重臂140通过多个节段焊接形成，所述起重臂140还包括多个焊接检测装置，所述焊接检测装置设置在相邻所述节段的焊接位置上，所述焊接检测装置用于检测相邻所述节段焊接的可靠性。

所述焊接检测装置包括第一检测套筒、第二检测套筒、支撑杆和报警器，所述第一检测套筒和所述第二检测套筒均包括固定套筒和压力检测器，所述压力检测器设置在所述固定套筒上与所述报警器连接，所述压力检测器用于所述固定套筒内壁的所受压力，并在检测到所述固定套筒受到径向压力时启动所述警报器；所述第一检测套筒的固定套筒固定连接在相邻所述节段的其中一节段上，所述第二检测套筒的固定套筒固定连接在相邻所述节段的另一节段上，以使所述第一检测套筒和所述第二检测套筒位于相邻所述节段焊接位置的两侧，所述固定套筒内壁为螺纹孔，所述支撑杆两端设置有与所述固定套筒适配的螺纹，所述支撑杆两端分别与相邻所述节段上的所述固定套筒螺纹连接；

当相邻所述节段之间的焊接位置产生裂缝时，相邻所述节段之间发生位移，使所述支撑杆形成径向力，从而使所述固定套筒内壁产生径向压力，所述压力检测器190检测径向压力后启动所述报警器进行报警。

本实施例通过检测起重臂140相邻节段之间的焊接可靠性，能有效避免起重臂140因为焊接开口而发生断裂，提高了塔式起重机的安全性。

进一步地，所述固定套筒与所述支撑杆采用与所述起重臂140相同材料浇筑，且所述固定套筒和所述支撑杆的厚度尺寸大于所述起重臂140上用于连接销的止动板的厚度。这样，在相邻节段断裂时，支撑杆和固定套筒可在一定时间内起到固定作用，以提供充足时间修理损坏处。

在一实施例中，参见图3所示，所述起重臂140还包括风力补偿器191，所述风力补偿器191包括：

风速测量模块192，设置在所述起重臂140侧面，用于测量风速，并根据所述起重臂140的侧面受风面积计算所述起重臂140受到的风力；

补偿模块193，与所述风速测量模块192和所述压力检测器190连接，用于接收所述风速测量模块192计算获得的风力，并将接收的风力以径向压力的反向力输入所述压力检测器190；这样，使用风力的反向力抵消了风力对起重臂140产生的径向力，排除了风力的干扰，从而准确检测相邻节段焊接的可靠性。

预警模块194，与所述风速测量模块192连接，用于接收所述风速测量模块192计算的风力与设定风力比较，并在接收的风力大于设定风力时进行预警。这样，当风力大于设定风力时，说明风力已经足够对塔式起重机产生影响，应当预警模块194预警时采取措施保证塔式起重机的安全。

在一实施例中，参见图4所示，智能塔式起重机还包括基台200，基台200包括四个混凝土浇筑桩201、第一混凝土浇筑基台202和第二混凝土浇筑基台203，第一混凝土浇筑基台202叠设在第二混凝土浇筑基台203中心，四个混凝土浇筑桩201分别埋设在第一混凝土浇筑基台202四角，且四个混凝土浇筑桩201下端贯穿第一混凝土浇筑基台202和第二混凝土浇筑基台203埋设在地基里。

塔式起重机架130包括底座210和平衡板220，底座210为矩形，底座210的四角分别与四个混凝土浇筑桩201螺纹连接，以使底座210与第一混凝土浇筑基台202固定连接；其中，底座210与第一混凝土浇筑基台202接触；平衡板220套设在底座210上并进行焊接，平衡板220覆盖在第二混凝土浇筑基台203上，平衡板220与第二混凝土浇筑基台203之间围绕第一混凝土浇筑基台202均匀设置有四个液压装置230。

第一混凝土浇筑基台202用于固定塔式起重机架130的底座210，同时平衡板220焊接在底座210上，并在平衡板220和第二混凝土浇筑基台203之间设置液压装置230，用于使塔式起重机发生倾斜时，液压装置230提供支撑力给平衡板220，平衡板220提供支撑以防止塔式起重机发生侧翻。

进一步地，所述塔式起重机架130还包括水平核准装置，基座和脚螺旋，所述基座与所述底座210连接，所述脚螺旋一端固定在所述基座上，所述脚螺旋另一端与所述水平核准装置连接，所述脚螺旋用于调整所述水平核准装置处于水平；所述水平核准装置用于核准所述底座210四角的高度差；

参见图5所示，所述水平核准装置包括密封透明容器300，充满所述密封透明容器300的密封液310以及设置在所述密封透明容器300内的浮动球320，激光发射器330，激光接收器340，所述浮动球320的密度小于所述密封液310的密度，所述密封透明容器300的内壁呈圆弧形，以使所述水平核准装置处于水平时，所述浮动球320漂浮在所述密封透明容器300内部中心；所述激光发射器330设置在所述密封透明容器300上方，所述激光接收器340设置在所述密封透明容器300下方，且激光发射器330和激光接收器340皆与所述密封透明容器300的内部中心共线，所述激光接收器340用于接收所述激光发射器330发射的激光，并在接收到激光后报警；其中，所述浮动球320的半径为2mm；

当所述底座210四角高度差小于等于2mm时，所述浮动球320漂浮在所述密封透明容器300中，以遮挡所述激光接收器340接收所述激光发射器330发射的激光；

当所述底座210四角高度差大于2mm时，所述浮动球320在所述密封透明容器300中向高点移动，所述激光接收器340接收所述激光发射器330发射的激光，并进行报警。

本实施例利用管水准器原理，将浮动球320作为报警的开关，底座210处于平衡时，浮动球320处于中间位置，阻挡激光照射线路，起到关闭作用，当底座210的倾斜的高度差大于一定数值时，浮动球320移动，使激光照射线路畅通，起到打开作用，进而报警，从而有效检测底座210的倾斜度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

Claims (10)

1.一种利用立体成像技术的智能塔式起重机，包括平衡臂、设置在平衡臂上的配重块和塔帽，其特征在于，还包括：

塔式起重机架，所述塔帽设置在所述塔式起重机架上，并与所述塔式起重机架旋转连接；

起重臂，与所述塔式起重机架上端旋转连接，且所述起重臂和所述平衡臂端部均通过绳索与所述塔帽连接；

吊钩装置，所述吊钩装置与所述起重臂滑动连接，用于调运物体；

第一摄像装置，设置在所述起重臂上，其中，所述第一摄像装置的摄像角度为180°，用于拍摄所述起重臂以及所述起重臂下方的所述吊钩装置作业环境的图像；

第二摄像装置，设置在所述吊钩装置上，其中，所述第二摄像装置的摄像角度为360°，用于拍摄所述吊钩装置以及所述吊钩装置四周作业环境的图像；以及

控制模块，与所述起重臂和所述吊钩装置连接，所述控制模块包括左眼显示器和右眼显示器，所述左眼显示器和所述右眼显示器均与所述第一摄像装置和所述第二摄像装置连接；

在所述控制模块控制所述起重臂移动时，所述左眼显示器接收第一摄像装置的图像，并以偶数帧显示图像，所述右眼显示器接收第一摄像装置的图像，并以奇数帧显示图像，并根据双眼视觉立体成像技术，在同时观看左眼显示器和右眼显示器时，形成所述起重臂以及所述起重臂下方所述吊钩装置作业环境的三维图像，并观测所述起重臂在三维图像中的移动轨迹；

在所述控制模块控制所述吊钩装置移动时，所述左眼显示器接收第二摄像装置的图像，并以偶数帧显示图像，所述右眼显示器接收第二摄像装置的图像，并以奇数帧显示图像，并根据双眼视觉立体成像技术，在同时观看左眼显示器和右眼显示器时，形成所述吊钩装置以及所述吊钩装置四周作业环境的三维图像，并观测所述吊钩装置在三维图像中的移动轨迹。

2.如权利要求1所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述控制模块还包括刷新单元，所述刷新单元用于控制所述左眼显示器和所述右眼显示器按照设定时间获取所述第一摄像装置拍摄的图像或所述第二摄像装置拍摄的图像，其中，所述刷新单元的获取设定时间为17ms～42ms。

3.如权利要求1所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述控制模块还包括：

起重臂控制单元，与所述起重臂连接，用于设定一个圆形轨迹，并按照所述起重臂控制单元在圆形轨迹上移动的角度控制所述起重臂绕所述塔式起重机架旋转相同角度；

起重臂显示单元，分别与所述起重臂控制单元、所述左眼显示器和所述右眼显示器连接，当所述起重臂控制单元启动时，所述起重臂显示单元启动，并且所述起重臂显示单元控制所述左眼显示器和所述右眼显示器获取和显示所述第一摄像装置拍摄的图像；

吊钩控制单元，与所述吊钩装置连接，用于控制所述吊钩装置沿所述起重臂长度方向和垂直于所述起重臂方向移动；

吊钩显示单元，分别与所述吊钩控制单元、所述左眼显示器和所述右眼显示器连接，当所述吊钩控制单元启动时，所述吊钩显示单元启动，并且所述吊钩显示单元控制所述左眼显示器和所述右眼显示器获取和显示所述第二摄像装置拍摄的图像。

4.如权利要求3所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述智能塔式起重机还包括：

距离传感单元，设置在所述吊钩装置上，所述距离传感单元包括距离传感器、报警器以及返回器；所述距离传感器与所述报警器连接，所述距离传感器用于检测所述吊钩移动过程中与建筑物之间的距离，当所述吊钩装置与建筑物之间的距离小于距离设定值时，所述距离传感器触发所述报警器；所述报警器与所述返回器连接，所述报警器用于报警，并触发返回器；所述返回器与所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元连接，所述返回器用于锁定所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元，并控制所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元返回上一步操作。

5.如权利要求4所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述距离传感器的距离设定值为L，其中L的公式为：

式中：L所述距离传感器的距离设定值，ω为所述智能塔式起重机的起重臂运动角速度，l为所述智能塔式起重机的吊钩的摆幅长度，α为所述智能塔式起重机的正常制动加速度，t₀为驾驶员反应时间。

6.如权利要求1所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述吊钩装置包括伸缩装置和吊钩；所述伸缩装置包括：

卷扬器，与所述起重臂滑动连接，所述卷扬器的钢索与所述吊钩连接，以使卷扬器通过钢索控制所述吊钩竖直方向移动，且所述卷扬器与所述吊钩控制单元电连接，以使所述吊钩控制单元控制卷扬器沿所述起重臂长度方向滑动；

伸缩套筒，套设在所述卷扬器与所述吊钩之间的钢索上，所述伸缩套筒的一端与所述卷扬器的钢索出口固定连接，所述伸缩套筒的另一端与所述吊钩固定连接，所述伸缩套筒包括n个套设连接的套筒，所述套筒为圆台形的金属管，每个所述套筒侧面母线与中心轴线的夹角相等，其中，n个所述套筒的大口径端或者小口径端直径依次减小，且相邻所述套筒之间满足：所述套筒的大直径端的直径大于与该所述套筒的大直径端连接的另一套筒的小直径端的直径，其中，n≥2。

7.如权利要求6所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述卷扬器的钢索出口设置有滑轮结构，所述滑轮结构包括滑轮组和摩擦力检测器，所述吊钩与所述卷扬器之间的钢索通过所述滑轮组进行移动，所述摩擦力检测器设置在所述滑轮组中的滑轮上，所述摩擦力检测器包括第一检测值F₁和第一检测值F₂，其中，第一检测值的计算公式如下：

其中，F₁为所述摩擦力检测器的第一检测值，n为所述滑轮组的滑轮个数，M为所述吊钩的吊装重量，m为所述滑轮组的重量，g为重力加速度；

第二检测值的计算公式如下：

F₂＝(M+m)g

其中，F₂为所述摩擦力检测器的第二检测值，M为所述吊钩的吊装重量，m为所述滑轮组装置的重量，g为重力加速度；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F＝F₁时，所述摩擦力检测器正常运行；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F₁＜F＜F₂时，所述摩擦力检测器进行黄色预警；

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F≥F₂时，所述摩擦力检测器进行红色预警。

8.如权利要求1所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述起重臂通过多个节段焊接形成，所述起重臂还包括多个焊接检测装置，所述焊接检测装置设置在相邻所述节段的焊接位置上，所述焊接检测装置用于检测相邻所述节段焊接的可靠性；

所述焊接检测装置包括第一检测套筒、第二检测套筒、支撑杆和报警器，所述第一检测套筒和所述第二检测套筒均包括固定套筒和压力检测器，所述压力检测器设置在所述固定套筒上与所述报警器连接，所述压力检测器用于所述固定套筒内壁的所受压力，并在检测到所述固定套筒受到径向压力时启动所述警报器；所述第一检测套筒的固定套筒固定连接在相邻所述节段的其中一节段上，所述第二检测套筒的固定套筒固定连接在相邻所述节段的另一节段上，以使所述第一检测套筒和所述第二检测套筒位于相邻所述节段焊接位置的两侧，所述固定套筒内壁为螺纹孔，所述支撑杆两端设置有与所述固定套筒适配的螺纹，所述支撑杆两端分别与相邻所述节段上的所述固定套筒螺纹连接；

当相邻所述节段之间的焊接位置产生裂缝时，相邻所述节段之间发生位移，使所述支撑杆形成径向力，从而使所述固定套筒内壁产生径向压力，所述压力检测器检测径向压力后启动所述报警器进行报警。

9.如权利要求8所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述固定套筒与所述支撑杆采用与所述起重臂相同材料浇筑，且所述固定套筒和所述支撑杆的厚度尺寸大于所述起重臂上用于连接销的止动板的厚度。

10.如权利要求8所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述起重臂还包括风力补偿器，所述风力补偿器包括：

风速测量模块，设置在所述起重臂侧面，用于测量风速，并根据所述起重臂的侧面受风面积计算所述起重臂受到的风力；

补偿模块，与所述风速测量模块和所述压力检测器连接，用于接收所述风速测量模块计算获得的风力，并将接收的风力以径向压力的反向力输入所述压力检测器；

预警模块，与所述风速测量模块连接，用于接收所述风速测量模块计算的风力与设定风力比较，并在接收的风力大于设定风力时进行预警。