阅读说明：本技术 智能塔吊 (Intelligent tower crane ) 是由 黄秋逢 于 2018-05-23 设计创作，主要内容包括：一种智能塔吊,包括起重臂、固定于起重臂的一端的卷筒、与卷筒连接的起升电机、固定于起重臂的另一端的滑轮、以及吊钩,卷筒的牵引绳绕过滑轮与吊钩连接,所述智能塔吊还包括：3D摄像模组,设置于牵引绳或吊钩上,3D摄像模组包括朝向吊钩的第一3D摄像单元以及背离吊钩的第二3D摄像单元,第一3D摄像单元以及第二3D摄像单元各用于实时获取处于拍摄范围内的影像；控制器,用于在吊钩吊起负载做下降运动时获取第一3D摄像单元所拍摄的影像,在吊钩吊起负载做上升运动时获取第二3D摄像单元所拍摄的影像,然后检测所述影像中是否包括障碍物的影像,当所述影像中包括障碍物的影像时,控制器控制起升电机降低运转的速度或停止运行。(A kind of intelligent tower crane, including crane arm, the one end for being fixed on crane arm reel, connect with reel hoisting motor, be fixed on crane arm the other end pulley and suspension hook, the traction rope of reel connect around pulley with suspension hook, the intelligent tower crane further include: 3D camera module, it is set on traction rope or suspension hook, 3D camera module includes respectively being used for the image obtained in coverage in real time towards the first 3D camera unit of suspension hook and away from the 2nd 3D camera unit of suspension hook, the first 3D camera unit and the 2nd 3D camera unit；Controller, image captured by the first 3D camera unit is obtained for slinging when descending motion is done in load in suspension hook, it is sling when ascending motion is done in load in suspension hook and obtains image captured by the 2nd 3D camera unit, then detect in the image whether include barrier image, when in the image including the image of barrier, controller, which controls hoisting motor, reduces the speed or out of service of operating.)

智能塔吊

技术领域

本发明涉及塔吊，尤其涉及一种智能塔吊。

背景技术

塔吊(又名：塔式起重机或塔机)由于具有起升高度高、起重力矩大、工作幅度大等特点，在工业与民用建筑施工中被广泛应用。在塔机工作过程中，经常会发生较为严重的事故，从而严重威胁工人的生命和建筑工地的财产安全。例如，当吊钩吊起负载做升降运动的过程中，通常需要塔吊驾驶员观察吊钩的运动范围内是否存在障碍物以防止负载与障碍物发生碰撞而坠落。然而，由于驾驶员与吊钩之间存在一定的距离，使得驾驶员时常难以看清楚吊钩周围的情况。即便藉由地面其他作业人员来辅助指挥，这种人工指挥的方式也存在很大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种智能塔吊，能够解决以上问题。

本发明提供一种智能塔吊，包括一起重臂、固定于所述起重臂的一端的一卷筒、与所述卷筒连接的一起升电机、固定于所述起重臂的另一端的一滑轮、以及一吊钩，所述卷筒的牵引绳绕过所述滑轮与所述吊钩连接，所述智能塔吊还包括：一3D摄像模组，设置于所述牵引绳或所述吊钩上，所述3D摄像模组包括朝向所述吊钩的一第一3D摄像单元以及背离所述吊钩的一第二3D摄像单元，所述第一3D摄像单元以及所述第二3D摄像单元各用于实时获取处于其拍摄范围内的影像；以及一控制器，与所述3D摄像模组以及所述起升电机均连接，所述控制器用于在所述吊钩吊起负载做下降运动时获取所述第一3D摄像单元所拍摄的影像，以及在所述吊钩吊起所述负载做上升运动时获取所述第二3D摄像单元所拍摄的影像，然后检测所述影像中是否包括障碍物的影像，当所述影像中包括障碍物的影像时，所述控制器控制所述起升电机降低运转的速度或停止运行。

优选的，在所述吊钩朝向所述负载做下降运动时，所述控制器还用于检测所述第一3D摄像单元所拍摄的影像中是否包括所述负载的影像，当所述影像中不包括所述负载的影像时，所述控制器控制所述起升电机以大于或等于一第一预定速度的速度运转，当所述影像中包括所述负载的影像时，所述控制器控制所述起升电机以小于所述第一预定速度的速度运转。

优选的，所述智能塔吊还包括与所述控制器连接的一无线通信接口，所述智能塔吊通过无线通信接口与监控中心的一主控设备进行通信，当所述影像中包括障碍物的影像时，所述控制器还用于产生一报警信号，并将所述报警信号通过所述无线通信接口发送至所述主控设备，所述报警信号用于控制所述主控设备报警。

优选的，所述控制器还用于在所述吊钩吊起所述负载做下降运动时，获取所述牵引绳的一第一速度以及所述吊钩的一第二速度，并判断所述第一速度是否大于所述第二速度，当所述第一速度大于所述第二速度时，所述控制器控制所述起升电机降低运转的速度，从而降低所述卷筒转动的速度直至所述第一速度等于所述第二速度。

优选的，当所述第一速度大于所述第二速度时，所述控制器还用于产生一报警信号，并将所述报警信号通过所述无线通信接口发送至所述主控设备，所述报警信号用于控制所述主控设备报警。

优选的，所述智能塔吊还包括与所述控制器连接的一重量传感器，所述重量传感器设置于所述牵引绳上，所述重量传感器用于在所述吊钩吊起所述负载时感测所述负载的重量，所述控制器获取所述重量传感器所感测的所述负载的重量，当所述负载的重量小于一第一预定重量时，所述控制器控制所述起升电机以大于或等于一第二预定速度的速度运转，当所述负载的重量大于或等于所述第一预定重量时，所述控制器控制所述起升电机以小于所述第二预定速度的速度运转。

优选的，当所述负载的重量大于或等于一第二预定重量时，所述控制器控制所述起升电机停止运行，所述控制器还用于当所述负载的重量大于或等于所述第二预定重量时产生一报警信号，并将所述报警信号通过所述无线通信接口发送至所述主控设备，所述报警信号用于控制所述主控设备报警。

优选的，所述智能塔吊还包括一断线检测装置，所述断线检测装置包括一微动开关，所述微动开关包括一开关本体以及一触动片，所述开关本体包括两个触点，所述触动片通过一固定端连接于所述开关本体的其中一触点，所述触动片具有对应所述固定端的自由端，所述自由端临近所述牵引绳设置，所述微动开关的两个触点在所述牵引绳断裂并拨动所述触动片的自由端时接通。

优选的，所述控制器与所述断线检测装置通信连接，所述控制器还用于在所述微动开关接通时产生一报警信号，并将所述报警信号通过所述无线通信接口发送至所述主控设备，所述报警信号用于控制所述主控设备报警。

优选的，所述智能塔吊还包括一***，所述***安装于所述起重臂的端部，所述***用于感测所述起重臂的位置坐标，所述***还用于通过所述无线通信接口将所述起重臂的位置坐标发送至所述监控中心，从而使得所述监控中心对不同智能塔吊的起重臂的位置坐标做汇总，所述***还与所述控制器通信连接，所述控制器用于获取***所感测的所述起重臂的位置坐标，并获取所述监控中心所绘制的作业环境的一电子地图，所述电子地图包括其它智能塔吊的位置坐标以及障碍物的位置坐标，所述控制器用于根据所述起重臂的位置坐标以及所述电子地图判断所述智能塔吊是否处于安全状态。

优选的，所述控制器还用于根据所述起重臂的位置坐标以及所述电子地图规划一安全路线，所述安全路线为由所述起重臂当前的位置坐标至一目标位置坐标之间能够使得所述智能塔吊处于安全状态的路线，所述控制器还根据所述安全路线控制所述智能塔吊执行相应的操作，从而使得所述起重臂沿所述安全路线运动至目标位置坐标处。

相较于现有技术，所述智能塔吊在所述吊钩吊起负载做升降运动的过程中判断所述负载的周围是否存在障碍物，并当所述负载的周围存在障碍物时控制所述起升电机降低运转的速度或停止运行，从而防止所述负载与障碍物发生碰撞，保证所述智能塔吊的安全运行以及作业人员的生命财产安全。

附图说明

图1为本发明一较佳实施方式的智能塔吊的结构示意图。

图2为图1所示的智能塔吊的模块架构图。

图3为图1所示的智能塔吊的断线检测装置的结构示意图。

符号说明

如下

具体实施方式

将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施方式提供一种智能塔吊100。所述智能塔吊100包括一底座10、固定于所述底座10上的一塔身11、固定于所述塔身11上的一起重臂12、固定于所述起重臂12的一端的一卷筒13、与所述卷筒13连接的一起升电机14、固定于所述起重臂12的另一端的一滑轮15、以及一吊钩16。其中，所述卷筒13的牵引绳17绕过所述滑轮15与所述吊钩16连接。所述起升电机14用于在运转时控制所述卷筒13来回转动，并带动所述卷筒13上的牵引绳17绕进或放出，使得所述吊钩16吊起负载300并实现升降。当然，所述塔身11与所述起重臂12之间还可设有一回转机构(图未示)，所述起重臂12与所述吊钩16之间还可设有一变幅小车(图未示)，所述回转机构以及所述变幅小车可采用现有设计，此不赘述。

请一并参阅图2，所述智能塔吊100还包括一无线通信接口20以及一控制器30。其中，所述无线通信接口20以及所述控制器30可设置于所述塔身11或所述起重臂12上。所述智能塔吊100可通过所述无线通信接口20与地面的一监控中心200进行无线通信。所述监控中心200包括具有无线遥控功能的主控设备201，如：遥控器、智能手机以及平板电脑等。作业人员可通过所述主控设备201控制所述智能塔吊100执行相应的操作，即，控制所述智能塔吊100执行起升、变幅和回转等操作。具体为：所述起升电机14、所述回转机构以及所述变幅小车均与所述控制器30电性连接。作业人员根据智能塔吊100的实际工作需要按压所述主控设备201相应的按键，从而触发所述主控设备201生成与所述按键对应一编码遥控信号，并向所述无线通信接口20发送所述编码遥控信号。所述控制器30获取所述无线通信接口20所接收的编码遥控信号，对所述编码遥控信号进行解码，然后根据解码后的遥控信号控制所述智能塔吊100的所述起升电机14、所述回转机构或所述变幅小车执行相应的操作。其中，所述无线通信接口20可采用Wi-Fi、蓝牙或红外技术等进行无线通信。由于作业人员可通过所述监控中心200与所述智能塔吊100进行通信，避免传统的司机室控制方式，从而避免各类操作风险威胁作业人员的生命财产安全。

所述智能塔吊100还包括与所述控制器30通信连接的一3D摄像模组40，如，所述3D摄像模组40为3D无线摄像模组，其可通过所述无线通信接口20与所述控制器30进行通信。所述3D摄像模组40可临近所述牵引绳17朝向所述吊钩16的端部设置，也可位于所述吊钩16上。例如，所述牵引绳17朝向所述吊钩16的端部可固定一支撑板43，所述3D摄像模组40固定于所述支撑板43上。其中，所述3D摄像模组40包括位于所述支撑板43朝向所述吊钩16的表面的第一3D摄像单元41，以及位于所述支撑板43背离所述吊钩16的表面的一第二3D摄像单元42。为提高所述支撑板43与所述牵引绳17连接的稳定性，所述支撑板43还可通过另外两个连接线(图未标)固定于所述牵引绳17，从而形成一更为稳固的三角形连接结构。所述第一3D摄像单元41用于实时获取处于所述第一3D摄像单元41拍摄范围内的影像。所述第二3D摄像单元42用于实时获取处于所述第二3D摄像单元42拍摄范围内的影像。所述控制器30用于在所述吊钩16吊起负载300做下降运动时获取所述第一3D摄像单元41所拍摄的影像，以及在所述吊钩16吊起所述负载300做上升运动时获取所述第二3D摄像单元42所拍摄的影像，然后检测所述影像中是否包括障碍物的影像。当所述影像中包括障碍物的影像时(即，所述负载300距离所述障碍物较近时)，所述控制器30控制所述起升电机14降低运转的速度或停止运行，从而避免所述负载300与障碍物发生碰撞，保证所述智能塔吊100的安全运行以及作业人员的生命财产安全。在本实施方式中，所述第一3D摄像单元41以及所述第二3D摄像单元42可均为CCD立体摄像机。进一步地，当所述影像中包括障碍物的影像时，所述控制器30还用于产生一第一报警信号，并将所述第一报警信号通过所述无线通信接口20发送至所述主控设备201，所述第一报警信号用于控制所述主控设备201报警，从而通知地上的作业人员及时移除障碍物。

在本实施方式中，所述起升电机14为一多速电机。所述控制器30可控制所述起升电机14切换运转的速度，从而改变所述牵引绳17或所述吊钩16进行升降的速度。例如，所述起升电机14可为四速电机，即，能够转换四种运行速度。

在所述吊钩16朝向所述负载300做下降运动时(即，未吊起所述负载300之前)，所述控制器30还用于检测所述第一3D摄像单元41所拍摄的影像中是否包括所述负载300的影像。当所述影像中不包括所述负载300的影像时(即，所述吊钩16距离所述负载300较远时)，所述控制器30控制所述起升电机14以大于或等于一第一预定速度的速度运转，从而控制所述吊钩16快速做下降运动。当所述影像中包括所述负载300的影像时(即，所述吊钩16距离所述负载300较近时)，所述控制器30控制所述起升电机14以小于所述第一预定速度的速度运转，从而控制所述吊钩16慢速做下降运动，使所述吊钩16能够更准确的投放到所述负载300处，提高起吊的效率。

所述牵引绳17上设有一第一速度传感器61，所述吊钩16上设有一第二速度传感器62，所述第一速度传感器61以及所述第二速度传感器62均与所述控制器30通信连接，如，所述第一速度传感器61以及所述第二速度传感器62可通过所述无线通信接口20与所述控制器30进行通信。所述第一速度传感器61用于在所述吊钩16吊起所述负载300做下降运动时感测所述牵引绳17运动的速度(以下称为：第一速度)。所述第二速度传感器62用于在所述吊钩16吊起所述负载300做下降运动时感测所述吊钩16运动的速度(以下称为：第二速度)。所述控制器30获取所述第一速度传感器61所感测的第一速度，获取所述第二速度传感器62所感测的第二速度，并判断所述第一速度是否大于所述第二速度。当所述第一速度大于所述第二速度时，表示所述吊钩16可能会在下降时脱离所述牵引绳17，此时，所述控制器30控制所述起升电机14降低运转的速度，从而降低所述卷筒13转动的速度直至所述第一速度等于所述第二速度。进一步地，当所述第一速度大于所述第二速度时，所述控制器30还用于产生一第二报警信号，并将所述第二报警信号通过所述无线通信接口20发送至所述主控设备201，所述第二报警信号用于控制所述主控设备201报警，从而通知地上的作业人员所述吊钩16可能会脱离所述牵引绳17。在其它实施方式中，所述第一速度传感器61也可省略，此时，所述控制器30获取所述起升电机14当前运转的速度，并根据所述起升电机14运行的速度计算所述牵引绳17的第一速度。

在本实施方式中，所述智能塔吊100还包括与所述控制器30通信连接的一重量传感器50，如，所述重量传感器50可通过所述无线通信接口20与所述控制器30进行通信。所述重量传感器50设置于所述牵引绳17上。所述重量传感器50用于在所述吊钩16吊起所述负载300时感测所述负载300的重量。所述控制器30获取所述重量传感器50所感测的所述负载300的重量。当所述负载300的重量小于一第一预定重量时，所述控制器30控制所述起升电机14以大于或等于一第二预定速度的速度运转，从而控制所述吊钩16快速上升。当所述负载300的重量大于或等于所述第一预定重量时，所述控制器30控制所述起升电机14以小于所述第二预定速度的速度运转，从而所述吊钩16慢速上升。所述第一预定速度与所述第二预定速度可以相同，也可以不同。在另一实施方式中，当所述负载300的重量大于或等于一第二预定重量(即安全重量)时，所述控制器30直接控制所述起升电机14停止运行，从而防止所述负载300重量过大而导致牵引绳17发生断裂。进一步地，当所述负载300的重量大于或等于所述第二预定重量时，所述控制器30还用于产生一第三报警信号，并将所述第三报警信号通过所述无线通信接口20发送至所述主控设备201，所述第三报警信号用于控制所述主控设备201报警，从而通知作业人员当前负载300重量过大。

所述牵引绳17由多股线材捻转而成，所述牵引绳17的材质可为不锈钢。可以理解，即便所述负载300的重量不超过所述安全重量，所述牵引绳17也可能会由于与滑轮15长期摩擦等因素发生疲劳断裂。在本实施方式中，所述智能塔吊100还包括一断线检测装置70，所述断线检测装置70固定于所述变幅小车上，用于检测所述牵引绳17是否发生断裂。请一并参照图3，所述断线检测装置70包括固定于所述变幅小车上的一微动开关71以及连接于所述微动开关71的一报警器72。所述微动开关71包括一开关本体710以及一触动片711，所述开关本体710包括两个触点7100，所述触动片711通过一固定端7110固定于所述开关本体710的其中一触点7100。所述报警器72的输入端与输出端分别连接于所述开关本体710的两个触点7100。所述触动片711具有对应于所述固定端7110的自由端7111，所述自由端7111临近所述牵引绳17设置。当所述牵引绳17的至少一股线材发生断裂时，断裂的该股线材会逐渐外露，当外露的线材经过触动片711时会拨动所述触动片711的自由端7111摆动，从而接通所述微动开关71的两个触点7100以使得所述报警器72报警。在本实施方式中，所述报警器72可为蜂鸣报警器或指示灯，即，所述报警器72可发出蜂鸣音或发生光线(如红光)，从而通知作业人员发生异常故障并需做及时处理。在其它实施方式中，所述报警器72可省略，所述控制器30与所述断线检测装置70通信连接。所述控制器30还用于在所述微动开关71接通时产生一第四报警信号，并将所述第四报警信号通过所述无线通信接口20发送至所述主控设备201，所述第四报警信号用于控制所述主控设备201报警，从而通知作业人员发生异常故障。

在本实施方式中，所述智能塔吊100还可包括一***80，所述***80可安装于所述起重臂12的端部。所述***80用于感测所述起重臂12的位置坐标。所述***80还用于通过所述无线通信接口20将所述起重臂12的位置坐标发送至所述监控中心200，从而使得所述监控中心200对不同智能塔吊100的起重臂12的位置坐标做汇总。所述监控中心200还记录有所述智能塔吊100的作业环境中的障碍物的位置坐标，从而根据所有智能塔吊100的起重臂12的位置坐标以及障碍物的位置坐标绘制一电子地图。所述***80还与所述控制器30通信连接，如，所述***80可通过所述无线通信接口20与所述控制器30进行通信。所述控制器30用于获取***80所感测的所述起重臂12的位置坐标，并获取所述监控中心200所绘制的作业环境的电子地图，根据所述起重臂12的位置坐标以及所述电子地图判断所述智能塔吊100是否处于安全状态，如，当所述起重臂12的位置坐标与其中一障碍物的位置坐标之间的距离大于一预设安全距离时，则判断所述智能塔吊100处于安全状态。所述控制器30还可根据所述起重臂12的位置坐标以及所述电子地图规划一安全路线，所述安全路线为由所述起重臂12当前的位置坐标至一目标位置坐标之间能够使得所述智能塔吊100处于安全状态的路线。所述控制器30还根据所述安全路线控制所述智能塔吊100执行起升、变幅或回转等操作，从而使得所述起重臂12沿所述安全路线运动至目标位置坐标处。在本实施方式中，所述***80可为GPS***，即，所述位置坐标均为GPS坐标。在其它实施方式中，所述***80还可以是其它卫星定位系统的***。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。