塔机监控系统及塔机的制作方法

本实用新型涉及塔机监控技术，具体地涉及塔机监控系统及塔机。

背景技术：

塔机，又称塔式起重机，是施工现场最常用的一种起重设备。目前，塔机操作室位于几十米甚至上百米的高空，对操作人员来说，一方面，其观察的角度和视距受到限制，不仅难以准确地完成操作任务，而且很容易发生事故，存在很大的安全隐患，另一方面，操作人员上下塔机会耗费很多时间，塔机操作过程中需要多个人员的协助，这些都增加了塔机使用的成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种塔机监控系统及塔机，用于解决塔机操作人员安全作业的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种塔机监控系统，该系统包括：至少四个成像机构，分别安装在所述塔机的水平臂架和塔架上，用于对所述塔机的作业进行拍摄，以得到所述塔机的作业图像，在所述塔机的水平臂架和塔架上分别至少安装两个成像机构，通过所述水平臂架上的一个成像机构和所述塔架上的一个成像机构将所述塔机的作业场景划分为四个区域，其中所述至少四个成像机构的拍摄视角基于所述塔机的吊钩所处的区域而被调整。

优选地，在所述塔机监控系统具有四个成像机构的情况下，所述四个成像机构包括：四个成像设备，用于对所述塔机的作业进行拍摄，以得到所述塔机的作业图像；以及四个执行机构，与所述四个成像设备一一对应并且一个执行机构固定一个成像设备以通过执行机构的运动带动调整成像设备的拍摄视角，在所述塔机的水平臂架和塔架上分别安装两个执行机构，通过所述水平臂架上的一个执行机构和所述塔架上的一个执行机构将所述塔机的作业场景划分为四个区域，其中所述四个执行机构根据所述塔机的工况数据及所述四个成像机构的状态信息确定所述塔机的吊钩所处的区域，并根据所述塔机的吊钩所处的区域来调整所述四个成像设备的拍摄视角；其中，所述工况数据包括所述吊钩的位置，所述状态信息包括所述执行机构的位置和所述成像设备的轴心方向。

优选地，安装在所述塔机的水平臂架上的两个执行机构固定安装在所述水平臂架的吊臂上并且安装在所述塔机的水平臂架上的两个执行机构中至少有一个执行机构从垂直于地面的方向拍摄作业场景。

优选地，安装在所述塔机的水平臂架上的两个执行机构包括：第一执行机构，固定安装在所述塔机的吊臂末端；以及第二执行机构，固定安装在所述塔机的吊臂中间。

优选地，安装在所述塔机的塔架上的两个执行机构固定安装在所述塔架的塔身上并且安装在所述塔机的塔架上的两个执行机构中至少有一个执行机构从平行于地面的方向拍摄作业场景。

优选地安装在所述塔机的塔架上的两个执行机构包括：第三执行机构，固定安装在所述塔机的起升机构处；以及第四执行机构，固定安装在所述塔机的塔架中间并固定安装在标准节上；其中，在所述塔机的吊钩位于所述第二执行机构左侧及所述第四执行机构上侧的情况下，控制所述第二执行机构和所述第三执行机构运动以使得所述第二成像设备的轴心和所述第三成像设备的轴心对准所述吊钩；在所述塔机的吊钩位于所述第二执行机构右侧及所述第四执行机构上侧的情况下，控制所述第一执行机构和所述第三执行机构运动以使得所述第一成像设备的轴心和所述第三成像设备的轴心对准所述吊钩；在所述塔机的吊钩位于所述第二执行机构左侧及所述第四执行机构下侧的情况下，控制所述第二执行机构和所述第四执行机构运动以使得所述第二成像设备的轴心和所述第四成像设备的轴心对准所述吊钩；以及在所述塔机的吊钩位于所述第二执行机构右侧及所述第四执行机构下侧的情况下，控制所述第一执行机构和所述第四执行机构运动以使得所述第一成像设备的轴心和所述第四成像设备的轴心对准所述吊钩。

优选地，所述第三执行机构和所述第四执行机构朝向所述作业场景安装。

优选地，所述四个成像设备均采用垂直向下的吊装方式安装。

相应地，本实用新型还提供了一种塔机，包括以上所描述的塔机监控系统。

通过上述技术方案，本实用新型通过在塔机的水平臂架和塔架上的成像设备来对塔机的作业进行拍摄，能够以更全面的角度对塔机的作业进行监控。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型提供的四个成像机构安装位置的示意图；

图2是本实用新型提供的吊钩位于第一区域的图示；

图3是本实用新型提供的吊钩位于第二区域的图示；

图4是本实用新型提供的吊钩位于第三区域的图示；以及

图5是本实用新型提供的吊钩位于第四区域的图示。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

本实用新型提供了一种塔机监控系统，该系统包括：至少四个成像机构，分别安装在塔机的水平臂架和塔架上，用于对塔机的作业进行拍摄，以得到塔机的作业图像，在塔机的水平臂架和塔架上分别至少安装两个成像机构，通过水平臂架上的一个成像机构和塔架上的一个成像机构将塔机的作业场景划分为四个区域，其中至少四个成像机构的拍摄视角基于塔机的吊钩所处的区域而被调整。当然，本实用新型不限于此，至少四个成像机构也可以包括五个或更多成像机构，具体来说，可以利用其中四个成像机构如下文所提供的方案进行拍摄作业场景，第五成像机构可以专用于拍摄例如天气情况、环境变化等，或者可以作为备用的成像机构。

图1是本实用新型提供的四个成像机构安装位置的示意图，其中，四个成像机构包括四个成像设备和相对应的四个执行机构。其中，四个成像设备用于对塔机的作业进行拍摄，以得到塔机的作业图像；四个执行机构，与四个成像设备一一对应并且一个执行机构固定一个成像设备以通过执行机构的运动带动调整成像设备的拍摄视角，在塔机的水平臂架和塔架上分别安装两个执行机构，通过水平臂架上的一个执行机构和塔架上的一个执行机构将塔机的作业场景划分为四个区域，其中四个执行机构根据塔机的工况数据及四个成像机构的状态信息确定塔机的吊钩所处的区域，并根据塔机的吊钩所处的区域来调整四个成像设备的拍摄视角；其中，工况数据包括吊钩的位置，状态信息包括执行机构的位置和成像设备的轴心方向。

应当理解，成像设备安装在执行机构上，通过执行机构的运动来带动成像设备的运动，因此实际安装在塔机上的为执行机构，也就是说，执行机构安装在塔机上，成像设备安装在执行机构上，通过执行机构的运动来改变成像设备的拍摄视角。以上所描述的四个成像设备分别对应四个执行机构，即一个成像设备对应一个执行机构。其中，成像设备与执行机构可以即成为一个设备，例如可以改变拍摄视角的摄像机，也可以是独立的两个设备，例如成像设备为摄像机，执行机构为摄像机云台。

安装在塔机的水平臂架上的两个执行机构固定安装在水平臂架的吊臂上并且安装在塔机的水平臂架上的两个执行机构中至少有一个执行机构从垂直于地面的方向拍摄作业场景。

具体来说，安装在塔机的水平臂架上的两个执行机构包括第一执行机构和第二执行机构，其中第一执行机构固定安装在塔机的吊臂末端，第二执行机构固定安装在塔机的吊臂中间。塔机的吊臂中间指的是塔机的吊臂的中间区域，而并不是中间点，例如，塔机的吊臂为50米，那么中间例如可以是20米至30米的位置。

安装在塔机的塔架上的两个执行机构固定安装在塔架的塔身上并且安装在塔机的塔架上的两个执行机构中至少有一个执行机构从平行于地面的方向拍摄作业场景。具体来说，安装在塔机的塔架上的两个执行机构包括第三执行机构和第四执行机构，其中第三执行机构固定安装在塔机的起升机构处，第四执行机构固定安装在塔机的塔架中间并固定安装在标准节上。塔机的塔架中间指的是塔机的塔架的中间区域，而并不是中间点，例如，塔机的塔架为40米，那么中间例如可以是15米至25米的位置。

一般来说，第三执行机构和第四执行机构朝向作业场景安装。其中作业场景可以理解为水平臂架与塔架形成的平面，应当理解，由于水平臂架在作业时是在运动的，因而，水平臂架与塔架形成的平面也不是固定的。

具体来说，执行机构根据塔机的吊钩所处的区域来调整四个成像设备的拍摄视角的具体过程可以为：在塔机的吊钩位于第二执行机构左侧及第四执行机构上侧的情况下，第二执行机构和第三执行机构运动以使得第二成像设备的轴心和第三成像设备的轴心对准所述吊钩；在塔机的吊钩位于第二执行机构右侧及第四执行机构上侧的情况下，第一执行机构和第三执行机构运动以使得第一成像设备的轴心和第三成像设备的轴心对准所述吊钩；在塔机的吊钩位于第二执行机构左侧及第四执行机构下侧的情况下，第二执行机构和第四执行机构运动以使得第二成像设备的轴心和第四成像设备的轴心对准所述吊钩；在塔机的吊钩位于第二执行机构右侧及第四执行机构下侧的情况下，第一执行机构和第四执行机构运动以使得第一成像设备的轴心和第四成像设备的轴心对准所述吊钩。

同一时刻至少有两个成像设备分别从垂直于地面的方向和平行于地面的方向拍摄作业场景，使得操作人员的观察角度更为全面。

本领域技术人员应当理解，可以根据起升卷筒与变幅卷筒的转速，计算钢丝绳伸长或缩回量，得到小车的变幅量与吊钩的起升量，从而得到吊钩的位置，吊钩的位置的获取为本领域公知常识，于此不予赘述。

本实用新型中的四个成像设备均采用垂直向下的吊装方式安装。

下面结合图1对本实用新型进行进一步的阐述，在图1中，成像设备为摄像机，执行机构为摄像机云台。

四个摄像机云台中的第一摄像机云台10和第二摄像机云台20固定安装在塔机的水平臂架上及第三摄像机云台30和第四摄像机云台40固定安装在塔机的塔架上，四个摄像机云台与四台摄像机一一对应并且一个摄像机云台固定一台摄像机，其中摄像机云台的运动带动调整摄像机的拍摄视角。

应当理解，与包括第一至第四摄像机云台的四个摄像机云台相对应的四台摄像机包括第一至第四摄像机，即第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机和第四摄像机。其中，第一摄像机对应第一摄像机云台，即第一摄像机云台固定第一摄像机，第一摄像机云台的运动带动调整第一摄像机的拍摄视角；第二摄像机对应第二摄像机云台，即第二摄像机云台固定第二摄像机，第二摄像机云台的运动带动调整第二摄像机的拍摄视角；第三摄像机对应第三摄像机云台，即第三摄像机云台固定第三摄像机，第三摄像机云台的运动带动调整第三摄像机的拍摄视角；第四摄像机对应第四摄像机云台，即第四摄像机云台固定第四摄像机，第四摄像机云台的运动带动调整第四摄像机的拍摄视角。

如图1所示，第一摄像机云台10和第二摄像机云台20固定安装在水平臂架的吊臂上。具体地，第一摄像机云台10固定安装在塔机的吊臂末端；第二摄像机云台20固定安装在塔机的吊臂中间。第三摄像机云台30和第四摄像机云台40固定安装在塔架的塔身上。具体地，第三摄像机云台30固定安装在塔机的起升机构处；第四摄像机云台40固定安装在塔机的塔架中间并固定安装在的标准节上。第三摄像机云台30和第四摄像机云台40朝向作业场景安装。

基于第二执行机构的位置和第四执行机构的位置划分出了四个区域，具体如下：第一区域，第四执行机构上侧且第二执行机构左侧；第二区域，第四执行机构上侧且第二执行机构右侧；第三区域，第四执行机构下侧且第二执行机构左侧；第四区域，第四执行机构下侧且第二执行机构右侧。

下面结合图2至图5更加清楚地描述以上控制策略。

图2是本实用新型提供的吊钩位于第一区域的图示，如图2所示，吊钩位于第四摄像机云台上侧且第二摄像机云台左侧，这种情况下控制装置控制第二摄像机云台和第三摄像机云台运动以使得第二摄像机2和第三摄像机 3的轴心对准吊钩5。

图3是本实用新型提供的吊钩位于第二区域的图示，如图3所示，吊钩位于第四摄像机云台上侧且第二摄像机云台右侧，这种情况下控制装置控制第一摄像机云台和第三摄像机云台运动以使得第一摄像机1和第三摄像机3的轴心对准吊钩5。

图4是本实用新型提供的吊钩位于第三区域的图示，如图4所示，吊钩位于第四摄像机云台下侧且第二摄像机云台左侧，这种情况下控制装置控制第二摄像机云台和第四摄像机云台运动以使得第二摄像机2和第四摄像机 4的轴心对准吊钩5。

图5是本实用新型提供的吊钩位于第四区域的图示，如图5所示，吊钩位于第四摄像机云台下侧且第二摄像机云台右侧，这种情况下控制装置控制第一摄像机云台和第四摄像机云台运动以使得第一摄像机1和第四摄像机 4的轴心对准吊钩5。

相应地，本实用新型还提供了一种塔机，包括以上所描述的塔机监控系统。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

本实用新型提供的技术方案与塔机驾驶室内操作人员的观察角度相比，远程操作人员能够通过摄像机以更全面的角度实时观看塔机作业状态，人员入侵自动报警能够时刻提醒操作人员注意设备作业范围内的人员状况，降低事故发生几率。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。