度行程限位器、回转角度行程限位器和幅度行程限位器；起 升高度行程限位器设置在塔式起重机的起升机构的钢丝绳卷筒轴上，用于在起升高度过高 时切断起升电机电源；回转角度行程限位器设置在回转齿圈上，用于在回转角度过大时切 断回转电机电源；幅度行程限位器设置在变幅机构的电机轴上，用于在变幅幅度过大时切 断变幅电机电源。
[0039] 起升高度行程限位器的启动条件为起升重量传感器采集到的数据不小于额定起 重重量或/和力矩传感器采集到的数据不小于额定起重力矩；回转角度行程限位器的启动 条件为回转角度传感器采集到的数据不小于额定回转角度；幅度行程限位器的启动条件为 幅度传感器采集到的数据不小于额定小车变幅。
[0040] 如图3所示，显示模块包括视频影像区A、预警报警区、运行状态参数显示区和声 音报警器。
[0041] 视频影像区A包括全景视频影像区和相对位置影像区，用于显示塔式起重机吊装 范围内的全景实时视频影像和塔式起重机与障碍物的相对位置。
[0042] 预警报警区包括预警灯和报警灯。预警灯包括起重重量超限预警灯1、起升高度 超限预警灯3、起重力矩超限预警灯5、小车变幅超限预警灯8、起重臂转角超限预警灯10、 风速超限预警灯12和碰撞预警灯7 ;报警灯包括起重重量超限报警灯2、起升高度超限报警 灯4、起重力矩超限报警灯6、小车变幅超限报警灯9、起重臂转角超限报警灯11、风速超限 报警灯13和碰撞报警灯14。
[0043] 运行状态参数显示区包括起重重量实际值显示区B、起重重量额定值显示区C、起 升高度实际值显示区D、起升高度额定值显示区E、起重力矩实际值显示区F、起重力矩额定 值显示区G、小车变幅实际值显示区H、小车变幅限值显示区I、回转角度实际值显示区K、回 转角度限值显示区L、风速实际值显示区M、塔式起重机能承受风速的极限值显示区N、塔式 起重机与障碍物之间的距离显示区0和预定安全距离显示区P。
[0044] 数据采集模块中的起升重量传感器、幅度传感器、起升高度传感器、回转角度传感 器、力矩传感器、风速传感器、倾角传感器和超声波传感器分别采集塔式起重机的起重重 量、小车变幅、起升高度、回转角度、起重力矩、风速、倾角和塔式起重机与障碍物的距离；发 送给数据处理模块和显示模块，数据处理模块将起重重量、小车变幅、起升高度、回转角度、 起重力矩、风速和倾角的实际值和额定值进行对比，如果实际值达到额定值的80%时，则数 据处理模块控制显示模块进行预警，预警灯亮起，如果实际值等于额定值时，数据处理模块 控制显示模块进行报警，报警灯亮起，同时声音报警器进行声音报警，并且同时控制控制模 块限制塔式起重机的运行。显示模块显示传感器发送来数据，并将数据显示在运行状态参 数显示区上，起重重量实际值显示区B显示起重重量的是实际值，起重重量额定值显示区C 显示起重重量额定值，起升高度实际值显示区D显示起升高度实际值，起升高度额定值显 示区E显示起升高度额定值，起重力矩实际值显示区显示起重力矩实际值，起重力矩额定 值显示区G显示起重力矩额定值，小车变幅实际值显示区Η显示小车变幅实际值，小车变幅 限值显示区I显示小车变幅额定值，回转角度实际值显示区Κ显示回转角度实际值，回转角 度限值显示区L显示回转角度额定值，风速实际值显示区Μ显示风速实际值，塔式起重机能 承受风速的极限值显示区Ν显示风速额定值，塔式起重机与障碍物之间的距离显示区0显 示塔式起重机与障碍物之间的实际距离，预定安全距离显示区Ρ显示塔式起重机与障碍物 之间的预定安全距离。
[0045] 如图4所示，当障碍物为柱状障碍物或者相邻塔式起重机的塔身时，数据处理模 块需要分别计算起重臂与平衡臂的臂尖到柱状障碍物的距离，并建立坐标系，以塔身的中 心线与地平面的交点为原点，地平面为xy平面，以塔臂在xy平面的投影为X轴，塔身的中 心线为z轴，以与X轴和z轴垂直的线为y轴建立坐标系，数据采集模块中的超声波传感器 检测塔臂与塔身交点到柱状障碍物的距离L，回转角度传感器检测塔臂的回转角度θ，塔 臂的高度h，数据处理模块根据塔臂与塔身交点到柱状障碍物的距离、塔臂的回转角度和塔 臂的高度计算出柱状障碍物的三维坐标：B1点的坐标为（x3,y3,z3)，根据起重臂和平衡臂 的臂长计算出起重臂臂尖和平衡臂臂尖的三维坐标:A1的坐标为（xl，yl，zl)，A2点的坐标 为（x2,y2,z2)，（xl，yl，zl，x2,y2,z2,x3,y3,z3 为常数，且zl=z2 =z3)数据处理模 块根据起重臂臂尖A1点和平衡臂臂尖A2点的位置坐标，分别计算出B1点到A1点的距离和 B1点到A2点的距离，B1点到A1点的距离为：
，B1点到A2 点的距离为
再与安全预警距离进行对比，如果两个距离中 的任意一个距离达到安全预警距离的110%时，数据处理模块则控制显示模块进行碰撞预 警，碰撞预警灯7亮，同时声音报警器进行语音提示，如果两个距离中的任意一个距离达到 安全预警距离的90%时，数据处理模块则控制显示模块进行碰撞报警，碰撞报警灯8亮，同 时声音报警器进行语音提示，并且同时控制控制模块限制塔式起重机的运行。
[0046] 如图5所示，当障碍物为建筑物或竖向墙体等平面障碍物时，数据处理模块需要 分别计算起重臂与平衡臂的臂尖到平面障碍物的距离，并建立坐标系，以塔身的中心线与 地平面的交点〇为原点，地平面为xy平面，以塔臂在xy平面的投影为X轴，塔身的中心 线为z轴，以与X轴和z轴垂直的线为y轴建立坐标系，超声波传感器检测到以塔身的中 心线与塔臂的中心线的交点〇为圆心、以所述起重臂的臂长为半径的圆面与平面障碍物 的交线的任意两段距离〇Β1和〇B2,回转角度传感器检测塔臂的回转角度Θ1和Θ2,数 据处理模块根据〇Bl、〇B2、回转角度Θ1、Θ2和起升高度计算B1和B2两点的坐标，B1的 坐标为（x3,y3,z3)，B2的坐标为（x4,y4,z4)，根据B1和B2两点的坐标计算出交线的直 线方程ax+by+c= 0,（a，b，c为常数），数据处理模块根据回转角度、起重臂和平衡臂的臂 长和起升高度计算出起重臂和平衡臂臂尖的坐标，起重臂臂尖A1的坐标为（xl，yl，zl)， 平衡臂臂尖A2的坐标为（x2,y2,z2)，数据处理模块计算出起重臂臂尖A1到直线的距离
，平衡臂臂尖A2到直线的距离
（al，a2,bl，b2,cl，c2为 常数），将该距离与安全预警距离作对比，如果达到安全预警距离的110%时，数据处理模 块则控制显示模块进行碰撞预警，碰撞预警灯7亮，同时声音报警器进行语音提示；如果达 到安全预警距离的90%时，数据处理模块则控制显示模块进行碰撞报警，碰撞报警灯8亮， 同时声音报警器进行声音报警，并且同时控制控制模块限制塔式起重机的运行。
[0047] 如图6所示，障碍物除了容易与塔臂臂尖发生碰撞外，还会与塔臂臂中发生碰撞， 此时，数据处理模块需要计算塔臂臂中与障碍物之间的距离，并建立坐标系，以塔身的中心 线与地平面的交点为原点，地平面为xy平面，以塔臂在xy平面的投影为X轴，塔身的中心 线为z轴，以与X轴和z轴垂直的线为y轴建立坐标系，超声波传感器检测塔臂与塔身交点 到柱状障碍物之间的距离L，回转角度传感器检测塔臂的回转角度Θ，根据塔臂的高度h， 数据处理模块根据塔臂的回转角度Θ，幅度传感器检测到塔吊变幅距离，塔壁高度h，计算 出起重臂臂中任意两点的三维坐标A1 (xl,y2,z3)、A2(x2,y2,z2)，确定塔壁所在直线的直 线方程，根据塔臂与塔身交点到柱状障碍物之间的距离、塔臂的回转角度和塔臂的高度计 算出柱状障碍物的三维坐标点的坐标为（x3,y3,z3)，B1点的横坐标为塔臂臂中到障 碍物的最短距离，数据处理模块将该距离与安全预警距离作对比，如果达到安全预警距离 的110%时，数据处理模块则控制显示模块进行碰撞预警，碰撞预警灯7亮，同时声音报警 器进行语音提示；如果达到安全预警距离的90%时，数据处理模块则控制显示模块进行碰 撞报警，碰撞报警灯8亮，同时声音报警器进行语音提示，并且同时控制控制模块限制塔式 起重机的运行。
[0048] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做 出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。<