[发明专利]一种利用RTK-SLAM技术的智能塔式起重机

权利要求书

1.一种利用RTK-SLAM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；

吊钩结构，滑动设置在所述起重臂上，所述吊钩结构用于调运物体；

第一激光扫描结构，所述第一激光扫描结构设置在所述起重臂的自由端上，所述第一激光扫描结构用于扫描所述起重臂下方所述吊钩结构的作业环境；

第二激光扫描结构，所述第二激光扫描结构设置在所述吊钩结构上，所述第二激光扫描结构用于扫描在同一平面内所述吊钩结构与各建筑物之间的距离；以及

控制模块，分别与所述起重臂、所述第一激光扫描结构、所述吊钩结构以及所述第二激光扫描结构连接，所述控制模块用于利用RTK-SLAM技术进行同步定位并将所述第一激光扫描结构扫描的图像构建所述吊钩结构作业环境的三维图像，且根据所述第二激光扫描结构扫描的所述吊钩结构与各建筑物之间的距离，控制所述起重臂和所述吊钩结构的移动；

所述智能塔式起重机还包括基台，所述基台包括四个混凝土浇筑桩、第一混凝土浇筑基台和第二混凝土浇筑基台，所述第一混凝土浇筑基台叠设在所述第二混凝土浇筑基台中心，四个所述混凝土浇筑桩分别埋设在所述第一混凝土浇筑基台四角，且四个所述混凝土浇筑桩下端贯穿所述第一混凝土浇筑基台和所述第二混凝土浇筑基台埋设在地基里；

所述塔式起重机架包括底座和平衡板，所述底座为矩形，所述底座的四角分别与四个所述混凝土浇筑桩螺纹连接，以使所述底座与所述第一混凝土浇筑基台固定连接；其中，所述底座与所述第一混凝土浇筑基台接触，所述平衡板套设在所述底座上并进行焊接，所述平衡板覆盖在所述第二混凝土浇筑基台上，所述平衡板与所述第二混凝土浇筑基台之间围绕所述第一混凝土浇筑基台均匀设置有四个液压装置。

2.如权利要求1所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述控制模块包括：

建图单元，与所述第一激光扫描结构连接，用于利用RTK-SLAM技术进行同步定位，并接收所述第一激光扫描结构扫描的图像形成三维图像；其中，所述建图单元在设定时间内进行刷新形成新的三维图像；

所述设定时间为

其中，t为所述建图单元形成三维图像在设定时间内进行刷新的周期，T为RTK技术所采用的GNSS测量设备的采样间隔，S_i为SLAM技术所采用的激光雷达设备的扫描特征点到扫描中心的距离，ω为所述起重臂移动的角速度，r为第一激光扫描结构安装的位置距所述起重臂的距离长度。

3.如权利要求2所述的智能塔式起重机，其特征在于，所述第一激光扫描结构为3D激光扫描结构，以使所述第一激光扫描结构扫描的图像用于形成三维图像，所述第二激光扫描结构为2D激光扫描结构，以使所述第二激光扫描结构用于获取同一平面内所述吊钩结构与建筑物之间的距离。

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支架，所述支架一端固定连接在所述起重臂自由端上，所述第一激光扫描结构固定连接在所述支架另一端，以使所述第一激光扫描结构的扫描范围为圆锥形，且所述第一激光扫描结构的扫描范围的母线与水平面的夹角为θ，其中，l为支架的高度，L为起重臂的长度。

5.如权利要求2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，与所述起重臂和所述建图单元连接，用于根据所述建图单元形成的三维图像控制所述起重臂的移动；

吊钩结构控制单元，与所述第二激光扫描结构连接，用于在所述起重臂移动过程中控制所述吊钩结构与建筑物之间的保持安全距离；

距离预警单元，与所述第二激光扫描结构、起重臂控制单元以及吊钩结构控制单元连接，用于接收所述第二激光扫描结构扫描获取与建筑物的距离，并在接收的与建筑物的距离小于安全距离时，控制所述起重臂控制单元和所述吊钩结构控制单元停止启动。