本文采用TRIZ的技术系统进化原理对塔式起重机(以下简称塔机)的演化进行了分析，绘制了塔机进化潜能图，指出了塔机的演化趋势。运用TRIZ的分析理论和冲突解决原理对QT20折臂式塔机进行了分析，验证了QT20折臂式塔机的折臂和起升机构合并概念上的正确性及可行性。在此基础上应用Pro/I软件的流分析对轻型折臂式塔机的起升-折臂机构进行了系统分析，绘制了轻型折臂式塔机起升-折臂机构系统分析图，在该系统图的末端，起升-折臂机构并没有完全合并，由此得出了将起升-折臂机构完全合并的新的起升-折臂机构绕绳方式。 塔机正常工作时前臂末端的钢丝绳固定以及塔机进行折臂转换时吊钩装置的固定是实现新的绕绳方式的关键问题。本文运用TRIZ的多屏幕分析方法解决了吊钩装置的固定问题，通过对现有钢丝绳固定装置应用于新的绕绳方式上的适用性和存在问题的分析确定了钢丝绳固定装置的技术冲突，并根据冲突矩阵得出解决冲突的原理解，在原理解基础上对钢丝绳固定装置进行了具体分析，由此产生了多个设计方案。对于这些设计方案采用层次分析法的间接矩阵来确定评价准则的权值，建立方案评价矩阵，进行了方案选优，选出了改进的绳卡固定装置和弹簧固定法做为塔机正常工作时前臂末端钢丝绳固定装置的最佳方案。 通过对折臂转换力学问题分析确定了绳卡固定法螺栓的预紧力和弹簧固定法的弹簧力以及实现折臂转换的折臂滑轮组的倍率。 本文将TRIZ理论引进塔机的创新设计中来，提出的新的起升-折臂机构实现了轻型折臂式塔机起升折臂机构同一机构同一根绳技术，使用这种机构的塔机在进行折臂转换时无需重新穿绕钢丝绳。