用于在海上船上使用的运动补偿起重机制造技术

一种用于在海上船(1)上使用的运动补偿起重机(10)，所述海上船具有带有设计吃水线的船体(2)，其中起重机包括可转动上层结构(12)；主悬臂(14)，所述主悬臂安装至所述可转动上层结构，并且在其内端部绕基本水平的悬臂枢转轴线枢转地连接到可转动上层结构，所述主悬臂具有远离所述内端部的末端；主悬臂变幅组件(15)，所述主悬臂变幅组件适于将主悬臂相对于上层结构的角度设定在主悬臂工作角度范围内；刚性吊臂框架(20)，所述刚性吊臂框架绕基本水平的吊臂框架枢转轴线(21)枢转地连接到主悬臂的末端(14b)；以及水平设定组件(22)，所述水平设定组件适于在主悬臂在所述主悬臂工作角度范围内的角度上时将刚性吊臂框架设定在校平的位置上。所述刚性吊臂框架设置有一组平行的X方向导轨(25)，其在刚性吊臂框架的校平的位置中基本水平。起重机进一步具有可移动承载件(27)，其由所述X方向导轨支撑并可由马达驱动的X方向运动位移致动器组件(40、45、48、49)移动。可移动承载件设置有一个或多个平行的Y方向导轨(28)，可移动吊臂升降缆索悬吊构件(30)由所述一个或多个Y方向导轨支撑并且相对于其可移动。

Motion compensation crane for use on offshore vessels

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在海上船上使用的运动补偿起重机
本专利技术涉及海上船起重机领域。在特别有吸引力的实施方案中，设想将本专利技术的起重机用于在漂浮的船上使用，因此在船经受波浪引起的运动的时候起重机是可操作的。如本文中所解释的，本专利技术的一些方面还适用于具有起重机的船，在船不处于漂浮状态时操作起重机，例如，具有本文所述的起重机的自升式船。
技术介绍
在海上风力涡轮机领域，存在提高效率和降低成本的需求，例如，考虑到对于在海上风力涡轮机的安装基座上进行维护工作所需的不断增长的时间和费用，例如在北海、波罗的海、美国沿海水域等。维护工作例如可以包括由高起重机处理位于“机舱的高度处”的海上风力涡轮机的部件，其包括例如处理机舱本身和/或容纳在机舱中和/或安装在机舱上的一个或多个部件，例如齿轮箱、发电机、轮毂和/或叶片。当前的海上风力涡轮机设计提出或已经将机舱设置在海拔100米以上的高度处，例如在120米或更高。因此，处理这些部件需要非常高的起重机。同样，此类部件的质量也可能很大，范围在5吨至150吨之间，其中发电机和齿轮箱等组件的重量位于该范围的上部。风力涡轮机可以是例如通过单桩或护套基座等安装在海床上的类型。在另一种设计中，风力涡轮机实施为位于浮动结构上，因此风力涡轮机也完全暴露于波浪作用并由于波浪作用而移动。在通常的方法中，船是自升式船，其被定位成靠近风力涡轮机，然后将支腿构件伸出，使船至少部分地但基本为全部被举升，以提供用于起重机操作的稳定情况。自升过程及之后的自升式起重船下降的过程很费时，并且在自升位置上，对于波浪高度受到很大的限制，因此当处于恶劣天气时，在天气实际变化之前必须将船很好地置于漂浮状态。这减小了这种船用于海上风力涡轮机相关活动的有效操作窗口。而且通常，航行速度通常小于普通船。
技术实现思路
应当指出，本专利技术主要被设想用于海上风力涡轮机领域，从而用于维护，并且还用于风力涡轮机的安装和/或拆除。然而，本专利技术还可以用于其他海上应用中，例如与石油和天然气有关的工作、土木工程操作等。本专利技术的目的是提供一种改进的起重机，用于在海上船上使用，或者至少是用于这种用途的现有起重机的替代方案。本专利技术的第一方面提供了一种运动补偿起重机，其用于在漂浮状态的海上船上使用，该海上船具有带有设计吃水线的船体，例如用于在处理海上风力涡轮机的一个或多个海上风力涡轮机部件中使用，例如处理机舱和/或容纳在机舱中和/或安装在机舱上的一个或多个部件，所述一个或多个部件例如为齿轮箱、发电机、轮毂和/或叶片，所述处理例如为海上风力涡轮机的安装和/或维修，其中根据权利要求1实施该起重机。本专利技术的第一方面还提供了一种运动补偿起重机，其用于在海上船上使用，该海上船具有带有设计吃水线的船体，例如用于在处理海上风力涡轮机的一个或多个海上风力涡轮机部件中使用，例如处理机舱和/或容纳在机舱中和/或安装在机舱上的一个或多个部件，所述在机舱上的一个或多个部件例如为齿轮箱、发电机、轮毂和/或叶片，所述处理例如为进行海上风力涡轮机的安装和/或维修，其中根据权利要求2实施该起重机。在一个实施方案中，马达驱动的X方向运动位移致动器组件、马达驱动的Y方向运动位移致动器组件和Z方向升沉运动补偿装置配置为各自分别提供对可移动承载件的X方向运动、可移动吊臂升降缆索悬吊构件的Y方向运动以及物体悬吊装置的Z方向升沉运动补偿进行的独立控制。在一个实施方案中，马达驱动的X方向运动位移致动器组件包括X方向绞盘及缆索组件，其包括连接至可移动承载件的至少一个X方向缆索和相关联的绞盘，以使可移动承载件在X方向上相对于X方向导轨移动。在一个实施方案中，所述X方向绞盘及缆索组件包括第一X方向缆索和第二X方向缆索，所述第一X方向缆索在其在刚性吊臂框架的第一X方向导轨附近的第一附接点附接到可移动承载件，所述第二X方向缆索在其在刚性吊臂框架的第二X方向导轨附近的第二附接点附接到可移动承载件，其中，所述X方向绞盘及缆索组件包括马达驱动的X方向绞盘，所述马达驱动的X方向绞盘具有可旋转绞盘卷筒，所述可旋转绞盘卷筒具有第一卷筒部段、第二卷筒部段、第三卷筒部段和第四卷筒部段，其中第一X方向缆索的第一端部卷绕到所述第一卷筒部段上，其中第一方向缆索的第二端部以与第一X方向缆索的第一端部的卷绕相反的指向卷绕到所述第二卷筒部段上，并且其中第二X方向缆索的第一端部卷绕到所述第三部段上，并且其中第二X方向缆索的第二端部以与第二X方向缆索的第一端部相反的指向卷绕到所述第四部段上。在一个实施方案中，所述马达驱动的Y方向运动位移致动器组件包括Y方向绞盘及缆索组件，所述Y方向绞盘及缆索组件包括至少一个Y方向缆索，所述至少一个Y方向缆索连接至所述可移动升降缆索悬吊构件和相关联的绞盘，以使所述可移动升降缆索悬吊构件在所述Y方向上相对于所述一个或多个Y方向导轨移动。在一个实施方案中，所述Y方向绞盘及缆索组件具有单独一个Y方向缆索，所述单独一个Y方向缆索附接到所述可移动升降缆索悬吊构件和相关联的马达驱动的Y方向绞盘，所述相关联的马达驱动的Y方向绞盘具有可旋转绞盘卷筒，所述可旋转绞盘卷筒具有第一卷筒部段和第二卷筒部段，其中所述单独一个Y方向缆索的第一端部卷绕到所述第一卷筒部段上，并且所述单独一个Y方向缆索的第二端部以与Y方向缆索的第一端部的卷绕相反的指向卷绕到第二卷筒部段上。在一个实施方案中，所述可移动吊臂升降缆索悬吊构件包括第一顶部滑轮、第二顶部滑轮、第三顶部滑轮和第四顶部滑轮，其中，沿Y方向观察，所述可移动承载件在其相对的位置处设置有第一缆索引导滑轮和第二缆索引导滑轮。所述吊臂升降缆索从其第一端部沿正X方向通过到所述可移动承载件上的所述第一缆索引导滑轮，然后从可移动承载件上的所述第一缆索引导滑轮通过到第一顶部滑轮，经由第一底部滑轮通过到第二顶部滑轮，从所述第二顶部滑轮通过到可移动承载件上的第二缆索引导滑轮，其中所述刚性吊臂框架设置有第三缆索引导滑轮和第四缆索引导滑轮，第三缆索引导滑轮和第四缆索引导滑轮每个都在刚性吊臂框架的相应的第二X方向导轨和第一X方向导轨的端部附近，并且其中吊臂升降缆索从可移动承载件上的第二缆索引导滑轮在所述正X方向上延伸到所述刚性吊臂框架上的所述第三缆索引导滑轮，并且从所述第三缆索引导滑轮延伸到所述第四缆索引导滑轮。所述可移动承载件进一步设置有第五缆索引导滑轮和第六缆索引导滑轮，所述第五缆索引导滑轮在所述第一缆索引导滑轮的附近，所述第六缆索引导滑轮在所述第二缆索引导滑轮的附近，其中所述吊臂升降缆索从刚性吊臂框架上的所述第四缆索引导滑轮沿负X方向延伸至可移动承载件上的所述第五缆索引导滑轮，并从所述第五缆索引导滑轮通过至第三顶部滑轮，向下通过到第二底部滑轮并且向上通过到第四顶部滑轮，并且从所述第四顶部滑轮到第六缆索引导滑轮，吊臂升降缆索从所述第六缆索引导滑轮沿负X方向延伸至升降缆索的所述第二端部。吊臂升降缆索的所述第一端部和第二端部中的至少一个连接到升降绞盘。在一个实施方案中，第一吊臂升降绞盘连接至所述第一端部，例如所述第一吊臂升降绞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动补偿起重机(10)，其用于在漂浮状态的海上船上使用，该船具有带有设计吃水线的船体(2)，其中，所述起重机包括：/n-主悬臂(14)，其内端部绕基本水平的悬臂枢转轴线(14a)枢转地连接，所述主悬臂具有远离所述内端部的末端(14b)，/n-主悬臂变幅组件(15)，其适于将主悬臂的角度设定在主悬臂工作角度范围内，/n其中，主悬臂(14)具有长度和主悬臂工作角度范围，使得主悬臂(14)的末端可定位在某一位置上，在该位置上所述末端位于船的船体的设计吃水线以上至少100米处，/n-刚性吊臂框架(20)，其绕着基本水平的吊臂框架枢转轴线(21)枢转地连接至主悬臂的末端(14b)，/n-水平设定组件(22)，其适于在主悬臂(14)在所述主悬臂工作角度范围内的任何角度上时使刚性吊臂框架(20)设定在校平的位置上，/n-其中，刚性吊臂框架(20)设置有一个或多个X方向导轨(25)，例如一组平行的X方向导轨，所述一个或多个X方向导轨(25)中的每一个垂直于水平吊臂框架枢转轴线(21)延伸，并且每个X方向导轨(25)均在刚性吊臂框架(20)的所述校平的位置中基本水平，/n-可移动承载件(27)，其由所述一个或多个X方向导轨(25a、25b)支撑并在X方向上相对于X方向导轨25能够移动，/n-马达驱动的X运动位移致动器组件(40、45、48、49)，其适于使可移动承载件(27)在所述X方向上相对于所述一个或多个X方向导轨(25a、25b)移动，/n其中，可移动承载件(27)设置有一个或多个平行的Y方向导轨(28)，所述一个或多个平行的Y方向导轨(28)垂直于所述X方向导轨(25a、25b)延伸，/n-可移动吊臂升降缆索悬吊构件(30)，其由一个或多个Y方向导轨(28)支撑，并在Y方向上相对于Y方向导轨(28)能够移动，/n-马达驱动的Y运动位移致动器组件(50、55、56)，其适于使所述可移动吊臂升降缆索悬吊构件在所述Y方向上相对于所述一个或多个Y方向导轨移动，/n-吊臂升降绞盘(32、33)和由所述吊臂升降绞盘(32、33)驱动的吊臂升降缆索(34)，该吊臂升降缆索从所述可移动吊臂升降缆索悬吊构件(30)悬垂，其中，物体悬吊装置(35)从所述吊臂升降缆索悬吊，/n-Z方向升沉运动补偿装置，其作用在吊臂升降缆索上并且集成在吊臂升降绞盘(32、33)中和/或包括吊臂升降缆索接合构件，该吊臂升降缆索接合构件布置为并适于作用在吊臂升降缆索上，例如从吊臂升降缆索悬吊的升降绞盘物体悬吊装置中间作用在吊臂升降缆索上。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170424 NL 2018775;20170502 NL 20188331.一种运动补偿起重机(10)，其用于在漂浮状态的海上船上使用，该船具有带有设计吃水线的船体(2)，其中，所述起重机包括：
-主悬臂(14)，其内端部绕基本水平的悬臂枢转轴线(14a)枢转地连接，所述主悬臂具有远离所述内端部的末端(14b)，
-主悬臂变幅组件(15)，其适于将主悬臂的角度设定在主悬臂工作角度范围内，
其中，主悬臂(14)具有长度和主悬臂工作角度范围，使得主悬臂(14)的末端可定位在某一位置上，在该位置上所述末端位于船的船体的设计吃水线以上至少100米处，
-刚性吊臂框架(20)，其绕着基本水平的吊臂框架枢转轴线(21)枢转地连接至主悬臂的末端(14b)，
-水平设定组件(22)，其适于在主悬臂(14)在所述主悬臂工作角度范围内的任何角度上时使刚性吊臂框架(20)设定在校平的位置上，
-其中，刚性吊臂框架(20)设置有一个或多个X方向导轨(25)，例如一组平行的X方向导轨，所述一个或多个X方向导轨(25)中的每一个垂直于水平吊臂框架枢转轴线(21)延伸，并且每个X方向导轨(25)均在刚性吊臂框架(20)的所述校平的位置中基本水平，
-可移动承载件(27)，其由所述一个或多个X方向导轨(25a、25b)支撑并在X方向上相对于X方向导轨25能够移动，
-马达驱动的X运动位移致动器组件(40、45、48、49)，其适于使可移动承载件(27)在所述X方向上相对于所述一个或多个X方向导轨(25a、25b)移动，
其中，可移动承载件(27)设置有一个或多个平行的Y方向导轨(28)，所述一个或多个平行的Y方向导轨(28)垂直于所述X方向导轨(25a、25b)延伸，
-可移动吊臂升降缆索悬吊构件(30)，其由一个或多个Y方向导轨(28)支撑，并在Y方向上相对于Y方向导轨(28)能够移动，
-马达驱动的Y运动位移致动器组件(50、55、56)，其适于使所述可移动吊臂升降缆索悬吊构件在所述Y方向上相对于所述一个或多个Y方向导轨移动，
-吊臂升降绞盘(32、33)和由所述吊臂升降绞盘(32、33)驱动的吊臂升降缆索(34)，该吊臂升降缆索从所述可移动吊臂升降缆索悬吊构件(30)悬垂，其中，物体悬吊装置(35)从所述吊臂升降缆索悬吊，
-Z方向升沉运动补偿装置，其作用在吊臂升降缆索上并且集成在吊臂升降绞盘(32、33)中和/或包括吊臂升降缆索接合构件，该吊臂升降缆索接合构件布置为并适于作用在吊臂升降缆索上，例如从吊臂升降缆索悬吊的升降绞盘物体悬吊装置中间作用在吊臂升降缆索上。


2.一种运动补偿起重机(10)，其用于在海上船(1)上使用，所述海上船(1)具有带有设计吃水线的船体(2)，其中，起重机包括：
-基座结构(11)，其适于固定至船的船体；
-可转动上层结构(12)，其安装在基座结构上，并适于绕基本竖直的转动轴线相对于基座结构转动；
-回转驱动装置，其适于使所述上层结构转动；
-主悬臂(14)，其安装至可转动上层结构，并在其内端部绕基本水平的悬臂枢转轴线枢转地连接至可转动上层结构，所述主悬臂具有远离所述内端部的末端；
-主悬臂变幅组件(15)，其适于将主悬臂相对于上层结构的角度设定在主悬臂工作角度范围内，
其中，主悬臂(14)具有长度和主悬臂工作角度范围，使得所述主悬臂的末端可定位在某一位置上，在该位置上所述末端(14b)在船的船体的设计吃水线以上至少100米处，
-刚性吊臂框架(20)，其绕着基本水平的吊臂框架枢转轴线(21)枢转地连接至主悬臂的末端(14b)，
-水平设定组件(22)，其适于在主悬臂在所述主悬臂工作角度范围内的任何角度上时使刚性吊臂框架(20)设定在校平的位置上，
-其中，所述刚性吊臂框架(2)设置有一组平行的X方向导轨(25a、25b)，所述一组平行的X方向导轨(25a、25b)垂直于水平吊臂框架枢转轴线(21)延伸，并且在所述刚性吊臂框架的所述校平的位置中基本水平，
-可移动承载件(27)，其由所述X方向导轨(25)支撑并在X方向上相对于所述X方向导轨(25)能够移动，
-马达驱动的X方向运动位移致动器组件(48、49)，其适于使所述可移动承载件(27)相对于所述X方向导轨(25a、25b)沿所述X方向移动，
其中，可移动承载件(27)设置有一个或多个平行的Y方向导轨(28)，所述一个或多个平行的Y方向导轨(28)垂直于所述X方向导轨延伸，
-可移动吊臂升降缆索悬吊构件(30)，其由一个或多个Y方向导轨(28)支撑，并在Y方向上相对于Y方向导轨(28)能够移动，
-马达驱动的Y方向运动位移致动器组件(55、56)，其适于使所述可移动吊臂升降缆索悬吊构件(30)在所述Y方向上相对于所述一个或多个Y方向导轨(28)移动，
-吊臂升降绞盘(32、33)和由所述升降绞盘驱动的吊臂升降缆索(34)，该吊臂升降缆索从所述可移动吊臂升降缆索悬吊构件(30)悬垂，其中，物体悬吊装置(35)从所述吊臂升降缆索悬吊，
-Z方向升沉运动补偿装置(32、33)，其作用在吊臂升降缆索(34)上并且集成在吊臂升降绞盘中和/或包括吊臂升降缆索接合构件，该吊臂升降缆索接合构件布置为并适于作用在从吊臂升降缆索悬吊的升降绞盘物体悬吊装置中间的吊臂升降缆索上。


3.根据权利要求1或2所述的运动补偿起重机，其中，所述马达驱动的X方向运动位移致动器组件包括X方向绞盘及缆索组件，所述X方向绞盘及缆索组件包括第一X方向缆索(40)和第二X方向缆索(45)，所述第一X方向缆索(40)在其在刚性吊臂框架的第一X方向导轨(25a)附近的第一附接点(41)附接到可移动承载件(27)，所述第二X方向缆索(45)在其在刚性吊臂框架的第二X方向导轨(25b)附近的第二附接点(46)附接到可移动承载件(27)，其中，所述X方向绞盘及缆索组件包括马达驱动的X方向绞盘(48、49)，所述马达驱动的X方向绞盘(48、49)具有可旋转绞盘卷筒，所述可旋转绞盘卷筒具有第一卷筒部段、第二卷筒部...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·范维路，J·鲁登伯格，
申请(专利权)人：伊特里克公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL