船用起重机以及海上船舶的制作方法

本发明涉及一种船用起重机，更具体地，涉及一种船用回转基座起重机。

背景技术：

1、船用回转基座起重机在现有技术中是公知的。例如，wo2015/105414公开了一种船用回转基座起重机。

技术实现思路

1、本发明的第一方面的目的是提出一种改进的船用起重机。为此，本发明提供一种根据权利要求1所述的船用起重机。

2、根据本发明的船用起重机设置有悬杆，所述悬杆包括悬杆底座和悬杆臂，其中所述悬杆臂通过悬杆臂枢转轴枢转地连接至悬杆底座。此外，起重机包括悬杆臂定位组件，其中所述悬杆臂定位组件适于相对于悬杆底座定位悬杆臂并对悬杆臂的移动进行致动。因此，悬杆臂，更具体地是悬杆臂上的悬挂点，可以随着负载或潜在负载(即，待与负载悬挂装置接合的负载以及由负载悬挂装置提升的负载)移动。

3、当提升较大负载，即具有相对较大长度(例如，超过60米的长度)的负载，例如也称为单体桩柱的风力涡轮机地基桩柱时，这是特别有益的。

4、单体桩柱的直径可以是10米或以上，长度可以是60米或以上，并且重量可以是500mt或以上。存在一种朝着更大风力涡轮机发展的趋势，并且希望在比目前遇到的水深更深的位置安装海上风力涡轮机。两者都会使地基更大并且更重。因此，预期在不久的将来需要安装大于100米、可能是120米或更大的单体桩柱。这种桩柱的重量可以大于1000mt，可能是1300mt或以上。

5、此外，当负载出现在供应船舶上时，供应船舶通常定位为平行于主船舶，即支撑起重机的船舶。风力和海洋可能导致供应船舶相对于主船舶移动。通过向起重机的升降组件提供升沉运动补偿，可以补偿升沉移动。根据本发明的起重机进一步能够通过使悬杆臂枢转来补偿供应船舶相对于主船舶的移动。在另一实施方案中，起重机进一步配置为通过使悬杆相对于起重机的吊杆枢转来补偿升沉运动。

6、此外，供应船舶的相对纵摇可以通过使用两个升降组件来补偿，每个升降组件包括负载悬挂装置，其中所述负载悬挂装置在沿着负载的纵向轴线彼此相对间隔开的位置连接至负载。通过单独控制升降组件，可以使负载跟随供应船舶的纵摇。

7、在实施方案中，根据本发明的船用回转基座起重机包括：

8、-固定基座，其适于安装至船舶；

9、-起重机壳体，其安装至固定基座，并适于相对于固定基座围绕竖直回转轴线回转；

10、-吊杆，其包括内端和与其相对的叉状外端，所述内端围绕水平吊杆枢转轴线枢转地连接至起重机壳体，以使吊杆进行上下俯仰移动，悬杆轴在所述叉状外端之间延伸并且限定水平悬杆枢转轴；

11、-吊杆俯仰组件，其用于使吊杆上下俯仰，所述吊杆俯仰组件包括：

12、吊杆俯仰绞盘和相关联的吊杆俯仰缆绳，所述吊杆俯仰绞盘安装在起重机壳体上，所述吊杆俯仰缆绳在吊杆俯仰绞盘和吊杆之间延伸；

13、-悬杆，其中，所述悬杆包括：

14、-悬杆底座，其枢转地连接至悬杆轴，以使悬杆相对于吊杆进行枢转移动，并且所述悬杆底座包括垂直于悬杆轴延伸的悬杆臂轴，和

15、-悬杆臂，其具有底座端和外端，并且在所述底座端处通过悬杆臂枢转轴枢转地连接至悬杆底座，

16、-升降组件，其用于提升和降低负载，所述升降组件包括：

17、-升降绞盘和相关联的升降缆绳；以及

18、-负载悬挂装置，

19、其中，所述升降缆绳从升降绞盘经由悬杆臂的外端部处的悬挂点延伸至负载悬挂装置，并且所述升降绞盘能够改变升降缆绳的长度，从而降低和提升负载悬挂装置；

20、-悬杆定位组件，其适于相对于吊杆支撑和定位悬杆，并对悬杆围绕悬杆轴的移动进行致动，所述悬杆定位组件包括：

21、-悬杆绞盘和相关联的悬杆张紧器，所述悬杆绞盘安装至起重机壳体，所述悬杆张紧器在悬杆绞盘和悬杆臂之间延伸，其中，所述悬杆张紧器包括与悬杆绞盘相关联的悬杆张紧器缆绳和至少一个第一悬杆张紧器构件；以及

22、-悬杆张紧器间隔结构，其包括用于分别在第一支撑点、第二支撑点和第三支撑点处支撑悬杆张紧器的第一杆状臂、第二杆状臂和第三杆状臂，

23、其中，杆状臂各自固定至悬杆底座，并且各自从悬杆轴径向向外延伸，使得支撑点在径向方向上间隔开，并使支撑点相对于悬杆轴位于不同的角度位置；并且

24、其中，所述第一悬杆张紧器构件在悬杆臂的外端部和第一支撑点之间延伸，并且所述第一悬杆张紧器构件包括张紧器构件枢转轴，或者所述第一悬杆张紧器构件通过张紧器构件枢转轴能够枢转地连接至第一支撑点，所述张紧器构件枢转轴平行于悬杆臂枢转轴，优选与悬杆臂枢转轴重合；

25、-悬杆臂定位组件，其适于相对于悬杆底座定位悬杆臂并对悬杆臂的移动进行致动，所述悬杆臂定位组件包括：

26、-一个或更多个、优选两个悬杆臂枢转致动缸，所述悬杆臂枢转致动缸的一个端部连接至悬杆底座，另一个端部连接至悬杆臂，所述悬杆臂枢转致动缸用于控制、例如对悬杆臂围绕悬杆臂枢转轴的移动进行抑制或致动；

27、-悬杆臂控制系统，其包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器用于监测连接至负载悬挂装置的负载，和/或潜在负载，和/或支撑潜在负载的供应船舶，和/或起重机信息，例如缆绳上的负载、负载悬挂装置的移动等，并且基于一个或更多个传感器的信息，所述悬杆臂控制系统对一个或更多个致动缸进行致动，以使悬杆臂相对于悬杆底座枢转，并且优选使悬挂点在至少一个方向上跟随负载或潜在负载，从而例如补偿供应船舶相对于起重机的移动。

28、悬杆轴限定悬杆枢转轴。悬杆通过悬杆轴连接至吊杆。从而，悬杆轴允许悬杆相对于吊杆围绕悬杆枢转轴枢转。类似地，悬杆臂轴限定悬杆臂枢转轴。悬杆臂通过悬杆臂轴连接至悬杆底座。从而，悬杆臂轴允许悬杆臂相对于悬杆底座，由此相对于吊杆，围绕悬杆臂枢转轴枢转。

29、而且，第一悬杆张紧器构件包括张紧器构件枢转轴，或者第一悬杆张紧器构件通过张紧器构件枢转轴能够枢转地连接至第一支撑点，所述张紧器构件枢转轴平行于悬杆臂枢转轴，优选与悬杆臂枢转轴重合。

30、在实施方案中，悬杆张紧器构件包括在第一支撑点和第二支撑点之间延伸的第二悬杆张紧器构件，并且可选地包括在第二支撑点和第三支撑点之间延伸的第三悬杆张紧器构件。

31、在实施方案中，所述悬杆张紧器包括一组张紧器滑轮，所述悬杆张紧缆绳在安装在起重机壳体上的一组滑轮和该组张紧器滑轮之间俯仰，并且该组张紧器滑轮可选地在第三支撑点处安装至第三杆状臂。

32、在实施方案中，第三支撑点，以及可选地第二支撑点或第二支撑点和第三支撑点包括用于在径向方向上接收悬杆张紧器的支架，并且当悬杆枢转到伸展位置时，悬杆张紧器从一个或更多个支架释放。

33、在实施方案中，所述悬杆张紧器构件包括金属部段或连杆，例如能够枢转地连接的钢部段，和/或链条，优选包括两个平行的条带。

34、在实施方案中，所述悬杆张紧器缆绳通过用于向悬杆提供升沉补偿的升沉补偿致动缸来引导，并且/或者所述悬杆绞盘设置有配置为向悬杆提供升沉补偿的悬杆绞盘控制系统。

35、在实施方案中，所述悬杆张紧器包括用于向悬杆提供升沉补偿的一个或更多个致动缸。

36、在另一实施方案中，所述悬杆臂控制系统配置为控制一个或更多个升沉补偿致动缸和/或用于向悬杆提供升沉补偿的悬杆绞盘。

37、在实施方案中，所述升降缆绳通过用于向负载悬挂装置提供升沉补偿的升沉补偿致动缸来引导，并且/或者所述升降绞盘设置有配置为向负载悬挂装置提供升沉补偿的升降绞盘控制系统，并且优选地，所述升沉补偿致动缸配置为控制升降缆绳升沉补偿致动缸，并且/或者是配置为向负载悬挂装置提供升沉补偿的升降绞盘控制系统的一部分。

38、在实施方案中，所述升降缆绳从负载悬挂装置成圈地绕到安装在起重机壳体上的第二升降绞盘，从而使升降缆绳在相对两端处连接至升降绞盘。

39、在实施方案中，所述悬挂点与悬杆臂的外端间隔开，并且所述升降缆绳从升降绞盘经由悬杆臂的外端处的滑轮被引导到悬挂点，并从悬挂点被引导到负载悬挂装置。

40、在实施方案中，所述起重机进一步包括控制吊杆绞盘和悬杆绞盘两者的控制系统，并且所述控制系统配置为控制这些绞盘，使得悬挂点在水平方向上远离或朝向基座移动。

41、在实施方案中，所述起重机包括用于提升和降低负载的第二升降组件，所述第二升降组件包括：

42、-安装至起重机壳体的升降绞盘和相关联的升降缆绳；以及

43、-负载悬挂装置，

44、其中，所述升降缆绳从升降绞盘经由悬杆臂的外端处的悬挂点延伸至物体悬挂装置，并且所述升降绞盘能够改变升降缆绳的长度，从而降低和提升负载悬挂装置。

45、在实施方案中，升降装置和第二升降装置各自在悬挂点处设置有偏离滑轮，并且所述偏离滑轮的旋转轴线彼此平行延伸并且基本垂直于悬杆臂的纵向轴线。

46、在实施方案中，所述起重机进一步包括位于悬杆顶端的双负载悬挂装置支撑件，所述双负载悬挂装置支撑件用于在不使用时将负载悬挂装置和第二负载悬挂装置临时地附接至悬杆。

47、在实施方案中，所述负载悬挂装置相对于固定基座的中心-在径向方向上-的操作范围延伸超过至少60m，优选至少70m。

48、本发明进一步提供一种包括根据本发明的船用回转基座起重机的船舶。

49、在实施方案中，所述船舶进一步包括用于将吊杆支撑在放置位置的吊杆托架，所述吊杆托架在外端处接合吊杆，使得当吊杆处于其放置位置时，立柱和悬杆位于所述吊杆托架的相对两侧，优选地，所述吊杆托架的高度至少是悬杆的长度，使得当吊杆处于其在吊杆托架上的支撑位置时，悬杆可以与吊杆大致成直角延伸。

50、本发明进一步提供一种用于将桩柱从供应船舶转移到根据本发明的船舶上的方法，所述方法包括：

51、-将桩柱定位为基本平行于支撑根据本发明的起重机的船舶的纵向轴线；

52、-从供应船舶的储存甲板提升桩柱，使吊杆臂围绕悬杆轴和/或围绕悬杆臂轴枢转，从而提供运动补偿，并且优选跟随供应船舶上的潜在负载的移动；

53、-抑制悬杆臂的枢转移动；

54、-使用索具使桩柱相对于起重机底座稳定；

55、-将桩柱移动到船舶的储存甲板上方，优选同时使用索具使桩柱相对于起重机底座稳定；以及

56、-将桩柱降低到船舶的储存甲板上。

57、在根据本发明的实施方案中，吊杆不是叉状吊杆而是单臂吊杆，并且悬杆底座通过单个轴承铰接地连接至吊杆，所述轴承设置在吊杆和悬杆底座之间。

58、本发明进一步提供一种船用回转基座起重机，包括：

59、-固定基座，其适于安装至船舶；

60、-起重机壳体，其安装至固定基座，并适于相对于固定基座围绕竖直回转轴线回转；

61、-吊杆，其包括内端和与其相对的叉状外端，所述内端围绕水平吊杆枢转轴线枢转地连接至起重机壳体，以使吊杆进行上下俯仰移动，悬杆轴在所述叉状外端之间延伸并且限定水平悬杆枢转轴；

62、-吊杆俯仰组件，其用于使吊杆上下俯仰，所述吊杆俯仰组件包括：

63、吊杆俯仰绞盘和相关联的吊杆俯仰缆绳，所述吊杆俯仰绞盘安装在起重机壳体上，所述吊杆俯仰缆绳在吊杆俯仰绞盘和吊杆之间延伸；

64、-悬杆，其中，所述悬杆包括：

65、-悬杆底座，其枢转地连接至悬杆轴，以使悬杆相对于吊杆进行枢转移动，并且所述悬杆底座包括垂直于悬杆轴延伸的悬杆臂轴，和

66、-悬杆臂，其具有底座端和外端，并且在所述底座端处通过悬杆臂枢转轴枢转地连接至悬杆底座；

67、-升降组件，其用于提升和降低负载，所述升降组件包括：

68、-升降绞盘和相关联的升降缆绳；以及

69、-负载悬挂装置，

70、其中，所述升降缆绳从升降绞盘经由悬杆臂的外端部处的悬挂点延伸至物体悬挂装置，并且所述升降绞盘能够改变升降缆绳的长度，从而降低和提升负载悬挂装置；

71、-悬杆定位组件，其适于相对于吊杆支撑和定位悬杆，并对悬杆的移动进行致动，所述悬杆定位组件包括：

72、-悬杆支撑致动缸，所述悬杆支撑致动缸的一个端部连接至悬杆臂，使得所述悬杆支撑致动缸可以相对于悬杆臂围绕第一枢转轴线枢转，所述第一枢转轴线平行于悬杆枢转轴，并且所述悬杆支撑致动缸连接至吊杆，使得所述悬杆支撑致动缸可以相对于吊杆围绕第一枢转轴线和第二枢转轴线枢转，所述第一枢转轴线与悬杆臂枢转轴重合，所述第二枢转轴线平行于悬杆枢转轴，

73、-悬杆臂定位组件，包括；

74、-一个或更多个、优选两个悬杆臂枢转致动缸，所述悬杆臂枢转致动缸的一个端部连接至悬杆底座，另一个端部连接至悬杆臂，所述悬杆臂枢转致动缸用于控制、例如对悬杆臂围绕悬杆臂枢转轴的移动进行抑制或致动；

75、-悬杆臂控制系统，其配置为控制悬杆支撑致动缸以使悬杆臂相对于吊杆围绕悬杆枢转轴枢转，以及控制悬杆臂枢转致动缸以使悬杆臂围绕悬杆臂枢转轴枢转，所述悬杆臂控制系统进一步包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器用于监测连接至负载悬挂装置的负载，和/或潜在负载，和/或支撑潜在负载的供应船舶，和/或起重机信息，例如缆绳上的负载、负载悬挂装置的移动等，并且基于一个或更多个传感器的信息，所述悬杆臂控制系统对一个或更多个致动缸进行致动，以使悬杆臂围绕悬杆臂枢转轴枢转，并且优选使悬挂点在至少一个方向上跟随负载或潜在负载，从而例如补偿供应船舶相对于起重机的移动。

76、根据本发明的安装船舶以及根据本发明的方法的有利实施方案公开在从属权利要求和说明书中，其中基于多个示例性实施方案进一步示出和解释了本发明，多个示例性实施方案中的一些示出在示意图中。在附图中，在术语或构造和/或功能上对应的部件设置有附图标记的相同的最后两位数字。

77、本领域技术人员将理解，本文所讨论的关于本发明的一个实施方案的必要的或可选的技术特征可以同样适用于本文所描述的一个或更多个其他实施方案，其中特征执行其指定功能。本文设想了这种组合，除了将导致技术上不可能的解决方案和/或不满足期望的功能的组合。