具有内部相对移动补偿的海上传送系统的制作方法

1.本发明涉及一种海上传送系统，用于在相对于彼此移动的两个物体之间传送人员和/或货物(例如在海上作业中遇到的)，特别是以补偿两个物体之间的相对移动的安全方式在相对于彼此移动的两个物体之间传送人员和/或货物。


背景技术：

2.随着海上平台和海上风力涡轮机数量的增加，对用于将人员和/或货物传送到这些海上平台和风力涡轮机以及从这些海上平台和风力涡轮机传送人员和/或货物(例如，用于维护和安装目的)的简单且便宜的系统的需求已经增加。
3.现有技术的系统例如基于可伸缩延伸的舷梯。
4.gb-2,336,828公开了一种稳定的船载支撑臂作为替代方案，其承载具有用于人员的舱的吊臂组件。臂经由常平架(gimbal)布置连接到供应船舶的甲板上的安装件。臂、吊臂和舱由液压装置(特别是冲头)控制就位，以被操纵到平台。为了稳定舱相对于平台的位置，液压装置被动态地控制以补偿船舶的移动。
5.其缺点是动态补偿相对慢且不准确。运动传感器、软件、控制设备、管线、泵、蓄能器、阀、开关、驱动发动机/致动器的长液压链使得在实践中不可能使连接有舱的吊臂的末端相对于船舶的运动保持足够静止。相当大的残余移动总是保留在“补偿的”末端处，这使得将舱放置在平台上非常危险。在实践中，这意味着gb-2,336,828的结构只能在涌浪不太大时、波浪不太高时、风不太强时、船舶不太移动或不太小时等使用。如果希望在更苛刻的情况下也使用这种已知的结构，则舱或者需要向下压到平台上，或者需要物理地连接到平台上。
6.另一个缺点是，在gb-2,336,828中，对横摇(roll)、纵摇(pitch)和起伏(heave)的动态补偿是基于臂和甲板安装件之间的常平架布置。甲板安装件被定位成可绕竖直轴线旋转，但是用于绕竖直轴线的这种旋转性的驱动不形成动态补偿的一部分。事实上，在朝向平台操纵舱期间，绕竖直轴线的这种旋转性是固定的。这意味着gb-2,336,828的补偿是不完全的。当例如臂在基本上垂直于船舶的位置(其通常是优选的工作位置)作业时，船舶绕竖直轴线的旋转移动和纵向移动不能得到补偿。
7.wo-2018/034566公开了一种配备有海上传送系统的船舶，该海上传送系统包括两部分起重臂结构，该两部分起重臂结构具有支撑臂和吊臂以及借助于吊臂的起重臂末端处的四个线缆向下悬挂的轿厢。支撑臂和吊臂两者都是平衡的。对于各种船舶运动，如纵摇、横摇和起伏，吊臂的起重臂末端都被补偿。为此，在船舶上提供运动参考单元(mru)，其自主地记录任何船舶移动。
8.这种已知系统的重要优点在于，使用配重来减小必要的驱动力，因此允许使用电驱动器。这提供了这样的优点，即与液压驱动器的情况相比，该系统可以更快且更准确地响应于船舶或海上物体的突然移动。与现有技术的系统相比，该设计还可以容易地实现低重量，从而实现低能耗。缺少长的液压链。相反，电驱动器在其操作性能方面简单、直接、更快、
更精确且更准确。在实践中，其已经有利地表现为，与其它已知的方案相比，在传送期间，可以将“不期望的”相对移动减少十倍。在海上传送作业期间，轿厢可以以真正的“一触即离(touch-and-go)”原理定位到例如海上物体的着陆平台上。例如，接触持续时间为30-lse秒是完全可能的。
9.船舶的某些缓慢移动可能仍然未被mru检测到。特别是，水平的船舶移动不总是被充分地检测到，因此也得不到补偿。这在传送期间不是问题，操作者有足够的时间对此进行手动校正。然而，在轿厢已经被放下到着陆平台上之后，这种未检测到的未补偿的水平船舶移动可能变得如此之大，以致于它们甚至可能导致线缆再次完全张紧，其中轿厢经由该线缆连接到吊臂。这甚至可能导致吊臂开始在着陆平台上沿着轿厢拖动，这可能导致轿厢和着陆平台的损坏，而更糟糕的是，甚至可能导致针对被传送的人员的危险情况。
10.这个问题可以通过将卫星导航添加到mru来克服。然而，这是复杂的且昂贵的，并且仍然不是完全不出故障的。


技术实现要素：

11.本发明的目的是至少部分地克服那些缺点，或者提供一种可用的替代方案。特别地，本发明的目的在于提供一种进一步改进的海上传送系统，其具有由运动补偿臂结构支撑的元件，该系统不仅在传送期间可靠并且不出故障，而且当其元件被暂时放下在另一海上物体上时也是如此。
12.根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的海上传送系统来实现。该系统包括具有固定底座部分和可移动底座部分的底座、臂结构、元件、主测量系统、致动器系统和控制系统，该可移动底座部分可相对于固定底座部分绕基本上竖直的第一轴线旋转。臂结构被安装到可移动底座部分，使得臂结构可相对于可移动底座部分绕基本上水平的第二轴线旋转。元件被配置成由臂结构的臂末端支撑。主测量系统被配置用于至少当元件被提起并且其重量由臂末端承载时测量任何可能发生的元件相对于外部参照物的“不期望的”相对移动。这些情况也称为传送作业。致动器系统被配置用于使用第一致动器组件使可移动底座部分相对于固定底座部分旋转，并且使用第二致动器组件使臂结构相对于可移动底座部分旋转。控制系统被配置用于根据主测量系统的输出来驱动致动器系统，以至少在这样的传送作业期间补偿测量到的元件相对于外部参照物的“不期望的”相对移动。
13.关于“不期望的”相对移动，应理解为由相对于彼此移动的需要在其间传送人员和/或货物的两个物体引起的元件相对于外部参照物的移动中的无意部分，其例如由作用于其中至少一个物体的波浪、风等引起。关于“期望的”相对移动，应理解为由于致动器系统被驱动以使臂结构在两个物体之间操纵元件而引起的元件相对于外部参照物的移动中的有意部分。
14.根据本发明的构思，该系统进一步包括副测量系统，该副测量系统被配置用于至少在元件被放下并且不再由臂末端承载其重量时测量臂末端相对于元件的相对移动。这些情况主要发生在所谓的着陆期间，即当元件暂时着陆在第二物体的着陆平台等上时。由此，控制系统然后进一步被配置用于至少在这样的着陆期间，根据副测量系统的输出来驱动致动器系统，以补偿臂末端相对于元件的任何测量的相对移动。
15.因此，由于本发明，在所述传送作业期间，除了元件相对于着陆平台等的“不期望
的”移动的“外部参照物”主测量和补充的主补偿之外，有利地，在元件临时着陆在第二物体的着陆平台等上期间，现在也能够进行臂末端相对于元件的“不期望的”移动的“内部参照物”副测量和补充的副补偿。这些着陆周期可以被认为是最关键的情况，因为然后人们需要走入和走出例如元件的轿厢和/或需要帮助从元件的悬挂/提升框架卸载货物。
16.副测量系统和其副测量引起的臂末端的补充的副补偿仅需要在所述着陆周期期间起作用，也就是说至少在元件已经放下之后开始并且至少直到其再次被臂结构提升为止。原则上，主测量系统在所述着陆周期期间不需要起作用。然后，副测量系统能够将所需的输入传递到控制系统，以驱动致动器系统，使得臂末端相对于元件的副测量的相对移动得到补偿。
17.由于这种副测量系统利用了臂末端和元件之间的“内部参照物”的事实，因此有利地可以将元件着陆在着陆平台等上的任何位置上。不需要特定的着陆区域就能够进行副测量和补充的副补偿。
[0018]“内部参照物”副测量系统已经被证明甚至能够可靠地检测两个海上物体之间的缓慢移动，该缓慢移动不总是能够由主测量系统利用其“外部参照物”可靠地检测。这使得可以增加着陆周期期间系统的安全性。现在，在这种着陆期间的人员的安全不再必须依赖于操作者对第一物体的长期观察和手动校正，并且也不必须依赖于昂贵的易受攻击的卫星导航。
[0019]
元件可以保持在着陆平台等上的适当位置，同时臂末端则可以借助于副测量和补充的副补偿高效地保持自动地定位在元件的正上方。
[0020]
在优选的实施例中，元件可以借助于一个或多个柔性长张紧构件(如绳索、链条或吊索)连接到臂末端。这些柔性连接件具有以下优点：一旦控制臂结构以提升元件，柔性连接件将自动张紧，并且一旦元件已经被放下，柔性连接件将自动从该张力释放。张力释放是重要的，因为它使臂末端松弛以相对于元件移动，而不是立即开始在其上施加拉力，否则可能导致危险情况，如元件翻倒或被来回拖动。该松弛还给予控制系统一些时间来响应由副测量系统测量的相对不期望移动。可以通过为柔性长张紧构件选择合适的长度(例如，在100-200cm之间)来设定针对待执行的副补偿的最大松弛量cq响应时间。
[0021]
应当注意，与柔性长张紧构件的连接也是有益的，该柔性长张紧构件通过元件的重量负载而被张紧，或者以一定量的游隙从该重量负载中释放，这是因为然后不需要每次都必须在着陆周期期间和传送作业期间将元件从臂结构断开并将其再次连接到臂结构。然而，应当注意，该连接优选地仍然是可断开的类型，使得元件也可以被更换或放下到某处较长时间。
[0022]
此外，应当注意，本发明还可以有利地与臂末端和元件之间的其它类型的连接(例如，磁性连接或真空操作的抽吸连接)组合使用。对于那些连接，在每个着陆周期期间，它们可暂时断开连接。然后，本发明能够提供以下优点：臂末端可以自动地被补偿以相对于元件保持在适当的位置。这进而使得一旦需要开始新的传送作业就更容易再次重新连接。
[0023]
在优选的实施例中，副测量系统可以被配置用于至少在所述着陆周期期间特别地测量臂结构的臂末端在水平面中相对于元件的相对移动。因此，可以特别地补偿在所述着陆周期期间可能发生的并且更可能一直未被主测量系统检测到的一个或两个物体的缓慢水平漂移移动。
[0024]
为了进行这种相对水平移动测量，副测量系统可以包括在元件或臂末端上的可检测的独特目标形式，其代表臂末端在元件上方的精确水平位置并且可由安装到元件和臂末端中的另一个的一个或多个检测器(如图像识别)检测。
[0025]
然而，优选地，副测量系统可以包括在多个水平间隔开的位置处的多个距离传感器，用于在这些间隔开的位置中的每个位置处测量臂末端和元件之间的竖直距离。然后，这些分别测量的竖直距离中的一个或多个的变化可以用作对臂末端在所述水平面中相对于元件的相对移动的指示，使得可以由控制系统自动命令对这种相对水平移动进行副水平补偿。作为附加的优点，这些分别测量的竖直距离的变化然后也可以组合用作对臂末端在竖直方向上相对于元件的相对移动的指示，使得也可以由控制系统自动命令对这种相对竖直移动进行副竖直补偿。
[0026]
优选地，至少三个或四个距离传感器设置在相对于彼此水平间隔开的位置处，使得距离传感器定位成三角形或正方形。这使得可以确定所测量的相对移动在所述水平面中的准确方向，控制系统需要针对所测量的相对移动来控制所需的补偿。
[0027]
除此之外或在替代方案中，距离传感器可以包括安装到臂末端和元件中的任一个的发射器和接收器，特别是激光测量工具，并包括安装到臂末端和元件中的另一个的一个或多个反射靶。因此，非接触式距离测量是可能的，这对于恶劣的海上天气条件和可能的劣化是不太脆弱的。
[0028]
除此之外或在替代方案中，一个或多个反射靶可以包括不同高度的部分。例如，反射靶可以包括在它们之间具有逐渐或阶梯式增加或减小的高度过渡部的部分。一旦距离传感器中的一个测量到逐渐或阶梯式变化的距离，而其他距离传感器基本上保持测量相同的距离，则可以进行目标副补偿。
[0029]
例如，可以提供一个厚度均匀的盘形反射靶。一旦一个或多个距离传感器“掉下(drop off)”凸起的盘形靶，这可以通过在相反方向上操纵臂末端来补偿。
[0030]
除此之外或在替代方案中，反射靶可以包括凹形、凸形或锥形形状。这具有以下优点：臂末端的每个不期望的移动然后将自动地导致距离传感器中的每一个开始测量改变的距离。
[0031]
优选地，反射靶可以包括球形凹陷。这带来的优点是，仅可以补偿臂末端的水平和竖直移位移动，因为臂末端绕其自身纵向轴线的横摇和纵摇旋转不再必须导致由距离传感器测量的不同的距离。
[0032]
臂结构例如可以由运动补偿伸缩臂形成。这可以是用作伸缩式起重臂结构或用作伸缩式舷梯/走道的伸缩臂。本发明还可以与具有支撑臂和吊臂的两部分起重臂结构结合使用。更优选地，本发明与如wo-2018/034566(通过引用并入本文)中所示和所述的平衡的、轻质的、电动操作的两部分起重臂结构结合使用。
[0033]
该元件可以是参考元件，其仅具有在已经被放下在着陆平台等上之后用作参照物的功能。该元件还可以是负载支撑元件，其被配置用于在传送期间支撑人员和/或货物。例如，这种负载支撑元件可以是具有至少一个出入门的轿厢。
[0034]
优选地，其上设置有海上传送系统的第一物体由船舶形成，特别是配备有动态定位系统的船舶，该动态定位系统用于在所述着陆周期期间将其相对于第二物体保持在基本相同的位置。因此，可以从同一艘船到例如海上平台和/或海上风力机桅杆进行多次传送，
以及从海上平台和/或海上风力机桅杆进行多次传送。然而，第二物体也可以由另一船舶形成，并且海上传送系统也可以安装在例如固定的海上结构本身上。
[0035]
在从属权利要求中陈述了本发明的进一步的优选的实施例。
[0036]
本发明还涉及一种根据权利要求14所述的方法。
附图说明
[0037]
现在将参考附图以非限制性方式描述一些示例性实施例来更详细地解释本发明，其中：
[0038]-图1示意性地示出在传送作业期间在海上桅杆的前方的具有根据本发明的实施例的海上传送系统的船舶；
[0039]-图2示出图1的局部放大透视图；
[0040]-图3a和图3b示出刚好在着陆之前的图1的局部放大透视图和前视图；
[0041]-图4a和图4b示出在着陆周期期间根据图3a和图3b的视图；
[0042]-图5示出根据图4b的视图，其中吊臂的起重臂末端已经经历了横摇或纵摇船舶移动；
[0043]-图6示出根据图5的视图，其中吊臂的起重臂末端移出水平位置；
[0044]-图7a和图7b示出刚好在着陆之前的具有伸缩式舷梯和参考元件的变型的透视图和侧视图；以及
[0045]-图8a和图8b示出在着陆周期期间根据图7a和图7b的视图。
具体实施方式
[0046]
图1描绘了根据本发明的实施例的用于在海上作业期间传送人员和/或货物的海上传送系统1。海上作业可包括将人员和/或货物从船舶o1传送到固定海上结构o2，例如石油钻井平台、海上风力机或其它固定海上设施，和/或反之亦然。系统1安装在船舶o1的甲板上。
[0047]
系统1包括底座b、具有支撑臂ca1和吊臂ca2的两部分起重臂结构ca、负载支撑元件lse、主测量系统pms、致动器系统和控制系统cs。
[0048]
底座b包括固定底座部分ba和可移动底座部分bb，固定底座部分ba安装到船舶o1的甲板上，可移动底座部分bb可相对于固定底座部分ba绕基本上竖直的第一轴线z1旋转。
[0049]
为了使可移动底座部分bb相对于固定底座部分ba旋转，致动器系统包括第一致动器组件aa1，这里第一致动器组件实施为回转环的形式，其中布置在固定底座部分ba上的外齿齿轮与电驱动器配合，该电驱动器驱动与回转环啮合的齿轮，其中电驱动器和齿轮布置在可移动底座部分bb上。
[0050]
支撑臂ca1具有近端和远端。可移动底座部分bb包括第一支撑梁，支撑臂ca1可在支撑臂ca1的近端和远端之间的位置处连接到该第一支撑梁。支撑梁限定基本上水平的第二轴线x2，允许支撑臂ca1相对于可移动底座部分bb绕所述第二轴线x2旋转。
[0051]
为了使支撑臂ca1相对于可移动底座部分bb旋转，致动器系统设置有第二致动器组件aa2，在该实施例中，该第二致动器组件aa2包括布置在支撑臂ca1的近端上的电驱动绞盘和在支撑臂ca1上的绞盘与可移动底座bb之间延伸的对应线缆。
[0052]
因此，通过使用相应的绞盘放出或拉入线缆，支撑臂ca1的旋转是可能的。
[0053]
吊臂ca2具有近端和远端。吊臂ca2的远端也称为起重臂结构ca的起重臂末端t。吊臂ca2在吊臂ca2的近端和远端之间的位置处连接到支撑臂ca1的远端。支撑臂ca1在该位置处限定了基本上水平的第三轴线x3，允许吊臂ca2相对于支撑臂ca1绕所述第三轴线x3旋转。
[0054]
为了使吊臂ca2相对于支撑臂ca1旋转，致动器系统aa设置有第三致动器组件aa3，在该实施例中，该第三致动器组件aa3包括布置在吊臂ca2的近端上的电驱动绞盘和在吊臂ca2上的绞盘与支撑臂ca1的远端之间延伸的对应线缆。
[0055]
因此，通过使用相应的绞盘放出或拉入线缆，吊臂ca2的旋转是可能的。
[0056]
负载支撑元件lse被配置为从起重臂末端t向下悬挂地支撑，并且被配置为在传送期间支撑人员和/或货物。
[0057]
负载支撑元件lse可以永久地连接到起重臂末端t，但是也可以可释放地连接到其上，从而允许根据传送的类型不时地通过不同类型的负载支撑元件lse使用系统。此外，允许在传送之后留下负载支撑元件lse。这允许例如限制整个系统1的使用和/或允许承载系统的船舶o1在后续的传送之间可能在另一位置执行其它任务。
[0058]
如前所述，系统1优选地用于两个物体之间存在不期望的相对移动的情况，这种相对移动阻碍人员和/或货物在这两个物体之间容易地传送。在图1的实施例中，该相对移动通过在固定海上结构o2不可移动的同时由海洋和/或风引起的船舶o1的移动而导致。
[0059]
由于这些不期望的相对移动，在传送作业期间，也就是说在负载支撑元件lse穿过空气向固定海上结构o2的围栏式着陆平台7进行(操作者)受控的传送位移期间，负载支撑元件lse可能开始随着船舶o1相对于固定海上结构o2的移动而移动。
[0060]
为了补偿不期望的相对移动，系统1设有主测量系统pms，该主测量系统被配置成直接或间接地测量负载支撑元件lse相对于外部参照物的不期望的相对移动。这可以以包括直接和间接方式的各种方式完成，例如：
[0061]
1)通过使用例如陀螺仪测量船舶o1或固定底座部分ba的相对运动。地球本身则作为外部参照物，但是由于固定海上结构o2直接布置在地面上，所以固定海上结构o2也可以认为是外部参照物；和/或
[0062]
2)例如通过使用激光测量系统，例如基于其中在固定海上结构o2和船舶o1之间反射激光束的激光干涉法，直接测量船舶o1相对于固定海上结构o2的相对移动。
[0063]
还可以通过测量相对于参照物的加速度、速度和/或位置来测量相对移动，只要这些测量结果可以用于补偿相对移动即可。
[0064]
在图1中，主测量系统pms由所谓的运动参考单元形成，该运动参考单元安装到固定底座部分ba。
[0065]
代表不期望的相对移动的主测量系统pms的输出被馈送到控制系统cs。另一输入可以是用户输入，其可以表示负载支撑元件lse的期望的移动或相对位置。
[0066]
控制系统cs被配置为根据主测量系统pms的输出来驱动致动器系统aa，以补偿船舶o1的不期望的相对移动，从而也补偿负载支撑元件lse的不期望的相对移动。结果，如果不存在负载支撑元件lse的期望的传送位移，则即使当因为船舶o1仍然倾向于由于波浪和风的作用而不期望地移动(横摇、纵摇、起伏、偏航、涌起和摇摆)、船舶o1相对于固定海上结
构o2保持动态定位时，负载支撑元件lse也将相对于固定结构o2静止。
[0067]
对不期望的相对移动的主要补偿导致被运动补偿的起重臂末端t，这使得操作者或用户更容易在所述传送作业期间使控制系统cs准确地控制起重臂结构ca，并因此准确地控制起重臂末端t和负载支撑元件lse相对于固定结构o2的位置。当在所述传送作业的最后、需要将负载支撑元件lse小心地放置在着陆平台7的围栏的上方和后方时，这可以是特别有益的。参见图2、图3a和图3b。
[0068]
控制系统cs向第一致动器组件aa1、第二致动器组件aa2和第三致动器组件aa3的电驱动器提供驱动信号。
[0069]
由于海上情况，预期在如图1-3所示的传送作业期间以及在如图4-6所示的着陆周期期间，将存在待连续补偿的不期望的移动。这意味着致动器组件aa1、aa2、aa3被连续驱动以移动底座bb的可移动部分bb(以及由此支撑的所有部件)、支撑臂ca1和吊臂ca2。
[0070]
为了将驱动力保持在限度内，支撑臂ca1可包括在支撑臂ca1的近端处的配重，且吊臂ca2可包括在吊臂ca2的近端处的对应配重。
[0071]
支撑臂ca1和吊臂ca2优选地配置为使得配重不完全补偿施加到支撑臂ca1和吊臂ca2的相应远端的力矩，使得第二致动器组件aa2和第三致动器组件aa3各自的线缆在操作的所有时间都保持拉紧。
[0072]
在图2-6中可以看出，悬挂框架20经由常平架/万向节连接件21作为摆动件安装到起重臂末端t，也就是说，可围绕两个垂直的轴线旋转。常平架/万向节连接件21可以设置有适当的阻尼器，以便防止负载支撑元件lse在恶劣天气下的传送作业期间开始摆动得太多。这里悬挂框架20包括在其角部具有四个耳部24的矩形板23。
[0073]
负载支撑元件lse被实施为具有至少一个出入门的轿厢。负载支撑元件lse具有平坦的矩形顶侧26，在矩形顶侧的角部具有四个耳部27。
[0074]
负载支撑元件lse的耳部27借助于四个柔性长张紧构件30与悬挂框架20的耳部24连接。这里那些张紧构件30由钢丝缆形成。其它类型的柔性可张紧构件，如绳索、链条、吊索、金属丝、提升带等也是可能的。
[0075]
根据本发明，在起重臂末端t和负载支撑元件lse之间设置副测量系统sms。该副测量系统sms配置为直接测量起重臂末端t相对于负载支撑元件lse的任何不期望的相对移动。
[0076]
为此，这里副测量系统sms包括设置在板23上的等间隔位置处的四个距离传感器34。距离传感器34可以是各种类型的，例如红外线型、声波型等。这里，激光测量工具用于从板23朝向负载支撑元件lse的顶侧26笔直向下发射激光束。在该顶侧26上，提供盘形反射靶36，用于将传输的传感器信号再次朝向距离传感器34反射回来。反射靶36包括球形凹陷。因此，在反射靶36和顶侧26之间形成几厘米厚度的阶梯状凸起过渡部。此外，在球形凹陷内部提供逐渐增加的反射表面。
[0077]
因此，在负载支撑元件lse已经被放下到着陆平台7上的周期期间，副测量系统能够使悬挂框架20在起重臂结构ca的起重臂末端t处相对于负载支撑元件lse的顶侧26精确定位。这是重要的，因为这里由mru形成的主测量系统pms能够很好地检测快速的船舶移动，但是不总是能够在这种着陆周期期间准确地检测船舶的缓慢移动。
[0078]
副测量系统sms的输出表现为更适合于测量和检测这种相对缓慢的移动。
[0079]
控制系统cs配置为根据副测量系统pms的输出驱动致动器系统aa，以在所述着陆周期期间补偿船舶o1和/或起重臂结构ca和/或起重臂末端t和/或连接到起重臂末端的悬挂框架20的副测量到的不期望的相对缓慢移动。因此，如果起重臂结构ca没有期望移动，那么因此起重臂末端t可以在负载支撑元件lse上方保持基本静止，即使是在例如动态定位的船舶o1缓慢漂离时。
[0080]
因此，对不期望的相对移动的这种副补偿使得人员在着陆周期期间更加安全地离开或进入负载支撑元件lse的轿厢。
[0081]
在图4a和图4b中，示出了着陆情况，其中负载支撑元件lse已经被放下到着陆平台7的地板上，之后起重臂末端t已经稍微进一步降低到悬挂框架20的板23和负载支撑元件lse顶部上的凸起的反射靶36之间的目标间隔距离。这自动地使得四个柔性长张紧构件30不再被张紧，并且作为松弛的环下垂，其中每个松弛的环具有一定量的游隙。这进而使得负载支撑元件lse不再具有每次经受起重臂末端t的残余末端移动的风险。
[0082]
优选地，选择目标间隔距离使得常平架/万向节连接件21的旋转中心和球形凹陷之间的距离与球形凹陷的半径r基本相同。
[0083]
在图4a和图4b中示出了最佳着陆情况。在该最佳情况下，悬挂框架20定位成其中心轴线与反射靶36的中心轴线对准。然后，四个距离传感器34中的每一个测量朝向靶36的相同距离。
[0084]
由于在靶36中提供的球形凹陷，距离测量不受悬挂框架20相对于起重臂末端t的改变的摆动角度的影响。参见图5。
[0085]
靶36的尺寸稍微大于间隔开的四个距离传感器34的覆盖范围。只要常平架/万向节连接件21的旋转中心保持定位在球形凹陷的中心轴线正上方，则距离传感器34就将保持测量基本相同的距离，并且不需要由控制系统cs对起重臂结构ca强加副补偿。
[0086]
然而，图6示出了一种情况，其中距离传感器34已经开始测量距离的变化，这是由于在起重臂末端t的水平面中相对于着陆的放下的负载支撑元件lse的不期望的侧向漂移移动。这然后被控制系统cs立即识别为需要对其进行补偿的水平面中的不期望的相对移动。
[0087]
在水平面中所需补偿的方向可以由控制系统cs根据以下事实来确定：距离传感器24中的哪些传感器已经开始测量增加的距离，而哪些传感器已经开始测量减小的距离。因此，起重臂末端t相对于负载支撑元件lse的任何不需要的偏移通过四个距离测量结果的解释来测量，并且该偏移引起末端位置相对于负载支撑元件lse的中心线的校正。
[0088]
还可以使用副测量来使控制系统cs确定悬挂框架20的板23与负载支撑元件lse顶部上的反射靶36之间的目标间隔距离是否仍在可接受的限度内。如果不是，则这被看作是在竖直方向上的太大的不期望的相对向上或向下移动，对于该移动需要进行在相反方向上的补偿。这例如可以借助于对相应的测量距离求平均来完成。
[0089]
图7a和图7b描绘了根据本发明的另一实施例的用于在海上作业期间传送人员和/或货物的舷梯式海上传送系统。该系统经由底座安装在船舶的甲板上。该系统包括具有第一臂ga1的两部分舷梯臂结构ga，该第一臂ga1具有可移动地连接到其上的第二臂ga2，使得其能够伸缩以便在舷梯的纵向方向上延长或缩短舷梯。该底座类似于图1中的底座，并且包括固定底座部分和绕竖直轴线可旋转地连接到固定底座部分的可移动底座部分。第一臂
ga1具有绕水平轴线可旋转地连接到可移动底座部分的近端。
[0090]
第二臂ga2具有称为舷梯臂结构ga的舷梯臂末端t的远端。
[0091]
提供致动器系统以用于主动地操纵舷梯的自由度，也就是说，使舷梯绕水平轴线和竖直轴线旋转并且使舷梯伸缩。
[0092]
参考元件re从臂末端t向下悬挂，并被配置为放置在着陆平台7上。参考元件re永久地连接到臂末端t。
[0093]
该系统优选地用于两个物体之间存在不期望的相对移动的情况，这种相对移动阻碍人员和/或货物在舷梯上从船舶容易地传送到着陆平台7，反之亦然。
[0094]
为了补偿不期望的相对移动，该系统还设有主测量系统、控制系统和致动器系统，它们一起被配置为测量参考元件re或臂末端t相对于外部参照物的不期望的相对移动并对它们进行补偿。这可以以与图1实施例相同的方式来完成。
[0095]
对不期望的相对移动的主要补偿导致被运动补偿的舷梯臂末端t，这使得操作者或用户更容易在所述传送作业期间使控制系统准确地控制舷梯臂结构ga，并因此准确地控制舷梯臂末端t和参考元件re相对于固定结构的位置。当在传送作业期间、舷梯末端和参考元件re需要小心地放置在着陆平台7的围栏的上方和后方时，这可以是特别有益的。
[0096]
由于海上情况，预期在如图7所示的传送作业期间以及在如图8所示的着陆周期期间，将存在待连续补偿的不期望的移动。
[0097]
在图7中可以看出，固定框架安装到舷梯臂末端t。这里固定框架包括在其角部具有连接点24的板23。
[0098]
参考元件re被实施为实心块。参考元件re具有平坦的圆形顶侧26，其具有与连接点24的数量相同数量的耳部27。
[0099]
参考元件re的耳部27借助于柔性长张紧构件30与板23的耳部24连接。
[0100]
根据本发明，在臂末端t和参考元件re之间提供副测量系统sms。该副测量系统sms被配置为直接测量臂末端t相对于参考元件re的任何不期望的相对移动。
[0101]
为此，这里副测量系统sms包括至少三个距离传感器34，它们设置在板23上的等间隔位置处。
[0102]
在参考元件re已经被放下到着陆平台7上的周期期间，副测量系统能够使框架20相对于参考元件re的顶侧26精确定位在舷梯臂结构ga的臂末端t处。
[0103]
控制系统配置为还根据副测量系统pms的输出来驱动致动器系统，以在所述着陆期间补偿船舶的副测量到的不期望的相对缓慢移动。结果，臂末端t因此可以在参考元件re上方保持基本静止，即使是在例如船舶缓慢漂离时。
[0104]
因此，对不期望的相对移动的这种副补偿使得人员在着陆周期期间更加安全地走下或走上舷梯ga。
[0105]
在图8a和图8b中，示出了着陆情况，其中参考元件re已经被放下到着陆平台7的地板上，之后臂末端t已经稍微进一步降低到板23和参考元件re的顶侧26之间的目标间隔距离。这自动地使得柔性长张紧构件30不再被张紧，并且作为松弛的环下垂，其中每个松弛的环具有一定量的游隙。这进而使得参考元件re不再具有每次经受臂末端t的残余末端移动的风险。
[0106]
优选地，选择目标间隔距离使得舷梯的外端与着陆平台7之间的距离足够小，使得
人员能够容易地从舷梯走下到着陆平台上，反之亦然。
[0107]
在图8a和图8b中示出了最佳着陆情况。在该最佳情况下，板23定位成其中心轴线与参考元件re的中心轴线对准。然后，至少三个距离传感器34中的每一个测量朝向参考元件re的顶侧26的相同距离。
[0108]
顶侧26的尺寸稍微大于间隔开的至少三个距离传感器34的覆盖范围。一旦距离传感器34中的一个或两个“掉下”参考元件re的顶侧26，则将测量到更大的距离，这是对在臂末端t的水平面中相对于着陆的放下的参考元件re的不期望的侧向漂移移动的清楚指示。这然后被控制系统立即识别为需要对其进行补偿的水平面中的不期望的相对移动。
[0109]
在水平面上所需补偿的方向可以由控制系统根据以下事实来确定：距离传感器24中的哪些传感器已经开始测量所述增加的距离。因此，臂末端t相对于参考元件re的任何不需要的偏移通过至少三个距离测量结果的解释来测量，并且该偏移引起末端位置相对于参考元件re的中心线的校正。
[0110]
还可以使用副测量来使控制系统确定板23和参考元件re的顶侧之间的目标间隔距离是否仍在可接受的限度内。如果不是，则这被看作是在竖直方向上的太大的不期望的相对向上或向下移动，对于该移动需要进行在相反方向上的补偿。这例如可以借助于对相应的测量距离求平均来完成。
[0111]
除了所示出和描述的实施例之外，许多变型是可能的。例如，可以改变各个部件的尺寸和形状。还可以在所示实施例的有益方面之间进行组合。
[0112]
尽管第一旋转轴线z1被定义为基本上竖直的，并且第二轴线x2和第三轴线x3被定义为基本上水平的，但是替代定义可以是第二轴线和第三轴线彼此平行但垂直于第一轴线，或者第一轴线、第二轴线和第三轴线被定向成使得获得3dof(三自由度)，其中每个dof是平移定位系统。
[0113]
应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对当前优选实施例进行各种改变和修改，因此对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，这样的改变和修改旨在由所附权利要求覆盖。

技术特征：
1.一种海上传送系统(1)，用于在海上作业期间传送人员和/或货物，包括：-底座(b)，具有固定底座部分(ba)和可移动底座部分(bb)，所述可移动底座部分能相对于所述固定底座部分(ba)绕基本上竖直的第一轴线(z1)旋转；-臂结构(ca；ga)；-元件(lse；re)；-主测量系统(pms)；-致动器系统(aa)；以及-控制系统(cs)，其中所述臂结构(ca；ga)安装到所述可移动底座部分(bb)，使得所述臂结构(ca；ga)能相对于所述可移动底座部分(bb)绕基本上水平的第二轴线(x2)旋转，其中所述元件(lse；re)被配置成由所述臂结构(ca；ga)的臂末端(t)支撑，其中所述主测量系统(pms)被配置用于在所述元件(lse；re)由所述臂末端(t)支撑时测量所述元件(lse；re)相对于外部参照物的相对移动，其中所述致动器系统(aa)被配置用于使用第一致动器组件(aa1)使所述可移动底座部分(bb)相对于所述固定底座部分(ba)旋转，并且使用第二致动器组件(aa2)使所述臂结构(ca；ga)相对于所述可移动底座部分(bb)旋转，并且其中所述控制系统(cs)被配置用于根据所述主测量系统(pms)的输出来驱动所述致动器系统(aa)，以在所述臂末端(t)支撑所述元件(lse；re)时补偿测量到的所述元件(lse；re)相对于所述外部参照物的相对移动，其特征在于：所述系统(1)进一步包括：-副测量系统(sms)，其中所述副测量系统(sms)被配置用于在所述元件(lse；re)被放下并且不再由所述臂末端(t)支撑时测量所述臂末端(t)相对于所述元件(lse；re)的相对移动，其中所述控制系统(cs)进一步被配置用于根据所述副测量系统(sms)的输出来驱动所述致动器系统(aa)，以在所述元件(lse；re)被放下并且不再由所述臂末端(t)支撑时补偿测量到的所述臂末端(t)相对于所述(lse；re)的相对移动。2.根据权利要求1所述的海上传送系统，其中所述副测量系统(sms)被配置用于在所述元件(lse；re)被放下并且不再由所述臂末端(t)支撑时测量所述臂末端(t)至少在水平面中相对于所述元件(lse；re)的相对移动，其中所述控制系统(70)进一步被配置用于根据所述副测量系统(sms)的输出来驱动所述致动器系统(aa)，以在所述元件(lse；re)被放下并且不再由所述臂末端(t)支撑时补偿测量到的所述臂末端(t)在所述水平面中相对于所述元件(lse；re)的相对移动。3.根据权利要求2所述的海上传送系统，其中所述副测量系统(sms)包括用于测量所述臂末端(t)和所述元件(lse；re)之间的竖直距离的距离传感器(34)。4.根据权利要求3所述的海上传送系统，其中至少三个或四个所述距离传感器(34)设置成相对于彼此以三角形或正方形定位。5.根据权利要求3或4所述的海上传送系统，其中所述距离传感器(34)包括安装到所述臂末端(t)和所述元件(lse；re)中的任一个的发射器和接收器，并包括安装到所述臂末端
(t)和所述元件(lse；re)中的另一个的一个或多个反射靶(36)。6.根据权利要求5所述的海上传送系统，其中所述距离传感器(34)是激光测量工具。7.根据权利要求5或6所述的海上传送系统，其中所述一个或多个反射靶(36)包括不同高度的部分。8.根据前述权利要求5至7中的一项所述的海上传送系统，其中所述反射靶(36)包括球形凹陷。9.根据前述权利要求中的一项所述的海上传送系统，其中所述元件(lse；re)借助于一个或多个柔性长张紧构件连接到所述臂末端(t)，所述柔性长张紧构件如绳索、链条或吊索。10.根据前述权利要求中的一项所述的海上传送系统，其中所述臂结构(ca)是具有起重臂末端(t)的起重臂结构(ca)，并且包括：-支撑臂(ca1)，具有近端和远端；和-吊臂(ca2)，具有近端和形成所述起重臂末端(t)的远端，其中所述支撑臂(ca1)在所述支撑臂(ca1)的所述近端和所述远端之间的位置处安装到所述底座(10)的所述可移动部分(bb)，使得所述支撑臂(ca1)能相对于所述可移动部分(bb)绕基本上水平的第二轴线(x2)旋转，其中所述吊臂(ca2)在所述吊臂(ca2)的所述近端和所述远端之间的位置处安装到所述支撑臂(ca1)的所述远端，使得所述吊臂(ca2)能相对于所述支撑臂(ca1)绕基本上水平的第三轴线(x3)旋转，其中所述致动器系统(aa)被配置用于使用所述第二致动器组件(aa2)使所述支撑臂(ca1)相对于所述可移动底座部分(bb)旋转，并且使用第三致动器组件(aa3)使所述吊臂(ca2)相对于所述支撑臂(ca1)旋转。11.根据前述权利要求中的一项所述的海上传送系统，其中所述元件(lse)是配置用于在传送期间支撑人员和/或货物的负载支撑元件(lse)，并且特别是具有至少一个出入门的轿厢。12.根据前述权利要求中的一项所述的海上传送系统，其中所述臂结构(ga)是伸缩式舷梯臂结构(ga)。13.一种船舶(o1)，设置有根据前述权利要求中的一项所述的海上传送系统(1)。14.一种使用根据前述权利要求中的一项所述的海上传送系统(1)在第一海上物体和第二海上物体之间、特别是在船舶(o1)和固定的海上结构(o2)之间传送人员或货物的方法，所述方法包括以下步骤：-将所述元件(lse；re)从所述第一物体移动到所述第二物体，同时：
·
所述臂末端(t)支撑所述元件(lse；re)，
·
所述主测量系统(pms)测量所述第一物体相对于所述第二物体的相对移动，并且
·
所述控制系统(cs)根据所述主测量系统(pms)的输出来驱动所述致动器系统(aa)，以补偿测量到的所述第一物体相对于所述第二物体的相对移动；-将所述元件(lse；re)放置在所述第二物体上，使得所述元件(lse；re)不再由所述臂末端(t)支撑，同时：
·
允许所述人员或货物传送到所述第二物体或从所述第二物体传送，
·
所述副测量系统(sms)测量所述臂末端(t)相对于所述元件(lse；re)的相对移动，并且
·
所述控制系统(cs)根据所述副测量系统(sms)的输出来驱动所述致动器系统(aa)，以补偿测量到的所述臂末端(t)相对于所述元件(lse；re)的相对移动。

技术总结
一种海上传送系统(1)包括臂结构(CA)，具有用于在元件(LSE)由臂末端(T)支撑时测量和补偿元件(LSE)相对于外部参照物的相对移动的主测量系统(PMS)，以及用于在元件(LSE)被放下并且不再由臂末端(T)支撑时测量和补偿臂末端(T)相对于元件(LSE)的相对移动的副测量系统(SMS)。(SMS)。(SMS)。


技术研发人员：马尔科
受保护的技术使用者：鹰通达私人有限公司
技术研发日：2021.05.25
技术公布日：2023/5/16