CN105008218A - 用于在海上运输船舶和构造物或船舶之间转移对象的改进设备和方法 - Google Patents

用于在海上运输船舶和构造物或船舶之间转移对象的改进设备和方法 Download PDF

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CN105008218A CN201480009588.5A CN201480009588A CN105008218A CN 105008218 A CN105008218 A CN 105008218A CN 201480009588 A CN201480009588 A CN 201480009588A CN 105008218 A CN105008218 A CN 105008218A
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Abstract

本发明涉及一种用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶或者从构造物或船舶转移到海上运输船舶的设备。该设备包括原动力发生器；原动力施加器，其可操作地连接到原动力发生器以及在设备的使用中适于可操作地连接到该原动力施加器向其施加原动力的对象；用于可操作地将原动力施加器连接到对象的紧固装置；控制机构，所述控制机构被形成和布置，以便控制原动力发生器，并且可操作来将原动力发生器的操作切换成上升模式或下降模式，其中原动力发生器作用在原动力施加器上；和可操作地连接到控制机构的测量装置，所述测量装置包括一个或多个传感器并适于确定所述测量装置和所述对象待从其转移或转移到其的海上运输船舶表面的至少一点之间的距离，其中所述设备还包括一个或多个安全协议和参数感测装置，所述控制机构与所述参数感测装置通信并响应于来自所述参数感测装置的反馈，且适于启动所述一个或多个安全协议。

Description

用于在海上运输船舶和构造物或船舶之间转移对象的改进设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于从海上运输船舶接近的改进设备和方法，特别地但不限于用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶或将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶的改进设备和方法。
本发明还涉及一种用于在海上运输船舶和构造物或船舶之间转移对象的海上转移组件。
背景技术
人员从诸如小船等海上运输船舶到大型静态构造物或大船舶的转移总是有问题。转移点和目的点之间的差异移动对人员产生危险，特别是当对较大的构造物或船舶的接近物是以梯子的形式时。
运输船舶/船越轻或者波浪越大，转移过程就会越危险。这些问题为从小的运输船舶(例如领航船)到大油轮和集装箱货运船和到固定构造物(例如离岸涡轮机以及天然气和石油钻机)的转移所共有。
有许多因素限定实际和安全的转移。在这些因素中，最明显的是波浪大小(振幅)和速度。波浪越高且越陡并且频率越大，转移就越危险。运输船舶越小且越轻，在波浪上的移动就越大并且运输船舶移动的易变性就越大。
目前，风力涡轮机行业认为1.5米的显著波高表示允许人员转移到离岸涡轮机上的最大安全条件。大型大西洋波浪可以常规地实现6米的波高这一事实表明此因素限制对离岸涡轮机的接近。海洋学数据表明在大西洋水域中可以预期高达12米的波浪。
据预期，涡轮机将聚集在很多结构中。英国的离岸行业是如此新且不发达，以致于关于将被要求提供进入的海上运输船舶的类型并不确定。已经有小型快速运输船舶在泰晤士河口提供进入，有改造的拖网渔船，并且有小型快速可充气物品从母船发射的可能性。通常预期离岸风力发电场建在离海岸20公里至40公里处并建在围绕3个风力发电场位点的离英国海岸80公里周围这一事实意味着海上运输和进入船舶通常会遇到恶劣的波浪和潮汐条件。该行业不够发达，不能预测用于进入离岸水域的标准设备和系统将会变成什么样子。
可以肯定的是，离岸涡轮机的距离将要求为接近其而发射的运输船舶必须提供实现成功递送的高概率性。中止远的离岸的进入程序的成本将是相当大的。运输船舶的类型和涡轮机上的接近机构将必须确保高的成功率，甚至在预期在北海和近大西洋的条件中。
数字表明离岸涡轮机的可用性(即如果风在吹，涡轮机准备产生动力的时间百分比)与岸上涡轮机相比更低。由于因进入限制而损失的维护时间，岸上涡轮机具有约98％的可用性，而许多离岸涡轮机具有约80％-90％的可用性。较低的可用性水平通常在冬季发生，此时天气条件更糟糕。
目前，将工程师递送到涡轮机的大多数运输船舶被努力地驱动到在接近梯子的任一侧上安装在涡轮机结构上的大型钢竖直管中。船长保持全速，从而保持运输船舶的船头努力地抵着竖直管。随着船头努力地压靠涡轮机并用作用于运输船舶移动的枢轴，波浪越大，船尾的竖直移动就越大。关于12米长的运输船舶，具有4米高的波浪将引起运输船舶采用与水平面的30度倾斜。出于这个原因，运输船舶通常不在大于1.5米的显著波高中操作。
随着运输船舶暂时地卡在适当位置中，工程师可以通过从运输船舶跨步到梯子而接近梯子。目前，当工程师站在运输船舶的船头上时，他能够拉下来并将自己夹到安装在涡轮机的接近部/工作平台上的惯性卷轴装置的吊钩上。如果该工程师要掉下来，该装置会抓住他。然而，该装置不可以在运输船舶的船头的向下突降与工程师的掉落之间进行区分。如果检测到相当大的向下移动，其就锁定。这将工程师与下降的运输船舶的甲板分离并到空中，在空中他容易遇到许多意外事故，包括在运输船舶和涡轮机之间被挤压的可能性。此外，此类设备不在爬上梯子中提供帮助。因为工程师身着笨重救生服，该爬升是费力和潜在危险的。
该行业中的一些运输船舶操作员声称如当前实践的这种“猛撞技术”正损害运输船舶和涡轮机两者。据说，运输船舶的船体和驱动发动机及齿轮箱受其从未被设计来抵抗的在其上施加的大的压力损害。对涡轮机结构本身来说也是如此。随着该行业移入更难的水域中，将尝试通过使用具有越来越大马力的运输船舶来实现较高的接近百分比。能够开发3000HP的远洋拖船被作为解决方案进行讨论。可能认为，向涡轮机结构施加这种力是非常有可能损害涡轮机底座的。随着该行业移入其中波高和加速度都更大的较高纬度，使用剪切力锁定到涡轮机上这一策略是有可能引起对运输船舶和涡轮机底座损害的。
已经提出许多关于转移问题的解决方案，从技术极端到简单解决方案。在实现完全令人满意的转移方法中的难度由操作员正考虑使用直升飞机来转移工程师而不管每小时5000英镑(￡5,000)或更多的费用这一事实进行证明。
因此，需要一种用于人员在诸如领航船的海上转移船舶和诸如涡轮机、天然气和石油钻机、较大离岸船舶、灯塔或码头的较大构造物之间转移的改进方法。
发明内容
在本发明的第一方面，提供了一种用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶或者将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶的设备，该设备包括：
原动力发生器；
原动力施加器，其可操作地连接到所述原动力发生器；以及在所述设备的使用中适合于可操作地连接到所述原动力施加器向其施加原动力的对象；
用于可操作地将所述原动力施加器连接到所述对象的紧固装置；
控制机构，所述控制机构被形成和布置为控制所述原动力发生器，并且可操作来将所述原动力发生器的操作切换成上升模式或下降模式，其中所述原动力发生器作用在所述原动力施加器上；和
可操作地连接到所述控制机构的测量装置，所述测量装置包括一个或多个传感器并适合于确定所述测量装置和所述对象待从其转移或者转移到其的海上运输船舶的表面的至少一点之间的距离，
其中所述设备还包括一个或多个安全协议和参数感测装置，所述控制机构与所述参数感测装置通信并响应于来自所述参数感测装置的反馈，且适合于启动所述一个或多个安全协议。
可选择地，所述测量装置还适合于确定由作用在所述海上运输船舶上的波浪引起的所述海上运输船舶的竖直移动的振幅和调制。
可选择地，所述测量装置还适合于确定邻近构造物或船舶的环境条件，所述对象从所述构造物或船舶转移或者所述对象转移到所述构造物或船舶。
所述测量装置可以以许多不同的方式确定所要求的参数，例如所述测量装置和海上运输船舶的表面上的至少一点之间的距离。例如，所述测量装置可以测量该参数、计算该参数或者执行计算和测量两者，以确定该参数。
可选择地，所述紧固装置包括钩环。
可选择地，所述控制机构包括牵引力施加装置，所述牵引力施加装置可操作来通过原动力发生器将确定的牵引力施加到原动力施加器。
优选地，所述参数感测装置包括负载感测装置。所述参数感测装置可以代替地或此外包括一个或多个传感器或装置，其适于测量/确定与所述设备相关联的环境参数、内部参数或外部参数。
可选择地，牵引力根据hf等于dl乘以a这个等式确定，其中：“hf”等于以kg为单位的牵引力；“dl”等于以kg为单位的检测的负载(由负载感测装置检测的负载)；以及“a”等于为百分比的施加帮助。
可选择地，所述施加帮助“a”的范围在1％和120％之间。
当施加100％或更少的施加帮助时，牵引力将向所述对象提供爬升/上升帮助。当所述帮助大于100％时，牵引力将引起所述设备吊起所述对象，而无所述对象要求的任何上升努力。
可选择地，所述施加帮助“a”的范围在101％至110％之间。
在示例性实施例中，牵引力高达最大300kg当量。在可选择的示例性实施例中，牵引力可以大于300kg当量。
可选择地，牵引力施加装置可操作来响应由负载感测装置对负载的检测来确定可应用于负载的牵引力的量。
可选择地，当所述设备是帮助上升模式或下降模式时，负载感测装置可操作来检测原动力施加器上的负载变化。
可选择地，当所述设备处于帮助上升模式或下降模式并且所述负载感测装置检测到原动力施加器上的负载变化时，所述控制机构可操作来启动安全协议并将原动力发生器的操作切换到无帮助的上升模式，其中原动力发生器最初作用在原动力施加器上，直到由负载感测装置检测的负载大体上等于原动力施加器的重量，并且其中牵引力施加装置停止通过原动力发生器向原动力施加器施加牵引力。
可选择地，在所述设备的使用中，所述控制机构适于响应所确定的所述测量装置和海上运输船舶的表面之间的距离来控制原动力发生器的速度。
可选择地，在所述设备的使用中，所述控制机构适于响应于由作用在所述海上运输船舶上的波浪引起的所述海上运输船舶的确定的振幅和调制来控制原动力发生器的速度。
在示例性实施例中，原动力发生器的速度以在0.1m/s和5m/s之间的速度进行控制。
可选择地，原动力发生器包括动力驱动的卷绕卷轴、起重机、缆线牵引装置、绞盘、滑轮、配重装置和/或动力驱动的提升装置。
可选择地，原动力施加器包括绳索。
在示例性实施例中，原动力发生器是动力驱动的卷绕卷轴且原动力施加器是绳索，所述绳索附接到所述卷绕卷轴，并且在所述设备的使用中是经由所述紧固装置可附接到所述对象的。
可选择地，在其中原动力施加器包括绳索的实施例中，所述绳索在一端附接到原动力施加器并在沿所述绳索的远端部分处附接到所述紧固装置。
可选择地，所述对象包括平台或保持架。
可选择地，所述对象包括使用者。
可选择地，所述对象包括装备、工具或其他无生命的对象。
根据第一方面的设备提供许多优点。例如，通过确定所述测量装置和海上运输船舶的表面之间的距离，本发明的设备能够在其中工程师的突然移动是由于海上运输船舶的船头的向下突降的情况和其中工程师的突然移动是由于工程师的落下的情况之间区分。因此，可以启动一个或多个安全协议。例如，在工程师的突然移动有可能是由于船头的向下突降或不可能是致命的情况下，可以断开捕捉工程师的落下的操作模式。因此，由于运输船舶的船头中的突然下降而导致工程师无意地悬浮在半空中的风险降低了，并且因此使其不容易遇到许多事故的伤害，包括在运输船舶和涡轮机之间被挤压的可能性，如可能是本领域中已知的当前转移装置的情况。
另外，根据第一方面的设备可操作来提供爬升帮助或者将工程师从船的表面提起到梯子和/或工作平台，从而降低身着笨重救生服的工程师接近梯子和/或工作平台的费力效果。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶或者将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶的海上转移组件，所述组件包括：
根据本发明的第一方面的设备；和
适于从所述对象从其转移或者转移到其的构造物或船舶的一侧延伸的结构。
可选择地，所述结构包括框架结构。
可选择地，所述结构包括提升导轨和适于沿所述导轨移动的滚轮。
可选择地，所述滚轮可操作地连接到原动力施加器并适于沿所述导轨移动所述紧固装置的位置。
可选择地，所述框架结构从所述构造物或船舶水平地延伸约0.4米至8米。
可选择地，所述结构包括平台。
可选择地，在其中所述结构包括平台的实施例中，所述组件还包括滑轮，其可操作地连接到所述原动力发生器；和可枢转框架，其附接到所述平台的远端。
可选择地，所述可枢转框架包括枢转地安装在所述平台上的两个侧杆和定位在所述侧杆之间的横杆。
可选择地，所述滑轮安装在所述可枢转框架的横杆上。
可选择地，在所述组件的使用中，所述平台从所述构造物或船舶水平地延伸约2米至14米。
可选择地，所述结构的方向是在第一位置和第二位置之间可移动的。
可选择地，所述结构的位置是相对于所述构造物或船舶可调节的。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶或者将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶的海上转移组件，所述组件包括：
用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶或者将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶的设备，所述设备包括：
——原动力发生器；
——原动力施加器，其可操作地连接到所述原动力发生器；以及在所述设备的使用中适于可操作地连接到所述原动力施加器向其施加原动力的对象；
——用于可操作地将所述原动力施加器连接到所述对象的紧固装置；和
——控制机构，所述控制机构被形成和布置为控制所述原动力发生器，并且可操作来将所述原动力发生器的操作切换成上升模式或下降模式，其中所述原动力发生器作用在所述原动力施加器上；和
适于从所述对象待从其转移或者转移到其的构造物或船舶的一侧延伸的结构，所述结构包括具有提升导轨和适于沿所述导轨移动的滚轮的框架结构。
优选地，所述设备还包括可操作地连接到所述控制机构的测量装置，所述测量装置包括一个或多个传感器并适于确定所述测量装置和所述对象从其转移或者转移到其的海上运输船舶的表面的至少一点之间的距离。
优选地，所述框架结构和滚轮包括与第二方面所述的框架结构和滚轮类似的特征部。
根据本发明的第四方面，提供了一种将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶的方法，所述方法包括以下步骤：
——确定由作用在所述海上运输船舶上的波浪引起的所述海上运输船舶的竖直移动的振幅和调制；
——将所确定的振幅和调制输入用于向所述对象提供上升帮助的设备的控制机构中；
——使用与所述控制机构通信的参数感测装置来感测环境参数和/或外部参数，所述参数感测装置配置成向所述控制机构提供反馈，使得所述控制机构可以确定是否启动一个或多个安全协议；
——将所感测的环境参数和/或外部参数传送给所述控制机构；
——启动所述设备的原动力发生器，以基于所述确定的振幅和调制的一速度致动原动力施加器；
——将连接到所述原动力施加器的远端的紧固装置降低到相对于所述海上运输船舶的表面的预设距离；
——将所述紧固装置附接到所述对象；
——以基于所述确定的振幅和调制的一速度向所述对象施加上升帮助。
可选择地，在波浪的波峰处启动对所述对象的上升帮助。
可选择地，邻近波浪的波峰处启动对所述对象的上升帮助。
可选择地，以4m/s或更小的速度施加上升帮助。
可选择地，所述方法还包括向所述对象提供上升帮助以将所述对象提升到所述构造物或船舶上的工作平台的步骤。
根据本发明的第五方面，提供了一种将对象从离岸结构或船舶转移到海上运输船舶的方法，所述方法包括以下步骤：
——确定由作用在所述海上运输船舶上的波浪引起的所述海上运输船舶的竖直移动的振幅和调制；
——将所确定的振幅和调制输入用于向所述对象提供下降帮助的设备的控制机构中；
——使用与所述控制机构通信的参数感测装置来感测环境参数和/或外部参数，所述参数感测装置配置成向所述控制机构提供反馈，使得所述控制机构可以确定是否启动一个或多个安全协议；
——将所感测的环境参数和/或外部参数传送给所述控制机构；
——启动所述设备的原动力发生器，以基于所述确定的振幅和调制的第一速度致动原动力施加器；
——以所述第一速度将所述对象降低到相对于所述海上转移船舶的表面的预设距离；
——以第二速度将所述对象降低到所述海上运输船舶的表面上。
可选择地，在波浪的波峰处启动所述对象到所述海上运输船舶的所述表面上的降低。
可选择地，邻近波浪的波峰启动所述对象到所述海上运输船舶的所述表面上的降低。
可选择地，通过收集在一段时间内与由于波浪型式引起的所述海上运输船舶的移动相关的数据来实现确定所述振幅和调制的步骤。
可选择地，数据的收集涉及在所述一段时间内大约每半秒执行数据测量。
可选择地，所述一段时间是至少5秒。
可选择地，所述一段时间在10秒和60秒之间。
优选地，数据的收集在许多测量循环内执行。
附图说明
现在参照附图，通过非限制性示例描述本发明的优选实施例，其中：
图1a至1g示出根据本发明的一方面的海上转移组件的第一实施例；
图2a至2c示出利用图1a至1g的海上转移组件来转移对象的可选择方法；以及
图3a至3f示出根据本发明的一方面的海上转移组件的第二实施例。
具体实施方式
对本发明的背景的前面讨论仅意在促进对本发明的理解。应该理解的是，所述讨论不是确认或承认如在本申请的优先权日提到的任何材料是公知常识的一部分。
贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括(comprise)”和“包含(contain)”以及所述词语的变体，例如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”是指“包括但不限于”并且不意在排除(且不排除)其他部件、整体或步骤。
贯穿本说明书的描述和权利要求，单数涵盖复数，除非上下文另有要求。特别地，在使用不定冠词的情况下，本说明书应理解为考虑复数以及单数，除非上下文另有要求。
结合本发明的特定方面、实施例或示例描述的特征、整体或特点、复合体应理解为可适用于本文所述的任何其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。
参照图1a至图1g，示出了用于将对象12从海上运输船舶(未示出)转移到构造物或船舶14或者将对象12从构造物或船舶14转移到海上运输船舶(未示出)的根据本发明的海上转移组件10的第一实施例。
将参照将对象12从以领航船的形式的海上运输船舶转移到离岸风力涡轮机14或将对象12从离岸风力涡轮机14转移到以领航船的形式的海上运输船舶来描述该实施例。
组件10包括用于从领航船转移所述对象12或者将所述对象12转移到领航船的设备；和适于从所述对象12待从其转移或者转移到其的涡轮机14的一侧18延伸的结构16。
该设备包括：原动力发生器(未示出)；原动力施加器20，其是可操作地连接到原动力发生器，并且在该设备的使用中适于可操作地连接到所述对象12，原动力施加器20向所述对象12施加原动力；紧固设备22，其用于可操作地将原动力施加器20连接到对象12；控制机构，其被形成和布置，以便控制原动力发生器并且可操作来将原动力发生器的操作切换成上升模式或下降模式，其中原动力发生器作用在原动力施加器20上；和测量装置，其可操作地连接到控制机构，所述测量装置包括一个或多个传感器并适于确定所述测量装置和海上运输船舶的表面上的至少一个点之间的距离，所述对象12待从该海上运输船舶的表面上的该至少一个点转移或者所述对象12待转移到该海上运输船舶的表面上的该至少一个点。
该设备还包括一个或多个安全协议和与控制机构通信的参数感测装置。该控制机构响应于来自参数感测装置的反馈并适于启动所述安全协议中的一个或多个协议。
原动力发生器可包括动力驱动的卷绕卷轴、起重机、缆线牵引装置、绞盘、滑轮、配重装置和/或动力驱动的提升设备中的一种或多种。在所示的实施例中，原动力发生器是动力驱动的卷绕卷轴的形式。
该卷绕卷轴包括由电驱动马达或伺服马达经由齿轮箱驱动的中心轴。
卷绕卷轴、马达和齿轮箱安装在壳体34内，所述壳体34安装在涡轮机14的壁18上。壳体34位于涡轮机14的壁18上在涡轮机工作平台24上方，原动力施加器20经过壳体34中的开口向下馈送。在所示的实施例中，壳体34位于工作平台24上方约3米。
在所示的实施例中，原动力施加器20是以绳索的形式的。绳索20在其一端处附接到卷绕卷轴并且在沿绳索20的远端部分处附接到紧固装置22。绳索20在使用中是经由紧固装置22可附接到所述对象12的。
在所示的实施例中，紧固装置22包括钩环(carabiner)，尽管应理解的是，紧固装置22可以是适合于将绳索20附接到对象12的任何紧固装置。
控制机构包括牵引力施加装置(haulage force application means)，所述牵引力施加装置可操作来通过原动力发生器将所确定的牵引力施加到原动力施加器20。
控制机构是以控制箱的形式并包含电子控制和诊断系统和控制马达的操作的变换器。控制箱还包含以牵引力施加器的形式的牵引力施加装置。
在使用中，控制箱可操作来将卷绕卷轴的操作切换成上升模式或下降模式，其中卷绕卷轴作用在绳索20上并且牵引力施加器可操作来通过卷绕卷轴将所确定的牵引力施加到绳索20。
参数感测装置是以参数感测单元或模块的形式，并且包括以负载传感器、张力或距离测量装置或其他类型的传感器形式的负载或距离感测装置。在所示的实施例中，参数感测装置包括以负载传感器形式的负载感测装置。参数感测装置还包括用于确定/监视所述设备的某些特征部的一个或多个特点或外部/环境参数的一个或多个感测装置或传感器。例如，参数感测装置还可包括旋转计数器，并且可以包括温度传感器，以测量移动部件的温度。
在使用中，负载传感器检测对象12的重量，并且牵引力施加器确定由卷绕卷轴施加在绳索20上的牵引力的量。最大牵引力将取决于所述设备用于转移的对象的最大数量和/或类型。例如，如果所述设备要用于仅转移诸如工程师的使用者，则牵引力可以优选地高达最大300kg当量。
所施加的牵引力(hf)的量将通过要求的施加帮助“a”(作为负载检测的百分比)乘以检测的负载“dl”来获得。在激活所述系统之前，使用者可以预编程施加帮助“a”的水平。如果施加帮助是100％或更小，则将提供爬升帮助。如果施加帮助超过100％，则所述对象将被提升而无所述对象所要求的任何上升努力。通常，在提升期间的施加帮助将在101％和110％之间。
测量装置通过基于所测量的参数计算距离或者借助于其传感器之一直接测量距离来确定其本身和对象12待从其转移或转移到其的领航船表面的至少一点(例如甲板的至少一点)之间的距离。在所示的实施例中，测量装置邻近钩环22位于绳索20的远端处。
测量装置还适于确定由作用在海上运输船舶上的波浪引起的海上运输船舶的竖直移动的振幅和调制，并且适于确定邻近涡轮机14的环境条件。所述参数可以由测量装置测量或计算。
在使用中，控制箱适于在转移过程期间响应于确定的振幅和调制来控制卷绕卷轴的速度。控制箱将在所述过程期间将卷绕卷轴的速度控制到0.1m/s和5m/s之间。
在帮助上升模式下，负载传感器可操作来检测绳索20上负载变化。如果负载传感器检测到大体上等于绳索20上的由负载传感器检测的负载的负载，则控制箱可操作来启动安全协议并将卷绕卷轴的操作切换到降落或下降模式，其中所述卷绕卷轴停止且牵引力施加器停止通过卷绕卷轴向绳索20施加牵引力，并且所述对象由绳索20保持在适当位置。
在参数感测装置包括温度传感器的情况下，如果参数感测装置检测到卷绕卷轴温度高于可接受水平，则也可以可选择地启动安全协议，以停止卷绕卷轴。
结构16是以包括提升导轨26和适于沿导轨26移动的滚轮28的框架结构的形式。
在所示的实施例中，导轨26是L形状的，具有紧固到涡轮机14的壁18的第一段30和以倾斜角从壁18延伸的第二段32。
第二段32从壁18向外延伸约5米至8米的距离。
滚轮28可操作地连接到绳索20并适于沿导轨26移动钩环22的位置。
现在将描述使用组件10转移以工程师形式的对象12。
首先承载工程师12的领航船由船长驱动成抵靠着涡轮机14并保持抵靠着涡轮机14，如本领域中已知的。
然后工程师12经由远程控制激活控制箱，以将卷绕卷轴致动到下降模式，以便降低绳索20。
在启动时和在降低过程期间，测量装置根据程序设置连续地或周期性地确定测量装置和海上运输船舶的甲板之间的距离。
随着绳索20降低，滚轮28沿导轨26向下释放，直到其达到导轨26的端部。在这一点处，随着绳索20继续从卷绕卷轴释放，钩环22和所附接的绳索20降低到在下面的船。
降低操作由船中的工程师12保持的远程控制装置控制或者是自动的。
当钩环22到达站在船中间的工程师12时，停止降低过程并且该工程师将钩环22夹到他的安全带上。在绳索的降低是自动的情况下，当钩环22处于如由测量装置确定的相对于船甲板的预定距离时，控制箱将使卷绕卷轴停止降低绳索。
当卷绕卷轴拉紧绳索22并消除绳索中的任何松弛时，工程师则将控制箱切换成“自动缩回”模式。
然后，工程师12向前移动到船的船头，以便接近维修梯子36。当工程师12向前移动到船的船头时，他由绳索20安全地保持，并且由卷绕卷轴在绳索20上施加的张力沿导轨26的第二段32的斜坡向上拉动滚轮28。
钩环22和甲板之间的距离由测量装置不断地监视并传送到控制箱。安全协议的下降模式选项将断开并且该设备的下降-停止功能将暂时停用，因为控制箱将知道，工程师的突然移动不会是致命的且将可能是由于船的向下突降。
一旦工程师12到达梯子36，他就将控制箱切换成“上升帮助”模式，由此控制箱致动卷绕卷轴，以向绳索20施加牵引力，以便帮助工程师12沿梯子36向上。一旦上升帮助模式被致动，下降模式被同时重新激活。
施加帮助a将是100％或更小，以便向工程师提供爬升帮助。
随着绳索20收卷，滚轮28将沿导轨26的第一段30被向上拉动，并且工程师12被帮助沿梯子36向上爬。
组件10允许工程师12夹到钩环上，同时允许在船的中心中的工程师在移动到船的船头之前保护自己。另外，由所述设备提供的爬升帮助意味着沿梯子36向上爬升不是非常费力的。
希望从涡轮机14转移到船的工程师可以选择在梯子36旁边从工作平台24被降低或者沿梯子36向下爬。
如果工程师选择在梯子36旁边被降低，则控制箱将致动卷绕卷轴，以展开并降低绳索20。
当绳索20降低时，测量装置监视钩环22和船的甲板之间的距离。
当工程师已经到达甲板时，绳索20上的负载将会大量减小，这将由负载传感器感测。一旦检测到这种减小，则控制箱将停用下降模式并且关闭下降-停止功能。卷绕卷轴将由控制箱稳定地控制，使得由于船的随后竖直移动，其松开绳索20或收紧绳索20，以便保持绳索20上的固定的张力。
如果工程师选择沿着梯子36向下爬，则在下降模式致动时控制箱启动“计量绳索分配模式(gauge rope dispense mode)”，其中计算或测量由卷绕卷轴分配的绳索20的长度。可以采用任何合适的装置来确定由卷绕卷轴分配的绳索20的长度。
旋转计数器是以筒式旋转计数器的形式，并且当控制箱启动计量绳索分配模式时激活该筒式旋转计数器。该筒式旋转计数器将计数在降低操作期间所述卷绕卷轴执行的旋转次数，并因此允许控制箱确定由卷绕卷轴分配的绳索20的长度。
在卷绕卷轴为工程师的下降而展开绳索20之前，测量装置将确定钩环22和船的甲板之间的距离并将该距离传送给控制箱。
船的竖直移动的振幅和调制也由测量装置确定并传送给控制箱。
控制箱将比较最初确定的距离与随着工程师下降从卷绕卷轴放出的绳索20的量。
当距离变成1米或更小时，控制箱将停用下降-停止功能安全协议并且工程师可以跳到船上或随着船舶的移动上下浮动，而不使其脚离开。
参照图2a-2c，示出了使用根据本发明的第一实施例的组件转移以工程师形式对象12的可选择的方法。
该方法允许工程师从船舶2穿过空气运到梯子36，而不必经由船舶船头下船。
绳索20从卷绕卷轴的降低与如上所述是相同的。
从卷绕卷轴松开的绳索20的长度经由旋转计数器计算。
负载传感器监视在绳索20的端部上的负载，以确认经受对象12的全重量，即对象12是在半空中，或者重量测量值少得多，即该对象是在船舶的表面上。
船舶的表面和卷绕卷轴之间的距离经由测量装置确定，并且将由来自旋转计数器和负载传感器的读数确认或否定。
当对象12准备好从船舶甲板被升起或被辅助离开时，控制箱将从测量装置获得数据，该数据将识别波浪型式的上升和下降。负载传感器也将提供关于船舶在波浪上移动的数据，因为对象12的重量将随船舶上升和下降而变化。安全协议比较来自这些不同源的结果，以识别其之间的一致性。如果未获得一致性，则将启动安全协议，以防止卷绕卷轴的卷绕。
如果获得了一致性，则卷绕卷轴将把工程师12提升到空中。不言而喻，施加的帮助a将大于100％，以便提升工程师12。
对照由卷绕卷轴的旋转方向确定的许多标准(例如可接受的卷绕速度等)核对绳索20的移动。
随着绳索20收卷，滚轮28将沿导轨26的第二段32朝向该导轨的第一段30拉动，并且工程师12朝向梯子36移动(图2b)。
在到达梯子36时，工程师12可以决定被朝向平台24提升或将施加帮助减小到小于100％，以便用爬升帮助或不用爬升帮助来沿着梯子朝向平台爬升。
参照图3a-3f，示出了用于将对象112从海上运输船舶102转移到离岸构造物或船舶114或者将对象112从离岸构造物或船舶114转移到海上运输船舶102的海上转移组件100的第二实施例。
该实施例将参照把对象112从以领航船102形式的海上船舶转移到离岸风力涡轮机114或从离岸风力涡轮机114转移到以领航船102形式的海上船舶来进行描述。
如在前述实施例中，组件100包括用于从领航船102转移所述对象112或将所述对象112转移到领航船102的设备；和适于大体上从所述对象112待从其转移或转移到其的涡轮机114的一侧118延伸的结构116。
用于转移所述对象112的设备与前述设备类似，且因此将不在任何进一步的细节中描述，除与前述设备不同的任何差异。
在该实施例中，结构116不是框架结构而是包括平台。平台116在使用中从涡轮机114的壁118水平地延伸约8米至15米。
平台116可以在第一位置和第二位置之间固定或是可移动的。例如，平台116可以在其中平台116不从壁118水平延伸的缩回位置和其中平台116从壁118水平延伸的转移位置之间是可移动的。可选择地或另外地，平台118在涡轮机116上的位置可以是可调节的，也就是说，该平台在海面138上方的高度可以变化。
将理解的是，平台116可以是涡轮机114的工作平台并且不是与工作平台分离的结构。
组件100还包括可操作地连接到卷绕卷轴的滚轮140；和附接到所述平台116的远端的可枢转框架142。
框架142包括枢转地安装在所述平台116上的两个侧杆144和定位在所述侧杆之间的横杆146。
滚轮140安装在可枢转框架142的横杆146上。
除了钩环，绳索120包括邻近该钩环的在其远端处的测量装置110。
有人认为，随着波浪高度和速度增加，与递送船舶的将其船头抵靠着涡轮机卡住的布置相关的危险变得更大。所述危险可以涉及到工程师或船本身。根据第二实施例的组件100使将工程师从船102的中央甲板全部提起并将其升起到附接到涡轮机壁118的平台116变得可能。
现在将描述使用组件100转移对象112。
领航船102将朝向涡轮机114航行，具有在船上的“提升托架或吊篮”104。托架104将能够容纳一个或多个人并且将具有容纳在担架上的人的选择。
托架104配有漂浮环106并包括坚固外部，以提供对乘客的保护。该托架还包括定位在托架104的底座上或邻近托架104的底座的辅助测量装置(未示出)。该辅助测量装置可操作地连接到控制箱。
根据第二实施例的组件100经设计允许将工程师112被递送到涡轮机114，而递送船不必与涡轮机结构114接触。
当达到涡轮机114时，船长将优选地将其船102转成顶着风。这将使船102朝向迎面而来的波浪对准，从而允许船头承受波浪移动的推力。船头将用作减振器，将船102的移动集中到船头段并限制在船102的船尾处(在该处发生接近活动)的移动。
随着船102接近涡轮机114，船102上的无线控制器发送信号至控制箱，以致动卷绕卷轴来使绳索120向下朝向大海降低。
在降低绳索120之前，测量装置110确定由作用在船上的波浪引起的船的竖直移动的振幅和调制。
所确定的振幅和调制被传送并输入到控制箱中。一旦接收到数据，控制箱就启动卷绕卷轴来以基于所述确定的振幅和调制的速度致动绳索120。
船102将接近涡轮机114，在自动或手动定位控制下在落下位置下方驻扎以将其保持在适当位置。此类定位系统在市场上是买得到的。为了运作良好，它们需要装在配备有变斜度推进器(variable pitch propeller)和前后侧向推力器的船舶中。
一旦在合适位置上，测量装置和船102的甲板之间的距离由测量装置110测量。测量装置110在降低过程期间连续地监视从平台116和钩环到船102的距离和角度。
当钩环到达相对于船舶102的甲板的预设距离时，测量装置110与操作卷绕卷轴的控制箱相互作用，以停止降低过程。
提供该功能的测量装置110同样能够测量在落下点下方到波浪的距离并与控制箱通信，以通过随着由于波浪而引起的船102的竖直移动的确定振幅和调制而致动卷绕卷轴以及时收进和释放绳索来以高于涌浪的预定距离将钩环保持在绳索端部上。
随着船102在适当位置，甲板船员将使用无线信号降低钩环，直到其保持在船上。工程师112将然后步入托架104中并将其自身夹到框架上。
船员将在绳索120一端上的钩环连接到托架104。远程控制装置将被按下，以指示工程师准备好提升。同时船102将在波浪上上下移动，其中计算机控制的定位系统保持船102相对于涡轮机114静止。
卷绕卷轴将收进并放出绳索120，自动地保持轻的张力来确保托架104不升离甲板并且绳索120不围绕托架104或船舶的设备的任何元件形成环。测量装置110将获取从船104到测量装置110的距离的恒定读数并将所述读数传送给控制箱。这些测量将由控制箱中的软件程序分析，以建立波浪型式。
当波浪的波峰已由测量装置110识别时，卷绕卷轴将以所计算的上升帮助速度收卷其绳索，从而随着波浪和船102下沉到低于托架和工程师而提升托架104和工程师112离开甲板。卷绕卷轴将工程师112运送到外部平台116的水平面，在该处他将下船。上升帮助速度作为船102的竖直移动的确定振幅的因素被计算，并且控制箱经设置将上升帮助速度限制于小于4m/s。例如，如果确定的振幅是2米，则上述帮助速度将设定成2m/s。
托架104然后将返回到船102，以拾取另外的人员或设备。
托架104落在移动甲板上是较困难的过程，且现在将进行描述。无论托架104是空的或满的，将其落到船甲板上的任务是相同的。
托架104位于平台116上其船坞中，由来自卷绕卷轴的绳索120支撑。当信号从在船102上或来自托架104的远程控制装置给出时，绳索120上的测量装置和辅助测量装置均将开始监视当船102在波浪上上下移动时到船102的距离，并且从该数据将得到波浪的频率和高度以及所确定的振幅和调制。
经过一段时间，通常为30秒，测量装置和辅助测量装置将收集数据来建立主要的波浪型式并将所述数据传送给控制箱。
船102的竖直移动的最大振幅和调制将被界定作为转移系统的安全界限。其意图在于此界限将是约4米的振幅。控制箱将确定所确定的振幅是否在安全界限内，并且如果在安全界限内，启动卷绕卷轴来降低托架104。
卷绕卷轴的操作将和浪潮的高度无关。
由于卷绕卷轴能够以高达5m/s的速率操作，且平台116将通常高于波浪约20米，降低到船102所需要的理论时间将是仅三秒至五秒。
已获得此波浪数据，控制箱致动卷绕卷轴来将托架104降低到高于在最高波浪上运送的船102的水平面的预定距离。辅助测量装置将帮助促进达到所述预定距离的时间的确定。在此情况下，降低到高于在最高波浪上运送的船102水平面1米。当测量装置和/或辅助测量装置识别船102已在波浪上升到波峰且理论上到托架104的1米内时，控制箱将致动卷绕卷轴来快速降低托架104。
卷绕卷轴将能够比最大波浪上升或下降的速度显著更快地递送绳索移动。当船102落入波浪之间的波谷时，托架104跟随船102向下，从而在达到波谷的底部之前落在甲板上。
如果测量装置110和/或辅助测量装置检测到在托架104到达船之前船102已开始上升，则控制箱将倒转卷绕卷轴的旋转，以在上升的船102之前升起托架104。
当向下移动时，卷绕卷轴将保持在下降的船102的速度和托架104的下降速度之间的预定差。控制箱将操作卷绕卷轴，以尝试保持比船102的下降快0.5m/s的下降速度。此差将提供“到船速度”。如果在船102开始在下一波浪上上升之前托架104未到达船，则控制箱将尝试以相同的速度差保持卷绕卷轴速度，但这次以比上升的船102的速度慢0.5m/s的速度升起托架104并且船102将上升直到与托架104接触。
在到达甲板上时，可选择的机械或磁性夹钳将托架104保持在船102上的着陆舱中的适当位置。托架104将结合减震系统来减少硬着陆的影响。
控制箱将继续确保卷绕卷轴响应于船移动而卷入和放出绳索120，直到其被指示将托架104升回到平台116以收集另外的人员112，或者钩环摆脱托架104以允许船102连同其托架104远离涡轮机114航行。
虽然未具体提到，但是根据第二实施例的组件包括与第一实施例相同的安全协议。
另外，虽然根据第二实施例的组件已经描述了托架还包括定位在其底座上或邻近其底座定位的辅助测量装置，但是辅助测量装置可以定位在组件内的不同位置处。
在某些布置中，可以省略辅助测量装置。
虽然在本发明的实施例中对象的转移已经通过使用单个卷绕卷轴和绳索进行描述，但是可以采用两个或更多个卷绕卷轴和/或绳索以提供冗余。
虽然上述对象的转移已经参照诸如工程师的使用者或人的转移进行描述，但是将理解的是该对象可以包括装备、工具或其他无生命的对象。
虽然上述对象的转移已经参照从涡轮机结构转移或转移到涡轮机结构进行描述，但是将理解的是本发明可以应用于从其他结构转移或转移到其他结构。例如，所述组件将能够在船舶之间(例如在母船和子船之间)以及在风力涡轮机和支撑船舶之间转移人员。
虽然本发明的实施例已经描述了测量装置定位在邻近钩环处绳索的远端处，但是该测量装置可以定位在所述组件内的可选择位置处，例如，该测量装置可以用卷绕卷轴等封装。

Claims (37)

1.一种用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶/将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶的设备，其包括：
原动力发生器；
原动力施加器，其可操作地连接到所述原动力发生器，以及在所述设备的使用中适合于可操作地连接到所述原动力施加器向其施加原动力的对象；
紧固装置，其用于可操作地将所述原动力施加器连接到所述对象；
控制机构，所述控制机构被形成和布置为控制所述原动力发生器，并且可操作来将所述原动力发生器的操作切换成上升模式或下降模式，其中所述原动力发生器作用在所述原动力施加器上；和
测量装置，其可操作地连接到所述控制机构，所述测量装置包括一个或多个传感器，并适于确定所述测量装置和所述对象待从其转移或者转移到其的海上运输船舶的表面的至少一点之间的距离，
其中所述设备还包括一个或多个安全协议和参数感测装置，所述控制机构与所述参数感测装置通信并响应于来自所述参数感测装置的反馈，且适于启动所述一个或多个安全协议。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述测量装置还适合于确定由作用在所述海上运输船舶上的波浪引起的所述海上运输船舶的竖直移动的振幅和调制。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中所述测量装置还适合于确定邻近所述对象转移到的或从其转移的构造物或船舶的环境条件。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述紧固装置包括钩环。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述控制机构包括牵引力施加装置，所述牵引力施加装置可操作来通过所述原动力发生器将所确定的牵引力施加到所述原动力施加器。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述参数感测装置包括负载感测装置。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述牵引力根据等式hf等于dl乘以a确定，其中：“hf”等于以kg为单位的牵引力；“dl”等于以kg为单位的检测的负载(由所述负载感测装置检测的负载)并且“a”等于为百分比的施加帮助。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述施加帮助“a”范围在1％和120％之间。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的设备，其中所述牵引力施加装置可操作来响应于由所述负载感测装置对负载的检测来确定可应用于负载的牵引力的量。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的设备，其中当所述设备是帮助上升模式或下降模式时，所述负载感测装置可操作来检测所述原动力施加器上的负载的变化。
11.根据权利要求10所述的设备，其中当所述设备处于帮助上升模式或下降模式且所述负载感测装置检测到所述原动力施加器上的负载的变化时，所述控制机构可操作来启动安全协议并将所述原动力发生器的操作切换到无帮助模式，其中所述原动力发生器最初作用在所述原动力施加器上，直到由所述负载感测装置检测的负载大体上等于所述原动力施加器的重量并且其中所述牵引力施加装置停止通过所述原动力发生器将牵引力施加到所述原动力施加器。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述控制机构在所述设备的使用中适合于响应于所确定的所述测量装置和海上运输船舶的表面之间的距离来控制所述原动力发生器的速度。
13.根据权利要求2或直接地或间接地从属于权利要求2的任一权利要求所述的设备，其中所述控制机构在所述设备的使用中适合于响应于由作用在所述海上运输船舶上的波浪引起的所述海上运输船舶的竖直移动的所确定的振幅和调制来控制所述原动力发生器的速度。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的设备，其中所述原动力发生器的速度以在0.1m/s和5m/s之间的速度进行控制。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的设备，其中所述原动力发生器是动力驱动的卷绕卷轴并且所述原动力施加器是绳索，所述绳索附接到所述卷绕卷轴且在所述设备的使用中是经由所述紧固装置可附接到所述对象的。
16.一种海上转移组件，其用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶/将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶，所述组件包括：
根据权利要求1至15中的任一项所述的设备；和
适合于从所述对象待从其转移或转移到其的构造物或船舶的一侧延伸的结构。
17.根据权利要求16所述的组件，其中所述结构包括框架结构。
18.根据权利要求17所述的组件，其中所述结构包括提升导轨和适于沿所述导轨移动的滚轮。
19.根据权利要求18所述的组件，其中所述滚轮可操作地连接到所述原动力施加器并适合于沿所述导轨移动所述紧固装置的位置。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的组件，其中所述框架结构从所述构造物或船舶水平地延伸约0.4米至8米。
21.根据权利要求16所述的组件，其中所述结构包括平台。
22.根据权利要求21所述的组件，还包括可操作地连接到所述原动力发生器的滑轮和附接到所述平台的远端的可枢转框架。
23.根据权利要求21至22中的任一项所述的组件，其中所述平台在所述组件的使用中从所述构造物或船舶水平地延伸约2米至14米。
24.根据权利要求16至22中的任一项所述的组件，其中所述结构的方向是在第一位置和第二位置之间可移动的。
25.根据权利要求16至22中的任一项所述的组件，其中所述结构的位置是相对于所述构造物或船舶可调节的。
26.一种海上转移组件，其用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶/将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶，所述组件包括：
用于将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶或者将对象从构造物或船舶转移到海上运输船舶的设备，所述设备包括：
(i)原动力发生器；
(ii)原动力施加器，其可操作地连接到所述原动力发生器；以及在所述设备的使用中适合于可操作地连接到所述原动力施加器向其施加原动力的对象；
(iii)紧固装置，其用于可操作地将所述原动力施加器连接到所述对象；和
(iv)控制机构，所述控制机构被形成和布置为控制所述原动力发生器，并且可操作来将所述原动力发生器的操作切换成上升模式或下降模式，其中所述原动力发生器作用在所述原动力施加器上；和
适合于从所述对象待从其转移或者转移到其的构造物或船舶的一侧延伸的结构，所述结构包括具有提升导轨和适合于沿所述导轨移动的滚轮的框架结构。
27.根据权利要求26所述的组件，其中所述设备还包括可操作地连接到所述控制机构的测量装置，所述测量装置包括一个或多个传感器并适合于确定所述测量装置和所述对象待从其转移或者转移到其的海上运输船舶的表面的至少一点之间的距离。
28.一种将对象从海上运输船舶转移到构造物或船舶的方法，所述方法包括以下步骤：
确定由作用在所述海上运输船舶上的波浪引起的所述海上运输船舶的竖直移动的振幅和调制；
将所确定的振幅和调制输入用于向所述对象提供上升帮助的设备的控制机构中；
使用与所述控制机构通信的参数感测装置来感测环境参数和/或外部参数，所述参数感测装置配置成向所述控制机构提供反馈，使得所述控制机构能够确定是否启动一个或多个安全协议；
将所感测的环境参数和/或外部参数传送给所述控制机构；
启动所述设备的原动力发生器，以基于所述确定的振幅和调制的一速度致动原动力施加器；
将连接到所述原动力施加器的远端的紧固装置降低到相对于所述海上运输船舶的表面的预设距离；
将所述紧固装置附接到所述对象；
以基于所述确定的振幅和调制的一速度向所述对象施加上升帮助。
29.根据权利要求28所述的方法，其中在波浪的波峰处或邻近波浪的波峰启动对所述对象的上升帮助。
30.根据权利要求28至29中的任一项所述的方法，其中以4m/s或更小的速度施加上升帮助。
31.根据权利要求28至30中的任一项所述的方法，还包括向所述对象提供上升帮助以将所述对象提升到所述构造物或船舶上的梯子或工作平台的步骤。
32.一种将对象从离岸结构或船舶转移到海上运输船舶的方法，所述方法包括以下步骤：
确定由作用在所述海上运输船舶上的波浪引起的所述海上运输船舶的竖直移动的振幅和调制；
将所确定的振幅和调制输入用于向所述对象提供下降帮助的设备的控制机构中；
使用与所述控制机构通信的参数感测装置来感测环境参数和/或外部参数，所述参数感测装置配置成向所述控制机构提供反馈，使得所述控制机构能够确定是否启动一个或多个安全协议；
将所感测的环境参数和/或外部参数传送给所述控制机构；
启动所述设备的原动力发生器，以基于所述确定的振幅和调制的第一速度致动原动力施加器；
以所述第一速度将所述对象降低到相对于所述海上运输船舶的表面的至少一点的预设距离；
以第二速度将所述对象降低到所述海上运输船舶的所述表面上。
33.根据权利要求32所述的方法，其中在波浪的波峰处或邻近波浪的波峰启动将所述对象降低到所述海上运输船舶的所述表面上。
34.根据权利要求32至33中的任一项所述的方法，其中通过收集在一段时间内的与由于波浪型式引起的所述海上运输船舶的移动相关的数据来实现确定所述海上运输船舶的竖直移动的振幅和调制的步骤。
35.根据权利要求34所述的方法，其中数据的收集涉及在所述一段时间内大约每半秒执行数据测量。
36.根据权利要求34或权利要求35所述的方法，其中所述一段时间是至少5秒。
37.根据权利要求35至36中的任一项所述的方法，其中数据的收集在许多测量循环内执行。
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