CN111194290A - 将人员和/或货物从水面船舶转移到离岸结构物或另一船舶的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装置，例如舷梯(4)，其用于将人员和/或货物从水面船舶(1)转移到固定或浮动结构物，例如离岸结构物，例如风力涡轮机(2)或者另一船舶，该装置(4)包括第一可伸缩元件和第二可伸缩元件(9A，9B)，以及用于桥接第一可伸缩元件和第二可伸缩元件(9A，9B)之间的过渡的中间平台(11)，平台(11)可相对于两个可伸缩元件(9A，9B)移动。

Description

将人员和/或货物从水面船舶转移到离岸结构物或另一船舶 的装置

本发明涉及一种装置，特别是一种离岸接入系统，例如一种舷梯、通道、走道、转移系统等，用于将人员和/或货物，例如设备和/或结构元件，从水面船舶转移到固定或浮动结构，例如离岸结构物，比如风力涡轮机，或转移到另一船舶，该装置包括第一可伸缩元件和第二可伸缩元件。本发明还涉及一种包括这种装置的船舶。

离岸接入系统，例如舷梯，被用于例如从船只将人员转移至固定或浮动平台以及转移至其他船只。

例如，WO 02/20343公开了一种船舶，其上被提供具有可伸缩地延伸的跳板，该跳板安装在其上用于绕垂直轴线移动。

对于较小的船只和/或在恶劣天气期间，相对运动变得更加明显并且舷梯的伸缩速度增加。通常，舷梯的伸缩运动是安全转移的限制因素，即，滑入和滑出的舷梯对于舷梯上的人员和/或货物，例如手推车中的货物，是潜在的安全隐患。

本发明的目的是提供一种改进的转移装置，具体地用于提高转移装置上人员和/或货物的安全性。

为此，根据本发明的装置其特征在于，用于桥接第一可伸缩元件和第二可伸缩元件之间的过渡的中间平台，该平台可相对于两个可伸缩元件移动。

在一个实施例中，所述平台在过渡过程中可向后和向前移动。

在另一实施例中，该装置包括控制器，其被配置成相对于可伸缩元件中的至少一个可伸缩元件的运动控制中间平台的运动，优选地，使得其与可伸缩元件中的至少一个可伸缩元件的运动相关和/或使得至少在人员和/或货物转移期间，平台在过渡期间得以维持(保持)。

在一种改进中，所述平台的运动与可伸缩元件的相对运动成比例，优选地，比例因子在从0.3到0.7的范围内，例如为0.5。

例如，当第一元件例如借助于基础被固定到船舶上，第二元件例如通过一个或多个夹持器被固定在离岸结构物上，或通过推力被固定到离岸结构物上，并且第二元件相对于第一元件的伸缩速度为Vt时，则将平台的往复运动控制在等于0.5Vt的速度Vp。因此，与没有中间平台的装置相比，根据本发明的装置包括为伸缩速度的一半的两次过渡，从而提高了总体安全性。

在另一个实施例中，至少在人员和/或货物的转移期间，平台可从装置的一端向后和向前移动到另一端，例如平台用于在水面船舶和固定结构物之间穿梭。

在一种改进中，所述控制器被配置为控制中间平台的运动，使得它依次与所述可伸缩元件中的一个可伸缩元件的移动相关，例如在例如舷梯的一个端部被锁定到该元件，朝着另一个可伸缩元件移动，然后与另一个可伸缩元件的移动相关，例如在舷梯的另一端部被锁定至该元件。

因此，所述中间平台可以用作穿梭器，例如带有门和/或灯，即使在伸缩速度很高时，也允许人员和/或货物在任一端以零速进入和离开平台。

在另一个实施例中，控制器被配置为当中间平台从可伸缩元件中的一个可伸缩元件移动到另一个时，遵循至少基于可伸缩元件中的一个可伸缩元件相对于另一个的移动而定义的数学函数，来控制所述中间平台的移动。在一个实施例中，该函数由实时算法执行。

如果f(t)、g(t)，其中t是时间，是描述固定部分和伸缩部分的(所测得的)位置值的类C^n函数(即具有连续的n阶导数的函数)，然后使用类C^n算法计算描述所需的中间平台的位置的类C^n函数h(t)。这个函数h(t)满足以下要求(实际过渡发生在间隔(t1',t2')中，但是为了在t1'和t2'处获得所需的行为，则使用稍大的间隔(t1,t2))：

对于t1<t≤t1'：h(t)＝f(t)

对于t2'≤t<t2：h(t)＝g(t)

由于该算法实时运行，因此是有因果关系的，即对于t>t0，h(t0)不依赖于f(t)和g(t)的值。

合适的类C^2函数是：

h(t)＝(1-θ(t-t1'))≥f(t)+θ(t-t1')·g(t)，其中：

对于t≤0，θ(t)＝0

对于0<t<t2'-t1'＝tθ，θ(t)＝(t^3/tθ^5)·(F1·tθ^2+F2·t·tθ+F3·tθ^2)，其中F1、F2和F3是常量，以确保在t1'和t2'时的类C^2行为，以及

对于t≥t2'-t1'，θ(t)＝1

为了减少或阻止从一个可伸缩元件到另一个可伸缩元件的平台过渡期间的冲击，优选地，该函数的二阶导数是连续的，即，类C^2函数被指示。

也为了减少或阻止在从一个可伸缩元件到另一个可伸缩元件的平台过渡期间的急促而猛烈的动作，优选地，该函数的三阶导数是连续的，即，类C^3函数被指示。

典型地，所述中间平台在该装置，例如舷梯的纵向方向上被驱动，优选地通过专用驱动系统并且优选地独立于伸缩驱动系统但被联接到伸缩驱动系统的控制系统。

典型地，控制器包括处理器和存储器，并且被配置为，例如被编程为接收关于可伸缩元件的相对运动的数据，例如来自于伸缩驱动系统或单独的传感器，处理这些数据，以及操作移动中间平台的一个或多个驱动器。例如，该装置可以包括位置发送器，其测量可伸缩元件相对于“固定”元件的位置。另外，为了提高准确性，该装置可以包括测量中间平台相对于“固定”元件的位置的位置发送器。其他可能性包括，但不限于，相对速度的附加测量和/或用于确定相对位置的运动参考单元。

通常，控制器可以以包括能够执行本说明书中所描述的功能的处理器和存储器的任何系统的形式来实现。此外，控制器可以被联接到一个或多个输入/输出(I/O)设备。输入设备的示例可以包括，但不限于，控制杆，一个或多个按钮，(小)键盘等。输出设备的示例可以包括，但不限于，监视器或显示器、扬声器等。输入和/或输出设备可以被直接地或通过中间I/O控制器联接到数据处理系统。

在一个实施例中，该装置包括驱动器，例如液压油缸、皮带与皮带轮、钢丝绳与槽轮、链条与链轮或齿条与小齿轮，用于相对于两个可伸缩元件来移动所述中间平台。

通常，优选地是，该装置的一端部被枢转地连接至已安装或将要安装在水面船舶上的基础，并且该装置的自由端被提供有一个或多个夹持器，用于绝对地或通过摩擦来将该装置联接至离岸结构物或其他船舶。进一步优选地，该装置包括用于至少在该装置与离岸结构物或另一船舶的联接期间主动补偿船舶的运动的系统。

为了减少功率消耗，在一个实施例中，当臂被联接到离岸结构物时，补偿被切换为空转。即，在联接之后，所述臂的远端(在联接处)与离岸结构物有关，所述臂的近端(在基础处)和船舶相对于该结构物自由地运动。

本发明还涉及一种水面船舶，其包括如上所述的用于将人员和/或货物从该船转移到离岸结构物或另一船舶的装置。

为了完整起见，请注意以下现有技术。

US 4,011,615涉及一种用于在船只和固定结构物之间转移人员的舷梯，其由配对的第一可延伸构件和第二可延伸构件形成，其被布置为形成平台。弹簧安装在平台内部，允许第一构件和第二构件绕中性点伸长或缩短，以适应船只在大风浪中的运动。在舷梯的每个端部均设有附接装置，以将其分别固定至船只和固定结构物。可以在舷梯上放置一个弹性梯面，以便在所述舷梯伸长或缩短时，在舷梯上行走的人员不会受伤或失去立足点。US4,011,615的图7所示的实施例是具有滑动平台(由附图标记90指示)的三段式舷梯，该滑动平台为人员沿着段(56、55)的上表面(65、72)行走提供了坡道。

NL 1 033 767涉及一种人行桥，该人行桥具有可沿纵向方向相对彼此移动的两个可移动部件。柔性体沿着可移动部件的一端部(7)和另一端部延伸，并且与所述可移动部件部分重叠。所述可移动部件中一个可移动部件的上表面(13)在另一个可移动部件的上表面(14)上移动。前者的可移动部件的框架部分(16)被连接至基座，其中该前者的可移动部件绕平行于梯面的轴线移动。后者的可移动部件具有支撑人行道的半框部分(22)。还包括一种用于在车辆的平台与离岸建筑物之间转移货物和人员的方法的独立权利要求。

WO 2012/021062涉及一种包括运动补偿平台(4)的船舶(1)。该平台包括用于承载、移动和/或转移负载的至少一个载体(6)，以及被提供有可枢转地连接到所述载体(6)的第一端(16a)和用于接触目标区域的第二端(16b)的舷梯(16)。

US 4,473,916涉及一种被设计为在一对相对可移动的主体(2、50)，例如海上现场救援船，和钻探设备或平台之间延伸的舷梯，其具有实质上定义了平面人行道表面的并且通过的惰钳式联接器(17、18、19、20)连接的一系列伸缩平台(36、37)。

WO 82/01729涉及一种包括多个协作梯段的自动安全踏板，该多个梯段可从完全压缩或缩回位置延伸至拉长位置，以从码头延伸至船只的甲板。

JP S60166583涉及一种第二坡道，其通过沿着第一坡道的侧梁布置的导轨的媒介，可在可摇摆地附接至船体的第一坡道的下段中滑动，以及类似地向第二坡道提供第三坡道。

现在将参考附图更详细地解释本发明，这些附图示意性地示出了根据本发明的装置的实施例。

图1是根据本发明的转移装置的一个示例的侧视图；

图2是根据本发明的包括中间平台的可伸缩舷梯的详细透视图；

图3是用于向前和向后移动本发明的中间平台的各种驱动器的侧视图；

图4A至图4D示出了中间平台相对于可伸缩舷梯的运动。

相同或执行基本上相同的功能的元件由相同附图标记表示。

图1示出了在固定的离岸结构物旁边操纵的服务船舶1，在这个示例中，风力涡轮机2包括平台3。该船舶带有用于将人员和/或货物从水面船舶2转移到离岸结构物的舷梯4。

舷梯4包括基架5，其在这个示例中经由回转支承7安装在基座桅杆6上。所述舷梯还包括所谓的变幅致动器8、舷梯吊杆9，舷梯吊杆9又包括第一可伸缩元件和第二可伸缩元件9A,9B，并且其固定端被连接到基架5。所述舷梯吊杆9的自由端承载着登陆平台10。

所述舷梯吊杆9被提供有中间平台11，该中间平台桥接第一可伸缩元件和第二可伸缩元件9A,9B之间的过渡。所述平台11相对于两个可伸缩元件9A、9B并且在过渡期间可向后和向前移动，特别是可滑动。该平台可以是例如板，例如踏板，可选地被提供有侧壁或栏杆和/或坡道11A。它可以由例如金属构成，例如钢或铝，或其他刚性材料构成，例如非弹性合成材料，甚至木材。

所述舷梯包括用于使中间平台相对于两个可伸缩元件运动的驱动器。在这个示例中，所述驱动器的一端连接到可伸缩元件9A,9B中的一个，而另一端连接到所述平台11。图3中示出了合适的驱动器的示例，包括液压油缸15、齿条16与小齿轮17以及钢丝绳与槽轮机构18。

舷梯还被提供有控制器，其被配置为经由驱动器以及相对于可伸缩元件中的至少一个可伸缩元件的运动来控制中间平台的运动。

在附图所示的示例中，平台11的运动是与可伸缩元件9A,9B的相对运动成比例的，例如，比例因子为0.5。

在另一个示例中，平台11可从装置的一端向后和向前移动向另一端，即可从邻近的基架5向后和向前移动至邻近的登陆平台10。所述控制器被配置为控制所述中间平台11的运动，使得依次地，其相对于基架5被固定，根据数学函数朝向登陆平台10移动，并且相对于登陆平台10被固定。

合适的类C^3函数是：

h(t)＝(1-θ(t-t1'))·f(t)+θ(t-t1')·g(t)，

其中：

对于t≤0，θ(t)＝0

对于0<t<t2'-t1'＝tθ，θ(t)＝(t^4/tθ^7)·(35·tθ^3-84·t tθ^2+70·t^2·tθ-20·t^3)，以及

对于t≥t2'-t1'，θ(t)＝1

该函数在从可伸缩元件中的一个到另一个的平台过渡过程中，在数学上“混合”了这些元件的运动，如图4A中图形所示。图4B、图4C和图4D中的图形分别在各位置、速度和加速度方面示出了可伸缩元件和平台的运动，即，细直线代表被认为是固定的元件(典型地被连接至船舶的可伸缩元件)的运动，细的变量线代表被认为是可伸缩的元件(典型地被连接到例如离岸结构物的元件)的运动，以及粗的变量线代表所述平台的运动。从这些图中可以明显看出，平台的运动是平稳的(图4B)，没有冲击(图4C)，以及没有急促而猛烈的动作(图4D)。

本发明不限于上述实施例，其可以在权利要求的范围内以多种方式变化。在示例中，为了增加准确性，控制器被配置为除了位置测量之外还处理速度测量。此外，过去的经验可以被用于优化冲程(即，使中间平台的冲程尽可能短)或过渡时间，或者用于限制最大速度和/或最大加速度。

Claims (15)

1.一种装置，例如舷梯(4)，其用于将人员和/或货物从水面船舶(1)转移到固定的或浮动的结构物，例如离岸结构物，例如风力涡轮机(2)或者转移到另一船舶，所述装置(4)包括第一可伸缩元件和第二可伸缩元件(9A，9B)，其特征在于，用于桥接所述第一可伸缩元件和所述第二可伸缩元件(9A，9B)之间的过渡的中间平台(11)，所述平台(11)可相对于两个可伸缩元件(9A，9B)移动。

2.根据权利要求1所述的装置(4)，其中所述平台(11)在所述过渡期间可向后和向前移动。

3.根据权利要求1或2所述的装置(4)，包括控制器，其被配置为相对于所述可伸缩元件(9A，9B)中的至少一个可伸缩元件的运动来控制所述中间平台(11)的运动。

4.根据权利要求3所述的装置(4)，其中所述控制器被配置为控制所述中间平台(11)的运动，使得它与所述可伸缩元件(9A，9B)中的至少一个可伸缩元件的运动相关。

5.根据权利要求4所述的装置(4)，其中，至少在人员和/或货物的转移期间，所述平台(11)在所述过渡期间被保持。

6.根据权利要求4或5所述的装置(4)，其中所述平台(11)的运动与所述可伸缩元件(9A，9B)的相对运动成比例，优选地，比例因子在从0.3到0.7的范围内，例如0.5。

7.根据权利要求4或5所述的装置(4)，其中，至少在人员和/或货物的转移期间，所述平台(11)可从所述装置的一端向后和向前移动到另一端。

8.根据权利要求7所述的装置(4)，其中所述控制器被配置为控制所述中间平台(11)的运动，使得它依次

与所述可伸缩元件(9A；9B)中的一个可伸缩元件的运动相关，

朝另一个可伸缩元件移动，以及

与所述另一个可伸缩元件(9A；9B)的运动相关。

9.根据权利要求8所述的装置(4)，其中所述控制器被配置为当所述中间平台(11)从所述可伸缩元件(9A；9B)中的一个可伸缩元件移动到另一个可伸缩元件(9A；9B)时，遵循至少基于所述可伸缩元件(9A；9B)中的一个可伸缩元件相对于另一个可伸缩元件(9A；9B)的移动而定义的数学函数，来控制所述中间平台(11)的移动。

10.根据权利要求9所述的装置(4)，其中至少所述函数的一阶导数是连续的。

11.根据权利要求10所述的装置(4)，其中至少所述函数的一阶导数和二阶导数是连续的。

12.根据前述权利要求中任一所述的装置(4)，包括驱动器，例如液压油缸(15)、皮带与皮带轮、钢丝绳与槽轮(18)、链条与链轮或齿条与小齿轮(16，17)，其用于相对于两个可伸缩元件移动所述中间平台。

13.根据前述权利要求中任一所述的装置(4)，其中所述装置(4)的一个端部被枢转地连接至已被安装或将要被安装在水面船舶(1)上的基础(6)，并且优选地包括用于至少在所述装置(4)联接至离岸结构物(2，3)或另一船舶期间主动补偿所述船舶的运动的系统，所述装置(4)的自由端(10)被提供有用于将所述装置(4)联接至离岸结构物(2，3)或(其他)船舶的一个或多个夹持器或缓冲器。

14.根据前述权利要求中任一所述的装置(4)，其中所述控制器包括处理器和存储器，并且被配置为接收关于可伸缩元件(9A，9B)的相对运动的数据，处理这些数据，以及操作移动所述中间平台(11)的一个或多个驱动器(15；16，17；18)。

15.一种水面船舶(1)，其包括根据前述权利要求中任一所述的用于将人员和/或货物从所述船舶(1)转移到离岸结构物(4)或另一船舶的装置(4)。

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