CN112469659B - 海上船，用于提供这种船的起重机，以及用于安装桩柱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括起重机的海上风力发电机安装船，该起重机设置有计算机化的起重机控制系统。计算机化的起重机控制系统关联到起重机的回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，并且编程为执行基座桩柱安装程序，该基座桩柱安装程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，使得起重机的负载连接器从其基座桩柱拾取位置移动至其基座桩柱船外位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在储存甲板上的水平定向的基座桩柱的顶端，在所述基座桩柱船外位置上基座桩柱从负载连接器竖直悬吊在船体的外部。

Description

海上船，用于提供这种船的起重机，以及用于安装桩柱的方法

技术领域

本发明涉及一种船，该船包括设置有计算机化的起重机控制系统的起重机，并且本发明涉及一种起重机，该起重机用于提供这种船。

本发明的第一个方面涉及一种船，该船构造为用于安装适于支撑海上风力发电机的桩柱。本发明的第一个方面还涉及一种起重机，该起重机构造为用于竖立桩柱，并且本发明涉及一种桩柱竖立系统，该桩柱竖立系统包括至少一个起重机和桩柱保持器或竖立支架。

背景技术

在用于安装海上风力发电机的已知方法中，首先通过将桩柱打入海底来安装呈桩柱形式的基座，之后通过立刻将风力发电机整体安装或者将风力发电机分批组装在桩柱上从而将风力发电机安装在桩柱上。例如，已知的是以正确的直立位置来运输塔架或塔架部分(在塔架或塔架部分上安装有机舱和叶片，从而使塔架或塔架部分完整)。将完整的塔架或完整的塔架部分安装到桩柱上。

现在趋向于更大的风力发电机，并且期望将海上风力发电机安装在比当前遇到的更大水深的位置处。这两点导致了更大和更重的基座。因此，预期在不久的将来需要安装大于100米，可能为120米或更大的桩柱。这种桩柱的重量可能大于1000公吨，可能为1300公吨或以上。

通常，沿水平方向来运输这些大型桩柱。优选地，将基座桩柱储存在储存甲板上。当船到达安装地点(即，必须将桩柱打入海底的位置)时，将桩柱竖立并提升到船外安装位置上。

竖立过程可能涉及单台起重机。起重机在桩柱的顶端处提升桩柱，同时桩柱的下端支撑在安装于船的甲板上的竖立支架上。竖立支架构造为支撑桩柱的下端，优选地，在竖立桩柱的同时相对于桩柱的下端枢转。

另一个方面，竖立过程可能涉及两台起重机，两台起重机都在桩柱的顶端提升桩柱，同时桩柱的下端支撑在安装于船的甲板上的竖立支架中。

可选择的竖立过程包括两台起重机。一台起重机在桩柱的顶端处提升桩柱，同时另一台起重机在桩柱的下端处提升桩柱。一旦桩柱被提起，第一起重机就提升桩柱的顶端，同时另一台起重机支撑桩柱的下端，优选地，以基本恒定的高度。作为替代方案，第一起重机可以提升桩柱的顶端，同时第二起重机使桩柱的另一端降低。

这两个竖立过程都很复杂。此外，桩柱尺寸的增加也需要更大的起重机。为了使得起重机驾驶员利用起重机的完整的操作窗口，起重机优选地应该能够支撑高达实际提升载荷的两倍大小或以上的载荷。对于桩柱尤其如此，这是因为桩柱的重量和长度可能潜在地在起重机和其他竖立设备上造成极大的载荷。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种海上船，该海上船包括能够有效地，即，快速地和/或用比较大的载荷来运输负载的起重机。

该目的通过提供根据权利要求1所述的海上风力发电机安装船来实现。

本发明的第一个方面的目的是提供一种海上风力发电机安装船，该海上风力发电机安装船能够有效地，即，快速地和/或用比较小的起重机来竖立风力发电机基座桩柱。

在一个实施方案中，根据本发明的海上船包括：

-船体，其具有储存甲板，

-起重机，包括：

-起重机基部，其固定至船体，

-可回转的上层结构，其安装在起重机基部上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转，

-回转驱动器，其配置为使得上层结构围绕回转轴线回转移动，

-吊臂结构，包括吊臂，该吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构，

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得吊臂结构俯仰移动，

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索，

-负载连接器，其中绞盘驱动缆索在吊臂结构上的滑轮与负载连接器之间延伸，

-关联到回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘的计算机化的起重机控制系统，对该计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行程序，该程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，从而使得负载连接器沿着预定义的轨迹移动。

因此，根据要求保护的发明的船包括起重机，该起重机构造为沿着预定义的轨迹运输负载。轨迹具有起始位置和结束位置。

起始位置和结束位置不必需要是负载位于支撑表面上的位置。例如，起重机驾驶员可以使用起重机将集装箱从船上提升至一个位置，该位置则成为起始位置，起重机沿着预定义的轨迹从该位置将例如从供应船的集装箱运送到钻探设备上方的位置，这之后，起重机驾驶员接管并降低钻探设备的甲板上的集装箱。

执行安装程序的起重机减少起重机驾驶员的工作量，起重机驾驶员现在可以完全专注于监控过程，并且在视为必要时起重机驾驶员可以进行干预。因此，起重机驾驶员能够更好地监控整个过程。此外，由于负载连接器沿着最佳路径移动，因此可以使起重机的移动最优化，并且可以有效地移动负载。这也可以减少用于将负载提升至目的地所需的时间。

因此，根据本发明的海上船能够有效地，即，快速地和/或用比较小的起重机来竖立风力发电机基座桩柱。

此外，由于负载连接器的轨迹可以由计算机化的起重机控制系统控制，起重机可以使负载连接器沿着用于处理负载的理想路径移动，即，能够用于迅速地将负载移动至目的地的路径与对起重机结构和容量负担最小的路径的最佳结合。因此，起重机可以用于提升较大的负载并且风险较小，并且可以最佳地使用起重机的操作窗口。

在优选的实施方案中，计算机化的起重机控制系统包括与起重机的容量有关的数据，并且使用该数据来确定最佳轨迹作为预定义的轨迹，优选地，结合要运输的负载的数据，例如，与负载的重量和/或尺寸有关的数据。该数据可以由起重机驾驶员提供。

在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为收集与负载有关的数据，例如，设置有传感器，该传感器可以确定负载在由起重机提升时的重量。另外或作为一种替代性方案，例如，起重机设置有摄像机，该摄像机提供与要沿着预定义的轨迹运输的负载的尺寸有关的数据。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为收集其他的数据，例如，风向和风力，以生成对起重机负担最小的预定义的轨迹。

在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为在沿着预定义的轨迹运输负载的同时调节预定义的轨迹，例如，计算机化的起重机控制系统的传感器检测风力的增加。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为基于由起重机驾驶员输入的起始位置和结束位置来计算预定义的轨迹。

本发明的第一个方面的目的是提供一种海上风力发电机安装船，该海上风力发电机安装船能够有效地，即，快速地和/或用比较小的起重机来竖立风力发电机基座桩柱。

在实施方案中，对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行基座桩柱安装程序，使得负载连接器从其基座桩柱拾取位置移动至其基座桩柱竖立位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在甲板上的水平定向的基座桩柱的顶端，在所述基座桩柱竖立位置上基座桩柱由负载连接器竖直悬吊。

在竖立位置上，基座桩柱由起重机支撑。基座桩柱可以悬吊在船的上方，以使得起重机驾驶员能够进行进一步的起重机操作。因此，可以通过计算机化的起重机控制系统完全控制基座桩柱的竖立，并且可以通过起重机驾驶员完全控制随后将基座桩柱相对于安装地点放置到安装至船的船体的桩柱夹持器或放置到安装至另一个船的船体的桩柱夹持器。

在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为执行其他桩柱运输程序。在实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为控制悬吊的基座桩柱在安装至船的船体的桩柱夹持器中的定位，例如，将基座桩柱与桩柱夹持器对准，并随后将桩柱降低到桩柱夹持器中。在实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为控制容纳在桩柱夹持器中的桩柱以朝向海底降低。

在实施方案中，本发明提供了一种海上风力发电机安装船，其中，所述储存甲板构造为用于在其上沿其水平定向储存一个或多个风力发电机基座桩柱，例如，单体桩柱，所述基座桩柱的每个具有顶端和构造为打入海床的下端，

其中，绞盘驱动的缆索以多落式布置而在吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸，其中，对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行基座桩柱安装程序，该基座桩柱安装程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，使得负载连接器从其基座桩柱拾取位置移动至其基座桩柱船外位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在甲板上的水平方向基座桩柱的顶端，在所述基座桩柱船外位置上基座桩柱从负载连接器竖直悬吊在船体的外部，优选地，基座桩柱与桩柱夹持器对准，所述桩柱夹持器构造为在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中将风力发电机基座桩柱保持在竖直定向上。

在实施方案中，船还包括桩柱夹持器，优选地，桩柱夹持器布置在起重机附近，所述桩柱夹持器构造为在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中将风力发电机基座桩柱保持在竖直定向上。在这样的实施方案中，优选地，计算机化的起重机控制系统配置为将由负载连接器支撑的基座桩柱与桩柱夹持器对准，更具体地，与将基座桩柱在桩柱夹持器中的定位对准。

在实施方案中，桩柱夹持器由船的船体可移动地支撑，并且设置有桩柱夹持器控制系统，该桩柱夹持器控制系统配置为相对于船来定位桩柱夹持器，使得桩柱夹持器与邻近船的基座侧安装地点对准。在这样的实施方案中，提供了桩柱夹持器控制系统，以补偿船相对于安装地点的移动。

在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统与桩柱夹持器控制系统关联，以使得计算机化的起重机控制系统能够考虑到桩柱夹持器的移动，从而在桩柱夹持器相对于船并进而相对于安装在船上的起重机移动时，使得容纳在桩柱夹持器中并由负载连接器支撑的基座桩柱保持基本竖直。当计算机化的起重机控制系统配置为当将基座桩柱放置在桩柱夹持器中时，和/或当计算机化的起重机控制系统配置为控制基座桩柱朝向海底降低至少一部分时，这是特别有利的。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为跟踪桩柱夹持器的位置(例如，包括要安装在桩柱夹持器上的位置确定装置)或者设置有配置为跟踪桩柱夹持器的位置的传感器(比如，摄像机)，桩柱夹持器安装在还在其上安装有起重机的船上，或者安装在位于在其上安装有起重机的船附近的另一个船上。

在实施方案中，对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行基座桩柱安装程序，使得负载连接器从其基座桩柱拾取位置移动至其基座桩柱船外位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在甲板上的水平定向的基座桩柱的顶端，在所述基座桩柱船外位置上将基座桩柱从负载连接器竖直悬吊在船体外部。

可以由起重机驾驶员输入应该选择哪个预定义的轨迹以及应该如何定义预定义的轨迹。例如，起重机驾驶员可以利用起重机来运输负载，跟踪利用计算机化的起重机控制系统沿着轨迹来运输负载的轨迹，将该轨迹作为预定义的轨迹保存在计算机化的起重机控制系统的储存器中。在另一个实施方案中，起重机驾驶员输入负载连接器的起始位置和负载连接器的结束位置，并且计算机化的起重机控制系统在两个位置之间生成最佳轨迹，该轨迹被保存在计算机化的起重机控制系统的储存器中作为预定义的轨迹。例如，起重机驾驶员可以通过将负载连接器移动到起始位置和结束位置来输入负载连接器的所述这些位置。作为替代方案，起重机驾驶员可以通过在计算机化的起重机控制系统的屏幕上进行指示来指示位置，或者利用计算机化的起重机控制系统的键盘来输入位置的坐标。

预定义的轨迹可以相对于在其上安装有起重机的船，特别是相对于安装在所述船上的起重机而在三个维度上预定义。预定义的轨迹也可以相对于物体预定义，例如，相对于起重机的回转轴线、相对于桩柱保持器的竖立支架的枢转轴线、相对于由负载连接器支撑的桩柱的底端或相对于安装在船的船体上或安装在安装有起重机的船附近的船的船体上的桩柱夹持器等。

例如，当基座桩柱的下端支撑在竖立支架中时(该竖立支架构造为在竖立桩柱的同时使桩柱的下端枢转)，相对于基座桩柱的枢转轴线，例如，相对于竖立支架的枢转地支撑夹具的枢转轴线来定义用于竖立桩柱的预定义的轨迹，所述夹具相对于竖立的枢转轴线来固定桩柱的底部部分。在这样的实施方案中，对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行基座桩柱安装程序，该基座桩柱安装程序配置为使桩柱的顶端相对于竖立支架沿着固定轨迹移动。

在实施方案中，基座桩柱的下端由第二起重机的负载连接器支撑，并且相对于第二起重机的负载连接器来定义用于竖立桩柱的预定义的轨迹。在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统还控制第二起重机并进而控制第二起重机的负载连接器的位置，并且配置为在竖立基座桩柱过程中使两个负载连接器相对于彼此移动。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统包括自动全球定位系统装置，该自动全球定位系统装置配置为安装在基座桩柱的顶端上。全球定位系统装置关联至计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为使用由全球定位系统装置提供的全球定位系统数据，以将竖立的桩柱移动到预定的全球定位系统位置上。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统包括自动全球定位系统装置，该自动全球定位系统装置配置为安装在基座桩柱的顶端上。全球定位系统装置关联到计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为使用由全球定位系统装置提供的全球定位系统数据，以将竖立的桩柱移动到预定的全球定位系统位置上。

在另一实施方案中，在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中，基座桩柱在支撑于基座桩柱船外位置上时与构造为将风力发电机基座桩柱保持在竖直定向上的桩柱夹持器对准。

在实施方案中，船(更具体地，起重机)包括计算机化的起重机控制系统，对该计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行基座桩柱安装程序，该基座桩柱安装程序提供上层结构的回转移动、吊臂结构的俯仰移动以及提升绞盘的提升的协调模式。

因此，计算机化的起重机控制系统能够使负载连接器并进而由负载连接器支撑的负载沿着预定义的轨迹从基座桩柱拾取位置移动至基座桩柱船外位置。

例如，可以通过在岸上运行模拟并在成功运行安装程序之后将负载连接器的移动从模拟器转移至计算机化的起重机控制系统来获得预定义的轨迹。作为替代方案，起重机驾驶员可以将理想的轨迹编程到计算机化的起重机控制系统中。此外，计算机化的起重机控制系统可以配置为在第一次安装过程中记录负载连接器的移动的轨迹，所记录的移动随后可以在之后的安装中用作安装程序。

由于负载连接器的轨迹可以利用计算机化的起重机控制系统来控制，因此安装程序可以设置为使负载连接器沿着用于处理负载的理想路径移动，即，能够用于迅速地将负载移动至目的地的路径与对起重机结构和容量负担最小的路径的最佳结合。因此，可以最佳地使用起重机的操作窗口，并且不再需要使用例如能够处理实际提升负载的至少两倍的起重机。

执行安装程序的起重机减少起重机驾驶员的工作量，起重机驾驶员现在可以完全专注于监控过程，并且在视为必要时起重机驾驶员可以进行干预。因此，起重机驾驶员能够更好地监控整个过程。此外，由于负载连接器沿着最佳路径移动，因此可以使起重机的移动最优化，并且可以有效地移动负载。这也可以减少用于将负载提升至其目的地所需的时间。

因此，根据本发明的海上船能够有效地，即，快速地和/或用比较小的起重机来竖立风力发电机基座桩柱。

在实施方案中，船还包括桩柱夹持器，优选地，其布置在起重机附近，所述桩柱夹持器构造为在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中将风力发电机基座桩柱保持在竖直定向上。因此，船可以用于完整的安装过程，即，在竖立桩柱过程中以及在打桩过程中。

在这样的实施方案中，优选地，船还在储存甲板上支撑打桩装置，并且起重机构造为将打桩装置提升到由桩柱夹持器支撑桩柱的位置中。在实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为运行打桩装置安装程序，优选地，该程序包括从储存甲板提升桩柱安装装置，并且使桩柱安装装置落在由桩柱夹持器支撑的桩柱上。

在实施方案中，本发明提供了一种包括计算机化的起重机控制系统的起重机，所述计算机化的起重机控制系统能够在提升过程中运行子程序。例如，安装程序可以包括实际竖立过程，最终将桩柱支撑在直立位置上，这之后起重机驾驶员接管桩柱并将桩柱提升到用于使桩柱落到桩柱夹持器中的位置，然后运行将桩柱移入桩柱夹持器中的桩柱夹持器放落程序，之后起重机驾驶员再次接管并朝向海底降低桩柱。

在优选的实施方案中，计算机化的起重机控制系统设置有一个或多个输入装置，例如，传感器或摄像机，以跟踪负载的位置和/或监控环境，例如，跟踪船或安装在船上的竖立支架的相对位置，并且配置为利用由一个或多个输入装置提供的信息来动态修改安装程序。例如，对于计算机化的起重机控制系统可以调节吊臂和提升绞盘的位置，以补偿由于分布在工作甲板上的负载的变化而导致的船的倾斜。

在实施方案中，本发明提供了一种具有计算机化的起重机控制系统的起重机，所述计算机化的起重机控制系统能够运行一个或多个程序，例如，负载提升程序或负载放落程序，其中使基本移动程序动态地调整，以补偿环境的变化。

例如，除了计算机化的起重机控制系统之外，起重机还可以设置有多个扫描仪，多个扫描仪提供与位于起重机工作区域(比如，桩柱的顶端)中的物体有关的空间信息，例如，由安装至船的船体上的桩柱夹持器支撑并支撑在所述桩柱夹持器中的桩柱。可以基于实时空间信息来调整用于使打桩机放落在桩柱的顶端的基本移动程序，以补偿支撑起重机的船相对于由海底支撑的桩柱的移动。

在实施方案中，船包括竖立支架，该竖立支架构造为在基座桩柱安装程序期间在竖立基座桩柱的过程中支撑基座桩柱的下端或下部。

这样的竖立支架构造为通过将桩柱的下端保持在基本固定或受控的位置处，并且通过引导桩柱的下端的枢转移动，从而辅助竖立过程。

在实施方案中，对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行基座桩柱安装程序，该基座桩柱安装程序配置为使桩柱的顶端相对于竖立支架沿着固定轨迹移动。

这里主张的是负载连接器的最佳轨迹能够用于使施加在竖立支架的水平面上的负载降至最小。特别是在竖立支架包括可枢转支撑的夹具，以相对于竖立枢转轴线固定桩柱的底部部分的情况下。沿着枢转点在桩柱的中心处的弯曲轨迹移动桩柱的顶端，这使竖立支架上的负载降至最小。优选地，负载连接器的移动的弯曲轨迹位于与枢转轴线垂直的平面内。因此，直接垂直于平面，即，例如平行于枢转轴线的力可以降至最小。

然而，执行这样精确的提升移动对于起重机驾驶员而言是困难的，这是由于这涉及回转、俯仰和提升移动的结合。可编程的计算机化的起重机控制系统能够实现负载连接器的完全受控移动，从而使竖立支架上的负载最小。因此，后者可以是紧凑、轻量的设计。

沿着枢转点在桩柱的中心处的弯曲轨迹移动桩柱的顶端，使竖立支架上的负载降至最小。优选地，负载连接器的移动的弯曲轨迹位于与枢转轴线垂直的平面内。因此，直接垂直于平面，即，例如平行于枢转轴线的力可以保持为最小。

在实施方案中，竖立支架包括可枢转地支撑的夹具，以相对于竖立的枢转轴线固定桩柱的底部，并且计算机化的起重机控制系统配置为测量夹具的角度并在控制负载连接器的轨迹时使用该信息。优选地，计算机化的起重机控制系统设置有一个或多个传感器，并且/或者关联到设置在可枢转的支撑夹具上的一个或多个传感器，该传感器监控可枢转的支撑夹具的角度，从而监控通过夹具支撑的桩柱相对于水平线的角度。因此，关于桩柱的角度的该信息可以用于控制(例如，调节)负载连接器的预定义的轨迹。

另外，或作为一种替代性方案，计算机化的起重机控制系统包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器监控通过桩柱施加至支架上和/或通过支架施加至船的甲板上的力。例如，在提升过程中，负载连接器沿向上方向的移动与朝向支架的移动相比可能太快，这导致支架被拉向负载连接器。可以调节负载连接器的移动，以将拉力保持为最小，优选地，保持为零。

在实施方案中，船设置有竖立支架轨道，并且竖立支架安装在支架轨道上并构造为在基座桩柱竖立过程中沿着轨道移动。通过如此移动支架，可以仅在竖直方向上提升桩柱的顶端，这有利于提升过程。安装程序可以用于调节提升速度，使得该提升速度与竖立支架沿着轨道的移动匹配。在实施方案中，支架设置有驱动器，其用于能够控制支架沿着轨道移动，并且计算机化的起重机控制系统配置为至少监控支架的移动，优选地，控制驱动器，从而控制支架沿着轨道的移动。

在另一实施方案中，当桩柱已经竖立时，竖立支架构造为在基座桩柱的下端处支撑基座桩柱。

在实施方案中，竖立支架构造为在朝向海底降低竖立位置上的基座桩柱的同时引导基座桩柱。在这样的实施方案中，竖立支架构造为还用作桩柱夹持器，从而在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中延伸到船的周围之外，以将风力发电机基座桩柱保持为竖直定向。

在实施方案中，船(优选地，船的起重机)还包括观察系统，该观察系统关联到计算机化的起重机控制系统，用于在基座桩柱安装程序过程中跟踪负载连接器和/或风力发电机基座桩柱的顶端的移动，所述观察系统包括：

-至少一个摄像机，优选地，其安装在吊臂上，以记录起重机工作区域的起重机工作区域视图，优选地，为起重机工作区域的俯视图；

-放大系统，与至少一个摄像机以及起重机控制系统关联，并且配置为将图形化的起重机信息(例如，提升速度、风向)与由摄像机记录的实时视图相结合，放到放大的起重机工作区域视图中；以及

-显示装置，例如，监控器或平视显示装置，所述显示装置关联到放大系统，以将放大的工作区域视图呈现给起重机驾驶员。

观察系统使得起重机驾驶员能够监控负载连接器的移动，从而监控由负载连接器支撑的负载。在优选的实施方案中，显示装置根据安装程序和负载连接器的实际位置(优选地，实际轨迹)来投影负载连接器的编程轨迹，以便于起重机驾驶员监控程序。如果实际轨道与预定轨道之间的差异变得过大，起重机驾驶员可以停止或推翻该程序。

在另一优选实施方案中，计算机化的起重机控制系统使得起重机驾驶员能够调整程序，以使负载连接器保持在轨道上，而不必停止该程序。

在实施方案中，例如，通过利用在水平面中调节负载连接器相对于预定义的轨迹的位置的操纵杆以及在竖直方向上调节负载连接器相对于预定义的轨迹的位置的手柄，使得起重机驾驶员能够朝向或远离预定义的轨迹来移动负载连接器。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统使得起重机驾驶员能够在例如起重机工作区域的俯视图中定位标记，并且随后激活计算机化的起重机控制系统，以自动地将负载连接器移动到标记的位置中。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统包括输入装置，例如，键盘、用于连接信息载体的插槽、无线连接等，所述信息载体配置为接收基座桩柱安装程序，以使得计算机化的起重机控制系统能够执行所述基座桩柱安装程序。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统包括控制装置，该控制装置配置为接收命令，以启动计算机化的起重机控制系统的基座桩柱安装程序。

在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统包括控制装置，该控制装置配置为接收命令，以停止计算机化的起重机控制系统的基座桩柱安装程序。

在实施方案中，起重机是塔架起重机，该塔架起重机优选地沿着船的左舷或右舷布置。在另一实施方案中，船包括两个类似的塔架起重机，两者都设置有计算机化的起重机控制系统，一台起重机沿着船的左舷定位，而另一台起重机沿着船的右舷定位。沿着船的左舷和/或右舷安装一台或多台起重机使得船的中心能够用于堆叠一个或多个基座桩柱，优选地，基座桩柱在船的纵向方向上延伸。

在实施方案中，起重机是第一起重机，并且船还包括第二起重机，该第二起重机类似于第一起重机，用于除第一起重机之外也支撑基座桩柱，其中计算机化的起重机控制系统关联到第二起重机的回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，并且其中对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行基座桩柱安装程序，该基座桩柱安装程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及第一起重机和第二起重机两者的提升绞盘的操作，使得第一起重机的负载连接器和第二起重机负载连接器每个从各自的基座桩柱拾取位置移动至各自的基座桩柱竖立位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在甲板上的水平定向的基座桩柱，在所述基座桩柱竖立位置上基座桩柱处于竖直位置并从至少第一起重机的负载连接器悬吊。

此外，本发明的第一个方面提供了一种用于提供根据本发明的第一个方面的船的起重机。

此外，本发明的第一个方面提供了一种用于安装适于支撑海上风力发电机的桩柱的方法，优选地，利用根据本发明的第一个方面的船，该方法包括以下步骤：

a.沿水平定向将桩柱运输至海上安装地点；

b.在桩柱处于与船的纵向轴线平行的水平定向上时，将桩柱保持器中的桩柱放置在安装船上，其中桩柱保持器在桩柱的下侧处接合桩柱的圆周，以保持桩柱，从而限制桩柱的下侧在与桩柱的纵向轴线垂直的方向上移动，并且桩柱保持器接合桩柱的下端，以限制桩柱在与桩柱的纵向轴线平行的方向上移动；

c.提升桩柱的上端部分，优选地，桩柱的下侧在桩柱保持器中，从而围绕与船的纵向轴线垂直的基本水平的旋转轴线将桩柱从水平定向旋转为竖直定向，优选地，其中，在将桩柱从水平定向旋转为竖直定向之后，从上方观看时，桩柱位于船的轮廓的外部，以降入水中；

d.在桩柱被桩柱保持器保持住的同时将桩柱降入水中；

e.其中，在步骤c过程中，优选地，还在步骤d过程中，通过根据本发明的船的计算机化的起重机控制系统执行，并且优选地，船还执行步骤a和步骤b。

在根据本发明的第一个方面的另一方法中，步骤d包括：降低桩柱，直到桩柱到达海底并直到桩柱的被动降低停止，即，直到因桩柱由于重力沉入海底而导致的降低停止。这里主张的是本发明的第一个方面，具体地，根据本发明的第一个方面的起重机还可以用于提升已经以竖立位置运输至安装地点的桩柱或塔架部分。例如，可以以竖直定向将桩柱储存在储存甲板上，需要一台或多台起重机将竖立的桩柱从船上提升到安装地点，例如，在将桩柱打入海床的打桩操作过程中，将桩柱降低到桩柱夹持器中，所述桩柱夹持器配置为保持风力发电机的基座桩柱处于竖直方向。本发明的第一个方面能够利用比较轻的起重机，或联合使用两台起重机，用于提升桩柱，这是由于计算机化控制系统，特别地，基座桩柱安装程序能够最佳地利用起重机的容量。因此，不需要大型起重机，例如，安装在专用起重机船上的起重机。

此外，已知的是以正确的直立位置将塔架或塔架部分(在塔架或塔架部分上安装有机舱和叶片，从而使塔架或塔架部分完整)运输到安装船上。提升这些完整的塔架或塔架部分是一个困难的过程，这是由于在提升过程中风力发电机的叶片可能与吊臂或其他物体碰撞。特别是在当船是自升式船时的情况下，即使自升式船的支脚处于将船升高至水面上方的延伸位置，支脚也会在提升过程中限制完整的塔架的移动。提升具有根据本发明的第一个方面的起重机的完整塔架能够利用安装程序，包括上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，使得负载连接器并因此使得完整的塔架从船的甲板上的位置移动至安装地点所在的位置，例如，桩柱的顶部或位于安装地点处的千斤顶的顶部。

在实施方案中，安装程序仅包括提升过程的一部分。例如，在安装完整的塔架部分(即，安装有机舱和叶片)时，负载连接器固定至塔架部分或机舱，并且将完整的塔架部分从甲板提升到运行安装程序的程序起始位置。安装程序控制起重机的提升，并且将完整的塔架移动到程序结束位置上方，例如，位于安装地点处的桩柱部分上方。在安装程序过程中，起重机驾驶员监控过程，优选地，利用呈现起重机的工作区域的放大视图的显示装置，并且最好使用显示起重机工作区域放大视图的显示器来监控过程，并且如果视为必要则可以进行干预。一旦完整的塔架部分到达程序结束位置，则起重机驾驶员接管，以将塔架部分降低到桩柱上。

本发明还提供了桩柱竖立系统，包括至少一个起重机和要安装在船上的桩柱保持器，其中桩柱保持器包括竖立支架，以在桩柱的下侧处接合桩柱的圆周并保持桩柱，从而限制桩柱的下侧在与桩柱的纵向轴线垂直的方向上移动，并且桩柱保持器接合桩柱的下端，以限制桩柱在与桩柱的纵向轴线平行的方向上移动。

桩柱保持器能够用于提升桩柱的上端部分，所述桩柱的下侧通过桩柱保持器接合，从而使桩柱围绕基本水平的旋转轴线从水平定向旋转为竖直定向。

在根据本发明的实施方案中，风力发电机安装船设置有桩柱夹持器。桩柱夹持器构造为在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中将风力发电机基座桩柱保持在竖直定向上。在另一实施方案中，桩柱保持器构造为还用作桩柱夹持器。在这样的实施方案中，竖立支架构造为在朝向海底降低竖立位置上的基座桩柱的同时引导基座桩柱。在这样的实施方案中。当竖立支架构造为用作桩柱夹持器时，能够在船外的位置上支撑竖立的桩柱，即，当以俯视图观看时，在船的轮廓外部。

在实施方案中，桩柱保持器构造为用于在将桩柱从水平定向旋转为竖直定向之后，在桩柱位于船的轮廓的外部时接合桩柱，并且在将桩柱降入到水中的同时保持桩柱。在这样的实施方案中，桩柱保持器构造为用作桩柱夹持器。

这样，桩柱保持器可以根据其作为桩柱夹持器的构造而称作竖立支架。

通过使桩柱保持器还用作桩柱夹持器，而不是为船提供单独的桩柱夹持器，则一旦桩柱已竖立，就不需要将桩柱运输到桩柱夹持器中。这缩短了安装过程。

本发明还提供了一种桩柱竖立系统，包括至少一个具有计算机化的起重机控制系统的起重机和竖立支架，对所述计算机化的起重机控制系统进行编程，以运行基座桩柱安装程序，所述竖立支架构造为在基座桩柱安装程序期间在竖立基座桩柱的过程中支撑基座桩柱的下端或下部。

根据第二个方面，本发明还提供了一种包括起重机的海上船，所述起重机具有配置为运行程序(具体地，负载提升程序)的计算机化的起重机控制系统。本发明的第二个方面还提供了一种用于提供这种船的起重机。

根据本发明的第二个方面，这样的海上船包括：

-船体，其具有储存甲板，该储存甲板构造为在其上储存一个或多个负载，例如，集装箱、单体桩柱；

-起重机，包括：

-起重机基部，其固定至船体；

-可回转的上层结构，其安装在起重机基部上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转；

-回转驱动器，其配置为使得上层结构围绕回转轴线回转移动；

-吊臂结构，包括吊臂，该吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构；

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得吊臂结构俯仰移动；

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索；

-负载连接器，其中绞盘驱动缆索以多落式布置而在吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸；

-关联到回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘的计算机化的起重机控制系统，对该计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行负载提升程序，该负载提升程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，使得负载连接器从程序起始位置(例如，负载连接器连接至负载的拾取位置)移动至程序结束位置(比如，可以将负载降低到另一艘船的储存甲板上的放落位置)；

-输入装置，其关联到计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为接收命令，以启动计算机化的起重机控制系统的负载提升程序。

因此，计算机化的起重机控制系统(具体地，计算机化的起重机控制系统的负载提升程序)配置为沿着预定义的路径移动负载连接器并进而移动由负载连接器支撑的负载。在实施方案中，计算机化的起重机控制系统设置有传感器或其他输入装置，传感器或其他输入装置向系统提供预定义的路径的实时空间信息，进而可能由于比如风或海浪升沉而产生的位于该路径上和/或船或负载的相对移动中的碰撞物体。优选地，计算机化的起重机控制系统配置为，如果可能，动态地调整路径，以防止碰撞和/或防止负载偏离预定义的路径，和/或停止提升程序，以防止碰撞或防止负载偏离预定义的路径。

此外，本发明的第二个方面提供一种包括第一起重机和第二起重机的海上船，所述起重机具有计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为利用两台起重机来运行起重负载提升程序。本发明的第二个方面还提供了一种用于提供这种船的起重机。

根据本发明的第二个方面，这样的海上船包括：

-船体，其具有储存甲板，该储存甲板构造为在其上储存一个或多个负载，例如，集装箱、单体桩柱；

-第一起重机和第二起重机，每个起重机包括：

-起重机基部，其固定至船体；

-可回转的上层结构，其安装在起重机基部上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转；

-回转驱动器，其配置为使得上层结构围绕回转轴线回转移动；

-吊臂结构，包括吊臂，该吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构；

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得吊臂结构俯仰移动；

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索；

-负载连接器，其中绞盘驱动缆索以多落式布置而在吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸；

-关联到回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘的计算机化的起重机控制系统，对该计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行负载提升程序，该负载提升程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，使得负载连接器从程序起始位置(例如，负载连接器连接至负载的拾取位置)移动至程序结束位置(比如，可以将负载降低到另一艘船的储存甲板上的放落位置)；

-输入装置，其关联到计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为接收命令，以启动计算机化的起重机控制系统的负载提升程序；

其中，第一起重机的计算机化的起重机控制系统与第二起重机的计算机化的起重机控制系统关联，并且计算机化的起重机控制系统配置为利用两台起重机来提升单个负载来运行负载提升程序。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统可以以主从配置方式关联，用于利用两个起重机来提升单个负载。在主从配置中，起重机驾驶员运行第一起重机，并且关联计算机化的起重机控制系统，以使得第二起重机随着第一起重机移动，更具体地，在提升过程中将第二起重机的负载连接器相对于第一起重机的负载连接器保持在固定位置。

根据第三个方面，本发明还提供了一种包括起重机的海上船，该起重机具有包括放大系统的观察系统。此外，本发明的第三个方面提供了一种用于提供这种船的起重机。

根据本发明的第三个方面，这样的海上船包括：

-船体，其具有储存甲板，该储存甲板构造为在其上储存一个或多个负载，例如，集装箱、单体桩柱；

-起重机，包括：

-起重机基部，其固定至船体；

-可回转的上层结构，其安装在起重机基部上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转；

-回转驱动器，其配置为使得上层结构围绕回转轴线回转移动；

-吊臂结构，包括吊臂，该吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构；

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得吊臂结构俯仰移动；

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索；

-负载连接器，其中提升绞盘驱动缆索在吊臂结构上的滑轮与负载连接器上的滑轮之间延伸，优选地，以多落式布置而在吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸，并且驱动提升绞盘在起重机工作区域处向上或向下移动负载连接器；

-计算机化的起重机控制系统，其关联到回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，

-观察系统，该观察系统包括：

-至少一个摄像机，优选地，安装在吊臂上，以记录起重机工作区域的起重机工作区域视图，优选地，为起重机工作区域的俯视图，

-放大系统，与至少一个摄像机以及起重机控制系统关联，并且配置为将图形化的起重机信息(例如，提升速度、风向)与由摄像机记录的实时视图相结合，放到放大的起重机工作区域视图中；

-显示装置，例如，监控器或平视显示装置，所述显示装置关联到放大系统，以将放大的工作区域视图呈现给起重机驾驶员。

因此，起重机为起重机驾驶员提供起重机工作区域的实时概览。概览结合了与图形起重机信息相结合的起重机工作区域的数字表示和/或实际图片。

在实施方案中，观察系统使得起重机驾驶员适应放大的起重机工作区域视图，例如，选择要显示的起重机信息，或者在多个摄像机的情况下，选择起重机工作区域的视角。

在实施方案中，观察系统包括多个摄像机，所述多个摄像机提供起重机工作区域的不同视角，或者可以提供不同区域的视图。例如，在实施方案中，一个摄像机设置为监控要提升的负载的初始点的位置，一个摄像机设置为监控要提升的负载的目的地的位置，并且设置三个摄像机，使得当负载从一个位置移动至另一个位置时，监控起重机工作区域，其中两个摄像机安装至起重机的吊臂，而一个摄像机安装至起重机的上层结构。

此外，可以结合多个摄像机的视图。例如，第一摄像机可以记录在第二摄像机的视图中被集装箱从视图中挡住的人。当为起重机驾驶员呈现第二摄像机的视图时，可以将人的图形化表示投影在集装箱上，以向起重机驾驶员表示有人位于集装箱后方。

在实施方案中，观察系统包括单个显示装置，并且设置为同时在该显示装置上显示多个视图和/或在完整的屏幕视图之间切换。另外或作为替代方案，观察系统可以包括平视显示装置，例如，通过将数字信息投影在起重机驾驶员驾驶室的窗户上或安装在起重机驾驶员控制面板上的透视显示装置上。利用平视显示装置配置，由摄像机记录的视图应当与起重机驾驶员的视线对齐。通过放大系统来使用由摄像机记录的图像，以在平视显示装置上正确地放置图形起重机信息。在仅使用平视显示装置的情况下，代替摄像机和物体识别软件，该摄像机和物体识别软件可以由扫描仪取代，所述扫描仪记录空间信息。

当物体不可见或不完全可见时，例如，还可以使用空间信息以将物体的数字图像投影到显示装置上。例如，由于不良的可见度条件(例如，由雾或不良的照明条件引起的)或起重机驾驶员驾驶室的直接视野受阻，因此重要物体，比如，由起重机承载的负载或潜在的碰撞物体(比如，安装在船上的另一台起重机)对于起重机驾驶员而言可能不完全可见。因此，放大视图可以为起重机驾驶员提供物体(比如，安装在船上的另一台起重机)的投影在显示装置上的数字表示，例如，线条图或完全渲染图，以指示该物体的存在和位置。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统和/或观察系统可以设置有传感器和摄像机，以获得额外的信息，比如，红外摄像机、夜视摄像机、能够对图片进行实质性放大以能够在提供的视图上进行放大的摄像机、物体检测传感器、诸如激光扫描仪或超声波扫描仪的扫描仪、激光雷达等。

术语“起重机信息”可以指与提升过程相关的任何类型的信息，并且可以包括与要提升的负载、负载所在的船、风向、物流计划信息等有关的信息。

在实施方案中，放大系统包括船和起重机的空间信息，例如，包括船和起重机的3D模型，并且配置为使用该空间信息来向起重机驾驶员呈现潜在的碰撞物体，例如，位于船的储存甲板附近的控制站。此外，空间信息可以与功能信息相结合，例如，指定为“储存区域”并从而可用于负载放落的区域，以及指定为“人员区域”并从而起重机限制进入的区域。

此外，空间信息可以与物流信息相结合，例如，识别堆叠在甲板上的不同负载，以及还可向起重机驾驶员提供与应当首先处理哪个负载或特定负载应当放落在甲板上的位置有关的信息。

空间信息可以从数据库获得和/或可以通过扫描起重机的周围环境来获得。

在实施方案中，放大系统配置为至少扫描起重机的工作区域，优选地，扫面起重机的周围环境，以获得与临时物体(例如，堆叠在船的储存甲板上的集装箱)有关的空间信息。

在实施方案中，观察系统包括用于扫描工作区域和与工作区域直接相邻的区域的扫描装置，以获得实时3D区域信息。在实施方案中，使用摄像机和物体识别软件，另外地或作为替代方案，使用诸如激光扫描器的空间传感器，以记录工作区域的空间信息。

在实施方案中，观察系统包括一个或多个空间传感器，例如，激光扫描仪或超声波扫描仪，以记录(优选地，连续记录)起重机的周围环境。因此，可以更新放大系统可用的空间信息。可以将诸如由于在储存甲板上堆叠物体而引起的环境变化纳入放大视图中。

空间传感器可以位于起重机上。在实施方案中，传感器位于起重机的上层结构和/或起重机的吊臂上，使得当起重机的上层结构和/或起重机的吊臂通过回转驱动器回转时，由传感器扫描的区域随着起重机移动。在实施方案中，传感器可以例如沿顺着储存甲板的不同位置而安装在船上，以从不同角度提供区域的空间信息。当区域包括固定的或暂时的障碍物，例如，堆叠在储存甲板上的集装箱时，这是特别有利的。例如，在实施方案中，船设置有多个声纳传感器，以从数个角度记录集装箱在储存甲板上的位置。

另外，或作为替代方案，可以将一个或多个空间传感器安装在起重机的吊臂上，例如，安装在起重机的吊臂的顶部处，以提供起重机工作区域的俯视图。在实施方案中，负载连接器设置有传感器和/或摄像机，以扫描起重机工作区域和/或向起重机驾驶员提供信息，例如，工作区域的实时俯视图。

在实施方案中，移动传感器临时安装至负载，例如，安装至集装箱，以记录集装箱的周围环境，以及例如其他物体和/或负载连接器的接近度，或者记录负载相对于放大系统中存在的空间信息的位置。在实施方案中，放大视图显示了负载连接器相对于吊臂的位置，更具体地，相对于吊臂支撑提升缆索的位置。因此，放大视图可以在起重机工作区域的俯视图中指示负载连接器的侧导向标和/或偏离导向标。在实施方案中，放大视图可以为起重机操作者示出与负载连接器的速度以及负载连接器相对于储存甲板或相对于位于储存甲板上的负载的位置有关的信息。

此外，传感器可以并入到工作甲板中，例如，以将储存甲板细分为多个储存区域，并且记录物体是否存在于这些储存区域处。另外，或作为替代方案，储存甲板可以设置有标记，该标记最佳地记录在安装于起重机上的传感器上，从而通过所述传感器来增强工作甲板的空间记录。

在实施方案中，放大视图显示负载连接器和/或由负载连接器支撑的负载与起重机驾驶员驾驶室之间的距离，或者在工作区域的俯视图的情况下，显示吊臂的顶部与负载连接器和/或由负载连接器支撑的负载之间的距离。

在实施方案中，放大系统配置为投影路径，以供起重机驾驶员跟随提升的负载，从而将负载安全地转移到其储存位置。在实施方案中，起重机驾驶员输入起始位置和结束位置，并且计算机化的起重机控制系统或放大系统在这些位置之间生成最佳路径。在可替代的实施方案中，放大系统包括与要提升的负载的有关的逻辑信息，从而得知开始和/或结束位置，并且当起重机驾驶员选择要提升的负载时基于该信息来生成路径。

例如，可以以三维线条的形式或者以虚拟隧道(由随附的矩形框标记)的形式投影要提升的负载所要跟随的路径，所述隧道定义这样的边界，在该边界中负载应该保持为获得从一个位置到另一个位置的最佳转移。

在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统关联到回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，并且计算机化的起重机控制系统配置为沿着预编程的路径自动地提升负载，所述路径由放大系统、计算机化的起重机控制系统或起重机驾驶员来生成。

在实施方案中，放大系统配置为优选地至少在俯视图中显示负载连接器的位置和要遵循的路径两者，使得放大视图显示路径与负载连接器的位置之间的差异，进而显示负载连接器相对于路径的侧导向标和/或偏离导向标。这使得起重机驾驶员能够通过控制俯仰机构和/或提升机构和/或回转驱动器来调节负载连接器的位置，以使路径与实际负载之间的偏移保持为最小。在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为进行调整，从而自动地将负载保持在预设轨迹上。

在实施方案中，放大系统配置为执行负载吊钩对准程序，即，配置为优选地至少在俯视图中监控负载连接器的位置和要提升的负载两者，并且配置为与计算机化的起重机控制系统结合，将负载连接器相对于负载保持在基本固定的水平位置，特别是在从供应船的储存甲板提升负载之前，从而将由不准确的起重机位置而使提升后的负载产生的摆动降至最小。

在实施方案中，放大系统配置为补偿负载所在的船的海浪升沉，更具体地，侧倾和水平位势。在实施方案中，观察系统设置有扫描仪，例如，摄像机或激光扫描仪，以跟踪要提升的负载所在的平台(例如，储存甲板)的移动。

另外或作为替代方案，放大系统设置有传感器，该传感器检测负载连接器(例如，起重机吊钩)相对于吊臂端部的位置，侧导向标/偏离导向标传感器监视安装在吊臂结构处的滑轮上的提升缆索的离开角度。在实施方案中，传感器包括在吊臂的端部处可移动地支撑的装置，该装置将利用包围提升线绳的两个小滑轮来遵循提升线绳的移动。使用编码器测量装置的位置。利用对提供起重机相对于水平面的定向信息的移动参考单元的测量来增强测量。

当侧导向标超过与所选择的起重机曲线相关的阈值时，将为起重机驾驶员生成警告。

所述吊钩对准程序使得计算机化的起重机控制系统能够通过控制俯仰机构和/或提升机构和/或回转驱动器来调节负载连接器的位置，以使负载连接器与负载之间的偏移保持为最小。

在实施方案中，放大系统配置为执行起升程序，即，配置为优选地至少在俯视图中监控负载连接器的位置和要提升的负载两者，并且配置为与计算机化的起重机控制系统结合，将负载连接器相对于负载保持在基本固定的竖直位置，特别是在从供应船的储存甲板提升负载之前，从而在起升时使提升线绳的摆动或张力降至最小。

在实施方案中，放大系统配置为补偿负载所在的船的海浪升沉。在实施方案中，观察系统设置有扫描仪，例如，摄像机或激光扫描仪，以跟踪要提升的负载所在的平台(例如，储存甲板)的竖直移动。

因此，放大系统配置为与计算机化的起重机控制系统结合，控制提升绞盘并提供自动升沉补偿。另外，提升组件和/或计算机化的起重机控制系统配置为一旦负载连接器已经连接至负载，则通过监控张力提升线绳来提供升沉补偿。

在另一实施方案中，与计算机化的起重机控制系统结合的放大系统配置为自动地促使起升，并且利用负载所在的船的升沉来决定起升的时机。

在这样的实施方案中，系统预测提升负载的最佳时机。例如，计算机化的起重机控制系统和/或观察系统可以配置为执行起升程序。起升程序用于分析在其上安装有起重机的船的移动和/或要提升的负载的移动和/或起重机相对于要提升的负载的移动，并且基于该信息来确定用于启动提升操作的最佳时机，例如，从海底或供应船。在实施方案中，最佳时机是当负载处于其最大高度时和/或吊臂结构与负载之间的竖直距离为最小的时候。

例如，当将物体放落在海床上时，同一个系统也可以用于补偿在其上安装有起重机的船例如相对于固定平台或相对于海床的海浪升沉。系统还可以用于补偿在其上安装有起重机的船与要提升的负载的所在的船之间的相对的海浪升沉。

在实施方案中，放大系统包括移动空间扫描仪，以提供空间信息。例如，人员或无人机可以配备有移动空间扫描仪，以记录与供应船有关的空间信息，例如，关于供应船的储存甲板上的设备的位置和相对位置，并且将此信息提供至放大系统。在实施方案中，负载连接器设置有移动空间扫描仪，并且在开始任何提升动作之前，在储存甲板上移动，以对储存甲板以及堆叠在其上的负载进行绘制映射。

在实施方案中，观察系统配置为跟踪负载轨迹，即，在通过起重机提升时负载所遵循的轨迹，并且优选地，投影潜在的负载轨迹，并且在放大视图显示装置中向起重机驾驶员呈现该信息。

在另一实施方案中，观察系统配置为当其检测到负载轨迹数据与三维区域数据之间可能的碰撞时发出警报。

在实施方案中，观察系统配置为如果吊臂或通过起重机提升的负载的潜在轨迹与物体碰撞，则警告起重机驾驶员。在另一实施方案中，观察系统关联到计算机化的起重机控制系统，计算机化的起重机控制系统配置为停止吊臂或负载的移动或者调节吊臂或负载的轨迹，以防止发生碰撞。

在实施方案中，观察系统包括摄像机和光学识别软件，以监控起重机工作区域中人员的存在，并且放大系统配置为向起重机驾驶员发信号并指示起重机工作区域中存在人员。在另一实施方案中，观察系统连接至计算机化的起重机控制系统，并且计算机化的起重机控制系统配置为停止负载连接器的移动或调节负载连接器的轨迹，以防止发生碰撞，或者防止负载在通过观察系统检测到的人员的上方位置中或在通过观察系统检测到的人员的预定范围内移动。

在实施方案中，观察系统配置为优选地通过起重机工作区域的俯视图来跟踪负载连接器和由负载连接器支撑的负载的移动，并且关联到计算机化的起重机控制系统，以在提升操作过程中辅助控制负载。例如，观察系统与计算机化控制系统可以关联，以在起重机的旋转和/或回转移动结束时防止或至少减小负载的超调、负载装入壳体后摆动(casingswinging)。在这样的情况下，当起重机臂停止移动时，动量将导致悬吊的负载继续在其路径上移动。为了稳定负载，观察系统和计算机化的起重机控制系统可以检测这种情况，并且配置为使吊臂跟随负载的重心移动，从而在各个方向上的摆动结束时略微超调，以补偿动量并保持负载稳定。

这里主张的是海上起重机的起重机驾驶员必须应对复杂的环境。例如，诸如雾和雨的天气状况会阻碍可见度，或者会以海浪升沉和风的形式影响堆叠在储存甲板上或通过起重机提升的负载的位置和/或轨迹。

通过向起重机驾驶员提供与天气状况、工作区域的具体信息、提升信息有关的额外的信息，并且以放大视图的形式呈现这些信息，本发明的第三个方面使得能够简化起重机的操作，并且能够增加操作条件的窗口。

根据第四个方面，本发明还提供了一种包括起重机的海上船，所述起重机具有配置为执行自动吊钩高度程序和/或水平吊钩高度程序的计算机化的起重机控制系统。此外，本发明提供了一种用于提供这种船的起重机。

根据本发明的第四个方面，海上船包括：

-船体，其具有储存甲板，该储存甲板构造为在其上储存一个或多个负载，例如，集装箱、单体桩柱；

-起重机，包括：

-起重机基部，其固定至船体；

-可回转的上层结构，其安装在起重机基部上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转；

-回转驱动器，其配置为使得上层结构围绕回转轴线回转移动；

-吊臂结构，包括吊臂，该吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构；

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得吊臂结构俯仰移动；

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索；

-负载连接器，其中提升绞盘驱动缆索在吊臂结构上的滑轮与负载连接器上的滑轮之间延伸，优选地，以多落式布置而在吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸，并且驱动提升绞盘在起重机工作区域处向上或向下移动负载连接器；

-计算机化的起重机控制系统，其关联到至回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，

对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行：

自动吊钩高度程序，该自动吊钩高度程序包括在吊臂结构的俯仰过程中，驱动提升绞盘以保持负载连接器与吊臂结构(更具体地，吊臂结构上的滑轮)之间的竖直距离基本恒定，使得在吊臂的俯仰过程中负载连接器有效地与吊臂结构一起移动；

和/或

水平吊钩高度程序，该水平吊钩高度程序包括在吊臂结构的俯仰过程中，驱动提升绞盘以保持负载连接器与船的储存甲板之间的距离基本恒定，使得在吊臂的俯仰过程中负载连接器和通过负载连接器支撑的负载有效地保持在恒定的高度处。

对于自动吊钩高度程序，计算机化的起重机控制系统配置为监控负载连接器的相对位置，即，负载连接器相对于吊臂的位置，更具体地，负载连接器与吊臂之间的距离或高度。该距离或高度类似于自由悬挂的线绳，即，在吊臂与负载连接器之间延伸的提升线绳。

此外，在自动吊钩高度程序中，计算机化的起重机控制系统配置为在俯仰过程中(即，在通过围绕内枢转轴线枢转吊臂来改变吊臂与水平线的角度时)保持负载连接器相对于吊臂的位置恒定。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为从俯仰机构收集与吊臂位置有关的数据。另外，或作为替代方案，可以设置传感器或扫描仪，其监控吊臂的角度和/或负载连接器相对于起重机(例如，相对于吊臂)的位置。该信息用于控制提升绞盘，进而在吊臂的俯仰过程中控制负载连接器的竖直位置。在实施方案中，起重机设置有摄像机，该摄像机记录起重机的工作区域以及负载连接器在起重机操作区域中的位置。例如，通过计算机化的起重机控制系统使用物体识别软件，以监控负载连接器的相对位置，即，负载连接器相对于吊臂的位置。在实施方案中，负载连接器设置有光学标记和/或其他识别装置(例如，射频识别标签)，以使计算机化的起重机控制系统的摄像机和/或传感器对负载连接器的跟踪最优化。

当负载连接器处于升高位置，即，靠近吊臂结构上的滑轮时，自动吊钩高度程序是特别有用的，并且在吊臂降低或升高过程中将保持在该位置。由于提升线绳通常以一定角度延伸至吊臂，吊臂的俯仰改变了自由悬挂线绳的长度，即，在吊臂与负载连接器之间延伸的线绳的长度。因此，在现有技术中，通常在负载连接器与吊臂之间保持最小距离，以防止俯仰动作，具体地，降低吊臂，以使负载连接器撞入吊臂中。负载连接器与吊臂之间的距离提供了安全裕量，这使得起重机驾驶员能够及时掌控提升绞盘，以延长提升线绳，从而防止负载连接器与吊臂碰撞。该解决方案的缺点在于，在吊臂与负载连接器之间延伸的线绳的长度会在俯仰动作过程中造成负载连接器的摆动。需要花费额外的时间来控制摆动的负载连接器。此外，摆动会导致负载连接器与吊臂碰撞。

通常，根据本发明的第四个方面的自动吊钩高度程序由起重机驾驶员在执行俯仰操作时执行。俯仰操作要求起重机驾驶员同时主动地控制俯仰驱动器和提升绞盘两者。自动吊钩高度程序使得起重机驾驶员能够完全专注于俯仰驱动器，这是由于通过计算机化的起重机控制系统来控制提升绞盘。因此，自动吊钩高度程序便于起重机操作。

对于水平吊钩高度程序，计算机化的起重机控制系统配置为监控负载连接器的相对位置，即，负载连接器相对于储存甲板的位置，更具体地，负载连接器与储存甲板之间的距离或高度。

此外，在水平吊钩高度程序中，计算机化的起重机控制系统配置为在俯仰过程中(即，在通过围绕内枢转轴线枢转吊臂来改变吊臂与水平线的角度时)保持负载连接器相对于甲板的位置恒定。

当吊臂的角度要适于例如使由负载连接器支撑的负载朝向或远离起重机移动时，根据本发明的第四个方面的水平吊钩高度程序特别有用。水平吊钩高度程序在俯仰操作过程中保持负载的竖直位置恒定。因此，不升高或降低负载，并且负载的势能保持恒定，这使得能够用于有效的俯仰操作。

通常，水平吊钩高度程序由起重机驾驶员在执行俯仰操作的同时执行。俯仰操作要求起重机驾驶员同时主动地控制俯仰驱动器和提升绞盘两者。水平吊钩高度程序使得起重机驾驶员能够完全专注于俯仰驱动器，这是由于通过计算机化的起重机控制系统来控制提升绞盘。因此，水平吊钩高度程序便于起重机操作。

因此，根据第四个方面，本发明提供了一种设置有计算机化的起重机控制系统的起重机，对所述计算机化的起重机控制系统进行编程，以在俯仰过程中执行自动吊钩高度程序，对所述计算机化的起重机控制系统进行编程，以在俯仰过程中执行水平吊钩高度程序，或者对所述计算机化的起重机控制系统进行编程，以在俯仰过程中执行自动吊钩高度程序，并且对所述计算机化的起重机控制系统进行编程，以在俯仰过程中执行水平吊钩高度程序。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统包括输入装置，该输入装置配置为使起重机驾驶员能够输入负载连接器相对于吊臂或储存甲板的期望高度。在实施方案中，起重机驾驶员能够“锁定”负载连接器的当前高度，使得他可以专注于俯仰操作而不必控制提升绞盘。

另外或作为替代方案，在实施方案中，计算机化的起重机控制系统使得起重机驾驶员能够输入负载连接器的期望位置，例如，选择负载连接器位于吊臂附近的停放位置，或者输入相对于船的储存甲板表面的以米为单位的高度，并且计算机化的起重机控制系统配置为将负载连接器移动到该位置，并在随后的俯仰操作过程中将负载连接器保持在该位置处。

优选地，计算机化的起重机控制系统设置有防止负载连接器碰撞的功能，该功能防止负载连接器在俯仰和/或提升操作过程中与吊臂结构碰撞。例如，计算机化的起重机控制系统可以设置有位于吊臂结构和/或负载连接器上的接近检测器，以检测在吊臂上正在接近的负载连接器，并且可以配置为向起重机驾驶员发出警告信号，优选地，配置为控制俯仰机构和/或提升绞盘，以通过停止俯仰动作和/或调节提升线绳的高度来防止吊臂结构与负载连接器碰撞。

因此，计算机化的起重机控制系统配置为在调节吊臂的角度的同时，辅助起重机驾驶员将负载连接器以及由该负载连接器支撑的负载相对于吊臂或储存甲板保持在设定高度处。当俯仰动作与回转起重机相结合时，这是特别有利的，在现有技术中，这需要起重机驾驶员同时控制回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘。

通过向起重机驾驶员提供自动吊钩高度程序和/或水平吊钩高度程序，本发明的第四个方面能够简化起重机操作。

在根据第四个方面的还实施方案中，起重机包括多个负载连接器，每个负载连接器具有专用的提升组件，该提升组件包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索。

对于多个负载连接器中的每个，提升绞盘驱动缆索在吊臂结构上的滑轮与负载连接器上的滑轮之间延伸，优选地，以多落式布置而在吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸。驱动提升绞盘以在起重机工作区域处向上或向下移动相应的负载连接器。

此外，计算机化的起重机控制系统关联到提升绞盘，并且编程为针对每个负载连接器执行自动吊钩高度程序和/或水平吊钩高度程序。

因此，例如，对于具有第一和第二负载连接器的起重机，起重机驾驶员可以将一个负载连接器的位置设置在相对于吊臂或工作甲板的恒定距离处，同时用另一个负载连接器提升负载。

例如，可以利用自动吊钩高度程序将一个负载连接器设置在吊臂附近的停放位置，同时利用水平吊钩高度程序将另一个负载连接器用于通过向下枢转吊臂结构来运输负载以远离起重机，并且在俯仰动作过程中第二负载连接器的提升绞盘将由第二负载连接器支撑的负载保持在恒定高度处。

此外，可以通过两个负载连接器来提升单独一个负载，在俯仰动作过程中，两个负载连接器都可以相对于工作甲板设置在恒定高度处，以保持负载水平并将负载保持在恒定位置上。

在根据第四个方面的另一实施方案中，起重机包括多个负载连接器，每个负载连接器具有专用的提升组件，该提升组件包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索。驱动提升绞盘以在起重机工作区域处向上或向下移动相应的负载连接器。

此外，计算机化的起重机控制系统关联到提升绞盘，并且编程为针对每个负载连接器执行自动从属高度程序，该程序涉及将连接器与主负载连接器保持在恒定高度。因此，当负载由多个负载连接器支撑时，起重机驾驶员仅需操纵单个提升绞盘。这便于运输由多个负载连接器支撑的负载，更特别地，便于在俯仰操作过程中以及在负载的提升和降低过程中保持负载高度。

在根据本发明的第四个方面的另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统连接至回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，并且编程为限制负载的加速度、速度和减速度，这是由于限制了俯仰速度和回转速度，以在俯仰和回转动作过程中防止负载的摆动。

根据第五个方面，本发明还提供了一种包括起重机的海上船，该起重机具有防撞系统。此外，本发明的第五个方面提供了一种用于提供这种船的起重机。

根据本发明的第五个方面，这样的海上船包括：

-船体；

-起重机，包括：

-起重机基部，其固定至船体；

-可回转的上层结构，其安装在起重机基部上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转；

-回转驱动器，其配置为使得上层结构围绕回转轴线回转移动；

-吊臂结构，包括吊臂，该吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构；

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得吊臂结构俯仰移动；

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索；

-负载连接器，其中绞盘驱动缆索优选地以多落式布置而在吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸；

-计算机化的起重机控制系统，其关联到至回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘；以及

-防撞系统，其包括多个接近检测器，例如，具有物体识别软件或激光扫描仪的摄像机，所述接近检测器沿着吊臂结构的至少顶部定位，以扫描在吊臂结构的至少顶部附近延伸的碰撞安全区域，从而检测在回转移动和/或俯仰移动过程中进入碰撞安全区域的物体，并且随后向起重机驾驶员呈现警告信号和/或停止吊臂的回转移动和/或俯仰移动，以防止与检测到的物体发生碰撞。

在实施方案中，通过利用激光雷达传感器来扫描起重机吊臂附近和下方的区域。

通过为起重机提供防撞系统，本发明的第五个方面能够简化起重机操作。此外，当在可见度差的条件(例如，在晚上)或恶劣的天气状况(比如，雨、雾或雪)下执行起重机操作时，防撞系统是特别有益的。

优选地，由接近检测器获得的数据被图形化地呈现给起重机驾驶员，例如，呈现在操作室中的显示装置上。另外，如果起重机吊臂进入危险区域，则会激活声音警报和/或视觉警报。

在实施方案中，当起重机系统开启时默认激活防撞功能，但是可以在需要时由起重机操作者停用。

根据第六个方面，本发明还提供了一种包括起重机的海上船，所述起重机具有关联到起重机的回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘的计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为移动起重机的负载连接器，从而使由负载连接器支撑的负载沿着预定义的轨迹移动。

计算机化的起重机控制系统关联到起重机的回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，并且编程为执行程序，该程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，因此沿着预定义的轨迹移动负载连接器。

例如，可以通过在岸上运行模拟并将负载连接器的移动从模拟器转移至计算机化的起重机控制系统来获得预定义的轨迹。可替代地，起重机驾驶员能够将理想的轨迹编程到计算机化的起重机控制系统中。例如，可以利用编辑器输入轨迹。输入轨迹上的点，并且编辑器将确定所述点之间的最佳路线。编辑器例如是所包括的起重机控制系统的一部分，并且可以在起重机控制室中使用所述编辑器。另外，或作为替代方案，编辑器可以作为独立应用使用，从而可以独立于起重机设计提升器。

此外，计算机化的起重机控制系统可以配置为记录负载连接器的移动的轨迹，记录的移动随后可以用作预定义的轨迹。

由于负载连接器的轨迹可以利用计算机化的起重机控制系统控制，预定义的轨迹可以设置为使负载连接器沿着用于处理负载的理想路径移动，即，能够用于迅速地将负载移动至目的地的路径与对起重机结构和容量负担最小的路径的最佳结合。因此，可以最佳地使用起重机的操作窗口，并且不再需要使用例如能够处理实际提升负载的至少两倍的起重机。

在另一实施方案中，起重机还设置有观察系统，该观察系统关联到计算机化的起重机控制系统，用于跟踪负载连接器的移动，优选地，所述观察系统包括：

-至少一个摄像机，优选地，其安装在吊臂上，以记录起重机工作区域的起重机工作区域视图，优选地，为起重机工作区域的俯视图，

-放大系统，与至少一个摄像机以及起重机控制系统关联，并且配置为将图形化的起重机信息(例如，提升速度、风向)与由摄像机记录的实时视图相结合，放到放大的起重机工作区域视图中；

-显示装置，例如，监控器或平视显示装置，所述显示装置关联到放大系统，以将放大的工作区域视图呈现给起重机驾驶员。

观察系统使得起重机驾驶员能够监控负载连接器的移动，从而监控由负载连接器支撑的负载。在优选的实施方案中，显示装置根据预定义的轨迹和负载连接器的实际位置(优选地，实际轨迹)来投影负载连接器的编程轨迹，以便于起重机驾驶员进行监控。如果实际轨迹与预定义的轨迹之间的差异变得过大，则起重机驾驶员可以停止或推翻该程序，即，沿着预定义轨迹的受控的移动。

在另一优选实施方案中，计算机化的起重机控制系统使得起重机驾驶员能够调整程序(即，预定义的轨迹)，以使负载连接器保持在轨道上，而不必停止该程序。

在实施方案中，观察系统配置为跟踪负载轨迹，即，在通过起重机提升时负载所遵循的轨迹，并且优选地，投影潜在的负载轨迹，并且在放大视图显示装置中向起重机驾驶员呈现该信息。

在另一实施方案中，观察系统配置为当其检测到负载轨迹数据与三维区域数据之间可能的碰撞时发出警报。

在实施方案中，观察系统配置为如果吊臂或通过起重机提升的负载的潜在轨迹与物体碰撞，则警告起重机驾驶员。在另一实施方案中，观察系统关联到计算机化的起重机控制系统，计算机化的起重机控制系统配置为停止吊臂或负载的移动或者调节吊臂或负载的轨迹，以防止发生碰撞。

在实施方案中，观察系统包括摄像机和光学识别软件，以监控起重机工作区域中人员的存在，并且放大系统配置为向起重机驾驶员发信号并指示起重机工作区域中存在人员。在另一实施方案中，观察系统关联到计算机化的起重机控制系统，并且计算机化的起重机控制系统配置为停止负载连接器的移动或调节负载连接器的轨迹，以防止发生碰撞，或者防止负载在通过观察系统检测到的人员的上方位置中移动。

在实施方案中，起重机驾驶员控制负载连接器遵循预定义的轨迹的速度。在另一实施方案中，计算机化控制系统配置为当起重机驾驶员解除控制装置时将负载连接器置于受控的静止位置。

在实施方案中，可以为XY平面设置预定义的轨迹，计算机化的起重机控制系统仅控制起重机的回转和俯仰移动，并且让起重机驾驶员来控制提升高度。

在实施方案中，可以为XYZ平面设置预定义的轨迹，该计算机化的起重机控制系统控制起重机的回转、俯仰和提升移动。

根据第七个方面，本发明还提供了一种包括起重机的海上船，如上所述，所述起重机具有关联到起重机的回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘的计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为控制上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动，以及起重机的提升绞盘。

此外，起重机设置有观察系统，该观察系统关联到计算机化的起重机控制系统，用于跟踪负载连接器的移动，所述观察系统包括：

-至少一个摄像机，优选地，其安装在吊臂上，以记录起重机工作区域的起重机工作区域视图，优选地，起重机工作区域的俯视图，

-放大系统，其与至少一个摄像机以及起重机控制系统关联，并且配置为将图形化的起重机信息(例如，提升速度、风向)与由摄像机记录的实时视图相结合，放到放大的起重机工作区域视图中；

-显示装置，例如，监控器或平视显示装置，所述显示装置关联到放大系统，以将放大的工作区域视图呈现给起重机驾驶员。

在实施方案中，放大系统配置为补偿负载所在的船的海浪升沉，更具体地，侧倾和水平位势。在实施方案中，观察系统设置有扫描仪，例如，摄像机或激光扫描仪，以跟踪要提升的负载位于其上的平台(例如，储存甲板)的移动，从而记录相对于起重机的海浪升沉、侧倾和水平位势。在实施方案中，该信息还使用于预测海浪升沉、侧倾和/或水平位势模式。

利用计算机化的起重机控制系统使用在平台的位置变化上获得的信息，以控制起重机的移动，具体地，控制由起重机支撑的负载的移动，从而防止从平台上提升负载时以及将负载放落在平台上时与平台发生碰撞。

在实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为提供主动升沉补偿，即，配置为与“世界坐标系”相比，将负载保持为尽可能静态。

在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为提供相对的升沉补偿，即，配置为与由起重机支撑的负载要放落在其上的平台(例如，供应船的储存甲板)相比，将负载尽可能保持为静态。

相对升沉补偿方式使得能够跟随外部(例如，供应船的甲板)移动。因此，当有负载接近供应船的甲板时，升沉补偿不仅会补偿已在其上安装有起重机的船的吊臂端部移动，而且还可以补偿供应船的甲板移动。这样，可以确保在供应船的甲板上的放落更加平稳。

在实施方案中，通过安全数据链接，利用要安装在目标平台上的可移动的移动参考单元来远程测量目标平台(例如，储存甲板)的移动。另外，或作为替代方案，通过安装在起重机(例如，安装在起重机的吊臂上，优选地，起重机的吊臂的端部处)上的传感器(比如，摄像机或激光器)来测量目标平台的移动。

在实施方案中，在起重机的控制系统中实时处理记录的目标平台的移动。起重机的升沉补偿系统设置为通过绞入或放出提升线绳索来跟随这些移动。除补偿移动外，起重机操作者就可以照常操作起重机，以将负载平稳地定位在供应船的甲板上。

在实施方案中，放大系统配置为执行负载吊钩对准程序，即，配置为优选地至少在俯视图中监控负载连接器的位置和要提升的负载两者，并且配置为与计算机化的起重机控制系统结合，将负载连接器相对于负载保持在基本固定的水平位置，特别是在从供应船的储存甲板提升负载之前，从而将由不准确的起重机位置而使得提升后的负载的摆动降至最小。

另外，或作为替代方案，放大系统设置有传感器，该传感器具有侧导向标/偏离导向标传感器，并检测负载连接器相对于吊臂端部的位置，所述侧导向标/偏离导向标传感器监视安装在吊臂结构处的滑轮上的提升缆索的离开角度。在实施方案中，传感器包括在吊臂的端部处可移动地支撑的装置，该装置将利用包围提升线绳的两个小滑轮来遵循提升线绳的移动。使用编码器测量装置的位置。通过对提供起重机相对于水平面的定向信息的移动参考单元的测量来增强测量。

当侧导向标超过与所选择的起重机曲线相关的阈值时，将为起重机驾驶员生成警告。

所述吊钩对准程序使得计算机化的起重机控制系统能够通过控制俯仰机构和/或提升机构和/或回转驱动器来调节负载连接器的位置，以使负载连接器与负载之间的偏移保持为最小。

在实施方案中，放大系统配置为执行起升程序，即，配置为优选地至少在俯视图中监控负载连接器的位置和要提升的负载两者，并且配置为与计算机化的起重机控制系统结合，将负载连接器相对于负载保持在基本固定的竖直位置，特别是在从供应船的储存甲板提升负载之前，从而在起升时使提升线绳的摆动或张力降至最小。

在实施方案中，放大系统配置为补偿负载所在的船的海浪升沉。在实施方案中，观察系统设置有扫描仪，例如，摄像机或激光扫描仪，以跟踪要提升的负载所在的平台(例如，储存甲板)的竖直移动。

因此，放大系统配置为与计算机化的起重机控制系统结合，控制提升绞盘并提供自动升沉补偿。另外，提升组件和/或计算机化的起重机控制系统配置为一旦负载连接器已经连接至负载，则通过监控张力提升线绳来提供升沉补偿。

在另一实施方案中，与计算机化的起重机控制系统结合的放大系统配置为自动地促使起升，并且利用负载所在其上的船的海浪升沉来确定起升时机。

在这样的实施方案中，系统预测提升负载的最佳时机。例如，计算机化的起重机控制系统和/或观察系统可以配置为执行起升程序。起升程序用于分析在其上安装有起重机的船的移动和/或要提升的负载的移动和/或起重机相对于要提升的负载的移动，并且基于该信息来确定用于启动提升操作的最佳时机，例如，从海底或供应船的提升操作。在实施方案中，最佳时机是当负载处于其最大高度时和/或吊臂结构与负载之间的竖直距离为最小的时候。

例如，当将物体放落在海床上时，同一系统也可以用于补偿在其上安装有起重机的船例如相对于固定平台或相对于海床的海浪升沉。系统还可以用于补偿在其上安装有起重机的船与要提升的负载的所在的船之间的相对海浪升沉。

当自动起升模式激活时，在条件对于起升程序最佳时，起重机将自动地将负载提升至平台上方的安全高度。之后，起重机操作者可以接管控制并完成提升操作。优选地，当即将起升时，系统例如用声音信号指示起重机驾驶员。

在实施方案中，负载连接器设置有声音和/或视觉指示器，当即将自动起升时，这些指示器被激活。因此，使甲板上的人员意识到要从甲板上提升负载。优选地，在实际起升之前几秒(例如，2或3秒)通过计算机化控制系统激活指示器。在实施方案中，多个指示器用于发出起升程序中的后续阶段信号。例如，黄色灯使用于指示系统激活，即，等待正确的时刻提升负载，而如果要在两秒内提升负载，则橙色灯闪烁。

在实施方案中，放大系统配置为向起重机驾驶员呈现与提升过程有关的可视信息。

在实施方案中，观察系统包括显示装置，该显示装置向起重机驾驶员呈现起重机工作区域的实时摄像机观察以及数字或图形化起重机信息。优选地，观察系统配置为在摄像机视图上投影图形信息，从而经由单个显示装置描绘实时情况信息和实时提升过程信息。在另一优选的实施方案中，图形化的起重机信息关联到由摄像机记录的对象，例如，连接至负载连接器、连接至负载或连接至负载要放落在其上的储存甲板。可视标记可以使用于通过例如改变所述标记的大小或颜色来提供与所述对象有关的信息。例如，在起重机工作区的俯视图中，可以以投影在负载连接器上方的圆圈的形式来提供图形化起重机信息，使得圆圈的中心为标记负载连接器的位置，而圆圈的半径指示负载连接器与负载连接器下方甲板之间的距离。

可以投影的起重机信息的示例：甲板上方负载连接器的位置，优选地，以半径变化的圆圈表示，指示负载连接器的速度和移动的方向的运动矢量、当前负载下的最大起重机半径、俯仰路径、回转路径、受限的区域等。

在实施方案中，放大系统包括船和起重机的空间信息，例如，包括船和起重机的3D模型，并且配置为使用该空间信息来向起重机驾驶员呈现潜在的碰撞物体，例如，位于船的储存甲板附近的控制站。此外，空间信息可以与功能信息相结合，例如，指定为“储存区域”并从而可用于负载放落的区域，以及指定为“人员区域”并从而起重机限制进入的区域。

此外，空间信息可以与物流信息相结合，例如，识别堆叠在甲板上的不同负载，以及向起重机驾驶员提供与应当首先处理哪个负载或特定负载应当放落在甲板上的位置有关的信息。

空间信息可以从数据库获得和/或可以通过扫描起重机的周围环境来获得。

在实施方案中，放大系统配置为至少连续地扫描起重机的工作区域，优选地，扫描起重机的周围环境，以获得与临时物体(例如，堆叠在船的储存甲板上的集装箱)有关的空间信息。

在实施方案中，观察系统包括用于扫描工作区域和与工作区域直接相邻的区域的扫描装置，以获得实时3D区域信息。在实施方案中，使用摄像机和物体识别软件，另外地或作为替代方案，使用诸如激光扫描器的空间传感器，以记录工作区域的空间信息。

在实施方案中，观察系统包括一个或多个空间传感器，例如，激光扫描仪或超声波扫描仪，以记录(优选地，连续记录)起重机的周围环境。因此，可以更新可用于放大系统的空间信息。可以将诸如由于在储存甲板上堆叠物体而引起的环境变化纳入放大视图中。

空间传感器可以位于起重机上。在实施方案中，传感器位于起重机的上层结构和/或起重机的吊臂上，使得当起重机的上层结构和/或起重机的吊臂通过回转驱动器回转时，由传感器扫描的区域随着起重机移动。在实施方案中，传感器可以例如沿顺着储存甲板的不同位置而安装在船上，以从不同角度提供区域的空间信息。当区域包括固定的或暂时的障碍物，例如，堆叠在储存甲板上的集装箱时，这是特别有利的。例如，在实施方案中，船设置有多个声纳传感器，以从数个角度记录集装箱在储存甲板上的位置。

另外或作为替代方案，可以将一个或多个空间传感器安装在起重机的吊臂上，例如，起重机的吊臂的顶部处，以提供起重机工作区域的俯视图。在实施方案中，负载连接器设置有传感器和/或摄像机，以扫描起重机工作区域和/或向起重机驾驶员提供信息，例如，工作区域的实时俯视图。

在实施方案中，移动传感器临时安装至负载自身，例如，安装至集装箱，以记录集装箱的周围环境，以及例如其他物体和/或负载连接器的接近度，或者记录负载相对于放大系统中存在的空间信息的位置。在实施方案中，放大视图显示了负载连接器相对于吊臂的位置，更具体地，相对于吊臂支撑提升缆索处的位置。因此，放大视图可以在起重机工作区域的俯视图中指示负载连接器的侧导向标和/或偏离导向标。在实施方案中，放大视图可以为起重机操作者示出与负载连接器的速度以及负载连接器相对于储存甲板或相对于位于储存甲板上的负载的位置有关的信息。

此外，传感器可以并入到工作甲板中，例如，以将储存甲板细分为多个储存区域，并且记录物体是否存在于这些储存区域处。另外或作为替代方案，储存甲板可以设置有标记，该标记最佳地记录在安装于起重机上的传感器上，从而通过所述传感器来增强工作甲板的空间配准。

在实施方案中，放大视图显示负载连接器和/或由负载连接器支撑的负载与起重机驾驶员驾驶室之间的距离，或者在工作区域的俯视图的情况下，显示吊臂的顶部与负载连接器和/或由负载连接器支撑的负载之间的距离。

在实施方案中，放大系统配置为投影路径，所述路径为用于供起重机驾驶员遵循提升的负载，从而将负载安全地转移到其堆叠位置。在实施方案中，起重机驾驶员输入起始位置和结束位置，并且计算机化的起重机控制系统或放大系统在这些位置之间生成最佳路径。在可替代的实施方案中，放大系统包括与要提升的负载的有关的物流信息，从而得知开始和/或结束位置，并且当起重机驾驶员选择要提升的负载时基于该信息来生成路径。

例如，可以以三维线条的形式或者以虚拟隧道(由随附的矩形框标记)的形式投影要提升的负载所要跟随的路径，所述隧道定义这样的边界，在该边界中负载应该保持为获得从一个位置到另一个位置的最佳转移。

在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统关联到回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，并且计算机化的起重机控制系统配置为沿着预编程的路径自动地提升负载，所述路径由放大系统、计算机化的起重机控制系统或起重机驾驶员来生成。

在实施方案中，放大系统配置为优选地至少在俯视图中显示负载连接器的位置和要遵循的路径两者，使得放大视图显示路径与负载连接器的位置之间的差异，进而负载连接器相对于路径的侧导向标和/或偏离导向标的差异。这使得起重机驾驶员能够通过控制俯仰机构和/或提升机构和/或回转驱动器来调节负载连接器的位置，以使路径与实际负载之间的偏移降至最小。在另一实施方案中，计算机化的起重机控制系统配置为进行调整，从而自动地将负载保持在预设轨迹上。

根据第八个方面，此外，本发明提供了一种包括起重机的海上船，所述起重机具有关联到起重机的回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘的计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为使得起重机驾驶员能够通过输入xyz坐标来输入负载连接器的期望位置。因此，起重机驾驶员直接控制负载连接器的XYZ移动，而不是控制起重机的提升、俯仰和回转移动。考虑到起重机的局限性，控制系统将操作者命令转换为提升、俯仰和回转系统的正确移动。

当必须非常准确地定位负载或在利用遥控盒操作起重机时，输入负载连接器的期望坐标特别有用。例如，起重机驾驶员可以在站在船的储存甲板上时使用遥控盒来控制起重机。

在实施方案中，控制系统确保负载的加速和减速保持线性，而与起重机的位置无关。此外，加速率调整为保持在该位置上的起重机的容量范围内。优选地，如果需要，起重机驾驶员还可以直接控制起重机的提升、俯仰和回转移动。

在实施方案中，系统使得起重机驾驶员能够将储存甲板的区域输入到计算机化的起重机控制系统中，并且起重机将负载连接器放置在所述区域上方，之后起重机驾驶员控制降低负载连接器。例如，甲板细分为类似网格的布局，从而使得起重机驾驶员能够将负载连接器放置在例如区域A2或D5上方。在另一实施方案中，还使得起重机驾驶员能够输入负载连接器应该放置在所述位置处的甲板上方的高度。

此外，本发明提供了一种海上风力发电机安装船，该船包括：

-船体，其具有储存甲板，该储存甲板构造为用于在其上沿其水平方向储存一个或多个风力发电机基座桩柱，例如，单体桩柱，所述基座桩柱的每个具有顶端和构造为打入海床的下端。

-起重机，包括：

-起重机基部，其固定至船体，

-可回转的上层结构，其安装在起重机基部上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转，

-回转驱动器，其配置为使得上层结构围绕回转轴线回转移动，

-吊臂结构，包括吊臂，该吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构，

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得吊臂结构俯仰移动，

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索，

-负载连接器，其中绞盘驱动缆索以多落式布置而在吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸，

-计算机化的起重机控制系统，其关联到回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，对所述计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行基座桩柱安装程序，该基座桩柱安装程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，使得负载连接器从其基座桩柱拾取位置移动至其基座桩柱船外位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在甲板上的水平定向的基座桩柱的顶端，在所述基座桩柱船外位置上基座桩柱从负载连接器竖直悬吊在船体的外部，优选地，负载连接器与桩柱夹持器对准，所述桩柱夹持器构造为在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中将风力发电机基座桩柱保持在竖直定向上。

本发明的另一个目的是提供一种改进的起重机，优选地，使用在海上船上的起重机。因此，本发明提供了一种起重机

-起重机，包括：

-起重机基部，其固定至船体，

-可回转的上层结构，其安装在起重机基部上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转，

-回转驱动器，其配置为使得上层结构围绕回转轴线回转移动，

-吊臂结构，其包括吊臂，该吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构，

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得吊臂结构俯仰移动，

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索，

-负载连接器，其中绞盘驱动缆索在吊臂结构上的滑轮与负载连接器之间延伸，

-关联到回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘的计算机化的起重机控制系统，对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行程序，该程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘的操作，

其中，优先地，对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行：

自动吊钩高度程序，该自动吊钩高度程序包括在吊臂结构的俯仰过程中，驱动提升绞盘以保持负载连接器与吊臂结构(更具体地，吊臂结构上的滑轮)之间的竖直距离基本恒定，使得在吊臂的俯仰过程中负载连接器有效地与吊臂结构一起移动，

和/或水平吊钩高度程序，该水平吊钩高度程序包括在吊臂结构的俯仰过程中，驱动提升绞盘保持负载连接器与船的储存甲板之间的距离基本恒定，使得在吊臂的俯仰过程中负载连接器和通过负载连接器支撑的负载有效地保持在恒定的高度，

其中，优选地，起重机还包括：

-输入装置，其连接至计算机化的起重机控制系统，该计算机化的起重机控制系统配置为接收命令，以启动计算机化的起重机控制系统的负载提升程序。

和/或

-防撞系统，其包括多个接近检测器，例如，具有物体识别软件或激光扫描仪的摄像机，所述接近检测器沿着吊臂结构的至少顶部定位，以扫描在吊臂结构的至少顶部附近延伸的碰撞安全区域，从而检测在回转移动和/或俯仰移动过程中进入碰撞安全区域的物体，并且随后向起重机驾驶员呈现警告信号和/或停止吊臂的回转移动和/或俯仰移动，以防止与检测到的物体发生碰撞。

根据前述内容，本领域技术人员将清楚的是，上述本发明的不同方面或其中包括的任何技术特征可以与任何一个单独地结合，或者以任何其他技术上可能的组合而与公开的本发明的一个或多个其他方面相结合。

通过参考提供包括起重机的海上船或用于提供这种船的起重机来表示上述示例。然而，如本领域技术人员应理解的，本文描述的装置和技术可以应用于对任何合适的海上船(比如，自升式船、钻井船、半潜式船等)提供起重机，例如，塔架起重机、绕腿起重机、折臂起重机。

此外，本发明的一些方面还可以与基于地面的起重机，例如，港口起重机、建筑起重机等一起使用。

在所附的权利要求和说明书中公开了根据本发明的船和根据本发明的方法的有利实施方案，其中，还基于多个示例性实施方案来说明和阐明本发明，其中一些示例性实施方案以示意图示出。在附图中，在术语或构造和/或功能上相对应的组件的附图标记具有相同的后两位数字。

尽管参考一个或多个附图主要出于说明性目的来表示，以下所解决的任何技术特征可以与本发明的任何独立权利要求单独地结合，或者以任何其他技术上可能的方式与一个或多个其他技术相结合。

附图说明

图1示出根据本发明的海上风力发电机安装船在桩柱竖立程序过程中的立体图，所述船包括起重机并且还包括桩柱保持系统，用于将桩柱支撑在水平位置上，所述桩柱保持系统包括桩柱夹持器，用于对在竖直方向上时的桩柱定位。

图2示出图1的船的立体图，其中桩柱已被提升到基本竖直的定向，

图3示出根据本发明的海上风力发电机安装船的俯视图，所述船包括第一起重机和第二起重机，所述船还包括可移动地支撑在支架轨道上的竖立支架；

图4示出图3的船在桩柱安装程序开始时的侧视图；

图5示出图3的船在桩柱安装程序过程中的侧视图；

图6示出图3的船在桩柱安装程序结束时的侧视图；

图7示出图3的船在桩柱安装程序结束时的后视图；

图8示出根据本发明的自升式船的立体图，该船包括第一起重机和第二起重机，将桩柱提升到船的储存甲板上的第一起重机和第二起重机利用提升程序来控制起重机的移动；

图9示出根据本发明的自升式船的侧视图，该船包括第一起重机和第二起重机，将顶部结构提升到船的储存甲板上的第一起重机和第二起重机利用提升程序来控制起重机的移动。

具体实施方式

图1描绘根据本发明的海上风力发电机安装船1。该船包括船体2和起重机3。在示出的具体实施方案中，所述船还设置有桩柱夹持器22，该桩柱夹持器22还用作竖立支架。更具体地，桩柱夹持器还用作桩柱保持器，即，构造为在桩柱的下侧处接合桩柱的圆周并保持桩柱，以限制桩柱的下侧在与桩柱的纵向轴线垂直的方向上移动。

船体2设置有构造为用于在其上沿其水平方向储存一个或多个风力发电机基座桩柱5(例如，单体桩柱)的储存甲板4。每个基座桩柱5具有下端6和顶端7，所述下端6构造为打入海床。

起重机8包括起重机基部9和可回转的上层结构10，所述起重机基部9固定至船体2，所述可回转的上层结构10安装在起重机基部9上，并且围绕竖直回转轴线相对于起重机基部可回转。

起重机8还包括回转驱动器11、吊臂结构12、俯仰机构13、提升组件14和负载连接器15。

回转驱动器11构造为使得上部结构10围绕回转轴线回转移动。

吊臂结构12包括吊臂16，该吊臂16可枢转地连接至上层结构10，使得吊臂可以围绕水平的内部枢转轴线枢转。

俯仰机构13包括俯仰驱动器17，并且构造为使得吊臂结构12俯仰移动。因此，俯仰机构可以使用于使动吊臂向上或向下枢转。

提升组件14包括提升绞盘18和提升绞盘驱动缆索19。在示出的实施方案中，绞盘驱动缆索19以多落式布置而在吊臂结构12上的滑轮组与负载连接器15上的滑轮组之间延伸。

根据本发明，起重机2包括计算机化的起重机控制系统20，该计算机化的起重机控制系统20与回转驱动器11、俯仰驱动器17和提升绞盘18关联。

对计算机化的起重机控制系统20进行编程，以执行基座桩柱安装程序，该基座桩柱安装程序提供上层结构10的回转移动与吊臂结构12的俯仰移动的协调模式，以及提升绞盘18的操作，使得负载连接器15从基座桩柱拾取位置21移动至负载连接器15的基座桩柱船外位置，在所述基座桩柱拾取位置21上负载连接器15连接至储存在储存甲板4上的水平定向的基座桩柱5的顶端7，在所述基座桩柱船外位置上基座桩柱5处于从负载连接器15悬吊在船体2外部的竖直位置。

在示出的具体实施方案中，当基座桩柱支撑在基座桩柱船外位置时，所述基座桩柱与桩柱夹持器22对准。该位置在图2中进行描绘。桩柱夹持器22构造为在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中将风力发电机基座桩柱保持在竖直方向上。

在示出的实施方案中，竖立支架构造为越过甲板移动，以接合支撑在船的支撑甲板上的桩柱的底端。随后，通过起重机稍微提起桩柱的顶端。然后，在起重机移动至桩柱的顶端时，支架可以朝向甲板的边缘往回移动，使得桩柱保持在基本水平的位置。如图1和图2所示，一旦竖立支架位于邻近甲板边缘的位置，就可以启动竖立程序。

这里主张的是在将竖立支架移动至甲板边缘时，桩柱的顶端的通过起重机的移动需要回转移动、俯仰移动以及可能的提升移动。难以控制起重机使得桩柱的顶端高度不发生明显变化，这可能导致桩柱的顶端或底端接触船的甲板并潜在地损坏船的甲板，或者朝向左边或右边偏离，这可能会在竖立支架上施加压力并潜在地损坏竖立支架。因此，该提升程序优选地也通过计算机化的起重机控制系统执行。

海上风力发电机安装船1使根据本发明的用于安装适于支撑海上风力发电机的桩柱的方法成为可能。

该方法包括以下步骤：

a.优选地，在安装船上，沿水平方向将桩柱运输至海上安装地点；

b.在处于与船的纵向轴线平行的水平方向上时，将桩柱保持器中的桩柱放置在安装船上，其中桩柱保持器在桩柱的下侧处接合桩柱的圆周来保持桩柱，以限制桩柱的下侧在与桩柱的纵向轴线垂直的方向上移动，并且其中桩柱保持器接合桩柱的下端，以限制桩柱在与桩柱的纵向轴线平行的方向上移动；

c.利用计算机化的起重机控制系统以沿着预定义的轨迹27移动负载连接器，因此提升桩柱的上端部分，同时桩柱的下侧处在桩柱保持器中，从而围绕与船的纵向轴线垂直的基本水平的旋转轴线将桩柱从水平方向旋转为竖直方向，如图1所示；

将桩柱从水平方向旋转为竖直方向后，从上方看时，桩柱位于船的轮廓的外部，用以降入水中，如图2所示；

d.在被桩柱保持器保持住的同时将桩柱降入水中。因此，桩柱保持器还用作桩柱夹持器。

对于图1描绘的船1，步骤c和步骤d通过船1的计算机化的起重机控制系统执行。船还还可以执行步骤a和步骤b。

这里主张的是在图1和图2所示的实施方案中，船1设置有桩柱竖立系统。桩柱竖立系统包括起重机8和竖立支架22。竖立支架用作桩柱保持器和桩柱夹持器。

桩柱保持器，更具体地，竖立支架22，安装在船上，并且构造为在桩柱的下侧处接合桩柱的圆周并保持桩柱，以限制桩柱的下侧在与桩柱的纵向轴线垂直的方向上移动。因此，桩柱保持器接合桩柱的下端，以限制桩柱在与桩柱的纵向轴线平行的方向上移动。在图1中，支架用作桩柱保持器，即，在竖立过程中定位桩柱。在图2中，支架用作桩柱夹持器，即，在降低过程中定位桩柱。为了使桩柱保持器，更具体地，竖立支架能够用作桩柱夹持器，当以俯视图观看时，桩柱保持器应该能够在船外位置(即，在船的轮廓的外部)接合桩柱。

因此，竖立支架能够用于提升桩柱的上端部分，所述桩柱的下侧通过功能为桩柱保持器的支架接合，从而使桩柱围绕基本水平的旋转轴线从水平方向旋转为竖直方向。

在示出的实施方案中，竖立支架22包括可枢转地支撑的夹具，以相对于竖立的枢转轴线固定桩柱的底部，并且计算机化的起重机控制系统20配置为测量夹具的角度并将该信息用在控制负载连接器的轨迹。优选地，计算机化的起重机控制系统设置有一个或多个传感器，并且/或者与设置在可枢转的支撑夹具上的一个或多个传感器关联，该传感器监控可枢转的支撑夹具的角度，从而监控通过夹具支撑的桩柱相对于水平线的角度。因此，关于桩柱的角度的该信息可以用于控制(例如，调节)负载连接器的预定义的轨迹。

此外或作为一种替代性方案，计算机化的起重机控制系统包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器监控通过桩柱施加至支架上的力和/或通过支架施加至船的甲板上的力。例如，在提升过程中，负载连接器沿向上方向的移动与朝向支架的移动相比可能太快，这导致支架被拉向负载连接器。可以调节负载连接器的移动，以将拉力保持为最小，优选地，保持为零。

在示出的实施方案中，起重机3是塔架起重机，并且安装为与船的中心轴线对齐。在另一实施方案中，例如，图3-7示出的，船包括两个类似的起重机，两者都设置有计算机化的起重机控制系统，一台起重机沿着船的左舷定位，而另一台起重机沿着船的右舷定位。

图3示出根据本发明的海上风力发电机安装船101的俯视图，所述船包括第一起重机103a和第二起重机103b，船101还包括可移动地支撑在支架轨道123上的竖立支架122。

第二起重机103b类似于第一起重机103a。第一起重机103a的计算机化的起重机控制系统关联至第二起重机的回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘。对计算机化的起重机控制系统进行编程，以执行提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式的基座桩柱安装程序，以及第一起重机和第二起重机两者的提升绞盘的操作，使得第一起重机的负载连接器和第二起重机负载连接器各自的从基座桩柱拾取位置移动至各自的基座桩柱竖立位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在储存甲板上的水平定向的基座桩柱，在所述基座桩柱竖立位置上基座桩柱处于竖直位置并通过第一起重机和第二起重机两者悬吊。

图4示出图3的船101在桩柱安装程序开始时的侧视图。

图5示出图3的船101在桩柱安装程序过程中的侧视图。

图6示出图3的船101在桩柱安装程序结束时的侧视图。

图7示出图3的船101在桩柱安装程序结束时的后视图。

在实施方案中，船201设置有竖立支架轨道200。支架轨道包括两条铁轨12。竖立支架222安装在支架轨道上，并且构造为在基座桩柱竖立过程中沿着轨道移动。通过如此移动支架222，可以仅在竖直方向上提升桩柱205的顶端，这有利于提升过程。要注意的是，在示出的实施方案中，桩柱的长度是这样的，顶端(即，必须通过第一起重机和第二起重机的提升装置接合的端部)延伸到船的轮廓外部。由此，支架轨道不会延伸到起重机接合桩柱的位置。因此，仅在第一部分的竖立过程中，起重机可以在竖直方向上提升顶端，同时桩柱的底端通过沿着支架轨道移动的竖立支架而朝向起重机滑行。

在示出的实施方案中，通过计算机化的起重机控制系统来跟踪竖立支架的位置。因此，由起重机控制系统运行的安装程序可以用于调节提升速度，使得该提升速度匹配竖立支架沿着轨道的移动。在实施方案中，支架设置有驱动器，用于能够控制支架沿着轨道移动，并且计算机化的起重机控制系统配置为至少监控支架的移动，优选地，控制驱动器，并从而控制支架沿着轨道的移动。

在实施方案中，船(优选地，船的起重机)还包括观察系统，该观察系统关联至计算机化的起重机控制系统，用于在基座桩柱安装程序过程中跟踪负载连接器和/或风力发电机基座桩柱的顶端的移动，所述观察系统包括：

-至少一个摄像机，其优选地安装在吊臂上，以记录起重机工作区域的起重机工作区域视图，优选地，为起重机工作区域的俯视图，

-放大系统，与至少一个摄像机以及起重机控制系统关联，并且配置为将图形化的起重机信息(例如，提升速度、风向)与由摄像机记录的实时视图相结合，放到放大的起重机工作区域视图中；

-显示装置，例如，监控器或平视显示装置，所述显示装置关联到所述放大系统，以将放大的工作区域视图呈现给起重机驾驶员。

观察系统使得起重机驾驶员能够监控负载连接器的移动，从而监控由负载连接器支撑的负载。在优选的实施方案中，显示装置根据安装程序和负载连接器的实际位置(优选地，实际轨迹)来投影连接器的编程轨迹，以便于起重机驾驶员监控程序。如果实际轨道与预定轨道之间的差异变得过大，则起重机驾驶员可以停止或推翻该程序。

在另一个优选实施方案中，计算机化的起重机控制系统使得起重机驾驶员能够调整程序，以使负载连接器保持在轨道上，而不必停止该程序。

在实施方案中，例如，通过利用在水平面上调节负载连接器相对于预定义的轨迹的位置的操纵杆以及在竖直方向上调节负载连接器相对于预定义的轨迹的位置的手柄，使得起重机驾驶员能够朝向或远离预定义的轨迹移动负载连接器。

图1和图2所示的起重机还包括观察系统，该观察系统包括根据本发明的第三方面的放大系统。

观察系统包括安装至起重机的吊臂的摄像机25，以记录起重机的工作区域的起重机工作区域的俯视图，

观察系统还包括放大系统和显示装置。

放大系统与摄像机和起重机控制系统关联，并且配置为将图形化的起重机信息(例如，提升速度、风向)与由摄像机记录的实时视图相结合，放到放大的起重机工作区域视图中。

显示装置(例如，监控器或平视显示装置)关联到放大系统，以将放大的工作区域视图呈现给起重机驾驶员。优选地，显示装置设置在起重机驾驶员驾驶室中，或者例如当站在甲板上时设置在用于控制起重机的移动装置上。

因此，起重机为起重机驾驶员提供起重机工作区域的实时概览，该实时概览可替代起重机驾驶员的直接视野。另外，起重机工作区的俯视图提供彼此相邻设置的物体的可视信息，这些可视信息在起重机驾驶员的直接视野中是不可见的。

此外，概览还结合了与图形起重机信息相结合的起重机工作区域的数字化表示和/或实际图片。术语“起重机信息”可以指与提升过程相关的任何类型的信息，并且可以包括与要提升的负载、负载所在的船、风向、物流计划信息等有关的信息。

在实施方案中，放大系统包括船和起重机的空间信息，例如，包括船和起重机的3D模型，并且配置为使用该空间信息来向起重机驾驶员呈现有潜在碰撞的物体，例如，位于船的储存甲板附近的控制站。此外，空间信息可以与功能信息相结合，例如，指定为“储存区域”并从而可用于使负载进入的区域，以及指定为“人员区域”并从而起重机限制进入的区域。

同样，空间信息可以与物流信息相结合，例如，识别堆叠在甲板上的不同负载，还可以向起重机驾驶员提供与应当首先处理哪个负载或特定负载应当放落在甲板上的位置有关的信息。

在示出的实施方案中，观察系统包括多个空间传感器26，在示出的实施方案中为激光扫描仪，以记录起重机的周围环境。因此，可以更新可用于放大系统的空间信息。可以将诸如由于在储存甲板上堆叠物体而引起的环境变化纳入到放大视图中。

空间传感器位于起重机的吊臂上，使得当起重机通过回转驱动器回转时，由传感器扫描的区域随着起重机移动。在实施方案中，可以例如沿顺着储存甲板的不同位置而在船上安装附加的传感器，以从不同角度提供区域的空间信息。在实施方案中，负载连接器设置有传感器和/或摄像机，以扫描起重机工作区域和/或向起重机驾驶员提供信息，例如，工作区域的实时俯视图。

在实施方案中，观察系统包括摄像机和光学识别软件，以监控起重机工作区域中存在的人员，并且放大系统配置为向起重机驾驶员发信号并指示起重机工作区域中存在人员。在实施方案中，人员装置(例如，射频识别标签或者头盔或夹克上的反光镜)使摄像机和/或计算机化的起重机控制系统的传感器对负载连接器的跟踪最优化。

在另一实施方案中，观察系统关联到计算机化的起重机控制系统，计算机化的起重机控制系统配置为停止负载连接器的移动或调节负载连接器的轨迹，以防止发生碰撞，或者防止负载在通过观察系统检测到的人员的上方位置中或在通过观察系统检测到的人员的预定范围内移动。

此外，在示出的实施方案中，起重机设置有防撞系统。系统包括多个接近检测器，在示出的实施方案中，空间传感器26还用于更新放大系统可获得的空间信息，以向放大系统提供起重机的周围环境的实时状况。在可替代的实施方案中，作为对空间传感器的替代或备用，防撞系统设置有简单的接近检测器装置。

接近检测器沿着吊臂结构定位，以扫描在吊臂结构附近延伸的碰撞安全区域，从而检测在回转移动和/或俯仰移动过程中进入碰撞安全区域的物体，并且随后向起重机驾驶员呈现警告信号和/或停止吊臂的回转移动和/或俯仰移动，以防止与检测到的物体发生碰撞。

通过为起重机提供防撞系统，本发明能够简化起重机操作。此外，当在可见度差的条件(例如，在晚上)或恶劣的天气状况(比如，雨、雾或雪)下执行起重机操作时，防撞系统特别有益。

优选地，由接近检测器获得的数据被图形化地呈现给起重机驾驶员，例如，呈现在操作室中的显示装置上。另外，如果起重机吊臂进入危险区域，则会激活声音警报和/或视觉警报。

这里主张的是本发明不限于使桩柱竖立。在实施方案中，包括根据本发明的计算机化的起重机控制系统的起重机还可以用于沿着预定义的轨迹从一个位置向另一个位置(例如，从供应船向钻探设备)运输除桩柱以外的负载，比如，集装箱。

这里主张的是本发明的第一个方面，具体地，根据本发明的第一个方面的起重机还可以用于提升已经以竖立位置运输至安装地点的桩柱或塔架部分。

图8示出根据本发明的自升式船201的立体图，所述船201包括第一起重机203a和第二起重机203b，该第一起重机203a和第二起重机203b利用程序(更具体地，提升程序)来控制起重机203a、203b的移动，从而将桩柱205提升到船201的储存甲板204上。

图9示出根据本发明的自升式船201的侧视图，该船201包括第一起重机203a和第二起重机203b，该第一起重机203a和第二起重机203b利用程序(更具体地，控制起重机203a、203b的移动的提升程序)而将顶部结构24提升到船201的储存甲板204上。

Claims (23)

1.一种海上风力发电机安装船，包括：

-船体，其具有储存甲板，其中所述储存甲板构造为用于在其上沿其水平定向储存一个或多个风力发电机基座桩柱，所述基座桩柱的每个具有顶端和构造为打入海床的下端；

-起重机，包括：

-起重机基部，其固定至所述船体，

-能够回转的上层结构，其安装在所述起重机基部上，并且能够围绕竖直回转轴线相对于起重机基部回转，

-回转驱动器，其配置为使得所述上层结构围绕回转轴线进行回转移动，

-吊臂结构，其包括吊臂，所述吊臂围绕内部枢转轴线枢转地连接至上层结构，

-俯仰机构，其包括俯仰驱动器，并且构造为使得所述吊臂结构俯仰移动，

-提升组件，其包括提升绞盘和提升绞盘驱动缆索，

-负载连接器，其中所述绞盘驱动缆索以多落式布置而在所述吊臂结构上的滑轮组与负载连接器上的滑轮组之间延伸，

-桩柱保持器，其具有竖立支架，

-计算机化的起重机控制系统，其与所述回转驱动器、所述俯仰驱动器和所述提升绞盘关联，对所述计算机化的起重机控制系统进行编程以执行程序，所述程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式以及提升绞盘的操作，使得负载连接器沿着预定义的轨迹移动，

其中，对所述计算机化的起重机控制系统进行编程以执行基座桩柱安装程序，所述基座桩柱安装程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式以及提升绞盘的操作，使得负载连接器从其基座桩柱拾取位置移动至其基座桩柱船外位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在甲板上的水平定向的基座桩柱的顶端，在所述基座桩柱船外位置上基座桩柱从负载连接器竖直悬吊在船体的外部，

其中，所述竖立支架构造为在基座桩柱安装程序期间在竖立基座桩柱的过程中支撑基座桩柱的下端或下部，

其中，预定义的轨迹相对于桩柱保持器的竖立支架的枢转轴线而预定义。

2.根据权利要求1所述的船，其中，所述预定义的轨迹是负载连接器的移动的弯曲轨迹，所述弯曲轨迹位于与竖立支架的枢转轴线垂直的平面内。

3.根据权利要求1所述的船，其中，所述计算机化的起重机控制系统设置有一个或多个传感器，所述传感器监控由桩柱保持器支撑的桩柱相对于水平线的角度，其中，所述计算机化的起重机控制系统配置为在控制负载连接器的轨迹时使用所述角度的信息。

4.根据权利要求1所述的船，其中，所述竖立支架包括能够枢转地支撑的夹具，以相对于竖立的枢转轴线固定桩柱的底部，其中，所述计算机化的起重机控制系统配置为测量夹具的角度并将所述角度的信息用在控制负载连接器的轨迹，并且所述计算机化的起重机控制系统设置有一个或多个传感器，并且/或者与设置在能够枢转的支撑夹具上的一个或多个传感器关联，所述传感器监控能够枢转的支撑夹具的角度，从而监控通过夹具支撑的桩柱相对于水平线的角度。

5.根据权利要求1所述的船，其中，在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中，所述基座桩柱在基座桩柱船外位置上时与构造为将风力发电机基座桩柱保持在竖直定向上的桩柱夹持器对准。

6.根据权利要求1所述的船，其中，所述船还包括桩柱夹持器，所述桩柱夹持器构造为在将基座桩柱打入海床的打桩操作过程中将风力发电机基座桩柱保持在竖直定向上。

7.根据权利要求6所述的船，其中，所述桩柱夹持器由船的船体能够移动地支撑，并且设置有桩柱夹持器控制系统，所述桩柱夹持器控制系统配置为相对于船来定位桩柱夹持器，使得桩柱夹持器与邻近船的基座侧安装地点对准，并且提供了桩柱夹持器控制系统，以补偿船相对于安装地点的移动。

8.根据权利要求7所述的船，其中，所述计算机化的起重机控制系统与桩柱夹持器控制系统关联，以使得计算机化的起重机控制系统能够考虑到桩柱夹持器的移动，从而在桩柱夹持器相对于船并进而相对于安装在船上的起重机移动时，使得容纳在桩柱夹持器中并由负载连接器支撑的基座桩柱保持基本竖直。

9.根据权利要求1所述的船，其中，所述竖立支架安装在支架轨道上并构造为在基座桩柱竖立过程中沿着所述支架轨道移动。

10.根据权利要求9所述的船，其中，当桩柱已被竖立时，所述竖立支架构造为在基座桩柱的下端处支撑基座桩柱。

11.根据权利要求4所述的船，其中，所述竖立支架构造为在朝向海底降低处于竖立位置上的所述基座桩柱时引导基座桩柱。

12.根据权利要求1所述的船，其中，所述起重机还包括观察系统，所述观察系统关联到所述计算机化的起重机控制系统，用于在基座桩柱安装程序过程中跟踪负载连接器和/或基座桩柱的顶端的移动，所述观察系统包括：

-至少一个摄像机，以记录起重机工作区域的起重机工作区域视图，

-放大系统，其与至少一个摄像机以及起重机控制系统关联，并且配置为将图形化的起重机信息与由摄像机记录的实时视图相结合，放到放大的起重机工作区域视图中；以及

-显示装置，所述显示装置关联到放大系统以将放大的工作区域视图呈现给起重机驾驶员。

13.根据权利要求1所述的船，其中，所述计算机化的起重机控制系统包括输入装置，所述输入装置配置为接收基座桩柱安装程序，从而使得计算机化的起重机控制系统能够执行所述基座桩柱安装程序。

14.根据权利要求1所述的船，其中，所述起重机还包括输入装置，所述输入装置关联到所述计算机化的起重机控制系统，所述计算机化的起重机控制系统配置为接收命令以启动计算机化的起重机控制系统的负载提升程序。

15.根据权利要求1所述的船，其中，对所述计算机化的起重机控制系统进行编程以执行：

自动吊钩高度程序，所述自动吊钩高度程序包括在吊臂结构的俯仰过程中，驱动提升绞盘以保持负载连接器与吊臂结构，更具体地，与吊臂结构上的滑轮之间的竖直距离基本恒定，使得在吊臂的俯仰过程中负载连接器有效地与吊臂结构一起移动。

16.根据权利要求1所述的船，其中，对所述计算机化的起重机控制系统进行编程以执行：

水平吊钩高度程序，所述水平吊钩高度程序包括在吊臂结构的俯仰过程中，驱动提升绞盘以保持负载连接器与船的储存甲板之间的距离基本恒定，使得在吊臂的俯仰过程中负载连接器和通过负载连接器支撑的负载有效地保持在恒定的高度处。

17.根据权利要求1所述的船，其中，所述起重机还包括：

-防撞系统，所述防撞系统包括多个接近检测器，所述接近检测器沿着吊臂结构的顶部部分定位，从而扫描在吊臂结构的顶部部分附近延伸的碰撞安全区域，从而检测在回转移动和/或俯仰移动过程中进入碰撞安全区域的物体，并且随后向起重机驾驶员呈现警告信号和/或停止吊臂的回转移动和/或俯仰移动，用以防止与检测到的物体发生碰撞。

18.根据权利要求1所述的船，其中，所述起重机是第一起重机，并且所述船还包括第二起重机，所述第二起重机类似于所述第一起重机，用于除第一起重机之外也支撑基座桩柱，

其中，所述计算机化的起重机控制系统关联到第二起重机的回转驱动器、俯仰驱动器和提升绞盘，并且

其中，对计算机化的起重机控制系统进行编程以执行基座桩柱安装程序，所述基座桩柱安装程序提供上层结构的回转移动和吊臂结构的俯仰移动的协调模式以及第一起重机和第二起重机两者的提升绞盘的操作，使得第一起重机的负载连接器和第二起重机负载连接器从各自的基座桩柱拾取位置移动至各自的基座桩柱竖立位置，在所述基座桩柱拾取位置上负载连接器连接至储存在甲板上的水平定向的基座桩柱，在所述基座桩柱竖立位置上基座桩柱处于竖直位置并由至少第一起重机的负载连接器悬吊。

19.根据权利要求18所述的船，其中，所述计算机化的起重机控制系统能够以主从配置方式关联，用于利用两个起重机来提升单个负载，其中，当所述计算机化的起重机控制系统处于主从配置时，起重机驾驶员运行第一起重机，并且计算机化的起重机控制系统使得第二起重机随着第一起重机移动，并在提升过程中将第二起重机的负载连接器相对于第一起重机的负载连接器保持在固定位置。

20.根据权利要求1所述的船，其中，所述计算机化的起重机控制系统设置有传感器或其他输入装置，所述传感器或其他输入装置向计算机化的起重机控制系统提供预定义的路径的实时空间信息，以及能够位于预定义的路径上和/或船或负载的相对移动中的碰撞物体，

其中，所述计算机化的起重机控制系统配置为动态地调整路径，以防止碰撞和/或防止负载偏离预定义的路径，和/或停止提升程序，以防止碰撞或防止负载偏离预定义的路径。

21.一种用于提供根据权利要求1所述的船的起重机。

22.一种用于利用根据权利要求1所述的船来安装适于支撑海上风力发电机的桩柱的方法，所述方法包括以下步骤：

a.沿水平定向将桩柱运输至海上安装地点；

b.将桩柱保持器中的桩柱放置在风力发电机安装船上，其中桩柱保持器在桩柱的下侧处接合桩柱的圆周以限制桩柱的下端在与桩柱的纵向轴线垂直的方向上移动，并且其中桩柱保持器接合桩柱的下端以限制桩柱在与桩柱的纵向轴线平行的方向上移动；

c.提升桩柱的上端部分，从而围绕基本水平的旋转轴线将桩柱从水平定向旋转为竖直定向；

d.在被桩柱保持器的竖立支架引导的同时将桩柱降入水中；

e.其中，步骤c由所述计算机化的起重机控制系统执行。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，步骤d还包括：降低所述桩柱，直到桩柱到达海底并直到桩柱的被动降低停止，即，桩柱由于重力沉入海底而导致的降低停止。