JP7394793B2 - 好ましくはオフショア風力タービン設置船であるオフショア船、このような船を提供するためのクレーン、および好ましくはモノパイルを起立させるためのこのようなクレーンを使用するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータ化されたクレーン制御システムが設けられるクレーンを備える船と、このような船を提供するためのクレーンとに関する。

本発明の第１の態様は、オフショア風力タービンを支持するように適合された杭の設置のために構成された船に関する。本発明の第１の態様は、杭を起立させるように構成されるクレーンと、少なくとも１つのクレーンおよび杭保持装置または起立台を備える杭起立システムと、にさらに関する。

オフショア風力タービンを設置するための知られている方法には、杭の形態での基礎が、最初に杭を海底へと打ち込むことで設置され、その後、風力タービンが全体として一度で設置すること、または部品になった風力タービンを杭に組み立てることのいずれかで、風力タービンは杭に設置される。例えば、ナセルおよび羽根が搭載されて完成したマストまたはマスト部分を、真っ直ぐ直立する位置で輸送することが知られている。完成しているマストまたは完成しているマスト部分は杭に設置される。

風力タービンをより大きくしようとする傾向と、オフショア風力タービンを、現在直面している場所よりも大きな水深の場所に設置したいという要求と、がある。どちらも、より大きくより重量のある基礎をもたらす。したがって、近い将来に、１００メートルより高く、可及的には１２０メートル以上となる杭が設置される必要があると考えられる。このような杭の重量は１０００ｍｔより大きく、可及的には１３００ｍｔ以上になり得る。

典型的には、これらの大きな杭は水平の配向で輸送される。基礎杭は、好ましくは保管デッキにおいて保管される。設置現場、つまり杭が海底に打ち込まれる必要がある場所に船が到着するとき、杭は起立させられ、船外設置位置へと持ち上げられる。

起立工程は１つのクレーンを伴う可能性がある。クレーンは杭をその上端において持ち上げ、一方で杭の下方端は、船のデッキに搭載された起立台において支持される。起立台は、杭が起立させられる間、杭の下方端を支持し、好ましくは杭の下方端と共に枢動するように構成される。

また、起立工程は２つのクレーンを伴う可能性があり、両方のクレーンが杭をその上端において持ち上げ、一方で杭の下方端は、船のデッキに搭載された起立台において支持される。

代替の起立工程は２つのクレーンを伴う。一方のクレーンは杭の上端において杭を持ち上げ、他方のクレーンは杭の下方端において杭を持ち上げる。杭が持ち上げられると、第１のクレーンは杭の上端を持ち上げ、他方のクレーンは、好ましくは実質的に一定の高さにおいて、杭の下方端を支持する。代わりとして、第１のクレーンは、第２のクレーンが杭の反対の端を下降させる間、杭の上端を持ち上げてもよい。

どちらの起立工程も複雑である。さらに、杭の大きさの増加は、より大きなクレーンを必要ともする。クレーン運転者がクレーンの運転範囲全体を利用できるようにするには、クレーンは、好ましくは実際に吊り上げられている荷重の最大で２倍以上の大きさの荷重を支持できなければならない。これは、具体的には、杭が、その重量および長さのため、潜在的にクレーンおよび他の起立機器に過剰な荷重をもたらす可能性がある場合に当てはまる。

そのため、効率的に、つまり素早く、および／または、比較的大きな積荷でも、積荷を輸送できるクレーンを備えるオフショア船を提供することが、本発明の目的である。

この目的は、請求項１によるオフショア風力タービン設置船を提供することによって達成される。

効率的に、つまり素早く、および／または比較的小さいクレーンで、風力タービン基礎杭を起立させることができるオフショア風力タービン設置船を提供することが、本発明の第１の態様の目的である。

実施形態では、本発明によるオフショア船は、
－ 保管デッキを有する船体と、
－ クレーンであって、
－ 船体に固定されるクレーン基部、
－ クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造、
－ 旋回軸の周りでの上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部、
－ 上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造、
－ ラフィング駆動部を備え、ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構、
－ 吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体、
－ 積荷連結器であって、ウインチ駆動ケーブルはブーム構造における滑車と積荷連結器との間で延びる、積荷連結器、ならびに、
－ 旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムであって、積荷連結器が所定の軌道に沿って移動するように、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作との連係パターンを提供するルーチンを実施するようにプログラムされるコンピュータ化されたクレーン制御システム、
を備えるクレーンと、
を備える。

したがって、請求された発明による船は、積荷を所定の軌道に沿って輸送するように構成されるクレーンを備える。軌道は開始位置と終了位置とを有する。開始位置および終了位置は、積荷が支持面上にある位置である必要は必ずしもない。例えば、クレーン運転者は、例えば供給船からリグの上方の位置へといった、クレーンがコンテナを所定の軌道に沿って輸送し始める開始位置となる位置へとコンテナを船から持ち上げるためにクレーンを使用してもよく、その後、クレーン運転者は、リグのデッキにおけるコンテナを引き継ぎ、コンテナを下降させる。

設置ルーチンを行うクレーンは、現在は工程を監視することに十分に集中する可能性があり、必要と思われる場合には介入することもあるクレーン運転者の作業負荷を軽減する。したがって、クレーン運転者は工程全体をより良好に監視できる。また、積荷連結器が最適な経路に沿って移動させられるため、クレーンの移動は最適化させることができ、積荷は効率的に移動させることができる。これは、積荷をその目標位置まで吊り上げるために必要とされる時間を短縮することもできる。

したがって、本発明によるオフショア船は効率的に、つまり素早く、および／または比較的小さいクレーンで、風力タービン基礎杭を起立させることができる。

さらに、積荷連結器の軌道はコンピュータ化されたクレーン制御システムによって制御でき、クレーンは、積荷を取り扱うための理想的な経路に沿って、つまり積荷をその目標位置へと素早く移動させることができる経路と、クレーンの構造および能力に最小の負担を掛ける経路との最適な組み合わせに沿って、積荷連結器を移動させることができる。したがって、クレーンは、より大きな積荷をより小さい危険性で持ち上げるために使用でき、クレーンの運転範囲が最適に使用され得る。

好ましい実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーンの能力についてのデータを備え、このデータを、好ましくは例えば積荷の重量および／または大きさについてのデータといった、輸送される積荷についてのデータと組み合わせて、最適な軌道を所定の軌道を所定の軌道として決定するために使用する。このデータはクレーン運転者によって提供されてもよい。

さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは積荷についてのデータを集めるように構成され、例えば、クレーンによって持ち上げられるときに積荷の重量を決定できるセンサが設けられる。追加または代替で、クレーンには、たとえば所定の軌道に沿って輸送される積荷の大きさについてのデータを提供するカメラが設けられる。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーンに最小の負担となる所定の軌道を生成するために、例えば風向きおよび風力といったさらなるデータを集めるように構成される。

さらなる実施形態では、例えばコンピュータ化されたクレーン制御システムのセンサが風力における増加を検出するといった、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷が所定の軌道に沿って輸送される間に所定の軌道を調節するように構成される。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーン運転者によって入力される開始位置および終了位置に基づいて、所定の軌道を計算するように構成されている。

効率的に、つまり素早く、および／または比較的小さいクレーンで、風力タービン基礎杭を起立させることができるオフショア風力タービン設置船を提供することが、本発明の第１の態様の目的である。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器がデッキに保管される水平に配向された基礎杭の上端に連結される基礎杭取上位置から、基礎杭が積荷連結器から鉛直に吊るされる基礎杭起立位置まで、前記積荷連結器が移動するように、基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされる。

起立位置では、基礎杭はクレーンによって支持される。基礎杭は船の上方で吊るされ得、クレーン運転者にさらなるクレーン動作を実施させることができる。したがって、基礎杭の起立は、コンピュータ化されたクレーン制御システムによって完全に制御でき、船の船体に搭載される杭把持装置への、または別の船の船体に搭載される杭把持装置への、設置現場に対する基礎杭の続いての位置決めは、クレーン運転者によって完全に制御され得る。

さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、他の杭輸送ルーチンを実施するように構成される。実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、例えば基礎杭を杭把持装置と並べ、続いて杭を杭把持装置へと下降させるために、船の船体に搭載される杭把持装置において吊るされた基礎杭の位置決めを制御するように構成される。実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、杭把持装置において受け入れられた杭の海底に向けての下降を制御するように構成される。

そのため、実施形態では、本発明はオフショア風力タービン設置船を提供し、そのオフショア風力タービン設置船では、保管デッキは、その上での、例えばモノパイルなどの１つ以上の風力タービン基礎杭の水平の配向での保管のために構成され、前記基礎杭は、海底へと打ち込まれるように構成される下方端と、上端と、を各々有し、ウインチ駆動ケーブルは、ブーム構造に定められる滑車と積荷連結器に定められる滑車との間で複数の吊り綱の構成で延び、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器がデッキに保管される水平に配向された基礎杭の上端に連結される基礎杭取上位置から、基礎杭が船体の外側で積荷連結器から鉛直に吊るされ、好ましくは基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成される杭把持装置と並べられる基礎杭船外位置まで、積荷連結器が移動するように、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供する基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされる。

実施形態では、船は、基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成され、好ましくはクレーンに近接して配置される杭把持装置をさらに備える。このような実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器によって支持される基礎杭を、杭把持装置と並べるように、より具体的には、基礎杭を杭把持装置において位置決めすることで並べるように、好ましくは構成される。

実施形態では、杭把持装置は船の船体によって移動可能に支持され、杭把持装置には、杭把持装置が船に隣接する基礎側設置現場と並べられるように杭把持装置を船に対して位置決めするように構成される杭把持装置制御システムが設けられる。このような実施形態では、杭把持装置制御システムは、設置現場に対する船の移動を相殺するために提供される。

さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは杭把持装置制御システムと結び付けられて、コンピュータ化されたクレーン制御システムに杭把持装置の移動を考慮させ、延いては杭把持装置が船に対して移動させられ、延いては船に搭載されたクレーンに対して移動させられる間、杭把持装置に受け入れられて積荷連結器によって支持された基礎杭を、実質的に鉛直に維持させることができる。これは、具体的には、コンピュータ化されたクレーン制御システムが杭把持装置において基礎杭を位置決めするように構成されるとき、および／またはコンピュータ化されたクレーン制御システムが基礎杭の海底に向けての下降の少なくとも一部を制御するように構成されるとき、有益である。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、杭把持装置の位置を追跡するように構成され、例えば杭把持装置に搭載される位置決定装置を備える、または例えば杭把持装置の位置を追跡するように構成されるカメラなどのセンサが設けられ、この杭把持装置は、クレーンも搭載される船に、またはクレーンが搭載される船に隣接して位置させられる別の船に、搭載される。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器がデッキに保管される水平に配向された基礎杭の上端に連結される基礎杭取上位置から、基礎杭が船体の外側で積荷連結器から鉛直に吊るされる基礎杭船外位置まで、前記積荷連結器が移動するように、基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされる。

どの所定の軌道が選択されるべきか、および所定の軌道がどのような形とされるべきか、はクレーン運転者によって入力され得る。例えば、クレーン運転者は、クレーンを用いて積荷を輸送でき、コンピュータ化されたクレーン制御システムを用いて積荷が輸送されるのに沿う軌道を追跡でき、軌道をコンピュータ化されたクレーン制御システムの記憶装置において所定の軌道として保存できる。別の実施形態では、クレーン運転者は、積荷連結器についての開始位置と、積荷連結器についての終了位置と、を入力し、コンピュータ化されたクレーン制御システムは両方の位置の間の最適な軌道を生成し、その軌道はコンピュータ化されたクレーン制御システムの記憶装置に所定の軌道として保存される。例えば、クレーン運転者は、代わりに積荷連結器を前記位置に移動させることで、積荷連結器の開始位置および終了位置を入力してもよく、クレーン運転者は、コンピュータ化されたクレーン制御システムの画面においてそれらの位置を指示することで位置を指示できるか、またはコンピュータ化されたクレーン制御システムのキーパッドを用いて位置の座標を入力できる。

所定の軌道は、クレーンが搭載される船に対して、より具体的には、前記船に搭載されるクレーンに対して、三次元であらかじめ定められてもよい。所定の軌道は、例えば、クレーンの旋回軸に対して、杭保持装置の起立台の枢動軸に対して、積荷連結器によって支持される杭の下端に対して、または船の船体に搭載されるかもしくはクレーンが搭載される船に隣接する船の船体に搭載される杭把持装置に対して、などといった、物体に対してあらかじめ定められてもよい。

例えば、基礎杭の下方端が起立台において支持されるとき、その起立台は、杭が起立させられる間に杭の下方端と共に枢動するように構成され、杭を起立させるための所定の軌道は、例えば起立台の枢動可能に支持されたクランプの枢動軸に対してといった、基礎杭の枢動軸に対して定められ、クランプは、杭の下部分を起立枢動軸に対して固定する。このような実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、杭の上端を、固定された軌道に沿って、起立台に対して移動させるように構成される基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされる。

実施形態では、基礎杭の下方端は第２のクレーンの積荷連結器によって支持され、杭を起立させるための所定の軌道は第２のクレーンの積荷連結器に対して定められる。さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、第２のクレーンを制御し、延いては第２のクレーンの積荷連結器の位置を制御し、両方の積荷連結器を基礎杭の起立の間に互いに対して移動させるように構成される。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは自律式ＧＰＳ装置を備え、ＧＰＳ装置は、基礎杭の上端に搭載されるように構成される。ＧＰＳ装置はコンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、起立した杭を所定のＧＰＳ位置へ位と移動させるために、ＧＰＳ装置によって提供されるＧＰＳデータを使用するように構成される。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは自律式ＧＰＳ装置を備え、ＧＰＳ装置は、基礎杭の上端に搭載されるように構成される。ＧＰＳ装置はコンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、起立した杭を所定のＧＰＳ位置へ位と移動させるために、ＧＰＳ装置によって提供されるＧＰＳデータを使用するように構成される。

さらなる実施形態では、基礎杭は、基礎杭船外位置で支持されるとき、基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成される杭把持装置と並べられる。

実施形態では、船、より具体的にはクレーンは、コンピュータ化されたクレーン制御システムを備え、そのコンピュータ化されたクレーン制御システムは、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの吊り上げとの連係パターンを提供する基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされる。

したがって、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、基礎杭取上位置から基礎杭船外位置へと所定の軌道に沿って、積荷連結器を移動させることができ、延いては、積荷連結器によって支持される積荷を移動させることができる。

所定の軌道は、例えば陸上でシミュレーションを行い、設置の手順を成功させた後に積荷連結器の移動をシミュレータからコンピュータ化されたクレーン制御システムへと移すことで取得できる。

代替で、クレーン運転者は、理想的な軌道をコンピュータ化されたクレーン制御システムにプログラムしてもよい。また、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、最初の設置の間に積荷連結器の移動の軌道を記録するように構成されてもよく、その記録された移動は、続いての設置における設置ルーチンとして後で使用できる。

積荷連結器の軌道はコンピュータ化されたクレーン制御システムを使用して制御できるため、設置ルーチンは、積荷を取り扱うための理想的な経路に沿って、つまり積荷をその目標位置へと素早く移動させることができる経路と、クレーンの構造および能力に最小の負担を掛ける経路と、の最適な組み合わせに沿って、積荷連結器を移動させるように設定され得る。したがって、クレーンの運転範囲は最適に使用でき、例えば実際に吊り上げられる積荷の少なくとも２倍を取り扱えるクレーンを使用する必要はもはやない。

設置ルーチンを行うクレーンは、現在は工程を監視することに十分に集中する可能性があり、必要と思われる場合には介入することもあるクレーン運転者の作業負荷を軽減する。したがって、クレーン運転者は工程全体をより良好に監視できる。また、積荷連結器が最適な経路に沿って移動させられるため、クレーンの移動は最適化させることができ、積荷は効率的に移動させることができる。これは、積荷をその目標位置まで吊り上げるために必要とされる時間を短縮することもできる。

したがって、本発明によるオフショア船は、効率的に、つまり素早く、および／または比較的小さいクレーンで、風力タービン基礎杭を起立させることができる。

実施形態では、船は、基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成され、好ましくはクレーンに近接して配置される杭把持装置をさらに備える。したがって、全体の設置工程にわたって、つまり杭の起立の間、および杭打ち込みの間も、船は使用できる。

このような実施形態では、船は杭打込装置も保管デッキにおいて好ましくは支持し、クレーンは、杭把持装置によって支持される杭への位置へ杭打込装置を持ち上げるように構成される。実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは杭打込装置設置ルーチンを行うように構成され、ルーチンは、杭設置装置を保管デッキから持ち上げることと、杭設置装置を杭把持装置によって支持される杭へと着地させることと、を好ましくは含む。

実施形態では、本発明は、吊上工程において副次的なルーチンを行うことを可能にするコンピュータ化されたクレーン制御システムを備えるクレーンを提供する。例えば、設置ルーチンは、杭が直立位置で支持されることで終わる実際の起立工程を含んでもよく、その後、クレーン運転者が引き継いで、杭を杭把持装置に着地させるための位置へと杭を吊り上げ、その後、杭を杭把持装置へと移動させる杭把持装置着地ルーチンが行われ、その後、クレーン運転者は再び引き継いで、杭を海底に向けて下降させる。

好ましい実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムには、例えば船または船に搭載される起立台の相対位置といった、積荷の位置を追跡するために、および／または環境を監視するために、例えばセンサまたはカメラといった１つ以上の入力装置が設けられ、１つ以上の入力装置によって提供される情報を用いて設置ルーチンを動的に修正するように構成される。例えば、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、作業デッキにわたって分配される積荷における変化による船の傾きを相殺するために、ブームおよび吊上ウインチの位置を調節できる。

実施形態では、本発明は、移動の基本的なルーチンが環境における変化を相殺するために動的に調節される、例えば積荷持上ルーチンまたは積荷着地ルーチンといった１つ以上のルーチンを行うことができるコンピュータ化されたクレーン制御システムをクレーンに提供する。

例えば、コンピュータ化されたクレーン制御システムに加えて、クレーンには、例えば船の船体に搭載される杭把持装置によって支持される杭などの杭の上端といった、クレーン作業領域に位置させられる物体についての空間情報を提供する複数のスキャナが設けられてもよい。杭駆動装置を杭の上端に着地させるための移動の基本的なルーチンは、海底によって支持される杭に対するクレーンを支持する船の移動を相殺するために、このリアルタイムの空間情報に基づいて調節され得る。

実施形態では、船は、基礎杭設置ルーチンの間における基礎杭の起立の間に基礎杭の下方端または下方部分を支持するように構成される起立台を備える。

このような起立台は、杭の下方端を実質的に固定または制御される位置で維持することで、および杭の下方端の枢動移動を案内することで、起立工程において支援するように構成される。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、杭の上端を、固定された軌道に沿って、起立台に対して移動させるように構成される基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされる。

積荷連結器の最適な軌道が水平な平面において起立台に発揮される荷重を最小限にすることができることは考えられている。これは、特には、杭の下部分を起立枢動軸に対して固定するために、起立台が枢動可能に支持されたクランプを備える場合である。杭の上端を、中心に枢動点を有する湾曲した軌道に沿って移動させることは、起立台における荷重を最小限にする。

好ましくは、荷重連結器の移動の湾曲した軌道は、枢動軸に対して垂直である平面内に位置する。したがって、その平面に対して垂直な向きとされる力は、つまり、例えば枢動軸と平行な向きとされる力は、最小に維持され得る。

しかしながら、このような正確な吊上移動を実施することは、旋回移動、上下移動、および吊上移動の組み合わせを伴うため、クレーン運転者にとって困難である。プログラム可能なコンピュータ化されたクレーン制御システムは、荷重連結器の完全に制御された移動を可能にし、延いては、起立台における最小の荷重を可能にする。したがって、起立台はコンパクトで重量の軽い設計のものとできる。

杭の上端を、中心に枢動点を有する湾曲した軌道に沿って移動させることは、起立台における荷重を最小限にする。好ましくは、荷重連結器の移動の湾曲した軌道は、枢動軸に対して垂直である平面内に位置する。したがって、その平面に対して垂直な向きとされる力は、つまり、例えば枢動軸と平行な向きとされる力は、最小に維持され得る。

実施形態では、起立台は、杭の下部分を起立枢動軸に対して固定するために、枢動可能に支持されたクランプを備え、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クランプの角度を測定し、荷重連結器の軌道を制御するときにこの情報を使用するように構成される。好ましくは、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、１つ以上のセンサが設けられ、および／または枢動可能支持クランプに設けられる１つ以上のセンサに結び付けられ、そのセンサは枢動可能支持クランプの角度を監視し、延いては、クランプによって支持される杭の水平に対する角度を監視する。したがって、杭の角度についてのこの情報は、積荷連結器の所定の軌道を調節するなど制御するために使用され得る。

追加または代替で、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、台へと杭によって発揮される力、および／または、船のデッキへと台によって発揮される力を監視する１つ以上のセンサを備える。例えば、吊上工程の間、上方向における積荷連結器の移動は、台に向けての移動と比較して素早くなるようにでき、台を積荷連結器に向けて引っ張らせる。積荷連結器の移動は、引っ張り力を最小に維持するように、好ましくはゼロに維持するように、調節され得る。

実施形態では、船に起立台走路が設けられ、起立台はその台走路に搭載され、基礎杭の起立の間、走路に沿って移動するように構成される。このように台を移動させることで、杭の上端は完全に鉛直の方向で持ち上げることができ、これは持上工程を容易にする。設置ルーチンは、吊上速度が走路に沿う起立台の移動に遅れないように吊上速度を調節するために使用され得る。実施形態では、台には、走路に沿っての台の制御された移動を可能にするために駆動部が設けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、台の移動を少なくとも監視し、好ましくは駆動部を制御し、延いては台の走路に沿っての移動を制御するように構成される。

さらなる実施形態では、起立台は、杭が起立させられたときに基礎杭をその下方端において支持するように構成される。

実施形態では、起立台は、起立位置にある杭が海底に向けて下降させられる間に基礎杭を案内するように構成される。このような実施形態では、起立台は、杭把持装置としても使用され、したがって、基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように、船の外縁を越えて延びるように構成される。

実施形態では、船、好ましくは船のクレーンは、基礎杭設置ルーチンの間に積荷連結器および／または風力タービン基礎杭の上端の移動を追跡するために、コンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられる観察システムをさらに備え、その観察システムは、
－ クレーンの作業領域のクレーン作業領域視野、好ましくはクレーン作業領域の上からの視野を登録するために、ブームに好ましくは搭載される少なくとも１つのカメラと、
－ 少なくとも１つのカメラおよびクレーン制御システムと結び付けられ、例えば吊上速度、風向きといった写実的クレーン情報を、カメラによって登録されたリアルタイムの視野と組み合わせて、拡張されたクレーン作業領域視野とするように構成される拡張システムと、
－ 拡張された作業領域視野をクレーン運転者に提示するために拡張システムと結び付けられる、例えばモニタまたはヘッドアップディスプレイといった表示装置と、
を備える。

観察システムは、クレーン運転者に積荷連結器の移動を監視させ、延いては積荷連結器によって支持される積荷の移動を監視させることができる。好ましい実施形態では、表示装置は、クレーン運転者によるルーチンの監視を容易にするために、設置ルーチンに従っての積荷連結器のプログラムされた軌道と、積荷連結器の実際の位置、好ましくは実際の軌道と、を投影する。クレーン運転者は、実際の走路と所定の走路との間の不一致が大きくなる場合、ルーチンを停止または却下できる。

さらなる好ましい実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、ルーチンを停止する必要なく積荷連結器を走路において維持するために、クレーン運転者にルーチンを調節させることができる。

実施形態では、クレーン運転者は、例えば水平面において所定の軌道に対する積荷連結器の位置を調節するためのジョイスティック、および鉛直方向において所定の軌道に対する積荷連結器の位置を調節するためのハンドルを使用して、積荷連結器を、所定の軌道に向けて、または所定の軌道から離すように移動させることができる。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーン運転者に、例えばクレーン作業領域の上からの視野において、目印を位置決めさせ、続いてコンピュータ化されたクレーン制御システムを作動し、積荷連結器を目印の位置へと自動的に移動させることができる。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、コンピュータ化されたクレーン制御システムに基礎杭設置ルーチンを実施させることができるように、基礎杭設置ルーチンを受信するように構成される、例えばキーパッド、情報担体を連結するためのスロット、無線接続などの入力装置を備える。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、コンピュータ化されたクレーン制御システムの基礎杭設置ルーチンを開始するための命令を受信するように構成される制御装置を備える。

さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、コンピュータ化されたクレーン制御システムの基礎杭設置ルーチンを停止するための命令を受信するように構成される制御装置を備える。

実施形態では、クレーンはマストクレーンであり、そのマストクレーンは、好ましくは船の左舷側または右舷側に沿って配置される。さらなる実施形態では、船は、コンピュータ化されたクレーン制御システムが両方とも設けられる２つの同様のマストクレーンを備え、１つのクレーンが船の左舷側に沿って位置させられ、１つのクレーンが船の右舷側に沿って位置させられる。１つ以上のクレーンを船の左舷側および／または右舷側に沿って搭載することで、船の中心を１つ以上の基礎杭を積み重ねるために使用でき、基礎杭は船の長手方向に好ましくは延びる。

実施形態では、クレーンは第１のクレーンであり、船は第２のクレーンをさらに備え、第２のクレーンは、第１のクレーンと同様であり、第１のクレーンに加えて基礎杭を支持し、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、第２のクレーンの旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器がデッキに保管される水平に配向された基礎杭に連結される基礎杭取上位置から、基礎杭が鉛直位置にあり、少なくとも第１のクレーンの積荷連結器から吊るされる基礎杭起立位置まで、第１のクレーンの積荷連結器および第２のクレーンの積荷連結器が各々移動するように、第１のクレーンおよび第２のクレーンの両方の上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供する基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされる。

本発明の第１の態様は、本発明の第１の態様による船を提供するためのクレーンをさらに提供する。

本発明の第１の態様は、本発明の第１の態様による船を好ましくは使用する、オフショア風力タービンを支持するように適合される杭の設置のための方法をさらに提供し、その方法は、以下のステップ、すなわち、
ａ． 杭を水平の配向でのオフショア設置現場まで輸送するステップと、
ｂ． 杭を、設置船の長手方向軸と平行な水平の配向にある間、船における杭保持装置で位置決めするステップであって、杭保持装置は、杭の長手方向軸に対して垂直な方向における杭の下方側の移動を制限するために、杭を保持するように杭の下方側における周囲と係合し、杭保持装置は、杭の長手方向軸に対して平行な方向における杭の移動を制限するために、杭の下方端と係合する、ステップと、
ｃ． 好ましくは杭保持装置における下方側で、杭の上方端部分を持ち上げ、それによって、船の長手方向軸に対して垂直な実質的に水平の回転軸の周りで杭を水平の配向から鉛直の配向へと回転させるステップであって、好ましくは、杭を水平の配向から鉛直の配向へと回転させた後、杭は、水中へと下降させられるために、上方から見たときに船の輪郭の外側に位置させられる、ステップと、
ｄ． 杭を、杭保持装置によって保持されている間、水中へと下降させるステップと、
を含み、
ｅ． ステップｃは、好ましくはステップｄと共に、本発明による船のコンピュータ化されたクレーン制御システムによって実施され、船はステップａおよびステップｂも好ましくは実行する。

本発明の第１の態様によるさらなる方法では、ステップｄは、杭が海底に到達するまで、および杭の受動的な下降、つまり重力によって海底に沈む杭による杭の下降が停止するまで、杭を下降させることを含む。本発明の第１の態様、具体的には本発明の第１の態様によるクレーンが、起立位置において設置現場に輸送された杭またはマスト部分を持ち上げるときにも使用できることは考えられている。例えば、杭は、鉛直の配向で保管デッキに保管させることができ、例えば、基礎杭が海底へと打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成される杭把持装置へと杭を下降させるためといった、起立した杭を船から設置現場へと持ち上げるために、１つ以上のクレーンを必要とする。本発明の第１の態様は、コンピュータ化された制御システム、より具体的には基礎杭設置ルーチンが、クレーン能力を最適に利用することができるため、比較的軽いクレーンを使用することを可能にするか、または杭を吊り上げるために２つのクレーンを調和して使用することを可能にする。したがって、例えば専用のクレーン船に搭載されるクレーンといった大きなクレーンに対する必要性がない。

また、ナセルおよび羽根が搭載されて完成しているマストまたはマスト部分を、真っ直ぐ直立する位置で設置船へと輸送することが知られている。これらの完成したマストまたはマスト部分は、風力タービンの羽根が吊上工程の間にブームまたは他の物体と衝突する可能性があるため、難しい工程である。これは具体的には、船がジャッキアップ船であり、脚が船を水上に持ち上げる延びた位置にある場合であっても、脚が吊上工程の間に完成したマストの移動を制限できる場合である。完成したマストを本発明の第１の態様によるクレーンで吊り上げることは、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作と、の連係パターンを含む設置ルーチンを用いることを可能とし、そのため、積荷連結器と、延いては完成したマストとは、船のデッキにおける場所から、例えば設置現場に位置させられる杭またはジャッキアップの上といった、設置現場における場所へと移動する。

実施形態では、設置ルーチンは吊上工程の一部のみを含む。例えば完成したマスト部分、つまりナセルおよび羽根が搭載されたマスト部分を設置するとき、積荷連結器はマスト部分またはナセルに固定され、完成したマスト部分は、デッキから、設置ルーチンが行われるルーチン開始位置へと持ち上げられる。設置ルーチンはクレーンの吊り上げを制御し、完成したマストを、例えば設置現場における杭部分の情報といったルーチン終了位置へと移動する。設置ルーチンの間、クレーン運転者は、好ましくはクレーンの作業領域の拡張された視野を提示する表示装置を用いて、工程を監視し、必要と思われる場合には介入できる。完成したマスト部分がルーチン終了位置に到着すると、クレーン運転者が引き継いでマスト部分を杭へと下降させる。

本発明は、船に搭載される少なくとも１つのクレーンおよび杭保持装置を備える杭起立システムをさらに提供し、杭保持装置は、杭の長手方向軸に対して垂直な方向における杭の下方側の移動を制限するために、杭の下方側における周囲と係合し、杭を保持するための起立台を備え、杭保持装置は、杭の長手方向軸に対して平行な方向における杭の移動を制限するために、杭の下方端と係合する。

杭保持装置は杭の上方端部分を持ち上げることができ、その杭の下方側は杭保持装置によって係合させられ、それによって杭を実質的に水平の回転軸の周りで水平の配向から鉛直の配向へと回転させる。

本発明による実施形態では、風力タービン設置船には杭把持装置が設けられる。杭把持装置は、基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成される。さらなる実施形態では、杭保持装置は杭把持装置としても機能するように構成される。このような実施形態では、起立台は、起立位置にある杭が海底に向けて下降させられる間に基礎杭を案内するように構成される。このような実施形態では、起立台が杭把持装置として使用されるように構成されるとき、起立した杭を、船外の位置で、つまり上からの視野で見たときに船の輪郭の外側で支持することができる。

実施形態では、杭保持装置は、杭を水平の配向から鉛直の配向へと回転させた後、杭が船の輪郭の外側に位置させられる間に杭と係合し、杭を水中へと下降させる間に杭を保持するように構成される。このような実施形態では、杭保持装置は杭把持装置として使用されるように構成される。

このようにして、杭保持装置は起立台として、杭把持装置としてのそれ自体の構成に依存して、対処され得る。

杭保持装置を杭把持装置としても機能させることができることで、船に別体の杭把持装置を設ける代わりに、杭は起立させられると杭把持装置へと輸送させる必要がない。これは設置工程を短くする。

本発明は、コンピュータ化されたクレーン制御システムが基礎杭設置ルーチンを行うようにプログラムされていると共に、基礎杭設置ルーチンの間における基礎杭の起立の間に起立台が基礎杭の下方端または下方部分を支持するように構成されている少なくとも１つのクレーンを備える杭起立システムをさらに提供する。

第２の態様によれば、本発明は、クレーンを備えるオフショア船をさらに提供し、クレーンはルーチンを行い、より具体的には積荷吊上ルーチンを行うように構成されるコンピュータ化されたクレーン制御システムを有する。本発明の第２の態様は、このような船を提供するためのクレーンをさらに提供する。

本発明の第2の態様によれば、このようなオフショア船は、
－ 例えばコンテナ、モノパイルといった１つ以上の積荷の保管のために構成される保管デッキを有する船体と、
－ クレーンであって、
－ 船体に固定されるクレーン基部、
－ クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造、
－ 旋回軸の周りでの上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部、
－ 上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造、
－ ラフィング駆動部を備え、ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構、
－ 吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体、
－ 積荷連結器であって、ウインチ駆動ケーブルは、複数の吊り綱の構成において、ブーム構造に定められる滑車と積荷連結器に定められる滑車との間で延びる、積荷連結器、
－ 旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムであって、例えば積荷連結器が積荷に連結される取上位置といったルーチン開始位置から、例えば積荷が別の船の保管デッキへと下降させられ得る着地位置といったルーチン終了位置まで、積荷連結器が移動するように、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供する積荷吊上ルーチンを実施するようにプログラムされるコンピュータ化されたクレーン制御システム、
－ コンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムの積荷吊上ルーチンを開始するための命令を受信するように構成される入力装置、
を備えるクレーンと、
を備える。

したがって、コンピュータ化されたクレーン制御システム、より具体的にはコンピュータ化されたクレーン制御システムの積荷吊上ルーチンは、所定の経路に沿って、積荷連結器を移動し、延いては積荷連結器によって支持される積荷を移動するように構成される。実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムにはセンサまたは他の入力装置が設けられ、それらセンサまたは他の入力装置は、システムに所定の経路のリアルタイムの空間情報を提供し、延いてはその経路に位置させられる可及的な衝突物体の情報、および／または例えば風またはうねりなどによる船もしくは積荷の相対的な移動についての情報を提供する。好ましくは、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、可能である場合、衝突を防止するように、および／もしくは積荷が所定の経路から逸脱するのを防止するように経路を動的に調整するように、ならびに／または衝突を防止するために、および／もしくは積荷が所定の経路から逸脱するのを防止するために吊上ルーチンを停止するように構成される。

本発明の第２の態様は、第１のクレーンと第２のクレーンとを備えるオフショア船をさらに提供し、クレーンは、両方のクレーンで積荷吊上ルーチンを行うように構成されるコンピュータ化されたクレーン制御システムを有する。本発明の第２の態様は、このような船を提供するためのクレーンをさらに提供する。

本発明の第２の態様によれば、このようなオフショア船は、
－ 例えばコンテナ、モノパイルといった１つ以上の積荷の保管のために構成される保管デッキを有する船体と、
－ 第１のクレーンおよび第２のクレーンであって、各々のクレーンは、
－ 船体に固定されるクレーン基部、
－ クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造、
－ 旋回軸の周りでの上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部、
－ 上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造、
－ ラフィング駆動部を備え、ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構、
－ 吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体、
－ 積荷連結器であって、ウインチ駆動ケーブルは、複数の吊り綱の構成において、ブーム構造に定められる滑車と積荷連結器に定められる滑車との間で延びる、積荷連結器、
－ 旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムであって、例えば積荷連結器が積荷に連結される取上位置といったルーチン開始位置から、例えば積荷が別の船の保管デッキへと下降させられ得る着地位置といったルーチン終了位置まで、積荷連結器が移動するように、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供する積荷吊上ルーチンを実施するようにプログラムされるコンピュータ化されたクレーン制御システム、
－ コンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムの積荷吊上ルーチンを開始するための命令を受信するように構成される入力装置、
を備える、第１のクレーンおよび第２のクレーンと、
を備え、
第１のクレーンのコンピュータ化されたクレーン制御システムは第２のクレーンのコンピュータ化されたクレーン制御システムと結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、１つだけの積荷を吊り上げる両方のクレーンを利用する積荷吊上ルーチンを行うように構成される。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、両方のクレーンと、１つだけの積荷を吊り上げるためのマスタスレーブ構成で結び付けられ得る。マスタスレーブ構成では、クレーン運転者が第１のクレーンを運転し、コンピュータ化されたクレーン制御システム同士は、第２のクレーンを第１のクレーンと共に動かすために、より具体的には吊上工程の間に第２のクレーンの積荷連結器を第１のクレーンの積荷連結器に対して固定位置で維持するために、結び付けられる。

第３の態様によれば、本発明は、クレーンを備えるオフショア船をさらに提供し、クレーンは、拡張システムを備える観察システムを有する。本発明の第３の態様は、このような船を提供するためのクレーンをさらに提供する。

本発明の第３の態様によれば、このようなオフショア船は、
－ 例えばコンテナ、モノパイルといった１つ以上の積荷の保管のために構成される保管デッキを有する船体と、
－ クレーンであって、
－ 船体に固定されるクレーン基部、
－ クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造、
－ 旋回軸の周りでの上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部、
－ 上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造、
－ ラフィング駆動部を備え、ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構、
－ 吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体、
－ 積荷連結器であって、ウインチ駆動ケーブルは、好ましくは複数の吊り綱の構成において、ブーム構造に定められる滑車と積荷連結器に定められる滑車との間で延びる、ブーム構造における滑車と積荷連結器における滑車との間で延び、吊上ウインチを駆動することは、クレーン作業領域において積荷連結器を上または下に移動させる、積荷連結器、
－ 旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システム、ならびに
－ 観察システムであって、
－ クレーンの作業領域のクレーン作業領域視野、好ましくはクレーン作業領域の上からの視野を登録するために、ブームに好ましくは搭載される少なくとも１つのカメラ、
－ 少なくとも１つのカメラおよびクレーン制御システムと結び付けられ、例えば吊上速度、風向きといった写実的クレーン情報を、カメラによって登録されたリアルタイムの視野と組み合わせて、拡張されたクレーン作業領域視野とするように構成される拡張システム、および、
－ 拡張された作業領域視野をクレーン運転者に提示するために拡張システムと結び付けられる、例えばモニタまたはヘッドアップディスプレイといった表示装置、
を備える観察システム、
を備えるクレーンと、
備える。

したがって、クレーンは、クレーン運転者にクレーン作業領域のリアルタイムの全体の視野を提供する。全体の視野は、クレーン作業領域のデジタル描写および/または実際の写真を組み合わせ、写実的クレーン情報と組み合わされる。

実施形態では、観察システムは、クレーン運転者に拡張されたクレーン作業領域視界を適応させることができ、例えば、どのクレーン情報が示されるかを選択させるか、または複数のカメラの場合には、クレーン作業領域のどの見る角度が示されるかを選択させることができる。

実施形態では、観察システムは、クレーン作業領域の異なる見る角度を提供するか、または異なる領域の視野を提供する複数のカメラを備える。例えば実施形態では、積荷がある場所から別の場所へと移動されるときなど、１つのカメラが、持ち上げられる積荷の元の場所を監視するように設定され、１つのカメラが、持ち上げられる積荷の目標位置の場所を監視するように設定され、３つのカメラがクレーン作業領域を監視するように設定され、そのうちの２つがクレーンのブームに搭載され、１つがクレーンの上部構造に搭載される。

また、複数のカメラの視野は組み合わされてもよい。例えば、第１のカメラは人を登録してもよく、その人は第２のカメラの視野において、コンテナによって視野から遮断されている。クレーン運転者に第２のカメラの視野が提示されているとき、人の図画表示が、人がコンテナの後に位置されていることをクレーン運転者に指示するために、コンテナの上に投影され得る。

実施形態では、観察システムは、単一の表示装置を備え、複数の視野をその表示装置において同時に示すように、および/または、画面全体での視野同士の間で切り替えるように、設定される。

追加または代替で、観察システムは、例えばデジタル情報をクレーン運転者の居室の窓に投影することによって、またはクレーン運転者の制御パネルに搭載されたシースルー型表示装置においてといった、ヘッドアップディスプレイを備えてもよい。ヘッドアップディスプレイの構成であれば、カメラによって登録された視野は、クレーン運転者の視線と並べられるべきである。カメラによって登録された写真が、写実的クレーン情報をヘッドアップディスプレイに正確に配置するために、拡張システムによって使用される。ヘッドアップディスプレイだけが使用される場合、カメラおよび物体認識ソフトウェアの代わりにスキャナで置き換えられ、このスキャナは空間情報を記録する。

空間情報は、例えば物体が見えないかまたは完全に見えないとき、その物体のデジタル画像を表示装置に投影するために使用されてもよい。例えば、霧もしくは弱い光の条件、またはクレーン運転者の居室からの直接的な視野の妨げによって引き起こされる悪い視界条件のため、クレーンによって運ばれる積荷などの重要な物体、または船に搭載される別のクレーンなどの潜在的な衝突物体は、クレーン運転者にとって十分に視認可能ではない可能性がある。したがって、拡張された視野は、例えば船に搭載される別のクレーンなどの物体の存在および場所を指示するために表示装置に投影される物体の線画または完全に表現された図といったデジタル描写を、クレーン運転者に提供することができる。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムおよび／または観察システムには、赤外線カメラ、暗視カメラ、提供される視野においてズームインを可能にするために写真の実質的な拡大を可能にするカメラ、物体検出センサ、レーザースキャナまたは超音波スキャナなどのスキャナなど、追加の情報を得るためにセンサおよびカメラが設けられてもよい。

「クレーン情報」という用語は、吊上工程に関連する任意の種類の情報を指すことがあり、持ち上げられる積荷についての情報、積荷が位置させられる船についての情報、風向き、物流計画の情報などを含み得る。

実施形態では、拡張システムは船およびクレーンの空間情報を含み、例えば船およびクレーンの三次元モデルを含み、例えば船の保管デッキに隣接して位置させられる制御ステーションといった潜在的な衝突物体をクレーン運転者に提示するために、この空間情報を使用するように構成される。また、空間情報は、「保管領域」と指定され、したがって積荷を着地させるためにアクセス可能である領域、および「人的領域」と指定され、したがってクレーンの進入禁止である領域など、機能的な情報と組み合わされてもよい。

また、空間情報は、例えばデッキに積み重ねられた異なる積荷を特定するために、およびどの積荷が最初に取り扱われるべきか、または特定の積荷がデッキにおいてどこに着地されるべきかの情報をクレーン運転者に提示するために、物流情報と組み合わされてもよい。

空間情報は、データベースから取得され得る、および/またはクレーンの周囲を走査することで取得され得る。

実施形態では、拡張システムは、少なくともクレーンの作業領域を走査し、好ましくは船の保管デッキに積み重ねられたコンテナなどの一時的な物体についての空間情報を取得するために、クレーンの周囲を走査するように構成される。

実施形態では、観察システムは、リアルタイムの三次元領域情報を取得するために、作業領域と、作業領域に直に隣接する領域と、を走査するための走査装置を備える。実施形態では、カメラおよび物体認識ソフトウェアが使用され、追加または代替で、レーザースキャナなどの空間センサが、作業領域の空間情報を登録するために使用される。

実施形態では、観察システムはクレーンの周囲を登録し、好ましくは連続的に登録するために、例えばレーザースキャナまたは超音波スキャナといった１つ以上の空間センサを備える。したがって、拡張システムの利用可能な空間情報は更新され得る。例えば保管デッキにおいて物体を積み上げることによるといった環境における変化は、拡張された視野に組み込まれ得る。

空間センサはクレーンに位置させられ得る。実施形態によれば、センサは、クレーンが旋回枢動部によって旋回されるとき、センサによって走査される領域がクレーンと共に移動するように、クレーンの上部構造および／またはクレーンのブームに位置させられる。実施形態では、センサは、異なる角度からの領域の空間情報を提供するために、例えば保管デッキに沿う異なる位置に沿って、船に搭載させられ得る。これは、固定の障害物、または保管デッキに積み上げられたコンテナなどの一時的な障害物を領域が含むとき、特に有益である。例えば実施形態では、保管デッキにおけるコンテナ位置をいくつかの角度から登録するために、船には複数のソーナーセンサが設けられる。

追加または代替で、１つ以上の空間センサが、クレーン作業領域の上から下への視野を提供するために、例えばブームの上部においてといった、クレーンのブームに搭載され得る。実施形態では、積荷連結器には、クレーン作業領域を走査するために、および／または例えば作業領域のリアルタイムでの上から下への視野といった情報をクレーン運転者に提供するために、センサおよび／またはカメラが設けられ得る。

実施形態では、移動式センサが、コンテナの周囲、ならびに例えば他の物体および／もしくは積荷連結器の近接を登録するために、または拡張システムに存在する空間情報に対して積荷の場所を登録するために、例えばコンテナといった積荷に一時的に搭載される。実施形態では、拡張された視野は、ブームに対する積荷連結器の位置、より具体的には、吊上ケーブルがブームによって支持される位置に対する積荷連結器の位置を表示する。したがって、拡張された視野は、クレーン作業領域の上からの視野において、積荷連結器の案内ずれおよび／または案内逸脱を指示する。実施形態では、拡張された視野は、クレーン操作者に、保管デッキに対する、または保管デッキに位置させられる積荷に対する積荷連結器の速度および積荷連結器の位置についての情報を示すことができる。

また、センサは、例えば複数の保管領域において保管デッキを分割するために、作業デッキに組み込まれてもよく、物体の登録は、これらの保管領域において存在するかしないかである。追加または代替で、保管デッキには、クレーンに搭載されるセンサにおいて最適に登録する目印が設けられることで、前記センサによる作業デッキの空間的な登録を向上させてもよい。

実施形態では、拡張された視野は、積荷連結器、および／もしくは積荷連結器によって支持される積荷と、クレーン運転者の居室と、の間の距離、または作業領域の上から下への視野の場合、ブームの上部と、積荷連結器および／もしくは積荷連結器によって支持される積荷と、の間の距離を表示する。

実施形態では、拡張システムは、積荷をその保管場所へと安全に移送するために、クレーン運転者が吊り上げられた積荷で追従するための経路を投影するように構成される。実施形態では、クレーン運転者は開始場所および終了場所を入力し、コンピュータ化されたクレーン制御システムまたは拡張システムはそれらの場所の間に最適な経路を生成する。代替の実施形態では、拡張システムは、吊り上げられる積荷についての物流情報を含み、延いては、開始場所および／または終了場所を分かっており、クレーン運転者が吊り上げられる積荷を選択するとき、その情報に基づいて経路を生成する。

経路は、例えば吊り上げられた積荷によって追従される三次元の線の形態で、または続いての矩形のフレームによって示される仮想的なトンネルであって、ある場所から他の場所への最適な移送を得るために積荷が内部に維持されるべき境界を定めるトンネルの形態で、投影され得る。

さらなる実施形態では、旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムは、あらかじめプログラムされた経路に沿って積荷を自動的に吊り上げるように構成され、その経路は拡張システム、コンピュータ化されたクレーン制御システム、またはクレーン運転者によって生成される。

実施形態では、拡張システムは、拡張された視野が経路と積荷連結器の位置との間の差異を表示し、延いては、経路に対する積荷連結器の案内ずれおよび／または案内逸脱を表示するように、積荷連結器の位置と追従される経路との両方を、好ましくは少なくとも上からの視野で表示するように構成される。これは、経路と実際の積荷との間のずれを最小に維持するために、ラフィング機構、および／または吊上機構、および／または旋回駆動部を制御することで、クレーン運転者に積荷連結器の位置を調節させることができる。さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、調節を行うことであらかじめ設定された軌道に積荷を自動的に維持するように構成される。

実施形態では、拡張システムは、積荷フック調整ルーチンを実施するように構成され、つまり積荷連結器の位置と持ち上げられる積荷との両方を、好ましくは少なくとも上からの視野において監視するように構成され、また、特には供給船の保管デッキから積荷が持ち上げられる前に、コンピュータ化されたクレーン制御システムとの組み合わせで、積荷連結器を積荷に対して実質的に固定された水平位置で維持することで、不正確なクレーン位置決めによる持ち上げの後の積荷の揺動を最小限とするように構成される。

実施形態では、拡張システムは、積荷が位置させられる船のうねり、より具体的には船の傾斜およびトリムを相殺するように構成される。実施形態では、観察システムには、持ち上げられる積荷が位置させられる例えば保管デッキといったプラットフォームの移動を追跡するために、例えばカメラまたはレーザースキャナといったスキャナが設けられる。

追加または代替で、拡張システムには、ブーム構造に搭載される滑車における吊上ケーブルの離脱角度を監視する案内ずれ／案内逸脱センサといった、ブーム先端に対する例えばクレーンフックといった、積荷連結器の場所を検出するセンサが設けられる。実施形態では、センサはブームの先端において移動可能に支持され、吊上ワイヤを取り囲む２つの小さい滑車を使用する吊上ワイヤの移動に追従する装置から成る。装置の位置はエンコーダを使用して測定される。測定は、水平平面に対するクレーンの配向の情報を提供する運動参照ユニットの測定で向上させられる。案内ずれが選択されたクレーン曲線と関連する閾を超える場合、警告がクレーン運転者に対して発生させられる。

前記フック調整ルーチンは、積荷連結器と積荷との間のずれを最小に維持するために、ラフィング機構、および／または吊上機構、および／または旋回駆動部を制御することで、コンピュータ化されたクレーン制御システムに積荷連結器の位置を調節させることができる。

実施形態では、拡張システムは、離昇ルーチンを実施するように構成され、つまり積荷連結器の位置と持ち上げられる積荷との両方を、好ましくは少なくとも上からの視野において監視するように構成され、また、特には供給船の保管デッキから積荷が持ち上げられる前に、コンピュータ化されたクレーン制御システムとの組み合わせで、積荷連結器を積荷に対して実質的に固定された鉛直位置で維持することで、離昇の瞬間に吊上ワイヤにおける弛みまたは引っ張りを最小限とするように構成される。

実施形態では、拡張システムは、積荷が位置させられる船のうねりを相殺するように構成される。実施形態では、観察システムには、持ち上げられる積荷が位置させられる例えば保管デッキといったプラットフォームの鉛直移動を追跡するために、例えばカメラまたはレーザースキャナといったスキャナが設けられる。

したがって、拡張システムは、コンピュータ化されたクレーン制御システムとの組み合わせで、吊上ウインチを制御し、自動的なうねりの相殺を提供するように構成される。追加で、吊上組立体および／またはコンピュータ化されたクレーン制御システムは、引張吊上ワイヤを監視することで、積荷連結器が積荷に連結されるとうねりの相殺を提供するように構成される。

さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムと組み合わされた拡張システムは、離昇を自動的に引き起こすように、および積荷が位置させられる船のうねりによる離昇の時間を測定するように構成される。

このような実施形態では、システムは、積荷を持ち上げるための最適なタイミングを予測する。例えば、コンピュータ化されたクレーン制御システムおよび／または観察システムは離昇ルーチンを実施するように構成され得る。離昇ルーチンは、例えば海底または供給船からといった、持ち上げ動作を開始するための最適なタイミングを情報が決定することに基づいて、クレーンが搭載される船の運動、および／または持ち上げられる積荷の運動、および／または持ち上げられる積荷に対するクレーンの運動を分析するために使用される。実施形態では、最適なタイミングは、積荷がその最大高さにあるとき、および／またはブーム構造と積荷との間の鉛直距離が最小にあるときである。

同じシステムは、例えば物体を海底に着地されるときなど、クレーンが搭載される船の、固定されたプラットフォームに対する、または海底に対するうねりを相殺するために使用されてもよい。システムは、クレーンが搭載される船と、持ち上げられる積荷が位置させられる船との間の相対的なうねりを相殺するために使用されてもよい。

実施形態では、拡張システムは、空間情報を提供するために、移動式空間スキャナを備える。例えば、人またはドローンに、例えば、供給船の保管デッキに位置させられる機器の場所および相対位置についてといった、供給船についての空間情報を登録するために、およびこの情報を拡張システムに提供するために、移動式空間スキャナが装備されてもよい。実施形態では、積荷連結器には移動式空間スキャナが設けられ、吊り上げの動きを開始する前に保管デッキおよび保管デッキに積み重ねられる積荷の地図を作るために、保管デッキにわたって移動させられる。

実施形態では、観察システムは、積荷の軌道、つまりクレーンによって吊り上げられている間に積荷によって追従される軌道を追跡するように構成され、好ましくは潜在的な積荷の軌道を投影するように、およびこの情報を拡張された視野の表示においてクレーン運転者に提示するように構成される。

さらなる実施形態では、観察システムは、積荷軌道データと三次元領域データとの間での可及的な衝突を検出するとき、警報を鳴らすように構成される。

実施形態では、観察システムは、ブームの潜在的な軌道、またはクレーンにより吊り上げられる積荷の潜在的な軌道が物体と衝突する場合、クレーン運転者に警告するように構成される。さらなる実施形態では、観察システムはコンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、衝突が起こるのを防止するために、ブームまたは積荷の移動を停止するように、またはブームまたは積荷の軌道を調節するように構成される。

実施形態では、観察システムは、クレーン作業領域における人の存在を監視するためにカメラおよび光学認識ソフトウェアを備え、拡張システムは、クレーン作業領域における人の存在をクレーン運転者に合図および指示するように構成される。さらなる実施形態では、観察システムはコンピュータ化されたクレーン制御システムと結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、衝突が起こるのを防止するために、または観察システムによって検出された人の上方または所定の範囲内の位置へと積荷が移動させられるのを防止するために、積荷連結器の移動を停止する、または積荷連結器の軌道を調節するように構成される。

実施形態では、観察システムは、好ましくはクレーン作業領域の上から下への視野を用いて、積荷連結器の移動を、または積荷連結器によって支持される積荷を追跡するように構成され、吊上動作の間に積荷を制御することを支援するためにコンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられる。例えば、観察システムとコンピュータ化された制御システムとは、クレーンの回転および／または旋回の運動の終了に積荷の揺動を引き起こす積荷の超過を防止または少なくとも低減するために結び付けられ得る。このような状況において、クレーンアームが移動を停止するとき、勢いが吊るされた積荷をその経路において進み続けさせてしまう。積荷を安定させるために、観察システムおよびコンピュータ化されたクレーン制御システムはこの状況を検出でき、勢いを相殺し、積荷を安定的に維持するために、ブームを移動して各々の方向における揺動の終了において若干超過する積荷の重心に追従するように構成される。

オフショアクレーンのクレーン運転者は複雑な環境に対処する必要があることは考えられている。例えば、霧および雨などの天候条件は視界を妨げる可能性があり、またはうねりもしくは風の形態では、保管デッキに積み重ねられるかもしくはクレーンによって吊り上げられる積荷の場所および／もしくは軌道に影響を与える可能性がある。

クレーン運転者に天候条件についての追加の情報、作業領域の特別の情報、吊上情報を提供することで、およびこれらを拡張された視野の形態で提示することで、本発明の第３の態様は、クレーン動作を単純化することを可能にし、動作条件の範囲の増加を可能にする。

第４の態様によれば、本発明はクレーンを備えるオフショア船をさらに提供し、クレーンは、自動フック高さルーチンおよび／または等高フック高さルーチンを実施するように構成されるコンピュータ化されたクレーン制御システムを有する。本発明は、このような船を提供するためのクレーンをさらに提供する。

本発明の第４の態様によれば、オフショア船は、
－ 例えばコンテナ、モノパイルといった１つ以上の積荷の保管のために構成される保管デッキを有する船体と、
－ クレーンであって、
－ 船体に固定されるクレーン基部、
－ クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造、
－ 旋回軸の周りでの上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部、
－ 上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造、
－ ラフィング駆動部を備え、ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構、
－ 吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体、
－ 積荷連結器であって、ウインチ駆動ケーブルは、好ましくは複数の吊り綱の構成において、ブーム構造に定められる滑車と積荷連結器に定められる滑車との間で延びる、ブーム構造における滑車と積荷連結器における滑車との間で延び、吊上ウインチを駆動することは、クレーン作業領域において積荷連結器を上または下に移動させる、積荷連結器、ならびに
－ 旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システム、
を備えるクレーンと、
を備え、
コンピュータ化されたクレーン制御システムは、
効果的には、ブームの上下の間に積荷連結器がブーム構造と共に移動させられるように、積荷連結器と、ブーム構造、より具体的には、ブーム構造における滑車との間の鉛直距離を実質的に一定に維持するように、吊上ウインチをブーム構造の上下の間に駆動させることを含む自動フック高さルーチン、および／または
効果的には、ブームの上下の間に積荷連結器と積荷連結器によって支持される積荷とが一定の高さにおいて維持されるように、積荷連結器と船の保管デッキとの間の鉛直距離を実質的に一定に維持するように吊上ウインチをブーム構造の上下の間に駆動することを含む等高フック高さルーチン、
を実施するようにプログラムされる。

自動フック高さルーチンについて、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器の相対位置、つまりブームに対する積荷連結器の位置、より具体的には積荷連結器とブームとの間の距離または高さを、監視するように構成される。この距離または高さは、自由に垂れ下がるワイヤ、つまりブームと積荷連結器との間で延びる吊上ワイヤと同様である。

さらに、自動フック高さルーチンであれば、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、上下の間、つまりブームの水平との角度が、ブームを内部枢動軸の周りで枢動させることで変化させられる間、ブームに対する積荷連結器の位置を一定に維持するように構成される。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、ラフィング機構からブーム位置についてのデータを集めるように構成される。追加または代替で、ブームの角度、および／または例えばブームに対するといったクレーンに対する積荷連結器の位置を監視するセンサまたはスキャナが提供され得る。情報は、ブームの上下の間、吊上ウインチ、延いては積荷連結器の鉛直位置を制御するために使用される。実施形態では、クレーンには、クレーン作業領域と、クレーン動作領域における積荷連結器の位置と、を登録するカメラが設けられる。例えば、物体認識ソフトウェアが、積荷連結器の相対位置、つまりブームに対する積荷連結器の位置を監視するために、コンピュータ化されたクレーン制御システムによって使用される。実施形態では、積荷連結器には、コンピュータ化されたクレーン制御システムのカメラおよび／またはセンサによる積荷連結器の追跡を最適化するために、光学的目印、および／または、例えばＲＦＩＤタグといった他の識別装置が設けられる。

自動フック高さルーチンは、具体的には積荷連結器が上昇位置にあり、つまりブーム構造における滑車に近く、ブームの下降または上昇の間にその位置で維持されるとき、有用である。吊上ワイヤがブームに対して典型的には斜めに延びるため、ブームの上下は、自由に垂れ下がるワイヤの長さ、つまりブームと積荷連結器との間で延びるワイヤの長さを変える。したがって、先行技術では、典型的には、特にブームの下降において上下の動きを防止するために、積荷連結器をブームへと当てるように、最小距離が積荷連結器とブームとの間で維持されている。積荷連結器とブームとの間の距離は、吊上ワイヤを延ばし、延いては積荷連結器をブームとの衝突から防止するために、クレーン運転者に吊上ウインチを適時に制御させることができる安全マージンを提供する。この解決策の欠点は、ブームと積荷連結器との間で延びるワイヤの長さが上下の動きの間に積荷連結器の揺動を引き起こし得ることである。揺動する積荷連結器を制御することは余分な時間を取る。さらに、揺動は積荷連結器をブームと衝突させる可能性がある。

典型的には、本発明の第４の態様による自動フック高さルーチンは、上下動作を実施する間にクレーン運転者によって実施される。上下動作は、クレーン運転者がラフィング駆動部と吊上ウインチとの両方を同時に能動的に制御することを必要とする。自動フック高さルーチンは、吊上ウインチがコンピュータ化されたクレーン制御システムによって制御されるため、クレーン運転者にラフィング駆動部に完全に集中させることができる。したがって、自動フック高さルーチンはクレーン動作を容易にする。

等高フック高さルーチンについて、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器の相対位置、つまり保管デッキに対する積荷連結器の位置、より具体的には積荷連結器と保管デッキとの間の距離または高さを監視するように構成される。

さらに、等高フック高さルーチンであれば、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、上下の間、つまりブームの水平との角度が、ブームを内部枢動軸の周りで枢動させることで変化させられる間、デッキに対する積荷連結器の位置を一定に維持するように構成される。

本発明の第４の態様による等高フック高さルーチンは、例えば積荷連結器によって支持される積荷を、クレーンに向けて、またはクレーンから離すように移動させるなどのためにブームの角度が適合されるとき、特に有用である。等高フック高さルーチンは上下動作の間に積荷の鉛直位置を一定に維持する。したがって、積荷は上昇または下降させられず、積荷の位置エネルギーは一定に維持され、これは効率的な上下動作を可能にする。

典型的には、等高フック高さルーチンは、上下動作を実施する間にクレーン運転者によって実施される。上下動作は、クレーン運転者がラフィング駆動部と吊上ウインチとの両方を同時に能動的に制御することを必要とする。等高フック高さルーチンは、吊上ウインチがコンピュータ化されたクレーン制御システムによって制御されるため、クレーン運転者にラフィング駆動部に完全に集中させることができる。したがって、等高フック高さルーチンはクレーン動作を容易にする。

したがって、第４の態様によれば、本発明は、上下の間に自動フック高さルーチンを実施するようにプログラムされるコンピュータ化されたクレーン制御システム、上下の間に等高フック高さルーチンを実施するようにプログラムされるコンピュータ化されたクレーン制御システム、または上下の間に自動フック高さルーチンを実施するようにプログラムされ、上下の間に等高フック高さルーチンを実施するようにプログラムされるコンピュータ化されたクレーン制御システム、が設けられるクレーンを提供する。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、ブームまたは保管デッキに対する積荷連結器の所望の高さをクレーン運転者に入力させることができるように構成される入力装置を備える。実施形態では、クレーン運転者は、吊上ウインチを制御する必要なく上下動作に集中できるように、積荷連結器の現在の高さを「固定」できる。

追加または代替で、実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーン運転者に、例えば、積荷連結器がブームに隣接して位置させられる待機位置を選択させるといった、積荷連結器のための所望の位置を入力させることができるか、または船の保管デッキ表面に対するメートルでの高さを入力させることができ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器をその位置に移動させ、続く上下動作の間に積荷連結器をその位置で維持するように構成される。

好ましくは、コンピュータ化されたクレーン制御システムには、上下動作および／または吊り上げ動作の間に積荷連結器がブーム構造との衝突するのを防止する積荷連結器衝突防止機能が設けられる。例えば、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、ブームに近付いている積荷連結器を検出するために、ブーム構造および／または積荷連結器に位置させられる近接検出装置が設けられてもよく、上下の動きを停止することで、および／または吊上ワイヤの長さを調節することで、ブーム構造と積荷連結器との間の衝突を防止するために、警告をクレーン運転者に合図するように構成されてもよく、好ましくはラフィング機構および／または吊上ウインチを制御するように構成されてもよい。

したがって、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、ブームの角度を調節する間、積荷連結器とその積荷連結器によって支持される積荷とをブームまたは保管デッキに対して設定された高さで維持するときに、クレーン運転者を支援するように構成される。これは、クレーン運転者が旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチを同じ瞬間に制御することを先行技術は必要とする、上下の動きがクレーンを旋回させることと組み合わされるとき、特に有益である。

クレーン運転者に自動フック高さルーチンおよび／または等高フック高さルーチンを提供することで、本発明の第４の態様はクレーン動作を簡単にすることができる。

第4の態様によるさらなる実施形態では、クレーンは、吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える専用の吊上組立体を各々が伴う複数の積荷連結器を備える。

複数の積荷連結器の各々について、吊上ウインチ駆動ケーブルは、ブーム構造における滑車と積荷連結器における滑車との間で延び、好ましくは複数の吊り綱の構成において、ブーム構造に定められる滑車と積荷連結器に定められる滑車との間で延びる。吊上ウインチを駆動することで、対応する積荷連結器をクレーン作業領域において上または下に移動させる。

さらに、コンピュータ化されたクレーン制御システムは吊上ウインチに結び付けられ、各々の積荷連結器について、自動フック高さルーチンおよび／または等高フック高さルーチンを実施するようにプログラムされる。

したがって、例えば第１の積荷連結器および第２の積荷連結器を有するクレーンであれば、クレーン運転者は、積荷を一方の積荷連結器で吊り上げる間、他方の積荷連結器の位置をブームまたは作業デッキに対して一定の距離に設定できる。

例えば、第２の積荷連結器によって支持される積荷を上下の動きの間に一定の高さに維持するために、第２の積荷連結器の吊上ウインチによる等高フック高さルーチンを用いて、ブーム構造を下向きに枢動させることで積荷をクレーンから離すように輸送するために一方の積荷連結器が使用される間、他方の積荷連結器は、自動フック高さルーチンを用いて、ブームに隣接する待機位置に設定させることができる。

また、単一の積荷が２つの積荷連結器で持ち上げられてもよく、それら積荷連結器は両方とも、積荷を水平に一定の位置で維持するために、上下の動きの間に作業デッキに対して一定の高さで設定され得る。

第４の態様によるさらなる実施形態では、クレーンは、吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える専用の吊上組立体を各々が伴う複数の積荷連結器を備える。吊上ウインチを駆動することで、対応する積荷連結器をクレーン作業領域において上または下に移動させる。

さらに、コンピュータ化されたクレーン制御システムは吊上ウインチに結び付けられ、各々の積荷連結器について、連結器をマスタ積荷連結器と共に一定の等高で維持することを伴う自動スレーブ高さルーチンを実施するようにプログラムされる。したがって、積荷が複数の積荷連結器によって支持されるとき、クレーン運転者は１つの吊上ウインチを操作する必要しかない。これは、複数の積荷連結器によって支持される積荷を輸送するのを容易にし、より具体的には、上下の動作の間、ならびに積荷の持ち上げおよび下降の間に、その積荷の等高を維持することを容易にする。

本発明の第４の態様によるさらなる実施形態では、旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷の揺動を防止するために上下の動きおよび旋回の動きの間、上下の速度および旋回の速度を制限することによる、積荷の加速、速度、および減速を制限するようにプログラムされる。

第５の態様によれば、本発明は、クレーンを備えるオフショア船をさらに提供し、クレーンは衝突防止システムを有する。本発明の第５の態様は、このような船を提供するためのクレーンをさらに提供する。

本発明の第５の態様によれば、このようなオフショア船は、
－ 船体と、
－ クレーンであって、
－ 船体に固定されるクレーン基部、
－ クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造、
－ 旋回軸の周りでの上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部、
－ 上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造、
－ ラフィング駆動部を備え、ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構、
－ 吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体、
－ 積荷連結器であって、ウインチ駆動ケーブルは、好ましくは複数の吊り綱の構成において、ブーム構造に定められる滑車と積荷連結器に定められる滑車との間で延びる、積荷連結器、
－ 旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システム、ならびに
－ ブーム構造の少なくとも上部分に隣接して延びる衝突安全ゾーンを走査し、旋回運動および／もしくは上下運動の間に衝突安全ゾーンに入る物体を検出し、続いて検出された物体との衝突を防止するために、クレーン運転者に警告信号を提示するように、ならびに／またはブームの旋回運動および／もしくは上下運動を停止するように、ブーム構造の少なくとも上部分に沿って位置させられる、例えば物体認識ソフトウェアを伴うカメラまたはレーザースキャナといった複数の近接検出装置を備える衝突防止システム、
を備えるクレーンと、
を備える。

実施形態では、クレーンブームの隣および下の領域は、ＬＩＤＡＲセンサを用いることで走査される。

クレーンに衝突防止システムを設けることで、本発明の第５の態様はクレーン動作を簡単にすることができる。さらに、衝突防止システムは、例えば夜間といった悪い視界を伴う条件、または雨、霧、もしくは雪などの厳しい天候条件の下でクレーン動作を実施するとき、特に有益である。

好ましくは、近接検出装置によって取得されるデータは、例えば操作者居室における表示装置において、クレーン運転者に図画で提示される。また、クレーンのブームが危険ゾーンに入った場合、聴覚的な警報および／または視覚的な警報が作動させられる。

実施形態では、衝突防止機能は、クレーンシステムが切り替えられるときにデフォルトで作動させられるが、必要な場合にクレーン操作者によって作動停止させることができる。第６の態様によれば、本発明は、クレーンを備えるオフショア船をさらに提供し、クレーンは、クレーンの旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムを有し、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーンの積荷連結器、延いては積荷連結器によって支持される積荷を、所定の軌道に沿って移動させるように構成される。

コンピュータ化されたクレーン制御システムは、旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられ、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供することで、積荷連結器を所定の軌道に沿って移動させるルーチンを実施するようにプログラムされる。

所定の軌道は、例えば陸上でシミュレーションを行い、積荷連結器の移動をシミュレータからコンピュータ化されたクレーン制御システムへと移すことで取得できる。代替で、クレーン運転者は、理想的な軌道をコンピュータ化されたクレーン制御システムにプログラムすることが可能とされる。例えば、軌道はエディタを使用して入力できる。軌道における点が入力され、エディタはそれらの間における最適なルートを決定する。エディタは、例えば構成されたクレーン制御システムの一部であり、クレーン制御居室においてアクセス可能であり得る。追加または代替で、エディタは、持ち上げがクレーンから独立して設計できるように、スタンドアロンアプリケーションとして利用可能である。

また、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器の移動の軌道を記録するように構成されてもよく、その記録された移動は、所定の軌道として後で使用できる。

積荷連結器の軌道はコンピュータ化されたクレーン制御システムを使用して制御できるため、所定の軌道は、積荷を取り扱うための理想的な経路に沿って、つまり積荷をその目標位置へと素早く移動させることができる経路と、クレーンの構造および能力に最小の負担を掛ける経路と、の最適な組み合わせに沿って、積荷連結器を移動させるように設定され得る。したがって、クレーンの運転範囲は最適に使用でき、例えば、実際に吊り上げられる積荷の少なくとも２倍を取り扱えるクレーンを使用する必要はもはやない。

さらなる実施形態では、クレーンには、積荷連結器の移動を追跡するための、コンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられる観察システムがさらに設けられ、その観察システムは、
－ クレーンの作業領域のクレーン作業領域視野、好ましくはクレーン作業領域の上からの視野を登録するために、ブームに好ましくは搭載される少なくとも１つのカメラと、
－ 少なくとも１つのカメラおよびクレーン制御システムと結び付けられ、例えば吊上速度、風向きといった写実的クレーン情報を、カメラによって登録されたリアルタイムの視野と組み合わせて、拡張されたクレーン作業領域視野とするように構成される拡張システムと、
－ 拡張された作業領域視野をクレーン運転者に提示するために拡張システムと結び付けられる、例えばモニタまたはヘッドアップディスプレイといった表示装置と、
を備える。

観察システムは、クレーン運転者に積荷連結器の移動を監視させ、延いては積荷連結器によって支持される積荷の移動を監視させることができる。好ましい実施形態では、表示装置は、クレーン運転者による監視を容易にするために、所定の軌道に従っての積荷連結器のプログラムされた軌道と、積荷連結器の実際の位置、好ましくは実際の軌道と、を投影する。クレーン運転者は、実際の軌道と所定の軌道との間の不一致が大きくなりすぎる場合、ルーチン、つまり所定の軌道に沿っての制御された移動を停止または却下できる。

さらなる好ましい実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、ルーチンを停止する必要なく積荷連結器を走路において維持するために、ルーチン、つまり所定の軌道をクレーン運転者に調節させることができる。

実施形態では、観察システムは、積荷の軌道、つまりクレーンによって吊り上げられている間に積荷によって追従される軌道を追跡するように構成され、好ましくは潜在的な積荷の軌道を投影するように、およびこの情報を拡張された視野の表示においてクレーン運転者に提示するように構成される。

さらなる実施形態では、観察システムは、積荷軌道データと三次元領域データとの間での可及的な衝突を検出するとき、警報を鳴らすように構成される。

実施形態では、観察システムは、ブームの潜在的な軌道、またはクレーンにより吊り上げられる積荷の潜在的な軌道が物体と衝突する場合、クレーン運転者に警告するように構成される。さらなる実施形態では、観察システムはコンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、衝突が起こるのを防止するために、ブームもしくは積荷の移動を停止するように、またはブームもしくは積荷の軌道を調節するように構成される。

実施形態では、観察システムは、クレーン作業領域における人の存在を監視するためにカメラおよび光学認識ソフトウェアを備え、拡張システムは、クレーン作業領域における人の存在をクレーン運転者に合図および指示するように構成される。さらなる実施形態では、観察システムはコンピュータ化されたクレーン制御システムと結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、衝突が起こるのを防止するために、または観察システムによって検出された人の上方の位置へと積荷が移動させられるのを防止するために、積荷連結器の移動を停止するか、または積荷連結器の軌道を調節するように構成される。

実施形態では、クレーン運転者は、積荷連結器が所定の軌道に追従する速度を制御する。さらなる実施形態では、コンピュータ化された制御システムは、クレーン運転者が制御を解除するときであっても積荷連結器を制御された停止とさせるように構成される。

実施形態では、所定の軌道はＸＹ平面に関して設定でき、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーンの旋回運動および上下運動のみを制御し、クレーン運転者に持ち上げ高さの制御をまかせる。

実施形態では、所定の軌道はＸＹＺ平面について設定でき、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーンの旋回運動、上下運動、および吊上運動を制御する。

第７の態様によれば、本発明は、クレーンを備えるオフショア船をさらに提供し、クレーンは、前述したようなクレーンの旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムを有し、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、クレーンの吊上ウインチと、を制御するように構成される。

クレーンには、積荷連結器の移動を追跡するための、コンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられる観察システムがさらに設けられ、その観察システムは、
－ クレーンの作業領域のクレーン作業領域視野、好ましくはクレーン作業領域の上からの視野を登録するために、ブームに好ましくは搭載される少なくとも１つのカメラと、
－ 少なくとも１つのカメラおよびクレーン制御システムと結び付けられ、例えば吊上速度、風向きといった写実的クレーン情報を、カメラによって登録されたリアルタイムの視野と組み合わせて、拡張されたクレーン作業領域視野とするように構成される拡張システムと、
－ 拡張された作業領域視野をクレーン運転者に提示するために拡張システムと結び付けられる、例えばモニタまたはヘッドアップディスプレイといった表示装置と、
を備える。

実施形態では、拡張システムは、積荷が位置させられる船のうねり、より具体的には船の傾斜およびトリムを相殺するように構成される。実施形態では、観察システムには、持ち上げられる積荷が位置させられる例えば保管デッキといったプラットフォームの移動を追跡することで、クレーンに対するうねり、傾斜、およびトリムを登録するために、例えばカメラまたはレーザースキャナといったスキャナが設けられる。実施形態では、この情報は、うねり、傾斜、および／またはトリムのパターンを予測するために使用もされる。

プラットフォームの変化する位置について取得された情報は、クレーンの移動、具体的には、クレーンによって支持される積荷の移動を制御することで、積荷をプラットフォームから持ち上げる間、および積荷をプラットフォームに着地させる間、プラットフォームとの衝突を防止するために、コンピュータ化されたクレーン制御システムによって使用される。

実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、能動的なうねりの相殺を提供するように構成され、つまり「世界座標系」と比較して積荷をできるだけ不動に維持するように構成される。

さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、相対的なうねりの相殺を提供するように構成され、つまり例えば供給船の保管デッキといった、クレーンによって支持される積荷が着地されるプラットフォームと比較して積荷をできるだけ不動に維持するように構成される。

相対的なうねりの相殺の方法は、例えば供給船のデッキといった、外部の運動に追従することができる。したがって、供給船のデッキに積荷を近付けるとき、うねりの相殺は、クレーンが搭載されている船のブーム先端の運動を相殺するだけでなく、供給船のデッキの運動を相殺することもできる。この方法により、供給船のデッキへのはるかにより円滑な着地が確保され得る。

実施形態では、例えば保管デッキといったターゲットプラットフォームの運動は、目標のプラットフォームに搭載される、安全なデータリンクを伴う移動式の運動参照ユニットを用いて、遠隔で測定される。追加または代替で、目標のプラットフォームの移動は、例えば好ましくはクレーンのブームの先端において、クレーンのブームなどに搭載される、例えばクレーンに搭載されるカメラまたはレーザーといったセンサによって測定される。

実施形態では、目標のプラットフォームの登録された移動は、クレーンの制御システムにおいてリアルタイムで処理される。クレーンのうねりの相殺のシステムは、吊上ワイヤロープを繰り寄せるかまたは繰り出すことによってこれらの運動に追従するように設定される。相殺の運動に加えて、クレーン操作者は、積荷を供給船のデッキに円滑に位置決めするために、クレーンを通常行われるように動作させることができる。

実施形態では、拡張システムは、積荷フック調整ルーチンを実施するように構成され、つまり積荷連結器の位置と持ち上げられる積荷との両方を、好ましくは少なくとも上からの視野において監視するように構成され、また、特には供給船の保管デッキから積荷が持ち上げられる前に、コンピュータ化されたクレーン制御システムとの組み合わせで、積荷連結器を積荷に対して実質的に固定された水平位置で維持することで、不正確なクレーン位置決めによる持ち上げの後の積荷の揺動を最小限とするように構成される。

追加または代替で、拡張システムには、ブーム構造に搭載される滑車における吊上ケーブルの離脱角度を監視する案内ずれ／案内逸脱センサといった、ブーム先端に対する積荷連結器の場所を検出するセンサが設けられる。実施形態では、センサは、ブームの先端において移動可能に支持され、吊上ワイヤを取り囲む２つの小さい滑車を使用する吊上ワイヤの移動に追従する装置から成る。装置の位置はエンコーダを使用して測定される。測定は、水平平面に対するクレーンの配向の情報を提供する運動参照ユニットの測定で向上させられる。

案内ずれが選択されたクレーン曲線と関連する閾を超える場合、警告がクレーン運転者に対して発生させられる。

前記フック調整ルーチンは、積荷連結器と積荷との間のずれを最小に維持するために、ラフィング機構、および／または吊上機構、および／または旋回駆動部を制御することで、コンピュータ化されたクレーン制御システムに積荷連結器の位置を調節させることができる。

実施形態では、拡張システムは、離昇ルーチンを実施するように構成され、つまり積荷連結器の位置と持ち上げられる積荷との両方を、好ましくは少なくとも上からの視野において監視するように構成され、また、特には供給船の保管デッキから積荷が持ち上げられる前に、コンピュータ化されたクレーン制御システムとの組み合わせで、積荷連結器を積荷に対して実質的に固定された鉛直位置で維持することで、離昇の瞬間に吊上ワイヤにおける弛みまたは引っ張りを最小限とするように構成される。

実施形態では、拡張システムは、積荷が位置させられる船のうねりを相殺するように構成される。実施形態では、観察システムには、持ち上げられる積荷が位置させられる例えば保管デッキといったプラットフォームの鉛直移動を追跡するために、例えばカメラまたはレーザースキャナといったスキャナが設けられる。

したがって、拡張システムは、コンピュータ化されたクレーン制御システムとの組み合わせで、吊上ウインチを制御し、自動的なうねりの相殺を提供するように構成される。追加で、吊上組立体および／またはコンピュータ化されたクレーン制御システムは、引張吊上ワイヤを監視することで、積荷連結器が積荷に連結されるとうねりの相殺を提供するように構成される。

さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムと組み合わされた拡張システムは、離昇を自動的に引き起こすように、および積荷が位置させられる船のうねりによる離昇の時間を測定するように構成される。

このような実施形態では、システムは、積荷を持ち上げるための最適なタイミングを予測する。例えば、コンピュータ化されたクレーン制御システムおよび／または観察システムは、離昇ルーチンを実施するように構成され得る。離昇ルーチンは、例えば海底または供給船からといった、持ち上げ動作を開始するための最適なタイミングを情報が決定することに基づいて、クレーンが搭載される船の運動、および／または持ち上げられる積荷の運動、および／または持ち上げられる積荷に対するクレーンの運動を分析するために使用される。実施形態では、最適なタイミングは、積荷がその最大高さにあるとき、および／またはブーム構造と積荷との間の鉛直距離が最小にあるときである。

同じシステムは、例えば物体を海底に着地されるときなど、クレーンが搭載される船の、固定されたプラットフォームに対する、または海底に対する、うねりを相殺するために使用されてもよい。システムは、クレーンが搭載される船と、持ち上げられる積荷が位置させられる船との間の相対的なうねりを相殺するために使用されてもよい。

自動離昇モードが機能している場合、クレーンは、条件が離昇ルーチンにとって最適であるときに、プラットフォームの上方の安全な高さへと積荷を自動的に持ち上げる。その後、クレーン操作者が制御を担い、持ち上げ動作を完了できる。好ましくは、クレーン運転者は、離昇が差し迫っているとき、例えば聴覚的な信号で、システムによって指示される。

実施形態では、積荷連結器には、自動の離昇が差し迫っているときに作動させられる聴覚的指示部および／または視覚的指示部が設けられる。したがって、デッキにおける人は、積荷がデッキから持ち上げられようとしていることに気付かされる。指示部は、例えば２秒または３秒といった実際の離昇の数秒前に、コンピュータ化された制御システムによって好ましくは作動させられる。実施形態では、複数の指示部が、離昇ルーチンにおける後続の段階を合図するために使用される。例えば、黄色の光が、システムが機能していること、つまり積荷を持ち上げるための正しい時期を待ち、積荷が２秒以内に持ち上げられる場合に橙色の光を点滅することを指示するために使用される。

実施形態では、拡張システムは、吊上工程に関する視覚的な情報をクレーン運転者に提示するように構成される。

実施形態では、観察システムは、クレーン作業領域のリアルタイムのカメラの観察と、デジタルまたは写実的クレーン情報と、の両方をクレーン運転者に提示する表示装置を備える。好ましくは、観察システムは、カメラの視野に対して写実的情報を投影し、したがって、リアルタイムの状況の情報とリアルタイムの吊上工程の情報とを単一の表示装置を介して描写するように構成される。さらに好ましい実施形態では、写実的クレーン情報は、例えば積荷連結器に、積荷に、または積荷が着地される保管デッキに、といった、カメラによって登録される物体に結び付けられる。視覚的な目印が、例えば前記目印の大きさまたは色を変えることで、前記物体についての情報を提供するために使用されてもよい。例えば、クレーン作業領域の上から下への視野において、写実的クレーン情報は、円の中心が積荷連結器の位置を印し、円の半径が積荷連結器と積荷連結器の下方のデッキとの間の距離の指示部となるように、積荷連結器に対して投影される円の形態で提供させることができる。

投影できるクレーン情報の例は、好ましくは変化する半径を伴った円によって提示される、デッキの上方での積荷連結器の位置、積荷連結器の移動の速度および方向を指示する運動ベクトル、現在の積荷における最大クレーン半径、上下動の経路、旋回の経路、制限された領域、などである。

実施形態では、拡張システムは船およびクレーンの空間情報を含み、例えば船およびクレーンの三次元モデルを含み、例えば船の保管デッキに隣接して位置させられる制御ステーションといった潜在的な衝突物体をクレーン運転者に提示するために、この空間情報を使用するように構成される。また、空間情報は「保管領域」と指定され、したがって積荷を着地させるためにアクセス可能である領域、および「人的領域」と指定され、したがってクレーンの進入禁止である領域など、機能的な情報と組み合わされてもよい。

また、空間情報は、例えばデッキに積み重ねられた異なる積荷を特定するために、およびどの積荷が最初に取り扱われるべきか、または特定の積荷がデッキにおいてどこに着地されるべきかの情報をクレーン運転者に提示するために、物流情報と組み合わされてもよい。

空間情報は、データベースから取得され得る、および／またはクレーンの周囲を走査することで取得され得る。

実施形態では、拡張システムは、少なくともクレーンの作業領域を連続的に走査し、好ましくは船の保管デッキに積み重ねられたコンテナなどの一時的な物体についての空間情報を取得するためにクレーンの周囲を連続的に走査するように構成される。

実施形態では、観察システムは、リアルタイムの三次元領域情報を取得するために、作業領域と、作業領域に直に隣接する領域と、を走査するための走査装置を備える。実施形態では、カメラおよび物体認識ソフトウェアが使用され、追加または代替で、レーザースキャナなどの空間センサが、作業領域の空間情報を登録するために使用される。

実施形態では、観察システムは、クレーンの周囲を登録し、好ましくは連続的に登録するために、例えばレーザースキャナまたは超音波スキャナといった１つ以上の空間センサを備える。したがって、拡張システムの利用可能な空間情報は更新され得る。例えば保管デッキにおいて物体を積み上げることによるといった環境における変化は、拡張された視野に組み込まれ得る。

空間センサはクレーンに位置させられ得る。実施形態では、センサは、クレーンが旋回枢動部によって旋回されるとき、センサによって走査される領域がクレーンと共に移動するように、クレーンの上部構造および／またはクレーンのブームに位置させられる。実施形態では、センサは、異なる角度からの領域の空間情報を提供するために、例えば保管デッキに沿う異なる位置に沿って、船に搭載させられ得る。これは、固定の障害物、または保管デッキに積み上げられたコンテナなどの一時的な障害物を領域が含むとき、特に有益である。例えば、実施形態では、保管デッキにおけるコンテナ位置をいくつかの角度から登録するために、船には複数のソーナーセンサが設けられる。

追加または代替で、１つ以上の空間センサが、クレーン作業領域の上から下への視野を提供するために、例えばブームの上部においてといった、クレーンのブームに搭載され得る。実施形態では、積荷連結器には、クレーン作業領域を走査するために、および／または、例えば作業領域のリアルタイムでの上から下への視野といった情報をクレーン運転者に提供するために、センサおよび／またはカメラが設けられ得る。

実施形態では、移動式センサが、コンテナの周囲、ならびに例えば他の物体および／もしくは積荷連結器の近接を登録するために、または拡張システムに存在する空間情報に対して積荷の場所を登録するために、例えばコンテナといった積荷自体に一時的に搭載される。実施形態では、拡張された視野は、ブームに対する積荷連結器の位置、より具体的には吊上ケーブルがブームによって支持される位置に対する積荷連結器の位置を表示する。したがって、拡張された視野は、クレーン作業領域の上からの視野において、積荷連結器の案内ずれおよび／または案内逸脱を指示する。実施形態では、拡張された視野は、クレーン操作者に、保管デッキに対する、または保管デッキに位置させられる積荷に対する、積荷連結器の速度および積荷連結器の位置についての情報を示すことができる。

また、センサは、例えば複数の保管領域において保管デッキを分割するために、作業デッキに組み込まれてもよく、物体の登録は、これらの保管領域において存在するかしないかである。追加または代替で、保管デッキには、クレーンに搭載されるセンサにおいて最適に登録する目印が設けられることで、前記センサによる作業デッキの空間的な登録を向上させてもよい。

実施形態では、拡張された視野は、積荷連結器、および／もしくは積荷連結器によって支持される積荷と、クレーン運転者の居室と、の間の距離、または作業領域の上から下への視野の場合、ブームの上部と、積荷連結器および／もしくは積荷連結器によって支持される積荷と、の間の距離を表示する。

実施形態では、拡張システムは、積荷をその積み上げの場所へと安全に移送するために、クレーン運転者が吊り上げられた積荷に追従するための経路を投影するように構成される。実施形態では、クレーン運転者は開始場所および終了場所を入力し、コンピュータ化されたクレーン制御システムまたは拡張システムはそれらの場所の間に最適な経路を生成する。代替の実施形態では、拡張システムは、吊り上げられる積荷についての物流情報を含み、延いては開始場所および／または終了場所を分かっており、クレーン運転者が吊り上げられる積荷を選択するとき、その情報に基づいて経路を生成する。

経路は、例えば吊り上げられた積荷によって追従される三次元の線の形態で、または続いての矩形のフレームによって示される仮想的なトンネルであって、ある場所から他の場所への最適な移送を得るために積荷が内部に維持されるべき境界を定めるトンネルの形態で、投影され得る。

さらなる実施形態では、旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムは、あらかじめプログラムされた経路に沿って積荷を自動的に吊り上げるように構成され、その経路は拡張システム、コンピュータ化されたクレーン制御システム、またはクレーン運転者によって生成される。

実施形態では、拡張システムは、拡張された視野が経路と積荷連結器の位置との間の差異を表示し、延いては経路に対する積荷連結器の案内ずれおよび／または案内逸脱を表示するように、積荷連結器の位置と追従される経路との両方を、好ましくは少なくとも上からの視野で表示するように構成される。これは、経路と実際の積荷との間のずれを最小に維持するために、ラフィング機構、吊上機構、および／または旋回駆動部を制御することで、クレーン運転者に積荷連結器の位置を調節させることができる。さらなる実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、調節を行うことであらかじめ設定された軌道に積荷を自動的に維持するように構成される。

第８の態様によれば、本発明はクレーンを備えるオフショア船をさらに提供し、クレーンは、クレーンの旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムを有し、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、クレーン運転者に、ｘｙｚ座標を入力させることで積荷連結器の所望の位置を入力させるように構成される。したがって、クレーン運転者は、クレーンの吊上運動、上下運動、および旋回運動を制御する代わりに、積荷連結器のＸＹＺの運動を直接的に制御する。制御システムは、クレーンの限度を考慮して、操作者の命令を吊り上げ、上下、および旋回のシステムの正確な運動へと変換する。

積荷連結器の所望の座標を入力することは、積荷が極めて正確に位置決めされる必要があるとき、またはクレーンが遠隔制御ボックスを用いて動作させられるとき、特に有用である。例えば、クレーン運転者は、船の保管デッキに立っている間にクレーンを制御するための遠隔制御ボックスを使用できる。

実施形態では、制御システムは、積荷の加速および減速がクレーンの位置から独立して直線的なままであることが確保される。さらに、加速度は、その位置におけるクレーンの能力内に留まるように調節される。好ましくは、クレーン運転者は、望まれる場合、クレーンの吊上運動、上下運動、および旋回運動も直接的に制御できる。

実施形態では、システムは、クレーン運転者に保管デッキの領域をコンピュータ化されたクレーン制御システムに入力させ、クレーンは前記領域の上方に積荷連結器を位置決めし、その後にクレーン運転者は積荷連結器を下降させることを制御する。デッキは、例えば格子状のレイアウトに分割され、クレーン運転者に積荷連結器を例えば領域Ａ２またはＤ５の上方といった位置決めをさせることができる。さらなる実施形態では、クレーン運転者は、積荷連結器が前記場所でデッキの上方において位置決めされるべき高さも入力させられる。

本発明はオフショア風力タービン設置船をさらに提供し、その船は、
－ 例えばモノパイルといった１つ以上の風力タービン基礎杭の水平の配向での保管のために構成される保管デッキを有する船体であって、前記基礎杭は、海底へと打ち込まれるように構成される下方端、および上端を各々有する、船体と、
－ クレーンであって、
－ 船体に固定されるクレーン基部、
－ クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造、
－ 旋回軸の周りでの上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部、
－ 上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造、
－ ラフィング駆動部を備え、ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構、
－ 吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体、
－ 積荷連結器であって、ウインチ駆動ケーブルは、複数の吊り綱の構成において、ブーム構造に定められる滑車と積荷連結器に定められる滑車との間で延びる、積荷連結器、ならびに
－ 旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムであって、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器がデッキに保管される水平に配向された基礎杭の上端に連結される基礎杭取上位置から、基礎杭が船体の外側で積荷連結器から鉛直に吊るされ、好ましくは基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成される杭把持装置と並べられる基礎杭船外位置まで、積荷連結器が移動するように、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供する基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされる、コンピュータ化されたクレーン制御システム、
を備えるクレーンと、
を備える。

好ましくはオフショア船における使用のためのクレーンである向上したクレーンを提供することは、本発明のさらなる目的である。そのため、本発明はクレーンを提供し、
－ クレーンは、
－ 船体に固定されるクレーン基部と、
－ クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造と、
－ 旋回軸の周りでの上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部と、
－ 上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造と、
－ ラフィング駆動部を備え、ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構と、
－ 吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体と、
－ 積荷連結器であって、前記ウインチ駆動ケーブルはブーム構造における滑車と積荷連結器との間で延びる、積荷連結器と、
－ 旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムであって、上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供するルーチンを実施するようにプログラムされ、
効果的には、ブームの上下の間に積荷連結器がブーム構造と共に移動させられるように、積荷連結器と、ブーム構造、より具体的にはブーム構造における滑車と、の間の鉛直距離を実質的に一定に維持するように、吊上ウインチをブーム構造の上下の間に駆動させることを含む自動フック高さルーチン、および／または
効果的には、ブームの上下の間に積荷連結器と積荷連結器によって支持される積荷とが一定の高さにおいて維持されるように、積荷連結器と船の保管デッキとの間の鉛直距離を実質的に一定に維持するように吊上ウインチをブーム構造の上下の間に駆動することを含む等高フック高さルーチン、
を実施するように好ましくはプログラムされるコンピュータ化されたクレーン制御システムと、
を備え、
クレーンは、
－ コンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムの積荷吊上ルーチンを開始するための命令を受信するように構成される入力装置、ならびに／または
－ ブーム構造の少なくとも上部分に隣接して延びる衝突安全ゾーンを走査し、旋回運動および／もしくは上下運動の間に衝突安全ゾーンに入る物体を検出し、続いて検出された物体との衝突を防止するために、クレーン運転者に警告信号を提示するように、ならびに／またはブームの旋回運動および／もしくは上下運動を停止するように、ブーム構造の少なくとも上部分に沿って位置させられる、例えば物体認識ソフトウェアを伴うカメラまたはレーザースキャナといった複数の近接検出装置を備える衝突防止システム、
をさらに好ましくは備える。

前述のことから、先に記載した本発明の様々な態様、またはそれらに含まれる技術的な特徴のいずれかが、単独、または開示されている本発明の他の態様の１つもしくは複数との任意の他の技術的に可能な組み合わせのいずれかで、組み合わされてもよいことは、当業者には明らかである。

先に記載した例は、クレーンを備えるオフショア船、またはこのような船を提供するためのクレーンを提供することを参照して提示されている。しかしながら、当業者によって理解されるように、本明細書に記載された装置および技術は、例えばジャッキアップ船、掘削船、半潜水艇などの任意の適切なオフショア船について、レッグクレーン、ナックルブームクレーンの周りのマストクレーンといったクレーンを提供するために適用されてもよい。

さらに、本発明の一部の態様は、例えば港湾クレーン、建物クレーンなど、地表に基礎のあるクレーンで使用されてもよい。

本発明による船の有利な実施形態と、本発明による方法と、は従属請求項および本記載において開示されており、本発明は、一部が概略的な図面において示されているいくつかの例示の実施形態に基づいてさらに図示および解明される。図では、表現または構造および／もしくは機能において対応する構成要素には、後の２桁に同じ数字の符号が提供されている。

図のうちの１以上を参照して例示の目的のために主に提示されているが、下記で対処されている技術的な特徴のうちのいずれかは、本出願の独立請求項のいずれかと、単独、または１つもしくは複数の他の技術的な特徴との任意の他の技術的に可能な組み合わせのいずれかで組み合わされてもよい。

クレーンを備え、水平位置にある杭を支持するためであり、杭を、鉛直の配向にあるときに位置決めするための杭把持装置を備える杭保持システムをさらに備える、本発明によるオフショア風力タービン設置船の杭起立ルーチンの間の斜視図である。 杭が実質的に鉛直の配向へと持ち上げられている図１の船の斜視図である。 第１のクレーンと第２のクレーンとを備え、台走路において移動可能に支持された起立台をさらに備える、本発明によるオフショア風力タービン設置船の上面図である。 杭設置ルーチンの開始における図３の船の側面図である。 杭設置ルーチンの間の図３の船の側面図である。 杭設置ルーチンの終了における図３の船の側面図である。 杭設置ルーチンの終了における図３の船の後面図である。 クレーンの移動を制御するために吊上ルーチンを使用して船の保管デッキへと杭を吊り上げる第１のクレーンおよび第２のクレーンを備える、本発明によるジャッキアップ船の斜視図である。 クレーンの移動を制御するために吊上ルーチンを使用して船の保管デッキへと上構造体を吊り上げる第１のクレーンおよび第２のクレーンを備える、本発明によるジャッキアップ船の側面図である。

図１は、本発明によるオフショア風力タービン設置船１を描写している。

船は船体２とクレーン３とを備える。図示された具体的な実施形態では、船には、起立台としても機能する杭把持装置２２がさらに設けられている。より具体的には、杭把持装置は、杭保持装置としても機能し、つまり杭の長手方向軸に対して垂直な方向における杭の下方側の移動を制限するために、杭の下方側における周囲と係合し、杭を保持するように構成される。

船体２には、その上での、例えばモノパイルなどの１つ以上の風力タービン基礎杭５の水平の配向での保管のために構成された保管デッキ４が設けられている。基礎杭５は、海底へと打ち込まれる下方端６と、上端７と、を各々有する。

クレーン８はクレーン基部９を有し、クレーン基部９は船体２に固定され、旋回可能上部構造１０が、クレーン基部９に搭載され、鉛直な旋回軸の周りでクレーン基部に対して旋回可能である。

クレーン８は、旋回駆動部１１と、ブーム構造１２と、ラフィング機構１３と、吊上組立体１４と、積荷連結器１５と、をさらに備える。

旋回駆動部１１は、旋回軸の周りでの上部構造１０の旋回運動を引き起こすように構成される。

ブーム構造１２は、水平の内部枢動軸の周りに枢動できるように、上部構造１０に枢動可能に連結されるブーム１６を備える。

ラフィング機構１３は、ラフィング駆動部１７を備え、ブーム構造１２の上下運動を引き起こすように構成される。したがって、ラフィング機構はブームを上向きまたは下向きに枢動させるために使用できる。

吊上組立体１４は吊上ウインチ１８と吊上ウインチ駆動ケーブル１９とを備える。図示された実施形態では、ウインチ駆動ケーブル１９は、複数の吊り綱の構成において、ブーム構造１２に定められた滑車と積荷連結器１５に定められた滑車との間で延びる。

本発明によれば、クレーン２は、旋回駆動部１１、ラフィング駆動部１７、および吊上ウインチ１８に結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システム２０を備える。

コンピュータ化されたクレーン制御システム２０は、積荷連結器１５が保管デッキ４に保管される水平に配向された基礎杭５の上端７に連結される基礎杭取上位置２１から、基礎杭５が船体２の外側で積荷連結器１５から鉛直位置で吊るされる基礎杭船外位置まで、積荷連結器１５が移動するように、上部構造１０の旋回運動と、ブーム構造１２の上下運動と、吊上ウインチ１８の動作と、の連係パターンを提供する基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされている。

図示された具体的な実施形態では、基礎杭は、基礎杭船外位置で支持されるとき、杭把持装置２２と並べられる。この位置は図２に描写されている。杭把持装置２２は、基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成されている。

図示された実施形態では、起立台は、船の支持デッキにおいて支持される杭の下端と係合するように、デッキにわたって進むように構成されている。

続いて、杭の上端はクレーンによって若干持ち上げられる。次に、台はデッキの縁に向けて後に移動でき、一方でクレーンは、杭が実質的に水平位置で維持されるように杭の上端へと移動する。起立台がデッキの縁に隣接して位置決めされると、図１および図２に示されているように、起立ルーチンが開始させられ得る。

起立台がデッキの縁へと移動させられる間の杭の上端のクレーンによる移動は、旋回移動、上下移動、および可及的には吊上移動を必要とすることは考えられている。杭の上端が高さにおいて相当に変化しないようにクレーンを制御することは困難であるが、このような変化は、杭の上端または下端を船のデッキと接触させ、潜在的にデッキを損傷させる可能性があるか、または杭の上端が左または右に向けて逸脱し、起立台に歪みを与え、潜在的に起立台を損傷させる可能性がある。そのため、この吊上ルーチンは、コンピュータ化されたクレーン制御システムによっても好ましくは実施される。

オフショア風力タービン設置船１は、本発明による、オフショア風力タービンを支持するように適合された杭の設置のための方法を可能にする。

方法は、以下のステップ、すなわち、
ａ． 好ましくは設置船において、杭を水平の配向でのオフショア設置現場まで輸送するステップと、
ｂ． 杭を、船の長手方向軸と平行な水平の配向にある間、設置船における杭保持装置で位置決めするステップであって、杭保持装置は、杭の長手方向軸に対して垂直な方向における杭の下方側の移動を制限するために、杭を保持するように杭の下方側における周囲と係合し、杭保持装置は、杭の長手方向軸に対して平行な方向における杭の移動を制限するために、杭の下方端と係合する、ステップと、
ｃ． 積荷連結器を所定の軌道２７に沿って移動させるためにコンピュータ化されたクレーン制御システムを使用し、杭保持装置における杭の下方側で、杭の上方端部分を持ち上げ、それによって、図１に示されている、船の長手方向軸に対して垂直な実質的に水平の回転軸の周りで杭を水平の配向から鉛直の配向へと回転させるステップであって、
杭を水平の配向から鉛直の配向へと回転させた後、杭は、図２に示されている、水中へと下降させられるために、上方から見たときに船の輪郭の外側に位置させられる、ステップと、
ｄ． 杭を、杭保持装置によって保持されている間に水中へと下降させるステップと、
を含む。したがって、杭保持装置は杭把持装置としても機能する。

図１に描写された船１であれば、ステップｃおよびステップｄは、船１のコンピュータ化されたクレーン制御システムによって実施される。船はステップａおよびステップｂをさらに実行することもできる。

図１および図２に示された実施形態では、船１には杭起立システムが設けられていることは考えられている。杭起立システムはクレーン８と起立台２２とを備える。起立台は杭保持装置および杭把持装置として機能する。

杭保持装置、より具体的には起立台２２は、船に搭載されており、杭の長手方向軸に対して垂直な方向における杭の下方側の移動を制限するために、杭の下方側における周囲と係合し、杭を保持するように構成されている。したがって、杭保持装置は、杭の長手方向軸と平行な方向において杭の移動を制限するために杭の下方端と係合する。図１では、台は杭保持装置として機能し、つまり起立工程の間に杭を位置決めするように機能している。図２では、台は杭把持装置として機能し、つまり下降工程の間に杭を位置決めするように機能している。杭保持装置を可能にするために、より具体的には起立台を可能にするために、杭把持装置として機能するように、杭保持装置は、船外の位置で、つまり上からの視野で見たときに、船の輪郭の外側で、杭と係合することができなければならない。

したがって、起立台は杭の上方端部分を持ち上げることができ、その杭の下方側は、杭保持装置としてのその機能における台によって係合させられ、それによって杭を実質的に水平の回転軸の周りで水平の配向から鉛直の配向へと回転させる。

図示された実施形態では、起立台２２は、杭の下部分を起立枢動軸に対して固定するために、枢動可能に支持されたクランプを備え、コンピュータ化されたクレーン制御システム２０は、クランプの角度を測定し、積荷連結器の軌道を制御するときにこの情報を使用するように構成されている。好ましくは、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、１つもしくは複数のセンサが設けられる、および／または枢動可能支持クランプに設けられる１つ以上のセンサに結び付けられ、そのセンサは枢動可能支持クランプの角度を監視し、延いてはクランプによって支持される杭の水平に対する角度を監視する。したがって、杭の角度についてのこの情報は、積荷連結器の所定の軌道を調節するなどの、制御するために使用され得る。

追加または代替で、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、台へと杭によって発揮される力、および／または船のデッキへと台によって発揮される力を監視する１つ以上のセンサを備える。例えば、吊上工程の間、上方向における積荷連結器の移動は、台に向けての移動と比較して過度に素早くなるようにでき、台を積荷連結器に向けて引っ張らせる。積荷連結器の移動は、引っ張り力を最小に維持するように、好ましくはゼロに維持するように、調節され得る。

図示された実施形態では、クレーン３はマストクレーンであり、船の中心軸と一致して搭載されている。例えば図３～図７に示されたさらなる実施形態では、船は、コンピュータ化されたクレーン制御システムが両方とも設けられる２つの同様のクレーンを備え、１つのクレーンが船の左舷側に沿って位置させられ、１つのクレーンが船の右舷側に沿って位置させられている。

図３は、第１のクレーン２０３ａと第２のクレーン２０３ｂとを備え、台走路２２３において移動可能に支持された起立台２２２をさらに備える、本発明によるオフショア風力タービン設置船２０１の上面図を示している。

第２のクレーン２０３ｂは第１のクレーン２０３ａと同様である。第１のクレーン２０３ａのコンピュータ化されたクレーン制御システムは、第２のクレーンの旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられている。コンピュータ化されたクレーン制御システムは、積荷連結器がデッキに保管される水平に配向された基礎杭に連結される基礎杭取上位置から、基礎杭が鉛直位置にあり、第１のクレーンおよび第２のクレーンの両方によって吊るされる基礎杭起立位置まで、第１のクレーンの積荷連結器および第２のクレーンの積荷連結器が各々移動するように、第１のクレーンおよび第２のクレーンの両方の上部構造の旋回運動と、ブーム構造の上下運動と、吊上ウインチの動作との連係パターンを提供する基礎杭設置ルーチンを実施するようにプログラムされている。

図４は、杭設置ルーチンの開始における図３の船２０１の側面図を示している。

図５は、杭設置ルーチンの間の図３の船２０１の側面図を示している。

図６は、杭設置ルーチンの終了における図３の船２０１の側面図を示している。

図７は、杭設置ルーチンの終了における図３の船２０１の後面図を示している。

実施形態では、船２０１には起立台走路２２３が設けられている。台走路は２本のレール１２を備える。起立台２２２は台走路に搭載され、基礎杭の起立の間、走路に沿って移動するように構成されている。このように台２２２を移動させることで、杭２０５の上端は完全に鉛直の方向で持ち上げることができ、これは持上工程を容易にする。図示された実施形態では、杭の長さは上端、つまり第１のクレーンおよび第２のクレーンの吊上装置によって係合されるべき端が船の輪郭の外側で延びるようになっていることは、留意されるものである。したがって、台走路は、クレーンが杭と係合する位置まで延びていない。そのため、起立工程の第１の部分の間のみ、クレーンは上端を鉛直方向において持ち上げることができ、杭の下端は、起立台が台走路に沿って移動することでクレーンに向けて滑らせられる。

図示された実施形態では、起立台の位置はコンピュータ化されたクレーン制御システムによって追跡される。したがって、クレーン制御システムによって行われる設置ルーチンは、吊上速度が走路に沿う起立台の移動に遅れないように吊上速度を調節するために使用され得る。実施形態では、台には、走路に沿っての台の制御された移動を可能にするために駆動部が設けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、台の移動を少なくとも監視し、好ましくは駆動部を制御し、延いては台の走路に沿っての移動を制御するように構成される。

実施形態では、船、好ましくは船のクレーンは、基礎杭設置ルーチンの間に積荷連結器および／または風力タービン基礎杭の上端の移動を追跡するために、コンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられる観察システムをさらに備え、その観察システムは、
－ クレーンの作業領域のクレーン作業領域視野、好ましくはクレーン作業領域の上からの視野を登録するために、ブームに好ましくは搭載される少なくとも１つのカメラと、
－ 少なくとも１つのカメラおよびクレーン制御システムと結び付けられ、例えば吊上速度、風向きといった写実的クレーン情報を、カメラによって登録されたリアルタイムの視野と組み合わせて、拡張されたクレーン作業領域視野とするように構成される拡張システムと、
－ 拡張された作業領域視野をクレーン運転者に提示するために拡張システムと結び付けられる、例えばモニタまたはヘッドアップディスプレイといった表示装置と、
を備える。

観察システムは、クレーン運転者に積荷連結器の移動を監視させ、延いては積荷連結器によって支持される積荷の移動を監視させることができる。好ましい実施形態では、表示装置は、クレーン運転者によるルーチンの監視を容易にするために、設置ルーチンに従っての積荷連結器のプログラムされた軌道と、積荷連結器の実際の位置、好ましくは実際の軌道と、を投影する。クレーン運転者は、実際の走路と所定の走路との間の不一致が大きくなりすぎる場合、ルーチンを停止または却下できる。

さらなる好ましい実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、ルーチンを停止させる必要なく積荷連結器を走路において維持するために、クレーン運転者にルーチンを調節させることができる。

実施形態では、クレーン運転者は、例えば水平面において所定の軌道に対する積荷連結器の位置を調節するためのジョイスティック、および鉛直方向において所定の軌道に対する積荷連結器の位置を調節するためのハンドル、を使用して、積荷連結器を、所定の軌道に向けてまたは所定の軌道から離すように移動させることができる。

図１および図２に示されたクレーンは、本発明の第３の態様による拡張システムを備える観察システムをさらに備えている。

観察システムは、クレーン作業領域の上からの視野を登録するために、クレーンのブームに搭載されたカメラ２５を備える。

観察システムは拡張システムと表示装置とをさらに備える。

拡張システムはカメラおよびクレーン制御システムと結び付けられ、例えば吊上速度、風向きといった写実的クレーン情報を、カメラによって登録されたリアルタイムの視野と組み合わせて、拡張されたクレーン作業領域視野とするように構成されている。

例えばモニタまたはヘッドアップディスプレイといった表示装置は、拡張された作業領域視野をクレーン運転者に提示するために拡張システムと結び付けられている。表示装置は、クレーン運転者の居室、またはデッキに立っている間にクレーンを制御するためのモバイル装置に好ましくは設けられる。

したがって、クレーンは、クレーン運転者にクレーン作業領域のリアルタイムの全体の視野を提供し、この視野はクレーン運転者の直接的な視野の代わりとなる。また、クレーン作業領域の上からの視野は、隣同士に配置され、クレーン運転者の直接的な視野で見ることができない物体についての視覚的情報を提供する。

さらに、全体の視野は、クレーン作業領域のデジタル描写および／または実際の写真を組み合わせ、写実的クレーン情報と組み合わされる。「クレーン情報」という用語は、吊上工程に関連する任意の種類の情報を指すことがあり、持ち上げられる積荷についての情報、積荷が位置させられる船についての情報、風向き、物流計画の情報などを含み得る。

実施形態では、拡張システムは船およびクレーンの空間情報を含み、例えば船およびクレーンの三次元モデルを含み、例えば船の保管デッキに隣接して位置させられる制御ステーションといった潜在的な衝突物体をクレーン運転者に提示するために、この空間情報を使用するように構成される。また、空間情報は、「保管領域」と指定され、したがって積荷を着地させるためにアクセス可能である領域、および「人的領域」と指定され、したがってクレーンの進入禁止である領域など、機能的な情報と組み合わされてもよい。

また、空間情報は、例えばデッキに積み重ねられた異なる積荷を特定するために、およびどの積荷が最初に取り扱われるべきか、または特定の積荷がデッキにおいてどこに着地されるべきかの情報をクレーン運転者に提示するために、物流情報と組み合わされてもよい。

図示された実施形態では、観察システムは、クレーンの周囲を登録するために、図示された実施形態ではレーザースキャナである複数の空間センサ２６を備えている。したがって、拡張システムの利用可能な空間情報は更新され得る。例えば保管デッキにおいて物体を積み上げることによるといった環境における変化は、拡張された視野に組み込まれ得る。

空間センサは、クレーンが旋回枢動部によって旋回されるとき、センサによって走査される領域がクレーンと共に移動するように、クレーンのブームに位置させられる。実施形態では、追加のセンサが、異なる角度からの領域の空間情報を提供するために、例えば保管デッキに沿う異なる位置に沿って、船に搭載させられ得る。実施形態では、積荷連結器には、クレーン作業領域を走査するために、および／または例えば作業領域のリアルタイムでの上から下への視野といった情報をクレーン運転者に提供するために、センサおよび／またはカメラが設けられている。

実施形態では、観察システムは、クレーン作業領域における人の存在を監視するためにカメラおよび光学認識ソフトウェアを備え、拡張システムは、クレーン作業領域における人の存在をクレーン運転者に合図および指示するように構成される。実施形態では、コンピュータ化されたクレーン制御システムのカメラおよび／またはセンサによる積荷連結器の追跡を最適化するために、例えばヘルメットまたはジャケットのＲＦＩＤタグまたは反射体といった人の装置がある。

さらなる実施形態では、観察システムはコンピュータ化されたクレーン制御システムと結び付けられ、コンピュータ化されたクレーン制御システムは、衝突が起こるのを防止するために、または観察システムによって検出された個人の人の上方または所定の範囲内の位置へと積荷が移動させられるのを防止するために、積荷連結器の移動を停止するか、または積荷連結器の軌道を調節するように構成される。

さらに、図示された実施形態では、クレーンには衝突防止システムが設けられている。システムは、拡張システムにクレーンの周囲のリアルタイムの描写を提供するために、拡張システムの利用可能な空間情報を更新するためにも使用される、図示された実施形態では空間センサ２６である複数の近接検出装置を備える。代替の実施形態では、空間センサの代替品またはバックアップとして、衝突防止システムに単純な近接検出装置が設けられる。

近接検出装置は、ブーム構造に隣接して延びる衝突安全ゾーンを走査し、旋回運動および／もしくは上下運動の間に衝突安全ゾーンに入る物体を検出し、続いて検出された物体との衝突を防止するために、クレーン運転者に警告信号を提示するように、ならびに／またはブームの旋回運動および／もしくは上下運動を停止するように、ブーム構造に沿って位置させられている。

クレーンに衝突防止システムを設けることで、本発明はクレーン動作を簡単にすることができる。さらに、衝突防止システムは、例えば夜間といった悪い視界を伴う条件、または雨、霧、もしくは雪などの厳しい天候条件の下でクレーン動作を実施するとき、特に有益である。

好ましくは、近接検出装置によって取得されるデータは、例えば操作者居室における表示装置において、クレーン運転者に図画で提示される。また、クレーンのブームが危険ゾーンに入った場合、聴覚的な警報および／または視覚的な警報が作動させられる。

本発明が杭を起立させることに限定されていないことは考えられている。実施形態では、本発明によるコンピュータ化されたクレーン制御システムを備えるクレーンは、例えばコンテナなどの杭以外の積荷を、所定の軌道に沿って、例えば供給船からリグへといった、ある場所から別の場所へと輸送するために使用されてもよい。

本発明の第１の態様、具体的には本発明の第１の態様によるクレーンが、起立位置において設置現場に輸送された杭またはマスト部分を持ち上げるときにも使用できることは考えられている。

図８は、クレーン２０３ａ、２０３ｂの移動を制御するために、ルーチンを使用し、より具体的には吊上ルーチンを使用して、ジャッキアップ船２０１の保管デッキ２０４へと杭２０５を吊り上げる第１のクレーン２０３ａおよび第２のクレーン２０３ｂを備える、本発明による船２０１の斜視図を示している。

図９は、クレーンの２０３ａ、２０３ｂの移動を制御するために、ルーチンを使用し、より具体的には吊上ルーチンを使用して、ジャッキアップ船２０１の保管デッキ２０４へと上構造体２４を吊り上げる第１のクレーン２０３ａおよび第２のクレーン２０３ｂを備える、本発明による船２０１の側面図を示している。

１ オフショア風力タービン設置船
２ 船体
３ クレーン
４ 保管デッキ
５ 風力タービン基礎杭
６ 下方端
７ 上端
８ クレーン
９ クレーン基部
１０ 旋回可能上部構造
１１ 旋回駆動部
１２ ブーム構造、レール
１３ ラフィング機構
１４ 吊上組立体
１５ 積荷連結器
１６ ブーム
１７ ラフィング駆動部
１８ 吊上ウインチ
１９ 吊上ウインチ駆動ケーブル
２０ コンピュータ化されたクレーン制御システム
２１ 基礎杭取上位置
２２ 杭把持装置、起立台
２４ 上構造体
２５ カメラ
２６ 空間センサ
２７ 所定の軌道
２０１ オフショア風力タービン設置船、ジャッキアップ船
２０３ａ 第１のクレーン
２０３ｂ 第２のクレーン
２０４ 保管デッキ
２０５ 杭
２２２ 起立台
２２３ 起立台走路

Claims (15)

1. 保管デッキを有する船体であって、前記保管デッキは、該保管デッキの上での１つ以上の風力タービン基礎杭の水平の配向での保管のために構成され、前記基礎杭は、海底へと打ち込まれるように構成される下方端と、上端と、を各々が有する、船体と、
   クレーンであって、
   前記船体に固定されるクレーン基部、
   前記クレーン基部に搭載され、鉛直な旋回軸の周りで前記クレーン基部に対して旋回可能である旋回可能上部構造、
   前記旋回軸の周りでの前記上部構造の旋回運動を引き起こすように構成される旋回駆動部、
   前記上部構造に内部枢動軸の周りで枢動可能に連結されるブームを備えるブーム構造、
   ラフィング駆動部を備え、前記ブーム構造の上下運動を引き起こすように構成されるラフィング機構、
   吊上ウインチおよび吊上ウインチ駆動ケーブルを備える吊上組立体、
   積荷連結器であって、前記ウインチ駆動ケーブルは、前記ブーム構造に定められる滑車と前記積荷連結器に定められる滑車との間を複数の吊り綱の構成で延びる、積荷連結器、
   起立台を備える杭保持装置、ならびに
   前記旋回駆動部、前記ラフィング駆動部、および前記吊上ウインチに結び付けられるコンピュータ化されたクレーン制御システムであって、前記積荷連結器が所定の軌道に沿って移動するように、前記上部構造の旋回運動と、前記ブーム構造の上下運動と、前記吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供するルーチンを実施するようにプログラムされる、コンピュータ化されたクレーン制御システム、
   を備えるクレーンと、
   を備え、
   前記コンピュータ化されたクレーン制御システムは、前記上部構造の旋回運動と、前記ブーム構造の上下運動と、前記吊上ウインチの動作と、の前記連係パターンを提供する基礎杭設置ルーチンを実施して、これにより前記積荷連結器が、基礎杭取上位置から基礎杭船外位置へと移動するようにプログラムされており、前記基礎杭取上位置において、前記積荷連結器は、前記デッキに保管される水平に配向された基礎杭の前記上端に連結され、前記基礎杭船外位置において、前記基礎杭が前記船体の外側で前記積荷連結器から鉛直に吊るされ、
   前記起立台は、前記基礎杭設置ルーチンの間における前記基礎杭の起立の間、前記基礎杭の前記下方端または下方部分を支持するように構成されており、
   前記軌道は、前記杭保持装置の起立の枢動軸に対して事前に決定されており、好適に、前記積荷連結器の移動の湾曲した前記軌道は、前記起立台の枢動軸に対して垂直な平面内に位置するオフショア風力タービン設置船。
2. 前記起立台は、杭の下部分を起立枢動軸に対して固定するために、枢動可能に支持されたクランプを備え、前記コンピュータ化されたクレーン制御システムは前記クランプの角度を測定し、この情報を使用して前記積荷連結器の軌道を制御し、および１つ以上のセンサが設けられ、ならびに／または枢動可能支持クランプに設けられた１つ以上のセンサに結び付けられるように構成されており、前記センサは、前記枢動可能支持クランプの角度を監視し、延いては、前記クランプにより支持された杭の水平に対する角度を監視する、請求項１に記載の船。
3. 前記船外位置にある場合に、前記基礎杭は、該基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に前記風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成される杭把持装置と並べられる、請求項１または２に記載の船。
4. 前記基礎杭が海底に打ち込まれる杭打込動作の間に、風力タービン基礎杭を鉛直の配向で維持するように構成される杭把持装置を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の船。
5. 杭把持装置は船の船体によって移動可能に支持され、前記杭把持装置には、杭把持装置が船に隣接する基礎設置現場と並べられるように、前記杭把持装置を船に対して位置決めするように構成される杭把持装置制御システムが設けられており、前記杭把持装置制御システムは、前記設置現場に対する船の移動を補正するために提供される、請求項１から４のいずれか一項に記載の船。
6. 前記コンピュータ化されたクレーン制御システムは、前記杭把持装置制御システムと結び付けられて、前記コンピュータ化されたクレーン制御システムが、前記杭把持装置の移動を考慮して、前記杭把持装置が前記船に対して、延いては前記船に搭載された前記クレーンに対して移動させられて、前記杭把持装置を前記船に隣接した基礎設置現場と位置合わせする間、杭把持装置に受け入れられてかつ積荷連結器により支持された基礎杭を、実質的に鉛直に維持させることができる、請求項５に記載の船。
7. 前記起立台はその台走路に搭載され、前記基礎杭の前記起立の間、走路に沿って移動するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の船。
8. 前記起立台は、起立位置にある前記杭が海底に向けて下降させられる間、前記基礎杭を案内するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の船。
9. 前記船または前記クレーンは、前記基礎杭設置ルーチンの間、前記積荷連結器および／または前記風力タービン基礎杭の前記上端の移動を追跡するために、前記コンピュータ化されたクレーン制御システムに結び付けられた観察システムをさらに備え、前記観察システムは、
   前記クレーンの作業領域のクレーン作業領域視野を登録するための少なくとも１つのカメラと、
   前記少なくとも１つのカメラおよび前記クレーン制御システムと結び付けられ、写実的クレーン情報を、前記カメラによって登録されたリアルタイムの視野と組み合わせて、拡張されたクレーン作業領域視野とするように構成される拡張システムと、
   前記拡張された作業領域視野をクレーン運転者に提示するために、前記拡張システムと結び付けられる表示装置と、
   を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の船。
10. 前記コンピュータ化されたクレーン制御システムは入力装置を備え、前記入力装置は、前記コンピュータ化されたクレーン制御システムに基礎杭設置ルーチンを実施させることができるように、前記基礎杭設置ルーチンを受信するように構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の船。
11. 前記クレーンは衝突防止システムをさらに備え、
    前記衝突防止システムは、前記ブーム構造の少なくとも上部分に沿って位置させられる複数の近接検出装置を備え、前記ブーム構造の少なくとも上部分に隣接して延びる衝突安全ゾーンを走査し、旋回運動および／もしくは上下運動の間に前記衝突安全ゾーンに進入する物体を検出し、続いてクレーン運転者に警告信号を提示するように、ならびに／または前記ブームの前記旋回運動および／もしくは前記上下運動を停止させて、検出された前記物体との衝突を防止する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の船。
12. 前記クレーンは第１のクレーンであり、前記船は第２のクレーンをさらに備え、前記第２のクレーンは、前記第１のクレーンと同様であり、前記第１のクレーンに加えて基礎杭を支持し、
    前記コンピュータ化されたクレーン制御システムは、前記第２のクレーンの旋回駆動部、ラフィング駆動部、および吊上ウインチに結び付けられ、
    前記コンピュータ化されたクレーン制御システムは、前記第１のクレーンおよび前記第２のクレーンの両方の前記上部構造の旋回運動と、前記ブーム構造の上下運動と、前記吊上ウインチの動作と、の連係パターンを提供する前記基礎杭設置ルーチンを実施して、これにより前記第１のクレーンの前記積荷連結器および前記第２のクレーンの前記積荷連結器の各々が、基礎杭取上位置から基礎杭起立位置へと移動するようにプログラムされており、前記基礎杭取上位置において、前記積荷連結器が、前記デッキに保管される水平に配向された基礎杭に連結され、前記基礎杭起立位置において、前記基礎杭が鉛直位置にあり、かつ少なくとも前記第１のクレーンの前記積荷連結器から吊るされる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の船。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の船を提供するためのクレーン。
14. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の船を使用する、オフショア風力タービンを支持するように形成された杭の設置のための方法であって、
    ａ． 杭を水平の配向でのオフショア設置現場まで輸送するステップと、
    ｂ． 前記杭を、前記船の長手方向軸と平行な水平の配向にある間、設置船の杭保持装置内に位置決めするステップであって、前記杭保持装置は、前記杭の長手方向軸に対して垂直な方向における前記杭の下方側の移動を制限するために、前記杭を保持するように前記杭の前記下方側において周囲と係合し、前記杭保持装置は、前記杭の前記長手方向軸に対して平行な方向における前記杭の移動を制限するために、前記杭の下方端と係合する、ステップと、
    ｃ． 前記杭保持装置における前記下方側と共に、前記杭の上方端部分を持ち上げ、それによって、前記船の前記長手方向軸に対して垂直な略水平の回転軸の周りに前記杭を水平の配向から鉛直の配向へと回転させるステップと、
    ｄ． 前記杭保持装置によって保持されている間、前記杭を水中へと下降させるステップと、
    を含み、
    ｅ． 前記ステップｃは、請求項１から１２のいずれか一項に記載の前記船のコンピュータ化されたクレーン制御システムによって実施される、方法。
15. 前記ステップｄは、前記杭が海底に到達するまで、および前記杭を海底に沈める重力による前記杭の受動的な下降が停止するまで、前記杭を下降させることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

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