重型起重机的制作方法

1.本发明涉及一种用于海上船舶的起重机，具体地，本发明涉及一种用于海上风力涡轮机安装的重型起重机，更具体地，本发明涉及用于支撑风力涡轮机的桩柱的安装。本发明进一步涉及一种海上起重船舶(即，包括这种重型起重机的船舶)以及使用这种海上起重船舶和/或重型起重机的桩柱安装方法。例如，用于适合支撑海上风力涡轮机的桩柱的安装。


背景技术：

2.在海上起重机领域，存在朝向大型起重机发展的趋势，具体地，以安装用于支撑海上风力涡轮机的桩柱。在水深比目前遇到的水深更深的位置处安装海上风力涡轮机将导致需要更大和更重的基底。因此，预计在不久的将来，需要安装长于100米(可能是120米或更长)的桩柱。由此，此类组件的处理需要非常高的起重机。此外，这种桩柱的质量可能大于1000公吨，可能是1300公吨或以上。
3.更大和更重的桩柱需要更大和更重的起重机，具体地，需要具有较长吊杆的起重机。通常，用于安装桩柱的起重机是回转起重机。起重机可以是基座安装式起重机，也可以是腿式起重机，或者是塔架起重机。起重机具有用于支撑和定位桩柱的吊杆。这些吊杆的长度可以是150米或更长。
4.此外，还存在从浮式船舶并沿着船舶的一侧安装这些桩柱的趋势。一旦在船外(overboard)，桩柱就会紧挨着船舶降入到海中。
5.将这些较重的负载提升到船舶的一侧(也称为在船外)需要船舶稳定，以防止船舶的船体在安装过程中向侧方倾斜(也称为横摇)。通常，压载舱用于补偿由起重机支撑的负载，从而保持浮式船舶水平。据认为，当负载在船尾而不是一侧(即，左舷侧或右舷侧)移动时，负载的移动可能会影响船舶的纵摇。然而，对于细长的船舶，这种对船舶的纵摇的影响远小于对船舶的横摇的影响。
6.长桩柱的提升和降低使吊杆主要处于抬高的、基本上竖直的位置。在这个抬高的位置，吊杆相对地靠近起重机结构。
7.负载突然减少(例如，由起重机支撑的负载突然减少，例如，由起重机支撑的负载的部分损失)可能会导致吊杆进一步向上提升。提升是由起重机中(具体地，吊杆和支撑吊杆的线缆)的弯曲和拉伸力的释放引起的。
8.此外，在浮式船舶的情况下，由起重机支撑的负载减少的影响可能导致船舶的可移动压载物使船舶倾斜，从而使起重机倾斜到斜向的位置。通常采用压载舱形式的可移动压载物用于对由浮式船舶上的起重机支撑的负载进行配衡。特别是在细长船舶的一侧移动负载时。由起重机支撑的负载的减少，造成压载舱的质量使船舶倾斜，这使起重机倾斜，从而使起重机的吊杆相对于水平面向上移动。
9.因此，由起重机支撑的负载的损失(loss)可以归因于起重机中的张力和弯曲力的释放和/或船舶的可移动压载物不再与负载平衡，导致起重机的吊杆与起重机结构和/或船
舶的部件发生碰撞，从而导致对起重机造成损坏，特别是对船舶和起重机的吊杆造成损坏。
10.此外，当吊杆处于抬高的位置时，负载的损失可能导致吊杆枢转到或超出竖直直立位置。一旦吊杆枢转超出竖直直立位置，则其无法再由俯仰系统支撑。因此，吊杆将与起重机结构和/或船舶碰撞。进一步指出的是，当吊杆接近直立位置定位时，俯仰线缆的重量可能会将吊杆拉入或超过竖直直立位置。此外，当吊杆处于直立或处于靠近直立位置时，重力不再沿向下方向有效地拉动吊杆。因此，吊杆可能会卡在该位置。
11.此外，特别是在负载的突然损失或船舶的突然移动(例如，由异常的波浪引起)的情况下，吊杆的动态移动可能导致俯仰系统和/或起重系统的线缆松弛，甚至可能导致这些线缆从其滑轮上脱落。
12.可以观察到，本文中，将横摇定义为船舶围绕其纵向轴线(前-后或者船首-船尾轴线)的倾斜旋转。此外，由于船自身的重量分布而朝向稳定状态(或倾侧(list))角度的横摇运动称为横倾(heel)。倾侧是指由洪水、货物挪动等引起的无意或意外偏移。
13.横摇通常在船外并且沿着船舶的一侧(例如，在船舶的右舷侧或左舷侧)提升负载时产生。船舶的压载系统用于抵消船舶的横摇，并且保持船舶水平。负载的损失可能导致船舶最终处于倾侧位置，即，船舶向左舷侧或右舷侧倾斜。


技术实现要素：

14.根据第一方面，本发明旨在提供改进的用于海上船舶的重型起重机或者至少替代这种用途的现有起重机。本发明的进一步目的是提供更有能力处理负载的损失或者至少不太容易受到由于负载的损失而导致的损坏的起重机。本发明的再一步目的是提供更有能力处理负载的损失或者至少不太容易受到由于负载的损失而导致的损坏的海上起重船舶。
15.本发明通过提供根据权利要求1的起重机来实现所述目的。
16.根据权利要求1，根据本发明的重型起重机包括：
[0017]-底座结构，其中，底座结构适合于安装至船舶或与船舶一体形成；
[0018]-起重机结构，其中，起重机结构由底座结构旋转地支撑，用于起重机结构相对于底座围绕竖直旋转轴线旋转；
[0019]-吊杆，其优选具有80米至200米的长度，其中，吊杆包括纵向轴线、枢转端、中段和与枢转端相对的吊升端，其中，吊杆由起重机结构支撑，使得吊杆可以围绕竖直旋转轴线旋转，其中，吊杆的枢转端枢转地连接至起重机结构，使得吊杆可以围绕水平吊杆枢转轴线上下枢转；
[0020]-吊杆俯仰组件，其中，俯仰组件包括吊杆俯仰线缆和吊杆俯仰绞盘，其中，吊杆俯仰线缆从吊杆俯仰绞盘延伸至吊杆的吊升端，用于使吊杆围绕枢转轴线向上和向下枢转，并且用于将吊杆支撑在相对于起重机结构的吊升位置；
[0021]
其中，俯仰组件能够将吊杆枢转到顶部区域中，优选地在顶部区域中吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度在0度至30度的范围内，优选在0度至25度范围内，最优选在5度至25度范围内；
[0022]-吊升组件，其用于吊升负载，其中，吊升组件包括吊升绞盘、吊升线缆和负载悬挂装置，其中，吊升线缆从吊升绞盘通过位于吊杆的吊升端的吊升线缆引导件延伸至负载悬挂装置；
[0023]-液压气动吊杆约束件，其用于在吊杆处于顶部区域时减少吊杆的向上枢转，其中，吊杆约束件包括：
[0024]
多个液压缸，每个液压缸具有液压回路和缸杆，所述缸杆具有缸头，其中，液压缸安装于起重机结构，缸头指向起重机的吊杆，优选地液压缸安装于起重机结构的支架，
[0025]
捕获器(catcher)，其对应于每个液压缸，其中，每个捕获器安装于吊杆并且配置为容纳相应的液压缸的缸头，并且当吊杆在顶部区域向上枢转时，每个捕获器配置为相对于吊杆锁定缸头，优选能够枢转地锁定缸头；
[0026]
气体缓冲器，其用于每个缸，其中，每个气体缓冲器安装至相应的液压缸，并且通过介质分离件连接至相应的液压缸的液压回路，其中，气体缓冲器迫使液压缸处于延伸位置，其中，液压缸与缓冲器之间的体积比使得液压缸充当渐进式弹簧，例如缓冲器的尺寸在1000升至1400升的范围内，例如1200升，并且液压缸的尺寸在800升至1000升的范围内，例如900升，优选地，气体缓冲器的体积与液压缸的体积之间的比为4:3；以及
[0027]
控制系统，其包括用于监测负载的损失的一个或更多个传感器，例如，传感器用于监测液压缸的缸杆的移动、用于监测吊升线缆中的张力、用于监测俯仰线缆中的张力、用于监测船舶的横摇；
[0028]
其中，吊杆约束件可以在被动模式和主动模式之间切换，在所述被动模式中，吊杆约束件允许缸杆在相应液压缸中的移动，从而允许吊杆在顶部区域相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，在所述主动模式中，吊杆约束件减慢并且优选阻止缸杆在相应液压缸中的移动，从而减慢并且优选阻止吊杆在顶部区域相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0029]
其中，控制系统配置为在一个或更多个传感器记录到负载的损失和/或船舶的横摇时，将吊杆约束件从被动模式切换至主动模式。
[0030]
本发明提供了一种包括吊杆约束件的重型起重机。当吊杆移动到顶部区域中时，吊杆约束件弹性地接合吊杆。吊杆约束件的液压缸被迫进入延伸位置。因此，当吊杆向上枢转并且接合液压缸时，液压缸提供将沿向下方向推动吊杆的弹性力。
[0031]
根据本发明的第一方面，当吊杆枢转到顶部区域中时，吊杆约束件接合吊杆。因此，当吊杆处于顶部区域时，吊杆被吊杆约束件接合，当吊杆下降降低到顶部区域外时，吊杆约束件与吊杆脱离。根据本发明，顶部区域与起重机的工作区域重叠。在实施方案中，当吊杆处于40度或更小，优选30度或更小，例如25度或更小的角度时，吊杆约束件接合吊杆。在进一步的实施方案中，在顶部区域中，吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度在0度至30度的范围内，优选在0度至25度范围内，最优选在5度至25度范围内。
[0032]
吊杆约束件设置有控制系统，所述控制系统包括用于监测负载的损失的一个或更多个传感器(例如，监测液压缸的缸杆的移动、吊升线缆和/或俯仰线缆中的张力的传感器)和/或用于监测船舶的横摇的一个或更多个传感器。
[0033]
控制系统配置为在一个或更多个传感器记录到负载的损失和/或船舶的横摇时，将吊杆约束件从被动模式切换至主动模式。
[0034]
在被动模式中，吊杆约束件允许缸杆在相应液压缸中的移动，从而允许吊杆在顶部区域相对于起重机结构或起重机的塔架的移动。
[0035]
在主动模式中，吊杆约束件减慢并且优选阻止缸杆在相应液压缸中的移动，从而
减慢并且优选阻止吊杆在顶部区域相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0036]
在被动模式中，液压缸受到气体缓冲器的力。当控制系统将吊杆约束件切换到主动位置时，使系统的液压流体节流，从而增大将液压缸推到收缩位置所需的力。因此，使吊杆沿向上方向的移动减少并且优选停止。
[0037]
当吊杆进一步向上枢转到顶部区域中时，俯仰系统必须克服吊杆约束件的弹性力。因此，俯仰线缆被吊杆约束件拉紧。液压缸的渐进式弹性力使得当吊杆处于较高位置时，需要更大的力以使吊杆向上枢转。因此，当吊杆处于较高位置(即，与起重机的竖直旋转轴线的角度较小)时，由负载的损失导致的向上力将受到吊杆约束件的更大阻尼。
[0038]
此外，在负载损失的情况下，由于俯仰线缆被吊杆约束件拉紧，潜在地导致吊杆向上移动的俯仰线缆的张力释放的影响会降低。
[0039]
因此，根据本发明的第一方面，在由起重机支撑的负载损失的情况下，当吊杆处于顶部区域时，吊杆约束件配置为减少(优选阻止)吊杆相对于起重机的向上枢转。
[0040]
当吊杆位于顶部区域时，吊杆约束件接合吊杆。在顶部区域，可能与船舶的可移动压载物分布相结合的负载损失可能导致吊杆的枢转移动，这足以使吊杆最终处于直立或接近直立的位置并与起重机结构或船舶碰撞。
[0041]
顶部区域的范围对于起重机设计和待安装起重机的船舶的设计是特定的。根据起重机的设计，具体是吊杆和起重机能够提升的负载以及船舶的重量，具体是船舶的宽度和可移动压载物的可能负载分布，顶部区域可以因起重机的类型和设计而异。
[0042]
此外，吊杆约束件的设计可能影响顶部区域的范围。当吊杆约束件设置有较大的弹簧刚度时，顶部区域可能会更窄。然而，根据本发明，将吊杆约束件设计为在相对较大的范围内是主动的，并且当吊杆仍处于工作区域时，吊杆约束件设计为已经接合吊杆。这与传统的吊杆止挡件形成对比，传统的吊杆止挡件设计为在狭窄的范围内工作，并且通常在吊杆接近直立位置时接合吊杆，例如在吊杆与竖直方向的角度为6度时。此外，这些传统的吊杆止挡件邻近工作区域设置(即，在用于提升负载的正常使用期间，吊杆未位于顶部区域)或者仅与非常小范围的工作区域重叠，例如仅一定程度的角度的重叠，例如，与工作区域重叠的角度为3度或4度。
[0043]
此外，吊杆约束件可以设计为使其在处于完全直立位置之前阻止起重机的吊杆的向上移动，例如，在吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度为5度时阻止吊杆的向上移动。因此，即使船舶的横摇是五度，吊杆也将不会穿过直立位置。
[0044]
根据本发明的第一方面的实施方案，当吊杆处于顶部区域时，吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度在0度至30度的范围内，优选在0度至25度范围内，最优选在5度至25度范围内。例如，如果当吊杆以与竖直方向呈25度的角度向上枢转时吊杆约束件率先接合吊杆，则顶部区域从吊杆的该位置开始。因此，当吊杆与竖直旋转轴线的角度为25度或更小时，吊杆位于顶部区域中。
[0045]
根据本发明，顶部区域具有较大的范围，即，优选至少覆盖超过16度的角度，例如18度的角度，优选覆盖至少20度的角度。
[0046]
此外，利用根据本发明的第一方面的重型起重机，起重机的吊杆可以在与顶部区域重叠的工作区域中枢转。工作区域包括允许利用起重机控制提升负载的吊杆位置的范围。
[0047]
在实施方案中，起重机的吊杆能够在工作区域中枢转，例如，在工作区域中，吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度在20度至100度之间，其中，顶部区域与工作区域重叠。
[0048]
实施方案中，在工作区域，吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度在5度至100度之间，其中，顶部区域与工作区域重叠。在这样的实施方案中，在与竖直旋转轴线成5度至25度的角度内延伸的顶部区域与工作区域完全重叠。在替代实施方案中，顶部区域在与竖直旋转轴线成5度至25度的角度内延伸，工作区域在与竖直旋转轴线成7度至100度的角度内延伸。在这样的实施方案中，顶部区域部分地与工作区域重叠。据认为，根据本发明的第一方面，顶部区域总是至少部分地与工作区域重叠，更具体地，至少顶部区域的主要部分与起重机的工作区域重叠。
[0049]
通过提供根据本发明的第一方面的具有吊杆保持件的起重机，在负载损失的情况下，能够减少并且优选防止由起重机中的弯曲力和拉力的释放和/或船舶的横摇引起的吊杆的显著向上枢转。
[0050]
此外，当船舶枢转到倾斜位置，例如横摇到倾侧的位置时，起重机以及因此起重机的吊杆随着船舶枢转到倾斜位置。当船舶的横摇减慢并且最终停止时，吊杆保持件使吊杆减慢，从而防止吊杆的动能保持吊杆沿朝向起重机结构的方向枢转。
[0051]
此外，如果船舶在横摇到其最大倾斜位置之后开始沿相反方向横摇(即，朝向其初始位置返回)，则吊杆保持件优选也使吊杆随着船舶的返回横摇而移动。因此，吊杆保持件防止吊杆由于船舶朝向吊杆枢转而引起的向上提升，即，朝向起重机结构。
[0052]
因此，提供根据本发明的具有吊杆保持件的起重机减少了俯仰线缆和/或吊升线缆从其滑轮快速移动的机会，以及吊杆与起重机结构和/或船舶的部件碰撞的机会。因此，吊杆保持件减少了负载损失对吊杆、起重机和船舶造成重大损坏的机会。
[0053]
据认为，根据本发明的第一方面，在吊杆位于顶部区域时，吊杆约束件与起重机结构和吊杆两者联接。这使得吊杆约束件能够在负载损失的情况下快速减少(优选阻止)吊杆的移动。此外，由于吊杆约束件减少了吊杆的向上枢转移动，因此在负载损失的情况下，这减少了由于向上移动导致的俯仰线缆的松弛，并且防止了随后的吊杆回落，从而实现了俯仰系统(具体是俯仰线缆)的峰值负载。因此，通过提供根据本发明的第一方面的具有吊杆保持件的起重机减少了俯仰线缆和/或吊升线缆从其滑轮快速移动的机会，以及吊杆与起重机结构和/或船舶的部件碰撞的机会。由此，吊杆保持件减少了负载损失对吊杆、起重机和船舶造成重大损坏的机会。
[0054]
据认为，根据本发明的第一方面，在吊杆位于顶部区域时，吊杆约束件与起重机结构和吊杆两者联接。这使得吊杆约束件能够在负载损失的情况下快速减少(优选阻止)吊杆的移动。
[0055]
与传统的吊杆止挡件相比，根据本发明的吊杆约束件在起重机的工作范围内操作。传统的吊杆止挡件配置为在吊杆移出工作区域时接合吊杆。在根据本发明的起重机的实施方案中，传统的吊杆止挡件可以与吊杆约束件组合。因此，在这样的实施方案中，一个或更多个吊杆止动动力缸可以设置为在吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度为8度时接合吊杆，并且在吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度为5度时完全收缩。
[0056]
当在这样的实施方案中起重机用于提升顶部区域的负载时，起重机在吊杆工作区域中操作。吊杆在顶部区域时被吊杆约束件接合，但远离传统的吊杆止挡件。在负载损失的
情况下，吊杆保持件减少了吊杆能够相对于起重机向上枢转的程度，优选防止在负载损失的情况下吊杆的任何实质性向上枢转，并且吊杆优选保持在与支撑负载时基本相同的位置。如果吊杆到达顶部区域的顶端，也由吊杆止挡件接合。吊杆止挡件进一步减少了吊杆的移动，并且最终阻止了吊杆的进一步移动。
[0057]
在实施方案中，根据本发明的第一方面的起重机还设置有吊杆止挡件，其中，吊杆止挡件配置为以安全的角度阻止吊杆的移动，安全的角度是吊杆能够枢转的最大高度，例如，在工作区域的上端。
[0058]
值得注意的是，顶部区域可以在起重机的吊杆的工作范围的顶端结束，或者可以向上延伸超出起重机的工作范围。如果起重机设置有传统的吊杆止挡件，则工作区域和顶部区域可以在吊杆止挡件处结束。在实施方案中，吊杆止挡件可以设置为多于起重机的实际工作范围，从而提供吊杆能够移动的附加范围和/或在吊杆由吊杆止挡件物理停止之前在不支撑负载时吊杆可以被俯仰系统枢转的附加范围。
[0059]
在进一步的实施方案中，吊杆止挡件包括挤压区域，所述挤压区域配置为通过受控变形使吊杆减慢并且优选停止，例如，当吊杆移动超过最大工作角度时，例如，移动超过工作区域的上端。
[0060]
在实施方案中，吊杆约束件设置有挤压区域，即，安装或包括配置为在吊杆移动超过顶部区域的上端时，通过受控变形来使吊杆减慢并优选停止的结构。在进一步的实施方案中，起重机还设置有吊杆止挡件，并且吊杆止挡件和吊杆保持件两者设置有挤压区域以使吊杆的移动停止。
[0061]
在进一步的实施方案中，吊杆止挡件包括减震器，例如液压缸，减震器在吊杆达到最大工作角度之前接合吊杆，以弹性地承接吊杆并且防止吊杆与吊杆止挡件发生硬停止。
[0062]
在进一步的实施方案中，吊杆止挡件包括传感器，例如，传感器在减震器中，例如，减震器为液压缸的形式，传感器连接至控制系统，其中，控制系统配置为阻止俯仰系统进一步提升吊杆，从而防止俯仰系统将吊杆旋转超过最大工作角度。
[0063]
根据本发明的第一方面，吊杆约束件配置为与重型起重机一起使用，即，配置为提升较重的负载的起重机，例如用于提升大于1000公吨，例如1300公吨的负载。这些起重机通常具有较大的吊杆，即，长度为80米或更长的吊杆。根据本发明的第一方面，将吊杆约束件设置于起重机结构以接合吊杆的枢转端，即，吊杆的下端。在实施方案中，吊杆约束件在吊杆的下部20％处接合吊杆，优选在吊杆的下部15％内接合吊杆。因此，在100米长的吊杆中，吊杆约束件在下部15米中接合吊杆。
[0064]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，起重机结构设置有一个或更多个减震器，一个或更多个减震器配置为在吊杆枢转超过最大工作角度时接合吊杆，优选接合吊杆上的撞击区域。减震器可以是弹性的，例如包括液压缸，和/或可以配置为在接触时变形，或者至少在吊杆移动超过一定速度的情况下在接触时变形，因此作用类似于挤压区域。
[0065]
在实施方案中，另外或作为替代实施方案，吊杆设置有一个或多个减震器，一个或更多个减震器配置为在吊杆枢转超过最大工作角度时接合起重机结构和/或起重机的塔架，优选接合起重机结构或起重机的塔架的撞击区域。减震器可以是有弹性的，例如包括液压缸，和/或可以配置为在接触时变形，或者至少在吊杆移动超过一定速度的情况下在接触时变形，因此作用类似于挤压区域。
[0066]
根据本发明的第一方面，吊杆约束件包括液压缸，并且吊杆约束件配置为将液压缸保持在最小压力，使得液压缸被迫进入延伸位置。通过迫使液压缸处于延伸位置，当吊杆沿向下方向枢转时，例如突然远离约束件，约束件与吊杆保持接触。
[0067]
在这样的实施方案中，吊杆约束件在顶部区域与吊杆一起移动。吊杆约束件中的偏压确保吊杆约束件与吊杆之间的牢固接触。
[0068]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，吊杆约束件设置有控制系统，所述控制系统配置为调节液压缸的弹簧常数，从而在减慢吊杆和阻止吊杆的吊杆移动之间切换。
[0069]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，吊杆约束件包括挤压区域，所述挤压区域配置为在吊杆移动超过最大枢转速度时通过受控变形使吊杆减慢和停止。
[0070]
在进一步的实施方案中，其中，吊杆约束件包括挤压区域，所述挤压区域配置为当吊杆移动超过最大枢转速度时通过受控变形使吊杆减慢和停止，最大枢转速度是考虑到吊杆约束件切换到主动模式的角度，对于吊杆约束件来说过高而不能够在吊杆达到最大工作角度之前使吊杆减慢的速度。
[0071]
在实施方案中，每个液压缸的液压控制系统在介质分离件和液压回路之间设置有一个或更多个阀门，当吊杆约束件处于被动模式时，一个或更多个阀门允许液压流体的自由流动，从而使液压缸被气体缓冲器偏压，当吊杆保持件处于主动模式时，一个或更多个阀门对液压流体的流量进行节流，从而阻碍活塞朝向收缩位置的移动，从而使吊杆的移动减慢，特别是使吊杆的突然增大的移动减慢。
[0072]
被动模式，液压缸受到气体缓冲器的力。当控制系统将吊杆约束件切换到主动位置时，系统的液压流体被节流，从而增大将液压缸推到收缩位置所需的力。因此，吊杆沿向上方向的移动减少并且优选停止。
[0073]
在进一步的实施方案中，液压回路配置为使得节流功能仅适用于向内推动的缸杆，不适用于朝向延伸位置移动的缸杆。因此，当吊杆沿向下方向移动时，气体缓冲器将液压缸朝向延伸位置推动，从而保持吊杆约束件对向下移动的吊杆的推动。因此，吊杆约束件能够帮助朝向较低的位置快速推动吊杆，如果吊杆再次开始向上移动，则快速反应并再次使吊杆减慢。此外，吊杆约束件因此减少了吊升线缆和俯仰线缆在引导滑轮上快速移动的机会。
[0074]
在实施方案中，多个液压缸的液压回路联接，以均衡液压缸之间的负载差。
[0075]
在根据本发明的实施方案中，当吊杆在顶部区域向上枢转时，吊杆保持件的液压缸被压缩，并且液压缸优选配置为充当线性弹簧，从而使俯仰线缆拉紧。
[0076]
在实施方案中，吊杆约束件的缸杆在与吊杆接合并且吊杆与竖直旋转轴线的角度为35度时完全延伸。
[0077]
在实施方案中，吊杆约束件的缸杆在吊杆与竖直旋转轴线的角度为15度时完全收缩。
[0078]
在实施方案中，吊杆是a型构架吊杆，并且吊杆约束件包括四个液压缸，四个液压缸安装为使得每个液压缸接合a型构架的支腿的一侧。液压缸的这种分布对于防止吊杆中的扭转是最佳的。此外，优选联接缸的液压回路，以平衡由液压缸施加到吊杆上的力。
[0079]
在实施方案中，吊杆在底座端处包括箱形构架，并且对应于液压缸的捕获器安装于箱形构架。这种配置允许从液压缸到吊杆的力分布最佳。
[0080]
在实施方案中，当缸杆从延伸位置移动至收缩位置时，液压缸的弹簧刚度增加至少15％，优选至少20％，例如25％。
[0081]
在实施方案中，液压缸被可枢转地支撑，使得液压缸可以相对于起重机结构围绕水平轴线枢转。因此，当吊杆在顶部区域移动时，能够调整液压缸(具体地，缸杆)相对于吊杆的接合的角度。
[0082]
在实施方案中，支架为a型构架，两个液压缸安装于a型构架的每个支腿，优选地，当吊杆处于降低的位置时，俯仰线缆在两组液压缸之间穿过。
[0083]
在实施方案中，捕获器包括引导表面和阻止表面，其中，引导表面在吊杆朝向顶部区域枢转时接合缸头，并且在吊杆朝向顶部区域进一步枢转时朝向阻止表面引导缸头，例如在吊杆抬高超过在1度至3度范围内的角度时，例如在吊杆抬高超过2度的角度时，其中，阻止表面设置在引导表面的端部，以相对于吊杆锁定缸头，使得吊杆的进一步力矩将缸杆推入到液压缸中。
[0084]
在实施方案中，吊杆约束件包括接口，所述接口使得操作员能够使吊杆约束件在被动模式和主动模式之间切换。
[0085]
在实施方案中，控制系统包括传感器，所述传感器用于监测吊杆的角度，并且/或者能够检测吊杆是否在顶部区域内。
[0086]
在实施方案中，起重机为基座式起重机，起重机结构包括支架，所述支架用于支撑俯仰线缆，其中，吊杆约束件优选安装于支架。在替代实施方案中，起重机是塔架起重机，吊杆约束件安装于塔架起重机的起重机结构。
[0087]
本发明的第一方面还提供了一种海上起重船舶，其设置有根据本发明的重型起重机。
[0088]
本发明的第一方面还提供了一种液压气动吊杆约束件，其配置为安装于重型起重机以提供根据本发明的重型起重机。
[0089]
本发明的第一方面还提供了一种使吊杆的向上枢转移动停止的方法，吊杆在顶部区域移动，所述方法利用根据本发明的重型起重机或根据本发明的船舶，其中，所述方法包括以下步骤：
[0090]
将吊杆抬高到顶部区域中，并且使吊杆与吊杆约束件接合；
[0091]
用起重机提升负载；
[0092]
检测负载的损失；
[0093]
将吊杆约束件从被动模式切换到主动模式；
[0094]
使相应动力缸中缸杆的移动减慢，从而使吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动减慢；
[0095]
优选地，使相应动力缸中缸杆的移动停止，从而使吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动停止。
[0096]
本发明的第一方面还提供了一种用于船舶的起重机，所述起重机包括：
[0097]-底座结构，其中，底座结构适合于安装至船舶或与船舶一体形成；
[0098]-起重机结构，其中，起重机结构由底座结构旋转地支撑，用于起重机结构相对于底座围绕竖直旋转轴线旋转；
[0099]-吊杆，其中，吊杆包括纵向轴线、枢转端、中段和与枢转端相对的吊升端，其中，吊
杆由起重机结构支撑，使得吊杆能够围绕竖直旋转轴线旋转，其中，吊杆的枢转端枢转地连接至起重机结构，使得吊杆能够围绕水平吊杆枢转轴线上下枢转；
[0100]-吊杆俯仰组件，其中，俯仰组件包括吊杆俯仰线缆和吊杆俯仰绞盘，其中，吊杆俯仰线缆从吊杆俯仰绞盘延伸至吊杆的吊升端，用于使吊杆在工作区域中围绕枢转轴线向上和向下枢转，并且用于将吊杆支撑在相对于起重机结构的吊升位置，其中，俯仰组件能够将吊杆枢转到与工作区域的上端重叠的顶部区域，
[0101]-吊升组件，其用于吊升负载，其中，吊升组件包括吊升绞盘、吊升线缆和负载悬挂装置，其中，吊升线缆从吊升绞盘通过位于吊杆的吊升端的吊升线缆引导件延伸至负载悬挂装置；
[0102]-液压气动吊杆约束件，其用于在吊杆处于顶部区域时减少吊杆的向上枢转，其中，吊杆约束件包括：
[0103]
多个液压缸，每个液压缸具有液压回路和缸杆，所述缸杆具有缸头，其中，液压缸安装于起重机结构，缸头指向起重机的吊杆，
[0104]
捕获器，其对应于每个液压缸，其中，每个捕获器安装于吊杆并且配置为容纳相应的缸的缸头，并且当吊杆在顶部区域向上枢转时，每个捕获器配置为相对于吊杆能够枢转地锁定缸头；
[0105]
气体缓冲器，其用于每个液压缸，其中，每个气体缓冲器安装至相应的液压缸，并且通过介质分离件连接至相应的缸的液压回路，其中，气体缓冲器迫使液压缸处于延伸位置，其中，液压缸和缓冲器之间的体积比使得液压缸充当渐进式弹簧；
[0106]
控制系统，其包括用于监测负载损失的一个或更多个传感器；
[0107]
其中，吊杆约束件能够在被动模式和主动模式之间切换，在所述被动模式中，吊杆约束件允许缸杆在相应液压缸中的移动，从而允许吊杆在顶部区域相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，在所述主动模式中，吊杆约束件减慢并且优选阻止缸杆在相应液压缸中的移动，从而减慢并且优选阻止吊杆在顶部区域相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0108]
其中，控制系统配置为在一个或更多个传感器记录到负载的损失和/或船舶的横摇时，将吊杆约束件从被动模式切换至主动模式。
[0109]
根据第二方面，本发明旨在提供改进的用于海上船舶的重型起重机或者至少替代这种用途的现有起重机。本发明的进一步目的是提供更有能力处理负载的损失或者至少不太容易受到由于负载的损失而导致的损坏的起重机。本发明的再一步目的是提供更有能力处理负载的损失或者至少不太容易受到由于负载的损失而导致的损坏的海上起重船舶。
[0110]
本发明通过提供根据权利要求第二方面的起重机来实现所述目的。
[0111]
根据第二方面，根据本发明的重型起重机包括：
[0112]-底座结构，其中，底座结构适合于安装至船舶或与船舶一体形成；
[0113]-起重机结构，其中，起重机结构由底座结构旋转地支撑，用于起重机结构相对于底座围绕竖直旋转轴线旋转；
[0114]-吊杆，其具有80米至200米的长度，其中，吊杆包括纵向轴线、枢转端、中段和与枢转端相对的吊升端，其中，吊杆由起重机结构支撑，使得吊杆可以围绕竖直旋转轴线旋转，其中，吊杆的枢转端枢转地连接至起重机结构，使得吊杆可以围绕水平吊杆枢转轴线上下
枢转；
[0115]-吊杆俯仰组件，其中，俯仰组件包括吊杆俯仰线缆和吊杆俯仰绞盘，其中，吊杆俯仰线缆从吊杆俯仰绞盘延伸至吊杆的吊升端，用于使吊杆围绕枢转轴线向上和向下枢转，并且用于将吊杆支撑在相对于起重机结构的吊升位置；
[0116]-吊升组件，其用于吊升负载，其中，吊升组件包括吊升绞盘、吊升线缆和负载悬挂装置，其中，吊升线缆从吊升绞盘通过位于吊杆的吊升端的吊升线缆引导件延伸至负载悬挂装置；
[0117]-吊杆约束件，其用于在吊杆处于顶部区域时减少(优选阻止)吊杆的向上枢转，在顶部区域中，吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度为40度或更小，优选为50度或更小，最优选为60度或更小，其中，吊杆约束件包括：
[0118]
第一构件，其用于在吊杆处于顶部区域时接合起重机结构或与起重机的塔架接合，优选地，与起重机结构或起重机的塔架连接)；
[0119]
第二构件，其用于在吊杆处于顶部区域时接合吊杆接合，优选地，与吊杆连接；
[0120]
控制系统，其包括用于监测负载的损失的一个或更多个传感器(例如，监测吊升线缆和/或俯仰线缆中的张力的传感器)和/或用于监测船舶的横摇的一个或更多个传感器；
[0121]
其中，吊杆约束件能够在被动模式和主动模式之间切换，在所述被动模式中，吊杆约束件允许第二构件相对于第一构件的移动，从而允许吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，在所述主动模式中，吊杆约束件减慢并且优选阻止第二构件相对于第一构件的移动，从而减慢并且优选阻止吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0122]
其中，控制系统配置为在一个或更多个传感器记录到负载的损失和/或船舶的横摇时，将吊杆约束件从被动模式切换至主动模式。
[0123]
因此，本发明提供了一种包括吊杆和吊杆约束件的重型起重机。在由起重机支撑的负载损失的情况下，当吊杆处于顶部区域时，吊杆约束件配置为减少(优选阻止)吊杆相对于起重机的向上枢转。
[0124]
根据本发明的第二方面的约束件至少可以在吊杆位于顶部区域时使用，即，当吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度为40度或更小，优选为50度或更小，最优选为60度或更小时使用。在顶部区域，吊杆的相对较小的枢转移动可能会导致吊杆与起重机结构或船舶碰撞。
[0125]
与传统的吊杆止挡件相比，根据本发明的第二方面的约束件在起重机的工作范围内操作。传统的吊杆止挡件配置为在吊杆移出工作区域时接合吊杆。在根据本发明的起重机的实施方案中，传统的吊杆止挡件可以与吊杆约束件组合。
[0126]
当起重机用于提升负载时，起重机利用工作区域的吊杆进行操作。因此，吊杆远离传统的吊杆止挡件。在负载损失的情况下，吊杆保持件减少了吊杆能够相对于起重机向上枢转的程度，优选防止在负载损失的情况下吊杆的任何向上枢转。吊杆优选保持在与支撑负载时基本相同的位置。
[0127]
因此，通过提供根据本发明的第二方面的具有吊杆保持件的起重机，在负载损失的情况下，能够减少并且优选防止由起重机中的弯曲力和拉力的释放和/或船舶的横摇引起的吊杆的向上枢转。
[0128]
此外，当船舶枢转到倾斜位置，例如横摇到倾侧的位置时，起重机以及因此起重机
的吊杆随着船舶枢转到倾斜位置。当船舶的横摇减慢并且最终停止时，吊杆保持件使吊杆减慢，从而防止吊杆的动能使吊杆沿向上方向枢转，更具体地，沿朝向起重机结构的方向枢转。
[0129]
此外，如果船舶在横摇到其最大倾斜位置之后开始沿相反方向横摇，则根据本发明的第二方面的吊杆保持件优选也使吊杆随着船舶的返回横摇而移动。因此，吊杆保持件防止吊杆由于船舶朝向吊杆枢转而引起的向上提升，即，朝向起重机结构。
[0130]
因此，通过提供根据本发明的第二方面的具有吊杆保持件的起重机减少了俯仰线缆和/或吊升线缆从其滑轮快速移动的机会，以及吊杆与起重机结构和/或船舶的部件碰撞的机会。因此，吊杆保持件减少了负载损失对吊杆、起重机和船舶造成重大损坏的机会。
[0131]
此外，吊杆约束件还能够防止吊杆向上枢转，超出由俯仰线缆支撑的位置。因此，还可以防止随后的吊杆回落，从而实现俯仰系统(具体是俯仰线缆)中的峰值负载。
[0132]
据认为，根据本发明，吊杆约束件优选至少在吊杆处于顶部区域时与起重机结构(或起重机的塔架)和吊杆联接。这使得吊杆约束件能够在启用时快速减少(优选阻止)吊杆的移动。
[0133]
值得注意的是，当吊杆约束件的组件被称为连接至起重机的塔架或由起重机的塔架支撑时，其被认为是连接至塔架或由塔架支撑，而不是连接至起重机结构或由起重机结构支撑，更具体地，其被认为是可旋转地连接至塔架或由塔架可旋转地支撑，使得组件能够与起重机结构和起重机的吊杆同步旋转。
[0134]
例如，在塔架起重机中，俯仰线缆(特别是支撑俯仰线缆的滑轮)通常可旋转地支撑在塔架的顶部。此外，吊杆止挡件还可以设置在塔架的顶部，使其与俯仰系统的滑轮以及起重机结构(即，起重机的吊杆)一起围绕起重机的竖直旋转轴线旋转。
[0135]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，起重机的吊杆能够在工作区域中枢转，例如，在工作区域中，吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度在20度至100度之间，其中，顶部区域与工作区域重叠。
[0136]
工作区域是允许利用起重机提升负载的吊杆位置的范围。
[0137]
在实施方案中，起重机还设置有吊杆止挡件，其中，吊杆止挡件配置为以安全的角度阻止吊杆的移动，安全的角度是吊杆能够枢转的最大高度，例如，在工作区域的上端。
[0138]
值得注意的是，顶部区域可以在起重机的吊杆的工作范围的顶端结束，或者可以向上延伸超出起重机的工作范围。如果起重机设置有传统的吊杆止挡件，则工作区域和顶部区域可以在吊杆止挡件处结束。在实施方案中，吊杆止挡件可以设置为多于起重机的实际工作范围，从而提供吊杆能够移动的附加范围和/或在吊杆由吊杆止挡件物理停止之前在不支撑负载时吊杆可以被俯仰系统枢转的附加范围。
[0139]
在进一步的实施方案中，吊杆止挡件包括挤压区域，所述挤压区域配置为通过受控变形使吊杆减慢并且优选停止，例如，当吊杆移动超过最大工作角度时，例如，移动超过工作区域的上端。
[0140]
在进一步的实施方案中，吊杆止挡件包括减震器，例如液压缸，减震器在吊杆达到最大工作角度之前接合吊杆，以弹性地承接吊杆并且防止吊杆与吊杆止挡件发生硬停止。
[0141]
在进一步的实施方案中，吊杆止挡件包括传感器，例如，传感器在减震器中，例如，减震器为液压缸的形式，传感器连接至控制系统，其中，控制系统配置为阻止俯仰系统进一
步提升吊杆，从而防止俯仰系统将吊杆枢转超过最大工作角度。
[0142]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，起重机结构设置有一个或更多个减震器，一个或更多个减震器配置为在吊杆枢转超过最大工作角度时接合吊杆，优选接合吊杆上的撞击区域。减震器可以是有弹性的，例如包括液压缸，和/或可以配置为在接触时变形，或者至少在吊杆移动超过一定速度的情况下在接触时变形，因此作用类似于挤压区域。
[0143]
在实施方案中，另外或作为替代实施方案，吊杆设置有一个或多个减震器，一个或更多个减震器配置为在吊杆枢转超过最大工作角度时接合起重机结构和/或起重机的塔架，优选接合起重机结构或起重机的塔架的撞击区域。减震器可以是有弹性的，例如包括液压缸，和/或可以配置为在接触时变形，或者至少在吊杆移动超过一定速度的情况下在接触时变形，因此作用类似于挤压区域。
[0144]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，吊杆约束件包括液压缸，吊杆约束件配置为至少在吊杆与吊杆约束件接触时将液压缸保持在最小压力，使得当吊杆突然沿向下方向枢转时，即，突然枢转远离约束件时，约束件与吊杆保持接触。
[0145]
在这样的实施方案中，吊杆约束件仍然允许俯仰系统在正常工作条件下使吊杆在顶部区域枢转，并且吊杆约束件在顶部区域随吊杆移动。吊杆约束件中的偏压确保吊杆约束件与吊杆之间的牢固接触。此外，在吊杆约束件被启用之前，偏压可能已经抑制或部分抑制了不是由俯仰系统引起的吊杆的任何向上移动。因此，液压缸中的这种预张力可能会减少吊杆约束件在被启用时减少或阻止的移动，或者在相对较小的向上移动的情况下，防止吊杆约束件被启用。
[0146]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，控制系统配置为在减慢吊杆和阻止吊杆的吊杆移动之间切换，例如，通过分别部分和完全地启用制动卡钳或伸缩臂中的液压缸。
[0147]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，吊杆约束件包括挤压区域，所述挤压区域配置为在吊杆移动超过最大枢转速度时通过受控变形使吊杆减慢和停止。
[0148]
在进一步的实施方案中，最大枢转速度是考虑到吊杆约束件切换到主动模式的角度，对于吊杆约束件来说过高而不能够在吊杆达到最大工作角度之前使吊杆减慢的速度。
[0149]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，当吊杆降低到顶部区域以下时，吊杆约束件能够与起重机和/或吊杆断开连接，或者其中第一构件能够远离第二构件。
[0150]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，控制系统配置为：一旦切换到主动模式，就减慢吊杆沿向上方向以及沿向下方向的移动。
[0151]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，吊杆约束件包括伸缩臂，伸缩臂包括第一构件和第二构件，其中，第二构件伸缩地容纳在第一构件中，其中，第一构件安装于起重机结构或起重机的塔架，第二构件指向起重机的吊杆；
[0152]
其中，第二构件包括联接元件，所述联接元件设置于伸缩臂的第二构件，用于在吊杆枢转到顶部区域中时接合吊杆，优选接合设置于吊杆的捕获器，其中，第二构件配置为在吊杆旋转到顶部区域中时可伸缩地滑入到第一构件中，
[0153]
其中，伸缩臂还配置为，
[0154]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于被动模式时，允许第二构件相对于第一构件的移动，从而允许吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0155]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于主动模式时，减慢并且优选阻止第二构
件相对于第一构件的移动，例如利用制动闸片或者液压流体，从而减慢并且优选阻止吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架沿向上方向的倾斜移动。
[0156]
在进一步的实施方案中，伸缩臂包括至少一个液压缸以及与至少一个液压缸联接的液压系统，其中，至少一个液压缸配置为使第二构件相对于第一构件沿线性方向移动，其中，控制系统配置为利用液压系统以使吊杆的移动减慢和/或使吊杆的移动停止。
[0157]
据认为，如果吊杆约束件启用得足够快，则可以防止吊杆的移动。一旦吊杆已经移动，系统可以选择在使吊杆的移动停止之前直接停止或率先减慢吊杆的移动。值得注意的是，在一些实施方案中，在某些条件下，吊杆约束件只能成功地使吊杆的移动减慢，不能成功地使吊杆停止。这仍然可足以防止吊杆接触起重机，或者防止对安装于起重机结构的吊杆顶部造成重大损坏。由于吊杆约束件在顶部区域操作时与吊杆联接，因此能够快速应对负载损失或者吊杆枢转速度的突然的意外的增大。因此，吊杆约束件能够防止对吊杆的损坏，这在没有吊杆约束件的情况下将是不可能的。
[0158]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，第一构件具有接收端，第二构件具有穿入端，其中，第二构件(制动板)的穿入端配置为至少部分地插入到第一构件(制动卡钳)的接收端中，
[0159]
其中，第一构件安装于起重机结构，接收端面向吊杆，并且第二构件安装于吊杆，穿入端面向起重机结构，其中，当吊杆枢转到顶部区域中时，第二构件的穿入端插入到第一构件的接收端中，当吊杆在顶部区域中向上枢转时，第二构件滑入到第一构件中，
[0160]
其中，第一构件配置为，
[0161]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于被动模式时，允许第二构件相对于第一构件的移动，从而允许吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0162]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于主动模式时，减慢并且优选阻止第二构件相对于第一构件的移动，例如利用制动闸片，从而减慢并且优选阻止吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架沿向上方向的倾斜移动。
[0163]
在进一步的实施方案中，第一构件和/或第二构件分别设置有用于接合第二构件或第一构件的固定装置，其中，固定装置能够由控制系统启动，以减少第一构件相对于第二构件的移动，并且优选使第一构件相对于第二构件的移动停止。
[0164]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，第一构件和/或第二构件包括实施为制动卡钳的固定装置，其中，第二构件和/或第一构件分别包括制动板，所述制动板配置为当吊杆位于顶部区域时在第一构件和/或第二构件的制动卡钳之间滑动。
[0165]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，第二构件包括轨道，其中，轨道安装于吊杆并且沿着吊杆的纵向轴线延伸，其中，第一构件是在底座端与吊杆端之间延伸的臂，其中，臂的底座端能够枢转地安装于起重机结构或起重机的塔架，并且吊杆端配置为与轨道能够滑动地联接，其中，当吊杆在顶部范围内向上枢转时，臂与臂的吊杆端沿着吊杆向上滑动，
[0166]
其中，第一构件配置为，
[0167]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于被动模式时，允许臂的吊杆端沿着轨道滑动，从而允许吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0168]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于主动模式时，减慢并且优选阻止吊杆端
沿着轨道的移动，例如利用制动闸片或者动力缸，从而减慢并且优选阻止吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架沿向上方向的倾斜移动。
[0169]
在进一步的实施方案中，吊杆端配置为：当吊杆枢转到顶部区域中时接合轨道或安装于轨道的滑动件，当吊杆沿向下方向枢转出顶部区域时脱离轨道或滑动件。
[0170]
在进一步的实施方案中，另外或作为替代实施方案，第一构件配置为接合轨道上的滑动件，例如推车，或者能够滑动地接合轨道。
[0171]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，吊杆约束件的一端连接至起重机结构或起重机的塔架，能够与起重机和/或吊杆断开连接，以实现吊杆与起重机结构之间的较大角度。
[0172]
在进一步的实施方案中，吊杆约束件配置为：当吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度为40度或更小，优选为50度或更小，最优选为60度或更小时，接合吊杆和起重机结构。
[0173]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，吊杆约束件包括接口，所述接口使得操作员能够使吊杆约束件在被动模式和主动模式之间切换。
[0174]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，控制系统包括传感器，所述传感器用于监测吊杆的角度，并且/或者能够检测吊杆是否在顶部区域内。
[0175]
在根据本发明的重型起重机的实施方案中，所述起重机为塔架起重机。
[0176]
在根据本发明的重型起重机的替代实施方案中，起重机为基座式起重机，起重机结构包括支架，所述支架用于支撑俯仰线缆，其中，吊杆约束件优选安装于支架。
[0177]
本发明还提供了一种海上起重船舶，其设置有根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机。
[0178]
本发明还提供了一种使吊杆的向上枢转移动停止的方法，吊杆在顶部区域移动，所述方法利用根据本发明的重型起重机或根据本发明的船舶，其中，所述方法包括以下步骤：
[0179]
提升负载并且将吊杆抬高到顶部区域中；
[0180]
检测负载的损失；
[0181]
将吊杆约束件从被动模式切换到主动模式；
[0182]
将第二构件与第一构件接合；
[0183]
使第二构件相对于第一构件的移动减慢，从而使吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动减慢；
[0184]
使第二构件相对于第一构件的移动停止，从而使吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动停止；
[0185]
在实施方案中，起重机包括可移动块状件(mobile mass)。可移动块状件由起重机的吊杆可滑动地支撑，使得块状件可以沿着吊杆从位于吊杆的吊杆枢转轴线的吊杆的近端移动至吊杆的远端。优选地，吊杆设置有沿着吊杆延伸的轨道，吊杆块状件(boom mass)设置有安装滑架的轨道，以使可移动块状件能够沿着轨道移动。
[0186]
此外，吊杆设置有块状件驱动器(mass drive)，例如吊升系统或磁力驱动器，块状件驱动器配置为将块状件沿阻尼方向远离吊杆的近端并且朝向吊杆的远端移动。
[0187]
在进一步的实施方案中，吊杆设置有可移动块状件保持系统，用于确保可移动块状件处于远离吊杆的近端的位置，更具体地，用于防止可移动块状件朝向吊杆的近端移动。
[0188]
在吊杆向上枢转的情况下，例如由吊杆支撑的负载的突然损失和/或船舶的枢转移动所引起，可移动块状件被朝向吊杆的远端推动。
[0189]
在吊杆向上枢转的情况下，例如由吊杆支撑的负载的突然损失和/或船舶的枢转移动所引起，可移动块状件被朝向吊杆的远端推动。移动可移动块状件远离吊杆的枢转轴线，并且可选地远离船舶的枢转轴线，块状件转移远离船舶的重心，并且吊杆的枢转移动被减慢。
[0190]
此外或作为替代实施方案，起重机的俯仰系统可以配备有俯仰释放装置，使得俯仰被释放到吊杆不枢转的这种程度而不是倾斜位置，或者仅以有限的方式释放。
[0191]
在实施方案中，俯仰线缆的节段能够通过紧急释放滑轮形成环路，所述释放滑轮能够移动以延长起重机上部结构和吊杆之间的俯仰线缆的量，从而防止由船舶的横摇引起的起重机结构的枢转，以向上拉动吊杆，从而防止吊杆的被动和主动提升。
[0192]
此外或作为替代实施方案，安装有引导俯仰线缆的滑轮块的吊杆可以被可移动地支撑，使得在紧急情况下其能够沿着吊杆甚至远离吊杆移动，从而防止由船舶的横摇引起的起重机结构的枢转，以向上拉动吊杆，从而防止吊杆的被动和主动提升。
[0193]
在实施方案中，起重机的吊杆在起重机的吊升侧设置有支柱结构，并且设置有连接至支柱结构的一根或更多根保持线缆，以在吊杆上施加拉力。保持线缆连接至拉动装置(例如，包括一个或更多个液压缸和/或一个或更多个绞盘)，以在保持线缆上施加拉力。支柱结构设置为使保持线缆远离吊杆结构，由此能够在吊杆上施加力矩，从而向下拉动吊杆。
[0194]
在优选实施方案中，一根或更多根支撑线缆从支柱结构朝向臂的顶部延伸，线缆固定至吊杆和支柱结构，以防止在利用保持线缆对吊杆施加拉动力矩时吊杆的过度弯曲。
[0195]
在起重机结构与吊杆的长度相比高度有限的情况下，吊杆的这种实施方案尤其有益。
[0196]
根据第三方面，本发明提供了一种海上起重船舶，优选包括根据本发明的第二方面的重型起重机，其中，船舶配置为防止由于负载损失导致的过度横摇。
[0197]
在实施方案中，船舶设置有附加的浮体，设置为与在船舶的提升侧相对，以向船体提供更稳定的设置。因此，在该实施方案中，船体沿远离起重机提升负载的一侧的方向有效地延伸。因此，在由起重机提升的负载的突然损失的情况下，船体能够更好地抵抗由压载舱引起的船舶的横摇。
[0198]
例如，一个或更多个浮筒可以连接至船舶的船体。优选地，浮筒与船体间隔设置，并且通过间隔臂连接至船舶，例如，在船舶与浮筒之间延伸的桁架架构。
[0199]
在实施方案中，另外或作为替代实施方案，支撑起重机的船舶设置有浮动锚，以在起重机损失被提升的负载的至少一部分的情况下防止船舶的过度倾斜。如上所述，当起重机用于形成用于(特别是，沿着船舶的一侧)提升较重的负载的浮式船舶时，压载舱用于补偿由起重机提升的负载，从而使船舶平衡。当负载或其部分遭到损失时，配重压载舱将船舶倾斜到枢转位置。船舶的改变后的位置(具体地，移动到改变后的位置)导致起重机的吊杆被提升，并且可能导致吊杆提升到或超过竖直直立位置。
[0200]
为了防止由压载舱的重量引起的船舶的移动，以防止引起吊杆的动态提升，船舶设置有浮动锚。浮动锚安装至起重机支撑负载的船舶的一侧。如果负载遭到部分损失，压载舱的重量将导致船舶横摇远离浮动锚。即使浮动锚将不阻止船舶横摇到枢转位置，船舶横
摇的速度也将降低。这反过来能够减少由船舶的横摇移动引起的动态提升。
[0201]
在进一步的实施方案中，浮动锚由绞盘支撑，绞盘可以被启用为以较高速度卷绕浮动锚支撑线。从而增大浮动锚的拉力，从而产生与船舶的横摇相反的拉力。优选地，提供这样一种控制系统，其监测船舶的位置和/或由起重机(具体地，由起重机的吊升线缆)支撑的负载。在横摇和/或负载的突然损失的情况下，控制系统可以启用绞盘以拉动浮动锚，从而抵消船舶的横摇。当船舶在横摇远离支撑负载的一侧之后朝向其初始位置横摇返回时，控制系统也可以降低绞盘的速度。因此，控制系统防止了绞盘将船舶横摇到相反方向。
[0202]
在实施方案中，船舶设置有安装稳定板的船体，该稳定装置配置为降低船体能够在水中横摇的速度，即，降低船体可以围绕其纵向轴线枢转的速度。例如，在负载遭到部分损失的情况下，压载舱可以将船舶的船体横摇到枢转位置。安装稳定板的船体不设置为防止船舶的横摇，但旨在降低船舶横摇到枢转位置的速度。通过降低横摇速度，传递至吊杆的动能减少，由此降低甚至消除了吊杆的动态提升。因此，相对于起重机，吊杆或多或少地保持了由俯仰线缆限定的位置。从而减少了吊杆枢转到竖直直立位置的机会。
[0203]
稳定板设置有在垂直于船舶的横摇方向的平面内延伸的表面，类似于舭龙骨(bilge keel)。为了有效降低由负载的突然损失引起的横摇速度，稳定板的表面相对较大。因此，当船舶不用于提升而是在地理位置之间行驶时，必须拆除稳定板，以免对船舶的船体的动态特性产生负面影响。在实施方案中，稳定板能够沿着船舶的船体折叠，或者可以提升到船舶的甲板上。在实施方案中，稳定板是可伸缩的，并且可以折叠或收缩到设置于船舶的船体的凹槽中。
[0204]
在实施方案中，另外或作为替代实施方案，支撑起重机的船舶设置有用于减少和/或减慢船舶的横摇移动的一个或更多个装置，该横摇运动是由起重机支撑的负载的突然损失引起的。
[0205]
通常，重型起重船设置有压载水系统，其能够补偿在提升操作期间由吊杆的重量和悬挂的负载引起的静态横倾，特别是在负载在船外时。这种压载水系统通常包括压载水舱和船舶的船体中的相关泵。通常，泵容量对压载物转移形成限制，并且防止在负载损失的情况下足够快地清空压载舱。
[0206]
现有技术中已知通过主动横摇阻尼机构额外地使起重船舶稳定。这种机构主动地抑制横摇运动。横摇运动是围绕船的纵向轴线的旋转移动，其由周期性地与船的力矩相反的波浪激发的力矩产生。对于起重船舶，即使很小的横摇力矩也会由于重型起重机悬挂的负载而产生的较大的横摇偏移。
[0207]
wo 2009048322中描述了主动横摇阻尼机构的示例。
[0208]
对于根据本发明的第四方面的船舶，横摇抑制机构配置为在负载损失的情况下快速反应，并且抵消由负载的损失产生的船舶的横摇运动。提供沿船体的横向方向可移动的固体横摇抑制压载物、检测负载的损失的传感器，以及驱动器和控制系统，驱动器和控制系统可操作为响应于传感器的检测，引起和控制固体横摇抑制压载物的移动，以提供横摇稳定性。
[0209]
在使用过程中，横摇抑制机构的固体块状件用于对由起重机支撑的负载进行配衡，可选择地结合使用含有水的压载舱。在负载损失的情况下，固体块状件被快速输送至船舶的另一侧，从而抵消由负载损失引起的初始不平衡所产生的横摇。
[0210]
如果使用压载舱，优选将固体重量尽可能远地移动到船舶的另一侧。如果固体重量是平衡由起重机支撑的负载的主要重量，则固体负载最初可能会移动至船舶的另一侧，但最终将移动至船舶的中心。
[0211]
固体块状件可以设置在轨道上，该轨道垂直于船舶的纵向轴线从船舶的一侧延伸至另一侧。在实施方案中，提供驱动器以将固体块状件快速移动至船舶的另一侧，例如，绞盘或超级电容器。此外，预拉紧的动力缸也能够用于将块状件移出其初始位置。在轨道的另一端，提供缓冲器使块状件减慢。在实施方案中，缓冲器可以是电容器。作为替代实施方案，可以使用可变形的缓冲器或连接至缓冲器的液压缸，其中，缓冲器配置为使块状件减慢，而不充当在减慢之后将块状件推回的弹簧。
[0212]
在替代实施方案中，块状件配置成落锤(fall weight)，并且安装于弯曲的轨道。在该实施方案中，在负载损失的情况下，落锤被释放并且在重力作用下向下行进至船舶的另一侧。在进一步的实施方案中，可以提供附加驱动器以使负载加速。在轨道的另一端，提供减震器/缓冲器以捕获和减慢块状件。
[0213]
根据本发明的第二方面的重型起重机的有利实施方案、根据本发明的第二方面和本发明的进一步方面的方法在子权利要求和/或说明书中公开，其中，在若干示例性实施方案的基础上对本发明的各方面进一步说明和阐明，示例性实施方案的一些在示意图中示出。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的后两位数字相同。
[0214]
在本文中公开的本发明的实施方案和方面可以单独使用或组合使用，以防止起重机的吊杆向上枢转，更具体地防止吊杆与起重机结构之间的接触，更具体地防止吊杆的折叠，更具体地吊杆的倒塌。
[0215]
虽然主要是为了说明的目的而参考一个或更多个附图，但下面述及的任何技术特征都可以单独或以任何其他技术上可能与一个或更多个其他技术特征相结合的形式与本技术的任何独立权利要求相结合。
[0216]
本领域技术人员可以理解，本文讨论的关于本发明的一个实施方案所需或可选的技术特征可以同样适用于在本文中描述的一个或更多个其它实施方案，并且特征执行其指定功能。本文设想了全部这样的组合，除非组合会导致技术上不可能的解决方案和/或不能满足所需的功能。
附图说明
[0217]
在附图中：
[0218]
图1示出了根据本发明的第二方面的重型起重机的第一示例性实施方案的侧视图，其中，起重机描述为吊杆处于降低的位置和抬高的位置；
[0219]
图2示出了图1的重型起重机的侧视图，其中，起重机描述为吊杆处于降低的位置、抬高的位置和两个中间位置；
[0220]
图3示出了图1的重型起重机的局部特写侧视图，其中，起重机描述为吊杆处于降低的位置和中间位置；
[0221]
图4示出了图1的重型起重机的局部特写俯视图，其中，起重机描述为吊杆处于降低的位置和中间位置；
[0222]
图5示出了液压行程；
[0223]
图6示出了根据本发明的重型起重机的第二示例性实施方案的侧视图，其中，起重机描述为吊杆处于降低的位置和抬高的位置；
[0224]
图7示出了根据本发明的重型起重机的第三示例性实施方案的侧视图，其中，起重机描述为吊杆处于降低的位置和抬高的位置；
[0225]
图8示出了根据本发明的第三方面的船舶的截面的局部示意图，其中，船舶在与船舶上设置起重机的一侧相对的一侧设置有浮体；
[0226]
图9示出了图8的船舶处于水平位置和倾斜位置的截面的局部示意图，其中，船舶在与船舶上设置起重机的一侧相对的一侧设置有抬高的浮体；
[0227]
图10示出了图8的船舶处于水平位置和倾斜位置的截面的局部示意图，其中，船舶在与船舶上设置起重机(未示出)的一侧相对的一侧设置有替代的抬高的浮体；
[0228]
图11示出了图8的船舶处于水平位置和倾斜位置的截面的局部示意图，其中，船舶在与船舶上设置起重机(未示出)的一侧相对的一侧设置有部分抬高的浮体；
[0229]
图12示出了图8的船舶处于水平位置和倾斜位置的截面的局部示意图，其中，船舶在与船舶上设置起重机(未示出)的一侧相对的一侧设置有部分抬高的浮体；
[0230]
图13示出了根据本发明的第四方面的重型起重机的示例性实施方案的侧视图，其中，起重机包括吊杆，所述吊杆在吊杆的吊升侧设置有支柱；
[0231]
图14示出了根据本发明的第五方面的船舶的示例性实施方案的截面的局部示意图，其中，船舶设置有可移动压载系统；
[0232]
图15示出了根据本发明的第五方面的船舶的另一示例性实施方案的截面的局部示意图，其中，船舶设置有可移动压载系统；
[0233]
图16示出了根据本发明的第六方面的船舶的另一示例性实施方案的截面的局部示意图，其中，船舶设置有用于在吊升活动过程中使用的可伸缩的稳定鳍；
[0234]
图17示出了图12的船舶的俯视图、侧视图和截面示意图，其中，截面的示意图示出了船舶的船体也处于虚线的倾斜位置；
[0235]
图18示出了根据本发明的第一方面的重型起重机的示例性实施方案的侧视图，其中，起重机描述为吊杆位于工作区域的下端；
[0236]
图19示出了图18的重型起重机，其中，吊杆位于工作区域的上端；
[0237]
图20以特写的方式示出了图18的重型起重机的液压气动吊杆约束件，其中，液压气动吊杆约束件尚未接合重型起重机的吊杆；
[0238]
图21以特写的方式示出了图18的重型起重机的液压气动吊杆约束件，其中，吊杆位于顶部区域的下端，液压气动吊杆约束件接合重型起重机的吊杆；
[0239]
图22以特写的方式示出了图18的重型起重机的液压气动吊杆约束件，其中，吊杆位于顶部区域的上端，液压气动吊杆约束件接合重型起重机的吊杆。
具体实施方式
[0240]
图1示出了根据本发明的第二方面的重型起重机1的第一示例性实施方案的侧视图，其中，起重机1描述为吊杆4处于降低的位置和抬高的位置。
[0241]
根据本发明，重型起重机包括底座结构3、起重机结构4、吊杆5、吊杆俯仰组件6、吊升组件7、吊杆约束件8和控制系统9。在所示的实施方案中，起重机还设置有吊杆止挡件23。
[0242]
在所示的实施方案中，重型起重机1是塔架起重机，底座结构3实施为塔架2，塔架适用于安装至船舶。
[0243]
起重机结构4包括起重机壳体。起重机结构4由底座结构(在该实施方案中，起重机的塔架2)旋转支撑，用于起重机结构相对于底座围绕竖直旋转轴线15的旋转。因此，起重机的竖直旋转轴线与起重机的塔架的竖直轴线重合。
[0244]
在所示的实施方案中，吊杆5具有大约120米的长度。吊杆5包括纵向轴线11、枢转端12、中段13和吊升端14，所述吊升端14与吊杆的枢转端12相对。
[0245]
吊杆5由起重机结构4支撑，使得吊杆可以围绕竖直旋转轴线15旋转。吊杆的枢转端12可枢转地连接至起重机结构4，使得吊杆5可以围绕水平吊杆枢转轴线16上下枢转。如描述的，图1所示的示例性实施方案的吊杆可以围绕平行于附图的平面的水平吊杆枢转轴线枢转。
[0246]
吊杆俯仰组件6包括吊杆俯仰线缆17和与俯仰线缆17相关联的吊杆俯仰绞盘。吊杆俯仰线缆17从吊杆俯仰绞盘延伸至吊杆的吊升端14，用于使吊杆5围绕吊杆枢转轴线16向上和向下枢转，并且用于将吊杆5支撑在相对于起重机结构4的吊升位置。
[0247]
未示出用于吊升负载的吊升组件。通常，吊升组件包括吊升绞盘、吊升线缆和负载悬挂装置，其中，吊升线缆从吊升绞盘通过位于吊杆5的吊升端的吊升线缆引导件延伸至负载悬挂装置。
[0248]
根据本发明，起重机包括吊杆约束件8，用于在吊杆5处于顶部区域时减少(优选阻止)吊杆5的向上枢转。
[0249]
在顶部区域，吊杆5与起重机的竖直旋转轴线15的角度为40度或更小，优选为50度或更小，最优选为60度或更小。因此，在实施方案中，顶部区域从吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度成60度的位置延伸至吊杆完全抬起的位置。在所示的实施方案中，顶部区域在吊杆5与起重机1的竖直旋转轴线15为40度的位置开始。这是吊杆约束件8与起重机1的吊杆5接合的位置。
[0250]
吊杆约束件8包括第一构件18和第二构件19。
[0251]
根据本发明，吊杆约束件的第一构件18配置为当吊杆处于顶部区域时与起重机结构或起重机的塔架接合(优选连接)。此外，第二构件19配置为当吊杆处于顶部区域时与吊杆接合(优选连接)。
[0252]
在所示的实施方案中，吊杆约束件实施为伸缩臂8。第一构件实施为活塞体18，第二构件实施为活塞杆19。因此，第二构件19伸缩地容纳在第一构件18中。
[0253]
在所示的实施方案中，第一构件18安装于起重机1的塔架4，第二构件19指向起重机1的吊杆5。此外，在所示的实施方案中，吊杆约束件8包括在吊杆5的两侧的伸缩臂，其可以在图4中描述的俯视图中看到。
[0254]
两个伸缩臂的第二构件19包括设置于相应伸缩臂的第二构件的联接元件20，以在吊杆枢转进顶部区域时接合吊杆5。在所示的实施方案中，吊杆设置有实施为圆柱体的捕获器21。捕获器配置为在吊杆抬高到顶部区域中并且伸缩臂处于延伸位置时进行联接。这在图3所示的中间位置进行了描述。
[0255]
当吊杆在顶部区域向上枢转时，第二构件19配置为可伸缩地滑入到第一构件18中。此外，联接元件20保持与捕获器21接合。图1描述了吊杆5处于完全抬高的位置，其中，伸
缩臂的第二构件19完全收缩在第一构件18中。在该实施方案中，吊杆在处于完全抬高的位置时位于顶部区域的顶端。
[0256]
进一步值得注意的是，当吊杆5枢转到顶部区域中时，伸缩臂8在不与吊杆5联接时支撑在联接元件20将接合捕获器21的位置。结合由俯仰组件支撑在基本水平位置的吊杆，伸缩臂8的位置例如如图1所示。
[0257]
控制系统9包括用于监测负载的损失的一个或更多个传感器(例如，监测吊升线缆和/或俯仰线缆中的张力的传感器)和/或用于监测船舶的横摇的一个或更多个传感器。根据本发明，吊杆约束件8可以在被动模式与主动模式之间切换。
[0258]
在被动模式中，吊杆约束件允许第二构件19相对于第一构件18的移动，从而允许吊杆5相对于起重机1的塔架2的移动。在该模式中，伸缩臂的液压缸允许吊杆向上枢转。在实施方案中，液压缸被加压，使得其被偏压，但仍允许吊杆向上枢转。
[0259]
在主动模式中，吊杆约束件减慢并且优选阻止第二构件19相对于第一构件18的移动，从而减慢并且优选阻止吊杆5相对于起重机1的塔架2的移动。在该模式中，伸缩臂的液压缸是液压致动的，以抑制吊杆的任何向上移动，优选使吊杆的任何向上移动停止。
[0260]
在所示的实施方案中，吊杆约束件包括两个伸缩臂，并且每个伸缩臂8包括一个液压缸。吊杆约束件还包括与两个液压缸联接的液压系统。液压缸配置为使第二构件(即，液压缸的活塞)相对于第一构件(即，活塞体)沿线性方向移动。
[0261]
控制系统9配置为在一个或更多个传感器记录到负载的损失和/或船舶的横摇时，将吊杆约束件8从被动模式切换至主动模式。更具体地，控制系统配置为利用液压系统以使吊杆的移动减慢和/或使吊杆的移动停止。因此，在由起重机支撑的负载损失的情况下，当吊杆处于顶部区域时，吊杆约束件配置为减少(优选阻止)吊杆相对于起重机的向上枢转。
[0262]
值得注意的是，当吊杆5枢转出顶部区域时，第一构件(更具体地是联接元件20)与捕获器21脱离。
[0263]
图5示出了吊杆约束件8的液压缸的液压行程。吊杆约束件8包括针对每个液压缸的气体缓冲器。在附图中，没有描述气体缓冲器。各个气体缓冲器安装至相应液压缸，并且通过介质分离件连接至相应液压缸的液压回路。气体缓冲器迫使液压缸处于延伸位置。液压缸与气体缓冲器之间的体积比优选使得液压缸充当渐进式弹簧。
[0264]
图6示出了根据本发明的重型起重机101的替代示例性实施方案的侧视图，其中，起重机101描述为吊杆105处于降低的位置和抬高的位置。
[0265]
吊杆约束件108的第二构件119包括轨道119。轨道119安装于吊杆105并且沿着吊杆的纵向轴线延伸。第一构件118是在底座端118a和吊杆端118b之间延伸的臂。臂118的底座端118a能够枢转地安装于起重机结构104，并且吊杆端118b配置为能够滑动地与轨道119联接。
[0266]
当吊杆104向上枢转到顶部范围内时，臂118及其吊杆端118b沿着吊杆105向上滑动，更具体地，臂118及其吊杆端118b沿着吊杆105向上滑动。
[0267]
当吊杆104处于顶部区域并且吊杆约束件108处于被动模式时，吊杆约束件允许臂118的吊杆端118b沿着轨道119滑动，从而允许吊杆104相对于起重机结构或起重机的塔架的移动。
[0268]
当吊杆104处于顶部区域并且吊杆约束件108处于主动模式时，吊杆约束件配置为
减慢并且优选阻止吊杆端118b沿着轨道119的移动，从而减慢并且优选阻止吊杆104相对于起重机结构或起重机的塔架沿向上方向的移动。
[0269]
在所示的实施方案中，轨道设置有联接吊钩(用于接合推车)和制动绞盘。当推车接合轨道时，吊钩与推车联接。吊钩通过制动缆索与绞盘连接。优选地，绞盘(类似于设置于拖船的绞盘)设置有滑动装置，从而允许绞盘的缆索卷筒相对于驱动器滑动，由此使线缆能够过载。
[0270]
绞盘配置为保持制动缆索中的张力恒定，从而在吊杆约束件处于被动模式时允许推车沿着轨道移动。
[0271]
当吊杆约束件切换至主动模式时，绞盘在吊钩上施加拉力，从而使推车减慢(优选使推车停止)，从而使吊杆的向上移动减慢。
[0272]
在替代实施方案中，绞盘设置于起重机结构，并且制动线缆连接至吊杆约束件的臂。在该实施方案中，线缆可以与臂永久地联接。当吊杆保持件切换至主动模式时，绞盘。
[0273]
此外，另外或作为替代方案，可以使用其他配置来使推车和臂的枢转减慢和/或停止。例如，轨道可以设置有平行于轨道延伸的制动缸，制动缸在推车与轨道接合时与推车联接，并且通过延伸和收缩来允许推车沿着轨道移动，制动缸也用于使推车沿着轨道的移动减慢和停止。
[0274]
在所示的实施方案中，臂118的吊杆端118设置有推车，所述推车与设置于吊杆的轨道119接合。
[0275]
根据本发明，臂118还可以是伸缩臂，包括配置为至少部分地抑制吊杆的移动的液压缸。
[0276]
值得注意的是，当吊杆105枢转出顶部区域时，第一构件(更具体地，安装在臂188的端部的推车)脱离轨道。
[0277]
图7示出了根据本发明的重型起重机201的替代示例性实施方案的侧视图，其中，起重机201描述为吊杆205处于降低的位置和抬高的位置。
[0278]
在图7所示的实施方案中，吊杆约束件208的第一构件218具有接收端218a，第二构件219具有穿入端219a。第二构件219的穿入端219a配置为至少部分地插入到第一构件的接收端218a中。
[0279]
第一构件218安装至起重机结构204，其中，接收端218a面向吊杆205，第二构件219安装于吊杆205，其中，穿入端219a面向起重机结构204。当吊杆205枢转到顶部区域中时，第二构件219的穿入端219a插入到第一构件218的接收端218a中，并且当吊杆205在顶部区域向上枢转时，第二构件219滑入到第一构件218中，
[0280]
第一构件218配置为：当吊杆205处于顶部区域并且吊杆约束件208处于被动模式时，允许第二构件219相对于第一构件2018的移动，从而允许吊杆205相对于起重机结构204或起重机201的塔架210的移动。
[0281]
第一构件218还配置为：当吊杆205处于顶部区域并且吊杆约束件208处于主动模式时，减慢并且优选阻止第二构件219相对于第一构件218的移动，从而减慢并且优选阻止吊杆205相对于起重机结构204或起重机201的塔架210沿向上方向的倾斜移动。
[0282]
在所示的优选实施方案中，第一构件218设置有固定装置，以接合第二构件219。固定装置218可以由控制系统209启动，以减少第一构件218相对于第二构件219的移动，并且
优选使第一构件218相对于第二构件219的移动以及吊杆204相对于起重机结构204或起重机的塔架210的倾斜停止。
[0283]
更具体地，在所示的实施方案中，第一构件218包括实施为制动卡钳的固定装置，并且第二构件219包括制动板222，所述制动板222配置为在吊杆处于顶部区域时在第一构件的制动卡钳之间滑动。通过启用制动卡钳，制动卡钳接合制动板，这减慢第二构件相对于第一构件的移动，并且可以使第二构件相对于第一构件的移动停止。
[0284]
根据第三方面，本发明提供了一种海上起重船舶，优选包括如图1至图7的一个或更多个图所示的重型起重机，其中，船舶配置为防止由于负载的损失导致的过度横摇。
[0285]
在实施方案中，船舶设置有附加的浮体，其设置为与船舶的提升侧相对，以向船体提供更稳定的设置。提升侧是设置起重机的一侧，在该侧，负载将被降入水中或者被从水中提升出。例如，起重机可以安装于船舶的右舷侧，以提升桩柱、使桩柱在船外以及使桩柱朝向海底降低。在该实施方案中，浮体在船舶的左舷侧设置为与右舷侧相对。
[0286]
通过提供浮体，船舶的船体会被暂时加宽。因此，在该实施方案中，船体沿远离起重机提升负载的一侧的方向有效地延伸。因此，在由起重机提升的负载的突然损失的情况下，船体能够更好地抵抗由压载舱引起的船舶的横摇。
[0287]
例如，一个或更多个浮筒可以连接至船舶的船体。优选地，浮筒与船体间隔设置，并且通过间隔臂连接至船舶，例如，在船舶与浮筒之间延伸的桁架架构。
[0288]
在实施方案中，浮筒还配置为提供除了压载舱之外的配重体，以补偿由起重机提升的负载。
[0289]
图8示出了根据本发明的第三方面的船舶300的截面的局部示意图，其中，船舶300在与船舶上设置起重机301的一侧相对的一侧设置有浮体302，例如，浮筒。值得注意的是，仅部分地描述了起重机301。
[0290]
在该实施方案中，浮体302通过臂连接至船舶的船体。通过在船舶与浮体之间设置臂，与将浮体直接安装至船舶的船体相反，浮体与船舶间隔开。在负载损失的情况下，这种配置通过增大由浮体施加至船舶的力矩来增加浮体的效果。由于负载的损失，存在于船舶的压载舱不再与由起重机支撑的负载平衡，并且将使船舶围绕其纵向轴线枢转。该枢转移动由通过浮体施加的向上力抵消。
[0291]
图9示出了图8的船舶处于水平位置和倾斜位置的截面的局部示意图，其中，船舶310在与船舶上设置起重机(未示出)的一侧相对的一侧设置有抬高的浮筒312。在该实施方案中，浮体能够枢转地附接至船体，使得其可以枢转到直立的存储位置(由虚线描述)和水平工作位置，在所述水平工作位置中，浮体在船舶的船体上施加向上的浮力，以防船舶由于起重机损失负载导致的枢转。在附图中，将具有浮体的船舶描述为处于水平浮动位置(由实线表示)，并且用虚线描述其处于倾斜位置。此外，也将浮体描述为处于用虚线描述的直立存储位置。
[0292]
在所示的具体实施方案中，浮体附接至船体，使得其(处于水平工作位置)位于水面上方。因此，浮体仅在船舶枢转时进入水中。在正常情况下，浮体位于水面外，因此不会影响船舶的船体的动态特性，例如，当船舶从一个位置移动至另一个位置时不会引起阻力。
[0293]
浮体的直立位置(浮体宽于浮体高)减小了船舶的整体宽度，例如，当在港口内操纵或接近其他船舶时，这是有益的。
[0294]
图10示出了图8的船舶处于水平位置和倾斜位置的截面的局部示意图，其中，船舶320在与船舶上设置起重机(未示出)的一侧相对的一侧设置有替代的抬高的浮体322。除主体的尺寸外，图10所示的浮体与图9所示的类似。图9中的浮体更薄，高度更高一点，并且长度更长。因此，尽管尺寸不同，浮体可以提供与图9中描述的浮体基本相同的向上浮力。
[0295]
图11示出了图8的船舶处于水平位置和倾斜位置的截面的局部示意图，其中，船舶330在与船舶上设置起重机(未示出)的一侧相对的一侧设置有部分抬高的浮体332。因此，浮体不会浮出水面，并且仅部分地进入水中。因此，其对船舶的动态特性的影响很小。
[0296]
图12示出了图8的船舶处于水平位置和倾斜位置的截面的局部示意图，其中，船舶340在与船舶上设置起重机(未示出)的一侧相对的一侧设置有部分抬高的浮体342。浮体类似于图11描述的浮体。在该实施方案中，浮体具有斜切形状，以提供具有更多动态形状的浮体，这与船舶的形状相得益彰。因此，当船舶从一个位置移动至另一位置时，浮体的阻力减小。
[0297]
图17示出了图12的船舶的俯视图、侧视图和截面示意图，其中，截面的示意图示出了船舶的船体也处于虚线的倾斜位置。
[0298]
图13示出了根据本发明的第四方面的重型起重机401的示例性实施方案的侧视图，其中，起重机401包括吊杆404，所述吊杆在吊杆的吊升侧设置有支柱。
[0299]
起重机401的吊杆在起重机的提升侧设置有支柱结构402，并且设置有连接至支柱结构的一根或更多根保持线缆403，以在吊杆上施加拉力。保持线缆连接至拉动装置(例如，包括一个或更多个液压缸和/或一个或更多个绞盘)，以在保持线缆上施加拉力。支柱结构402设置为使保持线缆403远离吊杆，由此能够在吊杆上施加力矩，从而向下拉动吊杆。
[0300]
在所示的优选实施方案中，支撑线缆404从支柱结构402朝向臂404的顶部延伸，线缆固定至吊杆和支柱结构，以防止在利用保持线缆对吊杆施加拉动力矩时吊杆的过度弯曲。在起重机结构与吊杆的长度相比高度有限的情况下，吊杆的这种实施方案尤其有益。
[0301]
对于根据本发明的又一方面的船舶，横摇抑制机构配置为在负载损失的情况下快速反应，并且抵消由负载的损失产生的船舶的横摇运动。提供沿船体的横向方向可移动的固体横摇抑制压载物、检测负载的损失的传感器，以及优选可操作的驱动器和控制系统，以响应于传感器的检测，引起和控制固体横摇抑制压载物的移动，以提供横摇稳定性。
[0302]
在使用过程中，横摇抑制机构的固体块状件用于对由起重机支撑的负载进行配衡，可选择地结合使用含有水的压载舱和/或例如上述浮体。在负载损失的情况下，固体块状件被快速输送至船舶的另一侧，从而抵消由负载损失引起的初始不平衡所产生的横摇。
[0303]
图14示出了根据本发明的第五方面的船舶的示例性实施方案的截面的局部示意图，其中，船舶设置有可移动压载系统。在所示的实施方案中，移动压载物沿着曲线轨道移动。为了平衡起重机的负载，压载物沿着轨道向左和向上移动。在起重机的负载损失的情况下，压载物释放并且将在重力作用下向右移动。在轨道的右端，设置止挡件。止挡件优选配置为在一定程度上逐渐地使移动压载物停止。
[0304]
图15示出了根据本发明的第五方面的船舶的另一示例性实施方案的截面的局部示意图，其中，船舶设置有可移动压载系统。在该实施方案中，可移动压载物利用线缆和绞盘沿着轨道移动。
[0305]
图16示出了根据本发明的第六方面的船舶的另一示例性实施方案的截面的局部
示意图，其中，船舶设置有用于在吊升活动过程中使用的可伸缩的稳定鳍。
[0306]
图18和图19示出了根据本发明的第一方面的重型起重机101的示例性实施方案的侧视图，
[0307]
根据本发明，重型起重机101包括底座结构103、起重机结构104、吊杆105、吊杆俯仰组件106、吊升组件107、吊杆约束件108和控制系统109。在所示实施方案中，起重机还设置有吊杆止挡件123。起重机安装于基座102。
[0308]
在所示的实施方案中，重型起重机101是基座式起重机，并且底座结构103实施为适于安装至船舶的基座102。
[0309]
起重机结构104包括起重机壳体。起重机结构104通过安装于起重机的基座102的回转轴承被旋转地支撑。因此，起重机结构104可以相对于底座103围绕竖直旋转轴线115旋转。
[0310]
在所示的实施方案中，吊杆105具有大约120米的长度。吊杆105包括纵向轴线111、枢转端112、中段113和吊升端114，所述吊升端14与吊杆的枢转端112相对。
[0311]
吊杆105由起重机结构104支撑，使得吊杆可以围绕竖直旋转轴线115旋转。吊杆的枢转端112可枢转地连接至起重机结构104，使得吊杆105可以围绕水平吊杆枢转轴线116上下枢转。如描述的，图18和图19所示的示例性实施方案的吊杆可以围绕平行于附图的平面的水平吊杆枢转轴线枢转。
[0312]
吊升组件107包括吊升绞盘、吊升线缆124和负载悬挂装置125。吊升线缆从吊升绞盘通过位于吊杆105的吊升端的吊升线缆引导件125沿着吊杆105延伸至负载悬挂装置126。
[0313]
吊杆俯仰组件106包括吊杆俯仰线缆117和与俯仰线缆117相关联的吊杆俯仰绞盘。吊杆俯仰线缆117从吊杆俯仰绞盘延伸至吊杆的吊升端114，用于使吊杆105围绕吊杆枢转轴线116向上和向下枢转，并且用于将吊杆105支撑在相对于起重机结构104的吊升位置。
[0314]
利用俯仰系统，起重机101的吊杆105可以在工作区域中枢转。工作区域包括允许利用起重机控制提升负载的吊杆位置的范围。
[0315]
根据本发明，起重机101包括吊杆约束件108，以减少吊杆105的向上枢转。根据本发明的第一方面，当吊杆枢转到顶部区域中时，吊杆约束件108接合吊杆105。因此，当吊杆105处于顶部区域时，吊杆105被吊杆约束件108接合，当吊杆105降低到顶部区域外时，吊杆约束件与吊杆脱离。
[0316]
顶部区域与起重机的工作区域重叠。在所示的实施方案中，当吊杆105处于顶部区域时，吊杆105与起重机的竖直旋转轴线115的角度在5度至25度的范围内。
[0317]
在图18中，将起重机101描述为吊杆105位于工作区域的下端，在图19中，将吊杆105描述为位于工作区域的上端。
[0318]
图20至图22以特写的方式示出了处于不同的工作位置的重型起重机101的液压气动吊杆约束件108。
[0319]
图20以特写的方式示出了重型起重机101的液压气动吊杆约束件108，其中，液压气动吊杆约束件108尚未接合重型起重机101的吊杆105。
[0320]
图21以特写的方式示出了重型起重机101的液压气动吊杆约束件108，其中，吊杆105位于顶部区域的下端，液压气动吊杆约束件108接合重型起重机101的吊杆105。
[0321]
图22以特写的方式示出了重型起重机101的液压气动吊杆约束件108，其中，吊杆
105位于顶部区域的上端，液压气动吊杆约束件108接合重型起重机的吊杆。
[0322]
图18至图22所示的吊杆约束件与图1至图5所示的吊杆约束件类似。
[0323]
在两个实施方案中，吊杆约束件包括具有第一构件和第二构件的液压缸。在所示的实施方案中，第一构件实施为活塞体或缸体，并且第二构件实施为活塞杆或缸杆。第二构件伸缩地容纳在第一构件中。吊杆约束件的第一构件与起重机的起重机结构连接，同时第二构件配置为在吊杆处于顶部区域时接合吊杆。
[0324]
在图18至图22所示的实施方案中，液压缸127的第一构件(即，活塞体或缸体118)安装于起重机101的支架110，第二构件(即，活塞杆或缸杆119，更具体地，缸头129)指向起重机101的吊杆105。此外，在所示的两个实施方案中，吊杆约束件108包括位于吊杆105的两侧的伸缩臂(即，液压缸127)。
[0325]
根据本发明，吊杆约束件108包括针对每个液压缸127的气体缓冲器128。每个气体缓冲器128安装至相应液压缸127，并且通过介质分离件连接至相应液压缸的液压回路。气体缓冲器128迫使液压缸127处于延伸位置。液压缸127与气体缓冲器128之间的体积比使得液压缸充当渐进式弹簧。在所示的实施方案中，气体缓冲器128各自具有1200升的尺寸，并且液压缸127各自具有900升的尺寸。优选地，气体缓冲器的体积与关联液压缸的体积之比为4∶3。
[0326]
液压缸127的活塞杆119包括联接元件120，在示出的实施方案中实施为缸头，以在吊杆105枢转到顶部区域中时接合吊杆105。
[0327]
在所示的实施方案中，吊杆105设置有针对每个液压缸127的捕获器121。每个捕获器121安装于吊杆105并且配置为容纳相应液压缸127的缸头120，以锁定缸头，在所示的实施方案中，当吊杆在顶部区域向上枢转时，每个捕获器121相对于吊杆可枢转地锁定缸头。这在图21所示的中间位置进行了描述。
[0328]
捕获器121配置为在吊杆105抬高到顶部区域中并且液压缸127处于延伸位置时接合联接元件120。
[0329]
在所示的实施方案中，捕获器121包括引导表面130和阻止表面131。当吊杆105朝向顶部区域枢转时，引导表面130与缸头120接合，并且当吊杆枢转到顶部区域中时，朝向阻止表面引导缸头。阻止表面131设置在引导表面130的端部，以相对于吊杆105锁定缸头120。在图21中，缸头被捕获器相对于吊杆可枢转地锁定，使得吊杆105的进一步力矩将缸杆119推入到缸体118中。
[0330]
在所示的实施方案中，吊杆将抬高2度的角度，以使缸头120沿引导表面移动并且被捕获器121锁定。
[0331]
进一步值得注意的是，在所示的实施方案中，液压缸127被可枢转地支撑，使得其可以相对于起重机结构围绕水平轴线枢转。当吊杆约束件接合吊杆并且吊杆向上枢转时，液压缸沿向上方向枢转。
[0332]
当吊杆在顶部区域向上枢转时，缸杆119可伸缩地滑入到缸体118中，同时缸头120保持与捕获器121接合。图19和图22描述了当吊杆105处于完全抬高的位置时的吊杆约束件108。液压缸127的缸杆119完全收缩在缸体118中。在该实施方案中，吊杆在处于完全抬高的位置时位于顶部区域的顶端。值得注意的是，在所示实施方案中，吊杆在处于完全抬高的位置时仍与起重机的竖直旋转轴线成一定角度。
[0333]
在正常工作条件下，吊杆约束件108处于被动模式。在该被动模式中，吊杆约束件108允许缸杆119相对于缸体118的移动，从而允许吊杆105相对于起重机结构104的移动。在该模式中，液压缸127允许吊杆向上枢转。
[0334]
液压缸被加压，使得其被偏压到延伸位置。此外，液压缸的气体缓冲器配置为使得液压缸充当渐进式弹簧。当吊杆约束件在被动模式中接合吊杆时，液压缸允许吊杆向上枢转，但确实提供了反作用力，使俯仰线缆被额外拉紧。
[0335]
吊杆约束件108的控制系统109包括用于监测负载的损失的传感器。在所示的实施方案中，传感器配置为测量缸杆在缸体中的移动。当由于负载的损失和/或船舶的横摇导致吊杆突然向上枢转时，缸杆的相对速度超过预定阈值，控制系统将吊杆保持件切换至主动模式。
[0336]
在主动模式中，吊杆约束件启用液压缸的液压回路中的一个或更多个阀门，以对流向介质分离件的液压流体进行节流。因此，缸杆的移动受到阻碍，缸杆的移动减慢并且优选最终阻止缸杆相对于缸体的移动，从而减慢并且优选最终阻止吊杆105相对于起重机结构104的移动。因此，在主动模式中，液压缸是液压致动的，以抑制吊杆的任何向上移动，优选使吊杆的任何向上移动停止。
[0337]
如所述的，控制系统109配置为在一个或更多个传感器记录到负载的损失和/或船舶的横摇时，将吊杆约束件108从被动模式切换至主动模式。更具体地，控制系统配置为使用液压回路以使吊杆的移动减慢和/或使吊杆的移动停止。因此，在由起重机支撑的负载损失的情况下，当吊杆处于顶部区域时，吊杆约束件108配置为减少(优选阻止)吊杆相对于起重机的向上枢转。
[0338]
在所示的实施方案中，吊杆约束件108包括四个液压缸。吊杆约束件还包括液压回路和与每个液压缸联接的气体缓冲器。
[0339]
值得注意的是，当吊杆105枢转出顶部区域时，联接元件120与捕获器121脱离。
[0340]
在所示的实施方案中，起重机101还设置有吊杆止挡件134。吊杆止挡件134配置为在吊杆105位于工作区域的上端时使吊杆停止。在该位置，吊杆也处于顶部区域的上端，端部与起重机的竖直枢转轴线成5度的角度。
[0341]
本发明可以根据以下款项的一个或更多个进行概括：
[0342]
1.一种重型起重机，其用于船舶，所述起重机包括：
[0343]-底座结构，其中，底座结构适合于安装至船舶或与船舶一体形成；
[0344]-起重机结构，其中，起重机结构由底座结构旋转地支撑，用于起重机结构相对于底座围绕竖直旋转轴线的旋转；
[0345]-吊杆，其优选具有80至200米的长度，其中，吊杆包括纵向轴线、枢转端、中段和与枢转端相对的吊升端，其中，吊杆由起重机结构支撑，使得吊杆能够围绕竖直旋转轴线旋转，其中，吊杆的枢转端枢转地连接至起重机结构，使得吊杆能够围绕水平吊杆枢转轴线上下枢转；
[0346]-吊杆俯仰组件，其中，俯仰组件包括吊杆俯仰线缆和吊杆俯仰绞盘，其中，吊杆俯仰线缆从吊杆俯仰绞盘延伸至吊杆的吊升端，用于使吊杆围绕枢转轴线向上和向下枢转，并且用于将吊杆支撑在相对于起重机结构的吊升位置；
[0347]-吊升组件，其用于吊升负载，其中，吊升组件包括吊升绞盘、吊升线缆和负载悬挂
装置，其中，吊升线缆从吊升绞盘通过位于吊杆的吊升端的吊升线缆引导件延伸至负载悬挂装置；
[0348]-吊杆约束件，其用于在吊杆处于顶部区域时减少(优选阻止)吊杆的向上枢转，在顶部区域中，吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度为40度或更小，优选为50度或更小，最优选为60度或更小，其中，吊杆约束件包括：
[0349]
第一构件，其用于在吊杆处于顶部区域时接合起重机结构或起重机的塔架，优选地，与起重机结构或起重机的塔架连接；
[0350]
第二构件，其用于在吊杆处于顶部区域时接合吊杆，优选地，与吊杆连接；
[0351]
控制系统，其包括用于监测负载的损失的一个或更多个传感器(例如，监测吊升线缆和/或俯仰线缆中的张力的传感器)和/或用于监测船舶的横摇的一个或更多个传感器；
[0352]
其中，吊杆约束件能够在被动模式和主动模式之间切换，在所述被动模式中，吊杆约束件允许第二构件相对于第一构件的移动，从而允许吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，在所述主动模式中，吊杆约束件减慢并且优选阻止第二构件相对于第一构件的移动，从而减慢并且优选阻止吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0353]
其中，控制系统配置为在一个或更多个传感器记录到负载的损失和/或船舶的横摇时，将吊杆约束件从被动模式切换至主动模式。
[0354]
2.根据款项1所述的重型起重机，其中，起重机的吊杆能够在工作区域中枢转，例如在工作区域中吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度在20度至100度之间，其中，顶部区域与工作区域重叠。
[0355]
3.根据款项1或款项2所述的重型起重机，其中，起重机还设置有吊杆止挡件，其中，吊杆止挡件配置为以安全的角度阻止吊杆的移动，安全的角度是吊杆能够枢转的最大高度，例如在工作区域的上端。
[0356]
4.根据款项3所述的重型起重机，其中，吊杆止挡件包括挤压区域，所述挤压区域配置为通过受控变形使吊杆减慢并且优选停止，例如当吊杆移动超过最大工作角度时，例如移动超过工作区域的上端。
[0357]
5.根据款项3或款项4所述的重型起重机，其中，吊杆止挡件包括减震器，例如液压缸，减震器在吊杆达到最大工作角度之前接合吊杆，以弹性地承接吊杆并且防止吊杆与吊杆止挡件发生硬停止。
[0358]
6.根据款项5所述的重型起重机，其中，吊杆止挡件包括传感器，例如传感器在减震器中，例如减震器为液压缸形式，传感器连接至控制系统，其中，控制系统配置为阻止俯仰系统进一步提升吊杆，从而防止俯仰系统将吊杆枢转超过最大工作角度。
[0359]
7.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，起重机结构设置有一个或更多个减震器，一个或更多个减震器配置为在吊杆枢转超过最大工作角度时接合吊杆，优选接合吊杆上的撞击区域。
[0360]
8.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆设置有一个或多个减震器，一个或更多个减震器配置为在吊杆枢转超过最大工作角度时接合起重机结构和/或起重机的塔架，优选接合起重机结构或起重机的塔架的撞击区域。
[0361]
9.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件包括液压缸，其中，吊杆约束件配置为至少在吊杆与吊杆约束件接触时将液压缸保持在最小压力，使
得当吊杆突然沿向下方向枢转时，即突然枢转远离约束件时，约束件与吊杆保持接触。
[0362]
10.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，控制系统配置为在减慢吊杆和阻止吊杆的吊杆移动之间切换，例如通过分别部分地和完全地启用制动卡钳或伸缩臂中的液压缸。
[0363]
11.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件包括挤压区域，所述挤压区域配置为在吊杆移动超过最大枢转速度时通过受控变形使吊杆减慢和停止。
[0364]
12.根据款项11所述的重型起重机，其中，最大枢转速度是考虑到吊杆约束件切换到主动模式的角度，对于吊杆约束件来说过高而不能够在吊杆达到最大工作角度之前使吊杆减慢的速度。
[0365]
13.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，当吊杆降低到顶部区域以下时，吊杆约束件能够与起重机和/或吊杆断开连接，或者其中第一构件能够远离第二构件。
[0366]
14.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，控制系统配置为：一旦切换到主动模式，就减慢吊杆沿向上方向以及沿向下方向的移动。
[0367]
15.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件包括伸缩臂，伸缩臂包括第一构件和第二构件，其中，第二构件伸缩地容纳在第一构件中，其中，第一构件安装于起重机结构或起重机的塔架，第二构件指向起重机的吊杆；
[0368]
其中，第二构件包括联接元件，所述联接元件设置于伸缩臂的第二构件，用于在吊杆枢转到顶部区域中时接合吊杆，优选接合设置于吊杆的捕获器，其中，第二构件配置为在吊杆旋转到顶部区域中时可伸缩地滑入到第一构件中，
[0369]
其中，伸缩臂还配置为，
[0370]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于被动模式时，允许第二构件相对于第一构件的移动，从而允许吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0371]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于主动模式时，减慢并且优选阻止第二构件相对于第一构件的移动，例如利用制动闸片或者液压流体，从而减慢并且优选阻止吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架沿向上方向的倾斜移动。
[0372]
16.根据款项15所述的重型起重机，其中，伸缩臂包括至少一个液压缸以及与至少一个液压缸联接的液压系统，其中，至少一个液压缸配置为使第二构件相对于第一构件沿线性方向移动，其中，控制系统配置为利用液压系统以使吊杆的移动减慢和/或使吊杆的移动停止。
[0373]
17.根据款项1至14的一个或更多个所述的重型起重机，其中，第一构件具有接收端，第二构件具有穿入端，其中，第二构件的穿入端配置为至少部分地插入到第一构件的接收端中，
[0374]
其中，第一构件安装于起重机结构，接收端面向吊杆，并且第二构件安装于吊杆，穿入端面向起重机结构，其中，当吊杆枢转到顶部区域中时，第二构件的穿入端插入到第一构件的接收端中，当吊杆在顶部区域中向上枢转时，第二构件滑入到第一构件中，
[0375]
其中，第一构件配置为，
[0376]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于被动模式时，允许第二构件相对于第一
构件的移动，从而允许吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0377]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于主动模式时，减慢并且优选阻止第二构件相对于第一构件的移动，例如利用制动闸片，从而减慢并且优选阻止吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架沿向上方向的倾斜移动。
[0378]
18.根据款项17所述的重型起重机，其中，第一构件和/或第二构件分别设置有用于接合第二构件或第一构件的固定装置，其中，固定装置能够由控制系统启动，以减少第一构件相对于第二构件的移动，并且优选使第一构件相对于第二构件的移动停止。
[0379]
19.根据款项17或款项18所述的重型起重机，其中，第一构件和/或第二构件包括实施为制动卡钳的固定装置，其中，第二构件和/或第一构件分别包括制动板，所述制动板配置为当吊杆位于顶部区域时在第一构件和/或第二构件的制动卡钳之间滑动。
[0380]
20.根据款项1至14的一个或更多个所述的重型起重机，其中，第二构件包括轨道，其中，轨道安装于吊杆并且沿着吊杆的纵向轴线延伸，其中，第一构件是在底座端与吊杆端之间延伸的臂，其中，臂的底座端能够枢转地安装于起重机结构或起重机的塔架，并且吊杆端配置为与轨道能够滑动地联接，其中，当吊杆在顶部范围内向上枢转时，臂与臂的吊杆端沿着吊杆向上滑动，
[0381]
其中，第一构件配置为，
[0382]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于被动模式时，允许臂的吊杆端沿着轨道滑动，从而允许吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动，
[0383]
当吊杆处于顶部区域并且吊杆约束件处于主动模式时，减慢并且优选阻止吊杆端沿着轨道的移动，例如利用制动闸片或者动力缸，从而减慢并且优选阻止吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架沿向上方向的倾斜移动。
[0384]
21.根据款项20所述的重型起重机，其中，吊杆端配置为：当吊杆枢转到顶部区域中时接合轨道或安装于轨道的滑动件，当吊杆沿向下方向枢转出顶部区域时脱离轨道或滑动件。
[0385]
22.根据款项20或款项21所述的重型起重机，其中，第一构件配置为接合轨道上的滑动件，例如推车，或者能够滑动地接合轨道。
[0386]
23.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件的一端连接至起重机结构或起重机的塔架，能够与起重机和/或吊杆断开连接，以实现吊杆与起重机结构之间的较大角度。
[0387]
24.根据款项23所述的重型起重机，其中，吊杆约束件配置为：当吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度为40度或更小，优选为50度或更小，最优选为60度或更小时，接合吊杆和起重机结构。
[0388]
25.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件包括接口，所述接口使得操作员能够使吊杆约束件在被动模式和主动模式之间切换。
[0389]
26.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，控制系统包括传感器，所述传感器用于监测吊杆的角度，并且/或者能够检测吊杆是否在顶部区域内。
[0390]
27.根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机，其中，起重机为塔架起重机。
[0391]
28.根据款项1至26的一个或更多个所述的重型起重机，其中，起重机为基座式起
重机，起重机结构包括支架，所述支架用于支撑俯仰线缆，其中，吊杆约束件优选安装于支架。
[0392]
29.一种海上起重船舶，其设置有根据前述款项的一个或更多个所述的重型起重机。
[0393]
30.一种使吊杆的向上枢转移动停止的方法，吊杆在顶部区域移动，所述方法利用根据款项1至26的一个或更多个所述的重型起重机或根据款项29所述的船舶，其中，所述方法包括以下步骤：
[0394]
提升负载并且将吊杆抬高到顶部区域中；
[0395]
检测负载的损失；
[0396]
将吊杆约束件从被动模式切换到主动模式；
[0397]
将第二构件与第一构件接合；
[0398]
使第二构件相对于第一构件的移动减慢，从而使吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动减慢；
[0399]
使第二构件相对于第一构件的移动停止，从而使吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动停止。
[0400]
附图标记
[0401]
01：重型起重机
[0402]
02：塔架
[0403]
03：底座结构
[0404]
04：起重机结构
[0405]
05：吊杆
[0406]
06：吊杆俯仰组件
[0407]
07：吊升组件
[0408]
08：吊杆约束件
[0409]
09：控制系统
[0410]
10：塔架起重机的塔架
[0411]
11：吊杆的纵向轴线
[0412]
12：吊杆的枢转端
[0413]
13：吊杆的中段
[0414]
14：吊杆的吊升端
[0415]
15：起重机的竖直旋转轴线
[0416]
16：吊杆枢转轴线
[0417]
17：吊杆俯仰线缆
[0418]
18：吊杆约束件的第一构件118a：臂的底座端(base end arm)118b：臂的吊杆端(boom end arm)19：吊杆约束件的第二构件
[0419]
20：联接元件
[0420]
21：捕获器
[0421]
22：制动板
[0422]
23：吊杆止挡件
[0423]
101：重型起重机
[0424]
102：基座
[0425]
103：底座结构
[0426]
104：起重机结构
[0427]
105：吊杆
[0428]
106：吊杆俯仰组件
[0429]
107：吊升组件
[0430]
108：吊杆约束件
[0431]
109：控制系统
[0432]
110：支架
[0433]
111：吊杆的纵向轴线
[0434]
112：吊杆的枢转端
[0435]
113：吊杆的中段
[0436]
114：吊杆的吊升端
[0437]
115：起重机的竖直旋转轴线
[0438]
116：吊杆枢转轴线
[0439]
117：吊杆俯仰线缆
[0440]
118：液压缸的活塞体
[0441]
119：液压缸的活塞杆
[0442]
120：联接元件/缸头
[0443]
121：捕获器
[0444]
122：轨道
[0445]
123：
[0446]
124：吊升线缆
[0447]
125：吊升装置的线缆引导件
[0448]
126：负载悬挂装置
[0449]
127：液压缸
[0450]
128：气体缓冲器
[0451]
129：缸头
[0452]
130：捕获器的引导表面
[0453]
131：捕获器的阻止表面
[0454]
132：控制系统
[0455]
133：传感器控制系统
[0456]
300：船舶
[0457]
301：起重机
[0458]
302：浮体

技术特征：
1.一种重型起重机(101)，8或更多，其用于船舶，所述起重机(101)包括：-底座结构(103)，其中，底座结构适合于安装至船舶或与船舶一体形成；-起重机结构(104)，其中，起重机结构由底座结构(103)旋转地支撑，用于起重机结构相对于底座结构围绕竖直旋转轴线(115)的旋转；-吊杆(105)，其优选具有80至200米的长度，其中，吊杆包括纵向轴线(111)、枢转端(112)、中段(113)和与枢转端相对的吊升端(114)，其中，吊杆(105)由起重机结构(104)支撑，使得吊杆能够围绕竖直旋转轴线(115)旋转，其中，吊杆(105)的枢转端枢转地连接至起重机结构(104)，使得吊杆能够围绕水平吊杆枢转轴线(116)上下枢转；-吊杆俯仰组件(106)，其中，俯仰组件包括吊杆俯仰线缆(117)和吊杆俯仰绞盘，其中，吊杆俯仰线缆(117)从吊杆俯仰绞盘延伸至吊杆(105)的吊升端(114)，用于使吊杆围绕吊杆枢转轴线(116)向上和向下枢转，并且用于将吊杆支撑在相对于起重机结构(104)的吊升位置；其中，俯仰组件(106)能够将吊杆(105)枢转到顶部区域中，优选地在顶部区域中吊杆(105)与起重机的竖直旋转轴线(115)的角度在0度至30度的范围内，优选在0度至25度范围内，最优选在5度至25度范围内；-吊升组件(107)，其用于吊升负载，其中，吊升组件包括吊升绞盘、吊升线缆(124)和负载悬挂装置(126)，其中，吊升线缆从吊升绞盘通过位于吊杆(105)的吊升端(114)的吊升线缆引导件(125)延伸至负载悬挂装置(126)；-液压气动吊杆约束件(108)，其用于在吊杆处于顶部区域时减少吊杆(105)的向上枢转，其中，吊杆约束件(108)包括：多个液压缸(127)，每个液压缸具有液压回路和缸杆(119)，所述缸杆(119)具有缸头(128)，其中，液压缸(127)安装于起重机结构(104)，缸头(120)指向起重机(101)的吊杆(105)，优选地液压缸(127)安装于起重机结构(104)的支架(105)，捕获器(121)，其对应于每个液压缸(127)，其中，每个捕获器安装于吊杆(105)并且配置为容纳相应的液压缸(127)的缸头(120)，并且当吊杆在顶部区域向上枢转时，每个捕获器配置为相对于吊杆锁定缸头，优选能够枢转地锁定缸头；气体缓冲器(128)，其用于每个液压缸(127)，其中，每个气体缓冲器(128)安装至相应的液压缸(127)，并且通过介质分离件连接至相应的液压缸的液压回路，其中，气体缓冲器(128)迫使液压缸处于延伸位置，其中，液压缸(127)与气体缓冲器(128)之间的体积比使得液压缸(127)充当渐进式弹簧，例如每个气体缓冲器的尺寸在1000升至1400升的范围内，例如1200升，并且每个液压缸(127)的尺寸在800升至1000升的范围内，例如900升，优选地，气体缓冲器的体积与关联液压缸的体积之间的比为4:3；以及控制系统(109)，其包括用于监测负载的损失的一个或更多个传感器(133)，例如传感器用于监测液压缸(127)的缸杆(119)的移动、用于监测吊升线缆(124)中的张力、用于监测俯仰线缆(117)中的张力、用于监测船舶的横摇；其中，吊杆约束件(108)能够在被动模式和主动模式之间切换，在所述被动模式中，吊杆约束件(108)允许缸杆(119)在相应液压缸(127)中的移动，从而允许吊杆(105)在顶部区域相对于起重机结构(104)或起重机的塔架的移动，在所述主动模式中，吊杆约束件(108)减慢并且优选阻止缸杆(119)在相应液压缸(127)中的移动，从而减慢并且优选阻止吊杆
(105)在顶部区域相对于起重机结构(104)或起重机(101)的塔架的移动，其中，控制系统(109)配置为在一个或更多个传感器(103)记录到负载的损失和/或船舶的横摇时，将吊杆约束件(108)从被动模式切换至主动模式。2.根据权利要求1所述的重型起重机，其中，起重机的吊杆能够在工作区域中枢转，例如在工作区域中吊杆与起重机的竖直旋转轴线的角度在20度至100度之间，其中，顶部区域与工作区域重叠。3.根据权利要求1或权利要求2所述的重型起重机，其中，起重机还设置有吊杆止挡件，其中，吊杆止挡件配置为以安全的角度阻止吊杆的移动，安全的角度是吊杆能够枢转的最大高度，例如在工作区域的上端。4.根据权利要求3所述的重型起重机，其中，吊杆止挡件包括挤压区域，所述挤压区域配置为通过受控变形使吊杆减慢并且优选停止，例如当吊杆移动超过最大工作角度时，例如移动超过工作区域的上端。5.根据权利要求3或权利要求4所述的重型起重机，其中，吊杆止挡件包括减震器，例如液压缸，减震器在吊杆达到最大工作角度之前接合吊杆，以弹性地承接吊杆并且防止吊杆与吊杆止挡件发生硬停止。6.根据权利要求5所述的重型起重机，其中，吊杆止挡件包括传感器，例如传感器在减震器中，例如减震器为液压缸的形式，传感器连接至控制系统，其中，控制系统配置为阻止俯仰系统进一步提升吊杆，从而防止俯仰系统将吊杆枢转超过最大工作角度。7.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，起重机结构设置有一个或更多个减震器，一个或更多个减震器配置为在吊杆枢转超过最大工作角度时接合吊杆，优选接合吊杆上的撞击区域。8.根据前述权利要求中一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆设置有一个或多个减震器，一个或更多个减震器配置为在吊杆枢转超过最大工作角度时接合起重机结构和/或起重机的塔架，优选接合起重机结构或起重机的塔架的撞击区域。9.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件配置为至少在吊杆与吊杆约束件接触时将液压缸保持在最小压力，使得当吊杆突然沿向下方向枢转时，即突然枢转远离约束件时，约束件与吊杆保持接触。10.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，控制系统配置为在减慢吊杆和阻止吊杆的吊杆移动之间切换。11.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件包括挤压区域，所述挤压区域配置为在吊杆移动超过最大枢转速度时通过受控变形使吊杆减慢和停止。12.根据权利要求11所述的重型起重机，其中，最大枢转速度是考虑到吊杆约束件切换到主动模式的角度，对于吊杆约束件来说过高而不能够在吊杆达到最大工作角度之前使吊杆减慢的速度。13.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，多个液压缸的液压回路联接，以均衡液压缸之间的负载差。14.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，当吊杆在顶部区域向上枢转时，液压缸被压缩，并且液压缸优选配置为充当线性弹簧，从而使俯仰线缆拉紧。
15.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件的缸杆在与吊杆接合并且吊杆与竖直旋转轴线的角度为35度时完全延伸。16.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件的缸杆在吊杆与竖直旋转轴线的角度为15度时完全收缩。17.根据前述权利要求中一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆是a型构架吊杆，并且吊杆约束件包括四个液压缸，四个液压缸安装为使得每个液压缸接合a型构架的支腿的一侧。18.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆在底座端处包括箱形构架，并且对应于液压缸的捕获器安装于箱形构架。19.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，当缸杆从延伸位置移动至收缩位置时，液压缸的弹簧刚度增加至少15％，优选至少20％，例如25％。20.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，液压缸被能够枢转地支撑，使得液压缸能够相对于起重机结构围绕水平轴线枢转。21.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，支架为a型构架，并且两个液压缸安装于a型构架的每个支腿，优选地当吊杆处于降低的位置时俯仰线缆在两组液压缸之间穿过。22.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，捕获器包括引导表面和阻止表面，其中，引导表面在吊杆朝向顶部区域枢转时接合缸头，并且在吊杆朝向顶部区域进一步枢转时朝向阻止表面引导缸头，例如在吊杆抬高超过在1度至3度范围内的角度时，例如在吊杆抬高超过2度的角度时，其中，阻止表面设置在引导表面的端部，以相对于吊杆锁定缸头，使得吊杆的进一步力矩将缸杆推入到液压缸中。23.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，吊杆约束件包括接口，所述接口使得操作员能够使吊杆约束件在被动模式和主动模式之间切换。24.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，控制系统包括传感器，所述传感器用于监测吊杆的角度，并且/或者能够检测吊杆是否在顶部区域内。25.根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机，其中，起重机为塔架起重机。26.根据权利要求1至24的一个或更多个所述的重型起重机，其中，起重机为基座式起重机，起重机结构包括支架，所述支架用于支撑俯仰线缆，其中，吊杆约束件优选安装于支架。27.一种海上起重船舶，其设置有根据前述权利要求的一个或更多个所述的重型起重机。28.一种液压气动吊杆约束件，其配置为安装于重型起重机，以提供根据权利要求1至24的一个或更多个所述的重型起重机。29.一种使吊杆的向上枢转移动停止的方法，吊杆在顶部区域移动，所述方法利用根据权利要求1至24的一个或更多个所述的重型起重机或根据权利要求27所述的船舶，其中，所述方法包括以下步骤：将吊杆抬高到顶部区域中，并且使吊杆与吊杆约束件接合；用起重机提升负载；
检测负载的损失；将吊杆约束件从被动模式切换到主动模式；使相应动力缸中缸杆的移动减慢，从而使吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动减慢；优选地，使相应动力缸中缸杆的移动停止，从而使吊杆相对于起重机结构或起重机的塔架的移动停止。

技术总结
本发明涉及用于海上船舶的起重机。根据本发明，起重机设置有吊杆约束件，其中，吊杆约束件是液压气动吊杆约束件(108)，其用于在吊杆处于顶部区域时减少吊杆(105)的向上枢转，其中，吊杆约束件(108)包括：多个液压缸(127)，每个液压缸具有液压回路和缸杆(119)，所述缸杆(119)具有缸头(128)，其中，液压缸(127)安装于起重机结构(104)，缸头(120)指向起重机(101)的吊杆(105)，优选地液压缸(127)安装于起重机结构(104)的支架(105)；捕获器(121)，其对应于每个液压缸(127)，其中，每个捕获器安装于吊杆(105)并且配置为容纳相应的液压缸(127)的缸头(120)，并且当吊杆在顶部区域向上枢转时，每个捕获器配置为相对于吊杆锁定缸头，优选能够枢转地锁定缸头；气体缓冲器(128)，其用于每个液压缸(127)，其中，每个气体缓冲器(128)安装至相应的液压缸(127)，并且通过介质分离件连接至相应的液压缸的液压回路，其中，气体缓冲器(128)迫使液压缸处于延伸位置，其中，液压缸(127)与气体缓冲器(128)之间的体积比使得液压缸(127)充当渐进式弹簧，例如，每个气体缓冲器的尺寸在1000升至1400升的范围内，例如1200升，并且每个液压缸(127)的尺寸在800升至1000升的范围内，例如900升，优选地，气体缓冲器的体积与关联液压缸的体积之间的比为4:3。体积与关联液压缸的体积之间的比为4:3。体积与关联液压缸的体积之间的比为4:3。


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：伊特里克公司
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2023/3/30