电梯安装的年发展历史趣闻图解演化

小月亮

电梯对减轻劳动强度、提高人们生活水平、改善人们生活质量起到了重要作用。电梯目前已广泛应用于宾馆、酒店、商场、旅游景点、医院、工厂和住宅大楼等处，成为人们不可缺少的运载工具。
1.1　电梯趣话
电梯是由动力驱动，利用沿刚性轨道运行的箱体或沿固定路线运行的梯级（踏步）进行升降或平行运送人或货物的机电设备。电梯包括客货电梯、自动扶梯、自动人行道。
1.1.1　电梯发展历史趣话
1.1.1.1　电梯历史回顾
电梯的雏形是公元前1115年至前1079年之间我们的祖先发明的辘轳，如图1.1.1所示。以后为了使重物和人们在竖直方向上、下运行，人类创造了很多方法。直到1852年，在德国柏林，人们才制成了人类历史上最早、最简单的电梯——用电动机拖动麻绳带动一只木匣子也就是最原始的轿厢上、下运行。既没有导轨，也没有任何安全装置。只用来运送粮食与其他物料。


图1.1.1　我国古代劳动人民发明的辘轳
1889年，美国奥的斯公司在纽约制成第一台由蜗轮、蜗杆传动，由直流电动机拖动的速度为0.5m/s的电梯。这一设计思想为现代电梯奠定了基础。它的基本结构至今仍被广泛使用。1903年，奥的斯公司又将卷筒式强制拖动的电梯改进成曳引驱动电梯，同时将直流变压调速的电梯发展成直流无齿高速电梯。
之后，在英国出现了以蒸汽机为动力的客梯，成功地将蒸汽机技术应用于垂直输送工具。但是，根本问题是这些升降梯没有安全装置。
1854年，美国人奥的斯研究出的电梯安全装置，是在升降机轿厢顶部的平台上安装一只车用弹簧及制动杠杆，升降梯两侧装有带齿的导轨，提升绳与车用弹簧连接，轿厢自重及载荷拉紧弹簧，并使制动杠杆不与导轨上的卡齿啮合，使得轿厢能正常运行，如图1.1.2所示。一旦绳子断裂，弹簧松弛，制动杠杆转动并插入两侧制动卡齿内，使轿厢停于原地，避免下滑，以保安全。“安全”这一概念从此开创了升降机工业或者说电梯工业的新纪元。


图1.1.2　美国人奥的斯设计成功的安全装置
最有戏剧性的是1854年的公开试验。在纽约水晶宫展览会上，奥的斯站在他设计的升降梯的平台上。在平台升至大家都能看到的高度后，奥的斯挥动大斧砍断绳缆，制动杠杆立即插入两侧的制动卡齿内，升降机平台安全地停在原地，纹丝不动。开始时，观众惊讶地屏着呼吸，随之而来的是暴风雨般的掌声。
1915年，交流感应电动机问世并应用于电梯，使电梯曳引传动机构简化，同年电梯平层控制装置设计成功。1924年，信号控制系统用于电梯，使电梯操纵机构简化。1937年，电梯开始采用区分客流最高峰的自动控制系统，实现简易自动化控制。1949年，电梯上已广泛使用了电子技术，并设计制造了群控电梯，提高了电梯的自动化程度。1955年电梯控制系统采用电子真空管小型计算机处理信号。1967年，电梯上应用晶闸管（SCR），简化了驱动系统，从而提高了电梯运行性能。1970年，电梯使用集成电路控制技术。1976年，微型计算机开始应用于电梯。1990年，电梯由并行信号传输向串行为主的信号传输方式过渡，使外呼、内选与主机的联系只用一对双绞线就可以实现，既提高了电梯整体系统的可靠性，又为实现智能化和远程局域网监控提供了条件。1996年，交流永磁同步电动机的VVVF（交流变压变频调速）控制电梯问世。它不仅提高了电梯拖动系统的启动力矩，还比同等VVVF控制的异步交流电梯节省电能40%以上。因它不用减速齿轮箱，故而向环保、节能、无故障运行又迈进了一步。随着科学技术的不断进步，电梯的功能也越来越齐全。
1.1.1.2　电梯的发展与未来
随着工业的发展、人类的进步，电梯的结构和控制日益完善，品种也不断增多，电梯的速度也在不断提高，对电梯乘坐时的舒适感及安全性等问题又提了出来。随着大功率电子元件及计算机等新技术的广泛应用，这个问题已不难解决。问题已经转变为如何使电梯和自动扶梯与大自然协调，自动扶梯的周围环境需改观，应该种花绿化。电梯轿厢顶及轿厢壁要有图案，甚至图案要能变化，轿厢内有闭路电视新闻广播等，以解除人们所感受到的压抑与烦躁。
21世纪的建筑是多用途、全功能的塔式建筑物，集住宅、购物中心、办公室、学校、娱乐场所、公司、体育中心、文化艺术中心、铁路终点于一体，也可以是垂直航空港的终端。未来的空运业务将会大大地增长；空港既拥有自动化高速行李输送系统，也有高效的人员输送设备。总之，作为垂直输送工具的电梯所起的作用将日益显著。在这些建筑物的外面将设有双层轿厢的观光电梯。
日本设想建造1000m的超高层和大深度的地下和海底建筑，每层有住宅、公园和公路等，是一座垂直的中等城市。电梯在这样大的提升高度提升时，钢丝绳容易使轿厢产生纵向振动。按规范的安全系数计算，钢丝绳拉伸承受自重的极限高度约为1000m。因此，将来超高层建筑中必须采用无钢丝绳电梯。这种电梯要由用高温超导材料制成的直线电动机驱动。直线电动机的线圈装在井道内，轿厢外装有高性能永磁材料，有如磁悬浮列车一样，采用无线电波或光控技术控制，不用控制电缆。在1000m超高层建筑的一个井道中可有几个轿厢，就像地铁一样要有调度控制。
为了适应高层建筑多用途、全功能的需要，出现了智能大厦。智能大厦要求大厦主要垂直交通工具——电梯智能化。智能电梯就是利用推理和模糊逻辑，采用专家系统方法制定规则，并对选定规则作进一步处理，以确定最佳的电梯运行状态。同时，及时向乘客通报该梯信息，以满足乘客生理和心理要求，实现高效的垂直输送。一般智能电梯均系多微机控制系统，并与维修、消防、公安、电信等众多的服务部门联网，做到节能、安全、环保，并可实现无人化管理。