上下助力小幫手
——電梯的發(fā)明故事

◆本刊綜合

電梯作為現(xiàn)代建筑物中不可或缺的垂直運輸設(shè)備，不僅成為人們?nèi)粘Ｊ褂米铑l繁的工具之一，更是人類智慧的集中體現(xiàn)。

電梯的雛形與發(fā)展

電梯的前身是采用人力、畜力和水力來拉升物品的垂直升降裝置，這種裝置在早期的農(nóng)業(yè)社會就已出現(xiàn)。我國周朝時期出現(xiàn)了一種由木或竹制成的支架，加上卷筒、曲柄和繩索組成的簡單卷揚機——轆轤，通過卷筒的回轉(zhuǎn)運動進行升降，增加了提升物品的高度。西漢末年出現(xiàn)了翻車，也稱龍骨水車。翻車起初被用于灌水，后被改造成一種灌溉工具，逐漸被推廣使用。

從結(jié)構(gòu)上來看，這些人力工具與現(xiàn)代扶梯相似。公元前236年，古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德設(shè)計制作了由絞車和滑輪組組成的第一臺人力驅(qū)動的卷筒式起重裝置。這些都是人類最初對電梯雛形和功能的探索。

公元1765年，蒸汽機成為重要的原動機。1835年，英國一家工廠裝載了一臺由蒸汽機拖動的升降機，蒸汽機逐漸取代人力或畜力，為升降工具提供動力。1845年，英國人制成世界上第一臺以水作為液壓驅(qū)動介質(zhì)的液壓升降機，這也是現(xiàn)代液壓電梯的雛形。

圖1 與現(xiàn)代扶梯結(jié)構(gòu)相似的龍骨水車

早期升降機多采用卷筒提升，由棉麻繩牽引，這使得斷繩墜落事故時有發(fā)生，電梯的發(fā)展也因此受限。1852年，美國工程師伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯發(fā)明了一種安全鉗，當(dāng)?shù)跛鲾嗔褧r可將轎廂鎖在導(dǎo)軌上，防止其下墜，使電梯的防墜安全性能得以保證。

使用電力為現(xiàn)代電梯提供動力，是電梯得以被推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。1831年，法拉第發(fā)明了直流發(fā)電機，50年后德國出現(xiàn)了用電力拖動的升降機，成為電梯發(fā)展史上的里程碑。

1889年，第一批由直流電動機與蝸桿傳動直接連接，通過卷筒升降的電梯出現(xiàn)了，它們構(gòu)成了現(xiàn)代電梯的基本傳動結(jié)構(gòu)。20 世紀(jì)初，交流感應(yīng)電動機逐漸被應(yīng)用于電梯拖動系統(tǒng)，在簡化電梯拖動系統(tǒng)的同時促進了電梯的普及。

電梯的數(shù)字化賦能

數(shù)字化時代下，人類對電梯的需求日趨多元化、個性化。

在一家電梯生產(chǎn)公司，工作人員不僅可以通過語音和手勢喚醒并乘坐電梯，還可以用手機微信進行操控，滿足了人們無接觸使用電梯的需求。

不僅如此，在該電梯公司的云服務(wù)中心，有一塊顯示著全國地圖的落地屏，點擊任意區(qū)域就可查看該區(qū)域內(nèi)電梯的使用狀況。黃色三角形表示電梯待維修的警報，便于及時調(diào)集距離最近的維修人員前往處理。維修人員還可通過手機實時查看故障，第一時間判斷需要配置的維修工具，提高了解決故障的效率。

圖2 采用3D 數(shù)字孿生設(shè)計生產(chǎn)，實現(xiàn)全流程數(shù)字化管控的智能電梯（圖/新華網(wǎng)）

電梯設(shè)備由大量精密部件組成，一臺普通電梯的零部件數(shù)量約2 萬件，長期運行會導(dǎo)致電梯的各種零部件出現(xiàn)磨損、老化等現(xiàn)象，對電梯的智能化管理至關(guān)重要。通過遙監(jiān)終端，電梯服務(wù)支援系統(tǒng)將電梯運行數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)诫娞輸?shù)據(jù)中心，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)自動分析、診斷電梯運行狀況，實現(xiàn)對電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)。

電梯是人們?yōu)檫m應(yīng)環(huán)境、提高效率以及對安全、高效、舒適不斷追求下的產(chǎn)物。未來，電梯還將在數(shù)據(jù)、算力、算法和場景的應(yīng)用方面深度融合，打造更舒適的智能移動體驗。