电梯发展史

电梯发展史电梯是垂直运行的电梯(通常也简称为电梯)、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。一.世界电梯发展简史很久之前，人们就使用一些原始的升降工具运送人和货物。公元前1100年前后，我国古人发明了辘轳，它采用卷筒的回转运动完成升降动作，因而增加了提升物品的高度。公元前236年，希腊数学家Archimedes设计制作了由绞车和滑轮组构成的起重装置。这些升降工具的驱动力一般是人力或畜力。19世纪初，在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力。1845年，威廉?汤姆逊研制出1台液压驱动的升降机，其液压驱动的介质是水。尽管升降工具被一代代富有革新精神的工程师们进行不断改进，然而被工业界普遍认可的升降机仍未出现，直到1852年世界第1台安全升降机诞生。1889年，升降机开始采用电力驱动，真正出现了电梯。电梯在驱动控制技术方面的发展经历了直流电机驱动控制，交流单速电机驱动控制，交流双速电机驱动控制，直流有无齿轮、无齿轮调速驱动控制，交流调压调速驱动控制，交流变压变频调速驱动控制，交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。19世纪末,采用沃德-伦纳德系统驱动控制的直流电梯出现，使电梯的运行性能明显改善。20世纪初，开始出现交流感应电动机驱动的电梯，后来槽轮式（即曳引式）驱动的电梯代替了鼓轮卷筒式驱动的电梯，为长行程和具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。20世纪上半叶，直流调速系统在中、高速电梯中占有较大比例。1967年，晶闸管用于电梯驱动，交流调压调速驱动控制的电梯出现。1983年，变压变频控制的电梯出现，由于其良好的调速性能、舒适感和节能等特点迅速成为电梯的主流产品。1996年，交流永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯出现，电梯技术又一次革新。由于曳引机和控制柜置于井道中，省去了独立机房，节约了建筑成本，增加了大楼的有效面积，提高了大楼建筑美学的设计自由度。这种电梯还具有节能、无油污染、免维护和安全性高等特点。电梯在操纵控制方式方面的发展经历了手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制等过程，对于多台电梯出现了并联控制、智能群控。如今，世界各国的电梯公司还在不断地进行电梯新品的研发、维修保养服务系统的完善，力求满足人们的对现代建筑交通日益增长的需求。1852年，美国纽约杨克斯（Yonkers）的机械工程师奥的斯先生（ElishaGravesOtis，1811年～1861年）发明了世界第1台安全升降机。它是以蒸气机为动力、配有安全装置的升降机。他将带有锯齿状的铁条固定在导轨上，在轿厢的上部设置了一个弹簧片，并将其与机械联动装置和制动棘爪连接起来。曳引绳固定在弹簧片的中心，曳引绳破断时弹簧片恢复原始形状，强迫机械联动装置动作，然后制动爪伸入锯齿状的铁条阻止电梯下落。工业用户（货梯）是安全升降机的首先使用者。1853年9月20日，在纽约杨克斯，奥的斯先生在一家破产了的公司部分场地上办起了自己的车间，奥的斯电梯公司由此诞生。1854年，在纽约水晶宫展览会上，奥的斯先生公开展示了他的安全升降机。他站在载有木箱、大桶和其它货物的升降机平台上，当平台升至大家都能看到的高度后，他命令砍断绳缆，制动爪立即伸入平台两侧的锯齿状的铁条内，平台安全地停在原地，纹丝不动。此举迎来了观众热烈的掌声，奥的斯先生不断地向观众鞠着躬说道：一切平安，先生们，一切平安。图：E.V.Haughwout公司的一座商店安装了世界上第1台客运升降机1857年，E.V.Haughwout公司的一座专营法国瓷器和玻璃器皿的商店安装了世界上第1台客运升降机。该商店共有5层，升降机由建筑物内的蒸汽动力站通过一系列轴和皮带驱动。1862年，奥的斯公司采用单独蒸汽机控制的升降机问世。1878年，奥的斯公司在纽约百老汇大街155号安装了第1台水压式乘客升降机,提升高度达34m。1889年12月，奥的斯公司在纽约的第玛瑞斯特大楼成功安装了1台直接连接式升降机。这是以直流电动机为动力的世界第1台电力驱动升降机，从此诞生了名副其实的电梯。图：奥的斯第1台电力驱动升降机1889年，奥的斯公司完成了法国巴黎Eiffel铁塔中的电梯项目。Eiffel铁塔高324m，按照铁塔底角的斜度及曲率，电梯在部分行程中须在倾斜的导轨上运行，由第1层平台升至第2层平台。1898年，美国设计者CharlesDavidSeeberger（西伯格）买下了一项扶梯专利，并与奥的斯公司携手改进制作。1899年7月9日，第1台奥的斯-西伯格梯阶式（梯级是水平的，踏板用硬木制成，有活动扶手和梳齿板）扶梯试制成功，这是世界第1台真正的扶梯。1900年，这种扶梯在法国巴黎国际博览会上展出取得巨大成功。在展览会上另一种扶梯也引人注目，它是由JesseWilfredReno设计的扶梯。接下来的10年里，奥的斯-西伯格和Reno是世界上仅有的在扶梯领域的竞争者。1910年，西伯格根据合作协议把自己所有的专利出售给了奥的斯公司。1911年，奥的斯公司收购了Reno公司。1900年，西伯格把拉丁文中“scala（楼梯）”一词与“elevator（电梯）”一词的字母结合起来创造的“escalator（如今称为自动扶梯）”一词注册为产品商标，1910年西伯格将它卖给了奥的斯公司。直到1950年，奥的斯公司拥有该商标。1950年根据商标保护法的规定，“escalator”失去了它名称的专有权，成为扶梯的通称。1902年，瑞士迅达电梯公司开发了自动按钮控制的乘客电梯。1903年，奥的斯公司在纽约安装了第1台直流无齿轮曳引电梯。1915年，奥的斯公司设计了自动平层微动装置，首次用于美国海军舰队的电梯。1920年，奥的斯公司把Reno的倾斜板条式扶梯和西伯格的梯阶式扶梯两者的长处融为一体，重新进行设计，使扶梯性能大为改观。1922年，奥的斯公司制造了世界上第1台现代化自动扶梯，水平楔槽式梯级与梳齿板相结合，从此即为其它自动扶梯制造商所沿用。1924年，奥的斯公司在纽约新建的标准石油公司大楼安装了第1台信号控制的电梯，这是一种自动化程度较高的有司机电梯。图：纽约标准石油公司大楼安装了第1台信号控制的电梯1926年，迅达公司开始生产采用沃德－伦纳德（发电机—电动机组）系统驱动的直接曳引式电梯。1931年，奥的斯公司在纽约安装了世界第1台双层轿厢电梯。双层轿厢电梯增加了额定载重量，节省了井道空间，提高了输送能力。1968年，奥的斯公司为美国芝加哥的Time-Life大厦安装了1台双层轿厢电梯系统。1946年，奥的斯公司设计了群控电梯，1949年首批群控电梯安装于纽约联合国大厦。1967年，奥的斯公司为美国纽约世界贸易中心大楼安装了208台电梯和49台自动扶梯。纽约世界贸易中心南北两座高楼都是110层，每层均有4047㎡办公空间，北楼高417m,南楼高415m。该大楼于2001年9月11日因恐怖分子的袭击而轰然倒塌。图：纽约世界贸易中心大楼安装了208台电梯和49台自动扶梯1974年，奥的斯公司在荷兰阿姆斯特丹国际机场安装了200m长的自动人行道，当时在欧洲时最长的1条自动人行道。1975年，加拿大多伦多市的CN电视塔建造，它是世界上最高的独立式建筑物。塔高550m,装有奥的斯公司4台特制玻璃围壁的观光电梯。1976年7月，日本富士达公司开发了速度为10.00m/s的直流无齿轮曳引电梯。1977年，日本三菱电机公司开发了可控硅-伦纳德控制的无齿轮曳引电梯。1979年，奥的斯公司开发了第1台基于微处理器的电梯控制系统Elevonic101，从而使电梯电气控制进入一个崭新的发展时期。1980年，奥的斯公司发布了一个称之为OtisPlan的计算机程序，帮助建筑师们为新的或改造的建筑物确定电梯的最佳形式、速度、数量等配置方案。1983年，奥的斯公司开发了OTISLINE?,它是一个基于计算机的每天24h的召修服务系统。1983年，三菱电机公司开发了世界第1台变压变频驱动的电梯。1990年，三菱电机公司又首次将变频驱动系统用于液压电梯。1985年，三菱电机公司研制出曲线运行的螺旋型自动扶梯，并成功投入生产。螺旋型自动扶梯可以节省建筑空间，具有装饰艺术效果。图：三菱电机公司的螺旋型自动扶梯1988年2月，富士达公司应用模糊理论和人工智能技术开发的电梯群控管理系统“FLEX8800”系列商品化。1988年，奥的斯公司发布了REM?,它是一个可以远程监测电梯性能的计算机诊断系统。1995年，奥的斯公司引入REMⅢ,它是奥的斯最先进的远程电梯监控系统。电梯远程监控系统逐渐成为各大公司提高服务的手段。1989年，奥的斯公司在日本发布了无机房线性电机驱动的电梯。1991年，三菱电机公司开发了带有中间水平段的大提升高度自动扶梯。这种多坡度型自动扶梯，在大提升高度时可降低乘客对高度的恐惧感，并能与大楼楼梯结构协调配置。1992年12月，奥的斯公司在日本东京附近的Narita机场安装了穿梭人员运输系统。穿梭轿厢悬浮于一个气垫上，以保证平滑、无声地运行，运行速度可达9.00m/s。后来，奥的斯公司又在奥地利、南非以及美国其他一些地区安装了该系统。1993年，三菱电机公司在日本横滨地区Landmark大厦安装了12.50m/s速度的超高速乘客电梯，是当时世界速度最快的乘客电梯。超高速电梯往往用于电视塔、超高大厦等具有标志意义的建筑中。图：日本横滨Landmark大厦12.50m/s超高速乘客电梯1993年，据《日立评论》报道，日本日立制作所开发了可以乘运大型轮椅的自动扶梯，几个相邻梯级可以联动形成支持轮椅的平台。1994年10月29日，韩国《东亚日报》日报道，一种单向运行的电梯在韩国问世。其特点是单向循环运行，以提高建筑物空间的利用率。这种电梯轿厢本身带驱动装置，可多台轿厢一起上下运行，系统由计算机控制。1995年，三菱电机公司发布了MELART全彩色图形喷漆技术，用于电梯部件（如电梯门）的喷漆。1996年3月，芬兰通力电梯公司发布了革新设计的无机房电梯MonoSpace?，由EcoDisk?扁平的永久磁铁电机驱动。电机固定在机房顶部侧面的导轨上，由钢丝绳传动牵引轿厢。1996年，奥的斯公司引入Odyssey?集垂直运输与水平运输的复合运输系统的概念。该系统采用直线电机驱动，在一个井道内设置多台轿厢。轿厢在计算机导航系统控制下，可以在轨道网络内交换各自运行路线。该系统节省了井道占用的空间，解决了超高层建筑电梯钢丝绳和电缆重量太大的问题，尤其适合于具有同一底楼的多塔形高层建筑群中前往空中大厅的穿梭直驶电梯。1996年，迅达电梯公司推出Miconic10?目的楼层厅站登记系统。该系统操纵盘设置在各层站候梯厅，操纵盘号码对应各楼层号码。乘客只需在呼梯时登记目的楼层号码，就会知道应该去乘梯组中哪台电梯，从而提前去该电梯厅门等候。待乘客进入轿厢后不再需要选层，轿厢会在目的楼层停梯。由于该系统的操作便利性及结合强大的计算机群控技术使得候梯和乘梯时间缩减。1996年，三菱电机公司开发了采用永磁电机无齿轮曳引机和双盘式制动系统的双层轿厢高速电梯，安装于上海的Mori大厦。1997年4月，迅达电梯公司在慕尼黑展示了Mobile无机房电梯，该电梯无需机房、曳引绳和承载井道，自驱动轿厢在自支撑的铝制导轨上垂直运行。1997年，通力电梯公司在芬兰建造了当今世界行程最大（350m）的地下电梯试验井道，实际最大行程330m，理论上可测试17.00m/s速度的电梯。1998年，新版欧洲标准EN81-1:1998《电梯制造与安装安全规范》（我国国家标准GB7588等效采用EN81-1）增加了对电梯轿厢上行超速保护等方面的要求，电梯部件公司如德国Wittur电梯部件集团纷纷推出双向动作限速器、双向制动安全钳等产品。1998年，奥的斯公司发布了Skyway?,包括超高速、大载荷的交流无齿轮电梯系统和柔性双层电梯轿厢系统。1999年，奥的斯公司发布3个电子商务产品：电子直销e*Direct、电子服务e*Service、电子显示e*Display。电子显示