上上下下的省力装置

吴文溢

在高楼林立的城市里，电梯是必不可少的出行工具。它不仅为我们的生活带来便捷，也为城市向更高处发展提供了支撑。其实，早在电被发明之前，就有了最原始的“电梯”——升降机的存在。

公元前1世纪，人们以人力、畜力为动力，使用滑轮将货物或人运送到高处。17世纪，欧洲出现了一种升降装置——飞椅。飞椅上系着一根绳子，绳子绕过楼顶上的滑轮，另一端系着平衡锤。使用时，只需扔下飞椅上的沙袋，飞椅上的乘客就能随着平衡锤的下降而上升。后来，詹姆斯·瓦特发明了蒸汽机，升降机开始以蒸汽为动力，载重和运行速度大大提高。1850年，美国人亨利·沃特曼建造了一台以蒸汽为动力的卷扬机，通过带动卷绕在圆柱形卷扬机上的绳子来控制升降机。

早期“电梯”有一个致命的缺陷：一旦缆绳断裂，升降机就会下坠。所以当时的人们都不敢乘坐升降机，直到世界上第一台带有安全装置的升降机出现。

1953年，在美国纽约的水晶宫博览会上，伊莱沙·格雷夫斯·奥蒂斯演示了他的发明。他走进像木屋一样的升降机，按下开关，升降机缓缓地升到半空中。奥蒂斯示意助手砍断升降机的缆绳，引得在场的观众大惊失色。令人不可思议的是，缆绳被砍断后，奥蒂斯和升降机仍安然无恙地停在半空中。奥蒂斯脱下帽子，向观众鞠躬致意后说：“非常安全。”

原来，奥蒂斯为这台升降机设计了安全装置。升降机在两根导轨之间运行，其缆绳连接固定在升降台顶部的强力弹簧，弹簧在轿厢两侧各连接一组金属叉。一旦缆绳断裂，弹簧会立即弹出金属叉，金属叉牢固地嵌入导轨的齿槽，不让升降机坠落。这便是现代电梯安全装置的雏形。

几年后，世界上第一台载客“电梯”被安装在了纽约的百货商店里。不过，此时的“电梯”运行速度并不快，一分钟仅能上升12米左右。这台“电梯”引起了人们的好奇与关注，加上比较安全，所以深受大众欢迎。

1880年，德国人维尔纳·冯·西门子发明了一台电动升降机。它由安装在底部平台的电动机提供动力，通过嵌入导轨槽中的齿轮传动，在电梯发明史上具有里程碑意义。

1889年，在纽约德马累斯特大厦，世界上第一台真正使用电力的电梯安装成功，直到1920年这座大厦被拆毁才停止使用。

早期电梯的运行需要司机，而且只能把乘客从某一层直接送至另外一层，中途不能停，操作起来十分不便。1915年，自动调平技术的出现让电梯可以准确地停靠在任一楼层。随着技术的发展与成熟，电梯自动化程度越来越高。2017年，德国蒂森克虏伯股份公司推出了MULTI无缆电梯系统，这种电梯既可以垂直移动，又可以横向移动。

延伸阅读

现代电梯的运行原理

现代电梯一般为曳引驱动，曳引绳绕过曳引轮，一端连接轿厢，另一端连接对重装置。对重装置是曳引电梯的重要部件，可以平衡轿厢和部分電梯负载重量。电梯运行时，电机会驱动曳引轮转动，带动电梯升降。一般情况下，每部电梯至少有6根曳引绳，这些曳引绳由6到8股钢丝缠绕纤维绳芯制成。万一曳引绳断裂，还有安全钳、限速器、电梯井道底部的缓冲器等装置让电梯停止运行，保护乘客安全。