1896年9月,美國發明家傑西·裡諾在紐約主題公園康尼島安裝了一個奇怪的裝置,這個離地兩米,具有25度傾斜角的小樓梯便是世界上第一臺自動扶梯。
幾個月後,美國Otis公司從裡諾的手中買下了關於自動扶梯的全部專利,並結合另一位自動扶梯設計者查爾斯·西伯格的繪製圖紙,於1899年共同生產了第一臺商用自動扶梯。
次年,在1990年巴黎世界博覽會上獲得一等獎。
經過了一個多世紀的發展,如今的自動扶梯已經成為一項不可或缺的基礎設施,特別是在人流量比較大的場所,比如地鐵站、大型商場、機場等地,自動扶梯的載客量往往要比直行電梯更大。
不過,由於自動扶梯沒有直行電梯的限定載客人數,所以設計之初還需要考慮可能會出現的人流高峰期。
而作為一個大型「空間轉移機器」,安全性也是自動扶梯設計中需要考慮的重要問題。在我國,自動扶梯發生「吃人事件」一般是由於夾帶和跌落所引起的。
由於自動扶梯的踏板是運動的,而圍裙板是靜止的,同時兩者之間存在著間隙,在動靜結合處,乘客的腳、手或者衣服被夾在了踏板側面和圍裙板之間就很容易發生夾帶事故。
該事故主要受害人是兒童,由於兒童的手和腳更小,所以他們在扶梯上如果沒有被家長時刻盯著,很容易自個兒溜到邊邊上玩耍,導致意外的發生。
另一方面,成年人也會中招,尤其是65歲以上的老年人以及女性群體。
女性主要是由於穿著長裙或紗裙,從而增加了衣服末端被夾住的可能性。在印度,許多女性都喜歡穿沙麗裙,為了防止裙子被夾住,印度大多數自動扶梯都內置了沙麗防護罩。
而對於普通電梯,設計者也設置了多項防護措施。
既然扶梯造成的傷害大多是在臺階旁邊的縫隙之間,那麼縮小距離可以明顯減少這類事故的發生頻率。因此美國機械學會工程師建議縫隙間隔應控制在4.8毫米之內。
另一個措施則是扶梯裙板刷,很多人不知道是幹啥的,也不知是誰說起扶梯旁的刷毛是用來刷鞋的??於是不少人在乘坐扶梯時還會特意把腳伸過去擦鞋,對於這種情況,我只能說被夾住了真是該!
實際上,根據我國2012年8月1日推行的新國標《《自動扶梯和自動人行道的製造與安裝安全規範》(GB16899-2011),對於自動扶梯的電梯梯級與圍裙板之間需要安裝裙板刷有了明確的要求。
一方面是防止鬆散鞋帶和長裙不被捲入,另一方面也是為了提醒乘坐扶梯的人,當刷毛碰到鞋的時候,應該及時把腳退回到黃色安全區域中,以防發生夾帶事件。
除了夾帶之外,從扶梯上跌落也是很常見的事故類型,少數情況下事故僅由受傷者負責,例如當一個醉酒的人乘坐扶梯時,由於自身沒有掌握平衡而從扶梯上摔下來。
但是,多數跌落事故是機器故障的結果。包括扶梯突然自動停止、加速或者扶手速度與踏板速度不一致等。
說到這裡,相信有人有過這樣的經歷,當乘坐自動扶梯時,感覺扶手的速度好像要比腳下的踏板速度更快。
其實這就是為了減少跌落事故發生的一個設計。一部自動扶梯的工作原理分為踏板運動和扶手運動。
首先是踏板的運動,自動扶梯的每一階踏板兩側都安裝了兩個輪子,然後通過一根梯級鏈條將所有的踏板連接起來,接著把鏈條安裝在軌道上面,踏板就會沿著軌道移動,當到達頂端或底部時,它就會翻轉到另一面,當然後面的這一切你看不到了。
但從技術方面來說,當我們乘坐自動扶梯時,內外同時都在運轉著。
也許在另一個平行宇宙中,另一個你正在你的下方。
扶手與踏板並非同一個軌道,扶手有著一套自己的軌道,假如要將扶手的速度與踏板調成一致,那麼只需考慮兩件事:鏈傳動軌道的齒輪比和驅動扶手帶的輪子直徑。
如果扶手是齒輪驅動的,扶手與踏板的速度可以達到完全一致,因為可以調整齒輪比。只不過,大多數扶手是通過摩擦力驅動,也就是皮帶。
這就會帶來一個問題,隨著時間的流逝,扶手驅動輪上的橡膠會產生磨損,從而導致扶手的運行速度變慢,這時候,扶梯上面抓著扶手的乘客慢慢地會感受到一股向後的牽引力,而人的手臂生理結構決定了當遇到向後的力時很容易鎖住關節,進而導致乘客後仰摔倒。
為此,扶梯設計者往往會讓扶手的速度比踏板的速度快上一丟丟,大約在0~2%左右,這樣一來,即便橡膠發生了磨損,速度也不會落在踏板後面,保障了乘客的安全。
不可否認,自動扶梯的設計讓一個樓層到另一個樓層變得更加容易,但是就目前而言這還不夠,它們不光是移動工具,也有可能成為生與死之間的橋梁,特別是對一些老年人和低齡兒童而言。
因此以後希望可以基於老年人和兒童的步態特徵,設計出一套步態識別系統應用於自動扶梯,說白了就是「自動扶梯能更加人性化就好了!」