普通物理與實習期末報告
題目 : 升降 梯
1
指導老師 : 周榮芳教
組員 :授
4991J010 黃威儒 4991J009 陳 柏材
4960J124 張永強 4971J004 曾 傑帆
4970D096 方威修 4970J104 蔡 奇洲
中 華 民 國 100 年 05 月 26 日
目錄
歷史……… .4
用途……… .6
升降結構 .………...9
升降梯安全 ……… .….20
升降梯故障時……… .……...21
特別設計的升降梯 .……….……….22
結論與心得……… 23
參考資料……… 25
升降機（ Elevator / Lift ）
升降機（ Elevator / Lift ），亦稱電梯、垂 直電梯，但「電梯」亦可 以是指另一種電動上落工 具電動扶梯（英語
Escalator ）。據統計
， 2002 年全球升降機總 數超過 600 萬部，是現代 使用得最多的垂直運輸工
具。
3源自於古代的中國及歐洲等各國都有以轆轤等工具垂直運送 人和貨物。
而現代的升降機是十九世紀蒸汽機發明之後的產物。
1845 年，第一部液壓升降機誕生，當時使用的液體為水。
1853 年，美國人艾利莎 · 奧的斯（ Elisha Otis ）發明自 動安全裝置，大為提高鋼纜曳引升降機的安全。
1857 年 3 月 23 日，美國紐約一家樓高五層的商店安裝了首 部使用奧的斯安全裝置的客運升降機。
自此以後，升降機的使用得到了廣泛的接受和高速的發展。
最初的升降機是由蒸汽機推動的，因此安置的大廈必須裝有 鍋爐房。
1880 年，德國人西門子發明使用電力的升降機，從此名副其 實的「升降機」正式出現。
歷史 轆 ㄌㄨ ˋ 轤 ㄌ
ㄨ ˊ
臺灣最早的商用升降機 則出現於日治時期中的 1932 年，同年開幕的 臺北市菊元百貨、臺南 市林百貨均有裝置，時 稱流籠，且林百貨已指 定為歷史建物，其電梯
至今仍存。
等級類別 市定古蹟日治建築建成年代 日本昭和七年
（ 1932 年）
位置 臺南市中西區忠
義路二段 63 號
開放時間 不開放（整修
中） 5
用途
可分為客運與貨運兩種。一般的客運升 降機的載客量，由數百公斤至 2,000 多 公斤不等。
四層以下樓宇使用的升降機，有可能是液壓式的
。
十層以下的樓宇使用的升降機速度一般為每秒 1.5 米（每分鐘 300 呎／ 90 米）。
十層以上的速度可達每秒 2.5 米（每分鐘 500
呎／ 150 米），以至每秒 6 米（每分鐘 1200
呎／ 360 米）。
而某些多層辦公大廈可能需要數以十計的客運升降機。為了 增加升降機的速度、效率和建築物可用的面積，多數高樓大 廈會把升降機分成數組，每一組負責部分樓層，並且要根據 不同時間、不同樓層的使用模式，作出不同的調整和調度。
亦有些非常高的摩天大樓，乘客需要使用中途不停站快速升 降機，先從地面前往高層的空中大堂（即高層升降機大堂，
Sky lobby ），之後再轉乘普通升降機前往目的地。
但是有些最新的升降機則使用升降機分配系統，在大廳即可 預叫指定要到達的樓層。
我們可以看到有些客運升降機的「轎廂」（ Cab ）裝飾得美 侖美奐，以雲石甚至黃金裝飾都有。部分客梯還有空氣調節
，和電視機供乘客觀看。
有些客運升降機的轎廂是透明的，放在建築物的外牆旁行走
，供乘客觀光用。
7
( 一 ) 普通電梯 ( 曳 引式 )
升降結構
驅動原理
動力電源通過變頻器調節、調壓和調速驅動電動機旋轉
曳引原理
主機曳引輪通過鋼絲繩的摩擦力帶動轎箱和對重上下往復 運行 對重作用 :
•平衡轎箱重量和部份載荷
•減少電機功率損耗
轎箱輕載上行、重載下行 電動機工作於制動狀態，變 頻調速系統須抑制電動機的速度，通過制動電組來消耗多 餘的能量。
轎箱輕載下行、重載上行 電動機工作於電動狀態，變 頻調速系統須驅動電動機按照設定速度運行。 9
( 二 ) 油壓式
這種電梯是美國 Dover 的發明，這款升降機的成本低、機房 位置彈性大，但速度緩慢，最高只能爬升 20m ，而且耗電量 高，只能適用於部份短距離運輸。
驅動原理
驅動器為油泵和油壓柱，油壓把油泵到油壓柱，推動機箱上 升，而機落時則採用機箱本身的重量把油泵回。油壓升降機 機房在下較佳，但設在其它地方影響亦不大。 由於速度慢、
運輸距離短，漸漸被無機房升降機所取代。
( 三 ) 電梯顯示屏
大多電梯，都會設有至少一個樓層和方向顯示器在機內，顯 示位置和方向，而機外的顯示則屬非必須的。
由全手動控制的電梯，不用設置任何樓層顯示器和方向顯示 器，從燈號或顯示器的跳法，可以估到電梯的牌子及時期。
有些會跳得比電梯運行為快，有些則會較慢。也有同時亮起 兩個燈號，以表示在兩層之間。有些電梯運行方向燈會在開 門後關上。到達底層或頂層時，有些電梯會立即轉換方向燈
，也有關門後才轉，更有些兩個方向燈同時亮起。部份高速 電梯的電子式顯示，可以快至看不到。
11
( 三 ) 電梯顯示屏
傳統使用的電梯顯示有兩款
1. 使用一個個的燈泡，設置一個顯示屏，代表不同樓層和方向
2. 融入電梯的選層按鈕，選層時按鈕不亮，而是按照升降機的位置亮燈。( 傳統燈泡顯示示意圖 )
踏入 2000 年，部份電梯更使用了 LCD 顯示器取代 LED ，這些顯 示器均連接著多媒體電腦，可顯示其它資訊，部份更兼負起樓層 廣播用途，惟電腦當機時，資訊顯示亦會暫停。
( 三 ) 電梯顯示屏
(lcd 顯示示意圖 )
13
15
非油壓電梯的主要機器大多設在頂部，包括電機及控制系統
，但設在底部的機房也漸漸常見於低行程的電梯。除了無機 房電梯外，它們均需要機房所容納。在有機房的電梯，一般 會採用直流電機或交流電機，而在無機房電梯中，暫時只採 用了交流電機，機器裝在槽中。電機轉動通過齒輪或滑輪，
作為機箱及對重裝置上下移動的動力，鋼纜的不同繞法，提 供不同曳引比。
機房
非油壓驅動技術示意圖
控制系統控制電機的運行及其它操作，包括控制電梯開 動及制動，以及安全監控等，油壓電梯機房則甚具彈性
，只需要把電線接至機房，及把油管連接至油壓臂即可
。
16
機箱
由框架作支撐，框架左上、左下、右上、右下裝有導靴或滾 輪導靴，維持機箱沿著導軌上下移動。框架左下及右下之上 位置，裝有安全鉗，在機箱超速運行或超過運行區時作制動 之用。非油壓的電梯，框架頂連接鋼纜，鋼纜由頂部電機所 牽引，帶動機箱上下移動，另一端則帶動對重裝置鉈作反方 向移動，對重有獨立的導軌，並設有導靴及安全鉗，作用和 機箱相同。油壓電梯則由設於底部或側面的油壓筒所推動。
圖 2.2
圖 2.2 機
17
機頂
多數設有站立的區域及燈作照明，供維修員在井道工作時使 用。機頂控制箱，控制機門摩打及其它裝置。門臂連接摩打
，牽引內機門，內機門上裝有門刀連接外機門，安全碰邊作 防夾感應，設有救生門及通風系統，若位於頂部的救生門被 打開，頂部的抽氣系統會停止，警鐘長響。
機底
裝有電纜，連接上機房，供應電力及作訊號傳送之用，不少 電梯特別是高行程或高速電梯底部均會裝有補償纜。補償機 箱在頂部或底部時，鋼纜長短所做成的重量差距及穩定機箱 之用。
電梯槽
電梯槽每隔一段距離，均需裝有照明系統，槽內裝設有導軌 供機箱及鉈通過，並設有感應器了解機箱的位置。槽的頂部 或底部設有過籠制，感應機箱的運行範圍，若超出便指令安 全鉗制動令升降機停下。機槽底設緩衝裝置，在機箱或鉈掉 下時作緩衝之用，不致撞上，鋼梯供維修員經最底層站進入 井底時上落之用，他們需先按下停機掣把電梯停下，以免發 生意外，當然，若環境可行，可設置更安全的井底門供維修 人員出入。
19
升降機的安全
只要保養得宜，升降機是十分安全的。若果以乘客數量計 算，升降機的安全紀錄應該超過其他各種交通工具。
為保障客運升降機乘客安全，多數國家和地區有特定的法 律規定升降機安全和檢查維修。
多數的法例規定，升降機內最少必須有：警鐘（被困時求 救），開（關）門按鈕和緊急停止按鈕。部分升降機還有 求助電話，後備電池照明等設備。很多升降機還有超載警 告，防止因過重引起意外。
大部份升降機均設有閉路電視，讓升降機外的人可以看見 轎箱內發生的事情。
停電、機械 故障等原因
升降機故障時
保持鎮定 警鐘、對講機 保養公司
有人受傷或
發生火警 11
9
花時間 維修
升降 機門
21
特別設計的升降機
安裝在台北 101 大樓，連接地下至 89 樓觀景台的 升降機，是目前世界最快速的升降機，上升速度最 高達每分鐘 1,010 公尺（時速 61 公里），下降時 則為每分鐘 600 公尺（時速 36 公里），由日本東 芝電梯生產，其升降機井長達 405 公尺，是世界最 長，也是最高的升降機井。升降機相當平穩，若將 一枚硬幣立於地上，同時升降機無論上行或下行，
硬幣仍能直立。
世界最快速的升降機
23
結論與心得
期末報告我們這組題目定為升降梯，而我們定這個題目的 原因是，因為我們常常使用便利的電梯，而很少去了解到 升降梯的結構。如果當我們乘坐電梯時發生故障，我們應 該怎麼去面對這種突如其來的狀況 ? 如果我們看過了升降 梯的立體圖，是否會使我們有個概念存在呢 ? 或者是聽過 我們的升降梯故障的解說，一當狀況發生時我們應該可以 更冷靜的去處理這件事情，而不會整個一臉茫然的樣子，
一直為自己製造恐慌。有時看到有些人會亂按電梯按鈕，
但是這麼做只會增加電梯的零件耗損，這並不是件很好玩 的事情，如果好死不死剛好你按完按鈕時，剛好發生電梯 故障，這時我才會覺得你真的好玩了 !
End
謝謝各位
25
參考資料
維基百科-升降機
顧德仁。蘇州遠志科技有限公司。安裝維修專業委員會二零一零年會
。論文交流
南台科技大學-電機工程系-電梯群控系統之設計與製作
[1] Zhifeng Pan; Fei Luo; Yuge Xu;Elevator Traffic Flow Model Based On Dynamic Passenger Distribution, 2007.
[2] Soyoon Lee; Hyokyung Bahn; An energy-aware elevator group control system, 2005.
[3] Lu Yu; Jin Zhou; Mabu, S.; Hirasawa, K.; Jinglu Hu; Markon, S.; Elevator group control system using genetic network programming with ACO
considering transitions, 2007.
[4] Ishikawa, T.; Miyauchi, A.; Kaneko, M.; Supervisory control for elevator group by using fuzzy expert system which also addresses traveling time, 2000.
[5] Jung-Hwan Kim; Byung-Ro Moon; Adaptive elevator group control with cameras, 2001.
。
南台科技大學-電機工程系-電梯群控系統之設計與製作
[6] Eguchi, T.; Hirasawa, K.; Hu, J.; Markon, S.; Elevator group supervisory control system using genetic network programming with functional localization, 2005.
[7] 陳景泓，排程模擬應用之探討以電梯排程為例，國立臺灣科技大學營建工程
系碩士論文， 95 年。
[8] 吳錚，電梯群控之模糊專家系統，大同大學工學院資訊工程學系碩士論文，
85 年。
[9] 吳宗霖，電梯群控系統之即時研究，國立成功大學研究所碩士論
文， 1993 。
[10] 夏光宣，智慧型電梯群控系統之研究與模擬，大同大學資訊工程研究所博
士論文， 2003 。
[11] 楊政達，以微處理機為基體之模糊控制系統，元智大學實業計劃研究所工
學組碩士論文， 81 年。
[12] 蔡欽耀，影像技術運用於設施營運之探討－人員偵測與統計，國立台灣科
技大學營建工程系碩士論文， 93 年。
參考資料
27
南台科技大學-電機工程系-電梯群控系統之設計與製作
[13] 蔣宗哲，現代化電梯群控系統之設計，國立台灣大學資訊工程學研究所碩
士論文， 89 年。
[14] 楊聖智，運用基因演算法於控制電梯群體系統，國立臺灣師範大學資訊教
育研究所碩士論文， 2002 。
[15] Ziliang Zong; Xugang Wang; Zheng Tang; Guangzhou Zeng; Elevator group control algorithm based on residual gradient and Q-learning, 2004.
[16] Iwata, M.; Sasakawa, K.; Yamamoto, T.; Kitamura, S.; A simple modeling method of elevator group systems, 2002.
[17] Qing Hu; Qingding Guo; Dongmei Yu; Jiang Lili;A Novel Adaptive Control of Elevator Motion System, 2006.
[18] Jamaludin, J.; Rahim, N.A.; Hew Wooi Ping; Self-tuning fuzzy-based dispatching strategy for elevator group control systems, 2008.
[19] 賴英杰，電梯運行控制之研究，國立成功大學交通管理科學研究所碩士論
文， 1993 。
[20] 何元瑋，以動態排程的方法建構具學習能力之電梯群控系統，國立台灣大
學資訊工程學研究所碩士論文， 87 年
。
