الرافعة: ابتكار جديد يمكن أن يغير السلالم المتحركة كما نعرفها

تناقش هذه الورقة ابتكارًا جديدًا يمثل أول تغيير مهم في تصميم المصعد منذ أكثر من 100 عام.

بقلم دون سادلر ، مراسل في الحرب الإلكترونية

ما هو الجهاز الميكانيكي الشائع الموجود في جميع أنواع المباني في جميع أنحاء العالم اليوم والذي لم يتغير بشكل أساسي منذ اختراعه لأول مرة منذ أكثر من 100 عام؟ إذا كنت تفكر في السلم الكهربائي ، فأنت على حق. ومع ذلك ، فقد تم مؤخرًا تسجيل براءة اختراع ابتكار جديد يمثل أحد التغييرات المهمة الأولى في التصميم منذ اختراع السلالم المتحركة في أواخر القرن التاسع عشر. إنه يسمى الرافع. حصل على براءة اختراع في عام 19 من قبل جاك ليفي ، الأستاذ الفخري للهندسة الميكانيكية في جامعة سيتي لندن. 

مع تصميمات السلالم المتحركة التقليدية ، تتحرك الخطوات الزائدة عن الحاجة أسفل تلك المستخدمة ، مما يحد بشكل كبير من إمكانيات التصميم. ومع ذلك ، يستخدم جهاز الرفع حلقة مستمرة من الخطوات المنحنية والمتشابكة التي يمكن أن تتبع أي مسار: لأعلى أو لأسفل أو مسطح أو مستقيم أو منحني ، كل ذلك أثناء دعم الركاب. 

وفقًا لـ Levy ، اعتمدت جميع السلالم المتحركة على نفس التصميم الأساسي منذ عام 1897. وهذه أيضًا واحدة من المرات الأولى التي عاد فيها أي شخص إلى لوحة الرسم وفكر في كيفية بناء سلم متحرك من الألف إلى الياء باستخدام تكنولوجيا اليوم. سيمكن اختراق التصميم هذا المهندسين المعماريين من إنشاء سلالم متحركة بأي شكل يرغبون فيه تقريبًا ، بما في ذلك منحنيات الشكل الحر.

إمكانيات جديدة

يضيف ليفي:

"إن الحاجة إلى نقل الأشخاص بطريقة سريعة وفعالة بين الطوابق قد فرضت مجموعة من الخطوط المستقيمة في الردهات والأماكن المفتوحة. ولكن ماذا لو كانت هذه تتبع تصميم المساحة المفتوحة أو يمكن أن تنحني؟ هذا يفتح مجموعة جديدة كاملة من الاحتمالات للمهندسين المعماريين ".

على سبيل المثال ، تخيل وضع Levytator الذي تم تكوينه على أنه حلزون مزدوج للحمض النووي في مبنى لمنظمة العلوم الحيوية ، أو استخدام Levytator لنقل الضيوف بأمان في جولة في مدينة الملاهي المتحركة. 

وفقًا لديفيد تشان ، مدير مركز قيادة المعلومات بجامعة سيتي ومستشار المشروع ، فإن Levytator يفتح إمكانيات جديدة للمهندسين المعماريين في أنواع مختلفة من تصاميم المباني. نظرًا لأنه لا يتطلب حفرًا لمسار العودة ، يمكن تثبيته أعلى السلالم الحالية بأقل قدر من التعطيل. 

تم تسجيل براءة اختراع Levytator في المملكة المتحدة وأوروبا والولايات المتحدة والصين ، ويقول Chan أن City University London تسعى بنشاط إلى إقامة شراكات استراتيجية مع المهندسين المعماريين والمصنعين لنقل Levytator إلى السوق. تدعي Chan أيضًا أنه نظرًا لأنه يمكن أن يحمل ضعف عدد الأشخاص لكل خطوة مثل السلم المتحرك التقليدي (وبسعر مماثل) ، فسيكون عرضًا ماليًا جذابًا.

مواجهة التحديات الفنية

من المثير للدهشة أن خلفية Levy وخبرتها ليست في صناعات السلالم المتحركة أو المصاعد ، بل في التصنيع والتصميم الصناعي. بدأ في صناعة الطائرات وعمل في مجموعة واسعة من قضايا التصميم والتكنولوجيا كرئيس لقسم الهندسة الميكانيكية في جامعة سيتي لندن.

أمضى ليفي سنوات عديدة في السفر على سلالم متحركة تحت الأرض في لندن ، مما دفعه إلى التساؤل عما إذا كان من الممكن تصميم نموذج سلم متحرك متعدد الانحناءات. "كان هناك تحديان تقنيان أساسيان بعد المفهوم الأولي ،" وفقًا لما ذكره ليفي. 

ويضيف: 

"الأول هو تصميم مفصل يسمح بالحركة الجانبية والعمودية بين الدرجات ، والثاني هو سد الفجوة (لأسباب تتعلق بالسلامة) بين الجدار الثابت المنحني والجانب المستقيم من الخطوة المتحركة. تم تضمين الحلول لكل من هاتين المشكلتين في براءة الاختراع. "

يقول Lars Hesselgren ، مدير الأبحاث في PLP / Architecture في لندن ، وهي إحدى شركات الهندسة المعمارية التي تجري مناقشات مع City University حول التطبيقات التجارية المحتملة لـ Levytator ، إنه بدأ في القيام ببعض أعمال التصميم نحو سلم متحرك منذ بضع سنوات ، لكنه وضع في الدرج ، لأن شركته ليست مصنّعة. 

علق Hesselgren:

"بعد ذلك ، عندما ظهر الفيديو التوضيحي لـ Levytator على YouTube ، بدأ الناس يسألونني عما إذا كان اختراعي. من الواضح ، جاك وأنا كنا نفكر في نفس الشيء. نريد العمل مع مطوري Levytator لتحقيق ذلك ، لأن لدينا أفكارًا محددة جدًا حول كيفية استخدامه. نعتقد أن الرافعة لديها القدرة على تغيير عالم السلم المتحرك كما نعرفه ".

تكلفة أقل ، مرونة أكبر

يعتقد Hesselgren أن Levytator سيمكن المطورين والمهندسين المعماريين من بناء السلالم المتحركة بتكلفة أقل وبمزيد من المرونة. غالبًا ما يتم تصميم المباني بأكملها حول مسارات السلالم المتحركة ، وهو أمر مقيد. حاليًا ، لا يمكن استخدام السلالم المتحركة كوسيلة للهروب في حالات الطوارئ ، لكن الرافعة قد تغير ذلك.

يرى Hesselgren أيضًا أن Levytator وسيلة إبداعية لأصحاب مراكز التسوق والمطورين لجذب المزيد من المتسوقين إلى الطوابق العليا. نظرًا لأن Levytator يمكن أن يجعل الأشخاص أعلى بسهولة وبطريقة أكثر فاعلية ، فقد يكون له بعض الجاذبية لمطوري مراكز التسوق.

وفقًا لـ Levy ، ستكون تكلفة تركيب الرافعة مماثلة لتكلفة المصعد التقليدي. ولكن نظرًا لأن الرافعة يمكنها حمل ضعف عدد الأشخاص في كل خطوة ، فإن التكلفة لكل خطوة قابلة للاستخدام تنخفض إلى النصف. أيضًا ، يمكن إجراء جميع أعمال الصيانة والتفتيش من فوق سطح الأرض ، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل وتكاليف التشغيل.

يعتقد Hesselgren أن الصيانة فوق الأرض بدلاً من الصيانة تحت الأرض يمكن أن تجعل Levytator ثوريًا للنقل تحت الأرض. يمكن إغلاق السلالم المتحركة التي تنقل الركاب إلى أنظمة مترو الأنفاق للصيانة لعدة أشهر ، ولكن من المحتمل أن يقلل Levytator هذا الوقت والجهد والتكلفة إلى النصف. تم تصميم أنظمة مترو الأنفاق مثل مشروع Crossrail الجديد في لندن على أساس أن السلالم المتحركة
يجب أن تكون مستقيمة. يعتقد Hesselgren أن نظام السلم المتحرك المنحني مثل Levytator يمكن أن يقلل التكاليف بشكل كبير. 

إنه ليس سلمًا كهربائيًا حلزونيًا

إذا كنت تعتقد أنك رأيت سلالم متحركة حلزونية أو حرة الشكل من قبل ، فربما يكون لديك. تم تسجيل براءة اختراع تصميمات السلالم المتحركة الحلزونية في الماضي - بعضها منذ وقت طويل مثل أوائل القرن العشرين. تعد Mitsubishi من بين الشركات المصنعة التي تنتج السلالم المتحركة الحلزونية وقد قامت بتركيب حوالي 20 شركة حول العالم منذ عام 100 (أو حوالي أربعة فقط في العام) ، معظمها في آسيا.

ديف تيرنر ، استشاري المصاعد والسلالم المتحركة في الولايات المتحدة ، على دراية بتصميم السلم المتحرك الحلزوني وملاحظاته:

"كان هناك قبول محدود في السوق للسلالم المتحركة الحلزونية نظرًا لارتفاع تكلفة التصنيع والتركيب والصيانة." 

ومع ذلك ، يوضح تشان أن الرافعة هي أكثر بكثير من مجرد سلم كهربائي حلزوني ، مضيفةً: تابع

"يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الرافعة والسلالم المتحركة الحلزونية Mitsubishi في أن الأخير يجب أن يتبع مسارًا دائريًا بنصف قطر ثابت. باستخدام الرافعة ، يمكن لكل خطوة التحرك في مسار مستقيم ، والالتفاف حول منعطف نصف قطر واحد ، ثم الالتفاف حول منعطف نصف قطر آخر. بعبارة أخرى ، فإن الرافعة قابلة للتهيئة في [عدة] أشكال مختلفة ".

يعترف كل من ليفي وتشان بالتحديات في اكتساب قبول السوق واختراق تقنية جديدة مثل Levytator. بعد ضرب بعض الحواجز في جهودهم الأولية لتسويق Levytator للمصنعين ، اتخذوا مسارًا مختلفًا ، وركزوا بدلاً من ذلك على التسويق للبدائل مثل المهندسين المعماريين ومطوري المخططات وحتى المستهلكين. 

فيديو Levytator على YouTube ، على سبيل المثال ، تمت مشاهدته أكثر من 226,000 مرة اعتبارًا من نوفمبر 2010 ، ووفقًا لتشان ، "إذا تمكنا من جذب اهتمام الأشخاص ، فسوف يأتون إلينا ، وهذا بالضبط ما يحدث."

يعتقد ليفي أنه بمجرد تثبيت حوالي ستة رافعات ، ستختفي جميع الحواجز ، وستزيد من الفرص للمهندسين المعماريين لتصميم أشكال غير خطية. واحدة من القضايا الرئيسية هي تكلفة تطوير مفهوم النموذج الأولي الذي يحتاج إلى هندسة. 

السلامة باراماونت

بالطبع ، يجب أن يأخذ جهاز الرافعة في الاعتبار سلامة الركاب ، "وهناك مجموعة من مشكلات السلامة التي يجب معالجتها من خلال تصميم الرافعة ،" يضيف تيرنر. 

يتفق جيم ماركوسكي ، مستشار المصاعد والسلالم المتحركة: 

"من منظور هندسي ، فإن أول شيء أحاول فعله عادةً هو اكتشاف الخطأ الذي يمكن أن يحدث في شيء ما. لذلك أود أن أعرف كيف سيعمل Levytator في بيئة شديدة التحمل ، و ، "هل سيكون آمنًا؟" أعتقد أن المحاذاة والتجميع المناسبين لنظام المسار سيكونان أيضًا تحديًا. أيضا ، هل يمكن الحفاظ على التفاوتات ، وماذا عن الاهتزازات وجودة الركوب؟ ومع ذلك ، يمكنني أن أرى أين سيحب المهندسون المعماريون هذا ، وإمكانياته غير محدودة إذا كان يعمل كما يعتقد المصممون. "

بالنظر إلى المستقبل ، بعد مرحلة التبني المبكرة ، يعتقد ليفي أن Levytator يمكن أن يوسع إجمالي سوق المصاعد / السلالم المتحركة بنسبة 20٪ ، حيث يمكن استخدامه حيث لا يمكن تثبيت المصاعد التقليدية والممرات المتحركة. قد تحل محل بعض المصاعد بتكلفة إجمالية جذابة لخصائص الملكية.

يعتقد تيرنر أيضًا أن Levytator لديه إمكانات إذا اجتمعت جميع القطع معًا ويمكن التغلب على التحديات: 

"إذا نجح ليفي في تصميمه ، فإن التطبيقات محدودة فقط بخيال المهندس أو مصمم المبنى وتكلفة النقل."