创新电梯教材

By 李·格雷博士 | 历史 |九月1,2014

阅读时间:7分钟

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图 1:配备 30 马力、220 伏直流电机的 AEG 的“带按钮控制的电动电梯的电路图”。
人工智能概述

一个多世纪以来,制造商、工会和教育机构制作了各种各样的电梯培训材料,从独立教材到通用电气工程著作中的章节,不一而足。一个著名的例子是维拉格·赫尔曼·施兰 (Verag Hermann Schran) 于 1912 年出版的《电气技术实践》(Die Elektrotechnische Praxis),其第三版和模型图册详细介绍了按钮式电梯,收录了 AEG 和 Stigler 等公司提供的专有电路图,以及卡尔·弗洛尔 (Carl Flohr) 制作的折叠式彩色“模型”,这些模型通过互动翻页展示了电梯井道、轿厢、配重和安全装置。该书提倡按钮式操作,并规定了安全联锁装置,同时警告用户注意疏忽操作。模型图册的触觉探索方式预示了现代 3D 数字模型的出现,并保留了如今已基本消失的切实教学吸引力。

100 多年来,各个电梯制造商、行业组织、工会和教育机构在不同时期并取得了不同程度的成功,从事教育材料和培训计划的开发。 虽然这些努力中的大部分都产生了仅专注于电梯的独立教育包,但也有可能找到嵌入在作品中的与电梯相关的材料,为学生提供机械和电气工程的整体介绍。 这些通用作品面临的挑战与特定于电梯的作品相似:制作有效传达关键信息的文本和图像。 由于许多这些材料是为函授课程设计的,因此,对于通常没有或非常有限地获得课堂教学的学生来说,这一挑战变得更加困难。 应对这一教育挑战所采用的策略包括一家德国出版商在 20 世纪初采取的独特方法。

1912 年,Verag Hermann Schran & Co.(柏林)出版了第三版 Die Elektrotechnische Praxis:Ein Handbuch zum Studium und Selbstunterricht in den Physikalischen und Technischen Grundlagen der Elektrotechnik、Sowie Ihrer Konstruktionen、Verfahren 和 Praktiken(Ein Handbuch zum Studium 操作和实践)。 该作品由两本插图卷和名为 Modell-Atlas 的第三卷组成,其中包含专门创建的彩色“模型”或绘图,以加强主要卷中的信息和图像。 在扉页上,出版商宣布由德国工程师 Walther Häntzschel-Clairmont(生于 1856 年)担任该项目的编辑,内容包括来自德国领先制造公司的贡献。 目标受众是电工、电气设备操作员和安装员、建筑维护工人以及电梯安装员和操作员。 后一个参考文献很有趣,尤其是放在本书的前向和版权声明中的其他电梯参考文献的上下文中时。

在前面,Häntzschel-Clairmont 指出,他很高兴能够通过在第三版中包含“关于带按钮控制的电动电梯的详细论文”来解决“广泛的兴趣”。 鉴于该书侧重于电气工程,因此包含有关电动电梯的部分并不罕见。 然而,人们对按钮控制电梯的关注很感兴趣,因为这些系统是电动电梯技术的最新发展之一。 这些新信息显然也被认为具有特别的智力重要性:版权声明声明“禁止部分复制”材料,并进一步指出,“尤其是复制已发布的电路草图。 . . 禁止使用电动电梯。” 关于电梯的一章(在第二卷中)包括各种电梯系统的 17 幅电路图,其中七幅与两家特定公司明确相关:Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft (AEG)(五幅图——两幅用于升降机,三幅用于乘客电梯)和意大利米兰的 Stigler(乘客电梯的两张图)(图 1 和图 2)。 鉴于 AEG 的商业实力和市场占有率,该公司很可能坚持使用额外的版权语言来保护其利益。 (尽管如此,一家大公司允许专有信息出现在教科书中的前景令人着迷。)

有趣的是,尽管有几幅插图参考了柏林的 Carl Flohr,但这些插图并未与任何已发布的电路图相关联。 然而,Flohr 确实提供了本章中唯一的大型折叠图,其中描绘了带有按钮控制的电动电梯的设计(图 3)。 该图像、电路图和文本随附的其他插图均遵循类似教育参考书的出版商采用的标准惯例。 然而,在为 Modell-Atlas 制作的插图中并没有遵循这种规范模式。 本卷以典型的方式开始,对三个插图主题中的每一个都进行了简要的技术描述:“直流电机仪表”、“带按钮控制的电动乘客电梯”和“现代公寓的电源和照明系统”建筑。” 电动电梯是一种 Flohr 机器,类似于第 II 卷中说明和讨论的那个机器。

技术说明指出,电动电梯可以通过杠杆装置或按钮进行控制。 后一种系统的优势在于它不需要操作员,并且由于其简单性,允许任何“外行”运行电梯。 “官方规定的”安全装置(包括互锁和超速安全装置)的存在也被认为是允许无操作员系统的基本原理。 然而,文本还指出,如果乘客“疏忽大意”并无视“现有规则”,所有“安全措施和规则都是虚幻的”。 只有“认真遵守规定”才能确保安全运行,这提供了“对事故的最佳保护”。 此告诫之后是免责声明,遗憾的是,电梯“模型”的比例不允许详细表示各种安全装置。 在没有图像的情况下,提供了 Flohr 的互锁系统和超速安全装置(其遵循典型设计,在启动时会抓住导轨)的简要书面说明。 文中还指出,电路设计和相关的电气设备没有说明,因为它们“非常复杂”。 模型中代表的电梯设备包括“驱动单元”(电动机和卷筒)、惰轮、高架滑轮、配重、电缆、导轨和轿厢。

将术语“模型”与 Modell-Atlas 中的图纸相关联的使用反映了其构建中使用的独特方法。 技术图纸的制作一直涉及用于构建或构建传达所需信息的图纸的标准工程图形约定。 当然,典型的结果是平面的二维绘图。 在 Modell-Atlas 中遇到的第一个电梯图像——机房和井道坑的颜色计划——遵循这些规范约定(图 4)。 但是,查看其他图纸所需的操作会将读者带到一个非常不同的地方。 在平面图后面——其下边缘下方——是第二幅图的底部。 必须抬起平面图才能查看此图。 然后,井道图展开,露出两部分:一是通过机房和井道(显示电梯发动机、惰轮、电缆、轿厢、配重和高架滑轮布置),另一部分通过机房和走廊(显示电梯竖井门和呼叫按钮)(图 5)。 下一个必需的操作是打开轴图左侧的两个襟翼。 这显示了穿过机房和竖井的另一部分(图 6)。 附加信息由附在电梯轿厢图纸上的折页提供。 这些可以打开以露出汽车内部(图示为座椅和按钮控制面板)。 这些图纸可以再次折叠,这样可以看到没有汽车的竖井(图 7)。 最后,配重图也可以向后折叠以露出其轴(图 8)。

电梯模型中包含的信息可以很容易地以传统格式呈现。 然而,访问 Modell-Atlas 图纸所需的交互使学习体验更加有趣和具有探索性——读者自然会对每个可移动襟翼后面的内容感到好奇。 虽然无法在 20 世纪早期的德国衡量这种方法的教育效果,但或许可以假设,在 21 世纪早期打开和合上图画的乐趣与本书原著的合理呼应读者可能经历过。 当然,今天,可以创建电梯的 3D 计算机模型,允许查看者打开和关闭各种组件并查看设备运行的动画。 这种体验通常发生在观看者坐着、操纵鼠标并盯着二维计算机屏幕时。 然而,这种当前的体验缺乏打开模型图纸和掀开各种襟翼来看到下面的奇迹的内在(和触觉)乐趣。 虽然毫无疑问计算机和其他技术创新给教育带来的影响和价值,但当将 2014 年的经历与 1912 年的经历进行比较时,很难不产生一丝失落感。

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