自从美国人 George Washington Ferris 于1893年设计出第一个摩天轮之后,摩天轮就如雨后春笋一般不断涌现在世界各地,并迅速成为了游乐园里必不可少的吉祥物,它也因其设计者而得名 Ferris Wheel。
这台既精巧又宏大的钢铁设施,在诞生之初却并不是冲着娱乐去的。
摩天轮的设计是为了与同时期的巴黎铁塔一较高下,不同于法国人对静态结构的执着,正引领着第二次工业革命的美国更愿意展示其强大的工业设计能力。虽然未能如巴黎铁塔一般成为地标建筑,但兼具美观与娱乐的摩天轮成功走向了全世界。
世界上第一个 Ferris Wheel | Credit: Wiki
摩天轮主要由巨大的轮体和遍布四周的座舱组成。
座舱,也就是我们乘坐的“小篮子”。它并不是牢牢固定在轮体上,否则随着轮体旋转,座舱就会上下颠倒,就像训练宇航员适应太空环境的离心机一样折磨,除非你愿意像滚筒里的仓鼠一样顺着滚动的座舱奔跑。
所以座舱也必须是活动的,这样才能保证乘客们乘坐时不会天翻地覆。根据轮体与座舱的连接方式,我们把摩天轮分为两种构造:重力式摩天轮和观景摩天轮。
正常情况下,座舱和轮体的相对关系
重力式摩天轮
轮体和座舱之间是通过铰链连接,众所周知,铰链是允许几个连接件相对转动的机械装置,是机械机构里最常见的运动副没有之一。假如你用钉子把两个木棍钉在一起,恭喜你就获得了铰链 1。
钟表的指针、汽车的轮轴、门与门框的连接,都是通过铰链。把座舱悬挂在轮体上,无论转到哪个位置,都能利用重力作用自然下垂,Ferris 所设计的第一个摩天轮就是这种构造,当今世界的大多数摩天轮也都是如此。