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升船机作为一种升降船舶的机械设施，其原始雏型为粘土滑道上用人工木绞盘作为动力工具，拖运小型船舶过坝的设备。最早的机械化升船机是1788年在英国开特里建造的斜面干运升船机。此后法国、德国、比利时等国也继起建造。18～19世纪的升船机，提升高度大都在15米以下,船舶吨位一般在100吨以下。这一时期不仅出现多种形式的升船机，而且已广泛采用平衡系统，以减小提升功率。
现代化大型升船机出现在20世纪。自1934年在德国建造了尼德芬诺垂直升船机以来，升船机发展到一个新阶段，提升的船舶吨位显著增大，提升高度增加，类型不断增多。现代各种类型升船机示例见表。升船机中国现有升船机60多座，主要分布于浙江、湖南、湖北等12个省。大多数为提升50吨以下船舶的小型斜面升船机，多用高低轮或高低轨来保持承船厢的水平位置。
2015年12月，三峡升船机成功完成实船过三峡大坝试验，为这座世界上最大的“升船电梯”2016年投入试运行奠定了基础。其中由武船集团制造的三峡升船机承船厢可载3000吨级船舶，最大爬升吨位高达1.55万吨，最大爬升高度113米。而三峡升船机主体工程土建与部分设备安装工程，由葛洲坝集团三峡建设工程有限公司历时6年半建成。[1]
船只上行时，从下游引航道驶入承船厢，关闭闸门和下游端厢门后，泄去这两门之间缝隙内的水体，松开承船厢与下闸首的拉紧和密封装置，在驱动装置作用下，承船厢上升并停靠与上闸首对接的位置；松开承船厢与上闸首间的拉紧和密封装置，给闸门之间空隙内灌水；开启上闸首的工作闸门及承船厢上游端的船厢门，船只即驶进上游引航道。下行时则相反。
船舶自下游河段向上游河段的提升过程是：通过控制系统启动机械传动机构，使承船厢停放在厢中水位与下游水位相齐平的位置，开启厢门和连接建筑物的闸门，船舶进入承船厢，关闭闸门和厢门，将承船厢升至厢内水位与上游水位相齐平的位置，开启厢门与连接建筑物的闸门，船舶自承船厢驶入上游引航道。船舶自上游河段下降至下游河段，按上述程序反向进行。
船舶在升降过程中的支承方式，有干运和湿运两种。干运是船舶停放在不盛水的承船架或承船车上；湿运是船舶载于盛水的承船厢内。干运比湿运可减少升船机传动机构的功率，但船体受力不利。
升船机动力驱动方式有多种形式，目前国内升船机的驱动方式主要是：电动卷扬机驱动（湖北长阳清江隔河岩升船机）、水力式驱动（云南澜沧江景洪水电站升船机）、齿轮齿条式（三峡升船机）[2] 。
升船机的基本组成部分包括：承船厢（或承船架、承船车）,用于停放船舶；斜坡道或垂直构架,前者供斜面升船机运行，后者为垂直升船机承船厢的支承和导行设备；连接建筑物，设置在上下游引航道与承船厢的连接处，使船舶自承船厢进入引航道或自引航道进入承船厢；机械传动机构，用于启闭承船厢的厢门和驱动承船厢升降；电气控制系统，用于操纵升船机的运行。
升船机按承船厢运行的线路，分为垂直式和斜面式两类。
垂直升船机承船厢沿垂直方向升降的升船机，主要有平衡重式、浮筒式和水压式。平衡重式垂直升船机在垂直构架上部装设有绕以钢丝绳的滑轮,钢丝绳的一端连接承船厢,另一端装有平衡重，组成一个平衡系统，一上一下，彼此作方向相反的运动。浮筒式垂直升船机建有浮筒井，井内装设浮筒。浮筒顶部与承船厢底部相连，利用浮筒的浮力平衡和支持承船厢的重量。水压式垂直升船机是利用水压机的活塞支承承船厢。
斜面升船机 承船厢沿斜坡轨道上下的升船机，有纵向斜面式和横向斜面式两种。纵向斜面升船机在升降过程中，船体纵轴线与斜坡道方向一致。横向斜面升船机在升降过程中，船体纵轴线垂直于斜坡道方向。如果上下游斜坡道不能成直线布置，可在坝顶设置转盘，待船舶过坝时，用以调换不同的运行斜坡道。
水坡式升船机 水坡式升船机就其运行线路来说，实际上是斜面升船机的一种特殊形式。目前仅在法国蒙特施和枫斯拉诺各建有一座水坡式升船机。水坡式升船机的斜坡道为斜坡水槽，挡水闸门可以沿槽移动，闸门间楔形水体相当于承船厢水体。用牵引设备移动闸门，推动水体上升或下降，从而把船舶从一河段送至另一河段。
平衡重式垂直升船机可以大幅度地降低系统的升船功率，维修方便，所以应用广泛。现在世界上最大的平衡重式垂直升船机建在联邦德国易北河支运河的沙尔贝内克。目前已不发展水压式升船机。浮筒式升船机由于浮筒井的建造和维护比较困难也未继续建造。斜面升船机多使用纵向的，只是在水域和陆域的特殊情况下才建造横向斜面升船机。现在世界上最大的纵向斜面升船机建在苏联叶尼塞河的克拉斯诺亚尔斯克。干运只是在升船机发展的初期和船舶吨位不大的情况下使用，且多为小型斜面式。现代建造的数百吨以上船舶的升船机均为湿运。
与垂直升船机相比，斜面升船机易于管理和维护，没有高空建筑产生的复杂技术问题和营运问题。主要缺点是在提升高度大的情况下，线路长，影响通过能力；变速行驶，影响厢内停泊的稳定性。
升船机比船闸节省水或几乎不耗水，在少水的河流或人工运河上，这是一个重要的优点。在高水头的通航建筑物中，升船机的造价通常低于船闸。
