Лампа с балансирным рычагом , иногда называемая плавающей лампой , представляет собой лампу с регулируемым складным рычагом, которая сконструирована таким образом, что сила, вызванная гравитацией, всегда уравновешивается пружинами, независимо от положения рычагов лампы. Многие марки ламп (например, Anglepoise , создатель концепции, и Luxo L-1), а также другие устройства используют этот принцип.
В данной статье используется терминология:
для пяти основных частей этих ламп.
Лампа с балансирным рычагом имеет основание , подставку или корпус (в большинстве случаев), два соединенных рычага (во многих случаях снабженных пружинами) и головку лампы .
Лампу можно перемещать практически в любое положение, а балансировочное устройство будет сохранять положение до следующего перемещения.
Тот же самый общий механизм может быть использован в других устройствах с аналогичными требованиями, например:
Физические и теоретические основы балансирных ламп см. в разделе Классическая механика , сцепление и крутящий момент .
Существуют различные методы балансировки кронштейнов и цоколя лампы:
Существует множество вариантов конструкции с пружинами . Пружины могут располагаться на механическом эквиваленте предплечья или плеча, или и того, и другого, а также ближе к основанию. В некоторых лампах используются пружины растяжения, а в других — пружины сжатия. На соседнем изображении (слева направо) показана пружина сжатия в состоянии покоя, затем под нагрузкой, затем пружина растяжения в состоянии покоя, а затем под нагрузкой. Пружины имеют ограниченную грузоподъемность и длину растяжения. Некоторые пружины могут резонировать, создавая нежелательный шум низкого уровня.
Эта лампа имеет жесткую гибкую трубку в качестве предплечья и пружинный балансир для поддержки около середины. Таким образом, получается гибкая лампа с большой досягаемостью.
Колесо управления предплечьем меньше колеса управления верхней частью руки. Колпачок лампы вращается в том же направлении, что и верхняя часть руки и предплечье.
При использовании этой техники пружина растяжения выполняет двойную функцию: она управляет как предплечьем, так и плечом. Это не обычная система ламп на руке. Колпачок лампы вращается в том же направлении, что и плечо и предплечье.
Один комплект пружин растяжения управляет предплечьем, которое представляет собой параллелограмм с двумя стержнями. Более сильный комплект пружин управляет верхним плечом, которое имеет три параллельных стержня (см. фото слева). (Имеется менее устойчивая конструкция с двумя параллельными стержнями в верхнем плече, которая менее затратна в производстве.) Благодаря параллельному соединению лампы цоколь лампы продолжает указывать в одном и том же вертикальном направлении при регулировке высоты лампы. Как и в большинстве ламп с балансирным плечом, вся сборка может вращаться в горизонтальной плоскости и установлена на устойчивой ножке.
Лампа типа Anglepoise имеет один параллелограмм и две пружины растяжения. Одна пружина управляет самым коротким плечом параллелограмма. Параллельно этому самому короткому плечу находится предплечье. Чтобы удерживать эти плечи параллельно, есть два других параллельных плеча (верхнее плечо), которые управляются второй пружиной растяжения. Колпачок лампы вращается в том же направлении, что и верхнее плечо и предплечье.
Предплечье этой лампы состоит из одной планки. При его регулировке угол наклона цоколя лампы меняется вместе с предплечьем.
Лампа, подобная настольной лампе Tolomeo, не имеет параллелограммов ни в одном из плеч. В этой современной лампе пружины натяжения спрятаны в плечах. Колпачок лампы вращается в том же направлении, что и плечо и предплечье.
Короткие плечи (зеленые) остаются параллельными. Одна пружина прикладывает тяговое усилие к синему плечу. (Если синее плечо наклонено назад, вторая пружина на этом плече получает толкающее усилие.) Синее плечо управляет двумя параллельными плечами (красными), которые составляют верхнее плечо. Другая пружина прикладывает тяговое усилие к другому синему плечу. Это плечо управляет предплечьем (пурпурным). Две пружины могут быть одинакового размера; одна пружина должна поднимать больший вес, но она более вертикальна. Другая пружина поднимает меньший вес, но она более горизонтальна.
Одна пружина сжатия управляет очень коротким рычагом (серым). Трос роликовой цепи соединяет этот рычаг параллельно предплечью (желтым). Более длинная пружина управляет (синим) рычагом. Корпус (красный) может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Корпус соединен с устойчивой ногой. Корпус может быть меньше, поскольку пружины сжатия могут выступать ниже корпуса.
При этом методе пантографическим рычагом управляет всего одна пружина сжатия .
В этой конструкции (обычно встречающейся в итальянских лампах) гравитация заставляет параллелограмм деформироваться таким образом, что зазор между длинными плечами становится меньше. Это, в свою очередь, увеличивает давление на резину в зазоре, и возникающее трение удерживает плечо на месте.
Трение между скрученными рычагами управляет движением между ними .
Эта система рычагов также работает с использованием трения.
Преимущество одного качающегося противовеса заключается в том, что лампа может иметь большую длину плеча.
Недостатком является то, что лампа изначально менее сбалансирована, поэтому для ее устойчивости требуется тяжелая подставка.
Эта конструкция использует цепь, чтобы удерживать руку с противовесом и предплечьем параллельно. Цоколь лампы и противовес движутся в противоположных направлениях (оба от основания или оба к нему). Требуемый баланс показан следующей формулой:
Эта лампа имеет тяжелое основание с конструкцией пантографа в виде параллелограмма , образованной стержнями, которые все шарнирно соединены друг с другом. Один длинный стержень выступает за пределы конструкции параллелограмма и имеет противовес . Один короткий стержень также выступает за пределы конструкции параллелограмма и удерживает цоколь лампы. Основание имеет дугообразную подставку, поэтому противовес не ударяет по подставке в вертикальном положении.
Эта лампа похожа на ту, что выше, но поскольку противовес расположен низко, лампе не нужна тяжелая нога для устойчивости, так как центр тяжести находится низко. Противовес не качается, а скользит и безопасно вращается вокруг центра подставки.
Эта подставка для лампы имеет сложную конструкцию с соответствующими узкими отверстиями. Эта лампа снята с производства.
С этой лампой движение очень ограничено (рука движется только вверх и вниз), но на технику приятно смотреть. По мере того, как предплечье становится более горизонтальным, вес перестает быть сбалансированным по обе стороны основания. Вес основания необходим, чтобы избежать перебалансировки.
Тип лампы, такой как Tizio, работает следующим образом. Балансировочный рычаг (предплечье) имеет с одной стороны оси небольшой противовес , а с другой стороны колпак лампы. Эти части поднимаются вторым большим балансировочным рычагом (верхним рычагом), который имеет с другой стороны второй оси более тяжелый противовес. Лампа, разработанная Эдуардом-Вильфридом Бюке в 1927 году, работает таким образом. Лампа находится в коллекции Музея современного искусства . Две оси имеют разный угол, и это имеет некоторые преимущества.
Цоколь лампы x предплечье = плечо x небольшой груз (Цоколь лампы + небольшой груз) x верхняя часть плеча = плечо x большой груз.
Вот несколько менее распространенных способов балансировки рук.
Этот тип лампы имеет предплечье, уравновешенное весом или пружинами. Его недостаток в том, что верхнее плечо не может быть направлено вверх или вперед.
Эта лампа работает, соединяя вместе верхнюю часть руки и предплечье. Это называется гравитационно-замкнутый или кулачково-замкнутый локоть. [1]
Поворотные уличные фонари на площади Шаувбургплейн в Роттердаме используют пару гидравлических цилиндров для управления предплечьем и плечом.
Ручной светильник с пневмоцилиндром . Под действием силы тяжести воздух в пневмоцилиндре сжимается.
Классификации МПК: F21V21/26
Международная патентная категория: B23B31/171