Una lámpara de brazo equilibrado , a veces llamada lámpara de brazo flotante , es una lámpara con un brazo plegable ajustable que está construida de tal manera que la fuerza debida a la gravedad siempre es contrarrestada por resortes, independientemente de la posición de los brazos de la lámpara. Muchas marcas de lámparas (como Anglepoise , creadora del concepto, y Luxo L-1), así como otros dispositivos, utilizan este principio.
En este artículo se utiliza la terminología:
para las cinco partes básicas de estas lámparas.
Una lámpara de brazo equilibrado tiene una base , un soporte o cuerpo , (en la mayoría de los casos) dos brazos conectados (en muchos casos equipados con resortes) y un cabezal de lámpara .
La lámpara se puede mover a casi cualquier posición y el dispositivo de equilibrio mantendrá la posición hasta que se mueva nuevamente.
El mismo mecanismo general se puede emplear en otros dispositivos con requisitos similares, como:
Para conocer la física y la teoría detrás de las lámparas de brazo equilibrado, consulte Mecánica clásica , vinculación y torque .
Existen diferentes métodos para equilibrar los brazos y el casquillo de la lámpara:
Existen muchas variaciones de construcción con resortes . Los resortes pueden ubicarse en el equivalente mecánico del antebrazo o la parte superior del brazo, o en ambos, así como más cerca de la base. Algunas lámparas utilizan resortes de tensión y otras resortes de compresión. La imagen adyacente muestra (de izquierda a derecha) un resorte de compresión en reposo, luego bajo carga, seguido de un resorte de tensión en reposo y luego bajo carga. Los resortes tienen una capacidad de elevación y una longitud de extensión limitadas. Algunos resortes pueden resonar, lo que produce un ruido no deseado de bajo nivel.
Esta lámpara tiene un tubo flexible rígido como antebrazo y un brazo equilibrado por resorte para sostenerla cerca del medio. De esa manera, se obtiene una lámpara flexible con un alcance amplio.
La rueda que controla el antebrazo es más pequeña que la rueda que controla el brazo superior. La tapa de la lámpara gira en la misma dirección que el brazo superior y el antebrazo.
Con esta técnica, el resorte de tensión tiene una doble función: controla tanto el antebrazo como el brazo superior. No se trata de un sistema de lámpara de brazo común. El casquillo de la lámpara gira en la misma dirección que el brazo superior y el antebrazo.
Un conjunto de resortes de tensión controla el antebrazo, que es un paralelogramo con dos barras. Un conjunto de resortes más fuerte controla el brazo superior, que tiene tres barras paralelas (ver foto, izquierda). (Existe una construcción menos estable con dos barras paralelas en el brazo superior que es menos costosa de fabricar). Debido al enlace paralelo de la lámpara, la tapa de la lámpara sigue apuntando en la misma dirección vertical al ajustar la altura de la lámpara. Como ocurre con la mayoría de las lámparas de brazo equilibrado, todo el conjunto puede girar en el plano horizontal y está montado sobre un pie estable.
Una lámpara como la Anglepoise tiene un paralelogramo y dos resortes de extensión. Un resorte controla el brazo más corto de un paralelogramo. Paralelo a este brazo más corto está el antebrazo. Para mantener estos brazos paralelos hay otros dos brazos paralelos (brazo superior) que están controlados por un segundo resorte de extensión. La tapa de la lámpara gira en la misma dirección que el brazo superior y el antebrazo.
El antebrazo de esta lámpara consta de una sola barra. Cuando se ajusta, el ángulo del casquillo de la lámpara cambia junto con el brazo.
Una lámpara como la de escritorio Tolomeo no tiene paralelogramos en ninguno de los brazos. En esta moderna lámpara, los resortes de tensión están ocultos en los brazos. El casquillo de la lámpara gira en la misma dirección que el brazo superior y el antebrazo.
Los brazos cortos (verdes) se mantienen paralelos. Un resorte ejerce fuerza de tracción sobre el brazo azul. (Si el brazo azul se inclina hacia atrás, el segundo resorte de este brazo ejerce fuerza de empuje). El brazo azul controla los dos brazos paralelos (rojos) que forman el brazo superior. El otro resorte ejerce fuerza de tracción sobre el otro brazo azul. Este brazo controla el antebrazo (magenta). Los dos resortes pueden ser del mismo tamaño; un resorte tiene que levantar más peso pero es más vertical. El otro resorte levanta menos peso pero es más horizontal.
Un resorte de compresión controla un brazo muy corto (gris). El cable de la cadena de rodillos conecta este brazo en paralelo al antebrazo (amarillo). El resorte más largo controla el brazo (azul). El cuerpo (rojo) puede girar en el plano horizontal. El cuerpo está conectado a un pie estable. El cuerpo puede ser más pequeño porque los resortes de presión pueden sobresalir por debajo del cuerpo.
En este método, un solo resorte de compresión controla un brazo pantográfico .
En esta construcción (que se encuentra comúnmente en las lámparas italianas), la gravedad hace que el paralelogramo se deforme de tal manera que el espacio entre los brazos largos se hace más pequeño. Esto, a su vez, aumenta la presión sobre la goma en el espacio y la fricción resultante mantiene el brazo en su lugar.
La fricción entre los brazos torcidos controla el movimiento entre los brazos.
Este sistema de brazo también funciona con fricción.
Las ventajas de un contrapeso oscilante es que la lámpara puede tener un brazo más largo.
Las desventajas son que la lámpara está inherentemente menos equilibrada, por lo que necesita un soporte pesado para permanecer estable.
Esta construcción utiliza una cadena para mantener el brazo con el contrapeso y el antebrazo paralelos. El casquillo de la lámpara y el contrapeso se mueven en direcciones opuestas (ambos alejándose de la base o ambos acercándose a ella). El equilibrio que se requiere se muestra con la siguiente fórmula:
Esta lámpara tiene una base pesada, con una construcción de pantógrafo en paralelogramo formada por barras que están articuladas entre sí. Una barra larga se extiende más allá de la construcción en paralelogramo y tiene un contrapeso . Una barra corta también se extiende más allá de la construcción en paralelogramo y sostiene el casquillo de la lámpara. La base tiene un soporte en forma de arco para que el contrapeso no golpee el soporte en posición vertical.
Esta lámpara es similar a la anterior, pero como el contrapeso tiene una posición baja, la lámpara no necesita un pie pesado para estabilizarse, ya que el centro de gravedad está bajo. El contrapeso no oscila, sino que se desliza y gira de forma segura alrededor del centro del soporte.
Este soporte de lámpara tiene una construcción compleja con aberturas estrechas a juego. Esta lámpara está fuera de producción.
Con esta lámpara el movimiento es muy limitado (el brazo se mueve solamente hacia arriba y hacia abajo) pero la técnica es agradable a la vista. A medida que el antebrazo se vuelve más horizontal el peso deja de estar equilibrado en ambos lados de la base. El peso de la base es necesario para evitar el desequilibrio.
Un tipo de lámpara como la Tizio funciona de la siguiente manera: un brazo de equilibrio (el antebrazo) tiene en un lado de un eje un pequeño contrapeso y en el otro lado un casquillo de lámpara. Estas partes son levantadas por un segundo brazo de equilibrio más grande (el brazo superior) que tiene en el otro lado de un segundo eje un contrapeso más pesado. La lámpara diseñada por Edouard-Wilfrid Buquet en 1927 funciona de esta manera. La lámpara está en la colección del Museo de Arte Moderno . Los dos ejes tienen un ángulo diferente, y esto tiene algunas ventajas.
Casquillo de la lámpara x antebrazo = Brazo x Peso pequeño (capucha de la lámpara + Peso pequeño) x parte superior del brazo = Brazo x Peso grande.
A continuación se muestran algunas formas menos comunes de equilibrar los brazos.
Este tipo de lámpara tiene un antebrazo equilibrado por peso o resortes. Su desventaja es que el brazo superior no puede apuntar hacia arriba o hacia adelante.
Esta lámpara funciona acoplando el brazo superior y el antebrazo. Se denomina codo bloqueado por gravedad o bloqueado por leva. [1]
Las farolas con brazo articulado de Schouwburgplein, en Róterdam, utilizan un par de cilindros hidráulicos para controlar el antebrazo y la parte superior del brazo.
Lámpara de brazo con cilindro neumático . La gravedad comprime el aire en el cilindro neumático.
Clasificaciones IPC: F21V21/26
Categoría de patente internacional: B23B31/171