Lámpara de brazo equilibrado

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:

• casquillo de la lámpara ,
• antebrazo ,
• parte superior del brazo ,
• soporte o cuerpo y
• base

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:

• portacopias para mecanógrafos,
• soportes de micrófono en estudios o
• Soportes para pantallas de ordenador.

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:

• Muelles helicoidales
  En algunos casos se utiliza un conjunto de dos muelles helicoidales que trabajan en paralelo a ambos lados del brazo pivotante.
  (Funcionan de la misma manera que un solo muelle).
• contrapeso (s)
  (método frecuentemente utilizado en ventanas de guillotina y tableros de dibujo ).
• Fricción entre partes del brazo de la lámpara,
• Acoplamiento o
• Brazos hidráulicos o neumáticos.

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 y rígido como antebrazo y un brazo equilibrado por resorte para sostenerla cerca del medio. De esa manera, se obtiene una lámpara flexible con un largo alcance.

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:

d ₁ = Casquillo de la lámpara a la base; m ₁ = peso del casquillo de la lámpara

d2 = contrapeso a la base; m2 _{= peso} del contrapeso

m1 × _d1 = _m2 × _d2​

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 (casquillo 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.

• Dos lámparas de escritorio con resorte de este tipo aparecen como personajes principales en el cortometraje de Pixar de 1986 Luxo Jr. También sirve como la letra I en el logotipo de Pixar que se presenta antes y al final de cada una de sus películas.
• Myster Shadow-Sky es el único compositor que, entre 1980 y 2007, interpretó la lámpara de brazo equilibrado como instrumento musical: la lámpara archisónica. En 1980 escribió la partitura "Ludus Musicae Temporarium" para orquesta de lámpara de brazo equilibrado. El estreno mundial lo interpretó Les Percussions de Strasbourg en el festival de música contemporánea Manca en Niza en 1988. Lanzó cinco álbumes con un instrumento musical de lámpara de brazo equilibrado de cuatro resortes (y más con otros instrumentos musicales). Están disponibles para descarga gratuita. ^[2] Se hace referencia a él en el libro "Les chercheurs de sons" (2004), como el creador único de una lámpara de brazo equilibrado como instrumento musical.

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Clasificaciones IPC: F21V21/26

Categoría de patente internacional: B23B31/171

• GB191104491 Un dispositivo mejorado para soportar o suspender lámparas eléctricas y similares (1911)
• Patente estadounidense 1.370.231 : brazo de armónica de 1921
• GB206435 Paralelogramo 1923 y contrapeso
• GB254972 1926 fricción
• GB285045 1929 2 contrapesos
• GB481198 1934 resorte y contrapeso
• FR757890 1934 CARWARDINE GEORGE
• FR784932 1935 CARWARDINE GEORGE
• GB470502 1937 fricción
• GB489547 1938 2 paralelogramos 2 resortes
• GB504791 1939 2 resortes de presión
• GB536342 19.. Lámpara de brazo asimétrico
• GB589994 1947 fricción y un resorte
• GB618344 1949
• GB629364 1949 resorte en el brazo
• GB713378 Brazo de fricción 1954

• Patente estadounidense 3003737A11961 1961
• GB1249774A 1971
• Patente estadounidense 5333103A1 1991
• EP0518569 1992
• EP1274545 2003 dispositivos de acoplamiento mecánico