مصباح ذو ذراع متوازن

المصباح ذو الذراع المتوازن ، والذي يُطلق عليه أحيانًا اسم المصباح ذو الذراع العائم ، هو مصباح ذو ذراع قابل للطي قابل للتعديل ومُصمم بحيث يتم دائمًا مواجهة القوة الناتجة عن الجاذبية بواسطة النوابض، بغض النظر عن موضع أذرع المصباح. تستخدم العديد من ماركات المصابيح (مثل Anglepoise ، صاحبة المفهوم، و Luxo L-1)، بالإضافة إلى أجهزة أخرى، هذا المبدأ.

تستخدم هذه المقالة المصطلحات التالية:

• غطاء المصباح
• الساعد​
• الجزء العلوي من الذراع
• حامل أو جسم و
• قاعدة

للأجزاء الخمسة الأساسية لهذه المصابيح.

يحتوي المصباح ذو الذراع المتوازن على قاعدة ، وحامل أو جسم ، (في معظم الحالات)، وذراعين متصلتين ( في العديد من الحالات مزودتين بنوابض)، ورأس مصباح .

يمكن تحريك المصباح إلى أي وضع تقريبًا، وسيحافظ جهاز الموازنة على الوضع حتى يتم تحريكه مرة أخرى.

يمكن استخدام نفس الآلية الشاملة في أجهزة أخرى ذات متطلبات مماثلة، مثل:

• حاملات النسخ للآلات الكاتبة،
• حاملات الميكروفون في الاستوديوهات أو
• حاملات شاشات الكمبيوتر.

بالنسبة للفيزياء والنظرية وراء مصابيح الذراع المتوازنة، انظر الميكانيكا الكلاسيكية ، والارتباط وعزم الدوران .

هناك طرق مختلفة لموازنة الأذرع وغطاء المصباح:

• نوابض لولبية
  في بعض الحالات يتم استخدام مجموعة من نوابض لولبية تعمل بالتوازي على جانبي الذراع المحورية.
  (تعمل بنفس طريقة الزنبرك الواحد .)
• ثقل موازن
  (طريقة تستخدم بشكل متكرر في النوافذ المنزلقة ولوحات الرسم ).
• الاحتكاك بين أجزاء ذراع المصباح،
• اقتران أو
• أذرع هيدروليكية أو هوائية.

هناك العديد من الاختلافات في البناء باستخدام النوابض . يمكن وضع النوابض على المعادل الميكانيكي للساعد أو الذراع العلوي، أو كليهما، وكذلك أقرب إلى القاعدة. تستخدم بعض المصابيح نوابض شد، وتستخدم مصابيح أخرى نوابض ضغط. تُظهر الصورة المجاورة (من اليسار إلى اليمين) زنبرك ضغط في وضع السكون، ثم تحت الحمل، يليه زنبرك شد في وضع السكون، ثم تحت الحمل. تتمتع النوابض بسعة رفع وطول امتداد محدودين. يمكن لبعض النوابض أن تتردد، مما ينتج عنه ضوضاء غير مرغوب فيها منخفضة المستوى.

يحتوي هذا المصباح على أنبوب مرن صلب كساعد، وذراع متوازنة بنابض لدعمه بالقرب من المنتصف. وبهذه الطريقة يكون المصباح مرنًا وذو مدى طويل.

إن العجلة التي تتحكم في الساعد أصغر من العجلة التي تتحكم في الجزء العلوي من الذراع. ويدور غطاء المصباح في نفس اتجاه الجزء العلوي من الذراع والساعد.

باستخدام هذه التقنية، يكون لنابض الشد وظيفة مزدوجة: فهو يتحكم في كل من الساعد والذراع العلوي. وهذا ليس نظام مصباح الذراع الشائع. يدور غطاء المصباح في نفس اتجاه الذراع العلوي والساعد.

تتحكم مجموعة زنبركات شد واحدة في الساعد، وهو متوازي أضلاع به قضيبان. وتتحكم مجموعة زنبركات أقوى في الذراع العلوي، الذي يحتوي على ثلاثة قضبان متوازية (انظر الصورة على اليسار). (يوجد هيكل أقل استقرارًا به قضيبان متوازيان في الذراع العلوي وهو أقل تكلفة في التصنيع.) ونظرًا للربط الموازي للمصباح ، يظل غطاء المصباح يشير في نفس الاتجاه الرأسي عند ضبط ارتفاع المصباح. وكما هو الحال مع معظم المصابيح ذات الذراع المتوازنة، يمكن أن تدور المجموعة بأكملها في المستوى الأفقي، ويتم تثبيتها على قاعدة ثابتة.

يحتوي مصباح مثل مصباح Anglepoise على متوازي أضلاع واحد ونابضين للتمديد. يتحكم أحد النابضين في أقصر ذراع في متوازي الأضلاع. يوجد الساعد بالتوازي مع هذا الذراع الأقصر. وللحفاظ على توازي هذين الذراعين، يوجد ذراعان متوازيان آخران (ذراع علوي) يتم التحكم فيهما بواسطة نابض تمديد ثانٍ. يدور غطاء المصباح في نفس اتجاه الذراع العلوي والساعد.

يتكون ساعد هذا المصباح من شريط واحد. عند تعديله، تتغير زاوية غطاء المصباح مع الذراع.

لا يحتوي مصباح مثل مصباح مكتب تولوميو على متوازي أضلاع في أي من الذراعين. في هذا المصباح الحديث، تكون نوابض الشد مخفية في الذراعين. يدور غطاء المصباح في نفس اتجاه الذراع العلوي والساعد.

تظل الذراعان القصيرتان (الخضراء) متوازيتين. يضع زنبرك واحد قوة سحب على الذراع الأزرق. (إذا تم إمالة الذراع الأزرق للخلف، يحصل الزنبرك الثاني على هذا الذراع على قوة دفع.) يتحكم الذراع الأزرق في الذراعين المتوازيين (الحمراء) اللذين يشكلان الذراع العلوي. يضع الزنبرك الآخر قوة سحب على الذراع الأزرق الآخر. يتحكم هذا الذراع في الساعد (الأرجواني). يمكن أن يكون الزنبركان بنفس الحجم؛ يجب أن يرفع أحد الزنبركين وزنًا أكبر ولكنه أكثر عمودية. يرفع الزنبرك الآخر وزنًا أقل ولكنه أكثر أفقية.

يتحكم زنبرك ضغط واحد في ذراع قصيرة جدًا (رمادية اللون). يربط كبل سلسلة الأسطوانة هذه الذراع بالتوازي مع الساعد (أصفر اللون). يتحكم الزنبرك الأطول في الذراع (أزرق اللون). يمكن للجسم (أحمر اللون) الدوران في المستوى الأفقي. يتصل الجسم بقدم ثابتة. يمكن أن يكون الجسم أصغر حجمًا لأن زنبركات الضغط يمكن أن تبرز أسفل الجسم.

في هذه الطريقة، يتحكم زنبرك ضغط واحد فقط في ذراع البانتوجراف .

في هذا البناء (الذي يوجد عادة في المصابيح الإيطالية) تتسبب الجاذبية في تشوه متوازي الأضلاع بحيث تصبح الفجوة بين الذراعين الطويلتين أصغر. وهذا بدوره يزيد الضغط على المطاط في الفجوة، والاحتكاك الناتج يحافظ على الذراع في مكانه.

الاحتكاك بين الذراع الملتوية يتحكم في الحركة بين الذراعين .

يعمل نظام الذراع هذا أيضًا مع الاحتكاك.

من مزايا ذراع الموازنة المتأرجحة الواحدة هو أن المصباح يمكن أن يكون له طول ذراع أطول.

من بين العيوب أن المصباح أقل توازناً بطبيعته، وبالتالي يحتاج إلى حامل ثقيل ليظل مستقراً.

يستخدم هذا البناء سلسلة للحفاظ على الذراع التي تحمل ثقل الموازنة والساعد متوازيين. يتحرك غطاء المصباح وثقل الموازنة في اتجاهين متعاكسين (كلاهما بعيدًا عن القاعدة أو كلاهما باتجاهها). يتم توضيح التوازن المطلوب بالصيغة التالية:

د ₁ = من غطاء المصباح إلى القاعدة؛ م ₁ = وزن غطاء المصباح

د ₂ = ثقل موازن للقاعدة؛ م ₂ = وزن ثقل موازن

م ₁ × د ₁ = م ₂ × د ₂

يحتوي هذا المصباح على قاعدة ثقيلة، مع هيكل متوازي الأضلاع يتكون من قضبان متصلة ببعضها البعض بمفصلات. يمتد قضيب طويل إلى ما بعد الهيكل المتوازي الأضلاع وله ثقل موازن . يمتد قضيب قصير أيضًا إلى ما بعد الهيكل المتوازي الأضلاع ويحمل غطاء المصباح. تحتوي القاعدة على حامل على شكل قوس حتى لا يصطدم الثقل الموازن بالحامل في وضع رأسي.

هذا المصباح مشابه للمصباح أعلاه، ولكن نظرًا لأن ثقل الموازنة يقع في موضع منخفض، فإن المصباح لا يحتاج إلى قدم ثقيلة لتحقيق الاستقرار حيث أن مركز الثقل منخفض. لا يتأرجح ثقل الموازنة، بل ينزلق ويدور بأمان حول مركز الحامل.

يتميز حامل المصباح هذا بتصميم معقد مع فتحات ضيقة متناسقة. هذا المصباح خارج الإنتاج.

مع هذا المصباح تكون الحركة محدودة للغاية (تتحرك الذراع لأعلى ولأسفل فقط) ولكن التقنية لطيفة المظهر. مع تزايد وضع الساعد أفقيًا، يتوقف الوزن عن التوازن على جانبي القاعدة. يلزم وزن القاعدة لتجنب الإفراط في التوازن.

يعمل نوع المصباح مثل Tizio على النحو التالي. يحتوي ذراع الموازنة (الساعد) على جانب واحد من المحور على ثقل موازن صغير وعلى الجانب الآخر غطاء مصباح. يتم رفع هذه الأجزاء بواسطة ذراع موازنة ثانية أكبر (الذراع العلوي) تحتوي على ثقل موازن أثقل على الجانب الآخر من المحور الثاني. يعمل المصباح الذي صممه إدوارد ويلفريد بوكيه في عام 1927 بهذه الطريقة. المصباح موجود في مجموعة متحف الفن الحديث . المحوران لهما زاوية مختلفة، وهذا له بعض المزايا.

غطاء المصباح × الذراع الأمامي = الذراع × وزن صغير (غطاء المصباح + وزن صغير) × الذراع العلوي = الذراع × وزن كبير.

وفيما يلي بعض الطرق الأقل شيوعًا لموازنة الذراعين.

هذا النوع من المصابيح له ساعد متوازن بالوزن أو النوابض. ومن عيوبه أن الجزء العلوي من الذراع لا يمكن أن يشير إلى الأعلى أو إلى الأمام.

يعمل هذا المصباح عن طريق ربط الجزء العلوي من الذراع والساعد معًا. ويُطلق عليه اسم "المرفق المقفل بالجاذبية" أو "المرفق المقفل بالكاميرا". ^[1]

تستخدم مصابيح الشوارع ذات الذراع المحوري في ساحة Schouwburgplein في روتردام زوجًا من الأسطوانات الهيدروليكية للتحكم في الساعد والذراع العلوي.

مصباح ذراع مزود بأسطوانة هوائية . تعمل الجاذبية على ضغط الهواء في الأسطوانة الهوائية.

• مصباحان مكتبيان متوازنان بنابض من هذا النوع يظهران كشخصيتين رئيسيتين في الفيلم القصير Luxo Jr. من إنتاج شركة بيكسار عام 1986. كما يعملان كحرف I في شعار بيكسار المقدم قبل وفي نهاية كل فيلم من أفلامهم.
• Myster Shadow-Sky هو الملحن الوحيد الذي قام من عام 1980 إلى عام 2007 بأداء مصباح الذراع المتوازن كأداة موسيقية: المصباح الأركسوني. في عام 1980 كتب مقطوعة "Ludus Musicae Temporarium" لأوركسترا مصباح الذراع المتوازن. تم تقديم العرض الأول عالميًا بواسطة Les Percussions de Strasbourg في مهرجان مانكا للموسيقى المعاصرة في نيس عام 1988. أصدر خمسة ألبومات بآلة موسيقية بمصباح ذراع متوازن بأربعة زنبركات (والمزيد بآلات موسيقية أخرى). وهي متاحة للتنزيل مجانًا. ^[2] تمت الإشارة إليها في كتاب "Les chercheurs de son" (2004)، باعتباره المبدع الفريد لمصباح الذراع المتوازن كأداة موسيقية.

التصنيفات IPC: F21V21/26

فئة براءة الاختراع الدولية: B23B31/171

• GB191104491 جهاز محسن لدعم أو تعليق المصابيح الكهربائية وما شابه ذلك (1911)
• براءة اختراع أمريكية رقم 1,370,231 - ذراع الهارمونيكا لعام 1921
• GB206435 1923 متوازي أضلاع وثقل موازن
• GB254972 1926 احتكاك
• GB285045 1929 2 ثقل موازن
• GB481198 1934 زنبرك ووزن موازن
• FR757890 1934 كارواردين جورج
• FR784932 1935 كارواردين جورج
• GB470502 1937 احتكاك
• GB489547 1938 2 متوازي أضلاع 2 زنبركات
• GB504791 1939 2 نوابض ضغط
• GB536342 19.. مصباح ذراع متماثل
• GB589994 1947 احتكاك ونابض
• جي بي 618344 1949
• GB629364 1949 زنبرك في الذراع
• GB713378 ذراع الاحتكاك 1954

• براءة اختراع أمريكية رقم 3003737A11961 لعام 1961
• جي بي 1249774أ 1971
• براءة اختراع أمريكية رقم 5333103A1 لعام 1991
• EP0518569 1992
• EP1274545 2003 أجهزة الربط الميكانيكية