一种可调式灯具制造技术

本发明专利技术公开了一种灯体便于移动和定位的灯具，其特征在于它具有一类似比例放大尺的臂架系统，它使得灯体能在更大的范围内方便地移动，可靠地停留在所需位置，可制成台灯、落地灯、手术用灯、摄影布光用灯、工矿用灯等，还可制成利用热射线为病人作理疗用灯等。可制成带驱动装置，能远距离操纵灯体运动的灯具。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种照明装置的支承，特别是涉及一种支承件能沿导件移动的照明装置。现有灯具的各灯种，都有一些可调式灯具，即是在灯的底座不动的情况下，灯体(专利申请人注本专利申请中，灯体是指灯、灯座、灯罩的组合体。)可在一定范围内活动的。这类灯具，有的是利用软梗，有的是利用一条灯臂或两条、两组灯臂绕支点在一个立面内摆动而达到使灯体移动的目的。例如已得到广泛应用的GC13-A拉簧型工作灯，(参见《电工手册》第三版，上海科学技术出版社出版、《电工手册》编写组编，11-14页)它有两组可绕支点转动的灯臂，从而使灯体获得较大范围的移动，但只能在一个立面内活动。它靠弹簧取得平衡，使灯体能停留在所需位置，然而效果并不好，容易失效。本专利技术的目的是提供一种灯体能在更大的范围内更灵活、方便地获得垂直升降、水平位移和绕立柱中心线旋转等全方位的运动，能准确、可靠地停留在所需位置的灯具，提供这种灯具可折叠或便于拆卸成两部分的形式，提供可自动远距离操作的灯具，及提供作理疗用灯。本专利技术是这样实现的它由灯体、灯臂架、臂架座、立柱和底座组成，以灯臂为参照物、灯体可在三维空间内转动。其特征在于灯臂架和臂架座。臂架座与立柱以回转副连接，有垂直导向件和水平导向件。灯臂架的结构类似比例放大尺，由四支臂杆组成，以简化后的机构图表示如图2灯臂BC与主臂AB铰接于B点，与副臂EF铰接于F点，小臂DE与主臂AB铰接于AB绞接于D，与副臂EF铰接于E、B、D、E、F构成平行四边形。铰接于A点的垂直滑件与臂架座的垂直导向件构成移动副，臂架座上设有固定垂直滑件的定位装置；与副臂、小臂共铰于E点的水平滑件和臂架座的水平导向件构成另一移动副，灯体的重心在灯臂BC的C点铅垂线上(C点可超出灯臂实长，在它的延长线上)各臂的长度有如下关系设BC的长度为L,BF与DE均为l,AB为H,AD为h,EF为H-h，则L∶l=H∶h，并设有平衡灯臂架重量的平衡装置。把臂架座分为上座和下座两部分，垂直导向件和水平导向件设置在上座，与立柱结合的回转副设置在下座。以上座和下座为分界，可使整个灯具便于拆卸成两部分或成为可折叠的形式。以本专利技术的基本形式为基础，在其各个运动副上设置驱动装置，可以实现远距离自动操作。当使用不是用于照明而是作理疗用的灯，本专利技术还可制成理疗用灯具。本专利技术与现有技术相比，灯体可在更大范围内随意移动，并能保持稳定状态，具有“随遇平衡”的特点。以下说明它的工作原理。假设灯臂架的各臂杆均无自重，各臂杆均为绝对刚体，爱力后无变形；各杆件的尺寸无制造误差，装配时也无装配误差，各运动副无摩擦。各臂杆均以代表其几何轴线的直杆代替，将其摆成任意位置，简化机构图如图2所示。设主臂AB与水平线成β角，灯体的重力线与灯臂BC成α角。作辅助线过B作垂线BQ，过D作垂线DV，过A作水平线AP，交BQ于P，交DV于W，过C作水平线交BQ于Q。如图3所示。首先选整体为研究对象，并解除约束，可知灯体重力G为主动力，垂直滑件被定位装置固定后，A点处属固定铰链，E点处属光滑接触面约束。根据约束性质确定力的作用线(见图3),NE、FAx.FAy为约束反力。显然这是一组平面力系。平面力系的平衡的充分与必要条件是力系的主向量和对任选点的主矩分别等于零。用解析式表示就是 欲使杆架系统保持平衡，则必须满足这三个独立的方程。由∑Fx=0得FAx=0由∑mA(F)=0得G(CQ+PA)-NE(EV+WA)=0NE=CQ+PAEV+WA·G]]>其中CQ=LsinαPA=HcosβEV=lsinαWA=hcosβ得NE=Lsinα+Hcosβlsinα+hcosβ·G----(1)]]>其次，考虑水平滑件(E点)的平衡，画出其分离体图(图4)，这是一组三力共点力系，SE.TE分别为小臂DE，副臂EF对滑件的反力，NE则是导向件对滑件E的支反力。考虑滑件E平衡，则作用其上的力系必平衡，而由这三个力所作成的力三角形必然自行封闭(见图5)。根据正弦定理，可知力三角形的边角关系为 将式(1)代入上式得TE=sinα[Lsinα+Hcosβ]cos(α-β)(lsinα+hcosβ)·G---(2)]]>再考虑灯臂BC的平衡。其分离体图如图6所示。其中NBX.NBY为主臂AB对灯臂BC的反力，TF为副臂EF对灯臂BC的反力，G为灯体的重力。各力作用线相对受力杆的角度关系如图6所示。由∑mB(F)=0GsinαL-TFlsin=0得TF=Lsinαlcos(α-β)·G---(3)]]>最后考虑副臂EF的平衡。其分离体图如图7所示。可知此杆为二力杆，作用其上的力T’F为灯臂BC通过绞链对副臂EF的反力，T’E为滑件E对副臂EF的反力。此二力必是等值，共线，反向，因此得T’F=T’E。根据力的作用与反作用的关系可知T’F=TF,T’E=TE，故有TE=TF。将前面得式(2).(3)代入上式得sinα(Lsinα+Hcosβ)cos(α-β)(lsinα+hcosβ)·G=Lsinαlcos(α-β)·G]]>Lsinα+Hcosβlsinα+hcosβ=Ll]]>l(Lsinα+Hcosβ)=L(lsinα+hcosβ)整理得Hl=Lh即H∶h=L∶l由此证明本专利技术臂架系统具备平衡的必要和充分条件，从推证的结果可见，平衡条件式中，既不包含灯体的重量G，也不包含杆架系统所处状态有关的变量α及β，仅与杆件长度尺寸H、h、L、l有关。也就是说，只要杆件长度比满足等式H∶h=L∶l，无论灯体的重量多少或杆架系统摆到何种状态，杆架系统均能保持平衡状态。即是说灯臂架可在它的工作范围内随意移动而保持平衡，具有“随遇平衡”的特性。上面的推导是在假定杆件无自重的条件下进行的，实际上杆件系统的自重是不能忽略的。杆件系统的自重量是破坏平衡的因素。下面分析杆架系统自重对平衡的影响及消除其影响的措施。根据力的分解的法则，一根刚性杆的杆重，可以看成质量集中在两端的两个重块，AB杆的重量W1，可以分解为集中在A点的重量WA1和集中在B点的WB1(如图8)，同样BC杆的重量W2可以分解为在B点的WB2和在C点的WC2,DE杆的重量W3可以分解为在D点的WD3和在E点的WE3,WD3又可以分解为集中在A点的WA3和在B点的WB3，同样E F杆的重量可分解为WB4.WC4和WE4。这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调式灯具，由灯体（１）、灯臂架（２）、臂架座（３）、立柱（４）和底座（５）组成，以灯臂（２１）为参照物，灯体（１）可在三维空间内转动，臂架座（３）与立柱（４）以回转副（３３）相结合，其特征在于：灯臂架（２）由灯臂ＢＣ（２１）、主臂ＡＢ（２２）、小臂ＤＥ（２３）、副臂ＥＦ（２４）及垂直滑件（２５）、水平滑件（２６）组成；臂架座有垂直导向件、水平导向件和回转副（３３）；灯臂架的结构灯臂ＢＣ（２１）与主臂ＡＢ（２２）铰接于Ｂ，与副臂ＥＦ（２４）铰接于Ｆ，小臂ＤＥ（２３）与 主臂ＡＢ（２２）铰接于Ｄ，与副臂ＥＦ（２４）铰接于Ｅ，Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ构成一平行四边形，垂直滑件（２５）与主臂ＡＢ（２２）铰接于Ａ，与臂架座（３）的垂直导向件组成移动副；水平滑件（２６）与小臂ＤＥ（２３）、副臂ＥＦ（２４）共铰于Ｅ，与臂架座（３）的水平导向件组成移动副；灯臂架各臂的长度有如下关系：设ＢＣ的长度为Ｌ，ＢＦ与ＤＥ均为ｌ，ＡＢ为Ｈ，ＡＤ为ｈ，ＥＦ为Ｈ－ｈ，则：Ｌ∶ｌ＝Ｈ∶ｈ；灯体（１）的重心在Ｃ点铅垂线上，Ｃ点可在灯臂ＢＣ（２１）的外延线上；设有平衡灯臂架自重的装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林锦恒，
申请(专利权)人：林锦恒，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]