专利名称：：电钢琴的制作方法
技术领域：
：本实用新型是关于一种新的电钢琴的设计。钢琴是一种击弦乐器。图1为传统式钢琴振动发声系统示意图。其中1－弦锤，2－琴弦，3－弦马，4－音板。传统钢琴的发声机制是弦锤冲击琴弦，通过弦马把弦的振动传至音板，音板的振动再传至空气形成声波。几百年来，世界各国的钢琴设计师们，不断的对钢琴进行了改进与完善，归结起来最主要的有两点(1)提高音量。即增加音频功率输出。其主要方法是增大弦的直径和冲击弦的触发能量。(2)改善音质。主要方法是改善琴弦合金材料的成份和热处理工艺，改善音板材料和工艺。传统钢琴的已有技术，使其在音响效果及艺术表现力方面，无论是对专业艺术家还是对于一般家庭音乐活动，都已达到了很完美的程度。但在今后的进一步发展与应用中，还存在以下缺点(1)为增大音频功率而采取了加大琴弦直径的方法，其结果为承受弦列的巨大张力，必须采用过重的钢质弦架，这样必然引起成本的上涨和整琴包装运输的困难。(2)交错布局的弦列，在弦列侧有凸起的筋条的弦架，要求击弦机分段排列和弦锤的多方向定位；要求键子后部成辐射状弯曲，使得88个键子的几何形状无一相同。由于上述原因，使得必须用如山毛榉一类的名贵木材，而且在很大程度上必须用手工制作，难以用现代化自动生产以提高产量。日本YAMAHA公司新近推出的GP60－80型电钢琴，由于采用了电声技术，在音响效果方面取得了良好的效果。但在弦列方式、弦架结构、击弦机排列、键子形状等方面保持了与传统钢琴完相同的方法，所以在制造技术方面没有新的突破与重大的发展。本实用新型所论的电钢琴，其设计的目的是利用现代电子学方法和新的力学结构，对传统钢琴进行改革，使其在保持传统钢琴艺术效果和演奏技法的前提下，改善音质和更灵活的音量控制。采用新的结构方案，改善工艺条件，较大幅度的降低生产成本。图2为本实用新型所述电钢琴振动系统示意图。其中1－弦锤，2－琴弦，3－弦马，5－传感器，6－弦架，7－预应力调整螺杆。本实用新型的设计包含如下内容把琴弦振动的机械能转变为声频电压的弦马式传感器，它装在由轻型预应力弦架支承的弦列之下。冲击触发弦列的全均布式击弦机构，可以采用更为简便的工艺制作。具体详述如下(1)传感器及其安装方法传感器的功能是把琴弦的机械振动转换成声频电压信号，再经扩音放大后由扬声器发出乐音声响。图3为传感器结构图。其中8－上盖，9－压电陶瓷，10－下盖。传感器的原理是利用压电陶瓷作为换能器件。传感器与弦马一起安装于弦列之下。通过弦马把弦的张力转变为对压电陶瓷片的压力。每1个八度音程装1个传感器。在整个88个键子的音域内，每两个传感器相并联，由1个电位器控制。各电位器控制的音名范围见下表:(2)安装全平行弦列的可调整式预应力弦架结构。本方案采用比传统钢琴弦丝直径小1倍的弦列。则总张力约等于传统钢琴的四分之一。中、高音区每音两根弦，低音区每音1根弦。弦钉面采用厚度为5mm的钢板。弦架可以用钢木结构，也可以采用把弦钉板包含在内的轻型钢质结构。预应力螺杆装于弦架外侧，通过预应力螺杆的调整，可以减少弦架向弦列侧的弯曲变形，以保持音准的稳定性。(3)全均布式击弦机构。由于本方案的弦架，在弦列侧无凸起筋条，因而击弦机传动机构及弦锤的布局，采用全平行均等排列。全部机构各单元另件完全相同。传递弹奏冲力的键子尾部不象传统钢琴那样的辐射弯曲，故同名键子外形相同。本设计与传统全机械式钢琴相比，其优点如下(1)由于采用了四个电位器对传感器的输出进行控制，并可应用电子学方法进行音色处理，以在触感和力度控制完全保持传统钢琴特点的条件下，可以得到比传统钢琴更好的音响效果和艺术表现力。(2)由于不采用传统钢琴中的哄鸣音板，对于学习练功者可以用耳机收听练琴，外界仅传出很小的弦音，不会影响同室人员的学习和休息。用扬声器放音，音量可以自由控制，这对于现代城市密度很大的居民区，可避免传统钢琴巨大振荡声响造成的噪声污染和邻居争吵。本设计与已有的日本YAMAHA的CP60－80M系列电钢琴技术性能相比，其先进所在如下(1)采用国产系列化价格低的压电陶瓷制作传感器成本低，便于大批量生产。(2)击弦机构中的力传感部件、弦锤、键子的同名音键等结构相同。无论是采用已有的木质材料制作、还是引入注塑工艺，都有利于机械自动化生产。便于质量控制和降低成本。(3)击弦机和键盘采用注塑工艺制造。其成品克服了传统木制另件因干燥和潮湿地区变化而引起形变不能弹奏的缺点，同时也降低了用户的修理费用。(4)轻型预应力弦架，可以尽一步减轻整琴重量，便于产品包装、运输和家庭内的搬动。本实用新型所述电钢琴具体实现的最佳方法为(1)传感器用国产系列化产品压电陶瓷片组装。具体方法是在高中音区每传感器用6片，最低音区一组传感器用2片。传感器的盒体可以用有机玻璃制作，也可以注塑成形。(2)轻型预应力弦架用下述方法实现A.钢木混合结构，以木架为主体用角钢加固。B.用厚度为3mm钢板热压或冷冲成形。C.预应力调整螺杆用大于直径φ8的园钢沿整个弦架背面3至8处均布。(3)击弦机构(包括击弦机和键盘)如用已有木质制作技术，则因全等距的优点在工装设备方面可以大大简化和便于安装调整。也可以采用注塑工艺制作击弦机另件和键子。键子的模具在整个88个键的音域内同形键用一种模具即可，具体应用见下表<tablesid="table2"num="002"><tablealign="center">编号键名安装位置数量1黑键所有黑键362A0键A013B键B0至B7E1至E7154C键C1至C7F1至F714</table></tables>权利要求1.一种由装有传感器和弦架及击弦机构组成的电钢琴，其特征是利用压电材料组装成盒式结构并装于弦马与弦架之间的传感器。弦架采用轻型预应力结构。其击弦机构中的各单元均佈而不分段，全部弦列平行排列，键子尾部平直而无辐射弯曲。2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于以塑料作盒体，以压电材料作为换能器组装而成。传感器与弦马一起装于琴弦和弦架之间。3.如权利要求1所述的轻型预应力弦架，其特征是弦架可以采用钢木结构或轻型全钢结构，其预应力调整螺杆在弦架背面分段均布配置。专利摘要电钢琴是以弦锤冲击琴弦，通过传感器，把弦的机械振动转变为声频电压，再经扩音放大，由扬声器发出乐音声响。本实用新型的特点为，采用了低成本的压电陶瓷片组成高品质的传感器。在结构上采用了全平行弦列，轻便预应力弦架、均布而不分段的击弦机，后部无弯曲而同名键相同等新型设计。在材料、生产工艺等方面有明显优点。其实用性在触感、力度方面保持了传统钢琴特色的前提下，在音色、音量方面有更灵活的表现力。文档编号G10H3/18GK2030359SQ87215519公开日1989年1月4日申请日期1987年11月18日优先权日1987年11月18日发明者刘彦茂申请人:刘彦茂