传统古筝转调头的制作方法
【专利摘要】古筝转调头是一套机构总成整体部件，在制作传统古筝时，镶粘本转调头，可使传统古筝具有五音制十二种调式的快速机械转换功能。本实用新型是由二十一组转调凸轮控制的上下杠杆联动系统。转调头的微调机构设在上杠杆，它巧妙的实现：同一琴弦在定弦音和升半音的变位转调中，可精细调整升半音的高低，而不影响定弦音音准。本实用新型采用了肘杆增力原理、同档凸轮顺序升位和拉杆助力弹簧三项技术，大大降低转调扭矩，可正反向转换调式，因此适宜成人和儿童使用。本实用新型是以乐器厂通用的弦钉板为基准件，进行匹配设计，由机械行业精工制作为总成部件。因此，所有民族乐器工厂都可应用本实用新型，制作转调传统古筝，使古筝的应用拓宽了新空间。
【专利说明】
传统古筝转调头
技术领域
[0001]本发明涉及民族乐器古筝，具体是在制作古筝时，镶粘本转调头，可使传统古筝具有五音制十二种调式的快速转换功能。
【背景技术】
[0002]传统古筝是历史悠久的民族乐器，它音域宽、音色美、演奏技法完备，深受国人喜爱。但它存在两种不足，一是低音效果差，二是转调困难。
[0003]本案
【申请人】曾在2011年申报悬音型转调筝专利，设计了扁钟型、凸檐式独立音箱和筝框架的分体结构，大大提高音箱发声效率，可使古筝发出重低音(木音)。又设计了由凸轮控制的双杠杆联动转调机构，基本解决了古筝的两大难题。
[0004]很多传统古筝演奏者，仍然钟情于以琴弦音为主的沧桑音，不太喜欢音箱的重低音(木音)，但是，传统古筝的转调仍是未解难题。先前发明的转调机构，其微调机构设在琴头下面，不易操作，另外总体机构较复杂，制作难度大。本发明人总结经验，经过深入研究实验，成功设计了专门用于传统古筝的转调头，为传统古筝的使用开拓了新空间。
【发明内容】
[0005]本发明是依前一专利为基础，进行的创新发明。目标是:1、与传统古筝结构尺寸匹配，方便镶粘，结构优化。2、在琴头上部，设计精准可靠、方便操控的半音微调机构。3、降低转调操作扭矩，能双向转调，适应儿童操作。4、采用先进工艺技术，便于批量制作。
[0006]本发明的目标是通过以下技术方案实现的，本转调头以传统筝弦钉板为基准件，从上到下布置转调传动系统。琴头的右弦枕弧面设有二十一槽，槽内定轴悬挂着上杠杆。上杠杆的功能是，中间的弦枕轮固定弦位，右端张紧轮外摆张紧琴弦升半音，上杠杆左侧设有半音微调板。微调板右端定位插在上杠杆的扁方孔内，作为转动支点。板的中间孔悬挂着拉杆，拉杆下端连接着下杠杆。调整微调板左端的螺栓，可微调该板与上杠杆之间的相对夹角。
[0007]系统在定弦音位时，上杠杆左端在上位，右端下部压在右弦枕槽底面，是杠杆的下死点，本弦号凸轮亦处于定弦音位，升半音机构处于闲置待用状态，此时，可任意调整定弦首J确保定弓玄首首准。
[0008]本发明的转调箱设在弦钉板下部，与古筝演奏支撑架位置重合，这样不影响演奏者使用的下空间。转调箱内两端设有轴承，支承着六方主轴，六方轴的轴线与弦钉板下棱边平行。六方轴上安装着与筝弦相对应的21片凸轮，每片凸轮下部，布置有下杠杆。下杠杆靠导向架板双向定位，下杠杆中间的支承轮压在凸轮片上，右端的V型槽卡在导向架板槽孔的下棱边，以此作为下杠杆横向定位基准，也是本杠杆的摆动支点。为确保定位，右端设卡簧拉紧。下杠杆左侧通过拉杆与上杠杆连接。
[0009]每组拉杆的长度尺寸，是琴弦在定弦音位时确定的。此时，琴弦将上杠杆右端压在下死点，使左端摆到高位，拧松拉杆下部螺母，拧进微调板螺栓，将上杠杆的微调板调到最大张角，拉杆牵引下杠杆左端也处高位，此时下杠杆的中间支承轮正好压在凸轮的凹处定弦音位。在此状态下，适当拧紧拉杆的螺母，使支承轮与凸轮凹接触，即可测定拉杆长度值。
[0010]当转动凸轮到升半音位时，下杠杆支承轮被下压，左端连着拉杆牵引上杠杆左端下行，使右端张紧轮外摆，顶紧琴弦升音。上杠杆微调螺栓在琴面上，可直接用两手指在琴弦间隔空间扭转调音，亦可用专用工具调音。
[0011]本发明的凸轮与上下杠杆尺寸设计具有以下功能，即每根弦号的机构都具有大于半音的调音能力。在校准定弦音的基础上，转调升半音时，按校音器的指示，精细调整微调螺栓，可轻易的校准升半音。
[0012]传统古筝音域为四个八度加一根弦，每转一调(主轴转60度)，需有4至5根弦升半音，古筝每根弦张力很大，在几公斤至几十公斤范围内，本发明采用三种创新设计解决转调省力问题。1、上杠杆张紧轮的位置选择，采用了肘杆增力原理。在琴头筝弦的折线段处，用较小的横向顶力可产生很大的琴弦内张力。2、将同一档4至5根弦的凸轮，用顺序升位法，拉开间距，这样极大减小转调的瞬时扭矩。3、在拉杆下部设助力弹簧，用以平衡琴弦侧向压力的大部分，同时也减少了下杠杆对主轴径向压力。本弹簧力的选择条件是，确保上杠杆在定弦位时右端下死点无间隙。
[0013]本发明的调式排序是按以下原则确定的。古筝的21根琴弦，每根弦都是按十二平均音律，调定两种稳定状态，即定弦音与升半音，一根弦相当于钢琴的两个相邻键。一台筝选定六个调式后，按前一调式为后一调式的转调基础为原则，这样便于凸轮设计能优化排序。
[0014]本发明的十二种调式由两台筝分担，其中一台为常用调。这种设计，机构简单可靠，保护琴弦弹性，保证长久稳定使用。
[0015]本发明是用旋钮操作主轴转调，六档定位轮由弹簧压紧钢球或圆轮定位。主轴为六方断面，凸轮有激光切割的内六方孔，便于安装和定位。为方便使用，转调旋钮可正反双向转调。当回转时，因琴弦释放弹性作用力，使转动产生冲击，此时，助力弹簧起缓冲作用。
[0016]本发明经过样机实验，达到了设计目标，实现:结构与传统古筝匹配，微调定音方便可靠，双向转调省力，结构优化易制造。本发明定弦音和升半音都处于系统刚性稳定状态，所以保证了古筝转调的重复定音精度。本转调头是一个技术集成部件，它由机械工厂精工制造，使得一般民族乐器工厂，都能容易的在制作中镶粘使用，生产出各具外观特色的转调古筝。本发明解决了一般乐器厂无科技研发和精密机构零件制造能力的难题。本发明使传统古筝即保留现有传统音色，又能快速转换调式，使它与民族乐队能更方便的融合。
【附图说明】
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[0017]图1为转调机构横向剖视图
[0018]图2为转调头主视图
[0019]图3为上杠杆组装主视图
[0020]图4为上杠杆组装俯视图
[0021]图5为半音微调板主视图
[0022]图6为上杠杆滚轮剖视图
[0023]图7为下杠杆主视图
[0024]图8为凸轮片分类图
[0025]图9为六档定位轮视图
[0026]图10为六方主轴组装图
[0027]图11为传统筝镶转调头总成示意图
[0028]图12为五音制21弦音高表
[0029]图13为转调凸轮升程排序表
[0030]图中；I为弦钉板、2为转调箱体、3为导向架板、4为上杠杆、5为下杠杆、6为六方主轴、7为弦钉、8为拉杆、9为六档定位轮、10为琴弦、11为传统筝上音板、12为传统筝下音板、13为右弦枕罩、14为21槽右弦枕、15为弦枕轮、16为张紧轮、17为支承轮、18为凸轮片、19为助力弹簧、20为增强连接板、21为微调螺栓、22为半音微调板、23为距离套、24为轴承。
【具体实施方式】
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[0031]本发明以下结合附图做进一步描述:
[0032]如图1至11所示:本发明的转调头是一个可镶在传统古筝琴头内的整体部件，实现传统古筝的快速机械转调。
[0033]转调头是每弦一组的上下杠杆联动系统，共21组。该系统由上杠杆4、下杠杆5、安装凸轮18的六方主轴6、拉杆8组成。上杠杆4的转动支点为其中部的弦枕轮15，轮轴定位在右弦枕14的槽上部，杠杆右端下死点为弦枕槽底面。下杠杆5的V型槽卡在导向架板3槽孔的下棱边，由卡簧拉紧定位，中间的支承轮17压在凸轮18上，凸轮凹面为上止点，上下杠杆通过拉杆8连接。在定弦音位时，上杠杆右端压在下死点，凸轮在定弦音位凹面，下杠杆左端在上位。
[0034]转动凸轮18到升半音位时，上下杠杆左端同步下移，上杠杆4右端张紧轮16外摆，顶紧琴弦10，增加张力而升半音。
[0035]仅靠凸轮升音是不精准的，必须进行无级的微调。本发明为方便使用，将微调功能设在上杠杆4的左侧。上杠杆在定弦音位时，右端压在下死点，调定弦音时，升半音机构处于闲置待用状态。当凸轮18转到升半音位时，凸轮驱动下杠杆5下移，拉杆8的顶端压迫微调板22带动上杠杆左端下拉，右端张紧轮16撑紧琴弦升音，此时，在校音器指示下，细微调整微调螺拴，可微调上杠杆的张紧度，获得精准的升半音，以校音器绿亮为准。当恢复到定弦音位时，拉杆因微调板22的角度变化，会产生相对初始位置的下移，使支承轮17与凸轮18间产生微小间隙，此时，弹簧19将撑紧下杠杆，保持此状态的稳定。
[0036]本发明所采用的弦钉板是乐器厂的标准件，转调箱用白松板或复合板制作，主轴为冷拔六方不锈钢或轻质合金制造，导向架板用不锈板切割弯成。凸轮片可用金属或高强度塑料制造。加装磁性连接的塑料罩盖13后，更美观实用。
[0037]本机构与传统古筝的制作连接步骤是:1、将专用弦钉板与古筝前后主筋板榫扣粘接，形成整体框架。2、下音板在琴头处分两段与转调头增强板粘接，断开处用转调箱体临时定位活板顶替。上音板粘接工艺不变。3、按原工艺贴侧板，烘烤，精加工箱体。4、拆下活动板，粘接转调箱体;找出弦钉板上弧面中心点，依该点定位粘接右弦枕並粘合各贴面板及其他件。5，按样板划线钻拉杆孔与穿弦孔。6，上面漆与装穿管套。7，按图纸安装转调头零部件与琴弦，并进行初步调试。
[0038]传统古筝转调头的调音过程是:1、按图12所示，先确定甲乙两台筝的类型。两台古筝的两套凸轮片是相同的，但起始的定弦音调不同，因此，凸轮有两种排列安装次序，见图13。每档凸轮有三种不同升程次序，在每档4至5根琴弦选择凸轮安装时，可将较高音弦选成同类，低音弦独占一类，原因是高音弦细，转调省力，这样使瞬时扭矩均衡。2、当一台转调头按图12和图13分类安装完成后，主轴转到定弦音位，可进行音高的调整:I)首先按甲筝的A调或乙筝的bE调，用传统筝的弦钉调出定弦音调，音高如图12所示。依十二平均音律校音器绿灯亮为准。此时上杠杆右下端压在下死点。2)按图12由左向右的次序，调定下一转调。以甲筝为例，当校音器定为D调时，则1、6、11、16、21弦都要升半音，因为这五根弦音程皆为八度，频率都是倍增，所以校音器在这一调位可一次检测五根弦，绿灯亮为准。3)由于每根弦升音机构的升音能力都大于半音，所以，用螺栓调整微调板与上杠杆的相对夹角，都能调出精准的半音。4)按此方法调准所有调式，S卩21根弦都有准确的升半音状态。5)调准六种调式后，一般不再移动弦码位置，如果弦码移动位置较大，则影响定弦音和升半音音准。在使用过程中某根弦走调就像其他乐器一样是常有的，走调后，可先看弦码位置，再听定弦音，最后调准升半音，实际操作并不困难。
[0039]依照本机构的设计原理，可使现更多弦数的古筝转调(如25弦筝)。
【主权项】
1.一种古筝转调头、是一套机构总成部件，与传统古筝在琴头处匹配镶粘，制作成为快速机械转调古筝，本发明包括:每根筝弦均设有一组凸轮控制的上下杠杆联动系统，该系统包括:上杠杆、拉杆、下杠杆、六档定位凸轮主轴，上杠杆的转动支点是中间的弦枕轮，该轮支承在右弦枕槽内，右端是张紧轮，横向顶紧琴弦，在定弦音位时，上杠杆右底面压在弦枕槽下底面，是下死点，上杠杆左侧设有半音微调板，微调板右端定位插在上杠杆的扁方孔内，作为转动支点，板的中部孔内悬挂着联动拉杆，连接着下杠杆，调整微调板左端的螺栓，可微调该板与上杠杆之间的相对夹角，在升半音位，拉杆上端位置固定，此时调整螺拴可微调上杠杆摆角，改变升半音增量； 下杠杆定位在导向架板的两侧对应槽内，杠杆右端的V型槽支承在导向架板的右槽底棱边，中间支承轮压在凸轮上，下杠杆左端与拉杆连接，拉杆在转调箱内装有压缩助力弹簧，本转调头是用两台筝实现五声制十二种调式的转换，其中一台为常用六种调。2.根据权利要求1所述的古筝转调头，其特征在于:调准升半音的微调机构设在上杠杆。3.根据权利要求1所述的古筝转调头，其特征在于:同一档的多片凸轮，其升程面拉开间距，转调时顺序爬升到档位。
【文档编号】G10D3/00GK205645216SQ201620066929
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】鲁广文
【申请人】鲁广文