弦槌及其加工方法与应用、及带有第四踏板的钢琴

弦槌及其加工方法与应用、及带有第四踏板的钢琴
1.技术领域：本发明属于演奏乐器技术领域，具体涉及弦槌及其加工方法与应用、及带有第四踏板的钢琴。
2.

背景技术：
钢琴是由意大利人巴托罗密欧
·
克里斯多佛利（bartolomeo christofori）于1709年发明的，是西洋古典音乐中的一种键盘乐器，素有“乐器之王”的美称，现代钢琴从外形上主要分成立式钢琴和三角钢琴。
3.三角钢琴是钢琴最原始的形态，也称三角平台式钢琴，一般都用于音乐会的演奏，是一件笨重的庞然大物，其外壳长度从1.3m到5m不等，具有较高的声学品质和演奏性能，三角钢琴音量大，音质纯厚丰满，造型美观有气魄，一般用于学校、演奏厅、剧场、大剧院等专业场合。为了解决占地的问题，立式钢琴被发明出来。立式钢琴采用了一种琴弦交错安装的设计方案，解决了空间上的要求和音色音量的平衡问题。三角钢琴是平躺着击键，它在速度与稳定性上优于立式钢琴，为了使演奏者在演奏时能够根据需要来改变钢琴的音色和音量，钢琴设有踏板系统，踏板系统通常由三个踏板组成，但是三角钢琴与立式钢琴的踏板系统并不完全相同。三角钢琴的三个踏板从演奏者的视角来看分别是：左侧踏板为弱音踏板，踩下去时，琴键和弦槌会整体向右移动，这样弦槌敲击的琴弦就不是三根弦而是两根弦，从而实现弱音的目的；中间踏板是一个特殊的选择性延音踏板，在弹奏时，如果只需要延长某一个音，不需要踏板延长其他音时，就需要用到选择性延音踏板，在弹奏印象派作品中常涉及到；右侧踏板又称延音踏板，踩下去时，整架琴的制音器全部远离琴弦，使未受弦槌激发的琴弦产生共鸣，从而在增强了音量的同时，也大大地丰富了音色。
4.钢琴良好的音质1/4归因于弦槌，弦槌对钢琴的音色起着极为重要的作用。没有好的弦槌，再好的钢琴也会“前功尽弃”；反之，一副好的弦槌可以使钢琴的音色大大改善。可以说钢琴上好的共振系统，最后是靠弦槌来实现的。在一般情况下，为了改变音色，人们通常会对弦槌槌头上的槌毡进行加热，使槌毡加热后收缩，从而改变槌毡局部的弹性，进而实现改变击弦历时的音色，但是由于钢琴的音色在出厂时已定型，这种改变只能在原有基层上进行一次，而且这种改变是有限的，即只能在有限的范围内改变钢琴的音色。目前还没有一种钢琴，在保留原现有音色功能的基层上，使乐曲呈现不同的新的音色，以丰富钢琴的表现力。
5.

技术实现要素：
本发明为克服现有钢琴音色固定无法改变的缺陷，提供了弦槌及其加工方法与应用、及带有第四踏板的钢琴，通过改变弦槌的结构来增加钢琴的音色，进而提升钢琴音色的表现力。
6.本发明采用的技术方案在于：一种弦槌，包括：槌木楦和设置在槌木楦一端用来敲击琴弦的槌击材料，所述槌击材料由不同硬度的槌击材料一和槌击材料二组成，所述槌击材料一与槌击材料二为交替设置，所述槌击材料二选用硬度大于或小于槌击材料一的材料。
7.优选地，所述槌击材料一选用羊毛毡材质。
8.一种弦槌的加工方法，弦槌由槌木楦和槌击材料组成，槌击材料设置在槌木楦的敲击面，包括以下步骤：步骤1：槌击材料包括交替设置的槌击材料一和槌击材料二，每相邻的槌击材料一和槌击材料二通过胶粘方式实现彼此间的固连；步骤2：将固定成一个整体的槌击材料一和槌击材料二通过胶粘方式固定在槌木楦的敲击面一侧。
9.优选地，还包括步骤3：在槌木楦上还加工有用来安装弦槌柄的定位安装孔，所述定位安装孔为至少两个。
10.一种弦槌在击弦机中的应用，所述击弦机用来连接弦槌和琴键，弦槌通过弦槌柄安装在击弦机的一侧，琴键安装在击弦机的另一侧，所述弦槌上的槌击材料二敲击琴弦时，能发出不同于槌击材料一振频的音色。
11.优选地，在槌木楦上设有不同的定位安装孔，弦槌柄根据定位安装孔的位置不同，使弦槌上的不同槌击材料敲击琴弦。
12.一种带有第四踏板的钢琴，包括：击弦机、弦槌、琴键、琴弦、踏板系统和传动连杆组件，所述击弦机，用来连接弦槌和琴键，通过琴键顶起击弦机，带动弦槌敲击琴弦；所述琴弦，设置在对应弦槌的上方，且每个弦槌对应一组同音弦组；所述踏板系统，包括弱音踏板、选择性延音踏板和延音踏板，弱音踏板与传动连杆组件连接；所述击弦机使用上述击弦机，所述踏板系统还包括第四踏板，所述第四踏板为变音踏板，所述变音踏板与传动连杆组件连接，用来驱动弦槌位移，当按压琴键时，弦槌上的槌击材料二敲击琴弦，并产生不同于槌击材料一振频的音色。
13.优选地，当变音踏板处于激发状态时，弦槌敲击琴弦的数量与对应同音弦组中琴弦的数量相同。
14.优选地，所述传动连杆组件包括踏板顶杆、轴架和摆杆，所述轴架安装在钢琴壳体上，所述摆杆水平铰接在轴架上，弱音踏板和变音踏板分别通过踏板顶杆铰接在摆杆的两侧，通过控制摆杆的左右摆动，实现弦槌敲击琴弦的弱音或变音效果。
15.优选地，所述交替设置的槌击材料一与槌击材料二均为三层。
16.本发明的有益效果是：1、本发明改变现有弦槌上槌击材料的结构，在现有单一槌击材料一的基础上增加了另一种材质，即槌击材料二，演奏时交替设置的两种材料，即可以保持原有音色，又可以增加新的音色。
17.2、本发明中的槌击材料一和槌击材料二交替固定，由于选用的槌击材料二不属于纤维类材料，因此槌击材料一利用槌击材料二材料本身所具有的容易粘贴固定的特性，有效地提高了槌击材料一在槌木楦上的稳定性，避免纤维类材料在粘贴时稳定性差的弊端，同时也可免除槌钉的使用。
18.3、本发明中弦槌的槌击材料二可根据需求进行选择，利用不同硬度材料产生振动频率不同的特性，使击弦机敲击琴弦时增加钢琴的音色，在最大范围内增加钢琴的音色表现力。
19.4、本发明尽可能保留原有三角钢琴演奏习惯的基础上，通过增加第四踏板，即变音踏板，使弦槌在击打琴弦时，利用弦槌上的槌击材料二与琴弦敲击，产生不同于现有槌毡的振动频率，使全音域内的音色、音量整体发出或铿锵有力或婉转悠扬的音色，且该音色均衡不会出现单音过强或过弱的现象，从而形成独特的、有别现有钢琴风格的音色。
20.附图说明：图1为本发明的结构示意图；图2为图1的内部结构示意图；图3a为图2中a1处放大图、图3b为图2中a2处放大图、图3c为图2中a3处放大图；图4为弦槌的结构示意图；图5为是槌击材料二的另一个实施例；图6为踏板系统与传动连杆组件的连接关系图；图7为弱音踏板、变音踏板与传动连杆组件间的连接示意图；图8为图7中b处放大图；图9为传动连杆组件的结构示意图；图10为轴架的主视图；图11为图9的侧视图；图12为摆杆的结构示意图；图13为弱音踏板工作时传动连杆组件的状态图；图14为变音踏板工作时传动连杆组件的状态图；其中：1击弦机、2弦槌、201槌击材料一、202槌击材料二、203槌木楦、204定位安装孔、205底座、206弦槌柄、3琴键、4琴弦、5踏板系统、501弱音踏板、502变音踏板、503选择性延音踏板、504延音踏板、6音板、7键盘架、8键侧木、9传动连杆组件、901踏板顶杆、902轴架、9021顶部通孔、9022底部通槽、903摆杆、9031横杆、9032竖杆、9033摆杆球、904销轴、905压缩弹簧、906顶杆套筒。
21.具体实施方式：如图1所示，本发明设计改造的三角钢琴在演奏时，即可以保持原有音色，又可以增加新的音色，其包括击弦机1、弦槌2、琴键3、琴弦4、踏板系统5、音板6、键盘架7、键侧木8和传动连杆组件9。
22.如图2至图3b所示，三角钢琴设有88个琴键3，每个琴键3对应一组击弦机1和弦槌2，击弦机1用来将对应的琴键3和弦槌2连接起来，击弦机1通过演奏者按压琴键3将手指力度传导给弦槌2，利用弦槌2敲击琴弦4产生振动。本实施例中的击弦机1的结构与现有击弦机结构相同，并没有做结构上的改变。所述琴弦4安装在音板6上，由于每个琴键3对应着一个音，因此在每个弦槌2的上方对应设有发出相同音高的同音弦组。而处于中高音域内的每个弦槌2，其上方的同音弦组由并列设置的三根琴弦4组成。
23.如图4所示，本实施例中所述的弦槌2相较于现有弦槌2在结构上有所改进，由于弦槌2的质量、弹性对琴弦4的音色有很大的影响，现有弦槌2包括槌毡、槌芯毡、槌钉和槌木楦，而本实施例中所述弦槌2包括槌击材料一201、槌击材料二202和槌木楦203。槌击材料一201的硬度与现有槌毡的硬度和选材完全相同，即槌击材料一201选用羊毛毡材料。所述槌击材料二202为硬度大于或小于槌击材料一201的非纤维类材料，槌击材料一201与槌击材
料二202交替设置，槌击材料一201与槌击材料二202的接处面为粘贴面206，通过粘贴面206实现彼此的固定连接，并形成三明治式结构，优选地设计为槌击材料一201与槌击材料二202分别各有三层。由于槌击材料二202采用了非纤维类材料，使槌击材料二202在与槌木楦203进行胶粘固定时，稳定性更好，进而使固定在槌击材料二202上的槌击材料一201相较于原有纤维类材料（例如羊毛毡）来说，在槌木楦203上的稳定性有所提高，而且不再必须通过槌钉来辅助定型。
24.由于不同的材质，敲击后物体会产生不同的振动频率，不同的振动会发出不同的声音，演奏者可根据需要选择材料，例如槌击材料二202可选用硬质塑料等硬度大于槌击材料一201的材料，在演奏时可发出清脆的声音；槌击材料二202还可选用硅胶等硬度小于槌击材料一201的材料，在演奏时可发出柔和的声音。
25.作为优选设计，如图5所示，为了增大槌击材料二202与槌木楦203的接触面积，并列间隔设置的多个槌击材料二202固定在同材质的底座205上，且槌击材料二202与底座205为一体结构，使整体呈梳齿状，槌击材料一201与槌击材料二202固定方式和布置方式保持不变。
26.一种弦槌的加工方法，包括以下步骤：步骤1：槌击材料包括交替设置的槌击材料一201和槌击材料二202，相邻的槌击材料一201与槌击材料二202间通过胶粘的方式，利用粘接面206实现彼此间的固连，也可以采用能使两者固定的其他方式，固定方式并不局限于粘贴。
27.步骤2：当槌击材料一201与槌击材料二202固定成一个整体时，槌击材料二202再通过粘贴的方式固定在槌木楦203的敲击面一侧。由于槌击材料二202具有比纤维材料更好的粘接性能，因此提高了粘贴时槌击材料一在槌木楦203上的稳定性，改变了现有羊毛毡在与槌木楦203粘贴时必须通过槌钉进行定型的现状，实现了槌击材料在槌木楦203上的无钉固定方式。
28.作为优选设计，步骤2中并不排除槌钉的使用，在本实施例的基础上也可以继续使用槌钉。
29.作为优选设计，还包括步骤3：在槌木楦203上还加工有用来安装弦槌柄206的定位安装孔204，所述定位安装孔204为至少两个，且并列设置。
30.本实施例的击弦机1利用弦槌2上不同材质的槌击材料敲击琴弦4实现变音功能，通过选择机构，使弦槌2可选择性地利用槌击材料一201或槌击材料二202来敲击琴弦4。当弦槌2利用槌击材料一201来敲击琴弦4时，琴弦4会发出与现有三角钢琴相同的音色；当弦槌2利用槌击材料二202来敲击琴弦4时，琴弦4会发出不同于现有三角钢琴音色的变音。所述选择机构可以采用踏板方式，例如通过踏板方式，同样，也可以采用手动方式，例如在槌木楦203上设置两个并列的定位安装孔204，通过安装在击弦机1上的弦槌柄206插入不同的定位安装孔204内，使弦槌2上不同的槌击材料与琴弦4敲击，并产生不同的音色。
31.如图6所示，所述踏板系统5是通过踏板来改变钢琴的音色和音量的，在本实施例中，根据需要在现有踏板系统5中增设第四踏板，即变音踏板502，通过改变音色来丰富钢琴演奏的音色表现力。四个踏板组成具体为：弱音踏板501、变音踏板502、选择性延音踏板503和延音踏板504，其中弱音踏板501、选择性延音踏板503和延音踏板504与现有三角钢琴踏板的作用相同，本实施例并没有作实质性改变。为了最大限度适应演奏者对现有踏板系统5
的使用习惯，本实施例优选地，将增设的变音踏板502设置在弱音踏板501的右侧，并以此为例进行介绍，从演奏者的视角来看，踏板系统5的四个踏板由左至右依次为弱音踏板501、变音踏板502、选择性延音踏板503和延音踏板504，且弦槌2最左侧为槌击材料一201，最右侧为槌击材料二202，槌击材料一201和槌击材料二202交替设置共六层。
32.现有设计中，击弦机1、弦槌2和琴键3安装在键盘架7上，所述键盘架7安装在两个键侧木8之间，由于现有三角钢琴在实现弱音功能时，通常将键盘架7向右侧移动，使弦槌2仅敲击两根琴弦，所以键盘架7与右侧的键侧木8之间预留的间隙，与同音弦组内两个琴弦4之间的间距相等，为此本实施例以键盘架7向右移动作为现有技术的基础。
33.而本实施例中，键盘架7与左右两侧的键侧木8之间均留有间隙。由于键盘架7可向左或向右移动，所以间隙设置的大小影响着键盘架7左右移动的行程，从演奏者的视角来看，键盘架7与右侧键侧木8之间设置的间隙同现有设计一致，而键盘架7与左侧的键侧木8之间设置的间隙为同音弦组内相邻两个琴弦4之间间距的一半。为了便于介绍，本实施例以键盘架7向右移动实现三角钢琴的弱音功能为现有，以键盘架7向左移动为本实施例对三角钢琴所作出的改进。反之亦然，将键盘架7向左移动实现现有弱音功能，向右移动为本实施例提出的改进，也同样适用。
34.如图7和图8所示，所述弱音踏板501、变音踏板502、选择性延音踏板503和延音踏板504分别与传动连杆组件9连接，由于选择性延音踏板503和延音踏板504与传动连杆组件9之间的连接结构及功能并没有改变，即为现有技术手段，本实施例中不再赘述。所述弱音踏板501和变音踏板502均安装在踏板安装盒上，本实施例仅对弱音踏板501和变音踏板502与传动连杆组件9的连接结构及功能进行介绍。
35.当击弦机1处于待激状态时，弦槌2与琴弦4处于分离状态；当演奏者按动并对琴键3施加压力时，击弦机1处于激发状态，并驱使弦槌2上的槌击材料一201或槌击材料二202击打琴弦4，使琴弦4产生振动。如图9所示，所述传动连杆组件9用来使弱音踏板501或变音踏板502处于激发状态，其包括踏板顶杆901、轴架902和摆杆903，踏板顶杆901为并列设置的两个，两个踏板顶杆901的顶端分别与水平设置的摆杆903的一端铰接，踏板顶杆901的底端分别与对应的弱音踏板501和变音踏板502固定连接。所述轴架902安装在钢琴壳体上，所述摆杆903的中部铰接在轴架902上，通过踩踏弱音踏板501或变音踏板502，控制摆杆903在摆动时推动键盘架7整体向左或向右移动，使弦槌2上的槌击材料一201或槌击材料二202敲击琴弦4，进而改变琴弦4发出的音色或音量。
36.本实施例以弱音踏板501在变音踏板502的左侧为例进行介绍，但并不代表弱音踏板501只能设置在变音踏板502的左侧。当变音踏板502处于不同的位置时，通过改变轴架902的结构，可实现相同的功能。
37.如图10和图11所示，本实施例中所述轴架902正面呈t字型，在轴架902的下部开设有底部通槽9022，轴架902从侧面看呈n字型，在轴架902的顶部开设有顶部通孔9021，所述顶部通孔9021与底部通槽9022连通，用来容纳摆杆903。
38.如图12所示，摆杆903通过销轴904铰接在轴架902上，所述摆杆903正面呈倒置的t字型，摆杆903包括横杆9031和竖杆9032，竖杆9032竖直固定在横杆9031的中部，且横杆9031与竖杆9032为一体结构。作为优选设计，横杆9031采用板状，竖杆9032采用圆柱状。摆杆903的横杆9031水平设置于底部通槽9022内，竖杆9032的顶端从顶部通孔内9021伸出，并
伸入到键盘架7内。为了便于竖杆9032在顶部通孔9021内实现左右摆动，顶部通孔9021的内径要大于竖杆9032的外径，作为优选设计，所述顶部通孔9021可以采用椭圆形。作为进一步地优选设计，在竖杆9032的顶端还设有摆杆球9033。摆杆球9033的直径要大于竖杆9032的直径，为了方便装配和后期维护，根据具体的需要，摆杆球9033与竖杆9032可以采用固定方式，也可以采用螺纹或其他的可拆卸连接方式。
39.在横杆9031与轴架902之间设有用来摆杆903复位的压缩弹簧905，所述压缩弹簧905对称设置，且压缩弹簧905的一端与横杆9031或轴架902择一固定，另一端与轴架902或横杆9031抵接。本实施例以压缩弹簧905的下端固定在横杆9031上，压缩弹簧905的上端与轴架902完全抵接为例进行介绍。
40.作为优选设计，在横杆9031的下表面，左右对称各铰接设有一个顶杆套筒906，所述顶杆套筒906用来与对应踏板顶杆901的顶端配合使用，顶杆套筒906为底端设有开口的中空腔体。所述弱音踏板501和变音踏板502的前端为踩踏部，弱音踏板501和变音踏板502后端均与对应的踏板顶杆901固定，且每个踏板顶杆901的顶端均伸入到对应的顶杆套筒906内。由于弱音踏板501和变音踏板502共用一个摆杆903，为了使弱音踏板501或变音踏板502在激发时，相互之间不会产生干涉，本实施例中在每个顶杆套筒906内均留有一段供踏板顶杆901运动的行程空间，即弱音踏板501处于激发状态时，与弱音踏板501连接的踏板顶杆901，将与其连接的摆杆903顶起，此时变音踏板502处于待激状态，与变音踏板502连接的踏板顶杆901顶端与对应顶杆套筒906的顶壁之间仍留有一定的空间，使之相互之间不会产生干涉。反之，当变音踏板502处于激发状态，弱音踏板501处于待激状态时，同样适用。作为优选设计，踏板顶杆901的外径与顶杆套筒906的内径可以采用间隙配合。
41.工作过程：如图13所示，当演奏者踩下弱音踏板501时，弱音踏板501处于激发状态，弱音踏板501将与其连接的踏板顶杆901向上顶起，摆杆903向右摆动，并推动键盘架7向右侧移动，与右侧的键侧木8接触后停止，移动的距离与同音弦组内相邻两根琴弦4的间距相同。此时，弦槌2同时敲击两根琴弦4，且弦槌2上仅槌击材料一201与琴弦4接触。当演奏者释放弱音踏板501时，弱音踏板501处于待激状态，摆杆903在压缩弹簧905的作用下向左摆动恢复原状，并推动键盘架7向左侧移动，使键盘架7恢复到初始位置。
42.如图14所示，同样的情况，当演奏者踩下变音踏板502时，变音踏板502处于激发状态，变音踏板502将与其连接的踏板顶杆901向上顶起，摆杆903向左摆动，并推动键盘架7向左侧移动，与左侧的键侧木8接触后停止，移动的距离是同音弦组内相邻两根琴弦4间距的一半。此时，弦槌2同时敲击三根琴弦4，且弦槌2上仅槌击材料二202与琴弦4接触，发出与槌击材料一201不同音色的声音。当演奏者释放变音踏板502时，变音踏板502处于待激状态，摆杆903在压缩弹簧905的作用下向右摆动恢复原状，并推动键盘架7向右侧移动，使键盘架7恢复到初始位置。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。