CN100587800C - 具有机械辅助关闭音孔的衬垫的管乐器及采用的协助系统 - Google Patents

Abstract

一种萨克斯管(10)具有复杂的音键机构(16)，用于有选择地关闭和打开音孔(11A)，对儿童、残疾人和老年演奏者来说，用手指在触摸音钮和音键(15)上弹奏不太容易；一个协助系统(24)与萨克斯管(10)结合在一起，从而在用手指弹奏方面帮助真人演奏者，该协助系统包括传感器(23)、作动器(24a)和控制单元(25)；当真人演奏者用手指在触摸音钮和音键(15)上弹奏时，传感器(23)通知控制单元(25)被压下的触摸音钮和被压下的音键(15)的改变，并且控制单元(25)将驱动信号(S2)供应到与将要被关闭的音孔相关的作动器(24a)，从而允许真人演奏者轻松而快捷地演奏乐曲。

Description

具有机械辅助关闭音孔的衬垫的管乐器及采用的协助系统

技术领域

本发明涉及形成有音孔的管乐器，这些音孔用加衬罩(padded cup)/加衬键(padded key)关闭，更具体地说，涉及借助协助系统演奏的管乐器以及可以和管乐器结合的协助系统。

背景技术

萨克斯管和单簧管是管乐器的典型例子，两者分别装配有音键机构，用于关闭和打开形成于萨克斯管主体及单簧管主体上的音孔。演奏者通过吹口向主体内吹气，并通过用加衬罩/加衬键有选择地关闭和打开音孔以改变音调。如果演奏者轻轻加力于加衬罩/加衬键上，音孔就会被加衬罩/加衬键不完全关闭，并且空气会通过音孔管(chimney)和衬垫之间的间隙而泄漏。泄漏的空气使得音色不稳，并且演奏者也会觉察到泄漏空气的噪音。演奏者在演奏时要关闭和打开音孔，以得到清晰的音色。然而，演奏者手指上的负荷不小。加衬罩/加衬键借助复位弹簧回到它们的打开位置，并且加衬罩/加衬键通过音键杆的转动在打开位置和关闭位置之间摆动。这意味着演奏者要克服复位弹簧的弹力以及音键杆(rods)和音键柱(posts)之间的摩擦力才能压下音键。上低音萨克斯管具有大的加衬罩/加衬罩，因此复位弹簧的弹力要大于次中音萨克斯管的复位弹簧的弹力。在演奏者演奏快节奏的乐章时，他们使音孔在打开状态和关闭状态之间快速改变，并且觉得负荷(即复位弹簧的弹力以及音键杆和音键柱之间的摩擦力)重。由于这一原因，儿童、残疾人和老年演奏者都觉得装有音键机构的管乐器不易于演奏。

日本专利申请公开No.平6-222752中披露了一种自动演奏系统。这篇日本专利申请公开中披露的现有技术的自动演奏系统与键盘乐器相结合。然而，日本专利申请公开No.2004-177828中披露了一种用于管乐器的自动演奏系统。现有技术的自动演奏系统包括空气压缩机、空气阀、人工口、阀作动器和控制单元。使阀作动器与连接到管乐器内的阀门上的手指音钮/音键相关联。压缩空气通过空气阀被供应至人工嘴唇，而人工嘴唇引起管乐器内的气柱振动。空气流由空气阀控制，借助各阀作动器使各阀门在打开状态和关闭状态之间改变。根据乐器数字界面(MIDI)协议表示的一套音乐数据代码被供应至控制单元。控制单元分析该音乐数据代码，并在合适的时间激活阀作动器，从而通过管乐器的阀门改变音调。然而，现有技术中的自动演奏系统不是为了帮助儿童、残疾人和老人。换句话说，是用自动演奏系统代替真人演奏者演奏管乐器，而不是真人演奏者借助现有技术的自动演奏系统演奏。这样，日本专利申请公开中披露的现有技术的自动演奏系统不可能让儿童、残疾人和老人用手演奏管乐器。

发明内容

因此，本发明的重要目的在于提供一种装配有音键机构的管乐器，真人演奏者用手指在该音键机构上弹奏，以便借助协助系统关闭和打开音孔。

本发明的主要目的还在于提供与原声管乐器结合在一起的协助系统，它有助于真人演奏者用手指在原声管乐器的音键机构上弹奏。

为了实现上述目的，本发明提出用机械的方法帮助真人演奏者用手指在管乐器的音键机构上演奏。

根据本发明的一个方面，提供了一种通过气柱振动发音的管乐器，它包括原声管乐器和协助系统。该原声管乐器包括管体和音键机构。管体上形成有音孔，以便改变其中限定的气柱的长度。音键机构具有加衬音孔盖，这些音孔盖对真人演奏者的手指动作做出响应，从而关闭和打开音孔，协助系统与原声管乐器结合在一起，且它包括传感器、作动器和控制单元，传感器生成代表指法的检测信号；作动器位于管体上，与加衬音孔盖相关联，并对驱动信号做出响应，从而使音孔被加衬音孔盖关闭和打开；控制单元被连接到传感器和作动器上，并根据检测信号确定将要被加衬音孔盖关闭和打开的某些音孔，且将驱动信号供应到与该某些音孔相关的作动器。

根据本发明的另一方面，提供了一种与原声管乐器结合在一起的协助系统，其中所述原声管乐器具有形成有音孔的管体和用于关闭和打开音孔的音键机构，而所述协助系统包括传感器、作动器和控制单元，传感器生成代表真人演奏者在音键机构上的指法的检测信号；作动器位于管体上，与音键机构的加衬音孔盖相关联，并对驱动信号做出响应，从而使音孔被加衬音孔盖关闭和打开；控制单元被连接到传感器和作动器上，并根据检测信号确定将要被加衬音孔盖关闭和打开的某些音孔，且将驱动信号供应到与该某些音孔相关的作动器。

附图说明

通过下面的介绍并结合附图可以更清楚地理解所述管乐器及协助系统的特点和优点，在各附图中：

图1是示意性的透视图，展示了本发明的管乐器，

图2是示意性的横截面图，展示了结合入所述管乐器中的管体及音键机构的结构，

图3是示意图，展示了被音键机构的加衬罩/加衬键关闭的音孔，

图4A是侧视图，展示了黏着到音键上的压敏垫，

图4B是前视图，展示了所述的压敏垫和音键，

图5是时间图，展示了协助系统的性状，

图6A是侧视图，展示了夹在根据本发明的另一种管乐器的音键和推进器之间的压敏垫，

图6B是前视图，展示了所述的压敏垫、推进器和音键，

图7A是侧视图，展示了根据本发明的又一种管乐器中的音键传感器，

图7B是前视图，展示了所述的音键传感器和音键，

图8A是侧视图，展示了根据本发明的再一种管乐器中的音键传感器，

图8B是前视图，展示了所述的音键传感器和音键，

图9A是侧视图，展示了根据本发明的又一种管乐器中的音键传感器，

图9B是前视图，展示了所述的音键传感器和音键，

图10A是侧视图，展示了根据本发明的再一种管乐器中的音键传感器，

图10B是前视图，展示了所述的音键传感器和音键，

图11A是侧视图，展示了根据本发明的又一种管乐器中的音键传感器，

图11B是前视图，展示了所述的音键传感器和音键，

图12A是示意性的横截面图，展示了再一种管乐器中的音键机构和作动器的结构，

图12B是示意图，展示了被所述音键机构的加衬罩/加衬键关闭的音孔，

图13A是示意性的横截面图，展示了又一种管乐器中的音键机构和作动器的结构，

图13B是示意图，展示了被所述音键机构的加衬罩/加衬键关闭的音孔，

图14A是示意性的横截面图，展示了再一种管乐器中的音键机构和作动器的结构，

图14B是示意图，展示了被所述音键机构的加衬罩/加衬键关闭的音孔，

图15A是示意性的横截面图，展示了又一种管乐器中的音键机构和作动器的结构，

图15B是示意图，展示了被所述音键机构的加衬罩/加衬键关闭的音孔，

图16A是示意性的横截面图，展示了再一种管乐器中的音键机构和作动器的结构，

图16B是示意图，展示了被所述音键机构的加衬罩/加衬键关闭的音孔，

图17是示意性的横截面图，展示了又一种管乐器中的音键机构和作动器的结构，

图18A是示意性的横截面图，展示了图12A和12B中所示的管乐器的改进型中的音键机构和作动器的结构，

图18B是示意图，展示了被所述音键机构的加衬罩/加衬键关闭的音孔，

图19A是示意性的横截面图，展示了图12A和12B中所示的管乐器的另一种改进型中的音键机构和作动器的结构，

图19B是示意图，展示了被所述音键机构的加衬罩/加衬键关闭的音孔。

具体实施方式

体现本发明的管乐器通过气柱振动发音。该管乐器包括原声管乐器和协助系统。真人演奏者借助或者不借助协助系统在原声管乐器上演奏乐曲。

管乐器包括管体和音键机构。管体上形成有音孔，从而改变限定在管体中的气柱的长度，而音键机构位于管体上。音键机构具有加衬音孔盖，这些音孔盖对真人演奏者的手指动作做出响应，从而关闭和打开音孔。

协助系统包括传感器、作动器和控制单元，且传感器和作动器被连接到控制单元上。传感器生成代表手指动作的检测信号，而作动器位于管体上，与加衬音孔盖相关联。作动器对驱动信号做出响应，从而使音孔被加衬音孔盖关闭和打开。控制单元根据检测信号确定将要被加衬音孔盖关闭和打开的某些音孔，并将驱动信号供应到与该某些音孔相关的作动器。

即使真人演奏者是儿童、残疾人或老年演奏者，真人演奏者也只需要发力，使传感器将检测信号改变到作用电位即可。作动器与演奏者一起施力于加衬音孔盖上，因此真人演奏者觉得音键机构轻得足以用手指在它上面上快速演奏快节奏的乐章。这样，该协助系统有助于真人演奏者用手指在音键机构上演奏乐曲。

第一实施方式

首先参照附图的图1和2，体现本发明的管乐器主要包括萨克斯管10和协助系统24。真人演奏者借助或者不借助协助系统24在萨克斯管10上演奏乐曲。当真人演奏者完全不借助协助系统24在萨克斯管10上演奏乐曲时，他或她向萨克斯管10内吹气，从而引起气柱振动，并且通过指法改变气柱的长度，从而改变音调。真人演奏者加力于萨克斯管10上，从而依靠自己改变气柱的长度，而协助系统10不帮助真人演奏者改变气柱的长度。

另一方面，当真人演奏者借助协助系统24在萨克斯管10演奏乐曲时，他或她也向萨克斯管内吹气，并且通过指法改变音调。当真人演奏者改变音调时，不但真人演奏者而且协助系统24也施力于萨克斯管10上，以改变气柱的长度。由于这一原因，真人演奏者觉得他或她手指上的负载轻了。

萨克斯管10分为管体10a和音键机构16。管体10a包括上翻的喇叭口11、吹口12a、颈部12b和圆锥形金属管12c，并且形成有若干音孔11A。各音孔11A的直径不等，但都有合适的直径值，从而以预定的音调发音。各音孔管11B从管体10a的外表面伸出，并限定出各音孔11A的周边。气柱被限定在管体10a内，并且可以振动以发声。

尽管附图中没有显示，但吹口12a中装配有一个簧片，并且颈部12b被连接到吹口12a上。圆锥形金属管12c的一端被连接到颈部12b上，而其另一端具有上翻的喇叭口11。演奏者口含吹口12a，并向吹口12a中吹气。然后，气柱振动而发声。

音键机构16被装配到管体10a上，而且音键机构16包括加衬罩/加衬键14、供真人演奏者压下的触摸音钮/音键15和联动装置16a。各加衬罩/加衬键14以及其它音键与各音孔11A相关联，并且各加衬罩/加衬键14以及其它音键比相关的音孔11A宽。联动装置16a具有与触摸音钮/音键15相连的联动子装置19、与加衬罩14/加衬键相连的其它联动子装置20、以及复位弹簧(未示)。各联动子装置19和20可以绕各轴16b的轴线转动，并且各联动子装置19彼此之间保持局部接触。各复位弹簧(未示)总是将联动装置16a推向使加衬罩/加衬键14与音孔管11B隔开的方向。

当演奏者沿箭头A1所示的方向克服复位弹簧(未示)的弹力压下触摸音钮/音键15时，联动子装置19使联动子装置20沿箭头A2所示的方向转动，并如图3所示，使得联动子装置20用加衬罩/加衬键14关闭音孔11A。另一方面，当演奏者松开触摸音钮/音键15时，复位弹簧(未示)使联动子装置20沿与箭头A2相反的方向转动，并使联动子装置19沿与箭头A1相反的方向转动。结果，音孔11A被打开，并且触摸音钮/音键15回到如图2所示的静止位置。

协助系统24包括压敏垫23、作动器24a和控制单元25。各压敏垫23被黏着到供真人演奏者的拇指和其它手指压下的各触摸音钮/音键15以及其它音键上，并且被连接到控制单元25上。使各作动器24a与各联动子装置20相关联，并且各作动器24a也被连接到控制单元25上。

每块压敏垫23有一个内压敏片和一个外保护片。这些压敏垫23被黏着到各触摸音钮/音键15的外表面上，这些外表面另一面的内表面与圆锥形金属管12c相对，并且如图4A和4B所示，导线23a被连接到压敏垫23和控制单元25之间。

当演奏者加力于保护片上时，力使该压敏片变形，而压敏片改变电阻，进而改变电流。这样，压敏垫23就对演奏者的指法做出响应，生成检测信号S1，并且将检测信号S1供应到控制单元25。

各作动器24a由上翻的喇叭口11通过各撑条26支撑。如图2和3所示，各撑条26被黏着到上翻的喇叭口11上。每个作动器24a包括超声马达24A和臂状物24C，超声马达24A带有输出轴24B。超声马达24A由来自控制单元25的驱动信号S2激发，并根据驱动信号S2，使输出轴24B沿图2和3中的顺时针或逆时针方向转动。如果从超声马达24A去除驱动信号S2，可阻止输出轴25B进一步转动。臂状物24C的一端被紧固到输出轴24B上，而复位弹簧(未示)使相关的加衬罩/加衬键14与臂状物24C的另一端保持接触。

假定超声马达24A使输出轴24B沿图2中的逆时针方向转动。臂状物24C将加衬罩/加衬键14压向音孔管11B，并使音孔11A被加衬罩/加衬键14关闭。联动子装置20沿箭头A2所示的方向转动引起联动子装置19沿箭头A1所示的方向转动。

另一方面，当超声马达24A使输出轴24B沿图3中的顺时针方向转动时，臂状物24C沿与箭头A2所示的方向相反的方向转动，并且复位弹簧(未示)导致加衬罩/加衬键14离开音孔管11B。联动子装置20沿与箭头A2所示的方向相反的方向转动引起联动子装置19沿与箭头A1所示的方向相反的方向转动。

控制单元25包括信号输入电路25A、电源及电流驱动电路25B、逻辑电路25C和配电盘25D。信号输入电路25A与逻辑电路25C相连，而逻辑电路25C与电源及电流驱动电路25B中的电流驱动电路相连。电源及电流驱动电路25B中的电源通过配电盘25D与逻辑电路25C和信号输入电路25A相连。电源开关位于配电盘25D上，电能从电源及电流驱动电路25B中的电源通过电源开关供应到逻辑电路25C和信号输入电路25A。在这种情况下，电能由电池提供，而控制单元25被安装到圆锥形金属管12c上。

所有的检测信号S1都被并行输入到信号输入电路25A，并且在信号输入电路25A中进行放大和波形整形。在放大和波形整形之后，检测信号S1被供应到逻辑电路25C。处于某一作用电平的检测信号S1的组合可表示将要被加衬罩/加衬键14关闭的音孔11A。逻辑电路25C根据检测信号S1的组合确定将要被激发的作动器24a，并将表示将要被激发的作动器24a的控制信号供应到电源及电流驱动电路25B中的电流驱动电路。

电源及电流驱动电路25B中的电流驱动电路对控制信号做出响应，以便将驱动信号S2供应至与将要被关闭的音孔11A上的加衬罩/加衬键14相关的作动器。

假定真人演奏者借助协助系统24在管乐器上演奏乐曲。打开电源开关，电能被供应到逻辑电路25C、信号输入电路25A以及电源及电流驱动电路25B中的电流驱动电路。

他或她向吹口12a中吹气，并且通过音键机构16a有选择地关闭和打开音孔11A，从而更改音调。假定真人演奏者压下图2中所示的音键15。压敏垫23减小了它的电阻，但增加了检测信号S1的电位。当电阻减小到低于图5所示的阈值S1时，检测信号S1就变得能起作用，并且信号输入电路25A处的检测信号S1从先前的组合变成其它组合。然后，逻辑电路25C根据新的组合确定将要被关闭的音孔11B。图2中所示的音孔11B将被加衬罩14关闭。

逻辑电路25C将表示图2中所示的作动器24a的控制信号变至作用电平。然后，电源及电流驱动电路25B中的电流驱动电路对控制信号做出响应，把将要供应至图2中所示的作动器24a的驱动信号S2变至作用电平。有了驱动信号S2，超声马达24A驱动输入轴24B沿逆时针方向转动，并且使联动子装置20克服复位弹簧(未示)的弹力，沿箭头A2所示的方向转动。

如图5所示，当从“OFF”变到“ON”时，联动子装置20加力于加衬罩14上，并且如图3所示，使得音孔11A被加衬罩14关闭。当加衬罩14与音孔管11B接触时，驱动信号S2就变到无效电平，并且加衬罩14上的力被取消。由于超声马达24A限制输出轴24B沿顺时针方向转动，因此只要真人演奏者持续压住压敏垫23，超声马达24A就使音孔11A保持关闭。结果，真人演奏者就以所需的音调发音。

当真人演奏者希望乐音恢复到先前的音调时，他或她使手指离开压敏垫23。压敏垫23的电阻增加，超过阈值S2。然后，检测信号S1使电位变到无效电平，并且逻辑电路25C将这一改变告知先前的组合。表示作动器24a的控制信号从作用电平变到无效电平，而电源及电流驱动电路25B中的相关的电流驱动电路将驱动信号S2变为如图5所示的表示沿相反方向转动的其它作用电平。

超声马达24A使输出轴24B沿图3中的顺时针方向转动，并使联动子装置20沿与箭头A2所示的方向相反的方向转动。当加衬罩14到达静止位置时，驱动信号S2恢复到图5中所示的无效电平，并且超声马达24A保持输出轴24B和联动子装置20不进一步转动。结果，管乐器以先前的音调发音。

如果真人演奏者不希望借助协助系统24，他或她可关掉电源开关，用与标准的次中音萨克斯管相似的方式演奏该萨克斯管。

通过上述说明不难理解，控制单元25对表示真人演奏者指法的检测信号S1做出响应，促成作动器24a有选择地激发。借助协助系统24，通过轻轻压下压敏垫23，真人演奏者可以改变音调。根据本发明的协助系统24允许儿童、残疾人和老年演奏者享受在本发明的管乐器上演奏。尽管协助系统24不能在萨克斯管上演奏任何乐曲，但儿童、残疾人和老年演奏者会重视协助系统24在演奏时的辅助作用。

下面介绍本发明的其它实施方式。第二到第七实施方式包括代替压敏垫23的其它类型的检测器或传感器，第八到第十二实施方式包括代替超声马达24A的其它类型的作动器。

第二实施方式

转到附图的图6A和6B，体现本发明的另一种管乐器也主要包括萨克斯管一类的原声管乐器10A和协助系统24A。除了触摸音钮/音键15A之外，原声管乐器10A与萨克斯管10相似，且原声管乐器10A的其它部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。每个触摸音钮/音键15A上形成有小突起15a，小突起15a有一个圆形头部。下面结合并入协助系统24A中的传感器详细介绍小突起15a。

除了传感器之外，协助系统24A与协助系统24类似。由于这一原因，将集中介绍传感器，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个传感器都与触摸音钮/音键15A中的一个相关联，并由推进器28和压敏片29组合而成。推进器28的轮廓与音键15A的前端部相似，并且形成有一个凹穴。小突起的圆形头部被容纳在推进器28的凹穴内，并且凹穴和圆形头部共同形成一个铰接部。由于这一原因，推进器28绕小突起15a的圆形头部转动。

压敏片29被黏着到音键15A的前端部上，从而位于音键15A的前端部和推进器28之间。当演奏者把推进器28旋向音键15A时，使得推进器28与压敏片29的整个表面接触，并且均匀施力于整个表面上。

体现第二实施方式的管乐器实现了第一实施方式的所有优点。此外，即使真人演奏者把力量都集中在推进器28的一个小区域上，压敏片29的整个表面也将受到推进器28的均匀压力，并且压敏片29的电阻也被改变，这与力量所施加的区域无关。

第三实施方式

转到附图的图7A和7B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10B和协助系统24B。原声管乐器10B与萨克斯管10相似，且原声管乐器10B的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了传感器和控制单元25BB之外，协助系统24B与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍传感器和控制单元25BB，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个传感器都与触摸音钮/音键15B中的一个相关联，并由一个磁性标尺(scale)32A和一个磁性传感器头32B组合而成。磁性标尺32A被黏着到管乐器的音键15B的前端部，并且可以与音键15B一起移动。另一方面，磁性传感器头32B与磁性标尺32A相对，并且相对管体10a是静止的。在该例中，磁性传感器头32B由管体10a支撑。若干个位置数据被磁性写入到磁性标尺32A上，并且磁性传感器头32B将这些位置数据转换成脉冲串表达数字码或检测信号SB1。这样，磁性传感器头32B就能对磁性标尺32A上的这些位置数据进行编码。

控制单元25BB具有数据处理能力，并且定期提取这些位置数据。这些位置数据被存储在控制单元25BB的存储器内，并被分析，以便了解音键15B是否有移动以及向哪个方向移动。控制单元25BB根据分析准备驱动信号，并将驱动信号供应至作动器。

协助系统24B也实现了第一实施方式的所有优点。此外，控制单元25BB还可以通过数据处理能力更精确地确定音键15B的移动，从而更精确地控制作动器。

第四实施方式

转到附图的图8A和8B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10C和协助系统24C。原声管乐器10C与萨克斯管10相似，且原声管乐器10C的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了音键传感器和控制单元25CC之外，协助系统24C与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍音键传感器和控制单元25CC，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个音键传感器都与触摸音钮/音键15C中的一个相关联，并由一块永磁体33A和一个电磁拾取器33B组合而成。这块永磁体33A被黏着到音键15C的前端上，并且可以与音键15C一起移动。另一方面，电磁拾取器33B相对管体10a是静止的，因此电磁拾取器33B将这块永磁体33A的速度转换成代表速度电流值的检测信号SC1。

控制单元25CC具有与控制单元25BB相似的数据处理能力，并且定期提取由检测信号SC1代表的若干个速度数据。这些速度数据被存储在控制单元25CC中的存储器内，并被分析，以便了解音键15C是否被移动以及从静止位置移动多远。音键15C的行程通过对这些速度数据进行积分确定。当音键行程等于静止位置和音孔管11B之间的距离时，控制单元25CC断电，并改变代表音键移动方向的标识。控制单元25CC根据分析准备驱动信号S2，并将驱动信号S2供应至作动器。

协助系统24C也实现了第一实施方式的所有优点。此外，控制单元25CC还可以通过数据处理能力更精确地确定音钮/音键15C的移动，从而更精确地控制作动器。

第五实施方式

转到附图的图9A和9B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10D和协助系统24D。原声管乐器10D与萨克斯管10相似，且原声管乐器10D的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了音键传感器和控制单元25DD之外，协助系统24D与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍音键传感器和控制单元25DD，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个音键传感器都与触摸音钮/音键15D中的一个相关联，并由一个加速度传感器34实现。在该例中，用三轴压电加速度传感器作加速度传感器34，并且检测加速度，将其作为施加在压电元件上的力。来自每个加速度传感器的代表加速度的检测信号SD1被供应到控制单元25DD。

控制单元25DD具有数据处理能力。检测信号SD1上所携带的若干个加速度数据被存储在控制单元25DD的内存储器内，并且控制单元25DD通过对这些加速度数据进行积分，确定音键位置和音钮位置。一个标识用于表示加速度的方向，且一个内部寄存器被指定给该标识。控制单元25DD根据音钮/音键移动的方向准备驱动信号S2，并将该驱动信号S2供应至作动器24a。

协助系统24D也实现了第一实施方式的所有优点。此外，控制单元25DD还可以通过数据处理更精确地确定音钮/音键15D的移动，从而更精确地控制作动器。

第六实施方式

转到附图的图10A和10B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10E和协助系统24E。原声管乐器10E与萨克斯管10相似，且原声管乐器10E的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了音键传感器和控制单元25EE之外，协助系统24E与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍音键传感器和控制单元25EE，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个音键传感器都与触摸音钮/音键15E中的一个相关联，并由一个应变传感器35实现。在该例中，用应变计作应变传感器35，并将其黏着到触摸音钮/音键15E的凸起部分上。代表凸起部分中的应变的检测信号SE1从每个应变传感器35供应到控制单元25EE。

控制单元25EE具有数据处理能力。检测信号SE1上所携带的若干个应变数据被存储在控制单元25EE的内存储器内，并且检测应变，将其看作施加在凸起部分上的力。控制单元25EE根据应变的变化确定音键移动/音钮移动。一个标识用于表示变形的方向，且一个内部寄存器被指定给该标识。控制单元25EE通过分析准备驱动信号S2，并将该驱动信号S2供应至作动器24a。

协助系统24E也实现了第一实施方式的所有优点。此外，控制单元25EE还可以通过数据处理更精确地确定音钮/音键15E的移动，从而更精确地控制作动器。

第七实施方式

转到附图的图11A和11B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10F和协助系统24F。原声管乐器10F与萨克斯管10相似，且原声管乐器10F的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了音键传感器36和控制单元25FF之外，协助系统24F与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍音键传感器36和控制单元25FF，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个音键传感器36都与触摸音钮/音键15F中的一个相关联，并由一个磁弹性元件36A和一个线圈36B组合而成。磁弹性元件36A被安装到联动子装置19和联动子装置20之间的轴16b上，并且被线圈36B包围。

代表施加在轴16b上的扭矩的检测信号SF1从每个磁弹性元件35被供应到控制单元25FF。

控制单元25FF具有数据处理能力。检测信号SF1上所携带的若干个扭矩数据被存储在控制单元25FF的内存储器内，并由控制单元25FF分析。控制单元25FF根据扭矩的变化确定音键移动/音钮移动。一个标识用于表示轴16b的转动方向，且一个内部寄存器被指定给该标识。控制单元25FF通过分析准备驱动信号S2，并将该驱动信号S2供应至作动器24a。

协助系统24F也实现了第一实施方式的所有优点。此外，控制单元25FF还可以通过数据处理更精确地确定音钮/音键15F的移动，从而更精确地控制作动器。

第八实施方式

转到附图的图12A和12B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10G和协助系统24G。原声管乐器10G与萨克斯管10相似，且原声管乐器10G的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了作动器之外，协助系统24G与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍作动器，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个作动器都与触摸音钮/音键15中的一个相关联，并由一个螺线管操纵的作动器38实现。螺线管操纵的音键作动器包括螺线管38A和插棒式铁心。螺线管38A由管体10a支撑，并且被电连接到电源及电流驱动电路25B上。当螺线管38A受驱动信号SG2激发时，在插棒式铁心38B的周围产生磁场，插棒式铁心38B如箭头A3所示从螺线管38A伸出。联动子系统20克服与轴16b相关的复位弹簧(未示)的弹力转动，并使加衬罩/加衬键14与音孔管11B接触。结果，如图12B所示，音孔11A由加衬罩/加衬键14关闭。

另一方面，当从螺线管38A上去除驱动信号SG2时，复位弹簧(未示)使联动子系统20沿与箭头A3相反的方向转动，且导致插棒式铁心38B缩回到螺线管38A内。这样，作动器38就允许音孔11A如图12A所示被打开。

协助系统24G实现了第一实施方式的所有优点。

第九实施方式

转到附图的图13A和13B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10H和协助系统24H。原声管乐器10H与萨克斯管10相似，且原声管乐器10H的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了作动器系统39和控制单元25H之外，协助系统24H与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍作动器系统39和控制单元25H，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

作动器系统39包括气动作动器40、高压空气源44、高压空气管线45/47、排气管46/48和电磁阀45A/46A/47A/48A。高压空气源44由空气泵、电动马达、储气罐和压力控制系统实现。空气泵为空气增压，而高压空气被储存在储气罐内。压力控制系统监测储气罐内的空气压力。当空气压力超过控制范围的上限时，控制单元25H断开空气泵的电源。另一方面，当空气压力减小到低于控制范围的下限时，控制单元25H给电动马达通电，且电动马达驱动空气泵转动，从而为储气罐内的空气增压。这样，高压空气源44就总是为向各目标供应高压空气做好准备。

高压空气源44通过高压空气管线45被连接到气动作动器40的腔室S1上，并且通过高压空气管线47被连接到气动作动器40的腔室S2上。电磁作动器45A和47A位于高压空气管线45/47的空气通道内，并且受控制单元25H控制。排气管46被连接到腔室S1上，而排气管48被连接到腔室S2上。电磁阀46A和48A位于排气管46/48的空气通道内，并且受控制单元25H控制。

每个气动作动器40都与触摸音钮/音键15中的一个相关联，并由气缸40a和活塞43实现。腔室S1和S2被限定在气缸40a内活塞43的两侧。

假定真人演奏者沿箭头A4所示的方向压下触摸音钮/音键15。压力传感器23将检测信号S1变至作用电平，并且控制单元25H注意到演奏者在管乐器10H上的指法。控制单元25H确定将要用加衬罩/加衬键14关闭的音孔11A。接着，控制单元25H将表示打开状态的控制信号SH2供应给电磁阀45A和48A，并将表示关闭状态的阀门控制信号供应给电磁阀47A和46A。接着，用高压空气充填腔室S1，使另一个腔室S2通大气。结果，活塞43从气缸40a伸出，并将加衬罩/加衬键14压到音孔管11B上。乐音就以新的音调发出。当演奏者保持音键被压下时，控制单元25H使所有的电磁阀45A、46A、47A和48A关闭，因此，启动作动器40可保持活塞43将加衬罩/加衬键14压到音孔管11B上。

当真人演奏者松开触摸音钮/音键15时，压力传感器23将检测信号S1变为无效电平，且控制单元25H将电磁阀47A和46A打开，并将其它电磁阀45A和48A关闭。活塞43缩回到气缸40a内，并且复位弹簧允许加衬罩/加衬键14离开音孔管11B。乐音就以先前的音调发出。控制单元25H保持所有的电磁阀45A、46A、47A和48A关闭。

这样，协助系统24H实现了协助系统24的所有优点。

第十实施方式

转到附图的图14A和14B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10J和协助系统24J。原声管乐器10J与萨克斯管10相似，且原声管乐器10J的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了作动器50之外，协助系统24J与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍这些作动器，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个作动器50都与触摸音钮/音键15中的一个相关联，并由缩放仪(pantograph)50A和一片电促动聚合物(EAP)组合而成。EAP片被用作聚合物作动器50B，并且其两端被连接到缩放仪50A的上连杆和下连杆之间的接头处。聚合物作动器50B被连接到托架50C上，后者接下来被连接到管体10a上。

当真人演奏者压下触摸音钮/音键15时，压力传感器23将检测信号S1变至作用电平，并且控制单元25J将表示伸长的驱动信号SJ2供应到聚合物作动器50B。有了驱动信号SJ2，EAP片被伸长，并使缩放仪50A拉动联动子装置20。结果，使得加衬罩/加衬键14与音孔管11B接触，因此如图14B所示，音孔11A被加衬罩/加衬键14关闭。

另一方面，当真人演奏者松开触摸音钮/音键15时，检测信号S1衰减至无效电平S1，且控制单元25J将表示收缩的驱动信号供应到聚合物作动器50B。EAP片收缩，且缩放仪50A推动加衬罩/加衬键14。结果，加衬罩/加衬键14离开音孔管11B，因此，音孔11A被打开。

这样，协助系统24J实现了协助系统24的所有优点。

第十一实施方式

转到附图的图15A和15B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10K和协助系统24K。原声管乐器10K与萨克斯管10相似，且原声管乐器10K的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了作动器51之外，协助系统24K与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍这些作动器，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个作动器51都与触摸音钮/音键15中的一个相关联，并由一对形状记忆合金片51实现。这些形状记忆合金片51的特定的一端被分别连接到联动子装置20的上部或下部，且它们的另一端被连接到几个与管体10a相连的合适的托架上，并且控制单元25K将驱动信号SK2供应到这些形状记忆合金片51。

当真人演奏者压下触摸音钮/音键15时，压力传感器23将检测信号S1变至作用电平，然后控制单元25K将表示新形状的驱动信号SK2供应到这些形状记忆合金片51。有了驱动信号SK2，这些形状记忆合金片51就对加衬罩/加衬键14施压，并使加衬罩/加衬键14与音孔管11B接触，因此如图15B所示，音孔11A被加衬罩/加衬键14关闭。

另一方面，当真人演奏者松开触摸音钮/音键15时，检测信号S1衰减至无效电平，且控制单元25K将表示先前形状的驱动信号SK2供应到这些形状记忆合金片51。这些形状记忆合金片51允许加衬罩/加衬键14离开音孔管11B，结果，音孔11A被打开。

这样，协助系统24K实现了协助系统24的所有优点。

第十二实施方式

转到附图的图16A和16B，体现本发明的又一种管乐器也主要包括原声管乐器10L和协助系统24L。原声管乐器10L与萨克斯管10相似，且原声管乐器10L的各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

除了作动器52之外，协助系统24L与协助系统24相似。由于这一原因，将集中介绍作动器52，并且为避免重复，对其它系统元件下面不做进一步介绍。

每个作动器52都与触摸音钮/音键15中的一个相关联，并由双晶片压电元件52实现。双晶片压电元件52的一端被连接到联动子装置20上，而其另一端被连接到一个与管体10a相连的合适的托架(未示)上，并且控制单元25L将驱动信号SL2供应到双晶片压电元件52。

当真人演奏者压下触摸音钮/音键15时，压力传感器23将检测信号S1变至作用电平，并且控制单元25L将表示弯曲的驱动信号SL2供应到双晶片压电元件52。有了驱动信号SL2，双晶片压电元件52将加衬罩/加衬键14压到音孔管11B上，并使加衬罩/加衬键14与音孔管11B接触，因此如图16B所示，音孔11A被加衬罩/加衬键14关闭。

另一方面，当真人演奏者松开触摸音钮/音键15时，检测信号S 1衰减至无效电平，且控制单元25L将表示恢复的驱动信号供应到双晶片压电元件52。双晶片压电元件52允许加衬罩/加衬键14离开音孔管11B，结果，音孔11A被打开。

这样，协助系统24L实现了协助系统24的所有优点。

第十三实施方式

转到附图的图17，这是体现本发明的又一种管乐器。这种管乐器主要包括原声管乐器10M和协助系统24M。除了音键机构16M之外，原声管乐器10M与萨克斯管10相似，且原声管乐器10M的其它各部件用表示萨克斯管10的相应部件的附图标记表示，为简便起见，对此不再详细说明。

音键机构16M中没有并入任何联动子装置。杠杆15M被放在预定的加衬罩14M上，并且由轴16b转动支撑。由于这一原因，真人演奏者通过压下和松开杠杆15M改变音调。

协助系统24M包括传感器23M、作动器53和控制单元25M。这些传感器23M与压敏垫23相同，并且分别被黏着到各杠杆15M的上表面上。当真人演奏者压下杠杆15M时，力被施加到传感器23M上，并且被压下的传感器23M可改变检测信号S1的电位。为所有的加衬罩14M分别提供作动器53，每个作动器53由带输出轴24B的超声马达24A及臂状物24C组合而成。

当真人演奏者用手指在杠杆15M上弹奏时，控制单元25M确定将要被加衬罩14M关闭的音孔11A，并且将驱动信号S2供应到与加衬罩14M相关的作动器53。有了驱动信号S2，作动器53使加衬罩14M转动，因此音孔11A被加衬罩14关闭。

通过上述说明不难理解，协助系统24、24A、24B、24C、24D、24E、24F、24G、24H、24J、24K、24L和24M有助于真人演奏者用手指在音键机构16和16M上弹奏，因此真人演奏者易于在原声管乐器10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10J、10K、10L和10M上演奏乐曲。

尽管展示和介绍的是本发明的特定的实施方式，但本领域熟练技术人员不难理解只要不背离本发明的思想和范围，就可以做出各种改变和改进。

如图18A和18B所示，力可以施加在触摸音钮/音键15上，并且加衬罩/加衬键14可以用例如图19A和19B中所示的加速度传感器34之类的传感器监测。这样，传感器和作动器的位置没有对本发明的技术范围设置任何限制。

电池可以用通过电缆可以连接到墙壁插座上的变压器代替。

控制单元25可以与萨克斯管10物理隔离。在这种情况下，传感器23和作动器24a通过电缆被连接到控制单元25上。

次中音萨克斯管没有对本发明的技术范围设置任何限制。本发明的协助系统可以与例如次高音萨克斯管、上低音萨克斯管、最高音萨克斯管、单簧管、次高音单簧管、低音单簧管、双簧管、英国管、巴松管、长笛、短笛或低音八孔长笛结合。

控制单元25可以给电源及电流驱动电路25B发出指令，让超声马达24A解除对输出轴24B的限制。然后，复位弹簧(未示)让联动子装置20沿与箭头A2相反的方向转动，加衬罩14回到静止位置。

可以在半导体基材上制造半导体加速度传感器。具体地说，在半导体基材上形成一个重量块和若干桁条(beam)。在桁条中形成惠斯登电桥电路，测量加速度，将其作为施加在重量块上的力。

气动作动器系统39可以用液压作动器系统代替。

第二到第七实施方式中的任何一种传感器可以与第八到第十二实施方式中的作动器结合，并且第八到第十二实施方式中的任何一种作动器可以与第二到第七实施方式中的传感器结合。

传感器23M可以排列在控制板上。在这种情况下，从音键机构16M中取消了杠杆15M。

超声马达24A可以用脉冲马达或直流马达代替。电能可以连续供应给直流马达，以保持加衬罩/加衬键处于关闭位置。

协助系统中可以加入一种以上的作动器，且协助系统中可以加入一种以上的传感器。

上述实施方式中的零部件与如下的权利要求语言有关。

萨克斯管10和原声管乐器10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10J、10K、10L和10M对应于“原声管乐器”，而加衬罩/加衬键14和14M作为“音孔盖”。压敏垫23、压敏垫29和推进器28的组合、磁性标尺32A和磁性传感器头32B的组合32、永磁体块33A和电磁拾取器33B的组合33、加速度传感器34、应变传感器35以及磁弹性元件36A和线圈36B的组合36都用作“传感器”。带输出轴24B的超声马达24A和臂状物24C的组合、螺线管操纵的作动器38、气动系统39、缩放仪50A和聚合物马达50B的组合50、形状记忆合金块51和双晶片压电元件52都用作“作动器”。

触摸音钮和音键15以及杠杆15M用作“操纵器”。联动子装置19和20作为一个整体构成“联动装置”。超声马达24A、螺线管操纵的作动器38、气动作动器40、聚合物马达50B、形状记忆合金块51和双晶片压电元件52用作“驱动器”，而臂状物24C和缩放仪50A用作“转换器”。

Claims (20)

1.一种管乐器，用于通过空气柱的振动来产生乐音，包括：

原声管乐器(10；10A；10B；10C；10D；10E；10F；10G；10H；10J；10K；10L；10M)，包括：

管体(10a)，形成具有音孔(11A)，以便改变限定于其中的所述空气柱的长度，和

音键机构(16；16M)，具有对真人演奏者的手指动作作出响应的音孔盖(14；14M)，以便关闭并打开所述音孔(11A)；和

协助系统(24；24A；24B；24C；24D；24E；24F；24G；24H；24J；24K；24L；24M)，与所述原声管乐器(10；10A；10B；10C；10D；10E；10F；10G；10H；10J；10K；10L；10M)相结合，用于辅助所述真人演奏者，

其特征在于：

所述协助系统(24；24A；24B；24C；24D；24E；24F；24G；24H；24J；24K；24L；24M)包括：

传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)，产生代表所述手指动作的检测信号(S1；SB1；SC1；SD1；SE1；SF1)，

作动器(24a；38；39；50；51；52；53)，设置在所述管体(10a)上，与所述音孔盖(14；14M)相关联并响应驱动信号(S2；SG2；SH2；SJ2；SK2；SL2)，以便使所述音孔(11A)由所述音孔盖(14；14M)关闭及打开，和

控制单元(25；25BB；25CC；25DD；25EE；25FF；25G；25H；25J；25K；25L；25M)，与所述传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)和所述作动器(24a；38；39；50；51；52；53)相连接，在所述检测信号(S1；SB1；SC1；SD1；SE1；SF1)的基础上，确定将由所述音孔盖(14；14M)关闭及打开的某些音孔，并向与所述某些音孔相关联的作动器(24a；38；39；50；51；52；53)提供所述驱动信号(S2；SG2；SH2；SJ2；SK2；SL2)。

2.如权利要求1所述的管乐器，其中所述音键机构(16)还包括由所述真人演奏者移动的操纵器(15)。

3.如权利要求2所述的管乐器，其中所述操纵器(15)由所述传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)监测。

4.如权利要求2所述的管乐器，其中联动机构(19，20)设置在所述操纵器(15)和所述音孔盖(14)之间，从而将施加到所述操纵器(15)上的力传递到所述音孔盖(14)。

5.如权利要求4所述的管乐器，其中所述操纵器(15)由所述传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)监测，而所述真人演奏者借助所述作动器(24a；38；39；50；51；52；53)加力于所述音孔盖(14)上。

6.如权利要求2所述的管乐器，其中所述真人演奏者借助所述作动器(38)加力于所述操纵器(15)上。

7.如权利要求1所述的管乐器，其中所述协助系统(24；24A；24B；24C；24D；24E；24F；24G；24H；24J；24K；24L；24M)被所述真人演奏者激活，从而在所述的手指动作中帮助所述真人演奏者，并且所述真人演奏者能够在不激活所述协助系统(24；24A；24B；24C；24D；24E；24F；24G；24H；24J；24K；24L；24M)而没有所述协助系统的帮助下演奏乐章。

8.如权利要求1所述的管乐器，其中所述传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)生成代表某一物理量的检测信号(S1；SB1；SC1；SD1；SE1；SF1)，该物理量选自由力、位置、速度、加速度、应变和扭矩构成的组。

9.如权利要求1所述的管乐器，其中每个所述的作动器(24a；38；39；50；51；52；53)包括驱动器(24A；38A；40，44，45，45A，46，46A，47A，48，48A；50B；51；52)，该驱动器对所述驱动信号(S2；SG2；SH2；SJ2；SK2；SL2)做出响应，从而将所述驱动信号的电能转换成力，施加到相关联的一个所述音孔盖(14；14M)上。

10.如权利要求9所述的管乐器，其中所述的每个作动器(24a；50；53)还包括转换器(24C；50A)，该转换器将所述驱动器(24A；50B)的输出轴(24B)的运动转换成所述相关联的一个所述音孔盖(14)的运动。

11.如权利要求1所述的管乐器，其中所述原声管乐器(10；10A；10B；10C；10D；10E；10F；10G；10H；10J；10K；10L；10M)选自由高音萨克斯管、次高音萨克斯管、上低音萨克斯管、最高音萨克斯管、单簧管、次高音单簧管、低音单簧管、双簧管、英国管、巴松管、长笛、短笛和低音八孔长笛构成的组。

12.一种协助系统(24；24A；24B；24C；24D；24E；24F；24G；24H；24J；24K；24L；24M)，与原声管乐器(10；10A；10B；10C；10D；10E；10F；10G；10H；10J；10K；10L；10M)相结合，所述管乐器具有形成有音孔(11A)的管体(10a)和用于关闭和打开所述音孔(11A)的音键机构(16；16M)，

其特征在于，包括：

传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)，产生代表真人演奏者在所述音键机构(16；16M)上的手指动作的检测信号(S1；SB1；SC1；SD1；SE1；SF1)，

作动器(24a；38；39；50；51；52；53)，设置在所述管体(10a)上，与所述音键机构(16；16M)的音孔盖(14；14M)相关联，并响应驱动信号(S2；SG2；SH2；SJ2；SK2；SL2)，以便使所述音孔(11A)由所述音孔盖(14；14M)关闭，以及打开，和

控制单元(25；25BB；25CC；25DD；25EE；25FF；25G；25H；25J；25K；25L；25M)，与所述传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)和所述作动器(24a；38；39；50；51；52；53)相连接，在所述检测信号(S1；SB1；SC1；SD1；SE1；SF1)的基础上，确定将由所述音孔盖(14；14M)关闭及打开的某些音孔，并向与所述某些音孔相关联的作动器(24a；38；39；50；51；52；53)提供所述驱动信号(S2；SG2；SH2；SJ2；SK2；SL2)。

13.如权利要求12所述的协助系统，其中所述音键机构(16)还包括由所述真人演奏者移动的操纵器(15)。

14.如权利要求13所述的协助系统，其中所述操纵器(15)由所述传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)监测。

15.如权利要求13所述的协助系统，其中联动机构(19，20)设置在所述操纵器(15)和所述音孔盖(14)之间，从而将施加到所述操纵器(15)上的力传递到所述音孔盖(14)。

16.如权利要求15所述的协助系统，其中所述操纵器(15)由所述传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)监测，而所述真人演奏者借助所述作动器(24a；38；39；50；51；52；53)加力于所述音孔盖(14)上。

17.如权利要求13所述的协助系统，其中所述真人演奏者借助所述作动器(38)加力于所述操纵器(15)上。

18.如权利要求12所述的协助系统，其中所述协助系统(24；24A；24B；24C；24D；24E；24F；24G；24H；24J；24K；24L；24M)被所述真人演奏者激活，从而在所述的手指动作中帮助所述真人演奏者，并且所述真人演奏者能够在不激活所述协助系统(24；24A；24B；24C；24D；24E；24F；24G；24H；24J；24K；24L；24M)而没有所述协助系统的帮助下演奏乐章。

19.如权利要求12所述的协助系统，其中所述传感器(23；28，29；32；33；34；35；36)生成代表某一物理量的检测信号(S1；SB1；SC1；SD1；SE1；SF1)，该物理量选自由力、位置、速度、加速度、应变和扭矩构成的组。

20.如权利要求12所述的协助系统，其中每个所述的作动器(24a；38；39；50；51；52；53)包括

驱动器(24A；38A；40，44，45，45A，46，46A，47A，48，48A；50B；51；52)，该驱动器对所述驱动信号(S2；SG2；SH2；SJ2；SK2；SL2)做出响应，从而将所述驱动信号的电能转换成力，施加到相关联的一个所述音孔盖(14；14M)上，和

转换器(24C；50A)，该转换器将所述驱动器(24A；50B)的输出轴(24B)的运动转换成所述相关联的一个所述音孔盖(14)的运动。

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