CN102019332B - 一种乐器及生成其表面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种乐器以及制造用作平板鼓的乐器的表面的方法，包括提供一块金属板，将金属板的外围圆周区域固定，使之被机械夹紧或固定，再将金属板的内部区域与一个成形件组合在一起，使两者之间形成作用力，同时又可使金属板与成形件之间进行相对转动，以形成用作鼓的上表面或碗形的下表面。碗形半球的厚度从外缘到中心轴沿径向快速变化，使得边缘和中心轴之间的区域的厚度比外缘处以及比围绕中心轴的厚度至少薄30％。

Description

一种乐器及生成其表面的方法

发明领域

概况而言，本发明涉及诸如平板钢鼓(钢鼓)或手打钢鼓(手鼓)等鼓的表面的形成。

发明背景

在此之前，制作钢鼓是一项费时费力且成败偶然性很大的工艺，它需要很高的技能，经常要花费数天的人工来制作鼓面，即鼓的上表面。

为形成鼓面，对于所用钢材具备优选品质的55加仑油桶，需用手或气锤连续敲击其底端，将金属延展成为碗或盘状。此工艺称为“下沉鼓面”。必须小心地使金属均匀延展，而不使边缘变形或撕裂所要形成的鼓面上的金属。此工艺可能需要许多小时的时间。以此方式形成鼓面的一个优势是，对金属的锤击和加工将使其硬化，这有助于改善鼓在后续调音工序中的音色。

采用一个模板在鼓的下沉头上标记每一音符的位置。随后使用手或气锤对音符轮廓和各音符之间的区域进行锤击，使音符更为明显，更重要的是，将每一音符的振动与鼓上其他音符实质性隔离。尽管如此，仍必须保持谨慎，以便在此工序中不会使金属削弱或形成错误形状。

在音符成形之后，将采用一系列锤子从下方使音符处向上鼓起，在鼓面上方形成明显升起的表面，使张力释放，以便能够从顶部对音符进行锤击，校准正确的音高。每一音符实际上成为一块可以演奏的钢膜，最终形成的产品是一面鼓内的许多薄膜，更准确地说是，在一面有其自己的基音、八度音阶和泛音的鼓内的许多音符。

在音符成形和鼓起之后，通过加热后冷却金属的方式对钢进行回火处理，以提高金属的弹性和强度，为调音工序作准备。

使用频闪仪或其他调音仪器，制作者采用只有很少人掌握的技巧进行锤击，使音符区域延展和平滑，以使其能够精确地振动。对鼓膜上的每一个音符均须相对其他音符进行调音，否则鼓面将不会正确地共鸣。鼓制作者经常需要对每一音符调节若干次，方可对整个鼓面完成调音。

手打钢鼓在许多方面与平板钢鼓类似，然而“手鼓”的上表面为凸面而非凹面。因此，进行演奏的碗被颠倒过来，使演奏者在一个凸面而非凹面上演奏。在许多方面，手鼓比其前身钢鼓更称得上是一种精确的手打击乐器。每一音符均沿两个相互垂直的轴进行调音；第一个长轴产生一个所需的音符及其八度音，另一个较短的轴则产生该音符的泛音。手鼓的顶面和底面均为碗形，有时被说成看似飞碟。手鼓的顶面有一个中心低音音符400，其周围有7个或8个音调音符402，如图4所示。在我们已开发的一种新的优选工艺中，我们使用一个平模对每一个音调音符进行冲压，之后才通过锤击工序对它们进行微调。这一冲压工序在调音工序中提供了一个显著的“先机”。冲压工序形成了平音符表面404，并在我们所制作的鼓内实现显著的均匀度。

对手鼓和平板鼓两者的演奏表面的一个显著差异是，在此之前手鼓的形成方式是将金属冲压成为所需的碗形或半球状，各处厚度基本均匀，包括顶部的中心低音音符。尽管这一冲压工序在制作包括中心低音音符在内的所需球面的过程中可以节省大量的时间，我们还是发现，对金属板进行冲压会使音质受到影响。冲压产生的半球状表面沿圆盘的半径方向厚度基本均匀，我们认为这并不十分适合将位于中间频带区域特别是中心圆顶音符区内的所有音区。此外，冲压不能像锤击一样使金属硬化。

发明内容

本发明的一个目的是克服这些局限。

本发明提供一种方法，可以生成鼓面，克服冲压的一些局限性，而且不需要制作传统钢鼓所需的长时间锤击操作。此外，此方法还可实现传统锤击方法所无法实现的再现能力和一贯性。

此外，通过不均匀地延展金属和提供变化的表面厚度，使得在中心轴与外圆周之间形成一个环的圆顶或碗形的中心区域比环的任何一面上的区域均要薄，由此用于布置音符的鼓面将具有使演奏表面可产生深沉、响亮、有弹性及浓重音调的厚度和硬度。

根据本发明，提供了一种制作用作鼓的乐器的表面的方法，包括：

提供一块金属板，该板具有外围圆周区域和内部区域，将用于制作鼓；

将金属板的外围圆周区域固定，使之被机械夹紧或固定；

将金属板的内部区域与一个成形件相对组合在一起，使两者之间形成的作用力足以使板的内部区域成为碗形，同时又可使金属板与成形件之间进行相对转动。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于生成一种或多种可听音调的鼓面，包括：

基本上为半球状且具有中心对称轴的弯曲金属表面，该表面在内表面上形成盘形，在外表面上形成圆顶，该表面的厚度从外边缘到中心轴快速变化，使得在其间形成有一宽度的环的区域的厚度比外边缘的厚度或围绕中心轴的厚度至少少15％，优选至少少30％。

附图说明

现在给出本发明的示例实现方式，其中：

图1为用于生成鼓表面的机器的侧视图，其中要被成形的钢板被以可转动的方式支持，同时带有一个轮的臂对钢板进行成形。

图2为该机器的另一个视图，其中所示的力臂位置将依循的路径会在钢板被成形为碗形的过程中在钢板上的所需区域形成更大的张力，由此力臂在后续的行程中扫过不同的弧线路径。

图3为显示鼓表面厚度变化情况的简图。

图4为根据本发明制造的一面鼓的照片。

具体实施方式

现在参见图1，其中示出了一个用于将钢板压制成碗形结构的装置的侧视图。为便于理解，电机、齿轮和转鼓未示出。图中示出直径约为26英寸、采用平钢板100形式的鼓板通过沿两个构件110的外边缘被夹持在两者之间的方式被可靠固定。尽管被夹持的钢板的夹持方式使其不能以垂直于其表面的方向运动，但它可以围绕垂直于板面的一个中心轴进行机械转动。随着板以每分钟45转左右的速度转动，辊子123与钢板100接触，强制其中间凹陷。称为“轧辊滚道”的线127显示了可伸长臂132在开始使钢板100内凹时经过的一小段弧形扫掠。强制滚轮抵靠钢板100的机构由具有段120和131的臂组成，所述臂可以可控地围绕固定支点A转动，并通过支点B以枢接至可伸长臂132，通过由半径调整件140改变臂132半径的方式可使其可控地运动。辊子123的位置由经过适当编程的计算机控制，其变化方式使辊子臂的弧线扫掠原点随时间而变化。臂131和可伸长臂132由计算机以液压方式控制。所示的臂131偏离竖直方向5度。

图2所示为与图1相同的装置，其中可伸长臂132被缩短，支点B向接近压制钢板前钢板所在的原位的方向前进4步。通过将支点B前移并沿向上轨迹运动，金属被不均匀地加工和延展，使得碗形的中心轴与外缘之间的带内的金属变薄。由此随着后续的压制过程，弧线方向发生变化。弧线方向发生这种变化而使之依循不同的非平行路径的优点在于，金属在板的中心轴与外缘之间的区域被对板的压制过程加工和延展，使之在此中心带内比两侧区域内变得更薄。其结果是，在围绕板的中心轴的区域内和围绕板的边缘的区域内的金属的厚度为音符所在的中间区域内的金属厚度的至少1.4倍。这在图3中示出，其中钢的最厚处厚度为0.052”(英寸)，在沿中心区域或被称为“最薄点”的带上，最薄处为0.0358”(英寸)。在从中心到外围的横向方向上，位于此带上的一个点将成为最薄的点。

在本发明的一种优选实施方式中，辊子以可控方式压入钢板，然而可使用其他施力件。作为另外一种方式，在对辊子或施力件施加作用力时，此施力件进行最低限度的振动或往复运动，以便对钢板施加冲力。优选方式是在没有心轴的情况下对钢板进行压制。辊子优选由外缘向内运动，但不通过碗形的中心。这样可以确保中心处的金属不会被延展得过薄，因为碗形的中心将形成音高最低的最大音符区，而且，此区域内的金属优选要比将形成其他音符的中心带内的金属更厚。

尽管会增加装置的复杂性，臂132仍可被控制，以便快速伸长和缩短，在压制时同时实现敲击或锤击作用。这样会增加金属的硬度。

尽管所示的布置方式是让钢盘固定并在臂132向盘内运动时转动，还有另一种不是最优选的替代方式，钢盘可以被控制，使之移动进入一个固定的臂轮布置。两者间需要有相对运动。所示的布置成为优选方式的原因是，移动和控制臂和轮比移动鼓更为容易。在通过上述压制方式生成盘面或鼓面后，在钢盘中将形成如图4所示的小槽或环408，其样貌类似于钹中有意生成的旨在增强钹声音的音槽或环。我们认为，这些在我们的工艺中意外生成的槽也会增强鼓的声音。

在图4所示的实施方式中，所示的音符基本位于沿鼓的表面基本平的表面404上的中心处。在按以上参照图1至3所述的方式生成盘面后，每一个上带有微凹的平面404在冲压成形后会经过锤击操作，以便对这些表面进行更好的调音和硬化。平面404所在的区域是金属盘最薄的区域，当音符被演奏时，这些区域可以发出洪亮且延续很长时间的声音。

在不背离本发明精神和范围的条件下，还可能设想许多其他实施方式。

Claims (19)

1.一种用作平板鼓的乐器的表面的制造方法，包括：

a)提供一块将用于制作鼓的金属板，该金属板具有外围圆周区域和内部区域；

b)将所述金属板的外围圆周区域固定，使之被机械夹紧或固定；

c)将所述金属板的内部区域与成形件相对组合在一起，使两者之间形成作用力，同时又可使所述金属板与所述成形件之间进行相对转动，以形成第一碗形，并且其中，所述成形件在没有心轴的情况下应用；

其中，步骤c)由计算机控制的机器执行，并且所述碗形的厚度从外缘至中心轴径向变化，使得所述外缘与所述中心轴之间的带的厚度小于所述外缘的厚度以及小于所述中心轴周围的厚度。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述计算机控制的机器包括所述成形件，且其中所述成形件被送至与所述金属板内部区域相接触的位置，并被以足以使所述金属板变形的作用力抵靠在所述金属板的内部区域上。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述作用力随所述成形件在所述金属板的内部区域上掠过的运动而进行非线性变化。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述成形件为辊子，且其中由所述成形件在所述内部区域内形成槽。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述成形件在所述金属板的内部区域上掠过，而不经过所述金属板的中心，由此扫过一段不超过90度的弧线。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述槽在所述内部区域形成圆形样式。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述固定金属板的步骤包括将所述金属板的外围圆周区域固定在被夹持在两构件之间的构架上的步骤。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述固定金属板的步骤包括用螺栓将所述外围圆周区域连接至构架上。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述外围圆周区域被夹持，同时围绕与所述成形件运动所绕轴线垂直的轴线旋转。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一碗形被压制有圆顶或凹陷，以形成音符区域。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述音符区域具有围绕所述圆顶或凹陷的平的表面，每一所述圆顶或凹陷都形成一个产生音符的振动区域，且其中多个音符的音高不同。

12.如权利要求11所述的方法，还包括提供在底部有一开口的第二碗形，其中所述第二碗形与所述第一碗形耦合，形成一件乐器。

13.一种用作鼓的乐器，包括：

具有中心对称轴的弯曲的半球形的上金属表面，所述半球形在内部表面上形成一个盘形，在外部表面上形成一个圆顶，所述半球形的厚度从外缘到中心轴沿径向变化，使得所述外缘和所述中心轴之间的带内的金属的厚度比所述外缘处以及比围绕所述中心轴的厚度至少薄30％；

其中所述弯曲的半球形的上金属表面上具有多个间隔开的音符,并且其中中心低音音符位于所述圆顶的中心。

14.如权利要求13所述的乐器，其中围绕所述半球形的中心轴的金属的厚度为所述半球形的中间区域的厚度的至少1.4倍。

15.如权利要求13所述的乐器，其中在所述弯曲的半球形的上金属表面上的所述多个音符区域中，每个音符区域的主体部分基本为平面。

16.如权利要求15所述的乐器，其中每一音符区域的较小部分是位于音符区域的中心区的突起或凹陷。

17.如权利要求16所述的乐器，其中每一音符区域的主体部分通过压制加工而形成平面。

18.如权利要求13所述的乐器，还包括与所述弯曲的半球形的上金属表面相耦合的碗状底部。

19.如权利要求13所述的乐器，其中围绕所述半球形的外缘的金属的厚度为所述半球形的中间区域的厚度的至少1.4倍。