CN102654997A - 用于电子打击乐器的踏板装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电子打击乐器的踏板装置，包括：基部、脚板、弹性保持机构。脚板被构造为，(a)当脚板位于初始位置和上极限位置之间时，脚板被弹性保持机构赋予一复归力，该复归力相对于脚板的枢转角变化具有线性特性，该复归力用于允许脚板复归到初始位置，和(b)当脚板位于初始位置和下极限位置之间时或当脚板位于在初始位置和下极限位置之间的中间位置和下极限位置之间时，脚板被弹性保持机构赋予一复归力，该复归力相对于脚板的枢转角变化具有非线性特性。根据本发明的踏板装置，脚板能够跟随演奏者的脚的运动，确保脚板相对于脚有较高程度的跟随性。

Description

用于电子打击乐器的踏板装置

技术领域

本发明涉及一种用于电子打击乐器的踏板装置。

背景技术

用于电子打击乐器的踏板装置是已知的。在以下专利文献1中描述的踏板装置中，脚板(foot board)可枢转地支撑在基板(基台)上，且配重被设置在脚板的自由端处。此外，张力螺旋弹簧设置在脚板的该自由端处。已知的踏板装置致力于在脚板被压下或踩踏时获得与原声鼓中接近的压下感类似的压下感，这种压下感是由于配重引起的惯性力和由于张力螺旋弹簧引起的负荷增加而造成的。

专利文献1：JP-A-2008-145464

发明内容

在专利文献1中描述的踏板装置在平衡状态下被布置在脚板不被操作的非操作状态下张力螺旋弹簧长度最小的位置处。脚板具有可枢转范围，在该范围中中脚板可沿脚板的压下方向和与压下方向相反的方向(适当的话在此称为“逆压下方向”)两个方向从脚板处于平衡状态的初始位置枢转。

当脚板被演奏者或表演者通过压下操作而沿压下方向枢转时，张力螺旋弹簧伸长或延伸，从而当脚板处于可枢转范围中的下极限位置时允许脚板复归到初始位置的复归力最大。相应地，当演奏者从处于压下状态的脚板释放他/她的脚时，即当脚板从压下状态复归到初始位置时，该结构有利地实现脚板的快速复归。

但是，由于惯性，脚板在经过初始位置之后还沿逆压下方向短暂地枢转。当脚板定位在沿逆压下方向远离初始位置的位置时，张力螺旋弹簧伸长。相应地，在脚板上沿朝向初始位置的方向(在此是沿与压下方向相同的枢转方向)作用有一力。但是，由于张力螺旋弹簧的伸长量的变化大于脚板的枢转角的变化，实际作用在脚板上的张力螺旋弹簧的弹簧常数大，从而力变为非线性的。

因此，尽管演奏者的脚已经由于释放操作而向上抬起(其中脚从处于压下状态的脚板释放)，但是，仅脚板沿压下方向快速移动并复归到初始位置，导致这样一种情况，即在下一或随后的压下操作的时刻之前脚板向下移动。在这种情况下，演奏者感觉他/她好像没有压下脚板，从而脚板的操作感觉与原声鼓显著不同。

由此，在脚板的压下操作和释放操作连续交替的演奏操作中，存在这样一个问题，即脚板没有跟随演奏者的脚的运动，特别是在释放操作之后立即进行的压下操作中，且因此，演奏者感受到不舒服或不自然的感觉。

做出了本发明以用于解决传统经历的问题。因此，本发明的一个目的是提供一种用于电子打击乐器的踏板装置，其中，脚板能够以增大程度来跟随演奏者的脚的运动。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于电子打击乐器的踏板装置，包括：

基部，放置在地面上；

脚板，在其一个端部部分处相对于基部可枢转地支撑且被构造为在沿压下方向的下极限位置和沿与压下方向相反的方向的上极限位置之间的可枢转范围内枢转；和

弹性保持机构，被构造为弹性地保持所述脚板，从而在脚板不被操作的非操作状态中脚板在可枢转范围内的初始位置处保持平衡状态，

其中，脚板被构造为，

(a)当脚板位于初始位置和上极限位置之间时，脚板被弹性保持机构赋予一复归力，该复归力相对于脚板的枢转角变化具有线性特性，该复归力用于允许脚板复归到初始位置，和

(b)当脚板位于初始位置和下极限位置之间时或当脚板位于在初始位置和下极限位置之间的中间位置和下极限位置之间时，脚板被弹性保持机构赋予一复归力，该复归力相对于脚板的枢转角变化具有非线性特性。

根据本发明的踏板装置，脚板能够跟随演奏者的脚的运动，确保脚板相对于脚有较高程度的跟随性。

在如上所述的踏板装置中，当脚板位于初始位置和上极限位置之间时与脚板的枢转角变化有关的复归力变化程度小于当脚板位于中间位置和下极限位置之间时与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度。

在如上所述的踏板装置中，当脚板位于中间位置和下极限位置之间时与相对于脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度大于当脚板位于初始位置和中间位置之间时与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度。

在如上所述的踏板装置中，当脚板位于中间位置和下极限位置之间时，与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度随着脚板接近下极限位置而逐渐增加。

在如上所述的踏板装置中，当脚板位于中间位置和下极限位置之间时，与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度是恒定的，且当脚板位于初始位置和中间位置之间时，与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度是恒定的。

在如上所述的踏板装置中，弹性保持机构具有布置在基部和脚板之间的至少一个弹簧，且该至少一个弹簧的实际上在脚板上施加力的那部分的弹簧常数在脚板位于中间位置和下极限位置之间时大于在脚板位于初始位置和中间位置之间时。

在如上所述的踏板装置中，当脚板位于中间位置和下极限位置之间时，该至少一个弹簧的弹簧常数随着脚板接近下极限位置而逐渐增加。

在如上所述的踏板装置中，当脚板位于中间位置和下极限位置之间时，该至少一个弹簧的弹簧常数是恒定的。

在如上所述的踏板装置中，该至少一个弹簧是螺旋弹簧，其具有朝着其靠近基部的一个端部部分增加的直径。

在如上所述的踏板装置中，螺旋弹簧具有固定到基部的下端和固定到脚板的上端。

在如上所述的踏板装置中，弹性保持机构被布置在基部和脚板之间，且包括：第一弹性构件，该第一弹性构件被构造为当脚板位于初始位置和下极限位置之间时向脚板施加沿朝向初始位置的方向的力；和第二弹性构件，该第二弹性构件被构造为当脚板位于中间位置和下极限位置之间时向脚板施加沿朝向初始位置的方向的力。

在如上所述的踏板装置中，第一弹性构件是第一螺旋弹簧，其具有固定到基部的下端和固定到脚板的上端，且第二弹性构件是第二螺旋弹簧，其具有(a)固定到基部的下端和不固定到脚板的上端，或者其具有(b)固定到脚板的上端和不固定到基部的下端。

附图说明

通过阅读本发明的以下详细描述并结合附图考虑时可以更好地理解本发明的上述和其他目的、特征、优势以及技术和行业意义，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的用于电子打击乐器的踏板装置的示意侧视图；

图2A-2D是用于解释当脚板从上极限位置枢转到下极限位置时脚板的状态转变的视图；

图3A是用于解释螺旋弹簧的伸长和收缩的状态转变的视图，图3B是解释脚板的压下角和施加在脚板上的负载(复归力)之间的关系的曲线图；且

图4A-4D是显示根据变化实施例的踏板装置的示意侧视图，每个变化实施例作为根据本发明实施例的踏板装置的改变例。

具体实施方式

将参考附图解释本发明的一个实施例。

首先参考图1的示意侧视图，将解释根据本发明的实施例所构造的用于电子打击乐器的踏板装置。踏板装置被构造为作为电子打击乐器的电子低音鼓中使用的脚蹬起动踏板。踏板装置被布置在地面24上且通过在脚板20上压下或踩踏而被操作以用于演奏。图1示出了脚板20的非操作状态和脚板20的自由状态，在该自由状态中脚板20是可枢转的。图1还示出了一状态，其中，通过脚板20的重力导致的向下力和通过螺旋弹簧16导致的向上力被平衡，即，踏板装置的平衡状态。此后，参照踏板装置被放置在水平地面24上的状态使用踏板装置的前后方向和上下方向，图1的左侧对应于踏板装置的前侧，而图1中的上侧对应于踏板装置的上侧。

如图1所示，踏板装置包括基板10，且具有板状形状的脚板20被布置在基板10上。基板10具有：基部部分11，其平行于水平地面24；和盖12，其从基部部分11向上延伸。由缓冲构件形成的止挡部分13被布置在盖12的后部部分的顶棚部分的下侧上。

跟部(heel)19被设置在基板10的基部部分11的前部部分处，且轴21被设置在跟部19处，以便沿踏板装置的左右方向延伸，即沿图1的深度方向延伸。脚板20在其前端部分20a处被轴21可枢转地支撑，由此脚板20被构造为使得其后端部分20b作为自由端部分可绕轴21沿向上方向和向下方向枢转，即沿图1的顺时针方向和逆时针方向枢转。在这方面，适当的话，轴21将在后文称为“枢转轴21”。脚板20的枢转运动的方向(枢转方向)将如下描述。后端部分20b顺时针枢转的方向称为“压下方向”。后端部分20b逆时针枢转的方向(即与压下方向相反的方向)称为“逆压下方向”。在脚板20的后端部分20b的下部处，压板(press plate)22被设置为向前延伸，且限位板23被设置为向后延伸。

弹簧支撑部分17沿踏板装置的前后方向被固定地设置在基部部分11的中间部分处。此外，弹簧盖部分18被设置为覆盖弹簧支撑部分17。弹簧支撑部分17和弹簧盖部分18被形成为盖12的一部分。螺旋弹簧16被布置在弹簧支撑部分17处，以便穿过形成在弹簧盖部分18中的孔18a。螺旋弹簧16在其下端16b处固定到弹簧支撑部分17并在其上端16a处固定到脚板20的下表面。

在脚板20的非操作状态(在该状态中脚没有放置在其上)中以及在脚板20的自由状态(在该状态中脚板是可枢转的)中，脚板20由于其自身重量而轻微地压着螺旋弹簧16，且因此，踏板装置处于图1所示的平衡状态。如以下解释，脚板20在一范围内可枢转，该范围通过沿逆压下方向的上极限位置和沿压下方向的下极限位置(即，压下端部位置)限定并被限定在这两个位置之间。初始位置被限定为可枢转范围内的一位置。换句话说，脚板20的初始位置是可枢转范围内的一位置，但不是上极限位置和下极限位置。在一些情况下，例如踏板装置用手颠倒过来或翻过来拿着的情况下，脚板20沿逆压下方向充分地枢转超过初始位置。在这种情况下，限位板23与止挡部分13接触，从而沿逆压下方向限定上极限位置。

图2A-2D显示了脚板20的枢转运动的转变。图2A-2D显示了位于逆压下方向的上极限位置处、初始位置处、在初始位置和压下方向的下极限位置之间的中间位置处，以及压下方向的下极限位置处的脚板20。

如图1所示，在基部部分11的上表面上设置有促动器14和由传感器模式(sensor pattern)构成的传感器15。促动器14由弹性构件形成，诸如橡胶件。促动器14的前端部分固定到基部部分11，且促动器14的后端部分向上弯曲，以便具有弓形形状。当促动器14的自由端(后端部分)被压板22压下(这是脚板20压下导致的)时，促动器14变形，从而弧形的曲率半径变大。当促动器14被压下以便大致水平时脚板20的位置对应于脚板20沿向前方向的枢转终点位置，即，图2D所示的沿压下方向的上述下极限位置。

当促动器14接触到传感器15时，传感器15按照接触状态输出检测信号。接触面积随着促动器14的变形程度的增加而增加。换句话说，接触面积随着脚板20沿压下方向相对于基部部分11的枢转角的增加而增加。传感器15被构造为具有电阻值，该电阻值随着与促动器14有关的接触面积变大而变小。通过获得电阻值的变化，脚板20的位置和脚板20的压下程度能被检测，由此要产生的声音的音量、音色等可按照脚板20的被检测位置和压下程度而被改变。在此，“枢转角”是指脚板20在其已绕枢转轴21从初始位置枢转之后的位置相对于初始位置的角度。在这方面，枢转角可被称为脚板20自初始位置的枢转量。

检测信号通过顶杆(未示出)输出。被输出的信号作为打击演奏触发信号被实时地发送到信号处理部分(未示出)且被转换为打击演奏数据或声音。传感器15的结构不受限制，只要传感器15被构造为基于来自促动器14的按压力而检测脚板20的位置和压下程度即可。例如，传感器15可以是压电传感器。

接下来要解释螺旋弹簧16的结构和按照螺旋弹簧16的伸长和收缩而施加在脚板20上的复归力。在螺旋弹簧16中，其螺旋部分具有外直径，该外直径径在垂直方向上从靠近基部部分11的一端(下端16b)向远离基部部分11的另一端(上端16a)变大。由此，螺旋弹簧16在侧视图中具有大体圆锥形的形状。此外，螺旋弹簧16具有恒定的簧圈厚度。螺旋弹簧16被构造为产生抵抗作用在脚板20上的重力的力，并将该力从脚板20的下侧施加，由此弹性地保持脚板20，从而当脚板位于初始位置处时踏板装置被保持在平衡状态。因而，当脚板20沿逆压下方向移离初始位置且螺旋弹簧16因而伸长到比当脚板20处于初始位置时更大的程度(即螺旋弹簧16处于伸长状态)时，沿压下方向的力施加在脚板20上，作为使脚板20复归到初始位置的复归力。另一方面，当脚板20沿压下方向移离初始位置且螺旋弹簧16因而收缩到比当脚板20处于初始位置时更大的程度(即螺旋弹簧处于收缩状态)时，沿逆压下方向的力被施加在脚板20上作为复归力。

在本实施例中，促动器14也产生与脚板20有关的复归力。但是，由促动器14产生的力比由螺旋弹簧16产生的力小得多。因而，由促动器14产生的力可忽略。此外，在本实施例中，螺旋弹簧16被布置为使得螺旋弹簧16的伸长量和压缩量大体与脚板20的枢转角的变化成比例。

图3A显示了螺旋弹簧16的伸长和压缩的状态的转变。图3A中的螺旋弹簧16-a、16-b、16-c和16-d分别对应于图2A-2D中的螺旋弹簧16。图3B是显示了脚板20的压下角(即枢转角，在该枢转角下，作为下压方向的向前方向以正号(+)表示)和施加到脚板20的负载(使脚板20复归到初始位置的复归力)之间的关系的图表。在图3B的曲线图中，水平轴线表示脚板20的压下角。在图3B中，水平轴线上与初始位置对应的位置的右侧的枢转角表示当脚板20定位为远离初始位置以便更靠近沿压下方向的下极限位置时的枢转角。另一方面，水平轴线上与初始位置对应的位置的左侧的枢转角表示当脚板20定位为远离初始位置以便更靠近沿逆压下方向的上极限位置的枢转角。此外，在图3B中，沿反向方向(该反向方向与向前方向相反且是逆压下方向)的复归力表示为“+”，而沿与压下方向相对应的向前方向的复归力表示为“-”。应该指出，在从螺旋弹簧16-a转变到到螺旋弹簧16-b期间，螺旋弹簧16的长度变为与自然长度相等，如图3A所示。

如图3B所示，在平衡状态(其中，脚板20处于初始位置)中，施加在脚板20(该脚板正被螺旋弹簧16保持)上并朝向初始位置的复归力等于0。在脚板20从初始位置压下的初始阶段，螺旋弹簧16的有效范围(有效长度)SA——即起到弹簧作用的范围——等于螺旋弹簧16的整个长度(对应于图2B和图3A所示的16-b)。随着脚板20被进一步压下，沿反向方向由螺旋弹簧16产生的的复归力逐渐增加。在这种情况下，由于螺旋弹簧16是圆锥形的，所以螺旋弹簧16开始首先从其更靠近下端16b且具有较大外直径的部分收缩。此后，在更靠近下端16b的部分处产生无效范围SB，在该范围中螺旋弹簧16收缩到最大程度且不能再被压缩。因此，有效SA变小(如图2C和图3A所示的16-c所表示的)。

当有效范围SA变小，螺旋弹簧16作为外直径小的弹簧。相应地，实际作用在脚板20上的螺旋弹簧16的弹簧常数变得比当踏板装置处于平衡状态时大。当脚板20被进一步压下时，有效范围SA变得更小。因而，螺旋弹簧16的弹簧常数逐渐增加，当脚板20位于下极限位置处时，螺旋弹簧16变为图2D和图3A所示的16-d的状态。因此，在压下行程的中途，与压下角变化有关的复归力增加程度逐渐变高。因而，在脚突然从处于压下状态的脚板20释放的时刻，很大量的复归力被施加到脚板20，由此确保脚板20的快速复归以及对脚的良好跟随性。在这方面，当复归力的增加程度开始逐渐变高时的脚板20的枢转角对应于当螺旋弹簧16不能被压缩的无效范围SB开始在螺旋弹簧16的那部分中产生时的枢转角。

另一方面，当脚板20已经从被压下状态释放之后脚立刻在初始位置向上运动时，脚板20通过复归力向初始位置运动，以允许脚板20复归到初始位置，且在此之后脚板20由于惯性沿逆压下方向枢转超过初始位置。在这种情况，螺旋弹簧16伸长，且沿向前方向用于允许脚板20复归到初始位置的复归力逐渐增加。总的来说，脚板20开始复归到初始位置而不到达上极限位置(在该位置处，螺旋弹簧16的状态由图2A和图3A所示的16-a表示)。如果脚板20到达上极限位置(在该位置处，止挡部分13和限位板23将彼此抵靠接触)，则与止挡部分13和限位板23没有保持抵靠接触的情况相比，额外施加到脚板20的力仅仅是由于止挡部分13和限位板23抵靠导致的反作用力。在止挡部分13和限位板23没有保持抵靠接触的情况下，脚板20通过由于其自身重量的力和来自螺旋弹簧16的力而沿向前方向枢转。

在此，有效范围SA等于螺旋弹簧16的整个长度的状态下，由螺旋弹簧16按照伸长量或压缩量产生的力具有线性特性。在脚板20从初始位置到上极限位置的枢转区域中，螺旋弹簧16向脚板20施加一力，该力具有沿朝向初始位置的方向的线性特性。因而，在脚板20从初始位置到上极限位置的枢转区域中，除了按照由螺旋弹簧16产生的伸长量具有线性特性的力以外，脚板20还受到由于其自身重量带来的恒力。换句话说，当脚板20位于初始位置和上极限位置之间时，脚板20接收受到复归力，该复归力具有与脚板20的自螺旋弹簧16具有自然长度的脚板20位置开始的枢转角变化有关的线性特性。另一方面，在脚板20从初始位置到下极限位置的枢转区域中，在从初始位置到初始位置和下极限位置之间的中间位置的区域中(即直到无效范围SB被产生)，螺旋弹簧16给脚板20施加按照沿朝向初始位置的压缩量具有线性特性的力，而在从中间位置到下极限位置的区域中，螺旋弹簧16给脚板20施加按照朝向初始位置的压缩量具有非线性特性(不是线性的)的力。相应地，在脚板20从初始位置到中间位置的枢转运动的区域中，除了按照由螺旋弹簧16产生的压缩量具有线性特性的力以外，脚板20还受到由于其自身重量带来的恒力。此外，在脚板20从中间位置到下极限位置的枢转运动的区域中，除了按照由螺旋弹簧16产生的压缩量具有非线性特性的力以外，脚板20还受到由于其自身重量带来的恒力。换句话说，当脚板20位于初始位置和中间位置之间时，脚板20受到复归力，该复归力具有与脚板20的自螺旋弹簧16具有自然长度的脚板20位置开始的枢转角变化有关的线性特性。当脚板20位于中间位置和下极限位置时，脚板20受到复归力，该复归力具有与脚板20的自螺旋弹簧16具有自然长度的脚板20位置开始的枢转角变化有关的非线性特性。在此，取决于螺旋弹簧16的布置(诸如螺旋弹簧16被布置的角度)，线性特性可以不是完全线性的。但是，在本实施例中，与非线性特性相比，非常接近线性特性的特性被称为线性特性。

由此，在脚板20从初始位置到下极限位置的枢转运动的中途(即在中间位置和下极限位置之间的区域中)，实际作用在脚板20上的螺旋弹簧16的弹簧常数变大，且与脚板20的枢转角变化有关的复归力变化程度变大，由此确保脚板20在完成脚板20的压下时的快速复归。另外，由于在从初始位置到上极限位置的枢转区域中复归力具有线性特性，在释放操作(在该操作中脚从处于压下状态的脚板20释放)中沿向前方向的复归力不会过大，且脚板20的复归不会过快。因而，当随后在释放操作后立刻进行压下操作时，不太易于发生脚板20在随后的压下操作时机之前向下运动的情况。因此，演奏者不会有仿佛他/她没有压下脚板20的感觉。

本实施例既实现了脚板20从压下终点位置的快速复归也实现了脚板20从高于初始位置的位置不太快速的复归，使得可以在压下操作和释放操作二者中增强脚板20对脚的跟随性。因而，在脚板20的压下操作和释放操作连续交替进行的演奏操作中，脚板20跟随演奏者的脚的运动，特别是在释放操作之后立刻进行的压下操作中，由此缓解演奏者感觉到不舒适感或不自然感。此外，螺旋弹簧16的弹簧特性的改变通过具有圆锥形形状的单个螺旋弹簧16获得，确保简化和尺寸减小的结构。

在本实施例中，从中间位置(其在初始位置和下极限位置之间的中间)到下极限位置的区域中，螺旋弹簧16的弹簧特性具有非线性特性。弹簧特性可以其他方式改变。例如，弹簧特性可在从初始位置到下极限位置的整个范围上具有非线性特性。

螺旋弹簧16需被插置在基板10的基部部分11和脚板20之间，从而螺旋弹簧16的相对端中的一个和另一个被分别固定到基部部分11和脚板20。

用于将脚板20保持在初始位置处的弹性保持机构被构造为，为脚板20提供由于脚板20的自身重量带来的力和按照螺旋弹簧16产生的伸长量或压缩量而产生的力，以便彼此叠加。弹性保持机构可以其他方式通过将其他结构添加到螺旋弹簧16来构造。例如，通过选择能够主动产生反作用力的材料作为用于促动器14的材料，促动器14可被构造为与螺旋弹簧16协作，以给脚板20提供沿反向方向的力。在这种情况下，促动器14被构造为具有高弹簧常数，其能展现出确定的弹性力。在从限位板23在脚板20从初始位置到下极限位置的枢转运动的中途开始按压促动器14的时间点，施加在脚板20上的力的增加程度变大。因而，在脚板20沿向前方向从中间位置到下极限位置的枢转运动的区域中复归力迅速增加。因此，可以增大在脚板20已经从被压下的状态释放之后脚板20立刻复归的速度。在使用具有高弹簧常数的促动器14的情况下，可以使用在本实施例中使用的具有圆锥形形状的螺旋弹簧16作为螺旋弹簧，也可以使用具有圆筒形形状的其他螺旋弹簧。具有圆筒形形状的螺旋弹簧被构造为产生按照其伸长量或收缩量而具有线性特性的力。

在本实施例中，螺旋弹簧16具有圆锥形形状，其中外直径沿从其相对端部中的一个朝向另一端部的方向逐渐改变。螺旋弹簧16可以其他方式构造。例如，螺旋弹簧可以是圆筒形的，且可具有不同的簧圈厚度值，从而簧圈厚度朝向螺旋弹簧的靠近基部部分11的一端阶梯式地或线性地增加。替换地，一个螺旋弹簧可由不同簧圈的组合形成，这些簧圈通过使用不同的材料而具有相互不同的弹簧常数但簧圈厚度是恒定的。

接下来，将解释弹性保持机构的例子，其用于为脚板20提供复归力，该复归力在从初始位置到下极限位置的整个范围中或在从中间位置到下极限位置的区域中具有非线性特性。这些例子将作为第一到第三实施例并参考图4A-4C进行解释。

图4A-4C是踏板装置的示意侧视图，其中，使用了分别根据第一至第三改进实施例的弹性保持机构。

在图4A所示的第一改进实施例中，代替所示实施例中使用的螺旋弹簧16使用两个螺旋弹簧，即作为第一弹性构件的第一螺旋弹簧31和作为第二弹性构件的第二螺旋弹簧32。螺旋弹簧31、32被布置在弹簧支撑部分17处，以便穿过弹簧盖部分18中形成的孔18a。每个螺旋弹簧31、32都不是圆锥形的，而是具有圆筒形形状且具有簧圈部分，其外直径在整个长度上是恒定的。第一螺旋弹簧31被固定到脚板20的下表面和弹簧支撑部分17二者。第二螺旋弹簧32在其下端处固定到弹簧支撑部分17，且第二螺旋弹簧32的上端没有固定到任何构件。图4A的踏板装置在构造上除上述方面外与图1的踏板装置类似。

在如此构造的踏板装置中，当脚板20处于非操作状态中和自由状态中时，脚板20通过其自身重量略微地压缩第一螺旋弹簧31，且踏板装置保持在如图4A所示的平衡状态。在平衡状态中，第二螺旋弹簧32和脚板20的下表面之间存在一距离。在脚板20从初始位置到下极限位置的枢转运动中，脚板20在枢转运动中途在中间位置(该中间位置在初始位置和下极限位置之间)处接触到第二螺旋弹簧32，且开始对第二螺旋弹簧32压缩。因而，与脚板20的枢转角变化有关的复归力变化程度从中间位置开始变高。在这种情况下，与关于脚板20的枢转角有关的复归力具有非线性特性。

另一方面，在从初始位置到上极限位置的枢转区域中，脚板20受到第一螺旋弹簧31由于其伸长而产生的力和由于脚板20的自身重量而带来的力。由于第一螺旋弹簧31产生的力相对于脚板20的枢转角变化具有线性特性，复归力具有线性特性。

在图4A所示的第一改进实施例中，第二螺旋弹簧32可被改变为使得，其上端固定到脚板20的下表面，而其下端没有固定到任何构件，但被构造为在脚板20的压下行程中接触到一静止部分，该静止部分相对于弹簧支撑部分17的基部部分11等静止。在第一改进实施例中，可布置第三或更多螺旋弹簧，其具有比第二螺旋弹簧32更低的高度。即，通过使用三个或更多螺旋弹簧，沿反向方向的复归力的变化程度可被变成具有更大的阶梯形式。在第一改进实施例中，代替设置第二螺旋弹簧32，促动器14可由能够展现如上所述的高弹簧常数的材料形成，由此促动器14可被构造为与第一螺旋弹簧31协作，以给脚板20施加沿反向方向的复归力。第一螺旋弹簧31、第二螺旋弹簧32和促动器14可不限于弹簧和弹性材料，只要第一螺旋弹簧31、第二螺旋弹簧32和促动器14每一个是能够展现弹性的弹性构件即可。

图4B显示了根据第二改进实施例的踏板装置。图4B的踏板装置被构造为使得，螺旋弹簧33还布置在图1的踏板装置中。螺旋弹簧33被布置在限位板23和盖12的后部部分的顶棚部分的下侧之间。螺旋弹簧33在其上端处固定到盖12的后部部分的顶棚部分的下侧，以便从其悬挂。也用作止挡件的缓冲构件34被固定到螺旋弹簧33的下端。缓冲构件34没有固定到限位板23。螺旋弹簧33的螺旋部分具有外直径，其在螺旋弹簧33的整个长度上恒定。在该第二改进实施例中，螺旋弹簧16的上端16a没有固定到脚板20。

在由此构造的踏板装置中，当脚板20处于非操作状态和自由状态时，脚板20通过其自身重量略微地压缩螺旋弹簧16，踏板装置保持在图4B所示的平衡状态中。在平衡状态中，脚板20接触螺旋弹簧16的上端16a，限位板23接触缓冲构件34。在从初始位置到下极限位置的枢转区域中，除了非常靠近初始位置的区域以外，限位板23远离缓冲构件34定位。相应地，螺旋弹簧16主要对脚板20施加力，而螺旋弹簧33不对脚板20施加力。另外，如图1所示的实施例那样，螺旋弹簧16对脚板20施加一力，该力在中间位置和下极限位置之间沿压下方向的枢转运动区域中具有非线性特性。

另一方面，在从初始位置到上极限位置的枢转区域中，除了非常靠近初始位置的区域外，脚板20远离螺旋弹簧16的上端16a定位。相应地，螺旋弹簧33对脚板20施加线性力，而螺旋弹簧16不对脚板20施加力。当螺旋弹簧33收缩到最大程度且不能再收缩时，限位板23经由缓冲构件34抵靠在盖12的后部部分的顶棚部分的下侧上，由此限定出脚板20的沿逆压下方向的上极限位置被限。

尽管在上述结构中，相互不同的弹簧被用在沿压下方向远离初始位置的区域和沿逆压下方向远离初始位置的区域中以用于对脚板20施加力，但是与脚板20的枢转角变化有关的复归力的特性类似于图1所示实施例。换句话说，在脚板20从在初始位置和下极限位置之间的中间位置到下极限位置的枢转运动的区域中，施加在脚板20上的复归力的特性可被制造成关于脚板20的枢转角的变化是非线性的。

在该第二改进实施例中，为了获得在从初始位置到下极限位置的整个范围上具有非线性特性的复归力，缓冲构件34可被固定到限位板23。此外，螺旋弹簧33可被构造为经由缓冲构件34固定到限位板23，而不固定到盖12的后部部分的顶棚部分的下侧。在这样的构造中，与脚板20的枢转角的变化有关的复归力的特性可被制造成与图1所示的实施例类似。此外，如图1所示的实施例那样，螺旋弹簧16的上端16a可被固定到脚板20。

图4C示出了根据第三改进实施例的踏板装置。图4C的踏板装置被构造为使得布置板簧35来代替在图4B的踏板装置中的螺旋弹簧16。螺旋弹簧33、缓冲构件34、限位板23等没有示出。在图4C的踏板装置中，支撑基部36被固定到基部部分11上。板簧35的一端被支撑在支撑基部36的第一枢转点P1处，如同板簧35用作悬臂梁，板簧35的自由端与脚板20的下表面压接触，以便可在其上滑动。从第一枢转点P1到第二枢转点P2(定位在第一枢转点P前方)的支撑基部36的上表面的一部分提供平坦表面，且定位在第二枢转点P2前方的支撑基部36的上表面的一部分提供向上突起的弯曲表面。

在由此构造的踏板装置中，当脚板20处于非操作状态和自由状态时，脚板20由于其自身重量使板簧35略微挠曲，踏板装置保持在如图4B所示的平衡状态中，其中脚板20由实线表示。在平衡状态中，板簧35的自由端与脚板20的下表面接触，且限位板23与缓冲构件34接触。在从初始位置到下极限位置的枢转区域中，除了非常靠近初始位置的区域外，限位板23远离缓冲构件34定位。相应地，板簧35绕第一枢转点P1挠曲，由此对脚板20施加力，而螺旋弹簧33不对给脚板20施加力。在从脚板20的枢转运动的中途板簧35接触到第二枢转点P2的时间点，板簧35开始挠曲，从而支撑基部36的上表面的、在第二枢转点P2前方的那部分上的最靠前的接触位置逐渐向前移位。在这种情况下，板簧35用作具有比在初始状态更小的长度的板簧，从而板簧35具有更高的弹簧常数。因此，如在图1的所示实施例中那样，在压下行程中间，与沿压下方向的增加有关的复归力增加程度从在初始位置和下极限位置之间的中间位置开始增大。换句话说，脚板20被施加于相对于脚板20的枢转角变化具有非线性特性的复归力。

另一方面，在从初始位置到上极限位置的枢转区域中，除了非常靠近初始位置的区域外，板簧35远离脚板20定位。相应地，如第二改进实施例那样，具有线性特性的沿压下方向的复归力被施加给脚板20。

在第三改进实施例中，板簧35可被布置为使得，板簧的自由端总是保持与脚板20的下表面的压接触。在第三改进实施例中，支撑基部36的上表面的、从第一枢转点P1到第二枢转点P2的那部分可被形成为向上突起的弯曲表面，且支撑基部36的上表面的所述所述部分上的最靠前的接触位置逐渐向前移位。在这样的构造中，在压下行程中与压下角的增加有关的复归力的增大程度逐渐变高。

如上所述，各种类型的弹性构件(诸如各种形式的弹簧)可用作弹性保持机构，且弹性保持机构不限于上述的那些。

在所示实施例和改进实施例中，用于限定出脚板20的沿逆压下方向的上极限位置的结构——作为上极限位置限定机构，不限于限位板23和止挡部分13。例如，作为上极限位置限定机构，可使用根据图4D所示的第四改进实施例的结构。在第四改进实施例中，接合构件25被设置为从脚板20悬挂。接合构件25在侧面图中具有L形状。接合构件25穿过弹簧盖部分18的孔，且接合构件的下端向前延伸以具有钩状部分。止挡部分26被固定到弹簧盖部分18的内侧。当接合构件25的钩状部分(在接合构件25的下端处向前延伸)接触到止挡部分26时，限定出脚板20沿逆压下方向的上极限位置。

布置有接合构件25的位置沿脚板20的前后方向居中。在该位置处，接合构件25的枢转量与限位板23的枢转量相比较小。因此，盖12的尺寸可被减小。接合构件25和止挡部分26可被布置在更靠近枢转轴21的位置处。

尽管本发明的实施例和改进的实施例已经参照附图被详细描述，应该理解，本领域的技术人员可以将本发明实施有其他不同的变化和改进，而不偏离所附权利要求限定的本发明精神和范围。

Claims (12)

1.一种用于电子打击乐器的踏板装置，包括：

基部，放置在地面上；

脚板，在其一个端部部分处相对于基部可枢转地支撑且被构造为在沿压下方向的下极限位置和沿与压下方向相反的方向的上极限位置之间的可枢转范围内枢转；和

弹性保持机构，被构造为弹性地保持所述脚板，从而在脚板不被操作的非操作状态中脚板在可枢转范围内的初始位置处保持平衡状态，

其中，脚板被构造为，

(a)当脚板位于初始位置和上极限位置之间时，脚板被弹性保持机构赋予一复归力，该复归力相对于脚板的枢转角变化具有线性特性，该复归力用于允许脚板复归到初始位置，和

(b)当脚板位于初始位置和下极限位置之间时或当脚板位于在初始位置和下极限位置之间的中间位置和下极限位置之间时，脚板被弹性保持机构赋予一复归力，该复归力相对于脚板的枢转角变化具有非线性特性。

2.根据权利要求1所述的踏板装置，其中，当脚板位于初始位置和上极限位置之间时与脚板的枢转角变化有关的复归力变化程度小于当脚板位于中间位置和下极限位置之间时与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度。

3.根据权利要求1所述的踏板装置，其中，当脚板位于中间位置和下极限位置之间时与相对于脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度大于当脚板位于初始位置和中间位置之间时与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度。

4.根据权利要求3所述的踏板装置，其中，当脚板位于中间位置和下极限位置之间时，与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度随着脚板接近下极限位置而逐渐增加。

5.根据权利要求3所述的踏板装置，

其中，当脚板位于中间位置和下极限位置之间时，与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度是恒定的，并且

其中，当脚板位于初始位置和中间位置之间时，与脚板的枢转角变化有关的复归力的变化程度是恒定的。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的踏板装置，

其中，弹性保持机构具有布置在基部和脚板之间的至少一个弹簧，且

其中，该至少一个弹簧的实际上在脚板上施加力的那部分的弹簧常数在脚板位于中间位置和下极限位置之间时大于在脚板位于初始位置和中间位置之间时。

7.根据权利要求6所述的踏板装置，其中，

当脚板位于中间位置和下极限位置之间时，该至少一个弹簧的弹簧常数随着脚板接近下极限位置而逐渐增加。

8.根据权利要求6所述的踏板装置，其中，

当脚板位于中间位置和下极限位置之间时，该至少一个弹簧的弹簧常数是恒定的。

9.根据权利要求6所述的踏板装置，其中，该至少一个弹簧是螺旋弹簧，其具有朝着其靠近基部的一个端部部分增加的直径。

10.根据权利要求9所述的踏板装置，其中，螺旋弹簧具有固定到基部的下端和固定到脚板的上端。

11.根据权利要求3所述的踏板装置，

其中，弹性保持机构被布置在基部和脚板之间，且包括：第一弹性构件，该第一弹性构件被构造为当脚板位于初始位置和下极限位置之间时向脚板施加沿朝向初始位置的方向的力；和第二弹性构件，该第二弹性构件被构造为当脚板位于中间位置和下极限位置之间时向脚板施加沿朝向初始位置的方向的力。

12.根据权利要求11所述的踏板装置，其中，

其中，第一弹性构件是第一螺旋弹簧，其具有固定到基部的下端和固定到脚板的上端，且

其中，第二弹性构件是第二螺旋弹簧，其具有(a)固定到基部的下端和不固定到脚板的上端，或者其具有(b)固定到脚板的上端和不固定到基部的下端。

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