CN105427848A - 平板电子音条琴 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种平板电子音条琴，包括琴身、盒体和琴槌，盒体内设计有电子电路，琴身表面为一完整平面，设计为包括琴键图案层和上下电路层的多层结构，琴键图案为至少一排大小相同的长条形琴键，每排琴键数量至少是13个，琴槌包括塑胶琴槌杆和软质琴槌头，本发明结构简单，功能多样，演奏技法多样且简便，用户体验度高。
Description
[技术领域]
本发明涉及电子乐器，尤其涉及一种平板电子音条琴。
[背景技术]
音条琴主要是木质的高、中、低音木琴和金属的高、中、低音铝板(或钢片等合成金属的)琴，还有声音更高更清脆的小钟琴，其以两个琴槌敲击长条形发音音块，演奏方式简单直观、入门门槛低，目前已经较多地作为幼儿园，小学的音乐教具。传统的音条琴功能较单一、尤其木琴的发音块的制作需要非洲玫瑰木、红木等高级木材，造价较昂贵还不利于保护森林生态资源，且体积较笨重，所以不利于广泛的推广，随着人们生活水平的提高，对音条琴功能多样化的要求也越来越深刻，功能单一，成本高昂，不利于携带的音条琴显然无法满足人们的要求。
为了解决上述问题，增加用户体验度，已有本领域的技术人员尝试了多种改进方法，采用电子技术制作的音条琴不仅可以使得制程简便而且方便进行功能的扩展，有利于随身携带，尤其是演奏很简便，甚至可以衍生出新的演奏技能而更加凸显其演奏简便的特色。
[发明内容]
为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种结构简单、功能丰富，便于携带的平板电子音条琴。
本发明解决技术问题的方案是提供一种平板电子音条琴，包括盒体、面板、琴槌，盒体内设计有电子电路，所述面板为多层结构设计，面板表面为一完整平面，面板包括并不限于上薄膜、琴键图案层、开关上电路层、绝缘层、开关下电路层、下薄膜，所述琴键图案层包括至少一横向或纵向整齐排列的长条形琴键，每排琴键数量至少是13个，所述琴槌包括塑胶琴槌杆和软质琴槌头。
优选地，所述盒体为上下盖设计，所述上盖表面从上到下依序设计为上薄膜、琴键图案层、开关上电路层、绝缘层、开关下电路层、下薄膜，所述开关上电路层为无引线设计，所述开关下电路层为有引线设计，所述引线连接电子电路，下盖底部设计有支撑脚，支撑脚由软质材料制作。
优选地，所述面板设计为一整体平板，盒体设置于面板一侧，面板表面从上到下依序设置为上薄膜、琴键图案层、开关上电路层、绝缘层、开关下电路层、下薄膜，所述平板底部设计有支撑脚，支撑脚由软质材料制作。
优选地，所述面板由硅胶材料制作，从上到下依序设计为琴键图案层、硅胶上面板、上薄膜、开关上电路层、绝缘层、开关下电路层、下薄膜和硅胶底面板，盒体设计在面板一侧。
优选地，所述硅胶上面板和硅胶底面板朝下开设有纵向的长条凹槽，所述凹槽居中对位于琴键图案层的各琴键之间的空隙。
优选地，所述琴槌头设计为轱辘形状，所述轱辘形状由松软型毛毡设计制作。
优选地，所述琴槌头设计为硅胶圆球型，包裹有毛线钩织外套。
优选地，所述琴键图案层的各个琴键上设计有透明或半透明LED发光管灯孔。
优选地，所述琴键图案层的各个琴键上设计有透明或半透明LED发光管灯孔，下薄膜下方、硅胶底面板之上设计有LED发光管电路层，包括一以导电胶粘附有贴片LED发光管的导电薄膜或焊接有贴片LED发光管的柔性电路板，硅胶上面板底面设计有圆形凹槽、上薄膜和下薄膜设计有圆孔避空LED发光管。
优选地，所述电子电路包括MCU主控器单元电路、音源FLASH存储器电路、按键单元电路、运算放大电路、led发光管电路、数码管显示单元电路、声音播放单元电路以及电源供电电路，所述运算放大电路包括至少两个以上的压电陶瓷片感应电路。
与现有技术相比，本发明平板电子音条琴通过改变传统音条琴的一贯制作方式，将电子电路和喇叭等引入音条琴，制作出具有较强新颖性和用户体验度的平板电子音条琴，所有琴键设计为一个整体平面，且整排所有琴键的大小和形状相同，均匀排布，既便于演奏(尤其便于演奏“滑奏”这一独特的演奏技巧)又整体美观，而且还便于电子乐器多种功能模式的切换，功能按钮包括类似电子琴等电子乐器的功能操作键，如音量键、音色键、示范曲目键、节奏键、速度键、播放键、变调键等等，使用者通过功能按钮操作可以进行不同模式的切换和功能的选择。此平板电子音条琴的结构简单，功能多样，操作容易，携带方便，拥有多种优美音色，可以带来较好的用户体验度。
[附图说明]
图1是本发明第一实施例平板电子音条琴的立体结构示意图。
图2是本发明第一实施例平板电子音条琴中面板上结构展开示意图。
图3是本发明第二实施例平板电子音条琴的立体结构示意图。
图4是本发明第三实施例平板电子音条琴的立体结构示意图。
图5是本发明第三实施例的一个剖视结构示意图。
图6是本发明平板电子音条琴的一种琴槌的剖面示意图。
图7是本发明平板电子音条琴的另一种琴槌的剖面示意图。
图8是本发明平板电子音条琴的电子电路原理框图。
图9是以本发明的平板电子音条琴演奏乐曲《四小天鹅舞曲》的部分简谱记谱中体现滑奏技法演奏旋律的示意图。
[具体实施方式]
为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定此发明。
请参阅图1和图2，本发明第一实施例平板电子音条琴2包括盒体上盖201、盒体下盖202，盒体上盖201和盒体下盖202内部设计有电子电路(图未示)；
面板上设置的是一整块薄膜开关200；
图2可以看出该薄膜开关200中有一琴键图案层200.3，设计为黑白油墨或彩色油墨印刷，印制在上薄膜200.1的下表面，优点是琴键图案层200.3的颜色油墨不容易被刮伤；
琴键开关上电路层200.4上没有设计电路引线，原因是设计了引线会影响面板平面的完整和美观，每个琴键位置就是一整块导电油墨，可以是银浆或碳浆印刷，印制在琴键图案层200.3的下表面；
琴键开关下电路层200.6是银浆印刷，设计有电路引线(图中没有完整出示)印制在下薄膜200.2的上表面；
装配时引线向下折弯穿过设计在上盖面板上的过孔连接到盒体上盖201和盒体下盖202内的电子电路(图中没有出示)，上薄膜200.1覆盖该过孔所以不会影响面板大平面的完整；
绝缘层200.5为绝缘绿油印刷，可印制在上电路油墨上，也可印制在下电路油墨上，设计为田字格图形，每个琴键开关触发区域200.51范围设计为空的基础上加有密集的小圆点(图中没有出示)，其单个直径小于或等于1.0mm，作用在于防止上下电路短路或误动，同时又不影响琴键开关触发的灵敏性；
印制好上述各层油墨后的上下薄膜之间再设计有水胶印刷层(图中没有示出)，其图形同绝缘层的田字格图形200.5，可印在上薄膜200.1的下表面，也可印在下薄膜200.2的上表面，将上下薄膜粘合；
为使琴键触键更加灵敏，实际生产过程中，通常采用0.125mm或0.075mm厚的聚酯薄膜(PET)作为上下薄膜；
下薄膜200.2底面有背胶(图中没有出示)，用以粘合于盒体上盖201表面；
透明的上薄膜200.1下方印制琴键图案层2000；
琴键图案层2000设计有横向排列的上排琴键2001和下排琴键2002的两个横排的长条形琴键，每排琴键大小相同整齐排列，每排的琴键数量设计在13个(低音5到高音3)以上，图中是17个(低音3到高音5)；
每个琴键上设计有简谱符号2003方便使用者演奏音乐；
每个琴键上还设计透明灯孔2004，透明灯孔下方设计有LED发光管(图中没有示出)；
图1中的面板表面是一个完整的大平面，贴附薄膜开关200的区域设计为下沉0.5-0.8mm(图中没有出示)，便于薄膜开关200的准确装配又可以保持面板表面为一个整体平面，
这样的设计有两大优越性：一是演奏更为简便，所有琴键为一整体平面，表面光滑摩擦力小，演奏手感好，可以轻松地以滑奏手法演奏连续音阶级进甚至旋律中的级进，这是一种全新的几乎其它任何乐器所没有的演奏手法(键盘乐器的滑奏只能是速度很快的进行，仅起到渲染气氛的效果而不可运用于旋律的演奏中)；
其次，装配简便，整个琴身面板上的所有琴键是一个整体，即只需一道装配工序即可完成所有琴键的装配，大大降低了人工生产成本。
图1中还可以看到面板中央下方边缘设计有多个功能操作按键208和数码管显示窗209，设计在这个位置便于使用者在演奏过程的方便操作；
功能操作按键208包括音量、音色、示范曲、变调、节奏、速度、设置加减、播放/停止，插入、变奏，存储记忆等，具体功能可和电子琴有关功能相同，这里就不再过多文字篇幅赘述。
琴槌包括松软毛毡制作的琴槌头210和塑胶制作的琴槌杆211，选用松软毛毡制作琴槌头210可以将琴槌演奏时触及面板琴键的噪音降低到最低。
盒体下盖202的底部四个对角设计有支撑脚，每个支撑脚上设计有软质的脚垫212，可以由海绵或硅胶或橡胶制作，软质脚垫212的设计既可以在演奏过程中减振避免产生噪音，还有利于盒体内部的有关电路能正常检测演奏者琴槌的触键力度信号以控制琴声的合理音量。
外部设备接口包括耳机输出口、音响输出口、踏板插座和电源插座等，设计在盒体上下盖的右侧(图中没有出示)，方便平板电子音条琴与外部电子设备的连接。
喇叭孔(图未示)设置在下盖底面，由于支撑脚具有一定的高度，所以喇叭声音能够较好发挥作用，这样设计的好处是喇叭孔不会占据面板较多位置，以保证面板上的琴键能够设计得更大更规则而有利于美观和演奏。
图3是本发明的第二实施例，从图中可以看出琴身302是一个整体平板，可以是以木板、竹板、有机玻板、陶瓷板或铝合金板制作，琴身302的厚度为20-30mm，优选竹板，环保、利于再生、美观、便于生产制作和装配，不易变形，长度为600-1200mm，宽度为150-300mm，琴身302不用开模具生产，所以尺寸大小设计可变范围较大，也就比较容易生产多种尺寸，多种规格的产品以适应市场的需要而又不会产生太多的设计和生产成本，这也是本实施例的平板电子音条琴的一大优越性。
琴身302表面为一个大平面301；
一整张薄膜开关300设置在大平面上；
薄膜开关300中琴键图案层3000上设计有一个横向排列的13个整齐排列的长条形琴键3001，每个琴键3001上设计有简谱符号3002；
本实施例中并不限定琴键3001的设置，为满足特别需求，还可以将琴键图案层3000的琴键3001设计为纵向排列，还可根据需要设计为三排、四排，或者更多排数的琴键3001排列。
每个琴键3001上设计有透明灯孔3003，琴身302上横向开设有长槽，长槽的深度为8-10mm，宽度为7-10mm，焊接好LED发光管的电路板(图未示)设置在长槽中，各个LED发光管对应各个琴键3001的灯孔3003，电路板一直延伸到盒体308下方，与盒体308内的电路板电连接。
盒体308设计为一个塑胶上盖，位于面板302右侧上方，盒体308下方设计有4-6个螺钉柱，分别设置一螺钉从面板302底面的孔位向上打紧于各个螺钉柱使盒体308固定于面板302上面同时也压住薄膜开关300；
电子电路设计在盒体308内部，盒体308外形将前端设计得很低，目的在于避免演奏时琴槌杆313碰击到盒体308产生噪音影响演奏效果；
薄膜开关300的结构同图2所示薄膜开关300结构基本相同，仅不同的是薄膜开关300的电路引线可以分别设计于开关上电路层和开关下电路层，在盒体308底面连接到电子电路而不会影响面板平面的美观效果；
盒体308右侧设计有电源插口311和耳机插口310；
盒体308表面设计有喇叭口315和数码管显示窗309；
若有需要还可以设计更多的电子设备接插口在盒体308的右侧或后侧；
功能操作按键312，设计在薄膜开关300右侧，包括音量、音色、曲目、变调、选项、设置加/减、播放等按键，将功能按键和薄膜开关琴键设计于一体的优点在于共用资源，可降低生产制作成本也整洁美观；
薄膜开关300的周边设置有装饰条303，可以是塑胶或金属条，可以用胶水或小钉固定于平板，作用在于防止薄膜开关300边缘脱胶翘起又有装饰作用使面板更美观而显得产品有档次；
面板302底面四个对角设计有软质材料的支撑脚(图中没有示出)，和图1所示实施例一样，可以是硅胶垫、橡胶垫或海绵垫，脚垫的厚度和直径都为20-30mm。
图4和图5是本发明第三实施例，图中面板401包括硅胶面板510和硅胶底板500；
硅胶面板510和硅胶底板500之间设计有薄膜开关50，包括印制琴键开关上电路层的上薄膜和印制开关下电路的下薄膜，以及位于上下电路层之间的绝缘层，由于有硅胶面板510和硅胶底板500的保护，所以上下薄膜即绝缘层之间不需要设计胶水的整体粘合，只需边缘和四个角上加几个定位点的粘合即可。
琴键图案层400设计在硅胶面板510表面，包括设计有13个整齐排列的长条形琴键4001，每个琴键4001上设计有简谱符号4002；
各个琴键4001上设计有透明或半透明灯孔4003，该灯孔4003位置的硅胶面板510向下设计有一个凹槽(图中没有出示)，凹槽下设计有一个贴片封装的LED发光管，该LED发光管由导电胶体粘附在导电薄膜上(图中没有出示)，位于导电薄膜上方的上薄膜和下薄膜则设计有圆孔以避空各个LED发光管，使之向上凸起位于硅胶面板510底面的凹槽里而不干涉任何其它部件；
图4中，塑胶琴槌杆412上是圆球形的琴槌头411，硅胶体的圆球再包裹有粗体毛线的钩织外套，如此设计的优点是既可尽量减缓震动避免有较大噪音又使得毛线与硅胶的接触摩擦力很小而便于演奏；
图5是图4实施例的一个剖视示意图，可以看出琴身上表面是一个整体平面，这样设计的优点是保证了滑奏演奏技巧的顺畅，又最大限度防止了琴槌头的摩擦损伤；
盒体504设计在硅胶面板510右侧，盒体504上设计有喇叭口406、数码管窗口407、电源输入插口408、耳机插口409；
盒体504设计有底板506，底板506是硬质材料制作，可以是塑胶板或金属板，由4个或6个螺钉505将底板506同时压住硅胶面板510和硅胶底板500打紧于盒体504底部。
盒体504前面设计的是功能操作按键410，包括音量、音色、曲目、变调、选项、设置加/减、播放等按键，将功能操作按键410的电路和琴键开关设计在同一上薄膜和下薄膜上，硅胶面板510设计出按钮形状和图形文字；
从图5中还可以看出，硅胶面板510的下方和硅胶底板500的下方位于琴键4001之间的间隔处设计有纵向贯穿整个面板的硅胶面板凹槽503和硅胶底板凹槽502，目的在于方便弯折，当这种硅胶琴身的平板电子音条琴不使用时可以将琴身收折起来搁放或携带，而收折时就可以避免过多弯及各个琴键4001部分的电路层而可能产生有损坏现象。
图4的平板电子音条琴在使用状态为一平面，不使用的时候可以卷起来，便于携带，不使用时也方便搁放而不占空间，具有较好的实用性。
从图3和图4可以看出，面板琴键排列、功能操作按键分布和盒体设计都完全相同，即可以将两种方案的琴键开关上下电路层和盒体结构，以及IC软件程序设计等都可以共用，不同只是图3方案是将琴键图案层3000设计在上薄膜上，而图4方案却是将琴键图案层400设计在硅胶面板510表面，图4的盒体504仅是在图3盒体308基础上增加一个底板506，如此的设计可以大幅降低设计成本和生产成本。
图6是本发明琴槌的第一种实施例，琴槌杆10.3由塑胶材料制作，琴槌头10.1设计为轱辘形状，由松软型毛毡设计制作，一前一后设置有硅胶垫圈10.2将松软毛毡护在中间，再在琴槌杆10.3的顶端紧配地带上一个塑胶小帽10.4使之不会脱落。
图6所示琴槌的实施例适用于图1和图3的平板电子音条琴，由于琴槌头10.1很软所以演奏时的噪音可以降低到最低；
图7是本发明琴槌的第二种实施例，琴槌杆11.3上设计的是硅胶圆球体11.2，在圆球体的外面再包裹有毛线钩织的外套11.1，选用更粗的毛线效果更好。
图7所示琴槌的第二种实施例适用于图4的硅胶面板510结构的平板电子音条琴，硅胶面板510的关系琴键触发开关的灵敏度需要调整低一些，否则琴键开关会误触发或出现短路，设计硅胶圆球的琴槌头411以适当增加触发琴键的重力，而外面包裹的毛线套作用在于降低琴槌触及硅胶面板510的摩擦力，使之便于一些演奏手法的操作，如滑奏。
图8是本发明平板电子音条琴的一个电子电路实施例，图中MCU主控器单元电路连接所有其它电路起到总体控制作用，按键单元单路包括琴键开关电路和功能操作面板按键电路，当MCU检测到有功能按键操作指令即发送相关信号给数码管显示电路驱动数码管显示各种有关功能(包括音色、音量、节奏、速度、曲目、调性、演奏模式等)的数码显示，当MCU扫描到有琴键开关触发即传递信号给音源flash电路从事先预定的发音表中调出有关数据信号解码为声音信号传输给声音放大输出电路发出相应的琴声，同时运算放大电路中的感应器元件采集到琴槌敲击琴键的震动力度信号并将信号放大整形处理后发送给MCU处理器，MCU即依此对照事先约定的参数传输音量级别信号给音源FLASH电路使之发送琴音时以预定的音量级别以决定声音放大输出电路发声的音量；当MCU检测到有节奏功能键或曲目功能键和播放键操作时，即按预定的程序播放MIDI音乐同时启动LED发光管电路点亮相应位置的LED光管产生有关演奏琴键的提示以方便用户的演奏学习，供电电源电路给上述有关电路提供工作电源。
本发明的三种实施例各有优势，第一实施例造型规则便于包装设计，喇叭直径设计受限小所以可将音质音量做的更好，但造价成本较高，第二实施例琴身不用开模，开发成本低，而且方便制作多种不同规格琴键数量设计的产品，方便给客户量身定做；第三实施例的突出优势在于包装体积小，方便收藏、方便携带，缺点是演奏时需要找一个硬体平面物体来摆放支撑。
图9是乐曲《四小天鹅舞曲》主旋律的前面十小节的简谱记谱，本发明演奏时可以采用滑奏手法使得演奏更加简便，图中向右的箭头501表示琴槌向右滑动3个琴键的演奏，向左的箭头502表示琴槌向左方向滑动5个琴键的演奏，图中可以看到还有很多这样的箭头，都是同样的滑奏，若不用滑奏而是一个一下的敲击琴键演奏每个音符显然演奏难度就要大很多，由此可见，本发明的平板电子音条琴可以将难度较大的演奏变得更为简便。
除滑奏外，本发明的平板电子音条琴还可以演奏打击乐的其它技法，如滚奏、跳奏等。
与现有技术相比，本发明平板电子音条琴通过改变传统音条琴的一贯制作方式，将电子电路和喇叭等引入音条琴，制作出具有较强新颖性和用户体验度的平板电子音条琴，所有琴键设计为一个整体平面，且整排所有琴键的大小和形状相同，均匀排布，既便于演奏(尤其便于演奏“滑奏”这一独特的演奏技巧)又整体美观，而且还便于电子乐器多种功能模式的切换，功能按钮包括类似电子琴等电子乐器的功能操作键，如音量键、音色键、示范曲目键、节奏键、速度键、播放键、变调键等等，使用者通过功能按钮操作可以进行不同模式的切换和功能的选择。此平板电子音条琴的结构简单，功能多样，操作容易，携带方便，拥有多种优美音色，可以带来较好的用户体验度。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种平板电子音条琴，包括盒体、面板、琴槌，盒体内设计有电子电路，其特征在于：所述面板为多层结构设计，面板表面为一完整平面，面板包括并不限于上薄膜、琴键图案层、开关上电路层、绝缘层、开关下电路层、下薄膜，所述琴键图案包括至少一横向或纵向整齐排列的长条形琴键，每排琴键数量至少是13个，所述琴槌包括塑胶琴槌杆和软质琴槌头。
2.如权利要求1所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述盒体为上下盖设计，所述上盖表面从上到下依序设计为上薄膜、琴键图案层、开关上电路层、绝缘层、开关下电路层、下薄膜，所述开关上电路层为无引线设计，所述开关下电路层为有引线设计，所述引线连接电子电路，下盖底部设计有支撑脚，支撑脚由软质材料制作。
3.如权利要求1所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述面板设计为一整体平板，盒体设置于所述平板一侧，平板表面从上到下依序设置为上薄膜、琴键图案层、开关上电路层、绝缘层、开关下电路层、下薄膜，所述平板底部设计有支撑脚，支撑脚由软质材料制作。
4.如权利要求1所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述面板由硅胶材料制作，从上到下依序设计为琴键图案层、硅胶上面板、上薄膜、开关上电路层、绝缘层、开关下电路层、下薄膜和硅胶底面板，盒体设计在面板一侧。
5.如权利要求4所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述硅胶上面板和硅胶底面板朝下开设有纵向的长条凹槽，所述凹槽居中对位于琴键图案层的各琴键之间的空隙。
6.如权利要求1-3中任一项权利要求所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述琴槌头设计为轱辘形状，所述轱辘形状由松软型毛毡设计制作。
7.如权利要求1或4所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述琴槌头设计为硅胶圆球型，包裹有毛线钩织外套。
8.如权利要求1-3中任一项权利要求所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述琴键图案层的各个琴键上设计有透明或半透明LED发光管灯孔。
9.如权利要求4所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述琴键图案层的各个琴键上设计有透明或半透明LED发光管灯孔，下薄膜下方、硅胶底面板之上设计有LED发光管电路层，包括一以导电胶粘附有贴片LED发光管的导电薄膜或焊接有贴片LED发光管的柔性电路板，硅胶上面板底面设计有圆形凹槽、上薄膜和下薄膜设计有圆孔避空LED发光管。
10.如权利要求1所述的平板电子音条琴，其特征在于：所述电子电路包括MCU主控器单元电路、音源FLASH存储器电路、按键单元电路、运算放大电路、led发光管电路、数码管显示单元电路、声音播放单元电路以及电源供电电路，所述运算放大电路包括至少两个以上的压电陶瓷片感应电路。
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