CN105448285A - 具有蛛网状传感器的电子鼓和钹 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子打击乐器，包括打击时产生振动的打击构件，共振构件，和振动阻尼构件。共振构件可包括位于共振构件中心的中心部，多个从中心部径向延伸的径向部，和多个环状部。每个径向部可横贯并连接多个环状部中的至少一些。所述多个环状部的环状部可每个同心地彼此相邻排列。振动阻尼构件，设置在打击构件和共振构件之间并与打击构件及共振构件直接接触，可将由打击构件发出的振动传播至共振构件。

Description

具有蛛网状传感器的电子鼓和钹
相关专利申请的交叉参考
本申请是申请号为13/612,508，申请日为2012年9月12日的美国专利申请的部分继续申请案，此处整体引入该美国专利申请用于参考。
技术领域
本发明涉及电子乐器领域，以及更具体地涉及电子打击乐器。
背景技术
有各种类型的电子乐器，包括电子打击乐器。电子鼓，也称为数字鼓，是一种普通的电子打击乐器并通常分类为鼓垫和钹。一般，鼓垫由橡胶垫或网型垫构成。
在由橡胶垫构成的传统鼓垫中，薄金属板附着在橡胶垫上，在薄金属板的中心或其中心附近设置有压电传感器。在传统的钹中，压电传感器直接设置在橡胶垫上。图12是传统电子鼓垫示意图以及图13是传统电子钹示意图。如图12和图13所示，压电传感器的信号检测范围小，尤其是相较于鼓垫和钹的打击区域的尺寸时。如果鼓垫或钹的打击区域的尺寸也小，这可能不是一个重要问题。然而，相对于非电子鼓垫或钹为1:1比例的电子鼓垫或钹有相对较大的打击区域，因此，关于在打击区域外围打击的压电传感器灵敏度可能被削弱。进一步地，由打击区域的打击产生并由压电传感器感测的振动和压电传感器发出的产生电子打击音的信号可能是不稳定的。如此发出的电子音往往不够理想。
发明内容
本发明提供电子打击乐器的各种实施例，如电子鼓或电子钹。与现有的电子打击乐器相比，根据本发明的电子打击乐器产生具有改进的稳定性的发出电子音的信号。另外，根据本发明的电子打击乐器关于打击区域的尺寸增加了信号检测范围。
一方面，电子打击乐器可包括打击时产生振动的打击构件、共振构件，和振动阻尼构件。共振构件可包括位于共振构件中心的中心部，多个从中心部径向延伸的径向部，和多个环状部。每个径向部可横贯并连接多个环状部中的至少一些。所述多个环状部的环状部每个同心地彼此相邻排列。振动阻尼构件，设置在打击构件和共振构件之间并与打击构件及共振构件直接接触，可将由打击构件发出的振动传播至共振构件。
在至少一些实施例中，至少一个共振构件径向部的宽度，如沿着关于中心部的径向的两个或更多个点所测量的，可从中心部到远离中心部的至少一个径向部的远端逐渐增加。
在至少一些实施例中，多个环状部的第一环状部的半径可小于多个环状部的第二环状部的半径，第一环状部的宽度可小于第二环状部的宽度。
在至少一些实施例中，所述共振构件的形状一般可为圆形。
在至少一些实施例中，所述共振构件的直径介于大约8英寸至大约16英寸之间。
在至少一些实施例中，所述共振构件的厚度介于大约0.3毫米至大约5.0毫米之间。
在至少一些实施例中，面向打击构件的共振构件主表面的轮廓可近似匹配面向共振构件的打击构件主表面一部分的轮廓。
在至少一些实施例中，所述共振构件可包括塑料。
在至少一些实施例中，所述共振构件可包括金属材料。
在至少一些实施例中，所述振动阻尼构件可包括多个阻尼垫，且至少一些阻尼垫设置在打击构件和共振构件的至少一些环状部，一些径向部，或一些环状部和径向部之间。
在至少一些实施例中，所述振动阻尼构件可包括多个阻尼垫，且至少一些阻尼垫设置在打击构件和至少一些共振构件的径向部之间。
在至少一些实施例中，所述振动阻尼构件可包括泡沫材料。
在至少一些实施例中，所述振动阻尼构件可包括硅基材料。
在至少一些实施例中，所述电子打击乐器还可包括电子发音单元。连接到共振构件的电子发音单元可通过振动阻尼构件和共振构件感测打击构件的振动而输出用于发出电子打击音的信号。
在至少一些实施例中，所述电子发音单元可包括传感器和耦合到所述传感器的电路。传感器可感测振动并产生基于所述振动的电子信号。电路可接收所述电子信号并发出电子打击音。
在至少一些实施例中，所述传感器可包括压电传感器。
在至少一些实施例中，所述传感器可至少部分地设置在共振构件的中心部上并在面向打击构件的中心部的一个面上。
在至少一些实施例中，所述传感器可至少部分地设置在共振构件的中心部上并在背向打击构件的中心部的一个面上。
在至少一些实施例中，所述打击构件可包括金属板。
在至少一些实施例中，所述打击构件还可包括橡胶垫，且所述金属板可设置在橡胶垫和共振构件之间。
在至少一些实施例中，所述电子打击乐器还可包括箍(hoop)和托盘(holder)。打击构件、共振构件、振动阻尼构件和电子发音单元的至少一部分可设置在箍和托盘之间。
本发明内容用于介绍有关具有蛛网状传感器的电子打击乐器的概念。电子打击乐器的一些实施例下面将进一步详细描述。本发明内容不是旨在确认要求保护的主题的必要特征，也不是旨在用于确定要求保护主题的范围
附图的简要说明
包含的附图供进一步地理解本发明，并被纳入本发明构成本发明的一部分。附图说明本发明的实施例，以及与文字描述一起，有助于解释本发明的原理。应当理解，为了清楚地说明本发明的概念，附图不必成比例，某些部件相对于实际实施中的尺寸不成比例地显示。
图1是根据本发明一个实施例的电子打击乐器组装的分解图。
图2是图1中电子打击乐器共振构件的仰视图。
图3是图1中电子打击乐器共振构件的侧视图。
图4是图1中电子打击乐器组装的仰视图。
图5是根据本发明另一个实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。
图6是根据本发明再一个实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。
图7是根据本发明又一个实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。
图8是根据本发明另一个实施例的电子打击乐器组装的分解图。
图9是图8中电子打击乐器组装的仰视图。
图10是传统电子打击乐器中信号灵敏度对打击区域半径的曲线图。
图11是根据本发明一个实施例的电子打击乐器中信号灵敏度对打击区域半径的曲线图。
图12是传统电子鼓的俯视图。
图13是传统电子钹的俯视图。
图14是根据本发明一个实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。
图15是根据本发明另一个实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。
图16是根据本发明再一个实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。
图17是根据本发明又一个实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。
图18是根据本发明还一个实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。
具体实施方式
概述
根据本发明的电子打击乐器运用一个新颖的共振构件。当打击构件被用户敲击、击打或以其他方式打击时，经由共振阻尼构件，共振构件响应于感测由电子打击乐器的打击构件产生的振动而感测共振。共振构件包括中心部、多个从中心部径向延伸的径向部，和多个环状部。每个环状部设置在两个径向部之间并与另两个径向部连接。每个径向部通过一个或多个环状部分别连接到相邻的径向部。相应地，共振构件有大体上像蜘蛛网一样的结构，并用它的蛛网状结构充当振动的有效传感器。共振构件的轮廓可采用以适合电子打击乐器的打击构件的特殊形状和尺寸，如，金属板或金属板与橡胶垫的结合。这样本发明所述电子打击乐器压电传感器由此产生的信号检测范围相对大，即，覆盖打击构件的大部分区域，且发出电子打击音的信号是稳定的。
实施例
图1-4示出了根据本发明一个实施例的电子打击乐器100的各种视图。图5-7示出了根据本发明另一个实施例的电子打击乐器共振构件各种实施例的俯视图。如图1-4所示，电子打击乐器100包括打击构件110、共振构件120、振动阻尼构件130和电子发音单元140。
打击构件110配置为当打击时产生振动。如，打击构件110可为金属板，如，钢板(如，当电子打击乐器100是电子鼓时)。在一些实施例中，当电子打击乐器100是电子鼓时，如图1中所描绘的，打击构件110可为金属板，如钢板并进一步包括橡胶垫115。在那样的情形下，金属板可被设置在橡胶垫115和共振构件120之间。
共振构件120配置为感测由打击构件110发出的振动并且与之共振。如图1所示，共振构件120具有蛛网状结构或形状，并包括中心部(即，中间的部分)，多个从中心部径向延伸的径向部，和多个环状部。更具体地说，如图1所示，共振构件120的每个环状部设置在两个径向部之间并分别与两个径向部连接。另外，共振构件120的每个径向部通过一个或多个环状部分别连接到相邻的一个径向部。
共振构件120的轮廓可呈现各种形状。图5-7示出了一些例子，因此，可理解为本发明的范围不限于此。图5示出了电子打击构件500，其包括打击构件510、共振构件520、振动阻尼构件530和电子发音单元540。如图5所示，面向打击构件510的共振构件520主表面的轮廓通常是多边形的。图6示出了电子打击构件600，其包括打击构件610、共振构件620、振动阻尼构件630和电子发音单元640。如图6所示，面向打击构件610的共振构件620主表面的轮廓通常是扇形的。图7示出了电子打击构件700，其包括打击构件710、共振构件720、振动阻尼构件730和电子发音单元740。如图7所示，面向打击构件710的共振构件720主表面的轮廓通常是圆形的。
在一些实施例中，为最大限度地增大检测范围，面向打击构件120的共振构件110主表面的轮廓可近似匹配于面向共振构件120的打击构件110主表面一部分的轮廓。
在一些实施例中，共振构件120包括塑料。可选地，在另一些实施例中，共振构件120包括金属材料。
振动阻尼构件130设置在打击构件110和共振构件120之间并与打击构件110及共振构件120直接接触，并且配置为将由打击构件110发出的振动传播至共振构件120。在一些实施例中，如图1所示，振动阻尼构件130包括多个设置在打击构件110和共振构件120的环状部之间的由软性材料构成的阻尼垫。在另一些实施例中，振动阻尼构件130可包括多个设置在打击构件110和共振构件120的径向部之间的由软性材料构成的阻尼垫。可选地，振动阻尼构件130可包括多个设置在打击构件110和共振构件120的一些或所有径向部以及一些或所有环状部之间的由软性材料构成的阻尼垫。
在一些实施例中，振动阻尼构件130包括泡沫材料。可选地，在另一些实施例中，振动阻尼构件130包括硅基材料。在一些实施例中，共振构件120的厚度大约介于0.3毫米至5.0毫米之间。
电子发音单元140连接到共振构件120且配置为通过振动阻尼构件130和共振构件120感测打击构件110的振动并输出用于发出电子打击音的电子信号。在一些实施例中，电子发音单元140包括传感器，如，压电传感器。在一些实施例中，电子发音单元140包括传感器和耦合到传感器的电路145，电路145发出信号使一个或多个扬声器发出电子打击音。
在一些实施例中，电子发音单元140的传感器至少部分地设置在共振构件120的中心部上并在面向打击构件110中心部的一个面上。如，传感器可设置在共振构件120上并位于打击构件110和共振构件120之间，如图5-7所示。在另一些实施例中，电子发音单元140的传感器至少部分地设置在共振构件120的中心部上并在背向打击构件110中心部的一个面上。如，传感器可设置在共振构件120上但不位于打击构件110和共振构件120之间，如图1-4所示。
在一些实施例中，如图1所示，电子打击乐器100还包括箍150和托盘160以便打击构件110、共振构件120、振动阻尼构件130和电子发音单元140的至少一部分设置在箍150和托盘160之间。箍150可以是如由橡胶构成的橡胶箍。托盘160可以是如由塑料构成的塑料托盘。
图8-9示出了根据本发明另一个实施例的电子打击乐器800的各种视图。如图8-9所示，电子打击乐器800包括打击构件810、共振构件820、振动阻尼构件830和电子发音单元840。
打击构件810配置为当打击时产生振动。如打击构件810可为金属板，如钢板(如，当电子打击乐器800是电子钹时)。
共振构件820配置为感测由打击构件810发出的振动并且与之共振。如图8所示，共振构件820具有部分蛛网状结构或形状并包括中心部(即，中间的部分)、多个从中心部径向延伸的径向部、和多个环状部。更具体地，如图8所示，共振构件820的每个环状部设置在两个径向部之间并分别与两个径向部连接。另外，共振构件820的每个径向部通过一个或多个环状部分别连接到相邻的一个径向部。
共振构件820的轮廓可呈现各种形状，如图5-8所示的那些。为了简洁，图5-7的详细描述将不再重复。
在一些实施例中，为最大限度地增大检测范围，面向打击构件820的共振构件810主表面的轮廓可近似匹配面向共振构件820的打击构件810主表面一部分的轮廓。
在一些实施例中，共振构件820包括塑料。可选地，在另一些实施例中，共振构件820包括金属材料。
振动阻尼构件830设置在打击构件810和共振构件820之间并与打击构件810及共振构件820直接接触，并配置为将由打击构件810发出的振动传播至共振构件820。如图8所示，在一些实施例中，振动阻尼构件830包括多个设置在打击构件810和共振构件820的环状部之间的由软性材料构成的阻尼垫。在另一些实施例中，振动阻尼构件830可包括多个设置在打击构件810和共振构件820的径向部之间的由软性材料构成的阻尼垫。可选地，振动阻尼构件830可包括多个设置在打击构件810和共振构件820的一些或所有径向部以及一些或所有环状部之间的由软性材料构成的阻尼垫。
在一些实施例中，振动阻尼构件830包括泡沫材料构成。可选地，在另一些实施例中，振动阻尼构件830包括硅基材料。在一些实施例中，共振构件820的厚度大约介于0.3毫米至5.0毫米之间。
电子发音单元840连接到共振构件820且配置为通过振动阻尼构件830和共振构件820感测打击构件810的振动并输出用于发出电子打击音的电子信号。在一些实施例中，电子发音单元840包括传感器，如，压电传感器。在一些实施例中，电子发音单元840包括传感器和耦合到传感器的电路845，电路845发出信号使一个或多个扬声器发出电子打击音。
在一些实施例中，电子发音单元840的传感器至少部分地设置在共振构件820的中心部上并在面向打击构件810中心部的一个面上。如，传感器可设置在共振构件820上并位于打击构件810和共振构件8208之间。在另一些实施例中，电子发音单元840的传感器至少部分地设置在共振构件820的中心部上并在背向打击构件810中心部的一个面上。如，传感器可设置在共振构件820上但不位于打击构件810和共振构件820之间，如图8所示。
图10是传统电子打击乐器中信号灵敏度对打击区域半径的曲线图。图11是根据本发明一个实施例的电子打击乐器中信号灵敏度对打击区域半径的曲线图。图10和图11中每个曲线图的水平轴表示打击构件110或810的半径，从打击构件110或810的中心(即，0厘米)到边缘测得。图10和图11中每个曲线图的垂直轴表示由电子发音单元140或840的传感器感测的信号强度。如图10所示，未使用本发明所述的蛛网状共振构件的传统电子打击乐器中的信号强度相对不稳定，如打击构件中心和边缘附近的信号强度显得强而打击构件中心和边缘之间的信号强度显得弱。相反，本发明所述的电子打击乐器中的信号强度相对稳定并更线性化(越向打击构件110或810的中心越强，越向打击构件110或810的边缘越弱)。
图14-18均示出了根据本发明不同实施例的电子打击乐器共振构件的俯视图。尤其，图14示出了共振构件1400，图15示出了共振构件1500，图16示出了共振构件1600，图17示出了共振构件1700，和图18示出了共振构件1800。
如图14-18中每个所示，每个共振构件1400，1500，1600，1700和1800包括位于共振构件中心的中心部，多个从中心部径向延伸的径向部，和多个环状部。每个径向部横贯并连接多个环状部中的至少一些。所述多个环状部的环状部可每个环状部彼此相邻同心地排列。
在至少一些实施例中，共振构件1400/1500/1600/1700/1800的至少一个径向部的宽度，如沿着关于中心部的径向的两个或更多个点所测量的，可从中心部到远离中心部的至少一个径向部的远端逐渐增加。
在至少一些实施例中，多个环状部的第一环状部的半径可小于多个环状部的第二环状部的半径，第一环状部的宽度可小于第二环状部的宽度。
在至少一些实施例中，共振构件的形状一般可为圆形。
在至少一些实施例中，共振构件的直径介于大约8英寸至大约16英寸之间。如，共振构件1400的直径大约可为8英寸或10英寸，共振构件1500的直径大约可为12英寸，共振构件1600的直径大约可为13英寸，共振构件1700的直径大约可为14英寸，和共振构件1800的直径大约可为16英寸。
在至少一些实施例中，共振构件的厚度介于大约0.3毫米至大约5.0毫米之间。
相较于共振构件120，620，720和820，每个共振构件1400，1500，1600，1700和1800有更多的径向部，或茎(stem)。有利地，径向部，或茎数量的增加，使更密集的声波和更多样本在给定时段内被电子发音单元采集，从而最大限度地减少对击打打击构件的力误判的可能性。
此外，随着环状部的宽度增加，从更靠近中心部的环状部到远离中心部的环状部，可获得来自打击构件边缘击打的声波的向下倾斜的曲线，从而最大限度地减少双触发(doubletrigger)。
补充和可选的实施说明
上述技术、装置和设备属于电子打击乐器，如电子鼓和电子钹，具有蛛网状传感器。虽然本技术已用特定与某种应用的语言进行了具体描述，但要明白从属权利要求不是必须限定此处描述的具体特征或应用。相反，具体特征和应用作为实现本技术的示范形式公开。
在上述示范性实施例中，为了解释的目的，阐述了具体数字、材料配置和其他细节被阐述以更好地说明本发明，如权利要求所述。然而，很明显，对本技术领域熟练的人来说，除了此处描述的示范性实施例，可用不同的细节来实施要求保护的本发明。在其他实施例中，众所周知的特征被忽略或简化以阐明示范性实施例。
发明人意在所描述的示范性实施是主要的例子。发明人不希望这些示范性实施限制从属权利要求的范围。相反，发明人设想，要求保护的本发明也可以其他方式被体现和实施，连同其他现有的或将来的技术。
此外，词“示范的”用于此处意为充当例子、实例，或示例。此处描述作为“示范的”任何方面或设计非必须解释为相对于其他方面或设计是优选的或有利的。相反，如此处描述的上下文所指出的，使用词“示范的”旨在以具体的方式呈现概念和技术。术语“技术”，如，可指一个或多个装置、设备、系统、方法、制造工艺、和/或计算机可读的指令。
如本申请中所使用的，术语“或”意指包含的“或”而非排他的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文清楚的，“X采用A或B”意指任何自然包容性的排列。也就是说，如果X采用A；X采用B；或X采用A和B两者，则在上述任何实例下，满足“X采用A或B”。另外，本申请和从属权利要求中使用的冠词“a”和“an”一般应解释为“一个或多个”，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式。
为了本发明的公开及后面的权利要求，术语“耦合”和“连接”可被用来描述各种元件的接口方式。这样描述的各种元件的连接可为直接的或间接的。

Claims (20)

1.一种电子打击乐器，包括：
打击时产生振动的打击构件；
与所述振动共振的共振构件，所述共振构件包括位于所述共振构件中心的中心部，从所述中心部径向延伸的多个径向部，和多个环状部，其特征在于：
每个所述径向部横贯并连接所述多个环状部中的至少一些，和
所述多个环状部中每个环状部彼此相邻同心地排列；和
振动阻尼构件，设置在所述打击构件和所述共振构件之间并与所述打击构件及所述共振构件直接接触，将由所述打击构件发出的所述振动传播至所述共振构件。
2.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，至少一个所述共振构件的径向部的宽度，根据沿着关于中心部的径向的两个或更多个点所测量的，从所述中心部到远离所述中心部的至少一个所述径向部的远端逐渐增加。
3.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述多个环状部的第一环状部的半径小于多个环状部的第二环状部的半径，并且其中所述第一环状部的宽度小于所述第二环状部的宽度。
4.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述共振构件的形状大致为圆形。
5.根据权利要求4所述的电子打击乐器，其特征在于，所述共振构件的直径介于大约8英寸至大约16英寸之间。
6.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述共振构件的厚度介于大约0.3毫米至大约5.0毫米之间。
7.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，面向所述打击构件的所述共振构件的主表面的轮廓可近似匹配面向所述共振构件的所述打击构件的主表面一部分的轮廓。
8.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述共振构件包括塑料材料。
9.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述共振构件包括金属材料。
10.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述振动阻尼构件包括多个阻尼垫，并且其中至少一些阻尼垫设置在所述打击构件和所述共振构件的至少一些所述环状部，一些所述径向部，或一些所述环状部及径向部之间。
11.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述振动阻尼构件包括多个阻尼垫，并且其中至少一些所述阻尼垫设置在所述打击构件和所述共振构件的至少一些所述径向部之间。
12.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述振动阻尼构件包括泡沫材料。
13.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述振动阻尼构件包括硅基材料。
14.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，还包括：
电子发音单元，其连接到所述共振构件，通过所述共振构件感测所述振动并且输出用于发出电子打击音的信号。
15.根据权利要求14所述的电子打击乐器，其特征在于，所述电子发音单元包括：
传感器，其感测所述振动并基于所述振动产生电子信号；和
电路，其耦合到所述传感器，接收所述电子信号并发出所述电子打击音。
16.根据权利要求15所述的电子打击乐器，其特征在于，所述传感器包括压电传感器。
17.根据权利要求15所述的电子打击乐器，其特征在于，所述传感器至少部分地设置在所述共振构件的所述中心部上并在面向所述打击构件的所述中心部的一个面上。
18.根据权利要求15所述的电子打击乐器，其特征在于，所述传感器至少部分地设置在所述共振构件的所述中心部上并在背向所述打击构件的所述中心部的一个面上。
19.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，所述打击构件包括金属板和橡胶垫，并且其中所述金属板设置在所述橡胶垫和所述共振构件之间。
20.根据权利要求1所述的电子打击乐器，其特征在于，还包括：
箍；和托盘，其中所述打击构件、所述共振构件、所述振动阻尼构件，和所述电子发音单元的至少一部分设置在所述箍和所述托盘之间。
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