CN105719627A - 新型数码钢琴及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型数码钢琴及其工作方法，包括琴架、键盘组件、检测装置、键盘信息采集模块、踏板感应模块和控制装置。上述数码钢琴配备了与传统机械钢琴相同的键盘组件，并通过将所述检测装置位于所述检测通道内，所述键盘组件穿设于所述检测通道，所述检测装置、所述键盘信息采集模块、所述踏板感应模块均与所述控制装置通信连接，当进行钢琴弹奏时，会将人们的手指弹奏和脚步踩踏运动信号迅速转化为相应的控制装置内预存的音源波库的音符信息予以输出，使得该数码钢琴弹奏的音色好、手感佳，且其结构简单，体积轻小，制造成本低。

Description

新型数码钢琴及其工作方法

技术领域

本发明涉及钢琴装置技术领域，特别是涉及一种新型数码钢琴及其工作方法。

背景技术

数码钢琴由于其使用方便、体积轻小等优点被越来越广泛的使用，同时数码钢琴比传统机械钢琴相比多了许多“数码”特有的功能。在我国通常将数码钢琴也统称为"电钢琴"，数码钢琴用数码技术(脉冲编码调制技术)代替模拟技术。数码钢琴与传统钢琴相比，在组成结构上少了钢架、琴弦、音板、击弦机等部件，因此在弹奏时的手感以及发出的音色和声响等方面与传统钢琴相比具有较大的差别，因此，目前市场上的数码钢琴在音色、手感等方面来说只是努力接近传统钢琴。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种弹奏的音色和手感好、结构简单且制造成本低的新型数码钢琴及其工作方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种新型数码钢琴，包括琴架、键盘组件、检测装置、键盘信息采集模块、踏板感应模块和控制装置，所述键盘组件、所述检测装置、所述键盘信息采集模块、所述踏板感应模块和所述控制装置均固定于所述琴架，所述琴架具有检测通道，所述检测装置位于所述检测通道内，所述键盘组件穿设于所述检测通道，所述检测装置、所述键盘信息采集模块、所述踏板感应模块均与所述控制装置通信连接。

下面对进一步地技术方案进行说明：

进一步地，所述键盘组件包括键架、及固定于所述键架的键子组件，所述键子组件包括多个交替布置的第一键子和第二键子，所述检测装置包括多个检测元件，多个所述检测元件分别与多个所述第一键子和所述第二键子一一对应。

进一步地，多个所述检测元件均设有至少两个检测开关，两个所述检测开关均与所述第一键子或所述第二键子相对设置。

进一步地，还包括固定于所述琴架上的击弦机系统和弦槌垫，所述击弦机系统包括弦槌组件，所述弦槌组件包括依次连接的弦槌、槌柄和转击器，所述弦槌垫与所述弦槌相对布置。

进一步地，所述击弦机系统还包括联杆装置和顶杆装置，所述联杆装置包括联动杆和挡接木，所述顶杆装置包括顶杆和顶杆凸部，所述联动杆与所述挡接木连接，所述顶杆可转动地固定于所述联动杆，且所述顶杆远离所述联动杆的一端与所述转击器抵紧接触。

进一步地，所述击弦机系统还包括支架、及设置于所述支架上的背挡组件，所述背挡组件包括相互连接的背挡和背挡毡，所述背挡毡与所述槌柄连接。

进一步地，还包括音板，所述音板设置于所述琴架上并与所述弦槌垫连接。

本发明还提供一种如上述权利要求任一项所述的新型数码钢琴的工作方法，具体包括如下步骤：

S1：数码钢琴的键盘组件和踏板动作；

S2：检测装置将检测到的键盘组件运动信息输出信号至键盘信息采集模块，键盘信息采集模块将该信号输出至控制装置，同时，踏板感应模块将检测到的踏板运动信息输出信号至控制装置；

S3：控制装置分析处理键盘组件运动信号和踏板运动信号，并转换成相应的音频信号输出。

进一步地，在步骤S3中还包括根据分析处理后的键盘组件运动信号和踏板运动信号，控制装置从预存的音源波库中调取相应的音符信息。

本发明的有益效果在于：

上述新型数码钢琴配备了与传统机械钢琴相同的键盘组件，并通过将所述检测装置位于所述检测通道内，所述键盘组件穿设于所述检测通道，所述检测装置、所述键盘信息采集模块、所述踏板感应模块均与所述控制装置通信连接，当进行钢琴弹奏时，会将人们的手指弹奏和脚步踩踏运动信号迅速转化为相应的控制装置内预存的音源波库的音符信息予以输出，使得该数码钢琴弹奏的音色好、手感佳，且其结构简单，体积轻小，制造成本低。

上述新型数码钢琴的工作方法通过配备了与传统机械钢琴相同的键盘组件的数码钢琴，并通过将所述检测装置位于所述检测通道内，所述键盘组件穿设于所述检测通道，所述检测装置、所述键盘信息采集模块、所述踏板感应模块均与所述控制装置通信连接，当进行钢琴弹奏时，会将人们的手指弹奏和脚步踩踏运动信号迅速转化为相应的控制装置内预存的音源波库的音符信息予以输出，使得该数码钢琴弹奏的音色好、手感佳，且其结构简单，体积轻小，制造成本低。

附图说明

图1为本发明实施例所述的新型数码钢琴的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的新型数码钢琴的A处局部放大图。

附图标记说明：

100、琴架，120、检测通道，200、键盘组件，220、键架，240、键子组件，242、第一键子，244、第二键子，300、检测装置，320、检测元件，322、检测开关，400、键盘信息采集模块，500、踏板感应模块，600、控制装置，700、击弦机系统，720、弦槌组件，722、弦槌，724、槌柄，726、转击器，740、联杆装置，742、联动杆，744、挡接木，760、顶杆装置，762、顶杆，764、顶杆凸部，800、弦槌垫，820、支架，840、背挡组件，842、背挡，844、背挡毡，900、音板。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种新型数码钢琴，包括琴架100、键盘组件200、检测装置300、键盘信息采集模块400、踏板感应模块500和控制装置600，所述键盘组件200、所述检测装置300、所述键盘信息采集模块400、所述踏板感应模块500和所述控制装置600均固定于所述琴架100，所述琴架100具有检测通道120，所述检测装置300位于所述检测通道120内，所述键盘组件200穿设于所述检测通道120，所述检测装置300、所述键盘信息采集模块400、所述踏板感应模块500均与所述控制装置600通信连接。

其中，所述琴架100包括琴台，琴台上预设有所述检测通道120，上述检测装置300优选为光电传感器，且其数量为多个，多个光电传感器与所述键盘组件200所包括的键子数量相适配，且均安装于所述检测通道120内，所述键盘组件200则位于所述检测通道120的上方，当人们进行弹奏时，光电传感器和所述踏板感应模块500会分别检测到键子和踏板的运动，同时键子的运动信号会通过所述键盘信息采集模块400反馈给所述控制装置600进行分析和处理，之后从预存于所述控制装置600内的音源波库内调取相应的音符信号到外放设备上，从而完成弹奏过程。通过灵敏度高的检测装置300以及具备有顶尖传统钢琴音色的音源波库可以使该新型数码钢琴弹奏出的音色好，弹奏的手感佳，使得其弹奏质量可以媲美与传统机械钢琴，且其工作原理简单，结构轻小，制造成本低。上述外放设备可以是喇叭、音箱或耳机等。

所述键盘组件200包括键架220、及固定于所述键架220的键子组件240，所述键子组件240包括多个交替布置的第一键子242和第二键子244，所述检测装置300包括多个检测元件320，多个所述检测元件320分别与多个所述第一键子242和所述第二键子244一一对应。

上述第一键子242和第二键子244分别代表钢琴的黑键和白键，通过所述键架220对黑键和白键起到良好的固定作用，从而使本新型数码钢琴具有优良的使用寿命。其次通过设置多个所述检测元件320，并保证一个键子与一个所述检测元件320形成一一对应的布置关系，可以确保每个键子的运动都能被及时、无误的检测到并形成相应的运动信号输出给控制装置600形成对应的音色，从而较大程度上提高了该新型数码钢琴的工作可靠性。

此外，多个所述检测元件320均设有至少两个检测开关322，两个所述检测开关322均与所述第一键子242或所述第二键子244相对设置。

在优选的实施例中，每个光电传感器都具备至少两个检测开关322，在工作时，两个检测开关322均会对键子的运动进行检测、采集信号，然后通过所述键盘信息采集模块400将信号输出给所述控制装置600进行分析处理，如此可以减小采集信号的误差，通过综合分析两个所述检测开关322的采集信号，可以进一步提高信号的精度，使得对应调取的音色更加逼真，从而进一步地提高了数码钢琴的工作可靠性。当然，在其他实施例中采用一个检测开关322的光电传感器也在本发明的保护范围内。

上述新型数码钢琴还包括固定于所述琴架100上的击弦机系统700和弦槌垫800，所述击弦机系统700包括弦槌组件720，所述弦槌组件720包括依次连接的弦槌722、槌柄724和转击器726，所述弦槌垫800与所述弦槌722相对布置。

其中，上述弦槌垫800替代机械钢琴中琴弦的角色，所述弦槌垫800采用弹性性能良好的橡胶材料制作，弹奏时，所述弦槌722通过所述槌柄724的带动与所述弦槌垫800产生敲击时，可以较为逼真的模拟出机械钢琴弹奏时弦槌722敲击琴弦的反弹感，使得该新型数码钢琴的弹奏效果更好、更逼真。

进一步地，所述击弦机系统700还包括联杆装置740和顶杆装置760，所述联杆装置740包括联动杆742和挡接木744，所述顶杆装置760包括顶杆762和顶杆凸部764，所述联动杆742与所述挡接木744连接，所述顶杆762可转动地固定于所述联动杆742，且所述顶杆762远离所述联动杆742的一端与所述转击器726抵紧接触。

弹奏时，琴键运动带动卡钉向上运动，从而使所述联动杆742旋转，同时带动所述挡接木744向上运动，之后所述顶杆762的顶端与所述转击器726抵紧接触，从而将所述弦槌组件720上推，使所述弦槌722慢慢与所述弦槌垫800靠近，并在接触的前一刻形成“断联”现象，由此使得本新型数码钢琴的弹奏手感更加贴近传统机械钢琴，手感更佳。同时，上述连接结构更加紧凑，进一步减小钢琴的整体尺寸。

进一步地，所述击弦机系统700还包括支架820、及设置于所述支架820上的背挡组件840，所述背挡组件840包括相互连接的背挡842和背挡毡844，所述背挡毡844与所述槌柄724连接。

通过在所述支架820上安装所述背挡组件840，并保证所述背挡毡844与所述槌柄724连接，可以使钢琴在长时间弹奏使用中具有更好的稳定性和耐候性，确保其工作可靠。

上述新型数码钢琴还包括音板900，所述音板900设置于所述琴架100上并与所述弦槌垫800连接。所述音板900安装在所述琴架100上并位于所述弦槌垫800后，当所述弦槌722敲击所述弦槌垫800后，所述音板900能够充当使者的角色，将敲击产生的振动转化成对应的音色发出，从而使所述数码钢琴具备良好的工作效果。

本发明还提供一种如上述权利要求任一项所述的新型数码钢琴的工作方法，具体包括如下步骤：

S1：数码钢琴的键盘组件200和踏板动作；

S2：检测装置300将检测到的键盘组件200运动信息输出信号至键盘信息采集模块400，键盘信息采集模块400将该信号输出至控制装置600，同时，踏板感应模块500将检测到的踏板运动信息输出信号至控制装置600；

S3：控制装置600分析处理键盘组件运动信号和踏板运动信号，并转换成相应的音频信号输出。

上述新型数码钢琴的工作方法通过配备了与传统机械钢琴相同的键盘组件200的数码钢琴，并通过将所述检测装置300位于所述检测通道120内，所述键盘组件200穿设于所述检测通道120，所述检测装置300、所述键盘信息采集模块400、所述踏板感应模块500均与所述控制装置600通信连接，当进行钢琴弹奏时，会将人们的手指弹奏和脚步踩踏运动信号迅速转化为相应的控制装置600内预存的音源波库的音符信息予以输出，使得该数码钢琴弹奏的音色好、手感佳，且其结构简单，体积轻小，制造成本低。具体的，所述检测元件320检测到的信号可以转化成演奏者的弹奏速度、力度、频率等信息，不同水平的数据会相应的与音源波库内的音符信息一一对应，即控制装置检测到某一数值时，即会调用相对应的音符信息予以输出，也就是人们听到的弹奏的声音。

进一步地，在步骤S3中还包括根据分析处理后的键盘组件运动信号和踏板运动信号，控制装置600从预存的音源波库中调取相应的音符信息。

所述音源波库为储存了各种音色和音调的集合，其音源采用国际顶尖传统钢琴的音色，通过分析处理后的键盘组件运动信号和踏板运动信号会与其中的某一个音色或音调对应，之后通过所述控制装置600调用该音色或音调，并由外放设备输出至人耳，由此通过该音源波库可以是本数码钢琴具备优秀的各种音色，工作时只需要从其中调用相应的音符即可，在保证本数码钢琴的音色效果好的同时，还使得工作更为简单可靠。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种新型数码钢琴，其特征在于，包括琴架、键盘组件、检测装置、键盘信息采集模块、踏板感应模块和控制装置，所述键盘组件、所述检测装置、所述键盘信息采集模块、所述踏板感应模块和所述控制装置均固定于所述琴架，所述琴架具有检测通道，所述检测装置位于所述检测通道内，所述键盘组件穿设于所述检测通道，所述检测装置、所述键盘信息采集模块、所述踏板感应模块均与所述控制装置通信连接。

2.根据权利要求1所述的新型数码钢琴，其特征在于，所述键盘组件包括键架、及固定于所述键架的键子组件，所述键子组件包括多个交替布置的第一键子和第二键子，所述检测装置包括多个检测元件，多个所述检测元件分别与多个所述第一键子和所述第二键子一一对应。

3.根据权利要求2所述的新型数码钢琴，其特征在于，多个所述检测元件均设有至少两个检测开关，两个所述检测开关均与所述第一键子或所述第二键子相对设置。

4.根据权利要求1所述的新型数码钢琴，其特征在于，还包括固定于所述琴架上的击弦机系统和弦槌垫，所述击弦机系统包括弦槌组件，所述弦槌组件包括依次连接的弦槌、槌柄和转击器，所述弦槌垫与所述弦槌相对布置。

5.根据权利要求4所述的新型数码钢琴，其特征在于，所述击弦机系统还包括联杆装置和顶杆装置，所述联杆装置包括联动杆和挡接木，所述顶杆装置包括顶杆和顶杆凸部，所述联动杆与所述挡接木连接，所述顶杆可转动地固定于所述联动杆，且所述顶杆远离所述联动杆的一端与所述转击器抵紧接触。

6.根据权利要求4所述的新型数码钢琴，其特征在于，所述击弦机系统还包括支架、及设置于所述支架上的背挡组件，所述背挡组件包括相互连接的背挡和背挡毡，所述背挡毡与所述槌柄连接。

7.根据权利要求4所述的新型数码钢琴，其特征在于，还包括音板，所述音板设置于所述琴架上并与所述弦槌垫连接。

8.一种如上述权利要求1至7任一项所述的新型数码钢琴的工作方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：数码钢琴的键盘组件和踏板动作；

S2：检测装置将检测到的键盘组件运动信息输出信号至键盘信息采集模块，键盘信息采集模块将该信号输出至控制装置，同时，踏板感应模块将检测到的踏板运动信息输出信号至控制装置；

S3：控制装置分析处理键盘组件运动信号和踏板运动信号，并转换成相应的音频信号输出。

9.根据权利要求8所述的新型数码钢琴的工作方法，其特征在于，在步骤S3中还包括根据分析处理后的键盘组件运动信号和踏板运动信号，控制装置从预存的音源波库中调取相应的音符信息。