CN109923607A - 鼓踏板 - Google Patents

Abstract

用于鼓或其它脚踏致动装置的踏板组件，可包括曲面踏板和可调节的踏板复位弹簧张紧器机构。设置在所述踏板的上表面处的可致动区域优选地包括第一凹面，该第一凹面在第一凸面和第二面部之间在踏板长度方向上大致居中设置。所述张紧器机构优选地包括与所述踏板复位弹簧平行的垂直定向的引导丝杆，并且通过螺母连接到所述踏板复位弹簧的下端。所述引导丝杆可滑动地连接到垂直定向的柱。通过实现可从丝杆上方调节并且具有防止反向驱动足够低的效率，鼓手或其他这样的操作者可方便地调节张力而无需进行拆卸，并且不需要松开锁定螺母或其它这样的锁定装置。

Description

鼓踏板

技术领域

本发明涉及用于鼓或其他脚踏致动装置的踏板组件，还涉及用于该踏板组件的曲面踏板和易于调节的踏板复位弹簧张紧器机构。

背景技术

许多装置采用踏板进行脚踏动作。能够通过踏板进行脚踏动作的诸多装置之中包括例如汽车、直升机、飞机、挖掘机和其它类似的车辆和重型设备，织布机、缝纫机、踏板、针织机、磨机、车床、泵和其它类似工业设备。

另一类可以通过踏板进行脚踏动作的装置是乐器，例如风琴、钢琴和其它键盘乐器、以及鼓、钹和其它类似的打击乐器。

早在一个多世纪前，鼓踏板已开始用于打击鼓。针对鼓踏板已经作出许多改进，以允许更好的可操作性和以便实现各种不同演奏风格。

目前市场上的踏板仍然需要改进的一个因素是舒适性。重复性的多节拍，例如双重音、三连音等，能够带来美妙的表演效果，但对于许多鼓手来说可能是困难和累人的。许多鼓手都发现他们的脚在长时间表演后变得疲惫，特别是在快速连续地演奏重复性多节拍时。

目前市场上的踏板仍需要改进的另一个因素是对于各种演奏技巧的适应性。

为了产生双重音，即两个重复的节拍，演奏者可以仅是快速连续重复两次相同的脚部运动，或者为了在演奏期间提高舒适度和获得更大的自由度，例如，演奏者可采用滑动演奏技巧或踵趾(hee l-toe)演奏技巧。

在用于产生双重音的滑动演奏技巧中，演奏者可以首先用他或她的脚趾踏压鼓踏板的一个位置以产生第一次击打，沿踏板朝踏板的脚趾或脚跟端滑动脚，然后踏下踏板的第二位置以产生第二次击打。然而，对于传统的平面踏板，许多演奏者发现脚部定位困难以及滑动动作难以控制或感到不舒服。

在用于产生双重音的踵趾演奏技巧中，演奏者可以首先用他或她的脚后跟踏压踏板以产生第一次击打，然后向下倾斜脚趾以用他或她的脚趾踏压踏板以产生第二次击打。这种演奏技巧在长时间演奏时会引起踝部疲劳。

类似的演奏技巧也可以用于产生三连音，即三个重复的节拍，而这通常比双重音更难。

传统的踏板通常是平面的，或是在传统踏板的平面上可以具有尖刺状突起，或可以采用啮合状或阶梯状表面。

在使用平坦面鼓踏板的情况下，诸如滑动演奏技巧和踵趾演奏技巧之类的演奏技巧是使人疲劳并且难以掌握。平面踏板通常缺少可有助于演奏者在演奏期间对脚的定位。除非演奏者能够通过自身对踏板的“感觉”快速可靠地完成脚的定位，否则将很难取得高阶的滑动和踵趾演奏技巧所需的灵活性。

此外，平面踏板对于脚的形状来说是不匹配的。除非踏板能够更好地匹配脚的形状，使用平踏板的情况下通常需要脚和/或脚踝作出更多的运动。

此外，使用平踏板的情况下运用踵趾演奏技巧时，脚跟和/或脚趾倾向于以斜向的角度击打踏板表面。如果踏板的形状允许脚，尤其是脚后跟和/或脚部前方(本文中术语“脚趾”可以包括脚部前方)，以更接近垂直于踏板表面的角度击打踏板，改善力从演奏者的脚传递到鼓踏板的杠杆率或效率，从而允许更有力和/或更轻松的演奏。

此外，在踏板表面设置尖刺状突起或尖锐的阶梯状表面不利于那些需要脚在踏板表面作出滑动运动的演奏技巧。而且，具有平滑变化轮廓的踏板对于采用赤脚、或仅穿着袜子不穿鞋、或穿着薄鞋或其它类似脚套以提高将脚放在踏板上的舒适性和灵敏度的演奏者来说是特别理想的。

此外，相对于踏板长度往往只比演奏者的脚稍长的传统踏板，如果踏板的长度比演奏者的脚长得多，不但踏板相对于跟部铰链支点的杠杆力得到增加，有利实现更有力和/或更轻松的演奏，也有助于沿踏板长度方向的更持久的脚部滑动。比演奏者的脚长得多的踏板还可以容纳超出传统所采用的基础踵趾击打位置范围以外的多个击打位置。

因此，需要一种改进的踏板以解决前述的至少一项不足。

在具有复位弹簧的踏板组件中应用踏板的情况下，踏板在被踩下后趋向于返回其未被压下时的位置，因此通常演奏者想要调节踏板复位弹簧的张力以使其更好地适应于演奏者的演奏风格。例如，想要充分利用改进的踏板的优点以克服上述一个或多个问题的有经验的演奏者可能会认为，若能实现对踏板复位弹簧的张力进行方便和精确的调节是有利的。

然而，传统的踏板复位弹簧张力调节机构通常是从下方进行调节，并且通常采用锁紧螺母或其它在可能的调节之前必须先被松开的类似的锁定装置。如果击打鼓的踏板，这一调节通常需要演奏者离开座位、单膝跪下，并使用扳手或其它工具释放锁紧螺母后利用蝶形螺母等进行张力的调节。完成调整后，必须再次使用工具拧紧锁紧螺母或其它锁定装置将调整保持定位。在传统的张力调节过程中，通常还需要移动其它妨碍到架子鼓的部件以便进入踏板复位弹簧张力调节机构的区域。

至今为止，由于鼓手通常不能直接坐在座位上方便地进行张力调节，因此传统的张力调节经常是一个充满挫败和不精确的反复的试错过程。由于调节无法从上方进行，例如由坐在鼓座上的鼓手在调节的同时致动踏板来测试张力，这样的调节方式使得传统的张力调节机构不甚精确。并且传统的张力调节机构在设计上具有不精确的机械联动并采用锁紧螺母或类似的锁定装置，当锁紧螺母或其它锁定装置被拧紧或松开时，会对张力调节造成干扰。因此，通常不会在设置完成之后再对弹簧张力尝试进行精确调节。

因此有利的是，踏板的操作者能够方便地调节踏板复位弹簧的张力而不需要拆卸踏板组件。

还期望的是能够免除操作者从其正常操作踏板的位置进行移动就能够调节踏板复位弹簧的张力。例如，坐在鼓座上的鼓手可能会希望能够坐在座位上调节踏板复位弹簧的张力。

进一步期望的是能够容易地调节踏板复位弹簧张力而不需要松开锁紧螺母或其它锁定装置，以及一旦调节完成，张力调节可以无需拧紧锁紧螺母或其它锁定装置就得以维持。

因此，需要一种改进的踏板复位弹簧张力调节机构以解决前述的至少一项不足。

还需要一种鼓式踏板组件，其采用这种改进的踏板和这种改进的踏板复位弹簧张力调节机构。

发明内容

本发明的一个方面是曲面踏板。本发明的另一个方面是一种用于复位弹簧的张紧器机构，该张紧器机构倾向于使踏板(例如曲面踏板)在踏板被压下之后恢复到未被压下时的状态。本发明的又一方面是一种采用这种曲面踏板的踏板组件或其它装置。本发明的一个实施方式是用于鼓或其它脚操作装置的曲面踏板，其在长时间操作中具有灵活性、响应性和/或舒适性。

根据一个实施方式，曲面踏板可具有踏板参考平面并具有宽度方向和长度方向。

曲面踏板可包括用于由脚踏致动的可致动区域。该可致动区域可设置在曲面踏板的上表面。

曲面踏板可包括在可致动区域的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域内的长度方向上的至少一个曲率轮廓。

曲面踏板的上表面相对于踏板参考平面的斜率可在可致动区域的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域内平滑地变化。

曲面踏板的上表面相对于踏板参考平面的斜率可在可致动区域的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域内平滑地变化至少5°的角度。

作为长度方向上的位置的函数的斜率的变化，即，在可致动区域的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域内相对于长度方向上的位置的第二空间导数，例如可以是，每英寸不大于30°和/或可能是每英寸11.25°±75％。

在可致动区域的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域内的曲面踏板的上表面的曲率半径可以例如不小于可致动区域的长度的一半，不小于3英寸，和/或可能是8英寸±75％。

至少一个曲率轮廓可以大致是正弦波形，其波长为10英寸+50％，幅度为0.30英寸±75％。

所述至少一个曲率轮廓可以大致呈椭圆形弧形，其曲率半径为8英寸±75％，并且从踏板参考平面测量时具有0.30英寸±75％的高度的极值。

所述至少一个曲率轮廓可以大致呈圆弧形，其曲率半径为8英寸±75％，并且从踏板参考平面测量时具有0.30英寸±75％的高度的极值。

所述至少一个曲率轮廓可以与曲率半径为8英寸±75％且次数不小于3的多项式曲线拟合，并且从踏板参考平面测量时具有0.30英寸±75％的高度的极值。

可致动区域可包括至少一个第一凸面，至少一个第一凹面，至少一个第二凸面和/或至少一个平坦部分。

在存在至少一个第一凸面，至少一个第一凹面和至少一个第二凸面的情况下，所述至少一个第一凹面可在所述至少一个第一凸面和所述至少一个第二凸面之间的所述长度方向上居中设置。

所述至少一个第一凸面和/或所述至少一个第二凸面可以是大体上呈半瓣状，其在外围延伸不超过极值的25％。

可致动区域在长度方向上的长度可以不小于12英寸。

曲面踏板可包括跟端，该跟端具有至少一个允许安装到跟部铰链的特征。

曲面踏板可包括趾端，该趾端具有至少一个允许安装到至少一个枢转连杆臂的特征。

曲面踏板可以安装在踏板组件中并用于操作鼓或其它这样的打击乐器，或者各种任意脚踏致动装置。

张紧器机构可包括具有轴线的丝杆，该丝杆的轴线以相对于弹簧的轴线平行但偏置的方式布置。

张紧器机构还可包括具有螺母的支架，该螺母与丝杆螺纹接合并且以这样的方式联接到弹簧，即螺母在丝杆上的运动引起弹簧的至少一部分发生移位。

丝杆可以具有顶端，当顶端转动时其允许调节弹簧张力

丝杆可以由具有至少一个第一平面柱面的固定柱支撑。

支架可具有至少一个第一平面支架面，当螺母在丝杆上移动时，该第一平面支架面与至少一个第一平面柱面滑动接合。

丝杆可以基本上延伸到柱的全高。

支架的两个平面可以相交以在第一支架拐角处形成第一支架二面角。

柱的两个平面可以相交以在第一柱拐角处形成第一柱二面角。

当螺母在丝杆上移动时，第一柱拐角可引导第一支架拐角的运动。

丝杆的轴线、弹簧的轴线和第一平面柱面可以分别垂直定向。

丝杆的轴线与弹簧的轴线之间的轴间距离可以不小于0.375英寸。

可能的是，在踏板的正常操作期间，丝杆不会被弹簧施加在其上的载荷反向驱动。

丝杆可以是自锁的，尽管在丝杆处没有锁定装置，但在丝杆顶端转动之后仍能保持弹簧张力的调节。

相对于螺杆顶端的转动输入，螺母在螺杆上的输出运动的机械效率可能不大于50％。

丝杆的螺纹导程角可能不大于5°。

丝杆上的螺纹导程可能不大于丝杆直径的33％。

丝杆可以是具有单头梯形螺纹的引导丝杆。

通过研究以下附图和详细描述，本领域技术人员将清楚本发明的其它实施方式、系统、方法、特征以及优点。所有这些附加的系统、方法、特征和优点都应被认为包括在本说明书中，在本发明的范围内，并受所附权利要求的保护。

附图说明

参考以下附图可以更好地理解本发明的各个方面。在附图中，相同的附图标记在各视图中表示相应部件，为方便起见在此省略重复的描述。除了图11至图15B中所示的曲面踏板上表面轮廓的工作示例之外，附图中描绘的各种部件以及它们之间的位置关系不一定按比例绘制，而是重点在于清楚地说明本发明的原理。

图1示出了架子鼓100，根据本发明的一种实施方式其作为采用在长时间内需要快速、灵巧和/或重复致动的脚操作装置并包含打击乐器102的系统的一个示例，打击乐器102中的至少一个能够通过踏板组件110进行脚踏致动。

图2是根据本发明的一种实施方式的可以在图1的架子鼓100中使用的踏板组件110的透视图。

图3是根据本发明的一种实施方式的图2所示踏板组件110的侧视图，并示出了具有可致动区域135的曲面踏板130，该可致动区域135包括相对于踏板参考平面131凸出和/或凹入的部分140、150、160。

图4是根据本发明的一种实施方式的图3的曲面踏板130的透视图，其中第一凸面140、第一凹面150和第二凸面160布置在可致动区域135的长度方向132上。

图5A至图5J示出了本发明的各种实施方式，作为图3所示曲面踏板130的变形例。图5A示出了包括第一凹面250的曲面踏板230；图5B示出了包括第一凸面340和第一凹面350的曲面踏板330；图5C示出了包括第一凹面450和第一凸面440的曲面踏板430；图5D示出了曲面踏板530，其包括第一凸面540，第一凹面550和第二凸面560；图5E示出了包括第一凸面640的曲面踏板630；图5F示出了包括第一凸面740的曲面踏板730；图5G示出了包括第一凸面840和第二凸面860的曲面踏板830；图5H示出了包括第一凸面940和第一凹面950的曲面踏板930；图5I示出了曲面踏板1030，其包括第一凸面1040，第一凹面1050和第二凹面1070；及图5J示出了曲面踏板1130，其包括第一凸面1140，第一凹面1150和第二凸面1160。

图6是本发明的一种实施方式中的弧形曲面踏板130a的侧视图，其中第一凸面140a，第一凹面150a和第二凸面160a分别具有均匀的曲率半径，呈圆弧状，并且第一凸面140a，第一凹面150a和第二凸面160a之间的曲率半径关系设置使得在它们之间无需插入平坦部分即产生平滑的拐点。

图7是曲面踏板130的侧视图，如图3所示的踏板组件110在未被压下时的状态。图7示出了由踏板参考平面131和基板平面113形成的踏板安装角128引起的极值倾斜度141、151、161和拐点145、165。

图8是根据本发明的一种实施方式的弧形曲面踏板130b的侧视图，其中第一凸面140b，第一凹面150b和第二凸面160b分别具有均匀的曲率半径，呈圆弧状，并且与图6所示的实施例相比较图8所示实施例中曲率半径更小，因此第一凸面140b，第一凹面150b和第二凸面160b的曲率半径关系设置能够在它们之间的拐点处容纳水平平坦部分的插入。

图9是根据本发明的一种实施方式的弧形曲面踏板130c的侧视图，其中第一凸面140c，第一凹面150c和第二凸面160c分别具有均匀的曲率半径，呈圆弧状，并且与图6所示的实施例相比较图9所示实施例中曲率半径更大，因此第一凸面140c，第一凹面150c和第二凸面160c的曲率半径关系设置能够在它们之间的拐点处容纳垂直平坦部分的插入。

图10是弧形曲面踏板130d的侧视图，其与图6的弧形曲面踏板130a相同。除了可致动区域135d外围部分已经被移除之外，可驱动区域135d包含第一凸面半瓣144d，第一凹面半瓣154d和第二凸面半瓣164d。

图11示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在长度方向132上的整个可致动区域135中具有波长为11.6英寸和幅度为0.30英寸的均匀正弦曲线轮廓。

图12A和图12B示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在可致动区域135内沿长度方向132上具有变化的正弦曲线轮廓，如图12A所示该组合部分包括第一凸面半瓣144和第一凹面跟侧半瓣154，呈波长为11.6英寸和幅度为0.30英寸的正弦曲线轮廓，如图12B所示该组合部分包括第一凹面趾侧半瓣154和第二凸面半瓣164，呈波长为8.4英寸和幅度为0.21英寸的正弦曲线轮廓。

图13示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在长度方向132上的整个可致动区域135内具有五阶多项式曲线轮廓。

图14A和图14B示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在可致动区域135内沿长度方向132上具有变化的三阶多项式曲线轮廓，该组合部分包括第一凸面140和第一凹面跟侧半瓣154并具有如图14A所示的三阶多项式曲线轮廓，该组合部分包括具有如图14B所示三阶多项式曲线轮廓的第一凹面趾侧半瓣154和第二凸面160。

图15A和图15B示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在可致动区域135内沿长度方向132上具有变化的四阶多项式曲线轮廓，该组合部分包括第一凸面140和第一凹面跟侧半瓣154，具有如图15A所示的四阶多项式曲线轮廓，该组合部分包括具有如图15B所示四阶多项式曲线轮廓的第一凹面趾侧半瓣154和第二凸面160。

图16A至图16C是用于辅助描述根据本发明的一种实施方式的踏板组件110中采用的曲面踏板130的示意图。

图17示出了类似于图1中所示的架子鼓100的根据本发明的一种实施方式的架子鼓100，区别在于图17包含两个低音鼓103，其每一个均具有独立踏板组件110。

图18示出了根据本发明的一种实施方式的连接两个踏板组件110的双踏板连杆111。

图19至图21以示意性方式示出了第一实施例的踏板复位弹簧张紧器机构180a，其可用于代替图2和图3中所示的踏板组件110的直列式蝶形螺母张紧器机构125。图19示出了右上前视角透视图，图20示出了其右侧视图，图21示出了其主视图。

图22至图24以示意性方式示出了第二实施例的踏板复位弹簧张紧器机构180b，其可用于代替图2和图3中所示的踏板组件110的直列式蝶形螺母张紧器机构125。图22示出了右上后视角透视图，图23示出了右侧视图，图24示出了其后视图。

图25A至图27以示意性方式示出了第三实施例的踏板复位弹簧张紧器机构180c，其可用于代替图2和图3中所示的踏板组件110的直列式蝶形螺母张紧器机构125。图25A和图25B示出了其右上前视角透视图，图26示出了右侧视图，图27示出了其主视图，图25A和图25B中虚线代表变形例，图25C是在图25B中以虚线示出的变形例中从上方看到的包含支架183的示意性局部剖视图。

图28以示意性方式示出了第四实施例的踏板复位弹簧张紧器机构190的分解图，其可用于代替图2和图3中所示的踏板组件110的直列式蝶形螺母张紧器机构125。

具体实施方式

本发明的一个实施例是曲面踏板。

根据本发明的实施例的曲面踏板可应用于各种采用踏板的用于脚踏致动操作的装置中，例如汽车、直升机、飞机、挖掘机和其它类似的车辆和重型设备，织布机、缝纫机、踏板、针织机、磨机、车床、泵和其它类似的工业设备。

尽管本发明在各个实施例中描述了安装在踏板组件中的曲面踏板操作击打器以击打垂直低音鼓的例子，但是应该理解，本发明并不仅限于用于引起打击垂直低音鼓的击打器致动的踏板组件的示例，本发明也可用于，用于引起打击水平低音鼓的击打器致动的踏板组件，用于引起高帽钹致动的踏板组件，以及用于引起各种任何装置中致动的踏板组件，在这些装置中来自脚踏致动踏板的运动可以通过适当的连杆或传动机构转换成用于驱动和/或控制该装置或其任何部分的运动。下面描述的踏板组件仅仅是一个示意性的例子。

参考图1，示出了架子鼓100。架子鼓100是采用在长时间内需要快速、灵巧和/或重复致动的脚操作装置的系统的示例。具体地，架子鼓100包括多个打击乐器102，其中两个，即低音鼓103和高帽钹104，能够通过相应的踏板组件110进行脚踏致动。下面给定的描述是根据踏板组件110操作击打低音鼓103的击打器的示例，但是踏板组件110可以应用于高帽钹104或任何各种可使用踏板进行脚踏致动操作的装置的致动。

参考图2和图3，分别示出了根据本发明的一种实施方式的踏板组件110的透视图和侧视图。

在图2和图3中所示的实施例，踏板组件110包括曲面踏板130，其一端(下文称为跟端)具有孔和/或其它特征，允许跟端可枢转地安装在跟部铰链114上并面对基板112的跟端。当曲面踏板130由脚抵抗着踏板复位弹簧126提供的回复力被压下时，曲面踏板130的另一端(下文称为趾端)可随着曲面踏板130从其升高或压下的位置而绕着跟部铰链114的轴作自由枢转，在该升高或压下的位置处踏板参考平面131大致以踏板安装角128倾斜在一个下降或完全压下位置，在该位置，踏板参考平面131大致与基板平面113平行(除了由于限制器或类似装置的限制以防止损坏鼓表面或其它部件)。

已经将曲面踏板130的一端视作为其跟端，并将曲面踏板130的另一端视作为其趾端，为了便于描述，采用朝向如图3所示的左侧的跟端或跟侧、以及朝向如图3所示右侧的趾端或趾侧的方向用作说明。

枢转连杆臂122大致垂直定向，枢转连杆臂122的底端连接到曲面踏板130的趾端的任一侧，曲面踏板130的趾端具有允许与枢转连杆臂122的底端实现连接的孔和/或其它特征，枢转连杆臂122的顶端连接到摇臂120的趾端的任一侧，在该摇臂120上安装有与击打器115相连的击打器杆118。当曲面踏板130的趾端围绕跟部铰链114的枢轴作弧形摆动时，通过枢转连杆臂122将该旋转运动传递到摇臂120使得摇臂120绕摇臂轴116枢转，摇臂轴116由固定在基板112的一左一右的一对支撑柱124固定的轴承支撑。

旋转臂121从摇臂轴116的一端以垂直方式延伸，摇臂轴116通过压配合到旋转臂121中的孔中或以其它以下的方式固定到其中，即能够允许旋转臂121与摇臂轴116一起旋转，使得当曲面踏板130被压下并且由于曲面踏板130和摇臂轴116通过枢转连杆臂122的旋转连接而绕着跟部铰链114作弧形摆动时，踏板复位弹簧126的动作在此时趋于引起踏板回到未被压下的位置。

在本说明书全文中，除了根据上下文能够另外确定的情况以外，从踏板操作者的视角看去来确定左和右。例如，从位于鼓座上的鼓手的视角或以其它面对着图1和17中所示打击乐器的角度确定左右方向。

如图2和图3所示的踏板组件110还包括踏板复位弹簧张紧器机构125，其中螺纹调节器127相对于踏板复位弹簧126成列即同轴设置，踏板复位弹簧126的上端与旋转臂121中的孔接合，踏板复位弹簧126的下端与螺纹调节器127的上端接合，螺纹调节器127的下端与蝶形螺母129连接。螺纹调节器127穿过架子123上的孔从支撑柱124以水平方向突出，形成在螺纹调节器127的外圆周表面上的阳螺纹与形成在架子123的孔的内侧圆周表面上的阴螺纹相互配合，当踏板复位弹簧126的下端从螺纹调节器127的上端断开时，蝶形螺母129用于将螺纹调节器127转动到架子123的螺纹孔内，踏板复位弹簧126的下端与螺纹调节器127上端的重新连接通过防止螺纹调节器127在架子123的螺纹孔内发生转动而允许了经设定后的张力得到保持，由此踏板复位弹簧126处张力的调节变得可能。

进一步参考图3结合参照图4，对曲面踏板130进行具体说明。图3和图4分别示出了图2的曲面踏板130的侧视图和透视图，图3示出了安装在踏板组件110中的曲面踏板130，图4所示为曲面踏板130本身。还可进一步参考图10，其中相同的附图标记表示相同的部件。

如图4所示，曲面踏板130可以具有长度方向132和宽度方向133。

在一个实施例中，曲面踏板130可在曲面踏板130的上表面136处具有可致动区域135。在这种情况下，下表面137可以与上表面136相对设置。曲面踏板130的厚度，即图3和图4中所示的上表面136和下表面137之间的尺寸，大小优选地是至少足以支撑并允许通过脚踏致动、但不会过大以致于阻碍曲面踏板130的运动。例如，在曲面踏板130由铝合金6061或类似铝制成的情况下，曲面踏板130的厚度可以是0.375英寸的量级。但是，并非不可使用不均匀厚度的曲面踏板130。例如，也可使用厚度随长度方向132和/或宽度方向133上的位置而变化的曲面踏板130。例如，在一个实施例中，曲面踏板130的厚度可以变化使得下表面137是平坦的，例如，以便于曲面踏板130的制造；只要上表面136是弯曲的或者具有如本文所述的曲率和/或其它特征，本发明在下表面137处可以采用任何不会对踏板组件110的操作造成妨碍的任意构造。

前文已经作为举例提及了铝，曲面踏板130可以由任何合适的材料制成，包括钢或其它合适的金属、热塑性和/或热固性树脂、木材、玻璃、陶瓷等，并可包括任何合适的层压和/或复合材料。曲面踏板130可以通过铸造、机械加工、模制、以虎钳或其它这样的装置形成，或通过任何其它合适的技术制造和/或成形。

可致动区域135在长度方向132上的长度优选地是至少为可供典型演奏者的脚舒适地致动的长度，或者可供包括从儿童到成人不同年龄演奏者的脚舒适地致动的长度。例如，在一个实施例中，可致动区域135在长度方向132上的长度可为5英寸至20英寸。当可致动区域135的长度为5英寸至20英寸时，这样的长度可以为曲面踏板130实现具备良好舒适性和响应性的致动提供良好但不过度的杠杆作用。在优选的实施例中，可致动区域135在长度方向132上的长度大体上长于典型演奏者的脚，以便允许增加杠杆作用和促进各种滑动致动演奏技巧。例如，在一个实施例中，可致动区域135在长度方向132上的长度优选为不小于12英寸，更优选为不小于14英寸，进一步优选为不小于16英寸。以下参考图10进一步描述可致动区域135。

关于曲面踏板130在宽度方向133上的宽度没有特别限制，只要曲面踏板130在宽度方向133上的宽度足以允许典型演奏者以脚舒适地作出致动，以及考虑到演奏者可以是从儿童到成人不同年龄层次的人员。本发明也可使用具有不均匀宽度的曲面踏板130。例如，也可使用宽度随长度方向132上的位置而变化的曲面踏板130。例如，曲面踏板130在宽度方向133上的宽度可是不同的以适应典型演奏者脚的不同宽度。此外，曲面踏板130的宽度可以在曲面踏板130的跟端和/或趾端附近变窄，以便于安装在踏板组件110中并相对于支撑柱124和/或其它部件提供间隙。

在图2至图4中所示的实施例，曲面踏板130具有可致动区域135，其包括相对于踏板参考平面131凸出和/或凹入的部分140、150、160。更具体地，图2至图4中所示的实施例中的曲面踏板130包括可致动区域135，其具有第一凸面140，第一凹面150和第二凸面160。在图2至图4中所示的实施例中，第一凸面140，第一凹面150和第二凸面160沿长度方向132布置在可致动区域135上。

除非本文另有说明，否则本文所称曲面踏板130的曲率是其上表面136在长度方向132上的曲率，如在图3和图6至图10的侧视图中最容易看到的那样。除非本文另有说明，否则本文所称曲面踏板130的凸面或凹面的是从上表面136上方某处观察时其上表面136的凸面或凹面，如在图3和图6至图10的侧视图中最容易看到的那样。

在曲面踏板130包含多个拐点145、165的情况下，在图3的侧视图所示大致位于曲面踏板130沿宽度方向133大致居中的点处截取的剖视图中，踏板参考平面131为包含通过多个拐点145、165的最佳拟合线的平面。在曲面踏板130包含少于两个拐点的情况下，在图3的侧视图所示大致位于曲面踏板130沿宽度方向133大致居中的点处截取的剖视图中，踏板参考平面131为包含穿过上表面136的最佳拟合线的平面。

因此，在一些实施例中，曲面踏板130可至少在踏板的长度方向132上弯曲。在这种情况下，曲面踏板130优选地在踏板的长度方向132上的可致动区域135的至少一部分内弯曲。

在一个实施例中，曲面踏板130的上表面136在长度方向132上的轮廓具有至少一个拐点145、165(参见图6至图10)，其中曲率沿长度方向132在凹凸部分之间过渡，无论凸凹的出现顺序如何。在优选的实施例中，存在至少两个这样的拐点145、165。

在优选的实施例中，在可致动区域135的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域135内不包括任何水平平坦部分(参见图8)。在一个实施例中，上表面136在拐点145、165处的倾斜度(斜率)，即沿长度方向132上的凹凸部分之间的曲率过渡优选地不小于5°，更优选地不小于10°，最优选地不小于15°。

在优选的实施例中，在可致动区域135的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域135内不包括任何垂直平坦部分(参见图9)。在一个实施例中，上表面136在拐点145、165处的倾斜度，即沿长度方向132上的凹凸部分之间的曲率过渡优选地不大于85°，更优选地不大于80°，最优选地不大于75°。

在可致动区域135内包括水平的、垂直的和/或倾斜的平坦部分的情况下，这些部分优选地是倾斜的或倒角的，以便防止在平坦部分与凹凸部分之间的过渡处出现各种角部139(参见图8和9)。

在一个实施例中，在可致动区域135的至少一部分内和/或基本上整个可致动区域135内沿着曲面踏板130的上表面的局部曲率半径优选地不小于可致动区域135的长度的四分之一，更优选地不小于可致动区域135的长度的三分之一，最优选不小于可致动区域135的长度的一半。在优选的实施例中，在可致动区域135的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域135内沿着曲面踏板130的上表面的局部曲率半径优选地不小于3英寸，更优选地不小于5英寸，最优选地不小于7英寸。在一个实施例中，在可致动区域135的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域135内沿曲面踏板130的上表面的局部曲率半径优选为8英寸±75％，更优选为8英寸±50％，最优选为8英寸±25％。

在一个实施例中，曲面踏板130在可致动区域135的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域135内具有平滑变化的斜率。

在一个实施例中，作为沿长度方向132的位置的函数的斜率变化，即在可致动区域135的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域135内相对于长度方向132上的位置的第二空间导数，优选为每英寸不大于30°，更优选为每英寸不大于18°，最优选为每英寸不大于13°。在一个实施例中，在可致动区域135的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域135内相对于长度方向132上的位置的第二空间导数，优选地是每英寸11.25°±75％，更优选地是每英寸11.25°±50％，最优选地是每英寸11.25°±25％。

在一些实施例中，曲面踏板130的轮廓在可致动区域135沿长度方向132上的至少一部分可以是正弦曲线或近似正弦曲线。

在曲面踏板130具有这种正弦曲线轮廓的情况下，长度方向132上的波长优选地与典型演奏者的脚长长度近似或是更长。例如，在一个实施例中，曲面踏板130在长度方向132上的波长优选为10英寸±50％，更优选为10英寸±25％，最优选为10英寸±10％。

在曲面踏板130具有这种正弦曲线轮廓的情况下，从踏板参考平面131测量的振幅优选地与典型演奏者的足弓的高度近似。例如，在一个实施例中，振幅优选为0.30英寸±75％，更优选为0.30英寸±50％，最优选为0.30英寸±25％。

在一些实施例中，曲面踏板130的轮廓可以在可致动区域135沿长度方向132的至少一部分可以是接近圆弧或椭圆弧。在曲面踏板130具有这种弧形轮廓的情况下，曲率半径优选为8英寸±75％，更优选为8英寸±50％，最优选为8英寸±25％。

在曲面踏板130具有这种弧形轮廓的情况下，在长度方向132上具有类似曲率的极值141、161(参见图6和图8至图10)之间的距离(例如，在连续凸面140、160之间)优选地与典型演奏者的脚长长度近似或更长。例如，在一个实施例中，在长度方向132上的例如在第一凸面极值141和第二凸面极值161之间的峰间距离优选为10英寸±50％，更优选为10英寸±25％，最优选为10英寸±10％。

在曲面踏板130具有这种弧形轮廓的情况下，从踏板参考平面131测量的极值141、151、161的高度(参见图6和图8至图10)优选地为与典型演奏者足弓的高度近似。例如，在一个实施例中，从踏板参考平面131测量的第一凸面极值141、第一凹面极值151和/或第二凸面极值161的高度优选为0.30英寸±75％，更优选为0.30英寸±50％，最优选为0.30英寸±25％。

在一些实施例中，曲面踏板130的轮廓可以是可致动区域135沿长度方向132的至少一部分所具有的多项式曲线，或是与其近似。

在曲面踏板130具有这种多项式曲线轮廓的情况下，多项式的次数优选为至少为3，更优选为至少为4，最优选为至少为5。

在曲面踏板130具有这样的多项式曲线轮廓的情况下，具有类似曲率的极值141、161(参见图6和图8至图10，尽管不具有多项式曲线轮廓，示出了弧形曲面踏板130a中类似的极值141、161)之间的距离(例如，在连续凸面140、160之间)优选地与典型演奏者的脚长长度近似或更长。例如，在一个实施例中，在长度方向132上的例如在第一凸面极值141和第二凸面极值161之间，峰间距离优选为10英寸±50％，更优选为10英寸±25％，最优选为10英寸±10％。

在曲面踏板130具有这样的多项式曲线轮廓的情况下，从踏板参考平面131测量的极值141、151、161的高度(参见图6和图8至图10，尽管不具有多项式曲线轮廓，但是示出了弧形曲面踏板130a中的类似极值141、151、161)优选地为与典型演奏者足弓的高度近似。例如，在一个实施例中，从踏板参考平面131测量的第一凸面极值141、第一凹面极值151和/或第二凸面极值161的高度优选为0.30英寸±75％，更优选为0.30英寸±50％，最优选为0.30英寸±25％。

在一些实施例中，曲面踏板130可另外在踏板宽度方向133上弯曲。在这种情况下，在一些实施例中，沿踏板宽度方向133上的上表面136的曲率可以是凸的，或在另一些实施例中可以是凹的。本发明对于是否采用鞍形或类似轮廓的曲面踏板130没有特别的限制，这样的情况下沿长度方向132上的曲率和沿宽度方向133上的曲率可以是局部相反的。

尽管上文参考图2至图4描述了曲面踏板130，就可致动区域135被分成三个弯曲部分140、150、160而不包含平坦部分(例如，水平或垂直的平坦部分)(见图8和9)的插入进行了举例，在它们之间的拐点145、146处进行上述划分，但可致动区域135可以被分成多或少于三个弯曲部分，并且对于是否设置平坦部分没有特别的限制。例如，在相应的弯曲部分140、150、160之间插入非弯曲的或平坦部分。尽管图8和图9分别示出了包括水平和垂直平坦部分介于弯曲部分140、150、160之间的实施例，在包括平坦部分的实施例中，关于平坦部分相对于踏板参考平面131是否倾斜设置没有特别的限制；即，本文中所称的“平坦”是指非弯曲的而非这种平坦部分需要与踏板参考平面131相平行(呈水平)或相垂直(呈垂直)。在可致动区域135内存在水平的、垂直的和/或倾斜的平坦部分的情况下，这些平坦部分优选地是倾斜的或倒角的，以便防止在平坦部分与凹凸部分之间的过渡处出现各种角部139(参见图8和9)。

参考图5A至图5J所示的各种实施例，其中可致动区域135被细分为三个部分，每个部分可分别包含凸面部分140、160、凹面部分150，或非弯曲或平坦的部分。

如图5A所示的实施例中，曲面踏板230包括第一凹面250。

如图5B所示的实施例中，曲面踏板330包括第一凸面340和第一凹面350。

如图5C所示的实施例中，曲面踏板430包括第一凹面450和第一凸面440。

如图5D所示的实施例中，曲面踏板530包括第一凸面540、第一凹面550和第二凸面560。

如图5E所示的实施例中，曲面踏板630包括第一凸面640。

如图5F所示的实施例中，曲面踏板730包括第一凸面740。

如图5G所示的实施例中，曲面踏板830包括第一凸面840和第二凸面860。

如图5H所示的实施例中，曲面踏板930包括第一凸面940和第一凹面950。

如图5I所示的实施例中，曲面踏板1030包括第一凸面1040、第一凹面1050和第二凹面1070。

如图5J所示的实施例中，曲面踏板1130包括第一凸面1140、第一凹面1150和第二凸面1160。

当曲面踏板130的可致动区域135被细分为多于或少于三个部分的类似变形例，亦包括在所附权利要求的范围内。

也可按照凸面部分140、160、凹面部分150和/或非弯曲或平坦部分占据可致动区域135中所划分的两个或以上部分的方式实施本发明。例如，在可致动区域135被细分为三个部分的情况下，如图5A至图5J所示，由第一凸面140占据两部分、第一凹面150占据剩余部分，也是可行的实施方式；反之亦然。在图5I中以示例的方式给出了这样的变形例，其中第二凹面1070占据可致动区域135被划分出来的两个部分。

如图5A至图5J所示的一些示例，还可将凸面部分和/或凹面部分与非弯曲或平坦部分进行组合。

此外，还可使用成角度的平坦部分来形成凸面和/或凹面部分，如图5A至图5J所示的一些示例。在可致动区域135内包括这种成角度的平坦部分的情况下，这些部分优选地是倾斜的或倒角的，以便防止在平坦部分与凹凸部分和/或其它平坦部分之间的过渡处出现角部139(见图8和图9)。

在优选的实施例中，至少一个凹面部分150在长度方向132上大致居中设置和/或在长度方向132上设置在两个凸面部分140、160之间。

例如，图2至图4和图6至图10中所示的曲面踏板130，具有第一凸面140，第一凹面150和/或第二凸面160，第一凹面150沿着可致动区域135的长度方向132在第一凸面140和第二凸面160之间居中设置。

参考图6，这是本发明一个实施例中弧形曲面踏板130a的侧视图，其中第一凸面140a、第一凹面150a和第二凸面160a分别具有均匀的曲率半径142a、152a、162a，呈圆弧状，并且第一凸面140a、第一凹面150a和第二凸面160a各曲率半径142a、152a、162a之间的关系设置使得在它们之间无需插入平坦部分即产生平滑的拐点145a、165a。

在图6所示的实施例中，第一弧形弯曲凸面140a具有曲率半径142a，第一弧形弯曲凹面150a具有曲率半径152a，第二弧形弯曲凸面160a具有曲率半径162a。

在图6所示的实施例中，第一弧形弯曲凸面140a具有从踏板参考平面131a测量的极值141a处的高度143a(即振幅)。第一弧形弯曲凹面150a具有从踏板参考平面131a测量的极值151a处的高度153a(即振幅)。第二弧形弯曲凸面160a具有从踏板参考平面131a测量的极值161a处的高度163a(即振幅)。

在图6所示的实施例中，第一弧形弯曲凸面140a和第一弧形弯曲凹面150a之间的曲率沿长度方向132上在凹凸部分之间过渡并形成第一凸面拐点145a，第一弧形弯曲凹面150a和第二弧形弯曲凸面160a之间的曲率沿长度方向132在凹凸部分之间过渡并形成第二凸面拐点165a。

在图6所示的实施例中，第一弧形弯曲凸面140a、第一弧形弯曲凹面150a和第二弧形弯曲凸面160a的布置，即极值141a、151a、161a之间的相应距离以及从踏板参考平面131测量的极值141a、151a、161a的相应高度，以及相应的曲率半径142a、152a、162a按照如下的方式设置，使得具有相反曲率的相邻弧基本精确地相接于拐点145a、165a处，从而产生平滑的拐点145a、165a，而不需在它们之间插入平坦部分。

参考图7为示意性方式示出曲面踏板130，即例如图6所示实施例的弧形曲面踏板130a安装在图3的踏板组件110中的形态的侧视图。在图7的示意图中，曲面踏板130处于升高的或未压下位置，基本以在踏板安装角128形成倾斜(见图3)。如图7中所示的曲线图所示，第一凸面极值141a、第一凸面拐点145a、第一凹面极值151a、第二凸面拐点165a和第二凸面极值161a在x和y轴各自的位置分别由指数1、2、3和4表示，并以踏板参考平面131和基板平面113之间形成的踏板安装角128的角度倾斜。

参考图8，这是本发明一个实施例中弧形曲面踏板130b的侧视图，其中第一凸面140b、第一凹面150b和第二凸面160b分别具有均匀的曲率半径142b、152b、162b，呈圆弧状，由于与图6所示的实施例中曲率半径142a、152a、162a相比较图8所示实施例中曲率半径142b、152b、162b更小，第一凸面140b、第一凹面150b和第二凸面160b各曲率半径142b、152b、162b之间的关系设置为能够在它们之间的拐点145b、165b处容纳水平平坦部分的插入。

在平坦部分与凹凸部分之间的过渡处产生角部139b的情况下，优选地，这些平坦部分是倾斜的或倒角的，使得局部曲率半径基本不小于曲面踏板130的上表面136处沿着弯曲轮廓的其它位置处的曲率半径。在优选的实施例中，在平坦部分和凹凸部分之间的过渡处的角部139b处的曲率半径优选为不小于3英寸，更优选为不小于5英寸，最优选为不小于7英寸。

参考图9，这是本发明一个实施例中弧形曲面踏板130c的侧视图，其中第一凸面140c、第一凹面150c和第二凸面160c分别具有均匀的曲率半径142c、152c、162c，呈圆弧状，由于与图6所示的实施例中曲率半径142a、152a、162a相比较本图9所示实施例中曲率半径142c、152c、162c更大，第一凸面140c、第一凹面150c和第二凸面160c各曲率半径142c、152c、162c之间的关系设置为能够在它们之间的拐点145c、165c处容纳垂直平坦部分的插入。

在平坦部分与凹凸部分之间的过渡处产生角部139c的情况下，优选地，这些平坦部分是倾斜的或倒角的，使得局部曲率半径基本不小于曲面踏板130的上表面136处沿着弯曲轮廓的其它位置处的曲率半径。在优选的实施例中，在平坦部分和凹凸部分之间的过渡处的角部139c处的曲率半径优选地不小于3英寸，更优选地不小于5英寸，最优选地不小于7英寸。

参考图10，这是弧形曲面踏板130d的侧视图，其与图6的弧形曲面踏板130a相同，除了可致动区域135d外围部分已经被移除之外，可致动区域135d主要包含第一凸面半瓣144d、第一凹面半瓣154d和第二凸面半瓣164d。

参考图2至图4和图6至图9所示的曲面踏板130，被分成三个弯曲部分140、150、160，可致动区域135(即，在演奏期间与脚接触的区域)在一些实施例中无需一直延伸到第一凸面140和第二凸面的外围端部。

也就是说，在包含中央凹面150和/或在两个凸面140、160之间设置了凹面150的实施例中，主要由该中央凹面150提供定位或脚的定向，而位于其任一侧的凸面140、160通常主要用于接收来自后跟和/或脚趾的打击力。在这种情况下，这种实施方式中为致动所需的基本只有设置在极值141d和第一凸面140d的拐点145d之间的中央或内部第一凸面半瓣144d，或者为致动所需的基本只有设置在极值161d和第二凸面160d的拐点165d之间的中央或内部第二凸面半瓣164d。

因此，如图10所示曲面踏板130d的可致动区域135d，仅略微向外延伸超过处于曲面踏板130d跟侧(图10中的左侧)的第一凸面极值141d，并且仅略微向外延伸超出处于曲面踏板130d趾侧(图10中的右侧)的第二凸面极值161d。

换言之，如图10所示的实施例中，曲面踏板130d的可致动区域135d包括中央凹面150d的两个半瓣154d，以及第一凸面140d的内半瓣144d和第二凸面160d的内半瓣164d。在优选的实施例中，可致动区域135d略微延伸超过第一凸面极值141d以包括第一凸面140d的外半瓣的一小部分，并略微延伸超过第二凸面极值116d以包括第二凸面160d的外半瓣的一小部分。

在一个实施例中，可致动区域135d优选地在周边延伸不超过第一凸面极值141d所在处的25％，更优选地不超过15％，并且最优选地不超过10％。在一个实施例中，可致动区域135d优选地在周边延伸不超过第二凸面极值161d所在处的25％，更优选地不超过15％，最优选地不超过10％。

在希望对凸面部分140、160作出至少基本所需限定的实施例中，可致动区域135d优选地在第一凸面极值141d之外的周边延伸程度不小于15％，更优选地不小于10％，最优选地不小于5％，可致动区域135d在这样的实施方案中优选在第二凸面极值161d之外的周边延伸不小于15％，更优选地不小于10％，最优选地不小于5％。

此处，可致动区域135d在周边上延伸超过极值的程度的测量标准是，从极值在踏板参考平面131d上的投影和可致动区域135d的最外围点在踏板参考平面131d上投影之间的距离。

虽然如图6、图8、图9和图10所示的实施例中，第一凸面140a、140b、140c、140d的轮廓、第一凹面150a、150b、150c、150d的轮廓、第二凸面160a、160b、160c、160d的轮廓呈圆弧状，本发明并不限制在第一凸面140a、第一凹面150a和第二凸面160a或其任何合适的部分的一处或多处采用椭圆弧、圆锥曲线和/或贝塞尔曲线。

此外，参考图11至图15所示，可以在第一凸面140a、140b、140c、140d、第一凹面150a、150b、150c、150d、第二凸面160a、160b、160c、160d，或其任何合适的部分中的一处或多处采用各种正弦和/或多项式曲线轮廓。

此外，曲率轮廓在整个可致动区域135中沿曲面踏板130的长度方向132不需要是均匀的，例如，可以在弯曲部分140、150、160处分别采用不同的曲率轮廓。此外，曲率轮廓在每个相应的弯曲部分140、150、160内不需要是均匀的，例如，可以在其中的相应的半瓣144、154、164处采用不同的曲率轮廓。

图11示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在长度方向132上的整个可致动区域135中具有波长为11.6英寸和幅度为0.30英寸的均匀正弦曲线轮廓。图11中所示的正弦曲线是通过将正弦函数曲线拟合到利用发明人构建的原型测量的数据得到的。更具体地说，图11中所示的曲率轮廓为等式y＝a+b*cos(cx+d)的曲线图，其中系数a到d分别为：a＝5.507468819E-01，b＝2.959381106E-01，c＝5.435591030E-01，d＝-4.978423078E-01。

图12A和12B示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在可致动区域135内沿长度方向132上具有变化的正弦曲线轮廓，如图12A所示该组合部分包括第一凸面半瓣144和第一凹面跟侧半瓣154，呈波长为11.6英寸和幅度为0.30英寸的正弦曲线轮廓。如图12B所示该组合部分包括第一凹面趾侧半瓣154和第二凸面半瓣164，呈波长为8.4英寸和幅度为0.21英寸的正弦曲线轮廓。图12A和12B是通过将正弦函数曲线拟合到利用发明人构建的原型测量的数据得到的。更具体地说，图12A中所示的曲率轮廓为等式y＝a+b*cos(cx+d)的曲线图，其中系数a到d分别为：a＝5.507468819E-01，b＝2.959381106E-01，c＝5.435591030E-01，d＝-4.978423078E-01。类似地，图12B中所示的曲率轮廓为等式y＝a+b*cos(cx+d)的曲线图，其中系数a到d分别为：a＝4.703228952E-01，b＝2.122825994E-01，c＝7.515261318E-01，d＝-1.719790992E+00。

图13示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在长度方向132上的整个可致动区域135内具有五阶多项式曲线轮廓。图13中所示的五阶多项式曲线轮廓是通过将五阶多项式函数曲线拟合到利用发明人构建的原型测量的数据得到的。更具体地说，图13中所示的曲率轮廓为等式y＝a+bx+cx︿2+dx︿3+ex︿4+fx︿5的曲线图，其中系数a到f分别为：a＝2.788918668E-01，b＝7.270160318E-01，c＝-3.118881062E-01，d＝4.594107675E-02，e＝-2.652644591E-03，f＝4.877817180E-05。

图14A和图14B示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在可致动区域135内沿长度方向132上具有变化的三阶多项式曲线轮廓，该组合部分包括第一凸面140和第一凹面跟侧半瓣154并具有如图14A所示的三阶多项式曲线轮廓，该组合部分包括具有如图14B所示三阶多项式曲线轮廓的第一凹面趾侧半瓣154和第二凸面160。图14A和图14B是通过将三阶多项式函数曲线拟合到利用发明人构造的原型测量的数据得到的。更具体地说，图14A中所示的曲率轮廓为等式y＝a+bx+cx︿2+dx︿3的曲线图，其中系数a到d分别为：a＝2.255092825E-01，b＝6.706921138E-01，c＝-2.258203518E-01，d＝1.920400372E-02。类似地，图14B中所示的曲率轮廓为等式y＝a+bx+cx︿2+dx︿3的曲线图，其中系数a到d分别为：a＝5.392718044E+00，b＝-2.018015119E+00，c＝2.522924901E-01，d＝-9.781917019E-03。

图15A和图15B示出了一个工作示例，其中曲面踏板130的上表面136在可致动区域135内沿长度方向132上具有变化的四阶多项式曲线轮廓，该组合部分包括第一凸面140和第一凹面跟侧半瓣154并具有如图15A所示的四阶多项式曲线轮廓，该组合部分包括具有如图15B所示四阶多项式曲线轮廓的第一凹面趾侧半瓣154和第二凸面160。图15A和图15B是通过将四阶多项式函数曲线拟合到利用发明人构造的原型测量的数据得到的。更具体地说，图15A中所示的曲率轮廓为等式y＝a+bx+cx︿2+dx︿3+ex︿4的曲线图，其中系数a到e分别为：a＝2.758305230E-01，b＝7.484228120E-01，c＝-3.307662679E-01，d＝5.000334014E-02，e＝-2.605492952E-03。类似地，图15B中所示的曲率轮廓为等式y＝a+bx+cx︿2+dx︿3+ex︿4的曲线图，其中系数a到e分别为：a＝7.459645128E+00，b＝-2.888161825E+00，c＝3.872523953E-01，d＝-1.892717400E-02，e＝2.286314246E-04。

基于图11至图15B中的工作示例中所示的曲率轮廓的测量值，曲面踏板的上表面相对于踏板参考平面的斜率的计算结果为从中央凹面极值151到跟侧拐点145或从中央凹面极值151到趾侧拐点165以大约±5°的角度作平滑变化。也就是说，在图11至图15B中所示的工作示例中，曲面踏板的上表面相对于踏板参考平面的斜率的计算结果为，在从跟侧拐点145到趾侧拐点165以大约10°的角度平滑变化。基于由发明人采用变化轮廓的工作实例进行的测试，优选地，曲面踏板的上表面相对于踏板参考平面的斜率以至少2.5°的角度在可致动区域的至少一部分内或在基本上整个可致动区域内作平滑变化，更优选地以至少为5°，更优选地以至少7.5°，最优选地以至少10°。

本发明不限于参考图11至图15描述的工作示例，这些仅仅是在各种参数范围内的示例性轮廓，例如，波长、幅度、峰间距离和/或极值之间的距离、极值幅度和/或从踏板参考平面131测量的高度，以及曲率半径，如本发明的权利要求和/或说明书中其它部分所描述的那样。

尽管图12至图15所示的工作示例在第一凸面140和第二凸面160处采用了不同或不对称的幅度或增幅，相对于图11所示工作示例以及图3至图10所描述的实施例中，在第一凸面140和第二凸面160处基本采用对称振幅或增幅，本发明对于在第一凸面140、第一凹面150和第二凸面160是否采用对称或不对称的振幅或增幅和/或对于第一凸面140、第一凹面150和第二凸面160处的各种其它参数中的任何一个是否采用对称或不对称的值没有特别限制。所指的参数包括，波长、幅度、峰间距离和/或极值之间的距离、极值幅度和/或从踏板参考平面131测量的高度，以及曲率半径，如本发明的权利要求和/或说明书中其它部分所描述的那样。

参照图19、图20和图21分别所示为踏板复位弹簧张紧器机构180a的第一实施例的右上前视角的透视图、右侧视图和主视图，该机构可用于代替图2和图3中所示的踏板组件110的直列式蝶形螺母张紧器机构125。关于与图2和图3所示踏板组件110的其它方面类似的结构，此处仅就张紧器机构180a与图2和图3所示直列式蝶形螺母张紧器机构125相区别的那些方面进行描述，在各视图中相同的附图标记表示相同的部件。

在图19至图21中所示的张紧器机构180a中，踏板复位弹簧186的上端与设置在旋转臂181上的孔以与前述参照图2和图3所述的踏板复位弹簧126和旋转臂121之间类似的方式接合。但是，在图19至图21中所示的张紧器机构180a中，踏板复位弹簧186的下端与下弹簧座182接合，下弹簧座182例如是销或丝杆，其与支架183螺纹接合或以其它方式固定到支架183，引导螺母184以嵌入或以其它方式包括在支架183中。引导螺母184与引导丝杆187螺纹接合，使得在要调节复位弹簧186的张力时转动引导丝杆187的顶端189导致螺母184上下移动，具体取决于引导丝杆187的顶端189沿着引导丝杆187转动的方向。由于复位弹簧186的下端和引导丝杆187之间的机械连接，引导螺母184的这一由下弹簧座182、支架183和引导螺母184的组合提供的垂直运动可引起复位弹簧186的收缩或伸长。

虽然有关下弹簧座182、支架183和引导螺母184已经分别作为单独部件进行了示例性描述，本发明对于是否使用单个的主要部件来实现下弹簧座182、支架183和引导螺母184的整体或部分组合的功能，没有特别的限制。

在图19至图21中所示的张紧器机构180a中，踏板复位弹簧186优选地与引导丝杆187平行布置但相对偏置，即不是成列或同轴的。在这种情况下，引导丝杆187也类似地与踏板复位弹簧186平行布置但相对偏置，即不是成列或同轴的。也就是说，踏板复位弹簧186和引导丝杆187的轴线优选地以彼此平行并错开的方式布置，使得它们之间的距离至少足以防止踏板复位弹簧186的外壳与引导丝杆187的外壳之间发生相互干扰。例如，当引导丝杆187的外径大约为0.25英寸而踏板复位弹簧186的外径大约为0.50英寸时，两者的轴间距离优选为不小于0.375英寸，更优选不小于0.5英寸，最优选地在1.5英寸±0.5英寸。

此外，踏板复位弹簧186和引导丝杆187各自优选地为垂直定向，使得它们基本垂直于基板112。在优选的实施例中，支撑柱124的轴线垂直于基板112，且支撑柱124稳固地固定在基板112上，踏板复位弹簧186和引导丝杆187相对于多个支撑柱124中的相同一个分别按下述方式布置，例如相对于在图2和图3中所示踏板组件110的右侧支撑柱124，踏板复位弹簧186和引导丝杆187各自垂直延伸，当柱124相对于基板112垂直安装时柱124的高度方向与前述垂直延伸方向也同向。在这种情况下，踏板复位弹簧186、引导丝杆187和柱124优选地相互平行，也就是说它们的轴线优选地相互平行。

按照本发明上下文中所称特征是相互平行的，应该理解为这一特征包括允许装配公差和设计变更的情况。如果这些特征的方向在彼此差异在30°的角度内，则应理解为在包含在本说明书所述相互平行的含义内。本发明上下文中所称特征是垂直定向的情况下，也应类似地理解为其意味着一个或多个与垂直于基板112绘制的线相差30°角度以内的轴线。

在图19至图21中所示张紧器机构180a中的引导丝杆187的顶端189，描绘为终端与螺母连接并具有适于接受螺丝刀转动的槽，该槽和终端螺母仅用于在调节复位弹簧186的张力时便于引导丝杆187的顶端189实现转动，但不应认为引导丝杆187的顶端189是以防止引导丝杆187发生旋转的方式坚固地于上支撑装置196处固定，图20所示该终端螺母的底部与上支撑装置196的顶部之间的小间隙旨在表示在它们之间没有上述的刚性连接且不会干扰引导丝杆187绕其轴线作旋转，这与下文有关下支撑装置195和上支撑装置196允许引导丝杆187绕其轴线作旋转的描述也是一致的。

此外，在图19至图21中的张紧器机构180a中未示出锁定螺母或其它这样的锁定装置，其用于将螺母184保持在引导丝杆187上的适当位置，以防止复位弹簧186在张力调节后发生滑动。在一些实施例中，本发明也可以使用这种锁紧螺母或其它锁定装置。

然而，在一个优选的实施例中，未采用这种锁紧螺母或其它锁定装置，取而代之地对引导丝杆187和与引导丝杆187机械相互作用的部件采用这样的设计，使得在正常操作期间，能产生足够低效率的机械系统以防止引导丝杆187在复位弹簧186的负载下发生反向驱动。也就是说，在不采用能将螺母184固定在引导丝杆187上的锁定螺母或其它锁定装置的实施例中，优选的是引导丝杆系统是自锁的，即引导丝杆187不会由于复位弹簧186的负载发生反向驱动。

换句话说，在一些实施例中，优选的是包括由于引导丝杆187和引导螺母184处的螺纹的导程角带来的机械优势，引导丝杆187和引导螺母184之间的阻力，在支撑装置195、196和引导丝杆端部188、189之间的阻力，和/或在发生这种接触的实施例中，由螺母支架表面193、199和支撑柱表面185、192之间的接触产生的阻力等的引导丝杆系统的效率足够低，以防止引导丝杆187在复位弹簧186的负载下发生反向驱动。在这样的实施例中，引导丝杆系统的效率优选为不大于50％，更优选为不大于40％，最优选为不大于30％。

影响上述各位置处阻力效果的一个因素在于材料的选择，在引导丝杆187的转动期间各处的部件互相接触并产生摩擦。因此，在这样的实施例中控制效率以产生自锁引导丝杆187的一个方面在于适当的材料选择，以在它们之间产生适当的高摩擦力。例如，金属与金属的接触通常比金属与塑料或塑料与塑料的接触产生更高的阻力。在这种情况下，虽然本发明对于塑料部件的使用并无限制，但是在一些实施例中，对引导丝杆187使用金属部件和对在引导丝杆187转动时与引导丝杆187接触的部件使用金属部件可能是优选的。

在一个实施例中，可以通过控制包括引导丝杆187和引导螺母184的机械系统的效率来获得在复位弹簧186的负载下防止反向驱动发生的效率。例如，在一个实施例中，包括引导丝杆187和引导螺母184的机械系统的适当低效率可以通过使用优选地在引导丝杆187和引导螺母184处具有大致不大于5°的导程角的螺纹来实现，更优选地大致不大于4°，最优选地大致不大于3°。另一个例子中，包括引导丝杆187和螺母184的机械系统的适当低效率可以通过使引导丝杆187和引导螺母184采用优选地具有不大于引导丝杆187直径的大致33％的导程的螺纹来实现，更优选地不大于引导丝杆187直径的大致25％，最优选地不大于引导丝杆187直径的大致15％。

本发明对于在引导丝杆187和引导螺母184处采用的螺纹类型没有特别限制，例如可以采用V形螺纹、方形螺纹、梯形螺纹、偏梯形螺纹等，在一个实施例中，优选使用梯形螺纹。例如，本申请的发明人已经说明了在按照图19至图21中所示张紧器机构180a、图22至图24中所示张紧器机构180b和图28所示张紧器机构190的方式制造的原型的情况下有关自锁能力方面的理想性能，其中引导丝杆187和引导螺母184由钢制成直径为5/16英寸，采用单头梯形螺纹，螺纹间距为每英寸14个螺纹。这些原型在支撑装置195、196处不使用滚珠轴承或类似物，引导丝杆187的每个端部188、189处的支承表面包括通过固定引导丝杆与引导丝杆端部188、189连接的直径为9/16英寸的钢套环，该轴环直接支承在刚性连接在柱124上的扁平铝表面上，其间的唯一预载是由于在正常操作期间来自复位弹簧186的张力而施加在其上的预载荷。

在一些实施例中，可以使用滚珠螺杆代替引导丝杆187。在这种情况下，由于滚珠丝杆的效率通常高于相应引导丝杆的效率，因此最好采用锁定螺母等。或者如果不使用锁定螺母，则通过使用适当预加载的螺母来增加滚珠丝杆螺母的阻力。或者如果不使用预加载的滚珠丝杆螺母或者在螺母处的阻力不足以防止反向驱动，则在螺母以外位置处的阻力应足够高以防止在正常操作期间在复位弹簧186的负载下对滚珠丝杆造成反向驱动。由于本发明的实施例因此可以应用于使用滚珠螺杆代替引导丝杆187的情况，所以在本发明采用引导丝杆187和引导螺母184的实施例的描述中，应该理解为也可以使用滚珠丝杆和滚珠丝杆螺母代替引导丝杆187和引导螺母184。

无论是使用滚珠引导还是引导丝杆187，可以通过使用作用在其上的适当的预载荷来增加引导螺母184处的阻力，这也将具有减小反弹的优点。在一些实施例中可用于增加作用在螺母184上的预载荷的一种方法是增加杠杆臂从下弹簧座182到引导丝杆187的轴线的长度，即，复位弹簧186的轴线和引导丝杆187的轴线之间的轴间距离。

无论是使用滚珠丝杆还是引导丝杆187，尽管本发明对于在支撑装置195、196处使用滚珠轴承或滚柱轴承等没有特别限制，但可在支撑装置195、196和滚珠丝杆的两端188、189之间增加阻力。例如，通过使支撑装置195、196和丝杆端部188、189之间的支承表面之间产生直接接触而避免使用这种滚珠轴承或滚柱轴承等和/或通过适当的材料选择使在它们之间产生适当的高摩擦力。此外，在一些实施例中，预载荷，即由于在正常操作期间由于复位弹簧186的载荷，超越在支撑装置195、196和丝杆端部188、189之间可能存在的预载荷的预载荷，可以施加到支撑装置195、196和丝杆端部188、189的轴承表面处以增加它们之间的摩擦。

无论是使用滚珠丝杆还是引导丝杆187，可以采用由支架表面193、199和柱表面185、192之间的接触产生的阻力来降低引导丝杆(或滚珠丝杆)系统的效率，以便防止反向驱动，这将在后述的支架表面193、199与柱表面185、192之间存在滑动接合的实施例的上下文中进一步详细描述。

也就是说，在一个实施例中，在支架表面193、199和柱表面185、192之间可存在间隙，使得支架表面193、199通常不与柱表面185、192接触，除了在一些实施例中，其中当丝杆187的顶端189转动以调节复位弹簧186的张力时，支架183由螺母184和丝杆187之间的摩擦力牵引作为限制器起作用。在这种情况下，在这样的实施例中支架表面193、199与柱表面185、192之间的接触是不期望的，可有利地采用间隙来防止支架183和柱124之间的干涉和/或产生空隙。例如，在这样的一个实施例中，当丝杆187的顶端189转动时，由于螺母184和丝杆187之间的摩擦而造成支架183围绕丝杆187作枢转，因此它可能仅是例如在支架183位于远端处的面向柱的表面，即支架183的靠近下弹簧座182的端部处的面向柱的表面和在支架183的远离下弹簧座182的端部处的面向柱的表面，其与柱124接触以限制螺母184和支架183围绕丝杆187作出不期望的旋转，本发明对于在支架183和柱124之间的其它位置处设置任意尺寸的间隙没有特别限制。进一步地，由于这样的实施例中这种限制器仅需要足以防止支架183围绕丝杆187的轴线过度枢转，因此甚至不需要支架183的端部在其它时候与柱124接触，在支架表面193、199和柱表面185、192之间的所有位置处可能存在甚至相当大的空隙，例如，大约达到0.25英寸或更大的空隙。

然而，应该注意的是，当引导丝杆187的顶端189转动时由于摩擦对支架183造成的一些小的趋势可能是无妨的，因为这种现象仅在调节期间发生，且这种情况下由演奏者有以下选择，即使用手指等对下弹簧座182施加压力以防止其从柱124移动得太远，并以不理想的方式对复位弹簧186造成拉伸。

关于此，在优选的实施例中，取决于复位弹簧186和引导丝杆187是否布置在如图19至图28所示的实施例中右侧柱124处，或在左侧柱124处，并且取决于引导丝杆187是否如图19至图21中所示的张紧器机构180a或是如图28中所示的张紧器机构190那样设置在柱124的前部，或是有引导丝杆187如图22至图24中所示的张紧器机构180b那样，设置在柱124的后部。在引导丝杆187和引导螺母184中采用反向螺纹可以通过使得支架183由这样的摩擦被牵引，摩擦的方向倾向于当引导丝杆187在倾向于引起更大载荷的方向上转动使在引导螺母184和引导丝杆187之间产生更大摩擦效果时，下弹簧座182被按压停靠在柱124的表面上，即，假设其为导致复位弹簧186伸长而不是收缩的方向，有助于防止支架183围绕引导丝杆187的轴线转动，使得下弹簧座182向远离支柱124表面的方向移动，并以不理想的方式牵引着复位弹簧186的下端。

换言之，在一个实施例中优选的是，引导丝杆187的螺纹方向的选择，即是采用正向螺纹还是反向螺纹，取决于何种选择可使得下弹簧座182由于使其向远离柱124表面的方向作移动的摩擦的运动趋势普遍减小。

但是，如果支架183由摩擦被牵引的这种趋势被认为是存在问题的，除了如上所述使用限制器之外，本发明中还可使用诸如凹槽、槽、棒、杆、轨道、框架和/或类似物以限制这种移动。例如，在一个实施例中，支架183的端部延伸超出下弹簧座182，即位于图20中右侧的支架183的端部或位于图23左侧的支架183的端部，并充分延伸以便在踏板组件110的操作期间不会妨碍到复位弹簧186的外壳，并且支架183的延伸端卡入连接到柱124的表面或在其表面形成的垂直的轨道、凹槽、框架等中，从而当丝杆187的顶端189转动时，防止由于引导螺母184和引导丝杆187之间的摩擦导致支架183被带离柱124太远。

但在一个优选的实施例中，当引导螺母184沿着引导丝杆187上下移动时，可以使支架183的内表面193的平坦表面与柱124的外表面192的平坦表面滑动接合，支架183的该平面与柱124的该平面的这种滑动接触不仅抵消了支架183绕引导丝杆187的轴线旋转的趋势，当要调节复位弹簧186的张力而转动引导丝杆187的顶端189，引导螺母184和引导丝杆187之间的摩擦力对支架183造成牵引作用时，也优选地引导和促进支架183随着引导丝杆187的转动作平滑、可重复和精确的运动。

例如，在图19至图21中所示的张紧器机构180a中，右侧的柱124例如是矩形横截面，柱124可具有至少一个基本垂直于摇臂轴116的轴线的第一平面192，并具有至少一个基本上垂直于第一平面192的第二平面192。在这种情况下，在图19至图21所示的实施例中，右侧的柱124的多个平面192、192中的每一个将垂直定向并平行于包含复位弹簧186的轴线的平面，同时与包含引导丝杆187的轴线的平面也平行。

类似地，如图19至图21中所示的张紧器机构180a那样，柱124例如是矩形横截面，支架183可具有至少一个第一平面193，该第一平面193同样基本垂直于摇臂轴116的轴线，并具有至少一个第二平面193，该第二平面193同样基本垂直于第一平面193。在这种情况下，在如图19至图21所示的实施例中，支架183的多个平面193、193中的每一个同样是垂直定向并且同样平行于包含复位弹簧186轴线的平面，同样也平行于包含引导丝杆187轴线的平面。

在这种情况下，在如图19至图21所示的张紧器机构180a中，支架183的平面内表面193、193可以与柱124的平面外表面192、192滑动接合，从而当对引导丝杆187的顶端189进行转动以调节复位弹簧186的张力时可引导螺母184沿着引导丝杆187作上下运动。

在优选的实施例中，右柱124的两个平面192、192可以相接以形成同样为垂直定向的外拐角185，外拐角185的轨迹是与踏板复位弹簧186和引导丝杆187的轴线相平行的垂直线段，并垂直于基板112。在这种情况下，外拐角185将构成由柱124的两个平面192、192的交叉形成的二面角。

类似地，在这样的优选实施例中，支架183的两个平面193、193可以相接以形成同样呈垂直定向的内拐角199，内拐角199的轨迹是与踏板复位弹簧186和引导丝杆187轴线平行的垂直线段，并且垂直于基板112。在这种情况下，内拐角199将构成由两个平面193的交叉形成的二面角。

在这种情况下，在图19至图21所示的张紧器机构180a中，在一些实施例中，支架183的内拐角199与柱124的外拐角185的滑动接合可进一步帮助支架183相对于柱124的定位和引导，从而在对复位弹簧186的张力进行调节时使支架183沿丝杆187作上下滑动。

在支架表面193、199与柱表面185、192之间存在滑动接合的实施例中，可利用支架表面193、199与柱表面185、192之间的接触产生的阻力降低效率，抑制反向驱动和/或促进引导丝杆系统的自锁。在这样的实施例中，支架表面193、199和/或柱表面185、192可以涂覆适当的材料，或可以将适当材料涂覆在支架表面193、199上和/或柱表面185、192上以控制它们之间的摩擦系数。例如，具有合适的润滑性和耐磨性的材料，例如聚四氟乙烯或其它氟化树脂、聚烯烃或其它这样的合适材料，可以用作支架表面193、199与柱表面185、192相接触的涂层或涂覆带。为了此时在支架表面193、199和柱表面185、192之间产生合适的正交力，在这样的实施例中优选沿支架表面193、199和柱表面185、192上的至少一个位置处没有间隙或空隙而是在它们之间存在干涉。并且为了在这样的实施例中适当地控制该正交力的大小，考虑到由于设计公差、磨损等引起的干涉大小的变化，可将适当适应的材料，即诸如泡沫橡胶或合成树脂等具有适当弹性的材料，例如作为涂覆带或类似涂层材料的背衬，应用于这种相互接触的支架表面193、199和柱表面185、192。通过将这种适应性部件导入引导丝杆系统中，不仅可以通过支架表面193、199与柱表面185、192间的接触产生的阻力适当降低引导丝杆系统的效率，而且由该适应性部件的弹性产生的回复力将在包括引导丝杆187和引导螺母184的机械系统上施加小的预载荷，而这将减少反弹并有助于引导丝杆187的平稳和精确操作。

在一个优选的实施例中，柱124通过刚性地固定到基板112上保持固定不动，使得引导丝杆187除了能够绕其轴线旋转之外其余时候是稳定静止地固定在柱124上。这样一来，当引导丝杆187的顶端189转动时，有助于实现对踏板复位弹簧186的张力进行精确和平滑的调节。

此外，在优选的实施例中，引导丝杆187基本上延伸到柱124的整个高度，引导丝杆187的底端188被支撑在柱124的底部处或其附近，引导丝杆187的顶端189被支撑在柱124的顶部或附近。在丝杆187基本上延伸为柱124的整个高度的情况下，这意味着允许它们之间存在一些高度差，例如如图19至图21中所示的张紧器机构180a中当引导丝杆187位于柱124的前方时，高度差能防止引导丝杆187以不合宜和干扰的方式突出。又如如在图22至图24中所示的张紧器机构180b中当引导丝杆187位于柱124的后方时，高度差使得接近引导丝杆187变得更方便。

例如，用于引导丝杆底端188的下支撑装置195和/或用于引导丝杆顶端189的上支撑装置196，在如图19至图21所示的实施例中，分别利用丝杆或其它紧固件被固定在柱124的底端和顶端处或两处的附近。在一个实施例中可以通过使用轴承使引导丝杆187能够绕其轴线旋转，同时能基本防止沿引导丝杆187的轴线的平移运动，以及沿垂直于引导丝杆187的轴线方向上的平移运动，并且基本上防止围绕引导丝杆187的轴线以外的轴所作的旋转运动。具体地，关于端部固定性，可在用于丝杆端部188、189的支撑装置195、196处采用简单(或浮动)支撑和/或固定支撑的任何合适组合，例如，简单—简单、固定—固定、简单—固定或固定—简单。此外，本发明对于引导丝杆端部188、189之一是自由端，即无支撑的实施方式，也没有任何的特别限制。

在另一个实施例中，下支撑装置195和/或上支撑装置196在图19至图21中所示的第一实施例中，可为简单的盒状保持架，引导丝杆端部188、189被保持在其中，同时允许引导丝杆187绕其轴线旋转且基本上防止引导丝杆187沿其轴线作平移。

例如，在这样的实施例中，轴向定位特征可以用在引导丝杆端部188、189处使得支撑装置195、196可以对引导丝杆端部188、189提供支撑而无需使用介入轴承，如此，当为了调节复位弹簧186的张力转动引导丝杆187的顶端189时，丝杆端部188、189直接支承在固定的支撑装置195、196上。

在图28中以分解视图方式示出的张紧器机构190的丝杆底端188处示出了这种无轴承支撑的示例，在该无轴承支撑处，通过固定丝杆与一蹲圆柱套环(squat cy l i ndr ica l co l l ar)连接。尽管未在图28中示出，这样的圆柱形套环可类似地连接到引导丝杆187的顶端189，并且套环通道具有能够允许引导丝杆187围绕其轴线旋转同时基本上防止平移运动和绕其它轴线作旋转的合适尺寸，可以形成在柱124的底端和顶端、引导丝杆端部188、189以允许引导丝杆187绕其轴线旋转同时基本上防止平移运动或旋转其它轴线作转动的方式被保持在套环的通道中。

在一些实施例中，引导丝杆端部188、189的无轴承支撑可优选地通过轴承支撑，由于在产生摩擦的引导丝杆端部188、189和/或引导螺母184处的高阻力以及因此引导丝杆187整体的低效率，将减少引导丝杆187在由复位弹簧186施加在其上的载荷下的反向驱动的趋势，从而有助于张紧器机构180a实现作为自锁张紧器机构180a的功能，即无需锁定螺母或其它类似单独的锁定装置即可实现轻松调节。出于类似的原因，在一些实施例中丝杆187可能优选采用滚珠丝杆，尽管未在附图中示出，但以滚珠丝杆代替引导丝杆187的使用也应当被认为是落入权利要求范围内的变形，除非权利要求中明确叙述的是使用引导丝杆。

参照图22、图23和图24分别所示为踏板复位弹簧张紧器机构180b的第二实施例的右上后透视图、右侧视图和后视图，其可用于代替图2和图3中所示的踏板组件110的直列式蝶形螺母张紧器机构125。图22至图24中所示的张紧器机构180b的结构与图19至图21中所示的张紧器机构180a类似，此处仅就图22至图24中所示张紧器机构180b与图19至图21中所示张紧器机构180a相区别的那些方面进行描述，在各视图中相同的附图标记表示相同的部件。

相对于在如图19至图21所示的张紧器机构180a中引导丝杆187布置在柱124的前面并且基本也在复位弹簧186的前面的实施方式，如图22至图24中所示的张紧器机构180b中，引导丝杆187布置在柱124的后面，并且也基本在复位弹簧186的后面。这是因为，在图22至图24中所示的张紧器机构180b中，引导丝杆187位于柱124的后面，即，如果鼓手从鼓座位置处进行观察，引导丝杆187是布置在柱124的远侧，以便于鼓手在要对复位弹簧186的张力进行调节时能方便地接近引导丝杆187的顶端189，张紧器机构180b的顶端189可以向上延伸甚至超出图22至图24中所示范围。相反地，因为，如图19至图21所示的张紧器机构180a中，引导丝杆187位于柱124的前面，即，如果鼓手从鼓座位置处进行观察，引导丝杆187是布置在柱124的近侧，张紧器机构180a的顶端189可以缩短使其不会向上延伸超出如图19至图21所示范围，以便鼓手在要对复位弹簧186的张力进行调节时，不会影响鼓手接近张紧器机构180a的引导丝杆187的顶端189进行操作。

参考图25A(或图25B)、图26和图27分别所示为踏板复位弹簧张紧器机构180c的第三实施例的右上前透视图、右侧视图和主视图，该机构可用于代替图2和图3中所示的踏板组件110的直列式蝶形螺母张紧器机构125。图25A和图25B中虚线代表变形例，图25C是在图25B中以虚线示出的变形例中从上方看到的包含支架183的示意性局部剖视图。图25A至图27中所示的张紧器机构180c的结构与图19至图21中所示的张紧器机构180a类似，此处仅就图25A至图27中所示张紧器机构180c与图19至图21中所示张紧器机构180a相区别的那些方面进行描述，在各视图中相同的附图标记表示相同的部件。

相对于在如图19至图21所示的张紧器机构180a中丝杆187布置在柱124的前面并且基本也在复位弹簧186的前面的实施方式，以及如图22至图24中所示的张紧器机构180b中，引导丝杆187布置在柱124的后面，并且也基本在复位弹簧186的后面的实施方式，如图25A至图27中所示的张紧器机构180c中，引导丝杆187布置在柱124的侧面(即外侧)以及在复位弹簧186的侧面(即外侧)。

如图25A至图27中所示的张紧器机构180c中，引导丝杆187设置位于柱124的侧面，正如根据图25A和图25B中实线所示的设计那样，支架表面193、199不作为限制器与柱表面185、192接触，也不用于实现它们之间的滑动接合，在这样的情况下当转动引导丝杆187的顶端189调节复位弹簧186的张力时演奏者对下弹簧座182施加手指压力等方式以抑制支架183由于摩擦而被牵引的趋势，来防止下弹簧座182偏离其垂直方向是不可行的。这样的操作可能导致复位弹簧186被拉伸甚至可能围绕引导丝杆187发生不合需要的扭转。可以采用例如图25A至图25C中虚线所示的特征作为限制件，当引导丝杆187的顶端189转动时用来防止支架183被摩擦力牵引和/或允许滑动接合的实现。

也就是说，诸如在图25A中的左侧以虚线所示的特征可用于使支架183和/或下弹簧座182在柱124的方向上延伸，从而允许与柱124的接触和/或滑动接合的实现。

或者，诸如在图25A中的右侧以虚线表示的特征可用于使支架183沿着固定在基板112上的附加的引导柱的方向延伸滑动，并允许与该附加的引导柱之间的接触和/或滑动接合。

或者，诸如在图25B中的右侧和图25C以虚线表示的特征可用于使支架183沿固定在基板112上的附加的引导柱的方向延伸，以允许与该附加的引导柱之间的接触和/或滑动接合。此处，图25C是在图25B中以虚线示出的变形例中从上方看到的包含支架183的示意性局部剖视图。

如图25A中位于右侧的虚线部分、图25B中位于右侧的虚线部分以及图25C中的虚线部分所示采用附加的引导柱的情况下，相对于如图19至图21所示的张紧器机构180a中、图22至图24所示的张紧器机构180b中以及图25中以虚线所示的张紧器机构180c的变形中，支架183的内表面193、193与柱124的外表面192、192接触的实施方式，图25C中的虚线部分所示的延伸的支架的外表面与该图中虚线所示的附加的引导柱的内表面相接触。

类似地，如图25A中位于右侧的虚线部分、图25B中位于右侧的虚线部分以及图25C中的虚线部分所示采用附加的引导柱的情况下，支架183的两个平面193、193相接以形成呈垂直定向的内拐角199，其能够与柱124或附加引导柱的垂直定向的外拐角185接合，上述支架183的内拐角199构成由支架183的两个平面193、193的交叉形成的二面角，柱124或附加引导柱的外拐角185构成由柱124或附加引导柱的两个平面192、192的交叉形成的二面角；相对于此，在图19至图21中所示的张紧器机构180a、图22至图24中所示的张紧器机构180b以及与图25A的虚线部分所示的张紧器机构180c相区别的变形中，从支架183处延伸的两个平面相接形成垂直定向的外拐角，其能够与附加引导柱的垂直定向的内拐角接合，进一步在图25B和图25C中虚线部分所示的张紧器机构180c的变形中，支架183的外拐角构成由其两个平面的交叉形成的二面角，附加引导柱的内拐角构成了由其两个平面的交叉形成的二面角。

但是，不论是支架183的内表面与柱的外表面接触，还是支架183的外表面与柱(或附加的引导柱)的内表面接触，都能够抵消螺母184和支架183由于摩擦发生牵引的趋势，并且当引导丝杆187的顶端189转动时支架183与柱124(或附加的引导柱)的平面之间可能存在滑动接合。

并且，不论是支柱183的内拐角与柱124的外拐角185接触，还是支架183的外拐角与柱124(或附加的引导柱)的内拐角185接触，当引导丝杆187的顶端189转动时，都可以在上述内拐角和外拐角之间引起滑动接合，以进一步帮助支架183相对于柱124(或附加的引导柱)的定位和引导。

通过对图19至图21中所示的张紧器机构180a、图22至图24所示张紧器机构180b和图25A至图27所示张紧器机构180c进行比较，显而易见的是，以相对于复位弹簧186平行但偏置方式布置的垂直定向的引导丝杆187可设置在复位弹簧186的轴线附近的任何角度位置。进而，以嵌入包括或其它方式形成螺母184并将丝杆187与下弹簧座182形成联结的支架183，可具有与柱124的表面相接触和/或与柱124的表面滑动接合的表面。

现在参照图28所示张紧器机构190的第四实施例的分解图，该张紧器机构190可用于代替图2和3中所示的踏板组件110的直列式蝶形螺母张紧器机构125。

在图28中所示的张紧器机构190中，柱124中空设置使得引导丝杆187可以以使其位于前方同时位于复位弹簧186内侧的方式插入其中。此外，位于柱124前方的部分198为可拆卸式，且燕尾榫接头的阴面通过机械加工到柱124前方的可拆卸部分198的内侧，该燕尾槽198用作燕尾榫197的引导表面，燕尾榫197具有相当于螺母184与引导丝杆187接合的螺纹孔。

在如图28所示张紧器机构190的装配过程中，从基板112将柱124拆下，通过固定丝杆等将套环连接到引导丝杆187的底端188，并通过形成于柱124的基底处的孔将引导丝杆187插入柱124内部。但是，在将引导丝杆187插入柱124内部之前，将燕尾榫197的楔形部以燕尾榫接方式插入到燕尾槽198的凹槽中，由此已经插入燕尾榫197的燕尾槽198重新安装到柱124上的原始位置。然后，当引导丝杆187从柱124的底部插入其中时，引导丝杆187处的阳螺纹与形成在燕尾榫197上的孔184上的阴螺纹相啮合，并且引导丝杆187的顶端189从形成于柱124顶部的孔处露出。引导丝杆端部188、189由支撑装置195、196支撑，且支撑装置195、196以与上文基于图19至图21中所示的张紧器机构180a有关内容类似的方式收容在中空的柱124内部。

燕尾榫197还包括用于将半支架191连接到燕尾榫197的螺纹孔，在本实施例中半支架191和燕尾榫197的组合用作为支架183。燕尾榫197还包括另一下弹簧座182可以螺纹接合到其中的螺纹孔，以允许复位弹簧186的下端与燕尾榫197实现连接，燕尾榫197以与图19图至21中所示的张紧器机构180a、图19至图21所示的张紧器机构180b和图25A至图27所示的张紧器机构180c中具有螺母184的类似方式可沿引导丝杆187滑动。

注意，柱124的前表面包含适当形状的凹槽，允许燕尾榫197在燕尾槽198内运动，即在对复位弹簧186的张力进行调节期间使燕尾榫197在丝杆187上作上下滑动。柱124朝向布置有复位弹簧186的一面包含适当形状的凹槽，以允许下弹簧座182和半托架191的运动，即在对复位弹簧186的张力进行调节期间使燕尾榫197在丝杆187上作上下滑动。以这种方式进行组装之后，可以使用丝杆或其它紧固件将燕尾槽198固定在柱124的前方的部位，而柱124固定在基板112上。

在张紧器机构190中，构成支架183一部分的燕尾榫197的平面相接以形成垂直定向的外拐角，其能够与构成柱124一部分的燕尾槽198的垂直定向的内拐角接合，这些燕尾榫197的外拐角构成了由燕尾榫197的两个平面交叉形成的二面角，燕尾槽198的内拐角构成了由燕尾槽198的两个平面交叉形成的二面角。

如图28所示的张紧器机构190中的柱124为中空结构，因此引导丝杆187可以以使其位于前方同时位于复位弹簧186内侧的方式插入其中。引导丝杆187基本可设置在围绕复位弹簧186轴线的任何角度位置处，调整中空的柱124的位置以适合将引导丝杆187插入其中。

相对于图28所示的张紧器机构190中，沿着引导丝杆187滑动的燕尾榫197与形成在中空的柱124内部的燕尾槽198接触，在其变形实施方式中，沿着引导丝杆187作滑动的阴面可与形成在中空的柱124内部的燕尾榫接触，或者对沿着引导丝杆187作滑动的燕尾榫接头取而代之地采用支架，该支架按照如图25B和图25C所示类似的方式沿着引导丝杆187作滑动、且具有与柱124的中空内部的的内拐角接触的外拐角。或者通过利用如图25A中右侧的虚线部分所示的类似的附加的引导柱，取而代之地采用可沿引导丝杆187作滑动、且具有与附加引导柱的外拐角接触的内拐角的支架。此外，本发明对于是否采用上述的诸如凹槽、槽、棒、杆、轨道、框架和/或类似物没有限制，来抵消当引导丝杆187的顶端189转动时螺母184和支架183由于摩擦被牵引的趋势。

因此，如图28所示的张紧器机构190或者如上所述的变形中，支架183的内表面与柱124的外表面接触或支架183的外表面与柱124的内表面接触的两种情况，都能够抵消螺母184和支架183由于摩擦被牵引的趋势，并且当引导丝杆187的顶端189转动时支架183与柱124的平面之间可能存在滑动接合。进而，在图28所示的张紧器机构190中，支架183的内拐角与柱124的外拐角185接触或支架183的外拐角与柱124的内拐角185接触的两种情况，当转动引导丝杆187的顶端189时，都可以在上述内拐角和外拐角之间引起滑动接合，以进一步有助于支架183相对于柱124的定位和引导。

尽管图中所示的踏板复位弹簧126、186被描绘为螺旋弹簧，本发明不限于采用螺旋弹簧和/或其它这种螺旋弹簧的张紧器机构，无论是设计成在拉伸或压缩或两种情况下均产生作用，也可以采用各种弹簧中的任何一种，例如气弹簧、片弹簧、扭簧、悬臂弹簧、橡皮带弹簧(但不限于橡胶制成的弹簧，可以采用任何合适的弹性或粘弹性材料)，泡沫树脂或其它这样的弹性或粘弹性材料，以及能够提供随位移而变化的回复力的任何其它合适的装置，如踏板复位弹簧126、186。

虽然根据本发明的张紧器机构180a、180b、180c、190已在示例中进行了描述，通过其在引导丝杆187上滑动的螺母184连接到复位弹簧186，支架183与设置在复位弹簧186下端的下弹簧座182相连接，本发明也可以应用于这样的张紧器机构中，支架183与设置在复位弹簧186上端的上弹簧座连接，或者与复位弹簧186上任何其它合适的位置连接，根据需要调整机构和连杆，以便当螺杆187的顶端189转动时，通过螺母184在丝杆187上的运动可实现对张力的调节。在这种情况下，应该理解的是，本发明不限于通过将螺母184移动到丝杆187上靠下方的位置来增大复位弹簧186的张力，通过将螺母184移动到丝杆187上靠上方的位置来减小复位弹簧186的张力的张紧器机构。本发明也可用于通过将螺母184移动到丝杆187上靠上方的位置来增大复位弹簧186的张力，将螺母184移动到丝杆187上靠下方的位置来减小复位弹簧186的张力的张紧器机构。

相对于如图19至图28中以示例方式示出的张紧器机构180a、180b、180c、190采用的各种形状的支架183，本发明对于支架183的尺寸或形状没有任何特别限制，可以采用各种尺寸和形状的支架183，只要它们能够实现本说明书所述的功能即可。

如上所述，根据本发明的任何一个实施例的张紧器机构180a、180b、180c、190和/或曲面踏板130可安装于例如用于架子鼓100的踏板组件110中。

包括根据本发明的张紧器机构180a、180b、180c、190的踏板组件110和根据本发明的曲面踏板130的架子鼓100将允许通过实现对踏板复位弹簧处张力的方便和精确调节，使有经验的演奏者能够充分利用本发明曲面踏板的优点。

根据本发明的一个或多个实施例的方式使用张紧器机构180a、180b、180c、190可使踏板的操作者方便地调节踏板复位弹簧的张力而无需拆卸踏板组件。例如，在一些实施例中，操作者能够无需离开通常对踏板进行操作时所在的位置对踏板复位弹簧的张力进行调节。例如，在一些实施例中，根据本发明的张紧器机构180a、180b、180c、190的使用可使坐在鼓座上的鼓手能够坐在原位实现对踏板复位弹簧张力的调节。

在如上所述引导丝杆187是自锁的实施例中，可以容易地调节踏板复位弹簧的张力而无需松开锁定螺母或其它锁定装置，并且一旦调节完成，能够无需拧紧锁定螺母或其它锁定装置而保持张力的调节。

根据本发明实施例，安装在踏板组件110中用于架子鼓100中的曲面踏板130可以促进踏板致动击鼓和/或可以使踏板致动击鼓更轻松或更舒适，尤其是在采用诸如滑动演奏技巧或踵趾演奏技巧时。

进而，根据一些实施例的弯曲形状的曲面踏板130可以允许演奏者通过对曲面踏板130的“感觉”快速且可靠地定位他或她的脚。

此外，根据一些实施例的曲面踏板130可以很好地匹配脚的形状，所以使用曲面踏板130可以实现更快速和更强烈的鼓击打，同时与传统情况相比所需脚上和/或脚踝的移动更少。

另外，根据一些实施例的弯曲形状的曲面踏板130可以允许脚(特别是脚后跟和/或脚部前方)以更接近其上表面136的角度撞击曲面踏板130，从而提高力从演奏者的脚传递到曲面踏板130的杠杆效果或效率，和/或允许更强有力和/或更轻松的演奏。

此外，在一些实施例中，曲面踏板130的平滑变化轮廓对于使用赤脚、或仅穿着袜子不穿鞋、或穿着薄鞋或其它这样的脚套以改善将脚放在踏板上的舒适性和灵敏度的演奏者来说是特别理想的。

此外，在一些实施例中曲面踏板130的可致动区域135基本上长于演奏者的脚，这不仅增加了踏板相对于跟部铰链114的支点的杠杆作用，有利于更强大和/或更轻松的疲劳演奏，也有助于沿着曲面踏板130的长度方向132的更持久的脚部滑动。另外，比演奏者的脚长得多的踏板也可以容纳超出传统所采用的基础踵趾击打位置范围以外的多个击打位置。

参照图16A至16C，以下将描述如何根据本发明的实施例使用架子鼓100的踏板组件110中的曲面踏板130。

在架子鼓100中，踏板组件110可用于例如以任何合适的方式演奏鼓103或高帽钹104。例如，在踏板组件110用于操作低音鼓103的情况下，踏板组件110可以这样的方式组装，使得踏板组件110在曲面踏板130被压下时能够引起击打器115撞击垂直竖立的鼓103或水平站立的鼓。

在一些实施例中，演奏者可以使用踏板组件110产生单个鼓点。此时，当演奏者使用他或她的脚来操作踏板组件110时，在曲面踏板130被压下时，脚通常可以沿着曲面踏板130的上表面136定位在任意位置。例如，脚可以如图16A所示进行定位。在另一个例子中，脚可以如图16B所示进行定位。在又一个例子中，脚可以如图16C所示进行定位。脚部可能的定位位置并不限于是如图16A至图16C中所示的那些。

在一些实施例中，演奏者可以使用踏板组件110来产生双重音或两个连续的鼓点。可以以各种方式产生双重音。例如，演奏者可以简单地重复前述的一种脚部运动以快速连续两次产生单个鼓点。本发明中一些实施例的优点之一在于有助于在一个脚运动周期中产生两个连续的鼓点。当通过一个脚运动周期产生两个连续节拍时，可以容易地实现快速连续节拍的演奏。

例如，根据本发明的一个或多个实施例，演奏者可以使用任意的各种滑动演奏技巧。根据一种这样的滑动演奏技巧，演奏者可首先使用他或她的脚趾压下曲面踏板130以产生第一次击打，沿曲面踏板130的长度方向132滑动他或她的脚，然后再次使用他或她的脚趾压下曲面踏板130以产生第二次击打。例如，脚可以如图16B所示定位以作出第一次脚趾击打，然后如图16C所示定位以作出第二次脚趾击打。或者，如图16C所示定位作出第一次脚趾击打后。如图16B所示作出第二次脚趾击打。脚部可能的定位位置并不限于是如图16B和图16C中所示的那些。

本发明至少一些实施例的优点之一在于曲面踏板130的弯曲上表面136可以更好地适合于脚的滑动，因此例如与传统的平板相比，本发明能够实现更容易且更轻松的双重音演奏。

例如，当两个连续脚趾击打的脚趾位置处于曲面踏板130的弯曲区域中时，例如，处于第一凹面150内，曲面踏板130的上表面136的弯曲形状有利于演奏者在脚趾压下曲面踏板130时，沿长度方向132向前或向后能够更容易地滑动他或她的脚趾。

此外，在可致动区域135的至少一部分内和/或在基本上整个可致动区域135内使用具有平滑变化斜率的曲面踏板130可使得演奏者在脚滑动运动期间能够在他或她的脚上感觉到曲面踏板130的局部角度，即斜率变化的逐渐偏置，并且演奏者可以利用该偏置在脚运动周期期间内确认他或她脚趾的位置。在演奏者的脚上可以感受到的这种偏置使得演奏者再现脚部运动周期变得更容易。特别地，在曲面踏板130具有第二凸面160的情况下，第二凸面160的曲率能够进一步提供脚对趾定位的引导。因此，曲面踏板130的平滑变化斜率允许演奏者更好地依赖于脚的感觉并且消除或减少对脚应该滑动多远进行关注的需要，这使得产生例如双重音成为更可重复、更轻松和更愉快的操作。

因此，本发明至少一些实施例的优点之一在于曲面踏板130可以实现脚部倾斜运动，因此与传统的平坦踏板相比，双重音的产生更为容易和轻松。例如，当曲面踏板130具有至少一个凸面140、160时，这允许演奏者能够更好地在他或她的脚趾上感觉到在第一凸面140内的逐渐局部角度偏置，即斜率变化，从而允许例如为作脚跟击打的容易的脚后跟定位。

作为可采用的演奏技巧的另一个例子为，演奏者可以使用踵趾演奏技巧和/或趾踵演奏技巧。

在一种踵趾演奏技巧中，演奏者可以首先用他或她的脚跟压下曲面踏板130以产生第一次击打，使他或她的脚趾向下倾斜，然后用他或她的脚趾压下曲面踏板130以产生第二次击打。例如，脚跟可以如图16A所示进行定位产生第一次击打，然后如图16B或图16C所示进行定位产生第二次击打。

在一种趾踵演奏技巧中，脚趾击打可为第一次击打而脚跟击打可为第二次击打。例如，脚趾可以如图16B或图16C所示进行定位产生第一次击打，然后如图16A所示进行定位产生第二次击打。脚部可能的定位位置并不限于是如图16B和图16C中所示的那些。

在一些实施例中，演奏者可以使用踏板组件110来产生三连音或三个连续的鼓点。可以以各种方式产生三连音。例如，演奏者可以简单地重复前述脚部运动以产生三次单个鼓点。本发明中一些实施例的优点之一在于有助于在一个脚运动周期中产生三个连续的鼓点。当通过一个脚运动周期产生三个连续节拍时，可以容易地实现快速连续节拍的演奏。此外，可根据需要将这种脚运动周期重复多次以产生三次以上的连续节拍。

本申请的发明人意外地发现，包括曲面踏板130的踏板组件110可以容易地将踵趾演奏技巧(或趾踵演奏技巧)与滑动演奏技巧相结合，以便容易地产生例如三连音等。

根据这种组合演奏技巧，演奏者可首先用他或她的脚趾压下曲面踏板130以产生第一次击打，向下倾斜他或她的脚趾，再以他或她的脚趾压下曲面踏板130以产生第二次击打，沿长度方向132滑动他或她的脚，然后用他或她的脚趾再次压下曲面踏板130以产生第三次击打。例如，脚可以如图16A所示定位以产生第一次击打，然后如图16B所示定位以产生第二次击打，再如图16C所示定位以产生第三次击打。或者，脚可以如图16A所示定位以产生第一次击打，然后如图16C所示定位以产生第二次击打，再如图16B所示定位以产生第三次击打。脚部可能的定位位置并不限于是如图16A至图16C中所示的那些。

本发明至少一些实施例的优点之一在于是，与传统的平坦踏板相比，曲面踏板130使得三连音的演奏更容易、更轻松。

在曲面踏板130中包括第一凸面140、第一凹面150和/或第二凸面160可以促进各种滑动和/或踵趾演奏技巧的利用。

此外，曲面踏板130的可致动区域135可以比传统平坦踏板中的相应长度更长。在这种情况下，曲面踏板130的较大长度提供了供演奏者的脚依次进行脚踝倾斜和/或脚部滑动运动的足够空间，从而实现组合踵趾演奏技巧和滑动演奏技巧更大的自由度，例如，可以更容易地演奏三连音。

尽管图16A至图16B中示出了各种脚部定位方式，本发明也不限制曲面踏板130或踏板组件110的使用方式。用于产生一个或多个鼓点在曲面踏板130上的精确足部位置，例如根据演奏者的喜好、演奏者的脚形和/或脚的尺寸、演奏者是否穿着袜子、鞋子和/或其它这样的脚套或正赤脚演奏等可自由选择。

当踏板组件110用于演奏高帽钹104，本发明对于具体实施方式没有特别限制。例如，使用踏板组件110来演奏高帽钹104可按照基本类似于使用踏板组件110演奏如上所述的鼓103进行。

根据本发明的实施例的低音鼓103可以实现比传统的平坦踏板进行更快的演奏，因此能够实现比常规可能的更高的演奏多样性。

例如，对于传统的平坦踏板，演奏者可能被迫在一个鼓上使用两个踏板以在撞击鼓面时达到一定程度的重复频率，而根据本发明实施例的曲面踏板130可以允许演奏者仅使用单个曲面踏板130实现相当的重复频率的演奏，从而释放另一只脚来演奏另一个鼓103和/或高帽钹104。适合于这种演奏方式的布置如图17所示，其与图1的架子鼓100相类似除了图17的架子鼓100包括两个低音鼓103，其每一个具有如上所述的独立踏板组件110。

本发明实施例中的单个曲面踏板130可用于通过联合使用踏板组件110和各种连杆来演奏多个乐器，进行串联和/或平行演奏。类似地，踏板组件110可包括根据本发明实施例的多个曲面踏板130，与各种连杆结合使用，以撞击相同和/或不同乐器。一种这样的布置在图18中示出。但是应该理解，所有这些变化都应视为落入本申请所附权利要求的保护范围内。

张紧器机构180a、180b、180c、190、曲面踏板130和踏板组件110不限于在低音鼓103、打击乐器102、架子鼓100或乐器中的应用，而是可以应用于任何需要灵巧性、响应性和舒适性的广泛的用途，尤其是在需要长时间操作踏板时。根据本发明各种实施例的曲面踏板130和踏板组件110对于产生快速和/或重复的机械运动特别有用。

在一些实施例中，这种机械运动可用于演奏打击乐器或非打击乐器。在一个实施例中，当踏板组件的一部分物理性地与某一器械接触时，这种机械运动可直接传递到该器械。在另一个实施例中，这种机械运动可以转换成另一种形式的信号，例如电信号，并间接地传输到某一器械。

在一些实施例中，可以采用这种机械运动来操作各种任意的装置和/或机器。可以采用根据本发明各种实施例的曲面踏板130和踏板组件110的装置和/或机器包括但不限于乐器、游戏、电子游戏、玩具、游乐场设备、汽车、直升机、飞机、挖掘机和其它此类车辆、建筑设备和/或重型设备，织布机、缝纫机、踏板、针织机、锯和/或磨机、车床、泵和/或其它此类生产设备和工业设备，以及任何例如在农业、林业、机器人和/或航空航天中使用的各种装置。无论本发明应用在哪一领域，脚踏致动曲面踏板130的机械运动可以通过类似于踏板组件110的组件直接或间接地传递到目标装置或机器。间接传输可以包括但不限于电传输。说明书中以人作为曲面踏板130的操作者示例性地描述了本发明的各种实施方式，但是本发明并不限制由非人类使用曲面踏板130或踏板组件110，例如，由宠物或其它动物，或者由诸如机器人的非动物作为操作者。

如上就本发明的各种实施例进行了描述，但是应当理解实现本发明的方式不限于上述的实施例，在不脱离本发明的主旨的情况下，本领域技术人员可以作出许多进一步的变形。

Claims (33)

1.一种曲面踏板，具有踏板参考平面并具有宽度方向和长度方向，所述曲面踏板包括：

可致动区域，设置在所述曲面踏板的上表面；

在所述可致动区域的至少一部分内的长度方向上的至少一个曲率轮廓；

其中，所述上表面相对于所述踏板参考平面的斜率在所述可致动区域的至少一部分内平滑地变化。

2.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，在所述可致动区域的至少一部分内相对于所述长度方向上的位置的第二空间导数为每英寸不大于30°。

3.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，在所述可致动区域的至少一部分内相对于所述长度方向上的位置的第二空间导数为每英寸11.25°±75％。

4.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，所述可致动区域的至少一部分内的曲率半径不小于3英寸。

5.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，所述可致动区域的至少一部分内的曲率半径为8英寸±75％。

6.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，所述至少一个曲率轮廓大致呈波长为10英寸±50％、幅度为0.30英寸±75％的正弦曲线。

7.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，所述至少一个曲率轮廓大致呈椭圆形弧形；所述椭圆形弧形的曲率半径为8英寸±75％，并且从踏板参考平面测量时的高度的极值为0.30英寸±75％。

8.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，所述至少一个曲率轮廓大致呈圆弧形；所述曲率半径为8英寸±75％，并且从踏板参考平面测量时的高度的极值为0.30英寸±75％。

9.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，所述至少一个曲率轮廓与多项式曲线拟合，所述多项式曲线的次数不小于3，曲率半径为8英寸±75％，并且从踏板参考平面测量时的高度的极值为0.30英寸±75％。

10.根据权利要求1所述的曲面踏板，其中所述可致动区域包括至少一个第一凸面。

11.根据权利要求10所述的曲面踏板，其中，所述至少一个第一凸面基本上是半瓣状，所述半瓣状的外围延伸不超过所述至少一个第一凸面的极值的25％。

12.根据权利要求1所述的曲面踏板，其中所述可致动区域包括至少一个平坦部分。

13.根据权利要求1所述的曲面踏板，其中所述可致动区域包括至少一个第一凹面。

14.根据权利要求11所述的曲面踏板，其中所述可致动区域包括至少一个第一凹面。

15.根据权利要求14所述的曲面踏板，其中，所述可致动区域包括至少一个第二凸面。

16.根据权利要求15所述的曲面踏板，其中，所述至少一个第一凹面在所述至少一个第一凸面和所述至少一个第二凸面之间的所述长度方向上居中设置。

17.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，所述可致动区域在所述长度方向上的长度不小于12英寸。

18.根据权利要求1所述的曲面踏板，其特征在于，所述曲面踏板包括：

跟端，所述跟端具有至少一个允许安装到跟部铰链的特征；以及

趾端，所述趾端具有至少一个允许安装到至少一个枢转连杆臂的特征。

19.根据权利要求1所述的曲面踏板，其中所述上表面相对于所述踏板参考平面的斜率在所述可致动区域的至少一部分内以至少5°的角度平滑地变化。

20.一种用于复位弹簧的张紧器机构，其在踏板被压下之后趋向于使所述踏板返回到未压下状态，所述张紧器机构包括：

丝杆，其具有相对于所述弹簧的轴线平行但偏置的方式布置的轴线；以及

支架，其包括螺母，所述螺母与所述丝杆螺纹接合并且以这样的方式联接到所述弹簧，使得所述螺母在所述丝杆上的运动引起所述弹簧的至少一部分发生移位；

其中，所述丝杆具有顶端，当所述顶端转动时允许调节所述弹簧的张力。

21.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，

所述丝杆由具有至少一个第一平面柱面的固定柱支撑；

所述支架具有至少一个第一平面支架面；当所述螺母在所述丝杆上移动时，所述至少一个第一平面支架面与所述至少一个第一平面柱面滑动接合。

22.根据权利要求21所述的张紧器机构，其特征在于，所述丝杆基本上延伸到所述柱的全高。

23.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，

所述支架的两个平面相交以在第一支架拐角处形成第一支架二面角；

固定柱的两个平面相交以在第一柱拐角处形成第一柱二面角；

当所述螺母在所述丝杆上移动时，所述第一柱拐角引导所述第一支架拐角的运动。

24.根据权利要求21所述的张紧器机构，其特征在于，所述丝杆的轴线、所述弹簧的轴线和所述第一平面柱面分别垂直地定向。

25.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，所述丝杆的轴线与所述弹簧的轴线之间的轴间距离不小于0.375英寸。

26.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，在所述踏板的正常操作期间，所述丝杆不会被所述弹簧施加在其上的载荷反向驱动。

27.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，所述丝杆是自锁的，尽管在所述丝杆处没有锁定装置，所述丝杆的顶端在转动之后仍保持所述弹簧的张力的调节。

28.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，所述螺母在所述丝杆上的输出运动相对于所述螺杆的顶端的输入转动而言的机械效率不大于50％。

29.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，所述丝杆的螺纹导程角不大于5°。

30.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，所述丝杆的螺纹导程不大于所述丝杆直径的33％。

31.根据权利要求20所述的张紧器机构，其特征在于，所述丝杆是具有单头梯形螺纹的引导丝杆。

32.一种踏板组件，包括：

曲面踏板，其与踏板参考平面相关联并具有跟端和趾端；

基板，其与基板平面相关联并具有跟端和趾端；

跟部铰链；

运动传动连杆；以及

张紧器机构，其用于复位弹簧并在所述曲面踏板被压下后趋向于使所述曲面踏板返回到未压下状态；

其中，所述曲面踏板的跟端通过所述跟部铰链可枢转地安装到所述基板的跟端，使得允许所述曲面踏板的趾端操作所述运动传动连杆；

其中，在所述曲面踏板的上表面的斜率在所述曲面踏板沿长度方向上的可致动区域内相对于踏板参考平面平滑地变化。

33.一种架子鼓，包括至少一个由踏板组件致动的打击乐器，包括：

曲面踏板，其与踏板参考平面相关联并具有跟端和趾端；

张紧器机构，其用于复位弹簧并在所述曲面踏板被压下后趋向于使所述曲面踏板返回到未压下状态；

其中，张紧器机构包括

丝杆，其具有相对于所述弹簧的轴线平行但偏置的方式布置的轴线；以及

支架，其包括螺母，所述螺母与所述丝杆螺纹接合并且以这样的方式联接到所述弹簧，使得所述螺母在所述丝杆上的运动引起所述弹簧的至少一部分发生移位；

其中，所述丝杆具有顶端，当所述顶端转动时允许调节所述弹簧的张力。