CN111445888A - 一种古筝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种古筝及其制备方法，属于乐器领域，解决了传统制作技术中音板振动受限，乐器结构不合理，不能充分发挥自身振动性能，达不到其应有的声学品质的缺陷。所述古筝包括上部组件模块及下部组件模块组成，上部组件模块与下部组件模块组成中空的共鸣体。所述上部组件模块使用一整块木板或拼接而成的整块木板一体制作而成，下部组件模块亦使用一整块木板或拼接而成的整块木板一体制作而成。本发明采用了自主研发的“整板斫筝”技术，使面板及整个琴体获得更充分的振动，有效的提高了乐器的音响效果及声学品质。

Description

一种古筝及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种乐器，具体地说，尤其涉及一种古筝及其制备方法。

背景技术

古筝是古老的民族乐器，自上世纪60年代21弦古筝问世以来，使古筝这件古老的乐器得到了进一步的推广和普及，成为公众喜闻乐见的首选乐器之一。它是由面板、背板和侧板共同组成了古筝的共鸣腔，用手指(或佩戴义甲)拨弹琴弦引发琴弦的振动，振动的琴弦驱动面板振动引起共鸣腔内的空气振动，再通过共鸣箱的滤波及放大作用将所产生的乐音从琴体及音孔辐射出来就是我们听到的古筝琴声。

古筝制作过程中首先要考虑的因素就是21根琴弦所产生的张力，依据轻工业标准【筝弦QB/T5171-2017】偏硬琴弦的总张力为3501-4100牛(400公斤左右)，如此大的张力通过琴码长期作用于古筝面板，会因琴体结构不合理或使用环境变化等因素导致面板塌陷或琴体损坏。传统的制作方法是通过增加面板厚度或使用框架的方法来增加琴体强度，过厚的面板和框架会减少面板的有效振动而影响发音。

目前古筝的制作方法主要有两种即折板筝与挖筝，所谓折板筝是将一定厚度的面板热弯成形然后粘接到事先制作好的框架上并粘接其它部件完成古筝的制作，此法制作的古筝使用期限较短，声音不够圆润；所谓挖筝是使用整块木板采用掏腹的方法将面板刨挖成型，琴内不设音梁，将背板、岳山等部件进行粘接完成古筝的制作。由于不设音梁，为了抵御21根琴弦4000牛左右的拉力，面板厚度会制作的较厚(一般大于15毫米)，这会对乐器的灵敏度和频响范围产生一定的影响。

发明内容

为了克服现行古筝乐器制造中的不足，本发明提出一种全新的古筝制作技术即“整板斫筝”技术。该制作技术使古筝琴体应力分布均匀，结构更趋于合理，琴体的共振更和谐，尤其面板的振动更充分自由，延长了乐器的使用期限，乐器的声音效果得到极大的改善和提升。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：所述古筝包括上部组件模块及下部组件模块，上部组件模块与下部组件模块组成中空的共鸣体，所述上部组件模块和下部组件模块均通过一整块木板或拼接而成的整块木板一体制作而成；

进一步地，所述上部组件模块由面板、侧板、前岳山、后岳山、琴头弦眼补强板、琴尾弦眼补强板、前岳山装饰板、音梁、三向型结、音梁孔、琴盒、头板、弦轴板、栓弦板和尾板组成；

进一步地，下部组件模块由背板、背板音梁、音孔、背板音梁三向型结点、琴盒、头板、弦轴板、尾板组成。

进一步地，所述上部组件模块及下部组件模块中的各部件均与现有古筝中的部件组合方式相同，所述上部组件模块及下部组件模块的音梁均与面板或背板一体制作而成，包括右向、中向、左向三个方向的音梁，三个方向的音梁相交形成三向型节点，三个方向分布的音梁与面板或背板构成三向型网壳结构；

进一步地，所述音梁的高度、厚度及尺寸均小于面板的尺寸，所述音梁包括右向音梁、中向音梁与左向音梁，右向与中向、中向与左向音梁的夹角均小于30度，三向型节点布置在琴体应力集中区域；

进一步地，所述上部组件模块及下部组件模块内设置的音梁包括右向音梁、中向音梁与左向音梁，右向与中向、中向与左向音梁的夹角均小于30度，三向型节点布置在琴体应力集中区域。

进一步地，所述三向型网壳网壳的结构单元划分，音梁的尺寸以及面板的厚度均由古筝面板的双曲面特征及所使用材料的特性确定，琴体载荷的冗余度按极限载荷的一倍琴体结构设计；

进一步地，所述S2中按一定距离在音梁上钻一定数量的音梁孔，以提高面板的弹性和声波的反射性能，所述网壳结构类型由制作材料确定；

进一步地，所述S3具体为：合琴后的琴体外形采用曲线型、直线型或通过直线和曲线的组合及变化在二维和三维空间内构建出的外形，对古筝非背板部分进行雕刻。为使古筝的外形轮廓突出明显，外形不同的古筝，在古筝标准宽度的基础上将其宽度增加1至5厘米。

本发明的有益效果是：整个琴体仅分为上下两个部分制作，上部组件模块使用一整块木板或拼接而成的整块木板一体制作而成，下部组件模块亦使用一整块木板或拼接而成的整块木板一体制作而成，避免了传统制作工艺中各个组件分别制作，最后粘接在一起造成琴体应力不均，以及胶水用量较大等不利因素造成的相互影响。“整板斫筝”技术使音板振动的更充分，使乐器的结构更加科学合理，琴体强度得到增强、发音质量得到提升，使用寿命得到提高，此外，古筝宽度的增加，加大了面板的有效振动面积及共鸣箱内空气的容积，进一步提升了古筝的声学品质。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的古筝外部结构图(琴体轮阔为曲线型)；

图2是本发明实施例1提供的古筝上部组件模块内部结构图(琴体轮阔为直线型)；

图3是本发明实施例1提供的古筝下部组件模块内部结构图(琴体轮阔为传统型)；

主要元件符号说明：

面板0100、侧板0200、前岳山0110、后岳山0120、琴头弦眼补强板0130、琴尾弦眼补强板0140、前岳山装饰板0111、音梁0150、三向型结点0151、音梁孔0152、琴盒0400、头板0500、弦轴板0600、栓弦板0700、尾板0800、背板0300、背板音梁0310、音孔0320、背板音梁三向型结点0311、琴盒0400、头板0500、弦轴板0600、尾板0800等部件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对古筝的制作进行更全面的描述。附图中给出了古筝制作的优选实施例。但是，古筝的制作可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对古筝制作的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在古筝制作的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种古筝制作技术，包括上部组件模块及下部组件模块组成，上部组件模块与下部组件模块组成中空的共鸣腔。

所述上部组件模块使用一整块木板或拼接而成的整块木板一体制作而成，下部组件模块亦使用一整块木板或拼接而成的整块木板一体制作而成。

所述上下部组件模块的面板与背板上均布置有三个方向分布的音梁，即右向、中向、左向音梁，音梁的交叉点组成三向型节点，由于受木村各向异性的限制，音梁的夹角以不大于30度为宜，三个方向分布的音梁与面板或背板一体构成三向型网壳结构的面板或背板。

特别指出：网壳结构在建筑上是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。在此基础上，依据木材的特性，我们通过大量的计算和实验，改变了杆系和壳体的连接方式，将网壳结构应用到古筝的制作中，提出了本发明。我们可以通俗的理解为杆系即是面板上的音梁，壳体即是面板。根据制作木材的特点，采用网壳结构中力学性能较好的三向型网壳结构进行音梁的设计，当然亦可使用其它类型的网壳结构。

作为上述技术方案的改进，琴体面板背板网壳单元的大小及音梁的尺寸是根据所使用的木材及古筝面板双曲面的特点并通过有限元分析后优选最佳方案进行设计，三向结点尽量布置在琴体应力集中区域，由于背板受力较小，音梁的高度及厚度尺寸小于面板音梁的尺寸。

作为上述技术方案的改进，“整板斫筝”技术琴体的制作共有两部分即上部组件模块及下部组件模块，装配时仅需在上下部组件模块的侧板底部涂胶粘接即可完成整个琴体的制作，大大简化了古筝的制作流程。

作为上述技术方案的进一步改进，为了减轻上部组件的重量，提高面板的弹性以及便于声波的反射，采用钻孔方法按一定距离在音梁上钻一定数量的音梁孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所采用的“整板斫筝”制作技术，使非直线型琴体外形的制作变得简单易行，故琴体外形除采用传统的形式外，亦可采用直线和曲线的组合及变化构建出在二维和三维空间内多种不同形制外形的古筝，且为了使古筝外形轮廓突出明显，在古筝标准宽度的基础上将其宽度增加1至5厘米。

本发明采用了自主研发的“整板斫筝”技术，该技术在共鸣体上下部组件模块内设置有一体制作的具有优良力学性能三向型网壳结构音梁，作为抵御琴弦拉力的主要载体。琴体外形除采用传统的形式外，亦可采用由直线和曲线的组合构建出多种不同形制外形的古筝，改变传统古筝外形单一的格局。

由于采用了“整板斫筝”技术，琴体装配时仅需在上下模块侧板底边涂胶粘合即可完成整个琴体的装配，使古筝的制作流程得到筒化，胶水的用量大为减少。该制作方法由于没有传统制作方法中各种外来部件对面板的束缚，使面板及整个琴体获得更充分的振动，有效的提高了乐器的音响效果及声学品质。工艺较复杂，制作难度大，需精细严密。

实施例1

图1、图2与图3，古筝琴体包括包括上部组件模块及下部组件模块，其中：

上下部组件模块的所有部件均使用一整块木板或拼接而成的整块木板一体制作而成。

具体而言，上下部组件模块由同一块基材经去除材料加工而成，如果不是拼接的整块木板无需胶水粘接。音梁的制作要连接圆滑、过渡自然，避免尖锐部的出现。

由于上下部组件模块所属组件间为同一基材自然连接，组件的连接部位应力分布均匀、变化连续，不会出现应力集中引起的变形。

相应地，在这种结构下，面板的厚度可大幅降低，实践证明，得益于三向网壳结构音梁优良的力学性能，面板的厚度可以做到传统古筝面板厚度的一半以下(4-5毫米)。面板与其它组件为一体成型使琴体的声音传导迅速自然，进一步增强了古筝的灵敏度与频响范围。

优选地，将上下部组件模块制作完成后仅需在侧板底部涂胶即可完成整个琴体的装配，使琴体的制作流程得到了进一步的筒化。

优选地，三向型网壳结构咅梁上按一定的距离开有一定数量的音梁孔，网壳的大小、音梁的尺寸、音梁孔的数量等均是经过有限元分析后具体确定，为古筝的制作提供了科学的依据。

同时，音梁孔减轻了面板的重量，且增加了面板的弹性，使面板的振动更充分，提高了乐器的声音质量。

进一步优选，由于采用“整板斫筝”制作技术，琴体外形制作变得简单易行，由此，琴体外形除采用传统的形式外(图3)，亦可采用曲线型(图1)、直线型(图2)等琴体外形，或用直线和曲线的组合及变化构建出多种不同形制外形的古筝。

进一步优选，外形不同的古筝，在古筝标准宽度的基础上将其宽度增加1至5厘米。使古筝的外形轮廓突出明显，且增大了面板的有效振动面积及共鸣箱内空气的容积，进一步提升了古筝的声学品质。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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本发明范围的限制。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，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种古筝，其特征在于，所述古筝包括上部组件模块及下部组件模块，上部组件模块与下部组件模块组成中空的共鸣体，所述上部组件模块和下部组件模块均通过木板一体制作而成。

2.根据权利要求1所述的古筝，其特征在于，所述木板为一整块木板或拼接而成的整块木板。

3.根据权利要求1所述的古筝，其特征在于，所述上部组件模块及下部组件模块中均设有与面板或背板一体制作的右向、中向、左向三个方向的音梁，三个方向的音梁相交形成三向型节点，三个方向分布的音梁与面板或背板构成三向型网壳结构。

4.根据权利要求3所述的古筝，其特征在于，所述上部组件模块及下部组件模块内设置的音梁包括右向音梁、中向音梁与左向音梁，右向与中向、中向与左向音梁的夹角均小于30度，三向型节点布置在琴体应力集中区域。

5.一种古筝的制作方法，基于上述权利要求1-4之一所述的古筝，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：一体制作完成上部组件模块；

S2：一体制作完成下部组件模块；

S3：将上部组件模块和下部组件模块粘接制成琴体。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述三向型网壳网壳的结构单元划分，音梁的尺寸以及面板的厚度均由古筝面板的双曲面特征及所使用材料的特性确定，琴体载荷的冗余度按极限载荷的一倍琴体结构设计。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述S2中按预设距离在音梁上钻一定数量的音梁孔，以提高面板的弹性和声波的反射性能，所述网壳结构类型由制作材料确定。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述S3具体为：合琴后的琴体外形采用曲线型、直线型或通过直线和曲线的组合及变化在二维和三维空间内构建出的外形，对古筝非背板部分进行雕刻。

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