CN1150510C - 电子琴 - Google Patents

Abstract

一种电子琴保持紧凑的外观具有与声学钢琴相同的琴键触感。一琴锤等效件包括托柄，L形件和掣子柄。在托柄随按压琴键而向上推动时，该琴锤等效件转动。随后，一顶杆脱离托柄，琴锤等效件惯性转动。通过与琴锤等效件的L形件的突出部接触，一止挡件制止该惯性运动。在转动惯量和重心相对于穿过一中心销钉的假想铅垂线所形成的角度上，该琴锤等效件几乎等于普通声学钢琴的琴锤组件，而在外观上其比琴锤组件短。

Description

电子琴

技术领域

本发明涉及一种电子琴，它配置有一种使该电子琴具有一模拟施于键盘上的负荷的动作模拟机构，涉及用于该电子琴的键盘以及固定于构成该电子琴的一个托柄上的一个动作模拟琴锤。

背景技术

通常，电子琴根据演奏者按压或释放琴键从喇叭上发出电子声音，这种电子声音已得以改进，并在最近达到一定程度上令人满意的水平。但是尽管有种种改进，电子琴的琴键触感仍然保持与立式声学钢琴(acousticupright piano)有显著的差异。

具体地说，为使电子琴具有与立式声学钢琴相同的琴键触感，开发过一种动作模拟机构。例如日本公开专利申请第4-347895号展示的电子琴，如图11所示，包括一个可以绕轴P10转动的琴锤臂P14，用于按压琴键P12的后端，以及如图12所示，包括一个可以绕轴P16转动的琴锤臂P20用于推起琴键P18的前端。

现在概括地介绍立式声学钢琴的琴键触感。如图14所示，当演奏者按压琴键111时，连杆115沿与琴键111转动方向相反的方向，或者如在图14中看逆时针方向转动。可以转动地连接到连杆115上的顶杆117随即上升将琴锤托柄118推起，使托柄118沿与琴键111转动方向相反的方向，或者如在图14中看逆时针方向转动，带动包括一个琴锤柄121，一个琴锤头123和一个琴锤弹垫122的琴锤组件120。在顶杆117上升到某个预定的位置，使顶杆翘尾117a与限制块116接触时，顶杆117脱离琴锤托柄118。琴锤托柄118、琴锤柄121以及琴锤头123惯性地转动，从而击打琴弦。

如前所述，在立式声学钢琴中，连杆115，顶杆117和琴锤托柄118在各自不同的轴上转动，顶杆117在某个预定的时间脱离琴锤托柄118，使琴键111具有复杂的触感。

但是，在如图11和12所示的配置有动作模拟机构的电子琴键盘上，琴锤臂和琴键在同一根轴上转动，使琴键具有单调的或简单的琴键触感，不同于声学钢琴。

在外观上，电子琴是紧凑的。例如，电子琴的外框顶部的高度略微高于键盘的高度。当前面所述的动作模拟机构放置于电子琴时，高度会增加。因此难以保持电子琴优越的紧凑结构。

尤其是如图13所示，当采用与声学钢琴的动作机构相同的动作模拟机构时，前面所述的结构上的难题就更加明显。

这种动作模拟机构包括一个连杆等效件215，一个顶杆等效件217，一个琴锤等效件221和一个挡板232。琴锤等效件221包括一个琴锤托柄，一个琴锤柄，一个琴锤头，一个琴锤弹垫，一个掣子和一个掣子柄。当演奏者按压琴键时，琴键就转动，并转动连杆等效件215。当连杆等效件215由于按压琴键而被转动时，顶杆等效件217被升高，将琴锤等效件221向上推。琴锤等效件221因此被转动，脱离顶杆等效件217，因惯性进一步转动，与挡板232相接触并停止。在这种动作模拟机构中，与图11和12所示的动作模拟机构不同，连杆等效件215，顶杆等效件217和琴锤等效件221在各自不同的轴上转动，且顶杆等效件217在某个预定的时间脱离琴锤等效件221，产生与立式声学钢琴相似的琴锤触感。但是由于琴锤等效件221具有相当的高度，电子琴的外框顶部的高度将会增加，且普通电子琴紧凑的外观不能得以保持。

发明内容

因此，本发明一个目的是提供一种电子琴，其具有紧凑的外部结构且具有与声学钢琴相似的琴键触感。

本发明的另一个目的是提供一种电子琴所特有的具有紧凑的外部结构的键盘。

本发明的又一个目的是提供一种用于一种电子键盘乐器防止偏离与一托柄的原有的位置关系的动作模拟琴锤。

本发明的再一个目的是提供一种电子键盘乐器的动作模拟机构，其中脱离时间能被容易地调节。

本发明提供一种电子琴，包括：

一个琴架；

一个具有多个琴键的键盘，所述键盘被安装在所述琴架上；和

一种动作模拟机构，用于对所述的多个琴键中的至少一个施加一动作模拟负荷；

所述动作模拟机构包括：

一个连杆等效件，安装到所述琴架上绕一第一转轴转动，所述连杆等效件与所述多个琴键之一相连接的方式为：使该连杆等效件在琴键被按压的过程中转动；

一顶杆等效件，具有一第一端和一第二端，所述第一端被安装到所述连杆等效件上，以绕一第二转轴转动，以及

一琴锤等效件，安装到所述琴架上，以绕一第三转轴转动，该琴锤等效件可以脱离地与所述顶杆等效件的所述第二端相接合，这样，按压琴键就使所述顶杆等效件推动所述琴锤等效件绕所述第三转轴从一个初始位置转动到所述顶杆等效件与所述琴锤等效件脱离的一脱离位置；

其中所述琴锤等效件具有小于声学钢琴的琴锤组件的长度的1/2的轴向长度。

为达到这些以及其他目的，本发明提供一种具有一个使键盘具有一动作模拟负荷的动作模拟机构的电子琴。该动作模拟机构包括一个随琴键的按动而转动的连杆等效件，一个可以转动地与连杆等效件相连接，在连杆等效件转动时会上升的顶杆等效件，一个通过一转动轴可以转动地连接到琴体上，用于被顶杆等效件向上推动，且在顶杆等效件上升至某过个预定的位置的过程中转动，并在顶杆等效件到达该预定的位置之后脱离顶杆等效件并以惯性转动的琴锤等效件，以及一个用于与琴锤等效件接触并阻止琴锤等效件的惯性运动的挡板。该琴锤等效件比声学钢琴的琴锤组件短，该琴锤组件配备有一个包括一琴锤弹垫和一琴锤木片，一琴锤柄，一琴锤托柄，和一配有一掣子的掣柄的琴弦击打件。

在该电子琴中，当演奏者按压琴键时，琴键被转动，连杆等效件由于琴键被按压而转动，而顶杆等效件被相应地升高。琴锤等效件被顶杆等效件推动并转动，直到顶杆等效件升高到某个确定的位置。随后琴锤等效件因惯性继续转动。尽管琴锤等效件并不击打琴弦，琴锤等效件却是在与立式声学钢琴的琴锤组件相似的时间脱离顶杆等效件。因此键盘的触感基本上与立式声学钢琴的相同。另外，由于该琴锤等效件比声学钢琴的琴锤组件短，它可以被容纳在具有较低的外框顶部的电子琴中，保持紧凑的外观。

琴锤等效件绕转轴的转动惯量以及其重心相对于穿过转轴的假想铅垂线所形成的角度与普通声学钢琴的琴锤组件的相同。

在该电子琴中，演凑者在按压琴键时感受到的阻力与普通声学钢琴的相同。因此键盘的触感使演奏者感受到与普通声学钢琴相同的脱离时间和按键重量。

该电子琴配备了一个沿键盘的排列方向延伸的横梁件并在其上有一挡板。一个用于接触并制动琴锤等效件的琴锤横梁件相对于琴锤等效件的转动中心处于该挡板的对面。

由于该电子琴不需要分离开的琴锤横梁，所以方便了该电子琴的制造。

配置于该横梁件上的挡板最好比琴锤横梁件短。

该电子琴需要较少的挡板材料量。因此该电子琴的总体重量被有利地减小了。

该横梁件具有近似于以琴锤等效件的转轴为中心的圆弧形横截面。

该电子琴需要最小数量的横梁件材料。因此该电子琴的总体重量被有利地减少了。

配置于该横梁件上的琴锤横梁件具有一个调节件用以改变琴锤等效件制动的位置。

挡板上配置有一个调节件，用于改变琴锤等效件的运动被阻止的位置。

在该电子琴中，当琴锤等效件的制动位置随时间发生变化时，改变过的位置可以通过包括诸如调节螺钉或垫圈的调节件调节到原有的位置。最好为每一个琴锤等效件配备调节件以进行个别的调节。

本发明还提供了一种用于电子琴的琴键，该琴键配置了使琴键具有动作模拟负荷的动作模拟机构。该琴键在其后端配置了一个台阶件以降低其后端的表面高度。该琴键通过该台阶件可运动地连接到动作模拟机构上。

与没有台阶件的琴键相比，配置有台阶件的琴键降低了动作模拟机构的高度。

当具有台阶件的琴键用于配置有使琴键具有动作模拟负荷的模拟动作机构的电子琴上时，电子琴所特有的紧凑的结构能够得以有利地保持。

另外，具有前述的台阶件的琴键最好用于配置有使键盘具有动作模拟负荷的动作模拟机构的电子琴上。

除了配置琴键的台阶件外，琴锤等效件比普通声学钢琴的琴锤组件低。因此琴锤等效件可以被容纳在具有较低外框顶部的电子琴中，且能保持电子琴所特有的紧凑的结构。

本发明还提供了一种固定到用于使电子键盘仪器的琴键具有模拟动作负荷的动作模拟机构的托柄上的模拟动作琴锤。该模拟动作琴锤具有一个可以接触一琴弦模拟件的琴锤件，一个可以接触琴锤横梁模拟件的托架件，一对彼此相对的托柄夹持件，其间隔与托柄的宽度几乎相等以便将托柄夹持于其间，以及一个插入孔以便一根固定轴穿过用以将动作模拟琴锤固定到托柄上。

在按压一个琴键时，动作模拟机构的动作模拟琴锤被操纵。琴锤件与琴弦模拟件接触并返回。其后，托架件与琴锤横梁模拟件接触并停止。该动作模拟琴锤被穿过插入孔的固定轴固定到托柄上，而托柄被夹持在托柄夹持件之间。因此即使电子键盘仪器经过长时间的使用，仍然可以防止动作模拟琴锤绕固定轴转动。该托柄和模拟动作琴锤被免于发生位置关系的变化。原来设定的琴键触感可以保持不变。

该琴锤件通过弯曲一个金属片的一端形成，而托架件通过弯曲该金属片的另一端形成。

由琴锤件和托架件构成的该动作模拟琴锤可以通过对金属片的冲压加工很容易地制造，这很适合于批量生产。

该琴锤件最好能施以配重。

在普通声学钢琴中，琴锤组件的重量或重心随每个琴键变化。在动作模拟机构中，通过改变固定于琴锤件的配重，可以调节每个琴键的动作模拟琴锤的重量和重心，因此，可以使用同样的动作模拟琴锤外加用于调节动作模拟琴锤的重心的重量的配重。这种结构适合于批量生产。

固定轴可以穿过配重插入到插入孔中。

本发明还提供一种使电子键盘仪器的琴键具有动作模拟负荷的动作模拟机构。该动作模拟机构配置有一个在琴键被按压和转动时，会上升和转动的顶杆，一个包括一琴锤件和一掣子件，用于被顶杆向上推动，且在顶杆上升至某个预定的位置的过程中转动，并在顶杆到达该预定位置之后脱离顶杆并以惯性转动的托柄，一个用于与托柄的琴锤件接触并阻止托柄的惯性运动的琴锤挡板，以及一个用于与托柄的掣子件接触并阻止托柄的惯性运动的掣子挡板。

该掣子件从托柄向该电子键盘仪器的前部突出。掣子件从其初始位置转动直到接触到掣子挡板的转动角度等于琴锤件从其初始位置转动直到接触到琴锤挡板的转动角度。

在该动作模拟机构中，当演奏者按压琴键时，琴键被转动，从而使顶杆上升。在顶杆上升至某个预定的位置的过程中，托柄被顶杆向上推动并转动。在顶杆到达该预定位置之后，托柄脱离顶杆，惯性地运动。与在普通立式声学钢琴中的情况相同，在预定的位置上，在顶杆的翘尾与限制块接触之后，顶杆被大大地转动，以接触部位为转轴，并脱离托柄，而托柄因惯性继续转动。随后，琴锤件与琴锤挡板相接触，而在同时掣子件与掣子挡板相接触。琴锤件接触的时间与掣子件接触的时间一致，因为掣子件从其初始位置转动到与掣子挡板相接触的转动角度等于琴锤件从其初始位置转动到与琴锤止档件相接触的转动角度。

在前述的动作模拟机构中，在声学钢琴中的琴锤弹垫和琴弦之间的位置关系与琴锤件和琴锤挡板之间或掣子件和掣子挡板之间的位置关系相一致。因此，如果在声学钢琴中的脱离时间是达到琴锤弹垫和琴弦之间的预定间隔p(mm)的时间，则在该动作模拟机构中的脱离时间可以被设定为达到琴锤件和琴锤挡板之间的相应的预定间隔p’(mm)的时间。如果测量琴锤件和琴锤挡板之间的位置关系有困难，则脱离时间可以被设定为达到掣子件和掣子挡板之间的相应的预定间隔p”(mm)的时间。与在普通声学钢琴中的情况相同，该动作模拟机构的掣子件向该电子键盘仪器的前部突出。因此很容易测量掣子件与掣子挡板的位置关系，而脱离时间可以被容易地调节。

该动作模拟机构也配置有一个沿琴键的排列方向延伸并覆盖托柄的琴锤件的横梁件。琴锤挡板设置在横梁件上，在横梁件上还设置有用于在初始位置接触托柄的琴锤件，相对于托柄的转动中心处于琴锤挡板对面的琴锤横梁件。

在该模拟动作机构中，由于琴锤挡板和琴锤横梁件被设置在横梁件上，消除了分离开的琴锤的必要性，并使结构得以简化。另外，该横梁件具有例如倒扣的U形横截面结构以覆盖琴锤件，而测量琴锤件和琴锤挡板之间的间隔有困难。因此通过测量掣子件和掣子挡板之间的位置关系，就能够调节脱离时间。

该横梁件最好配置有掣子挡板。

在该模拟动作机构中，在横梁件上除了配置有琴锤挡板和琴锤横梁件之外，还配置有掣子挡板。因此不需要分离开的掣子挡板，而该模拟动作机构的总体结构得以进一步地简化。

附图说明

现在通过举例的方式，参照附图对本发明进行说明，其中：

图1表示根据本发明的第一个实施例的一种模拟动作机构的示意框图；

图2为配置有本发明的第一个实施例的模拟动作机构的电子琴的剖视图；

图3为本发明的第一个实施例的电子琴的前视图；

图4为沿图3中IV-IV线所得的剖视图；

图5为根据本发明所制造的动作模拟机构的局部透视图；

图6A表示普通琴锤的示意图；图6B表示本发明的第一个实施例的琴锤等效件的示意图；

图7为声音处理过程的流程图；

图8为根据本发明所制造的电子琴的分解图；

图9A和9B为用于本发明的第一个实施例的改进过的制动横梁的示意图；

图10A和10B为用于本发明的第一个实施例的改进过的制动横梁的示意图；

图11为一普通动作模拟机构的示意图；

图12为一普通模拟动作机构的示意图；

图13为一等效于声学钢琴动作机构的动作模拟机构的示意图；

图14为声学钢琴动作机构的示意图；

图15为根据本发明所制造的动作模拟机构的第二个实施例的示意图；

图16为根据本发明所制造的电子琴的第二个实施例的透视图；

图17为根据本发明所制造的动作模拟机构的第三个实施例的剖视图；

图18为根据本发明所制造的动作模拟机构的第三个实施例的回停时间的示意图；

图19为本发明的第三个实施例的动作模拟琴锤的透视图；

图20A和20B分别为本发明的第三个实施例的动作模拟琴锤的前视图和右视图；

图21为根据本发明的第三个实施例的一个变型，配置有一配重的动作模拟琴锤的示意图；

图22为根据本发明的第三个实施例的一个变型的一个动作模拟琴锤和一个通过一固定螺钉固定到该动作模拟琴锤上的配重的示意图；

图23为根据本发明的第三个实施例的一个变型，包括三个零件的动作模拟琴锤的透视图。

具体实施方式

第一个实施例

如图1所示，第一个实施例的电子琴1包括一个动作模拟机构2，喇叭6a，6b，一个包括琴键11的键盘，一个电子声源5，琴键传感器63，65和一个控制器10。

动作模拟机构2，如图4和5所示，配置有一个连杆等效件或连杆15、一个顶杆等效件或顶杆17、一个托柄18、一个带有一掣子的掣子柄19，一个L形件21，一个挡板件32和一个琴锤横梁件28。连杆15通过一连杆法兰13可以转动地连接到一中心横梁14，这样在琴键11被按压时，立柱12上升，使连杆15沿与被按压的琴键11的转动方向相反的方向转动。顶杆17可以转动地连接到连杆15，这样顶杆17随连杆15一起上升，直到顶杆翘尾17a接触到限制横梁16。托柄18，可以与顶杆17相接触或者脱离顶杆17，被可以转动地支撑于固定到中心横梁14上的托柄法兰18a的中心销钉18b上。掣子柄19被连接在托柄18的一侧而L形件21被连接在托柄18的上面部分。由于按压琴键，L形件21会转动而使挡板件32通过一弹垫32a与L形件21的突出部21a相接触。在按压琴键之后，L形件21会转动而使琴锤横梁件28通过一弹垫28a与L形件21的突出部21a相接触。挡板件32和琴锤横梁件28在U形制动横梁30的内壁的相对的表面上分别配置有弹性垫料，或者称弹垫32a，28a。

托柄18，L形件21和掣子柄19构成琴锤等效件20。托柄18和掣子柄19具有与声学钢琴的动作机构相似的结构，而L形件21的高度，或者托柄18的上部表面和突出部21a的上部表面之间的距离则大约为在声学钢琴中所见的琴锤的大约一半或更小，例如1/5到1/20。在托柄18被顶杆17升高时，琴锤等效件20如在图4中看沿逆时针方向转动。L形件21具有一个由高约0.59英寸的垂直部分和长约0.79英寸的水平部分构成的L形横截面。随后，限制横梁16使顶杆17转动并脱离托柄18。在顶杆17和托柄18脱离后，琴锤等效件20惯性地继续沿逆时针方向转动。一旦L形件21的突出部21a接触到挡板件，挡板件32将限制琴锤等效件20的惯性运动。

如图5所示，动作模拟机构2被位于电子琴1的相对的两端的一对支撑件9所支撑。为简化起见。图5只示出支撑件9的一个。中心横梁14、限制横梁16和制动横梁30均延伸于这一对支撑件9之间。动作模拟机构2和装配在一起的这一对支撑件9可以安装电子琴1上或者从电子琴1上折卸下来。支撑件9被固定到一个琴键板46上(在图5中未示出)。

如图6A所示，立式声学钢琴的琴锤组件包括一个琴弦击打琴锤头，一个琴锤柄，一个琴锤托柄和一个带有一掣子的掣子柄。该琴锤组件绕中心销钉18b的转动惯量用I1表示，其通过关系式I1＝(M)(L1)计算，其中M为琴锤的质量，而L1为中心销钉18b和G1之间的距离，G1为重心。同样，琴锤等效件20，如图6B所示，具有绕中心销钉18b的转动惯量，用I2表示，其通过关系式I2＝(m)(L2)计算，其中m为琴锤等效件20的质量，而L2为中心销钉18b和G2之间的距离，G2为重心。质量m和距离L2经过选择以满足m·L2＝M·L1所表示的条件。这样转动惯量I2就与转动惯量I1相同。例如L形件21可以由铁或其他具有较大比重的金属制成。重心G2相对于穿过中心销钉18b的假想铅垂线所形成的角度θ2设计得与重心G1和假想铅垂线所形成的角度θ1相同。

如图2所示，若干琴键11沿琴键板46排列。如图4所示，琴键11被一平衡销27可以振动地支撑住，而在琴键11的下面配置有琴键传感器63，65。

如图4所示，每一个琴键传感器63和65均为一光电断续器(photo-interrupter)，或者检测器，包括一发射元件和一接收元件，用于检测琴键的按压和释放。在琴键传感器63和65中，在发射元件和接收元件之间形成一个光路。当琴键传感器63，65的光路被安装在琴键11下面的一个阶梯状光闸61阻断时，就发出一个“通”(ON)信号。具体地说，在琴键11被按压后，琴键传感器63的光路首先被阶梯状光闸61阻断，发生了“通”信号，然后经过某个时间滞后，琴键传感器65的光路被阶梯状光闸61阻断，发出一个“通”信号。如图1所示。琴键传感器63和65被连接到控制器10。

控制器10，如图3所示，被置于控制盒5c中，且如图1所示为一个通过总线77相互连接在一起的一输入/输出端口71、一CPU72、一ROM73、一RAM74、一后备ROM75和一时钟76的算术逻辑电路。控制器10通过输入/输出端口71连接到琴键传感器63和65以及电子声源5。在琴键传感器63和65上光路被阻断的时间和时间滞后被CPU72检测出并被暂时地存贮在RAM74中。“通”信号基于存贮于ROM73中的控制程序被传送到电子声源5。控制器10也被连接到一个踏板传感器(pedal sensor，未示出)以检测一阻尼踏板，一软踏板或其他踏板机构的工作情况。这种踏板检测信息被包括在传送到电子音源5的信号中。

如图3所示，电子声源5被固定在电子琴1的内侧底部表面上。带有一个电源开关5a和一个音量调节器5b用于控制电子声源5的控制盒5c被固定在琴键板46的下面，通过在也是配置于控制盒5c内的一个耳机插座5d中插上一个耳机插头，输出信号被传送到耳机上而没有输出信号传送到喇叭6a或6b上。喇叭6a，用于发出中音或高音，被置于上部外框47的相对的两侧，且各自由上部网格7保护。而喇叭6b，用于发出低音，被置于下部外框48的上部的相对的两侧，且各自由下部网格8保护。

现在参照图4对具有上述结构的电子琴的工作情况进行说明。在演奏者按压琴键11时，琴键11如在图中看沿顺时针方向绕平衡销27转动，而连杆15沿与琴键11转动方向相反的方向，或者在如图中看沿逆时针方向转动。相应地，顶杆17向上移动并影响托柄18。托柄18与L形件21一起沿与琴键11转动方向相反的方向，或者如在图中看沿逆时针方向转动。在顶杆17上升到某个预定的位置之后，顶杆翘尾17a与限制横梁16接触，从而使顶杆17如在图中看沿顺时针方向转动并脱离托柄18。脱离了顶杆17的托柄18和L形件21惯性地转动。L形件21的突出部21a与制动横梁30的止挡件32接触。如图4中双点线所示，从而限制琴锤等效件20的惯性转动。在演奏者释放琴键时，托柄18和L形件21返回，直到突出部21a与制动横梁30的琴锤横梁件28接触。如图4中的实线所示。

在模拟动作机构2如前所述被操作时，琴键传感器63和65中的光路被阶梯状光闸(stepped shutter)61阻断，而在控制器10中的CPU72就执行一次声音处理过程。即在ROM73中存贮的控制程序之一。现在参照图7中的流程图对该声音处理过程进行说明。

在声音处理过程开始时，首先在步骤S10中确定琴键传感器63和65是否检测到琴键被按压。具体地说，在一个“通”信号被从琴键传感器63传送到控制器10，且另一个“通”信号被从琴键传感器65传送到控器10时，就检测到琴键被按压。如果步骤S10的结果是否定的，或者未检测到琴健被按压，则处理过程重复步骤S10，另一方面，如果步骤S10的结果是肯定的，检测到琴键被按压，则处理过程前进到步骤S12，在此步骤中，琴键按压速度V根据发自琴键传感器63的“通”信号和发自琴键传感器65的“通”信号之间的时间间隔ΔT被计算出来，例如通过下列的公式：

V＝K/ΔT，其中K为一常数。

随后，在步骤S14中，按压琴键力量P根据琴键速度V被计算出来，例如通过下列的公式：

P＝(K′)·(V)，其中K′为一常数。

在步骤S16中，根据琴键号和琴键按压力量P得到一个预定的波形信号，并通过控制电子声源5，根据波形信号从喇叭6a，6b发出声音。

随后，在步骤S18中确定琴键传感器63和65是否检测到琴键被释放。具体地说，在一个“断”(OFF)信号被从琴键传感器65传送到控制器10，且另一个“断”信号被从琴键传感器63传送到控制器10时，就检测到琴键被释放。如果步骤S18的结果是否定的，或者未检测到琴键被释放，则处理过程重复步骤S18。另一方面，如果步骤S18的结果是肯定的，检测到琴键被释放，则处理过程前进到步骤S20，在此步骤中电子声源5的发声被中断而处理过程回到步骤S10。

现在参照图8对配置有前面所述的动作模拟机构2的电子琴的制造和装配进行说明。首先，琴脚块42，琴臂43，琴腿44，琴背板40，琴顶板45和喇叭6a，6b被固定到一对相对的端板41上，为简化只示出了端板之一，从而构成了琴箱C1。带有固定于其上的琴键传感器63，65的琴键框架(在图8中未示出)、琴键11和琴键板46被形成一体地构成在琴键板单元U1中。该琴件板单元U1被固定到一个L形固定件(在图8中未示出)上并被固定到每个相对的琴臂43上，为简化在图8中只示出琴臂之一，然后安装颊块(cheek blocks)(未示出)。然后，动作单元U2，包括与支撑件9装配在一起的动作模拟机构2，被置于琴键板单元U1的后部(如图8所示，朝琴键板46的左端)，且支撑件9被固定到琴键板46上。然后安装上部框架47、上部网格7、下部网格8和相关的零件。本发明的第一个实施例的电子琴1，如图1-3所示，就这样被制造出来。

电子琴1的第一个实施例具有下列有益效果：

(1)与立式声学钢琴相同，连杆15，顶杆17和托柄18绕彼此分立的轴转动。在托柄18被顶杆17向上推动时，琴锤等效件20转动。随后，在顶杆17脱离托柄18时，琴锤等效件20惯性地运动。琴锤等效件20的惯性运动被止挡件32中断。转动惯量I2和重心相对穿过中心销18b的铅垂线所形成的角度θ2两者均设计为与声学钢琴的相同。因此顶杆17和托柄18的脱离时间和按压琴键的感觉均与立式声学钢琴的相同。

(2)琴锤等效件20与声学钢琴的琴锤柄相比足够短，从而减小了琴顶的高度。因此电子琴1具有声学钢琴的琴键触感，而其外观紧凑，如同普通的电子琴。

(3)制动横梁30配置有止挡件32和琴锤横梁件28。零件的数目减少了，因而便利了装配，并减少了制造成本。

第一实施例的变型

制动横梁30可以分为止挡件32和琴锤横梁28。另一种可供选择的方案是，带有掣子的掣子柄19可以从琴锤等效件20上取消。

如图9A所示，制动横梁30的止挡件32可以被缩短。该制动横梁30因此具有减小了的横截面积和减小了的重量。另外，如图9B所示，制动横梁30的横截面结构可以是沿以中心销18b为中心一个圆周的一段圆弧。该制动横梁30也具有减小了的横截面积和减小了的重量。

另外，如图10A和10B所示制动横梁30的止挡件32可以配置一调节螺钉32b，用于通过调节弹垫32a的位置以改变琴锤等效件20的停止位置。弹垫32a的上部点和下部点，在图10A和10B中用小叉表示，最好被粘连到挡板件32上。如果弹垫32a因为反复与L形件21接触而磨损，L形件的停止位置就从其原有位置向后偏移，或如在图中所看向左偏移。利用调节螺钉32b，可以将弹垫32a推向如在图中所看的右边，或者推向其原有位置(图10B)。最好为每一个L形件21配置一个调节螺钉32b以便进行各自分立的调节。如图10A和10B所示，在琴锤横梁件28上也可以配置一调节螺钉28b，以使琴锤等效件20的返回位置可以同样地被改变。

第二实施例

在第二个实施例中，如图15所示，一个按钮开关60代替了图4所示的琴锤传感器63和65。琴键11包括一个从图的前面(右面)伸向图的后面(左面)大约到琴键板3的中部的琴键体11a和一个从琴键体11a的后端(左端)伸向从图中看的左面的降低或台阶件11b。琴键框架4从琴键板3的前面伸到大约琴键板3的中部。通过嵌入琴键框4的中间板4a上的平衡销207，琴键11在大约其中部被可以转动地支撑。琴键垫208配置在琴键板3的后端(左端)，在琴键11保持其初始位置时，即在按压琴键之前和释放琴键之后，琴键垫208与台阶件11b的下面相接触。立柱12旋入或固定到台阶件11b上且立柱12的头部与动作模拟机构2的连杆15的下面相接触。

如图15所示，按钮开关60配置有第一和第二开关，分别为SW1和SW2，处于一橡胶/合成树脂或弹性材料制成的罩601内。开关SW1和SW2各自包括一对固定的和可移动的触点。按钮开关60与琴键11的底面相对并被置于一印制板P上。随着琴键的按压，当琴键11达到一个介于初始位置和一敲击深度之间的预定位置时，第一开关SW1被琴键11的底面闭合，而在琴键11达到该敲击深度时，第二开关SW2被琴键11的底面闭合。

电子琴1的第二个实施例具有下列有益效果。

台阶件11b的上表面低于琴键体11a的上表面。琴键11通过台阶件11b被有效地连接到动作模拟机构2上。因此，动作模拟机构2的高度比没有台阶件11b连接到琴键上的动作模拟机构2的高度低。另外，琴键等效件20与立式声学钢琴的琴锤组件相比足够低。因此如图16所示，电子琴1可以具有高度减小了的顶板9或者电子琴所特有的紧凑外观。

第二实施例的变型

在第二个实施例中，动作模拟机构2可以被如图11，12或13所示的普通动作模拟机构代替。该电子琴的外观结构能被制作得紧凑因为琴键11的台阶件11b可以使动作模拟机构的高度有所减低。

第三实施例

在第三个实施例中，如图17所示，被置于琴键311后的动作模拟机构300配置有一连杆315，一顶杆317，一托柄318和一制动横梁330。

连杆315通过一连杆法兰313被可以转动地连接到安装在电子琴体上的一中心横梁314上，这样在立柱312被升高时，连杆315被沿与被按压的琴键311的转动方向相反的方向，或者在图中的逆时针方向转动。一个返回制动器343为连杆315上的一金属丝344所支撑。

顶杆317被可以转动地连接到连杆315上，这样顶杆317与连杆315一起上升直到顶杆翘尾317a接触到限制块316。限制块316被一个螺钉342固定到一限制横梁341上。通过转动螺钉342可以调节限制块316的高度。

托柄318，可以与顶杆317相接触或者脱离顶杆317，被可以转动地支撑于固定到中心横梁314上的托柄法兰318a的中心销钉318b上。琴锤模拟件320被一固定螺钉325固定到托柄318的上表面。通过对金属板的冲压加工，琴锤模拟件320，如图19，20A和20B所示，在其一端具一弯曲的琴锤件321而在其另一端具有一形成一锐角的支承件322。一个插入孔324被成形于该金属板的大致中心上，而一对托柄夹持件323彼此相对，其间隔近似等于托柄318的宽度。琴锤模拟件320被一固定螺钉325穿过插入孔324固定到托柄318上，托柄318被夹持在一对托柄夹持件323之间以防止琴锤模拟件320绕固定螺钉325转动。托柄318和琴锤模拟件320处于固定的位置关系。琴模拟锤件320的高度与图14所示的声学钢琴的琴锤组件120相比足够小。例如琴锤模拟件320的高度为琴锤组件120高度的大约1/2到1/20。一个掣子件319被固定在托柄318的侧面，伸向电子琴1的前部，或者从图17中看的右部。

制动横梁330沿琴键311的排列方向延伸，覆盖固定到托柄318上的琴锤模拟件320。该制动横梁330配备有一个琴锤止挡件331、一个琴锤横梁件332和一个掣子止挡件333。

如图17中虚线所示，作为一琴弦模拟件的琴锤止挡件331，在琴锤模拟件320因为按压琴键而转动时与琴锤件321相接触。如图17中实线所示，作为一琴锤横梁模拟件的琴锤横梁件332随着琴键被释放，当琴锤模拟件320返回其初始位置时，与支承件322相接触。琴锤止挡件331和琴锤横梁件332由弹垫、尿烷橡胶或其他缓冲材料制成，置于制动横梁330内侧相对的表面上。掣子止挡件333由弹垫，尿烷橡胶或其他缓冲材料制成，置于制动横梁330上，在掣子件319因为按压琴键而转动时与掣子件319相接触。

在按压琴键过程中，掣子件319相对于中心销钉318b，从其初始位置到与掣子止挡件333相接触，转过一个转动角β。同时，在按压琴键过程中，琴锤模拟件320的琴锤件321相对于中心销318b，从其初始位置到与琴锤止挡件331相接触，转过一个转动角α。转动角β大约等于转动角α。

现在参照图17对第三个实施例的电子琴的操作进行说明。在演奏者按压琴键311时，琴键311从图中看沿顺时针方向转动，而连杆315沿与琴键311转动方向相反的方向或者从图中看沿逆时针方向转动。相应地，顶杆317上升，从而向上推动托柄318并使托柄沿逆时针方向转动。随后，顶杆翘尾317a与限制块316接触并因而被顺时针方向转动以在某个脱离时间(a1et-off timing)脱离托柄318。该脱离时间可以通过转动螺钉342调节限制块316的高度的方式加以调节。在脱离时间之后，托柄318和琴锤模拟件320和掣子件319一起，惯性地沿从图中看的逆时针方向转动。在琴锤模拟件320的惯性运动过程中，琴锤件321与制动横梁330的琴锤止挡件331接触，且与此同时，掣子件319与制动横梁330的掣子止挡件333接触。随后，托柄318沿顺时针方向，转回到其初始位置。在上述接触中产生的冲击力在两个地方被耗散：琴锤止挡件331和掣子止挡件333。因而整个转动机构的稳定性和耐久性得以加强。如果琴键311被释放，在托柄318与琴锤模拟件320和掣子件319一起向回转动时，琴锤模拟件320的支承件322与制动横梁330的琴锤横梁件332相接触。

第三个实施例具有下列有益效果。

(1)琴锤模拟件320通过一固定螺钉325穿过插入孔324固定到托柄318上，而托柄318被夹持在托柄夹持件323之间。因此，即使电子琴1经过长时间的使用，琴锤模拟件仍可避免绕固定螺钉325转动，且托柄318和琴锤模拟件320保持固定的位置关系。因而，原有的琴键触感得以保持。

(2)琴锤模拟件320的琴锤件321和支承件322可以很容易地通过冲压加工一个金属板的两端制成。众所周知，冲压加工适合于批量生产。

第三实施例的变型

如图21所示，一个配重W可固定到琴锤模拟件320的琴锤件321上，以改变琴锤模拟件320的重量和重心。另外，如图22所示，固定螺钉325可穿过一配重W’；然后再穿过插入孔324，以将琴锤模拟件320固定到琴锤托柄318上。因此琴锤模拟件的重量和重心可以被容易地改变。在声学钢琴中，各琴锤组件的重量和重心互不相同。在该电子琴中，只要通过增加如图21和22所示的配重W和W′，就可以调节每一琴锤模拟件使其具有适当的重量和重心以产生与在声学钢琴中各个相应琴键相似的琴键触感。再一种可选方式是，配重W固定在琴锤件321上，且与此同时配重W′通过固定螺钉325加以固定。

在第三个实施例中，琴锤模拟件320通过对金属板的冲压加工加以制造。但是，如图23所示，琴锤模拟件420可以通过将分离的琴锤体420b和420a焊接在一起加以制造。通过冲压加工一金属板，形成第一琴锤体420a，它由在其一端上的琴锤件421，在另一端上的支承件422以及一位于第一琴锤体420a大致中心处的插入孔424构成。通过冲压加工另一金属板，形成第二琴锤体420b，它具有一对处于其上的相对侧面上的托柄夹持件423(为简单起见在图23中只示出一个托柄夹持件423)，以及一个位于第二琴锤体420b的大致中心处的插入孔426。

现在对脱离时间的调节进行说明。在图14所示的声学钢琴中，脱离时间，即顶杆117脱离托柄118的时间，通过调节限制块116的高度加以改变，这样顶杆117在琴锤弹垫122和琴弦之间的距离为一预定值p(mm)的某个位置脱离托柄118。为了在电子琴1上实现声学钢琴的琴键触感，在脱离时间，琴锤件321和琴锤止挡件331之间的距离根据在声学钢琴中的预定值p(mm)被调节为一值p′(mm)。琴锤件321从其初始位置转至与琴锤止挡件331接触所转过的转动角度α等于掣子件319从其初始位置转至与掣子止挡件333接触所转过的转动角度β。因此，在脱离时间掣子件319和掣子止挡件333之间的距离，根据前述的值p′(mm)被调节为值p″(mm)。具体地说，通过转动限制块316的螺钉342，从而调节脱离时间等于声学钢琴的脱离时间，在脱离时间掣子件319和掣子止挡件333之间的距离被调节为所需的值p″(mm)。

在托柄318与琴锤模拟件320和掣子件319一起回转时，如果琴键311仍被按压，如图18所示，在某一返回停止位置和返回停止时间，掣子件319被返回制动器343承接，从而防止了支承件322与琴锤横梁件332接触。

现在对返回停止时间的调节进行说明。在图14所示的声学钢琴中，返回停止位置，即在琴键111被继续按压而使在琴锤弹垫122击打琴弦之后被返回制动器143承接时，通过弯曲返回制动器143的金属丝144加以调节。金属丝144被弯曲以使在掣子119在琴锤弹垫122和琴弦之间的距离为一预定值q(mm)的某一位置上被返回制动器143承接。为了在电子琴1上实现声学钢琴的琴键触感，在返回停止位置，琴锤件321和琴锤止挡件331之间的距离根据在声学钢琴中的预定值q(mm)被调节为一值q′(mm)。琴锤件321从其初始位置转至与琴锤止挡件331接触所转过的转动角度α等于掣子件319从其初始位置转至与掣子止挡件333接触所转过的转动角度β。因此，在返回停止位置，掣子件319和掣子止挡件333之间的距离，根据前述的值q′(mm)，可以被计算为值q″(mm)。具体地说，通过弯曲返回制动器343的金属丝344，掣子件319和掣子止挡件333之间的距离在返回停止位置，被调节到计算值q″(mm)，从而使返回停止时间等于声学钢琴的返回停止时间。

在动作模拟机构300中，琴锤模拟件320被制动横梁330覆盖，因此测量琴锤件321和琴锤止挡件331之间的距离有困难。但是掣子件319从托柄318伸向电子琴的前部且露在外面方便了测量掣子件319和掣子止挡件333之间的距离。因此，在第三个实施例中，脱离时间和返回停止时间能被容易地调节。

在动作模拟机构300中，琴锤止挡件331，琴锤横梁件332和掣子止挡件333也被配置在制动横梁330上。该制动横梁简化了整体结构。

第三个实施例的琴锤模拟件320的结构不限于图19所示的结构。取而代之，琴锤模拟件320可以为U形、L形，或者为任意尺寸的图14所示的琴锤组件120。

在第三个实施例的动作模拟机构300中，各个顶杆317的各个限制块316均可通过螺钉342加以调节。在动作模拟机构300中，限制块316可以被一限制弹垫代替用于调节顶杆317的脱离时间。由于脱离时间能够同时被调节，所以可以方便调节过程，元件的数目可以减少而制造成本也可以减少。

以上参照如附图所示的优选实施例对本发明进行了说明。对于本领域的技术人员来说，在阅读和理解本说明后各种变型和更动是显而易见的。尽管出于示范的目的使用了实施例，但本发明旨在包括在后附的权利要求的精神和范围以内的全部改进和变形。

Claims (17)

1、一种电子琴，包括：

一个琴架；

一个具有多个琴键的键盘，所述键盘被安装在所述琴架上；和

一种动作模拟机构，用于对所述的多个琴键中的至少一个施加一动作模拟负荷；

所述动作模拟机构包括：

一个连杆等效件，安装到所述琴架上绕一第一转轴转动，所述连杆等效件与所述多个琴键之一相连接的方式为：使该连杆等效件在琴键被按压的过程中转动；

一顶杆等效件，具有一第一端和一第二端，所述第一端被安装到所述连杆等效件上，以绕一第二转轴转动，以及

一琴锤等效件，安装到所述琴架上，以绕一第三转轴转动，该琴锤等效件可以脱离地与所述顶杆等效件的所述第二端相接合，这样，按压琴键就使所述顶杆等效件推动所述琴锤等效件绕所述第三转轴从一个初始位置转动到所述顶杆等效件与所述琴锤等效件脱离的一脱离位置；

其中所述琴锤等效件具有小于声学钢琴的琴锤组件的长度的1/2的轴向长度。

2、根据权利要求1所述的电子琴，其中，所述琴锤等效件，在处于所述的初始位置时，具有一转动惯量并形成一个角度，它们近似于声学钢琴的琴锤组件的相应转动惯量和形成的相应角度，所述转动惯量取自绕第三转动轴，而所述的形成的角度由一琴锤等效件的重心相对于穿过所述第三转动轴的假想铅垂线形成，为该重心与第三转动轴的连线与穿过第三转动轴的假想铅垂线之间的夹角。

3、根据权利要求1所述的电子琴，其中，所述电子琴还包括：

一个安装在所述琴架上的横梁件，该横梁件确定了一纵向轴线，该纵向轴线平行于所述键盘；以及

一个琴锤止挡件和一个从所述横梁件伸出的琴锤横梁件，该琴锤止挡件与该琴锤横梁件相对，且该琴锤止挡件和该琴锤横梁件两者均处于所述琴锤等效件转动路途上以限制该琴锤等效件的转动，使所述琴锤等效件从所述琴锤等效件与所述琴锤横梁件接触的所述初始位置，经过所述的脱离位置，到一已转动位置是可转动的，在此已转动位置琴锤等效件与所述琴锤止挡件接触。

4、根据权利要求3所述的电子琴，其中，所述琴锤止挡件所具有的横向长度比所述琴锤横梁件的横向长度短。

5、根据权利要求3所述的电子琴，其中，所述横梁件具有一个以所述第三转轴为中心的圆弧形横截面。

6、根据权利要求3所述的电子琴，其中，所述横梁件的琴锤横梁件配置有一个用于调节所述琴锤等效件的所述初始位置的调节件。

7、根据权利要求3所述的电子琴，其中，所述琴锤止挡件配置有一个用于调节所述琴锤等效件的所述已转动位置的调节件。

8、根据权利要求1所述的电子琴，其中，一个台阶件从所述多个琴键的每一个上伸出，将多个所述琴键的每一个连接到一个相应的连杆等效件上，被连接到所述台阶件的所述琴键的后面部分具有在垂直方向上比所述琴键的前面部分的上表面低的上表面。

9、根据权利要求1所述的电子琴，其中，所述琴键包括：

一个细长的琴键体，它具有一个前面部分和一个后面部分；

所述琴键的所述后面部分被连接到一个台阶件，所述台阶件连接到动作模拟机构；

其中，所述琴键的所述后面部分在被安装到电子琴上时具有在垂直方向上比所述琴键的前面部分的上表面低的上表面，以减小所述琴键的上表面高度。

10、根据权利要求9所述的电子琴，其包括多个动作模拟机构，用以对所述多个琴键的每一个施加一动作模拟负荷。

11、根据权利要求1所述的电子琴，其中，所述琴锤等效件包括琴锤模拟件，琴锤模拟件包括：

一个琴锤件，用于在琴键被按压时击打一琴锤止挡件；以及

一个支承件，它与所述琴锤件相邻，用于在琴键被释放后与一琴锤横梁接触。

12、根据权利要求11所述的电子琴，其中，所述琴锤模拟件由金属制成。

13、根据权利要求11所述的电子琴，其中，所述琴锤模拟件还包括一对处于所述琴锤件和所述支承件之间的彼此相对的托柄夹持件，所述一对托柄夹持件相隔一距离相应于动作模拟机构的托柄的宽度的距离且适合于安放所述托柄。

14、根据权利要求11所述的电子琴，其中，所述琴锤件配置有一配重。

15、根据权利要求11所述的电子琴，其中，所述琴锤模拟件还包括：

一个插入孔，设置成穿过所述琴锤模拟件；

一个固定件，可以插入所述插入孔以便将所述琴锤模拟件固定到所述托柄上；以及

一个配重，被所述固定件固定到所述琴锤模拟件上。

16、根据权利要求11所述的电子琴，其中，琴锤模拟件与动作模拟机构这样设置，使得一电子琴的琴键具有动作模拟负荷，

顶杆等效件包括一个顶杆件，能够连接到一琴键上，这样在被连接时，所述顶杆随着按压琴键而运动；

琴锤等效件包括一个托柄，可以绕一第四固定转轴从一初始位置转动到一已转动位置，所述托柄可以脱离地与所述顶杆件连接，这样所述顶杆件的运动推动所述托柄绕所述固定转轴从所述初始位置转动到一脱离位置，在此位置上所述顶杆件脱离所述托柄，所述脱离位置被设置于所述初始位置和所述已转动位置之间，所述琴锤模拟件被连接到所述托柄；

一掣子件，从所述托柄上伸出并与所述托柄一起转动；以及

一掣子止挡件，被设置用以限制所述掣子件的运动；

其中，在所述托柄从所述初始位置转动到所述已转动位置时，由于所述掣子件和所述掣子止挡件之间的接触以及所述琴锤件和所述琴锤止挡件之间的接触同时发生，所述掣子件所转动的转动角度相应于所述琴锤件所转动的转动角度。

17、根据权利要求16所述的电子琴，其中，所述动作模拟机构还包括；

一个横梁件，被设置用以限制所述琴锤模拟件的运动，所述横梁件配置有所述琴锤止挡件和所述琴锤横梁件，所述琴锤止挡件和所述琴锤横梁件相对，且所述琴锤止挡件和所述琴锤横梁件两者均处于所述琴锤等效件的路途上以限制所述琴锤模拟件的转动。

18、根据权利要求17所述的电子琴，其中，所述横梁件配置有所述掣子止挡件。

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