CN117116235A - 一种电钢琴 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电钢琴，包括琴键单元；琴键单元包括承载杆按压杠杆；琴键骨架包括连接于承载杆与按压杠杆之间的连接管；按压杠杆以连接管为支点进行旋转；按压杠杆包括分处于连接管两侧的顶触段和压键段；承载杆包括朝向压键段延伸的承压段和连接于连接管与承压段之间的延压段；琴键单元还包括连接于承压段与压键段之间的滚压机构和分散设置的触点机构；触点机构包括设置于顶触段上的第一触点、设置于延压段上的第二触点以及设置于承压段上的第三触点。触点机构依照第二触点、第一触点以及第三触点的顺序进行触发，可通过计算第二触点与第三触点所触发的时间差，测定弹奏者弹奏时的力度。

Description

一种电钢琴

技术领域

本发明涉及电钢琴技术领域，尤其涉及一种电钢琴。

背景技术

电钢琴，是一种电声乐器。它是二十世纪六七十年代兴起，八十年代至九十年代早期流行的一种用于在某些场合代替钢琴的乐器。电钢琴的发声原理是将键盘作为通断开关，形成电脉，一旦按下琴键，内部的晶振开始工作，形成脉冲产生一定频率的波形，接着经过分频器的放大，送入扬声器发声。整个发声过程依靠简单的分频模拟电路，所以键盘没有力度和击弦感觉，声音也较为机械单调。

为解决键盘力度和击弦感觉的问题，工程师做出了许多设计；现有技术中，通常采用双触点感应的方式对在弹奏时的力度进行感应。具体的，在琴键的长度方向上设置前后两个触点，弹奏时按压琴键，前后两触点将导通并形成时间差，该时间差越小则认定按压琴键的按压力越大，则扬声器播放的声音越大。

钢琴击弦机在驱动琴槌敲击琴弦的过程中，为避免琴槌妨碍琴弦振动，击弦机在驱动琴槌敲击琴弦后琴槌将与琴弦快速分离，这使得琴槌与琴弦先是相互靠近之后再相互远离；在演奏时，琴键未完全回复至初始状态，又再次受压促使琴槌敲击琴弦的情况被称为复奏。然而，双触点的电钢琴的琴键难以模拟复奏，导致弹奏者手感和音感无法匹配。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种电钢琴，可模拟复奏，提升弹奏者的使用体验。

（二）技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种电钢琴，包括设备主体；所述设备主体包括琴键装置；所述琴键装置包括琴键骨架和多个安装于琴键骨架上的琴键单元；所述琴键单元包括与琴键骨架固定连接的承载杆和与承载杆转动连接的按压杠杆；所述琴键骨架包括连接于承载杆与按压杠杆之间的连接管；所述按压杠杆以连接管为支点进行旋转；所述按压杠杆包括分处于连接管两侧的顶触段和压键段；所述承载杆包括朝向压键段延伸的承压段和连接于连接管与承压段之间的延压段；所述琴键单元还包括连接于承压段与压键段之间的滚压机构和分散设置的触点机构；所述触点机构包括设置于顶触段上的第一触点、设置于延压段上的第二触点以及设置于承压段上的第三触点。

所述滚压机构包括与压键段转动连接的摆杆、连接于摆杆下端的滚轴以及连接于摆杆与压键段之间的扭力弹簧；所述承压段具有供滚轴穿过的条形孔；所述摆杆包括两个分处于条形孔两侧且用于支撑滚轴的挡片；所述滚轴可沿条形孔的长度方向进行滚动；所述第三触点设置于条形孔处。

所述第三触点包括复位按钮；所述复位按钮包括处于条形孔内的第一压头、连接于第一压头下方的第一接触片、抵顶于条形孔的孔壁与第一压头之间的支撑压簧以及对应设置于第一接触片下方的第二接触片。

所述第三触点还包括对复位按钮进行活动限位的限位按钮；所述限位按钮包括处于条形孔内的第二压头、连接于条形孔的孔壁与第二压头之间的连接弹簧、可朝向第一压头方向移动的伸缩推杆以及驱动伸缩推杆复位的弹簧杆；所述第二压头具有推动伸缩推杆朝向第一压头方向移动的推动斜面；所述伸缩推杆具有与推动斜面相配合的受推斜面；所述第一压头具有与伸缩推杆相配合的卡孔。

所述琴键骨架还包括处于顶触段上方的支撑板；所述第一触点包括与顶触段连接的弹性伸缩杆和对应设置于支撑板上的压力传感器；所述弹性伸缩杆包括与与顶触段滑动连接的活动卡头和抵顶于活动卡头与顶触段之间的受压弹簧。

所述第二触点包括与延压段固定连接的触点支架、设置于触点支架上的电路板以及与电路板相连接的导电橡胶；所述压键段具有与导电橡胶对应设置的压触凸起。

所述按压杠杆还包括用于安装连接管的安装孔和与安装孔相连通的导气孔；所述导气孔沿压键段的延伸方向延伸；所述琴键骨架还包括设置于连接管上的排气孔；所述按压杠杆活动封堵排气孔。

所述连接管可与外部气泵相连接；所述设备主体还包括与连接管相连接的气压控制机构；所述气压控制机构包括第一管体、连接于第一管体与连接管之间的第二管体、滑动连接于第一管体内活动封堵第二管体的堵气机构以及抵顶于第二管体与堵气机构之间的抵顶压簧。

所述第二管体包括第一环壁、与第一环壁相连接的第一端壁以及与第一端壁相连接的的插管段；所述第一管体与第二管体连接后插管段伸入第一管体内；所述第一管体包括与第一管体相连接的第一连接开孔和与第一连接开孔相对应的第二连接开孔；所述气压控制机构还包括设置于第二连接开孔处的过滤网。

所述堵气机构包括与第一管体滑动连接的第二环壁、与第二环壁一体成型的第二端壁与第二端壁相对设置的限位挡环以及设置于第二端壁与限位挡环之间的弹性堵头；所述弹性堵头具有自封闭孔；所述第二端壁具有供插管段插入的导向孔；所述导向孔与自封闭孔相连通；所述导向孔具有撑开自封闭孔的支撑壁；所述限位挡环具有与自封闭孔相连通的让位孔。

（三）有益效果

本发明的有益效果是：在实际实施过程中，弹奏者按压压键段，可使顶触段顶起，触点机构依照第二触点、第一触点以及第三触点的顺序进行触发，可通过计算第二触点与第三触点所触发的时间差，测定弹奏者弹奏时的力度；当按压杠杆回复时，按照第三触点、第一触点以及第二触点的顺序进行回复；第一触点触发时，可启动复奏模式，通过测定滚压机构所移动的距离判定琴槌相对琴弦的距离，通过测定滚压机构移动的速度判定琴槌的敲击力度，综合敲击力度和距离播放相对应的琴声，从而实现复奏的模拟。其中，设置三触点可对弹奏过程进行更加精确的划分；当按压杠杆回复高度不足以使第二触点分离时，可通过测定第一触点与第三触点所触发的时间差确定弹奏力度。

附图说明

图1为本发明的实施例的电钢琴的结构示意图；

图2为本发明的实施例的琴键装置的结构示意图；

图3为本发明的实施例的琴键骨架的结构示意图；

图4为本发明的实施例的琴键单元的结构示意图；

图5为本发明的图4中A区域的放大图；

图6为本发明的图4中B区域的放大图；

图7为本发明的图6中C区域的放大图；

图8为本发明的图4中D区域的放大图；

图9为本发明的实施例的气压控制机构的第一状态结构示意图；

图10为本发明的实施例的气压控制机构的第二状态结构示意图；

【附图标记说明】

琴键骨架1、琴键单元2、承载杆21、按压杠杆22、连接管11、顶触段221、压键段222、承压段211、延压段212、滚压机构23、第一触点241、第二触点242、第三触点243、摆杆231、滚轴232、条形孔2111、挡片2311、复位按钮2431、第一压头a1、第一接触片a2、支撑压簧a3、第二接触片a4、限位按钮2432、第二压头b1、连接弹簧b2、伸缩推杆b3、弹簧杆b4、推动斜面b11、受推斜面b31、卡孔a11、支撑板12、弹性伸缩杆2411、压力传感器2412、活动卡头c1、受压弹簧c2、触点支架2421、电路板2422、导电橡胶2423、压触凸起2221、安装孔251、导气孔252、排气孔13、气压控制机构3、第一管体31、第二管体32、堵气机构33、抵顶压簧34、插管段321、过滤网311、第二环壁331、第二端壁332、限位挡环333、弹性堵头334、自封闭孔3341、导向孔3321、支撑壁3322、让位孔3331。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

请参照图1-10所示，本发明的一种电钢琴，包括设备主体；设备主体包括琴键装置；琴键装置包括琴键骨架1和多个安装于琴键骨架1上的琴键单元2；琴键单元2包括与琴键骨架1固定连接的承载杆21和与承载杆21转动连接的按压杠杆22；琴键骨架1包括连接于承载杆21与按压杠杆之间的连接管11；按压杠杆22以连接管11为支点进行旋转；按压杠杆22包括分处于连接管11两侧的顶触段221和压键段222；承载杆21包括朝向压键段222延伸的承压段211和连接于连接管11与承压段211之间的延压段212；琴键单元2还包括连接于承压段211与压键段222之间的滚压机构23和分散设置的触点机构；触点机构包括设置于顶触段221上的第一触点241、设置于延压段212上的第二触点242以及设置于承压段211上的第三触点243。在实际实施过程中，弹奏者按压压键段222，可使顶触段221顶起，触点机构依照第二触点242、第一触点241以及第三触点243的顺序进行触发，可通过计算第二触点242与第三触点243所触发的时间差，测定弹奏者弹奏时的力度；当按压杠杆22回复时，按照第三触点243、第一触点241以及第二触点242的顺序进行回复；第一触点241触发时，可启动复奏模式，通过测定滚压机构23所移动的距离判定琴槌相对琴弦的距离，通过测定滚压机构23移动的速度判定琴槌的敲击力度，综合敲击力度和距离播放相对应的琴声，从而实现复奏的模拟。其中，设置三触点可对弹奏过程进行更加精确的划分；当按压杠杆22回复高度不足以使第二触点242分离时，可通过测定第一触点241与第三触点243所触发的时间差确定弹奏力度。

优选地，滚压机构23包括与压键段222转动连接的摆杆231、连接于摆杆231下端的滚轴232以及连接于摆杆231与压键段222之间的扭力弹簧；承压段211具有供滚轴232穿过的条形孔2111；摆杆231包括两个分处于条形孔2111两侧且用于支撑滚轴232的挡片2311；滚轴232可沿条形孔2111的长度方向进行滚动；第三触点243设置于条形孔2111处。在实际实施过程中，按压压键段222可使滚轴232沿条形孔2111滚动，扭力弹簧蓄力，放开压键段222后扭力弹簧恢复，将带动滚轴232和压键段222进行回复。

优选地，第三触点243包括复位按钮2431；复位按钮2431包括处于条形孔2111内的第一压头a1、连接于第一压头a1下方的第一接触片a2、抵顶于条形孔2111的孔壁与第一压头a1之间的支撑压簧a3以及对应设置于第一接触片a2下方的第二接触片a4。在实际实施过程中，当滚轴232滚压复位按钮2431时，使得支撑弹簧压缩，第一压头a1带动第一接触片a2与第二接触片a4接触，此时判定琴槌敲击琴弦，并综合测定滚轴232行进的距离和滚轴232的转速，发出相对应的琴声。

当第三触点243的复位按钮2431触发琴声后，滚轴232还将沿条形孔2111一段距离，目的是为模拟击弦机在驱动琴槌敲击琴弦后再下压压键段222琴槌将远离琴弦；同时在压键段222上行，击弦机复位过程中，琴槌不会再次敲击琴弦；因此，需要设置限位按钮2432避免滚轴232回复时，再次触发第三触点243。优选地，第三触点243还包括对复位按钮2431进行活动限位的限位按钮2432；限位按钮2432包括处于条形孔2111内的第二压头b1、连接于条形孔2111的孔壁与第二压头b1之间的连接弹簧b2、可朝向第一压头a1方向移动的伸缩推杆b3以及驱动伸缩推杆b3复位的弹簧杆b4；第二压头b1具有推动伸缩推杆b3朝向第一压头a1方向移动的推动斜面b11；伸缩推杆b3具有与推动斜面b11相配合的受推斜面b31；第一压头a1具有与伸缩推杆b3相配合的卡孔a11。在实际实施过程中，滚轴232滚压第二压头b1时，将使得连接弹簧b2压缩，推动斜面b11与受推斜面b31相配合，推动伸缩推杆b3伸出插入卡孔a11内，弹簧杆b4蓄力；当滚轴232离开第二压头b1时，在弹簧杆b4与连接弹簧b2的回复力的作用下，各部件将复位；在滚轴232回复过程中，滚轴232先滚压限位按钮2432后挤压复位按钮2431，该过程中，由于伸缩推杆b3先伸出卡入卡孔a11，在滚压复位按钮2431时，伸缩推杆b3可对第一压头a1进行支撑，能有效的避免第一压头a1下压；而在滚轴232的正向移动过程中，滚轴232先滚压复位按钮2431，此时伸缩推杆b3并未伸出第一压头a1可向下移动，促使第一接触片a2与第二接触片a4接触，能判定琴槌敲击琴弦发出琴声。

优选地，琴键骨架1还包括处于顶触段221上方的支撑板12；第一触点241包括与顶触段221连接的弹性伸缩杆2411和对应设置于支撑板12上的压力传感器2412；弹性伸缩杆2411包括与与顶触段221滑动连接的活动卡头c1和抵顶于活动卡头c1与顶触段221之间的受压弹簧c2。在实际实施过程中，当弹性伸缩杆2411触碰压力传感器2412时，顶触段221可通过压缩受压弹簧c2的方式再度向上移动，将导致压力传感器2412所计量的压力发生变化，同时使得第一触点241触发后滚轴232仍能继续移动触发第三触点243，其中，当弹性伸缩杆2411接触压力传感器2412时，判定为第一触点241所触发的时间节点；第一接触片a2与第二接触片a4所接触时判定为第三触发点所触发的时间节点；由此，使得第一触发点持续触发的时间为复奏可发生的时间，该时间内通过测定滚轴232的转速判定击弦力度。同时由于复奏过程将促使压力传感器2412所检测到的压力发生变化形成压力曲线，其中，压力曲线波谷产生时，也正是滚轴232滚动方向发生变化时，可通过测算压力数值对应琴槌距离琴弦的距离，以使得播放琴声与实际击弦产生的琴声准确对应。受压弹簧c2也可加速琴键复位。

优选地，第二触点242包括与延压段212固定连接的触点支架2421、设置于触点支架2421上的电路板2422以及与电路板2422相连接的导电橡胶2423；压键段222具有与导电橡胶2423对应设置的压触凸起2221。在实际实施过程中，下压压键段222时，压触凸起2221可带动导电橡胶2423接通电路板2422，导电橡胶2423导通电路时为，第二触发点所触发的时间。

由于电钢琴具有数量众多的电子元件，在演奏过程中，将产生大量的热，需要对电子元件进行降温。优选地，按压杠杆22还包括用于安装连接管11的安装孔251和与安装孔251相连通的导气孔252；导气孔252沿压键段222的延伸方向延伸；琴键骨架1还包括设置于连接管11上的排气孔13；按压杠杆22活动封堵排气孔13。在实际实施过程中，外部冷空气进入连通管内可经由排气孔13向电钢琴内部进行扩散，达到降温的目的，具体的，当演奏者按压按压杠杆22时，该处电路接通产生热量，也将排气孔13、安装孔251以及导气孔252接通，使得冷气扩散对电子元件进行降温，同时通过导气孔252对琴键表面进行清洁，也可对弹奏者的手部进行吹拂降温。

优选地，连接管11可与外部气泵相连接；设备主体还包括与连接管11相连接的气压控制机构3；气压控制机构3包括第一管体31、连接于第一管体31与连接管11之间的第二管体32、滑动连接于第一管体31内活动封堵第二管体32的堵气机构33以及抵顶于第二管体32与堵气机构33之间的抵顶压簧34。在实际实施过程中，通过气压控制机构3可使得连接管11内维持高压，避免连接管11发生堵塞，同时使得排气孔13处排出的气压处在一定的压力范围，能有效的吹拂电子元件，琴键表面以及弹奏者的手部。具体的，当外部气体进入第一管体31堵气机构33处于封闭状态，气压推动堵气机构33移动，抵顶弹簧蓄力，当压力达到预设范围时，堵气机构33被推动了一定的距离，此时，堵气机构33打开，气流经由堵气机构33和第二管体32后进入连接管11内。

优选地，第二管体32包括第一环壁、与第一环壁相连接的第一端壁以及与第一端壁相连接的的插管段321；第一管体31与第二管体32连接后插管段321伸入第一管体31内；第一管体31包括与第一管体31相连接的第一连接开孔和与第一连接开孔相对应的第二连接开孔；气压控制机构3还包括设置于第二连接开孔处的过滤网311。在实际实施过程，插管段321可插入堵气机构33，初始堵气机构33打开。其中，设置过滤网311的目的在于，过滤空气中的粉尘和水分，避免电子元件发生损坏。

优选地，堵气机构33包括与第一管体31滑动连接的第二环壁331、与第二环壁331一体成型的第二端壁332与第二端壁332相对设置的限位挡环333以及设置于第二端壁332与限位挡环333之间的弹性堵头334；弹性堵头334具有自封闭孔3341；第二端壁332具有供插管段321插入的导向孔3321；导向孔3321与自封闭孔3341相连通；导向孔3321具有撑开自封闭孔3341的支撑壁3322；限位挡环333具有与自封闭孔3341相连通的让位孔3331。在实际实施过程中，堵气机构33朝向第二管体32方向移动，插管段321自导向孔3321处插入自封闭孔3341内，向外撑开自封闭孔3341，插管段321的内孔与让位孔3331相连通，气流便可经由插管段321进入第二管体32内，并进入连接管11内。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电钢琴，包括设备主体；所述设备主体包括琴键装置；所述琴键装置包括琴键骨架和多个安装于琴键骨架上的琴键单元；所述琴键单元包括与琴键骨架固定连接的承载杆和与承载杆转动连接的按压杠杆；所述琴键骨架包括连接于承载杆与按压杠杆之间的连接管；所述按压杠杆以连接管为支点进行旋转；其特征在于：所述按压杠杆包括分处于连接管两侧的顶触段和压键段；所述承载杆包括朝向压键段延伸的承压段和连接于连接管与承压段之间的延压段；所述琴键单元还包括连接于承压段与压键段之间的滚压机构和分散设置的触点机构；所述触点机构包括设置于顶触段上的第一触点、设置于延压段上的第二触点以及设置于承压段上的第三触点；所述滚压机构包括与压键段转动连接的摆杆、连接于摆杆下端的滚轴以及连接于摆杆与压键段之间的扭力弹簧；所述承压段具有供滚轴穿过的条形孔；所述摆杆包括两个分处于条形孔两侧且用于支撑滚轴的挡片；所述滚轴可沿条形孔的长度方向进行滚动；所述第三触点设置于条形孔处；所述第三触点包括复位按钮；所述第三触点还包括对复位按钮进行活动限位的限位按钮；所述琴键骨架还包括处于顶触段上方的支撑板；所述第一触点包括与顶触段连接的弹性伸缩杆和对应设置于支撑板上的压力传感器。

2.如权利要求1所述的一种电钢琴，其特征在于：所述复位按钮包括处于条形孔内的第一压头、连接于第一压头下方的第一接触片、抵顶于条形孔的孔壁与第一压头之间的支撑压簧以及对应设置于第一接触片下方的第二接触片。

3.如权利要求2所述的一种电钢琴，其特征在于：所述限位按钮包括处于条形孔内的第二压头、连接于条形孔的孔壁与第二压头之间的连接弹簧、可朝向第一压头方向移动的伸缩推杆以及驱动伸缩推杆复位的弹簧杆；所述第二压头具有推动伸缩推杆朝向第一压头方向移动的推动斜面；所述伸缩推杆具有与推动斜面相配合的受推斜面；所述第一压头具有与伸缩推杆相配合的卡孔。

4.如权利要求3所述的一种电钢琴，其特征在于：所述弹性伸缩杆包括与与顶触段滑动连接的活动卡头和抵顶于活动卡头与顶触段之间的受压弹簧。

5.如权利要求4所述的一种电钢琴，其特征在于：所述第二触点包括与延压段固定连接的触点支架、设置于触点支架上的电路板以及与电路板相连接的导电橡胶；所述压键段具有与导电橡胶对应设置的压触凸起。

6.如权利要求5所述的一种电钢琴，其特征在于：所述按压杠杆还包括用于安装连接管的安装孔和与安装孔相连通的导气孔；所述导气孔沿压键段的延伸方向延伸；所述琴键骨架还包括设置于连接管上的排气孔；所述按压杠杆活动封堵排气孔。

7.如权利要求6所述的一种电钢琴，其特征在于：所述连接管可与外部气泵相连接；所述设备主体还包括与连接管相连接的气压控制机构；所述气压控制机构包括第一管体、连接于第一管体与连接管之间的第二管体、滑动连接于第一管体内活动封堵第二管体的堵气机构以及抵顶于第二管体与堵气机构之间的抵顶压簧。

8.如权利要求7所述的一种电钢琴，其特征在于：所述第二管体包括第一环壁、与第一环壁相连接的第一端壁以及与第一端壁相连接的的插管段；所述第一管体与第二管体连接后插管段伸入第一管体内；所述第一管体包括与第一管体相连接的第一连接开孔和与第一连接开孔相对应的第二连接开孔；所述气压控制机构还包括设置于第二连接开孔处的过滤网。

9.如权利要求8所述的一种电钢琴，其特征在于：所述堵气机构包括与第一管体滑动连接的第二环壁、与第二环壁一体成型的第二端壁与第二端壁相对设置的限位挡环以及设置于第二端壁与限位挡环之间的弹性堵头；所述弹性堵头具有自封闭孔；所述第二端壁具有供插管段插入的导向孔；所述导向孔与自封闭孔相连通；所述导向孔具有撑开自封闭孔的支撑壁；所述限位挡环具有与自封闭孔相连通的让位孔。