CN209266006U - 一种弦乐器调音系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弦乐器调音系统，包括弦乐器和主控装置，所述弦乐器上设有与所述主控装置连接的调节装置、力传感器和拾音器，至少一所述调节装置和至少一所述力传感器对应所述弦乐器的一根弦设置，所述调节装置用于调整对所述弦的拉力，所述力传感器用于反映所述弦承受的张力。本实用新型以力传感器来反映弦的张力，并基于力传感器和拾音器的信号，控制电机的运转，与传统的相比，能更加准确高效地调音。

Description

一种弦乐器调音系统

技术领域

本实用新型涉及弦乐器领域，具体涉及一种弦乐器调音系统。

背景技术

弦乐器的发音方式是依靠机械力量使张紧的弦振动发音，当弦所受张力超过限值，发音会出现变形，甚至会导致断弦。弦乐器通常用不同的弦演奏不同的音，有时则须运用手指按弦来改变弦长，从而达到改变音高的目的。弦乐器从其发音方式上来说，主要分为拨弦乐器(如吉他和阮)、拉弦乐器(如提琴类和胡琴类)和击弦乐器(扬琴类)。

弦的发音是受多种因素综合作用影响的结果，具体影响因素包括弦的振动频率、长度、张力、材料和密度等。弦乐器在使用之前需要对弦发出的声音进行检查，若发音不准，需要对弦的张紧程度进行调节。引起弦乐器发音不准的主要原因是因为：弦的张力会随着时间流逝而发生动态变化，最终会导致弦松弛，发音走调；还会受到乐器本身因外界温度和季节变化而产生的热胀冷缩影响，是影响发音的关键变量。

以往常用的调节方式为手动调节，并且需要专业人士来操作，为此，在现有技术中，对上述的调节进行了改进，如公告号为CN207676629U的专利文献，公开了一种吉他自动调弦装置，其基于琴弦发音频率的监测，通过电机对弦的张紧程度进行调节。类似这样的调节，虽然能够实现调音的目的，但是所调音不能保存，每次使用之前都需要频繁地重复监测、调节的步骤，而且弦松动发不出声音时还需要手动紧弦，这不仅耗时较长、增加了使用的不便，还对各部件的性能提出了更高的要求，成本较高，结构比较复杂，更重要的是，监测的振动频率信号容易受到外界振动的干扰，使监测的样本可信性降低，影响调音的准确性。

实用新型内容

为克服现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种调音准确的弦乐器调音系统，其通过以下技术方案实现：一种弦乐器调音系统，包括弦乐器和主控装置，所述弦乐器上设有与所述主控装置连接的调节装置、力传感器和拾音器，至少一所述调节装置和至少一所述力传感器对应所述弦乐器的一根弦设置，所述调节装置用于调整对所述弦的拉力，所述力传感器用于反映所述弦承受的张力。

优选的，所述弦的一端与紧弦轴连接，所述调节装置包括步进电机和减速齿轮组，所述主控装置与所述步进电机连接，所述步进电机与所述紧弦轴之间通过所述减速齿轮组衔接。

优选的，所述弦乐器上还设有固定支架，所述固定支架包括弹性的固定臂，所述弦的另一端于所述固定臂的外端处固定，所述力传感器为薄膜应力传感器，并设在所述固定臂上。

优选的，所述主控装置包括处理器模块，以及与所述处理器模块连接的反映信号处理模块、音色比对模块和电源模块。

优选的，所述主控装置还包括与所述处理器模块连接的显示模块、存储模块和操控模块。

优选的，该系统预置有所述弦的上限力值信息。

优选的，所述弦乐器上还设有闷音装置，所述闷音装置包括闷音按键、闷音垫和闷音盖，所述闷音按键与所述闷音垫固定在一起，并与所述闷音盖弹性自复位地连接，以使所述闷音垫能够与该闷音装置处的弦接触。

优选的，所述主控装置设在所述弦乐器上，所述弦乐器包括吉他、尤克里里、古筝和琵琶中的至少一种。

本实用新型以力传感器来反映弦的张力，并基于力传感器和拾音器的信号，控制电机的运转，与传统的相比，能更加准确高效地调音；当主控装置存储有对应力传感器的力值信息的功能时，可以用于作为系统自主默认的调音参数，避免松弦发不出声音，当主控装置可存储选定的调音对应的力值信息时，可用于自动地调出选定的调音，无需再重复调音，使调音过程变得简单，利于增强系统的可靠性，延长使用寿命，降低成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1中A处设置的调节装置的结构示意图；

图3为图1中A处对应琴钮24处的剖视结构示意图；

图4为图2的俯视向局部剖视图；

图5为图4中C-C向的局部剖视图；

图6为图5中减速齿轮组23的结构示意图；

图7为图1中B处部分结构的局部剖视图；

图8为图1中B处对应琴弦31的结构示意图；

图9为图7、图8中固定支架37的结构示意图；

图10为拉力传感器36安装在固定支架37上的结构示意图；

图11为图1的原理示意图。

在图1至10中，各标号对应如下，主控装置1，调节装置2，紧弦轴套210，紧弦轴21，步进电机22，减速齿轮组23，电机输入齿轮230，手动输入齿轮231，转轴233，输出齿轮234，琴钮24，弦31，琴枕32，琴码33，琴身34，固定头35，力传感器36，固定支架37，闷音按键41，闷音垫42，闷音盖43。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

作为一种示例，本实施例的弦乐器调音系统，如图1至11所示，包括吉他，吉他上设有主控装置1、调节装置2、拾音器、闷音装置和固定支架37，固定支架37上设有力传感器36。

如图1至6所示，调节装置2固设在吉他的手柄外端对应紧弦轴21和琴钮24处，外部被吉他壳体遮盖，调节装置2包括壳体、步进电机22和减速齿轮组23，一步进电机22和一减速齿轮组23形成对应紧弦轴21、紧弦轴套210、琴钮24和一根吉他弦的调节机构。具体地，紧弦轴套210与调节装置2的壳体固接，并套设在紧弦轴21上，紧弦轴21的外端与一根吉他的弦的一端固接，紧弦轴21的内端伸入壳体内，并与减速齿轮组23的输出齿轮234同轴固接，紧弦轴21可转动，并被紧弦轴套210和输出齿轮234沿其轴线方向限位。紧弦轴21的内端的端面处凹设有轴洞，减速齿轮组23的转轴233的一端于上述轴洞处与紧弦轴21同轴设置，转轴233的另一端通过壳体内部的轴套结构限位，转轴233可转动，转轴233上固设有多个减速齿轮。减速齿轮组23还包括电机输入齿轮230和手动输入齿轮231，步进电机22的转轴与电机输入齿轮230固接，琴钮24与手动输入齿轮231同轴固接，电机输入齿轮230与输出齿轮234之间设有多个逐级串联式啮合的减速齿轮，该结构可使步进电机22能够实现对紧弦轴21的更加精准细微地转动，进而更加精确地调节对紧弦轴21连接的弦施加的拉力。手动输入齿轮231于上述的靠近输出齿轮234的减速齿轮啮合，该结构可实现电机调音和手动调音两种模式，两种模式之间可相互兼容互补并存。主控装置1的壳体内设有多个上述的调节机构，且一调节结构对应一根吉他的弦设置，各调节机构的步进电机与主控装置1连接。

如图7至10所示，吉他的琴身34外表面处设有闷音装置，闷音装置包括闷音按键41、闷音垫42和闷音盖43，琴枕32和琴码33位于闷音盖43的内腔并固设在琴身34的表面处，闷音按键41与闷音垫42固定在一起，并与闷音盖43弹性自复位地连接在一起，使得闷音垫42位于琴枕32处弦的上方，使用时，通过按压闷音按键41，使得模拟人手质地的软的闷音垫42(如橡胶垫)与琴枕32处对应的弦接触，改变弦的发音从而实现闷音的效果。本实施例设置了两个闷音按键，其中一个对应三根弦设置，另一个对应另外三根弦设置，具体实施时，可根据需要确定闷音按键的个数及对应的弦数。本实施例的闷音装置，与传统的仅靠手部与弦的直接接触闷音相比，只需手部按压表面积更大的闷音按键41即可，这可方便弹奏者对闷音的掌握和操控，能够极大降低闷音弹奏的难度，利于提高闷音弹奏的精准度和自由度，更利于弹奏者的发挥。

继续参阅图7至10所示，琴身34内表面对应琴枕32处固设有弹性的合金材质的固定支架37，固定支架37包括六个依次间隔排列的弹性固定臂。吉他的弦的另一端具有大体相同的结构，以弦31为例，弦31的另一端连接有固定头35，并通过固定臂外端的U形卡头对固定头35的限位而固定。本实施例弦的另一端通过固定头35和固定支架37固定的结构，与传统的相比，更牢固可靠，可极大地方便弦的拆装，利于对琴身34相关部位的保护。力传感器36本实施例优选为薄膜应力传感器，并设在固定臂上，通过监测固定臂的应力来反映弦31所承受的张力，力传感器36与主控装置1连接，以将反映弦的力信号传给主控装置1，作为系统调整音是否标准的计算值。

一并参考图11所示，主控装置1包括处理器模块，以及与处理器模块连接的反映信号处理模块、音色比对模块、显示模块、存储模块、操控模块和电源模块。具体地，处理器模块包括主MCU和控制电机的MCU，调音时，力传感器36的信号经反映信号处理模块处理，拾音器拾取的声音信号经音色比对模块处理，之后主MCU根据信号处理结果，通过控制电机的MCU和驱动操控步进电机的运转，重复上述过程至符合要求时，通过操控模块的按键选定，即可将各弦对应的力传感器的信号信息储存在存储模块，以便于再次使用时调出。本实施例开机时，系统将初步识别各弦对应的默认力值信息，控制电机进行初步的相应转数的运转，避免弦松发不出声音，然后可以直接进一步地调音或选择调出之前存储的调音信息即可。主控装置1内还可以预置力传感器监测处各根弦对应的上限力值信息，用于作为调节装置对弦施加上限拉力的参照，当传感器实际监测的力值等于或大于预置的上限力值，主控装置1按照保护程序设定，不再发出使调节装置进一步对弦施加拉力的指令，而只发出使调节装置降低对弦施加拉力的指令，如此，即可对弦提供保护，防止弦因所受张力超过限值，而导致发音变形、甚至断弦现象的出现。

需要说明的是，在其他一些实施例中，上述的吉他也可以替换为尤克里里、古筝、琵琶以及其他弦乐器的方式实施。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种弦乐器调音系统，其特征在于，包括弦乐器和主控装置，所述弦乐器上设有与所述主控装置连接的调节装置、力传感器和拾音器，至少一所述调节装置和至少一所述力传感器对应所述弦乐器的一根弦设置，所述调节装置用于调整对所述弦的拉力，所述力传感器用于反映所述弦承受的张力。

2.根据权利要求1所述的一种弦乐器调音系统，其特征在于，所述弦的一端与紧弦轴连接，所述调节装置包括步进电机和减速齿轮组，所述主控装置与所述步进电机连接，所述步进电机与所述紧弦轴之间通过所述减速齿轮组衔接。

3.根据权利要求1所述的一种弦乐器调音系统，其特征在于，所述弦乐器上还设有固定支架，所述固定支架包括弹性的固定臂，所述弦的另一端于所述固定臂的外端处固定，所述力传感器为薄膜应力传感器，并设在所述固定臂上。

4.根据权利要求1所述的一种弦乐器调音系统，其特征在于，所述主控装置包括处理器模块，以及与所述处理器模块连接的反映信号处理模块、音色比对模块和电源模块。

5.根据权利要求4所述的一种弦乐器调音系统，其特征在于，所述主控装置还包括与所述处理器模块连接的显示模块、存储模块和操控模块。

6.根据权利要求1所述的一种弦乐器调音系统，其特征在于，该系统预置有所述弦的上限力值信息。

7.根据权利要求1所述的一种弦乐器调音系统，其特征在于，所述弦乐器上还设有闷音装置，所述闷音装置包括闷音按键、闷音垫和闷音盖，所述闷音按键与所述闷音垫固定在一起，并与所述闷音盖弹性自复位地连接，以使所述闷音垫能够与该闷音装置处的弦接触。

8.根据权利要求1所述的一种弦乐器调音系统，其特征在于，所述主控装置设在所述弦乐器上，所述弦乐器包括吉他、尤克里里、古筝和琵琶中的至少一种。