RU2084967C1

RU2084967C1 - Automatic straight piano for playing using arbitrary keys

Info

Publication number: RU2084967C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Алексеевич Сторчаков
Original assignee: Юрий Алексеевич Сторчаков
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: musical instruments. SUBSTANCE: device has two sets of driven mechanisms and detectors of position or speed. Driven mechanisms are connected to control unit. EFFECT: increased functional capabilities. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическим музыкальным инструментам и предназначено для того, чтобы в значительной степени преодолеть технические трудности игры на фортепиано, поскольку позволяет исполнителю для каждой ноты исполняемого произведения нажимать любую, произвольно взятую клавишу. The invention relates to automatic musical instruments and is intended to substantially overcome the technical difficulties of playing the piano, since it allows the performer to press any randomly taken key for each note of the performed work.

Известно автоматическое фортепиано для игры на произвольно взятых клавишах, содержащее управляющее устройство и устройство памяти (ЕР, заявка, 0294742, кл. G 10 F 3/00, 1985). Known automatic piano for playing on arbitrary keys containing a control device and a memory device (EP, application, 0294742, CL G 10 F 3/00, 1985).

Недостатком известного фортепиано является то, что управляющие клавиши приводятся в зацепление с клавишами и углами механики фортепиано не непосредственно, а с помощью сложной системы механических приспособлений, из-за чего управляющие клавиши по своим характеристикам значительно уступают по игре обычной клавиатуре фортепиано. A disadvantage of the well-known piano is that the control keys are not meshed with the keys and angles of the piano mechanics directly, but with the help of a complex system of mechanical devices, because of which the control keys are significantly inferior in performance to the usual piano keyboard.

Техническим результатом изобретения является улучшение исполнительских возможностей фортепиано. The technical result of the invention is to improve the performance of the piano.

На фиг. 1 изображен клавишный механизм, разделенный на две части, каждая из которых сопряжена с приводным механизмом и датчиком положения и/или скорости; на фиг. 2 изображены: а) графики скоростей точек A₁ и A₂,обозначенных на фиг. 1; б) график величины силы F^*(t),с которой действуют приводные механизмы, являющийся наглядным примером того, каким образом задается данная сила; на фиг. 3 изображены: а) график скорости точки A₁; б) график скорости точки A₂; в) график величины силы F^*(t), с которой действуют приводные механизмы; фиг. 4 блок-схема фортепиано; фиг. 5 иллюстрирует один из возможных примеров конкретного выполнения данного изобретения ( а, б, в); фиг. 6 изображает декодирующую пластинку, являющуюся основным компонентом датчика положения, представленного на фиг. 5.In FIG. 1 shows a key mechanism divided into two parts, each of which is coupled to a drive mechanism and a position and / or speed sensor; in FIG. 2 shows: a) graphs of the speeds of points A ₁ and A ₂ indicated in FIG. one; b) a graph of the magnitude of the force F ^* (t) with which the drive mechanisms operate, which is a clear example of how this force is set; in FIG. 3 shows: a) a graph of the speed of point A ₁ ; b) a graph of the speed of point A ₂ ; c) a graph of the magnitude of the force F ^* (t) with which the drive mechanisms operate; FIG. 4 block diagram of a piano; FIG. 5 illustrates one possible example of a specific embodiment of the present invention (a, b, c); FIG. 6 shows a decoding plate, which is the main component of the position sensor shown in FIG. 5.

Клавишный механизм состоит из белой или черной клавиши 1, пилота 2, установленного вместе с подставкой сверху на заднем конце клавиши, с помощью которого клавиша приведена в зацепление с узлом механизма 3, в составе которого можно выделить молоточный узел 4, включающий молоточек 5, посылаемый к струне 6. Имеется клавиатурная подставка 7, продольная рейка 8. The key mechanism consists of a white or black key 1, a pilot 2, mounted together with a stand on top of the rear end of the key, with which the key is brought into engagement with the mechanism assembly 3, which can be used to isolate the hammer assembly 4, including the hammer 5, sent to string 6. There is a keyboard stand 7, a longitudinal rail 8.

Пилот 2 с подставкой 7 может быть мысленно отделен от клавиши. Тогда и весь клавишный механизм окажется мысленно разбитым на две части, которые взаимодействуют одна с другой посредством ньютоновских сил

приложенных в некоторой точке A₁, A₂.Pilot 2 with stand 7 can be mentally separated from the key. Then the whole keyboard mechanism will be mentally divided into two parts that interact with one another through Newtonian forces

applied at some point A ₁ , A ₂ .

Блок-схема изобретенного фортепиано (фиг. 4, педальный механизм не показан) указывает на то, что каждый из 88 клавишных механизмов фортепиано разделен на две части, каждая из которых сопряжена с приводным механизмом и датчиком положения и/или скорости, соединенными с устройством управления точно так, как это изображено на фиг. 1. The block diagram of the invented piano (Fig. 4, pedal mechanism not shown) indicates that each of the 88 keyboard piano mechanisms is divided into two parts, each of which is coupled to a drive mechanism and a position and / or speed sensor connected to the control device exactly as shown in FIG. one.

Пусть для того, чтобы сыграть очередную ноту используемого произведения, соответствующую струне Sj и узлу механики Mj, исполнитель нажимает какую-либо произвольно взятую клавишу, например, Ki. Let, in order to play the next note of the product used, corresponding to the string Sj and the mechanics node Mj, the performer presses some random key, for example, Ki.

По ходу исполнения закодированный нотный текст исполняемого произведения последовательно выбирается из устройства памяти в соответствии с действиями исполнителя над клавишами. После того как начало движения клавиши Ki будет зарегистрировано благодаря, например, постоянному последовательному сканированию всех датчиков, сопряженных с клавишами, приводной механизм и датчик положения и/или скорости v $\binom{1}{i}$ , сопряженный с нажимаемой клавишей Ki, будет соединен в пару на время действия исполнителя над клавишей с приводным механизмом и датчиком положения и/или скорости v $\binom{2}{j}$ , сопряженным с узлом механики Mj, соответствующим очередной выбираемой из памяти закодированной ноте используемого произведения. Таким образом, будет имитироваться непосредственное зацепление нажимаемой клавиши Ki с узлом механики Mj, заданным нотным текстом исполняемого произведения.During the execution, the encoded note text of the performed work is sequentially selected from the memory device in accordance with the actions of the performer on the keys. After the start of the movement of the Ki key is registered, for example, by constantly scanning sequentially all the sensors associated with the keys, the drive mechanism and the position and / or speed sensor v $\binom{one}{i}$ paired with the key Ki pressed will be paired for the duration of the action of the performer over the key with the drive mechanism and the position and / or speed sensor v $\binom{2}{j}$ associated with the mechanics node Mj corresponding to the next encoded note of the product used to be selected from memory. Thus, the direct engagement of the key Ki pressed with the mechanics node Mj specified by the musical text of the work being performed will be simulated.

Если управляющее устройство будет соединено с дисплеем, то текущие фрагменты нотного текста могут выводиться на экран, а исполняемые ноты - отслеживаться курсором или иначе. If the control device is connected to the display, then the current fragments of the musical text can be displayed on the screen, and the performed notes can be tracked by the cursor or otherwise.

Приведем один из возможных примеров конкретного выполнения изобретения. We give one of the possible examples of a specific implementation of the invention.

Разнообразные приводные механизмы и датчики положения и/или скорости широко известны по использованию в различных устройствах, относящихся к автоматическим музыкальным инструментам. A variety of drive mechanisms and position and / or speed sensors are widely known for use in various devices related to automatic musical instruments.

На фиг. 5, а) показаны указанные приводные механизмы и датчики, сопряженные с двумя частями клавишного механизма. In FIG. 5a) shows these drive mechanisms and sensors, coupled with two parts of the keyboard mechanism.

Приводной механизм 9 и датчик положения 10, сопряженные с клавишей 1, установлены на клавиатурной подставке 7. The drive mechanism 9 and the position sensor 10, paired with the key 1, are installed on the keyboard stand 7.

Приводной механизм 9 включает соленоид II, подвижный сердечник 12, зацепленный с планкой 13, представляющей из себя рычаг второго рода. Дальний конец планки 13 зацеплен с задним концом клавиши 1. Когда в соответствии с командами управляющего устройства через соленоид II проходит ток, то на подвижный сердечник 12, а следовательно, и на задний конец клавиши 1 действует сила, направленная вниз. The drive mechanism 9 includes a solenoid II, a movable core 12 engaged with a strap 13, which is a lever of the second kind. The far end of the strap 13 is engaged with the rear end of the key 1. When, in accordance with the commands of the control device, a current flows through the solenoid II, a downward force acts on the movable core 12, and therefore on the rear end of the key 1.

Приводной механизм 14 и датчик положения 15 установлены на продольной рейке 8, расположенной над клавиатурой. Приводной механизм 14 в принципе не отличается от приводного механизма 9, за исключением соленоида 16, изображенного на фиг. 5, в). Когда через соленоид 16 проходит ток, то на подвижный сердечник 17 действует сила, направленная вверх. Под действием этой силы подвижный сердечник давит на планку 18, которая действует на пилот 2, установленный на ее дальнем конце с некоторой силой, направленной вверх. The drive mechanism 14 and the position sensor 15 are mounted on a longitudinal rail 8 located above the keyboard. The drive mechanism 14 is in principle no different from the drive mechanism 9, with the exception of the solenoid 16 shown in FIG. 5c). When current flows through the solenoid 16, an upward force acts on the movable core 17. Under the action of this force, the movable core presses on the bar 18, which acts on the pilot 2 mounted on its far end with some force directed upwards.

К задним концам планок 13 и 18 снизу прикреплены так называемые декодирующие пластинки, одна из которых изображена на фиг. 6. Декодирующая пластинка 19 имеет два ряда прямоугольных окон 20-27, причем высота окон и расстояние между двумя ближайшими окнами в каждом ряду равны диаметру светочувствительных элементов 28 и 29, которые вместе с соответствующими источниками света входят в состав датчика положения 10 и 15. Принцип действия указанных датчиков основан на возможности измерения величины светового потока, действующего на фотоприемник. Величина светового потока, действующего на каждый из светочувствительных элементов 28, 29, зависит от площади той их части, которая освещена соответствующим источником света через одно из окон декодирующей пластинки 19. Благодаря тому, что окна одного ряда сдвинуты относительно другого, становится возможным в зависимости от величины световых потоков, действующих на оба светочувствительных элемента 28 и 29, однозначно определять с достаточной точностью смещение декодирующей пластинки 19. So-called decoding plates are attached to the rear ends of the strips 13 and 18 from the bottom, one of which is shown in FIG. 6. The decoding plate 19 has two rows of rectangular windows 20-27, and the height of the windows and the distance between the two nearest windows in each row are equal to the diameter of the photosensitive elements 28 and 29, which together with the corresponding light sources are part of the position sensor 10 and 15. Principle the action of these sensors is based on the ability to measure the magnitude of the light flux acting on the photodetector. The magnitude of the luminous flux acting on each of the photosensitive elements 28, 29 depends on the area of that part that is illuminated by the corresponding light source through one of the windows of the decoding plate 19. Due to the fact that the windows of one row are shifted relative to the other, it becomes possible depending on the magnitude of the light fluxes acting on both photosensitive elements 28 and 29, uniquely determine with sufficient accuracy the offset of the decoding plate 19.

Изобретение может быть использовано в производстве музыкальных инструментов. Вс The invention can be used in the manufacture of musical instruments. Sun

Claims

1. An automatic piano for playing on arbitrary keys, comprising a mechanical piano and an automation unit including a control device and a memory device, characterized in that it has two sets of drive mechanisms and position or speed sensors associated with the control device, the first set of drive mechanisms and sensors of position or speed is located with the possibility of interaction with the keys of the keyboard, and the second set with the possibility of interaction with the nodes of the mechanics of the piano.

2. Piano according to claim 1, characterized in that it has a display screen associated with the control device for displaying the current musical text of the work being performed.