專利名稱：鋼琴自動調(diào)音裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及到鋼琴的技術(shù)領域，特別涉及到鋼琴調(diào)音方面的技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
早期調(diào)節(jié)鋼琴是由聽力超群、音樂素養(yǎng)很高的鋼琴調(diào)音師完成鋼琴調(diào)音的。但是， 隨著鋼琴的普及，而聽力超群、音樂素養(yǎng)很高的鋼琴調(diào)音師的數(shù)量很少，現(xiàn)在就有一些素質(zhì) 不高的鋼琴調(diào)音師利用鋼琴調(diào)音儀來調(diào)節(jié)。中國專利號為97123257. 1公開了一種鋼琴調(diào)律標準發(fā)生器，該發(fā)生器用于鋼琴 調(diào)律時，檢測并顯示被調(diào)音鋼琴每一個琴鍵對應的聲音頻率，同時顯示標準音頻率，與標準 音頻率進行比較，作出鋼琴音律偏高或偏低的判斷，并作出調(diào)節(jié)琴弦緊或松的提示，人們根 據(jù)該種發(fā)生器的提示進行調(diào)節(jié)鋼琴的頻率。這種鋼琴調(diào)音儀實際上是一種音頻測量儀器， 鋼琴調(diào)音師調(diào)節(jié)鋼琴的頻率仍然是人手用工具扳手進行調(diào)節(jié)。素質(zhì)不高的鋼琴調(diào)音師就很 難將鋼琴調(diào)到最好的狀態(tài)。而且調(diào)音的精度不高。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的旨在提供鋼琴自動調(diào)音裝置及其自動調(diào)音的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)音 高精度，同時整個調(diào)音過程實現(xiàn)全自動化。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為鋼琴自動調(diào)音裝置，包括鋼琴 本體和自動調(diào)音裝置，所述的自動調(diào)音裝置包括音頻輸入裝置、濾波器，音頻輸入裝置和濾 波器相連接，音頻輸入裝置的音頻信號聲波經(jīng)過濾波器濾掉高次諧波，濾波器與波形放大 器相連接，所述波形放大器用于放大經(jīng)所述濾波器過濾后的波形，波形放大器與波形整型 電路相連接，聲波經(jīng)過波形整型電路整型以后輸入到中央處理器，中央處理器根據(jù)標準頻 率對聲波頻率處理，中央處理器控制驅(qū)動電路，驅(qū)動電路驅(qū)動所述自動調(diào)音裝置的調(diào)節(jié)機 構(gòu)。所述鋼琴自動調(diào)音裝置，該鋼琴自動調(diào)音裝置所述的的調(diào)節(jié)機構(gòu)采用步進電機、 機器手和減速傳動裝置，步進電機和減速傳動裝置帶動機器手轉(zhuǎn)動。所述鋼琴自動調(diào)音裝置，該鋼琴自動調(diào)音裝置所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)采用減速電機和機 器手。所述鋼琴自動調(diào)音裝置，該鋼琴自動調(diào)音裝置所述中央處理器還連接LCD顯示面 板，中央處理器測量的聲波頻率顯示在IXD顯示面板上。本實用新型有益效果使用工業(yè)計算機高新技術(shù)控制的高精密機械手，替代現(xiàn)有的人手調(diào)節(jié)鋼琴的音 高。用話筒、放大器、濾波器、工業(yè)計算機實現(xiàn)超高精度頻率測量來代替人耳聽音。并能用 工業(yè)計算機計算應調(diào)節(jié)的量，從而控制高精密機器手完成鋼琴的調(diào)音。能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)音高精度，同時整個調(diào)音過程實現(xiàn)全自動化?？捎媒?jīng)過訓練的工人替 代聽力超群、音樂素養(yǎng)很高的鋼琴調(diào)音師而達到很好的調(diào)節(jié)鋼琴的效果。彌補聽力超群、音樂素養(yǎng)很高的鋼琴調(diào)音師的不足。計算機控制鋼琴調(diào)音機器手完成鋼琴調(diào)音的時間短，可 提高鋼琴調(diào)音的效率。

圖1自動調(diào)音鋼琴的自動調(diào)音裝置的示意結(jié)構(gòu)圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。自動調(diào)音鋼琴，包括鋼琴本體，本發(fā)明適合任何一款式的鋼琴，鋼琴是現(xiàn)在大家公 知常識，以前鋼琴的調(diào)音都是一種非常專業(yè)的工作。該發(fā)明創(chuàng)造性地實現(xiàn)了鋼琴自動調(diào)音， 全過程都是全自動化的。如圖1所示，鋼琴自動調(diào)音裝置，在鋼琴上安裝有自動調(diào)音裝置，所述的鋼琴可以 任意一款式的鋼琴，在任意款式的鋼琴上安裝該自動調(diào)音裝置。自動調(diào)音裝置包括音頻輸 入裝置1、濾波器11、波形放大器2、波形整形電路3、中央處理器9、電源10、驅(qū)動電路4、按 鍵面板7、IXD顯示面板8、步進電機5、減速電機6等組成，音頻輸入裝置1與濾波器11相 連接，所述音頻輸入裝置1可以是一般話筒或者其他音頻輸入裝置，包括了所有音頻輸入 裝置，音頻輸入裝置1能夠接收到鋼琴按鍵的聲音的聲波信號，音頻輸入裝置接收到的聲 波信號再輸入到濾波器中，所述的濾波器是能夠過濾高次諧波的儀器，聲波經(jīng)過濾波器濾 掉高次諧波，濾波器11與波形放大器2相連接，聲波經(jīng)過波形放大器2把聲波的波形放大， 波形放大器2與波形整型電路3連接，聲波經(jīng)過整型變成一定時間段的波，輸入到中央處理 器9，由中央處理器9進行運算，運算出此聲波的頻率，存儲芯片存有鋼琴的標準頻率，中央 處理器把所測量出來的聲波頻率跟相對應的頻率進行對比，中央處理器判斷所測量的頻率 和標準頻率是否相同。中央處理器9與IXD顯示面板8相連接，中央處理器9所測量的頻 率數(shù)據(jù)能夠在IXD顯示面板8上顯示，中央處理器9與驅(qū)動電路4連接，中央處理器9控制 著驅(qū)動電路4，驅(qū)動電路4驅(qū)動鋼琴調(diào)音調(diào)節(jié)機構(gòu)。該調(diào)節(jié)機構(gòu)有兩種方式，一種是鋼琴自 動調(diào)音裝置所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)采用步進電機、機器手和減速傳動裝置，步進電機5和減速傳 動裝置帶動機器手轉(zhuǎn)動。兩外一種是鋼琴自動調(diào)音裝置所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)采用減速電機6和 機器手。音頻信號經(jīng)過麥克輸入到波形放大器進行放大，濾波器進行消除高次諧波。再送 入到另外一個比較器里產(chǎn)生方波，送入到中央處理器。在中央處理器內(nèi)部進行檢測在一個 時鐘周期里的波形，用標準的頻率進行比較，用LCD顯示面板顯示出來。在中央處理器內(nèi)部 控制存儲芯片來調(diào)整電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的時間，我們用單片機根據(jù)測量的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù) 進行比較來自動控制電使用工業(yè)計算機高新技術(shù)控制的高精密機械手，替代現(xiàn)有的人手調(diào)節(jié)鋼琴的音 高。用話筒、放大器、濾波器、工業(yè)計算機實現(xiàn)超高精度頻率測量來代替人耳聽音。并能用 工業(yè)計算機計算應調(diào)節(jié)的量，從而控制高精密機器手完成鋼琴的調(diào)音。鋼琴自動調(diào)音裝置，包括鋼琴本體和自動調(diào)音裝置，所述的自動調(diào)音裝置包括音 頻輸入裝置、濾波器，音頻輸入裝置和濾波器相連接，音頻輸入裝置的音頻信號聲波經(jīng)過濾 波器濾掉高次諧波，濾波器與波形放大器相連接，所述波形放大器用于放大經(jīng)所述濾波器過濾后的波形，波形放大器與波形整型電路相連接，聲波經(jīng)過波形整型電路整型以后輸入 到中央處理器，中央處理器根據(jù)標準頻率對聲波頻率處理，中央處理器控制驅(qū)動電路，驅(qū)動 電路驅(qū)動所述自動調(diào)音裝置的調(diào)節(jié)機構(gòu)。所述鋼琴自動調(diào)音裝置，該鋼琴自動調(diào)音裝置所述的的調(diào)節(jié)機構(gòu)采用步進電機、 機器手和減速傳動裝置，步進電機和減速傳動裝置帶動機器手轉(zhuǎn)動。所述鋼琴自動調(diào)音裝置，該鋼琴自動調(diào)音裝置所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)采用減速電機和機 器手。所述鋼琴自動調(diào)音裝置，該鋼琴自動調(diào)音裝置所述中央處理器還連接LCD顯示面 板，中央處理器測量的聲波頻率顯示在IXD顯示面板上。鋼琴自動調(diào)音的方法，先音頻輸入裝置接收鋼琴發(fā)出的聲波，聲波經(jīng)過濾波器進 行濾波，濾波后經(jīng)過波形放大器把所述的聲波進行放大，經(jīng)過放大與鉗位變成方波，將方波 信號送中央處理器進行高精度周期的測量并計算出頻率，存儲器存有鋼琴88個鍵盤的標 準頻率，中央處理器將測量頻率與標準頻率數(shù)據(jù)進行比較與運算，計算出鋼琴調(diào)音的方向 與角度，中央處理器根據(jù)鋼琴調(diào)音的方向與角度指令驅(qū)動電路驅(qū)動調(diào)節(jié)機構(gòu)進行調(diào)節(jié)，調(diào) 節(jié)后，使鋼琴的發(fā)出聲波頻率與標準頻率一樣，鋼琴自動調(diào)音完成。所述鋼琴自動調(diào)音的方法，該鋼琴自動調(diào)音的方法所述的中央處理器將方向與角 度處理變?yōu)椴竭M電機的輸出指令，從IO端口輸出到電壓放大電路進行放大、再送功率放大 電路進行電壓放大、再驅(qū)動步進電機帶動機器手傳動。所述鋼琴自動調(diào)音的方法，該鋼琴自動調(diào)音的方法在中央處理內(nèi)將當前測量到的 音的頻率與已經(jīng)設置好標準的音頻進行比較，用標準音頻率減去測量音的頻率，如果得到 的是正值的話，說明比標準音頻比這個按鍵的音高，那么單片機就會自動控制電機右轉(zhuǎn)，反 之，說明比標準音頻比這個按鍵的音低，那么單片機就會自動控制電機左轉(zhuǎn)。所述鋼琴自動調(diào)音的方法，該鋼琴自動調(diào)音的方法中央處理器在調(diào)整電機的正轉(zhuǎn) 和反轉(zhuǎn)的時間，我們用單片機根據(jù)測量的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比較來自動控制電機的正轉(zhuǎn) 和反轉(zhuǎn)的時間，使琴弦達到我們所需的振動頻率，調(diào)整完成。音頻信號經(jīng)過麥克輸入到波形放大器進行放大，濾波器進行消除高次諧波。再送 入到另外一個比較器里產(chǎn)生方波，送入到中央處理器。在中央處理器內(nèi)部進行檢測在一個 時鐘周期里的波形，用標準的頻率進行比較，用LCD顯示面板顯示出來。在中央處理器內(nèi)部 控制存儲芯片來調(diào)整電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的時間，我們用單片機根據(jù)測量的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù) 進行比較來自動控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的時間，使琴弦達到我們所需的振動頻率，調(diào)整完 成。初始化時，鋼琴進入正常發(fā)音狀態(tài)，IXD顯示為00。按下第一個按鍵時，IXD第一排 顯示第一個按鍵的標準音的頻率，第二排顯示當前測量到的音的頻率。同時在單片機內(nèi)將 當前測量到的音的頻率與已經(jīng)設置好標準的音頻進行比較。用標準音頻率減去測量音的頻 率。如果得到的是正值的話，說明比標準音頻比這個按鍵的音高，那么單片機就會自動控制 電機右轉(zhuǎn)。反之，說明比標準音頻比這個按鍵的音低，那么單片機就會自動控制電機左轉(zhuǎn)。 算法上用黃金分割點來控制旋轉(zhuǎn)程度，知道2個頻率的誤差在我們規(guī)定的百萬分之一的范 圍內(nèi)，結(jié)束第一個鍵的調(diào)整。依次類推的測量并調(diào)整其他的鍵，直到完成88個鋼琴鍵的頻 率調(diào)整。按下輸出按鍵就可以聽見我們調(diào)試后理想的鋼琴的音頻。
權(quán)利要求1.鋼琴自動調(diào)音裝置，包括鋼琴本體和自動調(diào)音裝置，其特征在于所述的自動調(diào)音裝 置包括音頻輸入裝置、濾波器，所述音頻輸入裝置和濾波器相連接，所述音頻輸入裝置的音 頻信號聲波經(jīng)過濾波器濾掉高次諧波，所述濾波器與波形放大器相連接，所述波形放大器 用于放大經(jīng)所述濾波器過濾后的波形，所述波形放大器與波形整型電路相連接，聲波經(jīng)過 波形整型電路整型以后輸入到中央處理器，所述中央處理器根據(jù)標準頻率對聲波頻率處 理，所述中央處理器控制驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述自動調(diào)音裝置的調(diào)節(jié)機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼琴自動調(diào)音裝置，其特征在于該鋼琴自動調(diào)音裝置所述的調(diào) 節(jié)機構(gòu)采用步進電機、機器手和減速傳動裝置，步進電機和減速傳動裝置帶動機器手轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼琴自動調(diào)音裝置，其特征在于該鋼琴自動調(diào)音裝置所述的調(diào) 節(jié)機構(gòu)采用減速電機和機器手。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼琴自動調(diào)音裝置，其特征在于該鋼琴自動調(diào)音裝置所述中央 處理器還連接IXD顯示面板，中央處理器測量的聲波頻率顯示在IXD顯示面板上。
專利摘要本實用新型涉及到鋼琴的技術(shù)領域，公開了一種鋼琴自動調(diào)音裝置，包括鋼琴本體和自動調(diào)音裝置，其特征在于所述的自動調(diào)音裝置包括音頻輸入裝置、濾波器，音頻輸入裝置和濾波器相連接，音頻輸入裝置的音頻信號聲波經(jīng)過濾波器濾掉高次諧波，濾波器與波形放大器相連接，經(jīng)過濾波器過濾的波形經(jīng)過波形放大器把進行放大，波形放大器與波形整型電路相連接，聲波經(jīng)過波形整型電路整型以后輸入到中央處理器，中央處理器根據(jù)標準頻率對聲波頻率處理，中央處理器控制驅(qū)動電路，驅(qū)動電路驅(qū)動所述自動調(diào)音裝置的調(diào)節(jié)機構(gòu)。能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)音高精度，同時整個調(diào)音過程實現(xiàn)全自動化。
文檔編號G10C3/00GK201853474SQ20102011839
公開日2011年6月1日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者李忠孝 申請人:李忠孝, 深圳市浦平實業(yè)有限公司