一種數(shù)字弦樂器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字樂器和弦樂器。
【背景技術(shù)】
[0002]樂器數(shù)字接口(MusicalInstrument Digital Interface,簡稱MIDI)是一個工業(yè)標(biāo)準的電子通信協(xié)議，為電子樂器等演奏設(shè)備(如合成器)定義各種音符或彈奏碼，容許電子樂器、計算機、手機或其它的舞臺演出配備彼此連接，調(diào)整和同步，得以實時交換演奏數(shù)據(jù)。
[0003]具備MIDI輸出功能的電子樂器(或數(shù)字樂器)，在作為MIDI輸出設(shè)備使用時又被稱作MIDI控制器(MIDI controller)。一個MIDI控制器輸出的包含了描述聲音信息的MIDI代碼主要且必須包括音高和速度的數(shù)值，音高即表明了需要演奏的音符，而速度則表示演奏這一音符的力度，所以，數(shù)字弦樂器必須具備獲取演奏者所演奏的音符和力度的能力。
[0004]這類數(shù)字樂器大多是按鍵式或擊打式的，比如電子鋼琴，電子鍵盤，電子鼓等等。也存在一些撥弦、擊弦和弓弦式的數(shù)字樂器，具備了 MIDI的輸出功能，但它們的原理比較復(fù)雜。有些數(shù)字弦樂器的原理是，通過拾音器拾取弦樂器的聲音，進過處理分析，判斷出所演奏的音符和演奏力度進而生成MIDI控制代碼；此外還有一些數(shù)字弦樂器通過電磁、光學(xué)等傳感器獲取琴弦振動的形式，再通過信號處理分析，進而生成MIDI輸出信號。
[0005]可見，這些數(shù)字弦樂器的原理都比較復(fù)雜，且一般都具有和原聲弦樂器相仿的體型和結(jié)構(gòu)，比如常見的電子吉他和電子提琴等，都具有和原聲吉他和原聲提琴相似的長長的琴弦、琴頸等結(jié)構(gòu)，演奏方法也較為相似，演奏難度也比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:簡化數(shù)字弦樂器獲取物理信號、進行信號處理進而生成MIDI控制代碼的原理和過程，同時簡化數(shù)字弦樂器的演奏方法，并使數(shù)字弦樂器的尺寸、重量、成本大大降低。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:發(fā)明一種數(shù)字弦樂器，主要由由琴頸模塊、琴體模塊和彈奏交互模塊組成，其特征是:琴頸模塊和琴體模塊連接，數(shù)個彈奏交互模塊并列安裝在琴體模塊上，彈奏交互模塊主要由基座、轉(zhuǎn)軸連接器、偏轉(zhuǎn)體、偏轉(zhuǎn)位移傳感模塊和復(fù)位器組成，偏轉(zhuǎn)體通過轉(zhuǎn)軸連接器安裝在基座上并在被撥動時相對基座產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，復(fù)位器連接偏轉(zhuǎn)體與基座，在偏轉(zhuǎn)體被撥動時提供反饋力并在撥動力撤銷后恢復(fù)偏轉(zhuǎn)體至初始位置，偏轉(zhuǎn)體相對基座的偏轉(zhuǎn)使偏轉(zhuǎn)位移傳感器模塊的傳感器電氣特性改變從而獲得彈奏動作及彈奏力度。
[0008]琴頸模塊，具有規(guī)則排列的多個按鍵和一個電子終端設(shè)備嵌入槽。偏轉(zhuǎn)體，可由弦弓和琴弦構(gòu)成，琴弓可設(shè)計成U型，琴弦張緊固定在其上部開口兩端之間，琴弦被撥動使琴弓偏轉(zhuǎn)；可為一個多邊形框體結(jié)構(gòu)，框體一邊與基座連接，另一邊在被撥動時框體發(fā)生偏轉(zhuǎn)；可為一個薄板結(jié)構(gòu)，薄板一側(cè)與基座連接另一側(cè)被撥動時薄板結(jié)構(gòu)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。復(fù)位器，可由彈簧和阻尼器構(gòu)成，彈簧一端連接基座一端連接偏轉(zhuǎn)體，阻尼器抑制偏轉(zhuǎn)體的震蕩。偏轉(zhuǎn)位移傳感模塊，主要由偏轉(zhuǎn)位移傳感器、傳感器支架和隨動干擾器組成。偏轉(zhuǎn)位移傳感器，可為電磁式傳感器，以磁體作為隨動干擾器安裝在偏轉(zhuǎn)體上，電磁式偏轉(zhuǎn)位移傳感器通過傳感器支架固定在基座上，隨動干擾器隨偏轉(zhuǎn)體偏轉(zhuǎn)使偏轉(zhuǎn)位移傳感器的磁場環(huán)境改變從而使其電氣特性改變；可為電阻應(yīng)變式傳感器，以一個彈性薄板作為傳感器支架，電阻應(yīng)變式傳感器粘貼在該薄板上，該薄板一端固定于基座上，一端與安裝在偏轉(zhuǎn)體上的隨動干擾器連接，偏轉(zhuǎn)體偏轉(zhuǎn)時薄板發(fā)生形變使偏轉(zhuǎn)位移傳感器的電氣特性改變；可為電容式傳感器，此電容式傳感器通過傳感器支架被固定在基座上，介電質(zhì)材料體作為隨動干擾器被安裝在偏轉(zhuǎn)體上并處于電容傳感器的兩個電極之間，偏轉(zhuǎn)體偏轉(zhuǎn)使電介質(zhì)材料體對電容傳感器的位置改變，并使其電氣特性改變；可為光電式傳感器，光電傳感器及光源器件通過傳感器支架固定在基座上，安裝在偏轉(zhuǎn)體上的反射板作為隨動干擾器，光源器件發(fā)出光線經(jīng)反射板反射被光電傳感器接收，反射板隨偏轉(zhuǎn)體偏轉(zhuǎn)使光電傳感器獲取的圖像特征改變。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:在尺寸外觀上，琴弦長度的縮短可使樂器的整體長度大大縮短，從而更便攜，在結(jié)構(gòu)原理上，新的結(jié)構(gòu)和原理使該電子弦琴樂器更加簡單可靠，可以極大地降低成本，在使用體驗上，演奏變得十分簡單，同時與傳統(tǒng)原聲樂器相仿的琴弦的結(jié)構(gòu)則盡可能地繼承和保留了樂器的觸感和演奏方法，因而增強了演奏的樂趣。
【附圖說明】
[0010]以下對照本發(fā)明的實施實例對附圖作說明。
[0011]圖1是本發(fā)明的一個實例的總體模塊化結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2中A、B分別為圖1中I所示的琴頸模塊的兩個實例示意圖。
[0013]圖3是圖1中3-8所示的彈奏交互模塊的一個實施實例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是采用了電磁式傳感器、弦弓琴弦結(jié)構(gòu)的彈奏交互模塊的一個實施實例的分解示意圖。
[0015]圖5是彈奏交互模塊的一個實施實例偏轉(zhuǎn)體被撥動時的示意圖。
[0016]圖6是圖5中A所示區(qū)域的局部放大。
[0017]圖7是采用電磁式傳感器作為偏轉(zhuǎn)位移傳感器時，當(dāng)偏轉(zhuǎn)體被撥動該傳感器的輸出變化示意圖。
[0018]圖8中A、B分別為偏轉(zhuǎn)體的兩個實施實例的示意圖。
[0019]圖9為采用了電阻應(yīng)變式傳感器的彈奏交互模塊的一個實施實例在偏轉(zhuǎn)體被撥動時的狀態(tài)示意圖。
[0020]圖10中A為采用了電容式傳感器的彈奏交互模塊的一個實施實例在初始狀態(tài)時的正視示意圖，B為其偏轉(zhuǎn)體被撥動并產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時的狀態(tài)示意圖。
[0021]圖11中A為采用了光電式傳感器的彈奏交互模塊的一個實施實例在初始狀態(tài)時的正視示意圖，B為其偏轉(zhuǎn)體被撥動并產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時的狀態(tài)示意圖。
[0022]以下說明各附圖中不同標(biāo)號所示的組成部分。標(biāo)號相同的部分為同一組成部分不作重復(fù)說明。
[0023]圖1中，I為琴頸模塊，2為琴體模塊，3-8為彈奏交互模塊。
[0024]圖2中，A為琴頸模塊的一個實施實例，其中111為按鍵陣列，112為琴頸模塊與琴體模塊的連接頭，B為琴頸模塊的另一個實施實例，其中121為按鍵陣列，122為智能終端設(shè)備嵌入槽，123為一個智能終端設(shè)備。
[0025]圖3中，31、32、33、34、35分別為基座、轉(zhuǎn)軸連接器、偏轉(zhuǎn)體、復(fù)位器、偏轉(zhuǎn)位移傳感模塊。
[0026]圖4中，31為基座，321,322為鉸鏈式轉(zhuǎn)軸連接器，3311為弦弓，3312為琴弦，341、342為復(fù)位彈簧，3511為電磁式偏轉(zhuǎn)位移傳感器，3512為傳感器支架，3513為磁體式隨動干擾器。
[0027]圖5中，P為撥動偏轉(zhuǎn)體的手指的示意圖，F(xiàn)為撥弦力。
[0028]圖6中，各數(shù)字標(biāo)號指示部分與圖4中相同。
[0029]圖7中，1、I1、III所示為三個時間段，LI所示為傳感器的連續(xù)輸出曲線，L2所示為對離散采樣點做連續(xù)平均的曲線，F(xiàn)S為傳感器輸出信號的一個下降沿特征。
[0030]圖8中，A、B中的332、333為偏轉(zhuǎn)體的兩個實施實例，A中323、324為兩個滑動軸承座式轉(zhuǎn)軸連接器。
[0031]圖9中，3521為電阻應(yīng)變式偏轉(zhuǎn)位移傳感器，3522為彈性薄板式傳感器支架，3523為撥桿式隨動干擾器。
[0032]圖10中，3531為電容式偏轉(zhuǎn)位移傳感器，3532為傳感器支架，3533為介電質(zhì)式隨動干擾器。
[0033]圖11中，3541為光電式偏轉(zhuǎn)位移傳感器，3542為光源器件，3543為傳感器支架，3544為隨動干擾器。
【具體實施方式】
[0034]以下說明本發(fā)明的最佳實施方式。
[0035]本發(fā)明的最佳實施方式實例示意圖如圖1所示，主要包括I琴頸模塊，2琴體模塊，3-8共6個并列安裝布置的彈奏交互模塊。
[0036]琴頸模塊如圖2中B所示，主要包括一個按鍵陣列121，一個智能終端設(shè)備嵌入槽122，和與琴體模塊對接安裝的連接頭112。智能終端設(shè)備嵌入槽中可以嵌入放置智能終端設(shè)備，如智能手機等。連接頭112內(nèi)含電路接口，可從琴體模塊取電并與琴體模塊交換數(shù)據(jù)。
[0037]多個彈奏交互模塊并列安裝在琴體模塊上，彈奏交互模塊如圖3所示，主要包括基座31、轉(zhuǎn)軸連接器32、偏轉(zhuǎn)體33、復(fù)位器34、偏轉(zhuǎn)位移傳感模塊35等5個組成部分。具體的如圖4所示，在該實例中，轉(zhuǎn)軸連接器為2個鉸鏈321、322，偏轉(zhuǎn)體由一個U形的弦弓3311和張緊于弦弓上端開口間的琴弦3312組成，復(fù)位器由341、342兩個彈簧構(gòu)成，偏轉(zhuǎn)位移傳感模塊由電磁式偏轉(zhuǎn)位移傳感器3511 (如霍爾元件等)、傳感器支架3512、磁體式隨動干擾器3513組成。
[0038]以下說明最佳實施方式的工作原理。
[0039]首先，說明該數(shù)字弦樂器獲得演奏動作和演奏力度的原理。
[0040]如圖5所示，手指P撥動琴弦，撥弦力F如圖中所示，此時偏轉(zhuǎn)體產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)，圖中A所示區(qū)域表示了由于偏轉(zhuǎn)體的偏轉(zhuǎn)使隨動干擾器相對電磁式傳感器產(chǎn)生了位移，進而改變了傳感器的輸出，局部放大如圖6所示。
[0041]圖6中3513為隨