[实用新型]一种由微电脑控制的自动多功能钢琴

说明书

本实用新型涉及一种自动钢琴，具体地说，涉及钢琴的驱动装置、检测装置和静音装置。

钢琴是乐器之王，随着电子技术的发展，尤其是微电脑的普遍应用，使钢琴在保持原有的传统优势外，更赋予它许多功能，从而满足人们欣赏、练习、教学等多层面的需要。

如发明专利“用于致动自动钢琴中的螺线管乐器的方法和装置”(申请日：1997.8.27；申请号：97199196.0)，其中乐器数字接口(MIDI)速度值被转换成螺线管驱动信号，由螺线管驱动信号致动计数器，并按照螺线管驱动信号由计数器激励螺线管。中央处理单元(CPU)从数据存储装置中读出MIDI数据，并从存储中只读存储器(ROM)中的查阅表中选择相应的螺线管驱动参数。螺线管驱动参数被包含计数器的驱动电路转换成脉宽调制波形。PWM信号被发送到和螺线管相连的场效应晶体管(FET)开关的控制极，并且螺线管按照PWM信号被FET激励。

又如发明专利“键盘乐器及其中使用的位置检测装置和发光控制装置”(申请日：1999.9.18；申请号：99122380.2)，是一种自动演奏钢琴，它具有一个位置探测装置，用来探测黑/白键的当前位置，该位置探测装置使光束穿过黑/白键的轨迹，其中，位置探测装置存储了光量度的相对值与当前位置之间的可变关系，以便确定其当前位置，这样，该位置探测装置便可以保证当前位置的可靠性，使之不受时间的影响。

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种由微电脑控制的自动多功能钢琴。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型是在原传统纲琴上通过加装一套微电脑和执行机构而成为一种全新的钢琴，要求具有以下三种功能，并采用单独钻孔的工艺：

①自动演奏功能，是在钢琴全部琴键及踏板下面装有一套驱动装置，主要是电磁铁，电磁铁由内置的微电脑驱动，微电脑通过解读已录制好的钢琴演奏信息，控制驱动电磁铁电流的大小和时间的长短，使能模拟人弹奏钢琴力度及长短的变化。由于微电脑的运行速度非常高，因而非常完美地还原钢琴演奏家的弹奏技巧，甚至还能演奏出钢琴演奏家无法弹奏的技法。

②录制功能，是在钢琴全部琴键及踏板下面装有一套检测装置，主要是电子传感器，电子传感器与内置的微电脑相连。当钢琴演奏者弹奏钢琴时，微电脑通过电子传感器准确地记录演奏者弹奏的力度及时间的长短，将弹奏的旋律及感情以电子信息的形式记录下来，供以后在钢琴上回放或供电子合成系统合成电子音乐。

③静音功能，是在钢琴的琴槌与琴弦之间加装一套机械装置，当机械装置被置位时，琴槌被机械装置阻挡而不能撞击琴弦。此时弹奏钢琴，是无法发声的。采用上述机械装置，微电脑可以采集演奏者全部的弹奏信息。根据弹奏信息，微电脑可实时地合成电子音乐并通过扬声器或耳机播放出来。

④还有，本实用新型驱动机构的安装一般都需要将钢琴中盘靠近钢琴的琴板处整体切下。这样，一方面切割操作比较困难，另一方面由于钢琴中盘切割下的面积较大，对钢琴结构强度的影响也相应增加。考虑到这些原因，本实用新型采用了单独钻孔的工艺，使驱动机构的安装对钢琴中盘的破坏减小到最小程度。这样的方案对驱动电磁铁的定位精度要求则更高，本实用新型的设计则能精确定位，满足要求。

下面详细说明：

驱动装置包括驱动机构和驱动电路，驱动机构主要由脉冲式直流电磁铁组成。88个电磁铁被固定在一整块铝合金型材上，每个电磁铁在排列线上都可以自动调整，以适应不同型号的琴型，铝合金安装板可以上下左右及前后调整，然后紧固下来。电磁铁芯上安装有一支非磁性顶杆，顶杆上方安装有橡胶头，电磁铁芯及顶杆位于每个琴键击弦机的正下方。这样，电磁铁芯运动，可以恰好击中击弦机。同时击弦机正下方钻88个孔对钢琴中盘的破坏最小，电磁铁不与立式琴板发生任何接触，不会对钢琴强度与音乐声学性能产生任何影响。

检测装置包括检测机构和检测电路，检测机构采用光电管并加遮光片的结构。遮光片通过一支小的扭力弹簧与琴键接触，琴键上不加装任何装置，因而安装极为简单。当琴键被弹奏时，琴键带动遮光片向下运动。遮光片被加工成一种流线型的形状。当遮光片向下运动时，使遮住的光线逐步增加，使遮光片的物理位置与光通量呈线性关系，这样测出光电管的电信号就可以测得琴键的物理位置，即可达到记录钢琴的演奏信息。由于钢琴的延音踏板没有力度变化，只记录踩下与抬起两种状态，因而比琴键记录简单，只用一个微动开关检测即可。