专利名称：铜钟的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铜钟结构的创新设计，尤指保持中国古钟基本外观要素，钟声基频音、主观音较高，钟声响度感觉加强，传播距离扩大，同时保持较长延时音和拍频音的铜钟。
背景技术：
明永乐十八年(公元1420年)，明成祖朱棣把都城从南京迁到了北京，他命人修建紫禁城、天坛，铸造永乐大钟。永乐大钟造型古朴、精美、雄伟、凝重，钟声轻击时圆润、深沉、古雅，重击时浑厚、洪亮、庄严。钟体通高5.55米、最大直径3.3米，总重约46吨。它是世界上铸有文字最多的大钟，钟身内外铸有23万余字的汉、梵文佛教经咒，字体清晰，笔力遒劲，堪称铸造工艺之极品，被列为“世界佛钟之最”。因其在古钟文化、声学、力学、铸造技术等方面的成就，永乐大钟被誉为“钟王”。每年元旦、春节除夕之夜，人们都要把永乐大钟敲响108下，表达国泰民安的美好祝愿，辞旧迎新。它的钟声雄浑有力，延绵不绝，仅余音就可持续3分钟之久，远在卢沟桥、大兴的人们都能听到钟声。只是随着时间的推移，永乐大钟的钟声传不远了，200米开外就很难听见了。上世纪90年代初，上述问题更加明显，1997年除夕夜，北京市政府计划零点时永乐钟声响彻全市上空，但是永乐大钟的钟体结构已不再适应今日北京城的外部传声条件，结果除夕之夜未能如愿。
我们知道，声音的传播是疏密波在某一介质中传播的过程。铜钟是使钟体结构在振动下于某一介质和外部环境中产生和传播疏密波的装置。音量大小，对声音传得远近有一定影响，但决定声音传得远近的并不只是音量。音量达到一定水平之后，音的传播效能，取决于声音固有的振动频率。通常在噪音环境下，人的耳朵对100赫兹以下的声音，感觉就会钝化了，此时人最敏感的声音是1000赫兹到2000赫兹。永乐钟声所包含的频率，最低基频率16赫兹。北京变样了，基频音还这么低，人们就很难听见钟声了。
什么样的铜钟结构才能适合现代的城市环境？铜钟的设计实践告诉我们，以古钟为基础改进一些局部结构参数，最终的结果达不到设计要求，结构是对铜钟的结构参数进行重新设计。科学技术已经发展到今天，设计手段相当丰富，例如可通过铜钟结构的计算机辅助设计系统，其中主要是通过有限元分析和数学规划的手段进行优选铜钟的结构参数，并对样钟进行钟声频谱分析，因此，借助于现代设计技术，本申请人提出了一种更好地为响钟重现辉煌的铜钟结构。
发明内容
根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种在保持中国古钟基本外观要素的基础上与相应重量古钟相比，钟声响度感加强，传播距离远，延时音较长，拍频音明显，基频音较高，声音浑厚，洪亮庄严的铜钟。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的一种铜钟，主要由钟钮(1)、钟顶(2)、上带(3)、上宫(4)、中带(5)、下宫(6)、下带(7)和宫裙(8)组成，其中大钟外形为喇叭状，大钟最上部为钟钮(1)，钟顶(2)偏小，钟腰细，钟身长，钟口外张，结构相对中轴线对称，相对中轴线横切时，结构内外为同心圆形，铜钟的钟体高度与钟体口径之比为1，钟体高度二分之一处的直径与钟体口径之比为0.6，钟体音弓部位的外壁、内壁均在钟口外张光滑过度中保持局部的内弧结构，钟体结构外表面可按需要在上带(3)中雕铸花纹，中带(5)，下带(7)处为弧弦纹，在上宫(4)和下宫(6)处可雕铸宫格，并在其中雕铸需要的铭文，宫裙(8)处可雕铸所需图案。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果1、本实用新型实现了钟声响度感较强，传播距离远，延时音较长，拍频音明显，基频音较高，声音浑厚，洪亮，庄严。
2、本实用新型的结构外形和结构剖面变化均匀流畅，较易满足浇铸工艺的要求。
3、本实用新型的音弓结构形式在西洋钟和国内现有铜钟中是新颖独创的。
4、本实用新型采用的材料为锡青铜，无论在浇铸工艺、振频、表面光洁度方面，日常维护修理都较易满足技术要求。
图1A为本实用新型总体结构示意图图1B为本实用新型图1A的外表面展开图图2A为本实用新型总体结构外形示意图图2B为本实用新型总体结构内形示意图图2C为本实用新型总体结构音弓结构示意图图2D为本实用新型铜钟实施例总体结构示意图
具体实施方式
由图1A、图1B、图2A、图2B、图2C示出，一种铜钟，主要由钟钮1、钟顶2、上带3、上宫4、中带5、下宫6、下带7和宫裙8组成，其中大钟外形为喇叭状，大钟最上部为钟钮1，钟顶2偏小，钟腰细，钟身长，钟口外张，结构相对中轴线对称，相对中轴线横切时，结构内外为同心圆形，铜钟的钟体高度与钟体口径之比为1，钟体高度二分之一处的直径与钟体口径之比为0.6，钟体音弓部位的外壁、内壁均在钟口外张光滑过度中保持局部的内弧结构，钟体结构外表面可按需要在上带3中雕铸花纹，中带5、下带7处为弧弦纹，在上宫4和下宫6处可雕铸宫格，并在其中雕铸需要的铭文，宫裙8处可雕铸所需图案。
由图2D示出本实用新型的具体实施例，为中国农业大学百年校庆时铸造的校钟，此百年校庆纪念大钟基频音达到100Hz以上，延时音明显较长，为一吨级外击式青铜钟，重1118公斤，由钟钮、钟顶、上带、上宫、中带、下宫、下带和宫裙组成，总高1.5米，下缘1.2米。钟钮为双头龙捧日，与钟裙的钟月亮形成日月辉映。上带为莲花纹，象征农大学子君子诚诚之心。上宫有四宫格，雕有铭文和牌位，牌位上书“中国农业大学”。中带和下带为弧弦纹。下宫雕刻有我校百年历史的文言文铭文，此文600多字，还雕有该校1905年农科大学的老校门浮雕。钟裙雕有“海水江涯图”，象征农业大学学子心胸宽广，一面铸有龙字浮雕，另一面铸有古老的犁铧浮雕。
本实施例在中国科学院声学研究所做了钟声分析报告钟的基频为111Hz，线谱284Hz处的能量最大。拍频出现在283.859Hz和284.084Hz处。频率差为0.225Hz。声压级为98dB和96dB。拍的间隔约为4.5秒。
权利要求1.一种铜钟，主要由钟钮(1)、钟顶(2)、上带(3)、上宫(4)、中带(5)、下宫(6)、下带(7)和宫裙(8)组成，其特征在于大钟外形为喇叭状，大钟最上部为钟钮(1)，钟顶(2)偏小，钟腰细，钟身长，钟口外张，结构相对中轴线对称，相对中轴线横切时，结构内外为同心圆形，铜钟的钟体高度与钟体口径之比为1，钟体高度二分之一处的直径与钟体口径之比为0.6，钟体音弓部位的外壁、内壁均在钟口外张光滑过度中保持局部的内弧结构，钟体结构外表面可按需要在上带(3)中雕铸花纹，中带(5)，下带(7)处为弧弦纹，在上宫(4)和下宫(6)处可雕铸宫格，并在其中雕铸需要的铭文，宫裙(8)处可雕铸所需图案。
专利摘要一种铜钟，主要由钟钮(1)、钟顶(2)、上带(3)、上宫(4)、中带(5)、下宫(6)、下带(7)和宫裙(8)组成，其中，大钟外形为喇叭状，上部为钟钮(1)，钟腰细，钟身长，钟口外张，铜钟的结构参数是口径比为1，钟腔比为0.6，钟体口径处的结构为音弓造型。结构表面可按需要铸造各种花纹，弧弦纹，宫格，铭文文字等。本实用新型的铜钟为外击式青铜钟，钟声响度感较强，传播距离远，延时音较长，拍频音明显，基频音较高可达111Hz，声音浑厚、洪亮、庄严，铜钟结构外形和结构剖面变化均匀流畅，较易满足浇铸工艺，日常维护修理简易。
文档编号G10K1/10GK2867519SQ20052014722
公开日2007年2月7日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者夏明明 申请人:夏明明