专利名称：定位拾音冲量调整装置及方法
技术领域：
本发明涉及到钢琴的技术领域，特别涉及钢琴调律及有弦乐器调律技术领域。
背景技术：
传统“L”型调音扳手的使用方法有两种，一种是“扭转”手法，一种是“碰拽”手法。“扭转”手法效率高但 控制难度大。“碰拽”手法适合细微调整，但是对弦轴损伤较大，以上都需要专门的职业训练与经验。在60年代国外根据“碰拽”的方式，使用一种击振扳手，依靠手柄的惯性撞击弦轴，优点是减轻了劳动强度，但是重量过重，对弦轴过度损伤的问题没有解决，依然依靠经验，工作噪声干扰大，工作效率没有显著提高。一般来说目前钢琴调音方式是这样，首先是由调音师重复按琴、激发琴弦震动，要通过确定弦锤敲击弦列的位置，判断被调整弦轴位置，确定需要调整弦轴位置后，套上专用扳手通过止音带、止音棒制动非调整琴弦震动，从而听到被调整单弦发音，判定其音准后，通过转动“L”型调音扳手调整音律。首先，这种调律方式需要反复插拔止音带、止音棒，增加工作量，降低调音效率。其次，在220根弦组成的弦列中，找准需要调整弦轴位置，不容疏忽，位置必须定位准确。否则，转错弦轴有断弦的风险。传统“L”型扳手大角度调整比较方便，但是做细微调整非常难于控制。再次，敲击力度不同、谐振干扰，会产生不同的泛音，影响听音效果。为应对应力平衡，反复过度大力度敲击琴键方式，对击弦机、弦锤造成损伤。本发明的目的是提供一种安全、无过度损伤调音方法；快速直观找出调整弦轴的方法；省时、闻效听首方式；并能结合“扭转” “碰拽”两种调首方式的优点，进步提闻调首精度的方法和装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何快速定位需要调整弦轴位置；如何直接获得弦振动频率，不受环境噪声、其它弦振干扰；如何直接获取为软件、频谱分析仪或调音仪需要的声音数字信号；如何对现有调音板手加以改进，能结合“扭转”“碰拽”两种调音方式的优点，使得工作效率提高、调音精度更近一步；推动调音向常态化、无损伤、持音稳定方向发展。发明目的旨在提供一种定位拾音冲量调整装置及方法，能够实现调音效率高，动态控制调音幅度，安全、持音稳定调音方式。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种定位拾音冲量调整装置，包括频码标签、定位拾音器、击弦器、冲量击震扳手、由微处理器及辅助电路组成的分析控制装置、显示单元。频码标签排列在弦列上，利用频码标签，实现直观看到弦轴与标准频率一一对应关系。利用装置上装有的定位拾音器，根据标签指示的位置，抵触在震弦与弦枕结合的位置，击弦器击震琴弦起震，震动能量由导线传导到隔音腔内，通过定位拾音器内的压电传感器或麦克风将弦振动产生的振动频率转化成同频率变化的正弦波电信号。音频信号传入隔音腔中内置集成处理芯片单元；以ΣΛ型A/D转换器进行数字信号输出。再由微处理器及辅助电路组成的分析控制装置对输入频率信号分析处理，输出控制信号，控制驱动电路异步驱动所述定位拾音器中的触击器击弦起震及所述冲量击震扳手发出冲能。冲能与施加在扳手上的扭力叠加，驱动弦轴转动，藉此实现定准音的目的。显示单元显示调音过程中即时显示编号、频率值、音差值、扭力值。所述可定位拾音冲量调整装置，装置上配套有频码标签。频码标签上分别标有编号，对应钢琴88键盘编号，及所对应标准频率值，及对应盲文。频码标签背面复合胶质材料或磁性材料，便于放置在弦轴板上。频码标签依次放置在对应弦轴上方或挂在对应弦轴上。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的定位拾音器。包括触头、击弦器、传导线、压电传感器或麦克风、扩音罩、隔音腔、集成处理芯片单兀、信号输出口。触头复合磁性材料，成“U”子开口或成“C”子开口。或是采用弹簧夹，夹在弦上。隔音腔顶部采用喇叭开口设计，形成一个扩音腔，传入振动得以放大。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的击弦器包括外罩、锤头、电磁线圈、滑动杆、铁芯、控制电路、可控通断器、控制信号输入接口。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式一可以采用可调扭力助力扳手结构，包括手柄、限位器、撞击销、扭力臂、扳手口、扭力器、角度调整销组成。扭力器是由弹簧钢板或是扭力弹簧制成，一端与手柄连接固定，另一端与角度定位销连接固定，角度调整销与扭力臂的角度可以调整、并可以固定，扭力臂一端与扳手口是固定在一起，当转动手柄时，扭力器弯曲，弯曲角度增大，作用在扳手口的扭力随之增大，当手柄在限位器内抵顶在撞击销时，扭力达到最大，可以通过调整角度调整销与扭力臂的角度，调解输出扭力的最大值，输出最大扭力不大于最大弦轴转动摩擦力，当手柄以一定速度撞击撞击销193销时，产生冲能与施加在扳手口的扭力叠加，震动扳手转动。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式二采用旋转电磁铁震击结构，包括一个手柄、限位器、撞击销、扭力臂、扳手口、扭力器、角度调整销、旋转电磁铁、分析控制装置、限位开关、摆动臂组成。扭力器是由弹簧钢板或是扭力弹簧制成，一端与手柄连接固定，另一端与扭力臂旋转电磁铁连接固定，旋转电磁铁与扳手口同轴连接，当转动手柄时，扭力器弯曲，弯曲角度增大，作用在扳手口的扭力随之增大，当扭力臂抵顶在限位开关时，电路闭合，分析控制装置控制旋转电磁铁主轴转动，旋转电磁铁带摆动臂往复摆动，摆动臂绕轴心摆动，同时撞击手柄，产生冲能与施加在手柄上的扭力叠加，震动板手转动。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式三电磁铁冲击结构，包括手柄、外罩、锤头、电磁线圈、滑动杆、铁芯、控制电路、电源、转换开关、可控通断器、控制信号输入接口。当电流通过电磁线圈时，铁芯在磁场作用下，带动锤头运动，形成连续冲量脉冲。既可以也可以通过转换开关、可控通断器调整也可以通过微处理器及辅助电路组成的分析控制装置调整电流大小、电流周期、方向，实现冲量大小、冲击频率方向变化。并可以在手柄上滑动，调节力臂大小。
所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式四采用弹簧蓄能、扳机激发控制形式的机械结构。包括弹簧、扳机、击震轴、扳机离合器、锤头组成。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式五或者采用行程齿轮转动，压缩弹簧，实现弹簧蓄能、击发。包括减速电机、行程齿轮、弹簧、击震轴、锤头组成。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的分析控制装置。包括微处理器、扭力传感器、前端放大电路、时钟及电源电路、JTAG仿真器接口电路、存储器扩展电路以及LCD显示、电压比较电路。为实现上述目的，本发明采用的方法分为1.实现定位拾音方法；2.实现冲量调整方法；3.实现分析控制方法。所述实现定位拾音方法，是指单一获取被调整弦振动频率的方法。首先是借助识别频码标签位置确定 待调整弦轴的物理位置。然后实现频率采集，具体方法是将压电传感器或麦克风直接作用在发音弦末端，与弦枕桥接触部位。当发音弦振动时，琴弦振动的能量作用在弦枕桥上，作用于此处的压电传感器或麦克风将这种压力周期性变化转换为电信号。或将震动能量通过传导线导出，导出到隔音腔，振动信号传至压电传感器或麦克风，完成频率信号与电信号转换。电信号经过整理电路放大、滤波、检波处理后，转化为数字信号，直接可以输入到计算机、微处理器设备中，为其所利用。或输入到扬声器中、耳机中直接听至IJ。麦克风是我们常用到的一种将声压变化转换成电信号的传感器。同理还包括磁电转换传感器、光电转换传感器、电容、单晶硅、可变半导体材料介质。所述实现冲量调整方法，具体内容是借助于安装在调音扳手上的冲量击震扳手产生的瞬间冲量，与附加在扳手上的扭矩叠加，瞬间产生一个扭矩放大突变，对应于被冲击的旋轴力平衡关系瞬时间被打破，延受力方向微小转动，步进到新的平衡点，建立一个新的平衡关系，从而实现弦轴位置微小跳动，实现细微调整控制弦张力变化；实现快速标准定音的方法。具体方法是，转动调音扳手向音准点趋近，当接近音准点时，停止扭动，需要注意的是需要继续保持停滞平衡状态，需要将制衡扭力(表示为Fn)控制在最小转动扭力(Fmin)以下，达到一种扭而不动的状态。依据动量定理1= / Fdt=p2-pl (合外力的冲量等于动量的变化)此时,激发冲量击震扳手,冲量击震扳手每发出一个冲量,会瞬时产生一个较大冲力，与维持制衡扭力叠加，会瞬时产生一个更大的冲力，此时，产生瞬时冲力克服弦张力和摩擦力，驱动弦轴延受力方向转动(紧弦方式下)，完成一个微调步骤，依据音差大小，控制冲量击震扳手每发出冲量数量或是冲量大小，完成定音过程。所述实现分析控制方法。包括声音频率检测、数据处理和外围设备控制三部分组成。根据定位拾音装置对弦震进行检测，减少了环境噪音和泛音干扰。同时利用微处理器作为数据处理器，信号经A/D变换得到相应的数字量，送到微处理器进行判断和运算，并运用PID算法进行数据处理，得到相应的PWM信号。也就是用脉冲宽度不等的一系列等幅值的矩形脉冲去逼近一个所需要的电流或电压信号，去控制冲量击震扳手工作，实现调音。有益效果
钢琴音是一种多态复合振动发音，实践中，钢琴频谱呈现高音部分偏高，低音部分偏低(相对于十二平均律计算出来的各律)特性。计算机软件通过构建音准曲线模型解决问题，对拾音信号准确性提出更高要求。首先，使用定位拾音冲量调整装置，针对振动源直接采集信号，是区别于传统弦振传导到音板放大，振动能量推动空气振动，再被麦克风识别、转化电信号的拾音方式。优点是减少传导环节中信号失真，提高准确度。其次，作用于振弦末端，减少同弦振动各段发出的泛音影响，直接提取所需振弦基频。 第三，不需要传统止音辅助工具，大大降低劳动强度，提高效率。第四，使用定位拾音冲量调整装置发出的冲量与作用于弦轴扭力叠加，实现弦轴微小步进转动，既可以大角度调整，又可以做细微调整。第五，弦轴每次转动弦轴都是停止在稳定状态，撤下静扭力时，音频不回落，解决了使用传统调音扳手“过拉回落”难题。第六，使用定位拾音冲量调整装置，施加于弦轴的扭力力偶作用方式，使之产生转动趋势，大大减少剪切力对弦轴、轴套破坏；起振方式是一种轻触方式，调音过程是一种无损、持音稳定、准确调整方式。第七，击震调整模式是一种动态反馈调整方式，大幅降低工作强度，提高效率。第八，频码标签使用直观反映出频率、弦位置、标准值之间一一对应关系，不会搞错对应关系。盲文使用给盲人调律师带来便利，提高效率。
图I定位拾音冲量调整方法及装置的示意结构图。图2定位拾音器结构图。图3冲量击震扳手结构图。指定图I.为摘要附图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。请参阅图I、图2，本实例的定位拾音冲量调整装置100主要包括频码标签110、定位拾音器120、击弦器140、冲量击震扳手150、由微处理器及辅助电路组成的分析控制装置180、显示单元130组成。频码标签110排列在弦列上，利用频码标签110实现直观看到弦轴与标准频率一一对应关系。利用装置上装有的定位拾音器120，根据频码标签110指示的位置，抵触在震弦与弦枕结合的位置，击弦器140击震琴弦起震，震动能量由导线122传导到隔音腔内125，通过定位拾音器120内的压电传感器或麦克风123将弦振动产生的振动频率转化成同频率变化的正弦波电信号。音频信号传入内置集成处理芯片单元126;以ΣΛ型A/D转换器进行数字信号输出。再由微处理器及辅助电路组成的分析控制装置180对输入频率分析处理，输出控制信号，控制驱动电路异步驱动所述击弦器140击弦起震及所述冲量击震扳手150发出冲能。冲量击震扳手150驱动弦轴转动，藉此实现定准音目的。显示单元130显示调音过程中即时显示编号、频率值、音差值、扭力值。所述可定位拾音冲量调整装置100，装置上配套有频码标签110。频码标签上分别标有编号，对应钢琴88键盘编号，及所对应标准频率值，及对应盲文。频码标签背面复合胶质材料或磁性材料，使用时，放置在弦轴板上，频码标签依次放置在对应弦轴上方或挂在对应弦轴上。请参阅图2，所述定位拾音器120包括触头121、传导线122、压电传感器或麦克风123、扩音罩124、隔音腔125、集成处理芯片单元126、信号输出口 127。触头120连接在传导线122前端，隔音腔125、扩音罩124与传导线122末端连接，压电传感器或麦克风123与集成处理芯片单元126嵌入在隔音腔125中，信号输出口 127连接在隔音腔125上，触头121复合磁性材料，成“U”子开口或成“C”子开口。或是采用弹簧夹，夹在弦上。隔音腔125顶部采用喇叭开口设计，形成一个扩音腔，传入振动得以放大。首先是借助识别频码标签110位置确定待调整弦轴的物理位置。具体方法是将触头121直接作用在发音弦末端，与弦枕桥接触部位。当发音弦振动时，琴弦振动的能量作用在弦枕桥上，作用于此处的压电传感器或麦克风123将这种压力周期性变化转换为电信号。或将震 动能量通过传导线122导出，导出到隔音腔125，扩音罩124连接传导线122另一端，定向放大震动能量，振动能量再传至压电传感器或麦克风123，完成频率信号与电信号转换。电信号经过集成处理芯片单元126整理。完成电路放大、滤波、检波处理后，转化为数字信号，由信号输出口 127输出。麦克风是我们常用到的一种将声压变化转换成电信号的传感器。还包括磁电转换传感器、光电转换传感器、电容、单晶硅、可变半导体等具有压电效应介质。请参阅图3，所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方案一可以采用可调扭力助力扳手结构，包括手柄191、限位器192、撞击销193、扭力臂194、扳手口 195、扭力器197、角度调整销196组成。扭力器197是由弹簧钢板或是扭力弹簧制成，一端与手柄191连接固定，另一端与角度定位销196连接固定，角度调整销196与扭力臂的角度可以调整、并可以固定，扭力臂194 一端与扳手口 195是固定在一起，当转动手柄191时，扭力器197弯曲，弯曲角度增大，作用在扳手口 195的扭力随之增大，当手柄191在限位器192内抵顶在撞击销193时，扭力达到最大，可以通过调整角度调整销196与扭力臂194的角度,调解输出扭力的最大值,输出最大扭力不大于最大弦轴转动摩擦力，当手柄191以一定速度撞击撞击销193销时，产生冲能与施加在扳手口 195的扭力叠加，震动扳手转动。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式二 采用旋转电磁铁震击结构，包括一个手柄191、限位器192、撞击销193、扭力臂194、扳手口 195、扭力器197、角度调整销196、旋转电磁铁181、分析控制装置180、限位开关182、摆动臂183组成。扭力器197是由弹簧钢板或是扭力弹簧制成，一端与手柄191连接固定，另一端与扭力臂194旋转电磁铁181连接固定，旋转电磁铁181与扳手口 195同轴连接，当转动手柄191时，扭力器197弯曲，弯曲角度增大，作用在扳手口 195的扭力随之增大，当扭力臂194抵顶在限位开关182时，电路闭合，分析控制装置180控制旋转电磁铁181主轴转动，旋转电磁铁181带摆动臂183往复摆动，摆动臂183绕轴心摆动，同时撞击手柄191，产生冲能与施加在手柄191上的扭力叠加,震动扳手转动。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式三电磁铁冲击结构,包括手柄191、外罩151、锤头152、电磁线圈153、滑动杆154、铁芯155、永磁体156、电源157、转换开关158、可控通断器159。锤头152连接在滑动杆154两端，电磁线圈153、铁芯155、永磁体156内置在外罩151中，滑动杆154从中心穿过外罩151，铁芯155与滑动杆154同轴连接，电磁线圈153围绕在铁芯155周围，转换开关158连接电源157，另一端与电磁线圈153连接。当电流通过电磁线圈153时，铁芯155在磁场作用下，带动锤头152运动，冲击手柄内壁，形成一个冲量脉冲。既可以通过转换开关158、可控通断器159调整也可以通过微处理器及辅助电路组成的分析控制装置180调整电流大小、电流周期、方向，实现冲量大小、冲击频率方向变化。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式四采用弹簧蓄能、扳机激发控制形式的机械结构。包括包括弹簧161、扳机162、扳机离合器163、外罩151、锤头152、滑动杆154组成。弹簧161与滑动杆154同轴连接，扳机离合器163连接在外罩151内，顶角是斜面形状，扳机162在外罩151中滑动，推动滑动杆154运动。手指扣下扳机162，扳机162压缩弹簧161蓄能，扳机离合器163固定在外罩中，当扳机162触到扳机离合器163时，弹簧161与扳机162分离，释放冲能。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手。实现方式五或者采用行程齿轮转动，压缩弹簧，实现弹簧蓄能、击发。包括减速电机171、行程齿轮172、弹簧161、齿轴174、锤头152、滑动杆154、外罩151组成。锤头152连接在滑动杆154两端，弹簧 161、齿轴174与滑动杆154同轴连接，减速电机171输出轴与行程齿轮172同轴连接，行程齿轮172与齿轴174咬合，并模数相同，行程齿轮172不是完全齿轮。减速电机171带动行程齿轮172转动，咬合齿轴174运动，当行程齿轮172转动到无突齿位置时，与齿轴174分离，弹簧161蓄积的能量住换成锤头152的冲能。当行程齿轮172转动到一定角度后，与齿轴174咬合，带动滑动杆154运动，压缩弹簧161蓄能，通过此过程不断循环实现周期性冲倉泛。所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的分析控制装置180。包括微处理器、扭力传感器、前端放大电路、时钟及电源电路、JTAG仿真器接口电路、存储器扩展电路以及IXD显示、电压比较电路。具体方法是接通电源，分析控制装置初始化。首先是借助识别频码标签位置确定待调整弦轴的物理位置。将触头121直接作用在发音弦末端，与弦枕桥接触部位。当发音弦振动时，琴弦振动的能量作用在弦枕桥上，作用于此处的压电传感器或麦克风123将这种压力周期性变化转换为电信号。或将震动能量通过传导线122导出，导出到隔音腔125，扩音罩124连接传导线122另一端，定向、放大震动能量，振动能量再传至压电传感器或麦克风123，完成频率信号与电信号转换。电信号经过集成处理芯片单元126整理。完成电路放大、滤波、检波处理后，转化为数字信号，由信号输出口 127输出。然后，转动调音扳手向音准点趋近，当接近音准点时，停止扭动。开启自动调整按钮，设定静止扭力值，转动调音扳手向音准点趋近，当达到预设扭力值时，击震程序自动执行，此时，产生瞬时冲力克服弦张力和摩擦力，驱动弦轴延受力方向转动，完成一个微调步骤，依据音差大小，自动控制冲量击震扳手发出冲量数量或是冲量大小，完成定音过程。所述实现分析控制方法。包括声音频率检测、数据处理和外围设备控制三部分组成。根据定位拾音装置对弦震进行检测，减少了环境噪音和泛音干扰。同时利用微处理器作为数据处理器，信号经A/D变换得到相应的数字量，送到微处理器进行判断和运算，并运用PID算法进行数据处理，得到相应的PWM信号。也就是用脉冲宽度不等的一系列等幅值的矩形脉冲去逼近一个所需要的电流或电压信号，去控制冲量击震扳手工作，实现调音。
权利要求
1.一种定位拾音冲量调整装置，通过转动弦轴，通过改变弦张力的方式，实现调整音准目的，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，包括频码标签、定位拾音器、击弦器、冲量击震扳手、由微处理器及辅助电路组成的分析控制装置、显示单元；频码标签排列在弦列上，利用频码标签，实现直观看到弦轴与标准频率一一对应关系，利用装置上装有的定位拾音器，根据标签指示的位置，抵触在震弦与弦枕结合的位置，击弦器击震琴弦起震，震动能量由导线传导到隔音腔内，通过定位拾音器内的压电传感器或麦克风将弦振动产生的振动频率转化成同频率变化的正弦波电信号，音频信号传入内置集成处理芯片单元；以ΣΛ型A/D转换器进行数字信号输出，再由微处理器及辅助电路组成的分析控制装置对输入频率信号分析处理，输出控制信号，控制驱动电路异步驱动所述定位拾音器中的触击器击弦起震及所述冲量击震扳手发出冲能，冲能与施加在扳手上的扭力叠加，驱动弦轴转动，藉此实现定准音的目的，显示单元显示调音过程中即时显示编号、频率值、音差值、扭力值。
2.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于装置上配套有频码标签，频码标签上分别标有编号，对应钢琴88键盘编号，及所对应标准频率值，及对应盲文标识，频码标签背面复合胶质材料或磁性材料，便于放置在弦轴板上，频码标签依次放置在对应弦轴上方或挂在对应弦轴上。
3.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的定位拾音器，包括触头、击弦器、传导线、压电传感器或麦克风、扩音罩、隔音腔、集成处理芯片单元、信号输出口 ；触头复合磁性材料，成“U”子开口或成“C”子开口 ；或是采用弹簧夹，夹在弦上；隔音腔顶部采用喇叭开口设计，形成一个扩音腔，传入振动得以放大，压电传感器或麦克风、集成处理芯片单元内置在隔音腔内，震动能量由导线传导到隔音腔内，通过定位拾音器内的压电传感器或麦克风将弦振动产生的振动频率转化成同频率变化的正弦波电信号；音频信号传入内置集成处理芯片单元；以ΣΛ型A/D转换器进行数字信号输出。
4.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的击弦器包括外罩、锤头、电磁线圈、滑动杆、铁芯、控制电路、可控通断器、控制信号输入接口。
5.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手，采用可调扭力助力扳手结构，包括手柄、限位器、撞击销、扭力臂、扳手口、扭力器、角度调整销组成，扭力器是由弹簧钢板或是扭力弹簧制成，一端与手柄连接固定，另一端与角度定位销连接固定，角度调整销与扭力臂的角度可以调整、并可以固定，扭力臂一端与扳手口是固定在一起，当转动手柄时，扭力器弯曲，弯曲角度增大，作用在扳手口的扭力随之增大，当手柄在限位器内抵顶在撞击销时，扭力达到最大，可以通过调整角度调整销与扭力臂的角度，调解输出扭力的最大值，输出最大扭力不大于最大弦轴转动摩擦力，当手柄以一定速度撞击撞击销193销时，产生冲能与施加在扳手口的扭力叠加，震动扳手转动。
6.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手，采用旋转电磁铁震击结构，包括一个手柄、限位器、撞击销、扭力臂、扳手口、扭力器、角度调整销、旋转电磁铁、分析控制装置、限位开关、摆动臂组成，扭力器是由弹簧钢板或是扭力弹簧制成，一端与手柄连接固定，另一端与扭力臂旋转电磁铁连接固定，旋转电磁铁与扳手口同轴连接，当转动手柄时，扭力器弯曲，弯曲角度增大，作用在扳手口的扭力随之增大，当扭力臂抵顶在限位开关时，电路闭合，分析控制装置控制旋转电磁铁主轴转动，旋转电磁铁带摆动臂往复摆动，摆动臂绕轴心摆动，同时撞击手柄，产生冲能与施加在手柄上的扭力叠加，震动扳手转动。
7.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手，采用电磁铁冲击结构，包括手柄、外罩、锤头、电磁线圈、滑动杆、铁芯、控制电路、电源、转换开关、可控通断器、控制信号输入接口，当电流通过电磁线圈时，铁芯在磁场作用下，带动锤头运动，形成连续冲量脉冲，既可以也可以通过转换开关、可控通断器调整也可以通过微处理器及辅助电路组成的分析控制装置调整电流大小、电流周期、方向，实现冲量大小、冲击频率方向变化，并可以在手柄上滑动，调节力臂大小。
8.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手，采用弹簧蓄能、扳机激发控制形式的机械结构，包括弹簧、扳机、击震轴、扳机离合器、锤头组成。
9.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的冲量击震扳手，或者采用行程齿轮转动，压缩弹簧，实现弹簧蓄能、击发，包括包括减速电机、行程齿轮、弹簧、齿轴、锤头、滑动杆、外罩组成，锤头连接在滑动杆两端，弹簧、齿轴与滑动杆同轴连接，减速电机输出轴与行程齿轮同轴连接，行程齿轮与齿轴咬合，并模数相同，行程齿轮不是完全齿轮，减速电机带动行程齿轮转动，咬合齿轴运动，当行程齿轮转动到无突齿位置时，与齿轴分离，弹簧蓄积的能量住换成锤头的冲能，当行程齿轮转动到一定角度后，与齿轴咬合，带动滑动杆运动，压缩弹簧蓄能，通过此过程不断循环实现周期性冲能。
10.根据权利要求I所述定位拾音冲量调整装置，其特征在于所述定位拾音冲量调整装置，装置上装有的分析控制装置，包括微处理器、扭力传感器、前端放大电路、时钟及电源电路、JTAG仿真器接口电路、存储器扩展电路以及IXD显示、电压比较电路。
11.为实现上述目的，本发明采用的方法分为1.实现定位拾音方法；2.实现冲量调整方法；3.实现分析控制方法，所述实现定位拾音方法，是指单一获取被调整弦振动频率的方法，首先是借助识别频码标签位置确定待调整弦轴的物理位置，然后实现频率采集，具体方法是将压电传感器或麦克风直接作用在发音弦末端，与弦枕桥接触部位，当发音弦振动时，琴弦振动的能量作用在弦枕桥上，作用于此处的压电传感器或麦克风将这种压力周期性变化转换为电信号，或将震动能量通过传导线导出，导出到隔音腔，振动信号传至压电传感器或麦克风，完成频率信号与电信号转换，电信号经过整理电路放大、滤波、检波处理后，转化为数字信号，直接可以输入到计算机、微处理器设备中，为其所利用，或输入到扬声器中、耳机中直接听到，麦克风是我们常用到的一种将声压变化转换成电信号的传感器，同理还包括磁电转换传感器、光电转换传感器、电容、单晶娃、可变半导体等介质；所述实现冲量调整方法，具体内容是借助于安装在调音扳手上的冲量击震扳手产生的瞬间冲量，与附加在扳手上的扭矩叠加，瞬间产生一个扭矩放大突变，对应于被冲击的旋轴力平衡关系瞬时间被打破，延受力方向微小转动，步进到新的平衡点，建立一个新的平衡关系，从而实现弦轴位置微小跳动，实现细微调整控制弦张力变化；实现快速标准定音的方法；具体方法是，转动调音扳手向音准点趋近，当接近音准点时，停止扭动，需要注意的是需要继续保持停滞平衡状态，需要将制衡扭力(表示为Fn)控制在最小转动扭力(Fmin)以下，达到一种扭而不动的状态，依据动量定理1= / Fdt=p2-pl (合外力的冲量等于动量的变化)此时,激发冲量击震扳手，冲量击震扳手每发出一个冲量，会瞬时产生一个较大冲力，与维持制衡扭力叠加，会瞬时产生一个更大的冲力，此时，产生瞬时冲力克服弦张力和摩擦力，驱动弦轴延受力方向转动(紧弦方式下)，完成一个微调步骤，依据音差大小，控制冲量击震扳手每发出冲量数量或是冲量大小，完成定音过程；所述实现分析控制方法，包括声音频率检测、数据处理和外围设备控制三部分组成，根据定位拾音装置对弦震进行检测，减少了环境噪音 和泛音干扰，同时利用微处理器作为数据处理器，信号经A/D变换得到相应的数字量，送到微处理器进行判断和运算，并运用PID算法进行数据处理，得到相应的PWM信号，也就是用脉冲宽度不等的一系列等幅值的矩形脉冲去逼近一个所需要的电流或电压信号，去控制冲量击震板手工作，实现调首。
全文摘要
本发明涉及到钢琴的技术领域，公开了一种定位拾音冲量调整装置及方法。包括频码标签、定位拾音器、击弦器、冲量击震扳手、由微处理器及辅助电路组成的分析控制装置、显示单元。频码标签排列在弦列上，利用频码标签，实现直观看到弦轴与标准频率一一对应关系。利用装置上装有的定位拾音器，根据标签指示的位置，抵触在震弦与弦枕结合的位置，击弦器击震琴弦起震，震动能量由导线传导到隔音腔内，通过定位拾音器内的压电传感器或麦克风将弦振动产生的振动频率转化成同频率变化的正弦波电信号。音频信号传入内置集成处理芯片单元;以∑△型A/D转换器进行数字信号输出。再由微处理器及辅助电路组成的分析控制装置对输入频率信号分析处理，输出控制信号，控制驱动电路异步驱动所述定位拾音器中的触击器击弦起震及所述冲量击震扳手发出冲能。冲能与施加在扳手上的扭力叠加，驱动弦轴转动，藉此实现定准音的目的。显示单元显示调音过程中即时显示编号、频率值、音差值、扭力值。本发明的目的是提供一种安全、无过度损伤调音方法；快速直观找出调整弦周轴的方法；省时、高效听音方式；并能进步提高调音精度的方法和装置。
文档编号G10H1/00GK102637431SQ201210073080
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者许文辉 申请人:许文辉