琴键、键盘模块及电钢琴的制作方法

本发明涉及电钢琴领域，具体而言，涉及一种琴键、键盘模块及电钢琴。

背景技术：

钢琴是西洋古典音乐中的一种键盘乐器，有“乐器之王”的美称。由88个琴键(52个白键，36个黑键)和金属弦音板组成。意大利人巴托罗密欧·克里斯多佛利在1709年发明了钢琴。

演奏者通过按下键盘上的琴键，牵动钢琴里面包着绒毡的小木槌，继而敲击钢丝弦发出声音。钢琴需定时的护理，来保证它的音色不变。

电钢琴，是一种电声乐器。它是二十世纪六七十年代兴起，八十年代至九十年代早期流行的一种用于在某些场合代替钢琴的乐器。

电钢琴的发声原理是将键盘作为通断开关，形成电泳，一旦按下琴键，内部的晶振开始工作，形成脉冲产生一定频率的波形，接着经过分频器的放大，送入扬声器发声。整个发声过程依靠简单的分频模拟电路，所以键盘没有力度和击弦感觉，声音也较为机械单调。

发明人在研究中发现，现有的相关技术中至少存在以下缺点：

电钢琴的琴键按压后，经由弹簧复位，或多或少会产生金属噪音；

无法模拟原声钢琴，使用时间较长后，手感松散。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供了一种琴键，改善现有技术的不足，其能够避免产生金属噪音，长时间使用依旧能够保持顺畅手感。

本发明的第二目的在于提供了一种键盘模块，其包括上述提到的琴键，其具有该琴键的全部功能。

本发明的第三目的在于提供了一种电钢琴，其包括上述提到的琴键，或上述提到的键盘模块。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种琴键，其包括按键、基座、第一磁性件和第二磁性件，所述按键设置有按压部、转动部和第一安装部，所述基座设置有与所述第一安装部对应的第二安装部，所述转动部可转动的连接于所述基座，所述第一磁性件连接于所述第一安装部，所述第二磁性件连接于所述第二安装部，所述第一磁性件与所述第二磁性件通过磁性作用相斥或相吸，以使所述按压部具有远离所述基座的运动趋势。

具体的，该琴键能够避免产生金属噪音，长时间使用依旧能够保持顺畅手感。

可选的，所述第一安装部位于所述按压部与所述转动部之间，所述第一磁性件与所述第二磁性件通过磁性作用相斥，以使所述按压部具有远离所述基座的运动趋势。

可选的，所述转动部位于所述第一安装部与所述按压部之间，所述第一磁性件与所述第二磁性件通过磁性作用相吸，以使所述按压部具有远离所述基座的运动趋势。

可选的，所述第二磁性件可滑动的连接于所述第二安装部且能够与所述第二安装部相对固定，以调节所述第一磁性件与所述第二磁性件之间的距离。

可选的，所述琴键还包括光电传感器，所述光电传感器用于检测所述按键与所述基座之间的距离变化且控制琴弦振动的音量大小。

可选的，所述光电传感器包括发光器、收光器和反射层，所述发光器与所述按键连接且用于发光，所述反射层与所述基座连接且用于反射所述发光器发出的光，所述收光器与所述按键连接且用于接收所述反射层反射的光。

可选的，所述光电传感器包括发光器和收光器，所述发光器与所述按键连接且用于发光，所述收光器与所述基座连接且用于接收所述发光器发出的光。

可选的，所述琴键还包括触摸传感器，所述触摸传感器具有触摸部，所述触摸部连接于所述按键，所述触摸传感器用于当手指在所述触摸部滑动时控制音高、音量和效果器中的至少一种。

本发明的实施例还提供了一种键盘模块，其包括多个上述的琴键，多个所述琴键并排设置。

本发明的实施例还提供了一种电钢琴，其包括上述的琴键，或上述的键盘模块。

与现有的技术相比，本发明实施例的有益效果包括：

该琴键能够避免产生金属噪音，长时间使用依旧能够保持顺畅手感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的琴键的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的琴键的结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的琴键的结构示意图；

图4为本发明实施例4提供的第一种键盘模块的结构示意图；

图5为本发明实施例4提供的第二种键盘模块的结构示意图；

图6为本发明实施例4提供的第三种键盘模块的结构示意图。

图标：100-键盘模块；10-琴键；20-手指；11-按键；111-按压部；112-转动部；113-第一安装部；12-基座；121-第二安装部；13-第一磁性件；14-第二磁性件；15-光电传感器；151-发光器；152-收光器；153-反射层；16-触摸部；171-导向件；172-限位缺口；173-限位柱；174-第一抵接部；175-第二抵接部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参考图1，本实施例提供了一种琴键10，其包括按键11、基座12、第一磁性件13和第二磁性件14，按键11设置有按压部111、转动部112和第一安装部113，基座12设置有与第一安装部113对应的第二安装部121，转动部112可转动的连接于基座12，第一磁性件13连接于第一安装部113，第二磁性件14连接于第二安装部121，第一磁性件13与第二磁性件14通过磁性作用相斥或相吸，以使按压部111具有远离基座12的运动趋势。

一般的，当手指20按下按压部111，按压部111靠近基座12，实现一次弹奏，弹奏结束后，在第一磁性件13和第二磁性件14在磁性作用下，使按键11复位，可以理解为按压部111被按下后具有上升的运动趋势。

图1中，正常情况下，按键11是水平放置的，也就是说手指20不按按压部111时，在第一磁性件13和第二磁性件14的作用下，按键11始终保持水平状态。

本实施例中，第一磁性件13和第二磁性件14选用永磁铁，其呈片状，可以理解为磁片。其他实施例中，其也可以呈块状，或者其选用电磁铁，通电后具有磁性，断电后不具有磁性。

本实施例中，第一安装部113和第二安装部121表现为槽的结构，可以直接将第一磁性件13和第二磁性件14对应卡设在第一安装部113和第二安装部121内，这样两个磁性件可以直接对应。当然了，第一磁性件13和第二磁性件14也可以是对应位于第一安装部113和第二安装部121的内部，或者说在制造时，通过注塑成型工艺，直接将第一磁性件13和第二磁性件14成型在第一安装部113和第二安装部121的内部。

具体的，转动部112安装有销轴和轴承，通过这些结构实现与基座12的转动连接，可以进一步降低磨损，其表现的阻力极小，能够最大程度上保证下压时的顺畅手感。这些零部件的使用寿命较长，可以满足长时间的使用而不需要更换零部件。

一般的，按键11上还设置有限位缺口172，基座12上对应设置有限位柱173，限位柱173可以伸入限位缺口172内，从而起到限位的作用，当手指20按下按键11后，限位柱173位于限位缺口172内，可以避免按键11产生左右偏移。

同时，按键11上还设置有第一抵接部174，基座12对应设置有第二抵接部175，第一抵接部174和第二抵接部175可以相互抵接，当按键11复位后，在第一抵接部174和第二抵接部175的作用下，使按键11处于水平状态，以便使用者下次按压。

该琴键10能够避免产生金属噪音，长时间使用依旧能够保持顺畅手感。

本实施例中，第一安装部113位于按压部111与转动部112之间，第一磁性件13与第二磁性件14通过磁性作用相斥，以使按压部111具有远离基座12的运动趋势。

可以理解的，第一磁性件13和第二磁性件14相互靠近的一侧磁极相同，其表现为排斥。当按键11靠近基座12时，第一磁性件13也靠近第二磁性件14，由于存在排斥的现象，使按键11具有远离基座12的运动趋势。

本实施例中，第一磁性件13和第二磁性件14的数量为两个，结合图1，左侧的第一磁性件13和第二磁性件14相对靠近转动部112，右侧的第一磁性件13和第二磁性件14相对靠近按压部111。这样可以更好的实现按键11的复位功能。

这样的设置，解决了传统键盘使用弹簧设置所带来的缺陷，比如长久使用后拉力变小的问题，无法实现下压的过程中手感越来越重的问题，弹簧式设计产生的噪音问题，使用时间久了以后手感会发生变化的问题等等，这种方式更加真实的再现自然手感。

需要说明的是，其他实施例中，第一磁性件13和第二磁性件14的数量不做限定，其可以为三个、四个或者更多个。

本实施例中，第二磁性件14可滑动的连接于第二安装部121且能够与第二安装部121相对固定，以调节第一磁性件13与第二磁性件14之间的距离。

结合图1，左侧的第二磁性件14沿竖直方向可滑动，也就是说可以改变第二磁性件14的相对位置。当第二磁性件14的位置发生改变后，在按键11处于水平状态时，第一磁性件13和第二磁性件14之间的距离发生了改变。

由于两个磁铁块之间表现的排斥力或吸引力直接与距离相关，当两个磁铁块距离较近时，排斥力或吸引力表现明显，反之，两个磁铁块距离较远时，排斥力或吸引力表现不明显。

通过这种方式，可以调节需要按压按键11时的力量大小，使得按键11下压阻尼可调。换句话说，当第一磁性件13与第二磁性件14之间的距离较近时，按下按键11需要较大的力，当第一磁性件13与第二磁性件14之间的距离较远时，仅需要较小的力便可按下按键11。

同理，也可以使右侧的第二磁性件14位置可调，当然了，也可以使第一磁性件13的位置可调。

本实施例中，基座12还设置有导向件171，以引导第二磁性件14移动。

第一种实施方式下：第二磁性件14具有螺纹孔，导向件171为螺栓，第二磁性件14螺纹配合于导向件171，导向件171固定在基座12上后，通过转动第二磁性件14，便可以实现第二磁性件14位置的改变。

第二种实施方式下，基座12上设置有坡面，第二磁性件14位于坡面上，将其固定在坡面的不同位置，则可以实现其高度位置的改变。

本实施例中，琴键10还包括光电传感器15，光电传感器15用于检测按键11与基座12之间的距离变化且控制琴弦振动的音量大小。

现有的相关技术中，其采用导电橡胶和电路板的来实现模拟按键11的下压力度，这种模拟原声钢琴的方式很粗糙。

本实施例中，通过光电传感器15，可以直接检测出按键11与基座12之间的位置关系，然后控制琴弦振动，这种模拟方式使得演奏更加细腻化、人性化、精准化。

光电传感器的工作原理：

光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。

光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。

发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。

光电传感器具有下的几种分类和工作方式：

⑴槽型光电传感器

把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。

⑵对射型光电传感器，若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大，一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。使用对射式光电开关时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。

⑶反光板型光电开关

把发光器和收光器装入同一个装置内，在前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用，称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到；一旦被检测物挡住光路，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。

⑷扩散反射型光电开关

扩散反射型光电开关的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但扩散反射型光电开关前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。在检测时，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。

本实施例中，光电传感器15包括发光器151、收光器152和反射层153，发光器151与按键11连接且用于发光，反射层153与基座12连接且用于反射发光器151发出的光，收光器152与按键11连接且用于接收反射层153反射的光。

本实施例中的光电传感器15可以理解为反光板型光电开关，其发出光经由反射层153反射后被收光器152接收，通过发光和收光的时间差，可以计算出按键11与基座12之间的距离，从而将这种距离的变化通过琴弦的振动来体现。

一种实施方式下，按键11与基座12之间的距离越近，琴弦振动产生的音量增大，按键11与基座12之间的距离越远，琴弦振动产生的音量减小。

本实施例中，琴键10还包括触摸传感器，触摸传感器具有触摸部16，触摸部16连接于按键11，触摸传感器用于当手指20在触摸部16滑动时控制音高、音量和效果器中的至少一种。

用触摸式的感应技术来控制设备的某项参数，可以理解的，在整个按键11表面附合一层触摸式电路板，其形成触摸部16，在演奏结束后，可以通过手指20的划动，来改变一些诸如音高、音量、效果器等一系列可以用数字信号控制的参数，增加演奏时的乐趣和多项控制，让演奏效果变得更完美。

一种实施方式下，向左滑动，增加音高、音量等，向右滑动，降低音高、音量等。

琴键10至少具有以下优点：

整个结构紧凑，避开传统设计中的很多缺陷，体积大大缩减，方便整体尺寸做更加纤薄的设计。

模拟原声钢琴的能力增强，按键11的复位能力增强。

几乎没有金属噪音，能够保持较长时间的顺畅手感。

力度更加精准，并且能够在较长时间内保持手感的一致性。

琴键10不用开设较多的孔洞，也不需要盖板之内的结构来遮盖这些孔洞，使得整个结构可以更加紧凑。

实施例2

请参考图2，本实施例也提供了一种琴键10，实施例1描述的技术方案同样适用于本实施例，实施例1已公开的技术方案不再重复描述。

具体的，本实施例与实施例1的区别在于，转动部112位于第一安装部113与按压部111之间，第一磁性件13与第二磁性件14通过磁性作用相吸，以使按压部111具有远离基座12的运动趋势。

结合图2中左侧的第一磁性件13和第二磁性件14，两者通过磁性作用相吸，根据杠杆原理，同样可以使按压部111具有远离基座12的运动趋势。

本实施例中，转动部112的两侧均有第一磁性件13和第二磁性件14，这样复位的效果较为明显。

当然了，其他实施例中，第一磁性件13和第二磁性件14的相对位置不做限定，只要能够实现按压部111的复位功能即可。

实施例3

请参考图3，本实施例也提供了一种琴键10，实施例1描述的技术方案同样适用于本实施例，实施例1已公开的技术方案不再重复描述。

具体的，本实施例与实施例1的区别在于，光电传感器15包括发光器151和收光器152，发光器151与按键11连接且用于发光，收光器152与基座12连接且用于接收发光器151发出的光。

这种光电传感器15可以理解为对射式光电开关，同样可以检测基座12与按键11之间的距离。

实施例4

请参考图4-图6，本实施例也提供了一种键盘模块100，其包括多个上述的琴键10，多个琴键10并排设置。

琴键10的结构可以参考实施例1-3，该键盘模块100具有琴键10的所有功能。

图4中的键盘模块100具有13个琴键10，可以理解的，其具有5个黑键和8个白键。

图5中的键盘模块100具有24个琴键10，可以理解的，其具有10个黑键和14个白键。

图6中的键盘模块100具有25个琴键10，可以理解的，其具有10个黑键和15个白键。

一般的，市场上的产品中包含以下键位的版本：

25键，37键，49键，61键，73键，76键，88键。

要想有全音域的键盘，只能买一台88键，要想便携，那需要再买一台25键或者37键，方便携带外出使用，要想满足自己的基本使用需求，那需要买61键或者73键，如果以上情况都存在，那就需要用户购买至少三台设备。

模块化灵活组合，可以只生产24键模块、25键模块和13键模块，其可以称为双八度模块和单八度模块，然后通过特定的数据传输接口进行串联或者并联使用，使用这样的设计，可以合理的进行组合，如下：

25键-直接使用

37键-(24键+13键)

49键-(24键+25键)

61键-(24键+24键+13键)

73键-(24键+24键+25键)

76键-(25键+25键+13键+13键)

85键-(24键+24键+24键+13键)

同理，每个键盘模块100的琴键10数量不限定，可以根据实际操作进行合理的设置和合理的组合。

实施例5

本实施例提供了一种电钢琴，其包括上述的琴键10，或上述的键盘模块100。

琴键10的结构可以参考实施例1-3，该电钢琴具有琴键10的所有功能。

键盘模块100的结构可以参考实施例4，该电钢琴具有键盘模块100的所有功能。

电钢琴还包括显示屏，其位于琴键10的顶部，显示屏上可以显示对应的键位灯、力度指示、演奏指示等，方便演奏者看到自己的演奏力度及键位，同时增加了演奏时的视觉效果。

同时可以安装对应的APP，使用者可以按键位灯的指示进行演奏，达到演奏教学的目的。

该电钢琴至少具有以下优点：

提升了手感的自然度；

大大减化了复杂的传统构造；

手感下压力可调节；

光感传导芯片取代导电橡胶计算力度，使得演奏更加细腻化和人性化；

触摸式多点感应电路模块，音乐控制更丰富；

模块化自由组合琴键数量，可以适应不同使用环境；

配合APP使用的力度指示灯条，能达到学习演奏的目的。

综上所述，本发明提供了一种琴键10，该琴键10能够避免产生金属噪音，长时间使用依旧能够保持顺畅手感。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。