[發明專利]全自動鋼琴調律裝置及方法

在審

• 申請號: 201810252384.4
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108269553A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 石屹然;郭晨;劉帥;王士謙;孫越;車曉男;李厚禹;于潤澤;石要武
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G10C9/00
• 分類號: G10C9/00;G10C3/10
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所 22206
• 代理人: 李曉莉

本發明全自動鋼琴調律裝置及方法,屬于鋼琴調律領域，裝置包括殼體、拾音模塊、調音桿模塊、壓弦臂模塊、LCD顯示屏和控制模塊，控制模塊與拾音模塊相連，用于接收拾音模塊所獲得的聲音信號并處理該聲音信號，獲得聲音信號的頻譜信息；控制模塊與調音桿模塊中的調音桿電機相連，用于控制調音桿電機轉動；控制模塊與壓弦臂模塊中的壓弦電機相連，用于控制壓弦電機轉動；控制模塊與LCD顯示屏相連，用于實現LCD顯示屏的顯示調節狀態與指令提示,方法將上述裝置安裝在鋼琴內對應琴鍵的弦軸上，采用頻譜曲線擬合的方式來模擬人耳系統，將調節峰值曲線與標準音律峰值曲線實現近似匹配，進而調節出優質的鋼琴音律。

技術領域

本發明屬于鋼琴調律領域，特別是涉及一種全自動鋼琴調律裝置及方法。

背景技術

在當今社會，隨著經濟的快速發展，越來越多的人開始追求更高雅的精神生活，學習鋼琴成為大多數人陶冶情操的首選。鋼琴由大量木質組成，受溫度、濕度環境因素變化的影響較大，長時間使用音律不準的鋼琴會加快鋼琴的老化與磨損，也會對人耳聽覺系統造成一定的偏差。因此，定期對鋼琴進行調律是確保鋼琴音質的關鍵因素。隨著鋼琴使用的大眾化，人們對鋼琴調律的重視也愈加增強。

鋼琴的大部分音鍵由三根弦組成，只有低音區的音鍵是由一根或兩根弦組成。傳統的鋼琴調律裝置是由麥克風對音鍵對應的三根弦分別進行拾音，后經過傅里葉變換獲得每根弦的基音頻率，將其頻率調節一致，進而實現精確的音律調節。但是，目前人們仍然會選擇花費高昂的價格雇用鋼琴調律師通過人耳來調律，而不是使用廉價的調律設備。原因是傳統的鋼琴調律設備僅僅是調節每根琴弦單一的基音頻率，使其趨于一致，調節后的音律短促生硬。而人類的聽覺系統收集到的聲音是一個完全符合自然規律的復合音，它自身攜帶了眾多的泛音，而不是一個單一頻率的純音。從信號處理的角度看，人耳系統所聽到的聲音是一個連續頻譜，而并非是簡單的基音頻率。調律師將三根弦調節出不同的基音頻率，不同的頻率的聲音將會復合成一個渾厚飽滿的復合音。因此，需要對現有鋼琴調律方法進行改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有鋼琴調律方法調律后音質較差的問題，提供一種全自動鋼琴調律裝置及方法，調節過程人性化，調節方式便捷，調節音質上乘，可以有效實現裝置代替調律師的全自動鋼琴調律裝置。

為實現上述目的，本發明是采用如下技術方案實現的：

全自動鋼琴調律裝置，其特征在于：包括殼體、拾音模塊、調音桿模塊、壓弦臂模塊、LCD顯示屏和控制模塊，

所述殼體包括上蓋與外殼，上蓋蓋設于外殼上；

所述拾音模塊固定在外殼上，拾音模塊通過電路與控制模塊連接，拾音模塊用于接收鋼琴琴弦發出的聲音信號并將其發送給控制模塊；

所述調音桿模塊包括調音桿及調音桿電機，調音桿電機通過固定螺釘固定在外殼上，調音桿電機的輸入端與控制模塊通過電路連接；調音桿一端固定于調音桿電機的轉軸上，調音桿另一端為自由端，使用時將調音桿的自由端安裝在鋼琴對應的弦軸上；

所述壓弦臂模塊包括壓弦電機、傳動螺桿、壓柱、壓弦臂及支點鉸座，壓弦電機通過固定螺釘固定在外殼上，壓弦電機的輸入端與控制模塊通過電路連接；傳動螺桿固定在壓弦電機轉軸上；壓柱與傳動螺桿螺紋連接，同時壓柱嵌設在梯形鍵槽內，沿著梯形鍵槽上下滑移，梯形鍵槽固定在外殼上，壓弦臂穿過固定在上蓋上的支點鉸座，壓弦臂一端固定在壓柱的轉動副上，另一端由外殼上的開口伸出，并在該端上設置有壓弦氈布；

所述LCD顯示屏固定于殼體的側面，LCD顯示屏與控制模塊連接；

所述控制模塊固定于殼體的內側，控制模塊與所述拾音模塊相連，用于接收拾音模塊所獲得的聲音信號，并處理該聲音信號，獲得聲音信號的頻譜信息；控制模塊與調音桿模塊中的調音桿電機相連，用于控制調音桿電機轉動；控制模塊與壓弦臂模塊中的壓弦電機相連，用于控制壓弦電機轉動；控制模塊與LCD顯示屏相連，用于實現LCD顯示屏的顯示調節狀態與指令提示。