[發(fā)明專利]一種鋼琴調(diào)音方法

有效

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• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109346030B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章馨方
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號: G10C3/10
• 分類號: G10C3/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

1.一種鋼琴調(diào)音方法，其特征在于，包括步驟：

S1：拆除立式鋼琴前蓋，安裝自動彈鍵裝置、自動調(diào)音及止音裝置、收音對比及控制系統(tǒng)，其中，

自動調(diào)音及止音裝置(3)與收音對比及控制系統(tǒng)(1)相連，自動彈鍵裝置(4)通過定位平臺(4-1)安裝在支撐平臺(5)上；

收音對比及控制系統(tǒng)(1)包括收音麥克風(fēng)、對比系統(tǒng)、邏輯系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，收音麥克風(fēng)位于收音對比及控制系統(tǒng)(1)外殼外部，并通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與對比系統(tǒng)相連，對比系統(tǒng)與邏輯系統(tǒng)、自動調(diào)音及止音裝置(3)的力矩傳感器(3-2)相連，邏輯系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連，控制系統(tǒng)與自動彈鍵裝置(4)的動力箱(4-2)、自動調(diào)音及止音裝置(3)的第一力矩電機(jī)(3－1)相連；

自動調(diào)音及止音裝置(3)包括自動調(diào)音裝置和止音裝置，自動調(diào)音裝置共有若干第一力矩電機(jī)(3-1)，每個第一力矩電機(jī)(3-1)分別與收音對比及控制系統(tǒng)(1)的控制系統(tǒng)相連，每個第一力矩電機(jī)(3-1)通過力矩傳感器(3-2)與調(diào)音扳手(3-3)相連，每個調(diào)音扳手分別對應(yīng)鋼琴的調(diào)音弦軸，第一力矩電機(jī)(3-1)上下層次排布；

自動彈鍵裝置(4)包括定位平臺(4-1)、動力箱(4-2)、運(yùn)動絲杠(4-3)、導(dǎo)軌(4-4)、定位支架(4-5)、橡膠指尖(4-6)、運(yùn)動平臺(4-7)、第二力矩電機(jī)(4-8)和機(jī)械臂(4-9)；動力箱(4-2)包括異步電機(jī)、諧波減速器、高精度磁性編碼器以及總線驅(qū)動器；定位平臺(4-1)、運(yùn)動絲杠(4-3)、導(dǎo)軌(4-4)、定位支架(4-5)組成前后移動平臺，兩個動力箱(4-2)、運(yùn)動絲杠(4-3)、導(dǎo)軌(4-4)組成左右移動平臺；兩個動力箱(4-2)分別與收音對比及控制系統(tǒng)(1)的控制系統(tǒng)相連；運(yùn)動平臺(4-7)、第二力矩電機(jī)(4-8)、機(jī)械臂(4-9)和橡膠指尖(4-6)組成彈奏結(jié)構(gòu)；第二力矩電機(jī)(4-8)安裝在運(yùn)動平臺(4-7)上，且與收音對比及控制系統(tǒng)(1)的控制系統(tǒng)相連；

根據(jù)立式鋼琴鍵盤寬度，調(diào)整自動彈鍵裝置運(yùn)動平臺距白鍵的初始位置、終止位置和白鍵數(shù)，并在收音對比及控制系統(tǒng)設(shè)置初始位置和終止位置的音高；

S2：收音對比及控制系統(tǒng)向自動彈鍵裝置的動力箱傳送運(yùn)動指令，使運(yùn)動平臺運(yùn)動到琴鍵初始位置；收音對比及控制系統(tǒng)向自動彈鍵裝置的力矩電機(jī)傳送指令，力矩電機(jī)帶動機(jī)械臂轉(zhuǎn)動一次，使橡膠指尖敲擊鍵盤一次；

S3：收音對比及控制系統(tǒng)中的收音麥克風(fēng)收錄敲擊的琴鍵泛音，并將琴鍵泛音轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號存入收音對比及控制系統(tǒng)中；收音對比及控制系統(tǒng)向自動調(diào)音及止音裝置的止音模塊發(fā)出指令，止音模塊啟動停止琴弦振動，之后回到初始狀態(tài)；

S4：當(dāng)一個琴鍵泛音收錄若干次后，收音對比及控制系統(tǒng)中的對比模塊將琴鍵泛音的數(shù)字信號與當(dāng)前琴鍵標(biāo)準(zhǔn)泛音的數(shù)字信號進(jìn)行對比，并將對比差值輸出到邏輯模塊；邏輯模塊去掉差值的最大值和最小值，并判斷剩余差值的均值是否在允許范圍；

S5：如果剩余差值的均值在允許范圍內(nèi)，收音對比及控制系統(tǒng)向自動彈鍵裝置的動力箱傳送運(yùn)動指令，使運(yùn)動平臺運(yùn)動到下一個琴鍵位置，收音對比及控制系統(tǒng)向自動彈鍵裝置的力矩電機(jī)傳送指令，力矩電機(jī)帶動機(jī)械臂轉(zhuǎn)動一次，使橡膠指尖敲擊鍵盤一次，重復(fù)上述步驟S3-S4；

如果剩余差值的均值不在允許范圍內(nèi)，則輸出到控制系統(tǒng)，收音對比及控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)將獲得剩余差值的均值轉(zhuǎn)化成自動調(diào)音及止音裝置中力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度，并輸出信號使自動調(diào)音裝置的力矩電機(jī)轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，力矩電機(jī)帶動調(diào)音扳手旋轉(zhuǎn)；當(dāng)調(diào)音扳手完成調(diào)整后，重復(fù)步驟S3-S4，直到滿足剩余差值的均值在允許范圍內(nèi)；

S6：當(dāng)白鍵調(diào)音完畢之后，調(diào)整自動彈鍵裝置運(yùn)動平臺距黑鍵的初始位置、終止位置和黑鍵數(shù)，并在收音對比及控制系統(tǒng)設(shè)置初始位置和終止位置的音高，重復(fù)步驟S2-S5，當(dāng)判斷為最后一個琴鍵時，完成調(diào)音工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼琴調(diào)音方法，其特征在于，所述收音對比及控制系統(tǒng)的外殼安放在立式鋼琴上部，所述自動調(diào)音及止音裝置安裝在立式鋼琴調(diào)音板前并與收音對比及控制系統(tǒng)的外殼相連，所述自動彈鍵裝置通過定位平臺安裝在支撐平臺上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼琴調(diào)音方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：調(diào)整支撐平臺的高度、自動彈鍵裝置的力矩電機(jī)轉(zhuǎn)動角度，使橡膠指尖彈奏立式鋼琴琴鍵的力度在適當(dāng)范圍內(nèi)。