[实用新型]一种用于钢琴琴键的力度感应装置、琴键及钢琴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种力度感应装置，尤其是一种用于钢琴琴键的力度感应装置。本实用新型还涉及一种琴键，尤其是一种可用于检测钢琴琴键按压力度值的琴键。本实用新型还涉及一种钢琴，尤其是一种可用于检测琴键按压力度值的钢琴。

背景技术

在钢琴教学领域，通过电子设备感应钢琴黑白键的变化，从而记录下弹奏者每一次按压琴键的方式已经初步成型，中国专利申请公布号CN102479501A中公开了一种“键盘乐器琴键状态的无改装非接触检测装置”，该装置由一组反射式光耦合器和信号处理集成电路构成，反射式光耦合器作为传感器，感应键体上表面反射光强度的变化，光耦合器输出的电流信号经过集成电路的放大、模数转换等处理过程，将信号数字化，并判断琴键的按下或弹起状态。该装置安装方式为：悬空放置在键体外表根部上方，以两端托架为支承点，靠本身重力，立放在键盘两端琴体表面，与琴键上表面有明显可见的垂直距离，与键体及联动部件无任何形式的交错或接触，在乐器外部或内部，不固定安装任何辅助器件，不需要拆解或改装乐器的任何部位。

但是，上述公开专利所公开的技术只能用于检测琴键按下或抬起的状态，而无法精确采集到琴键的力度值(即琴键按压时所受力度)，因此无法在电钢演奏中将琴键力度值通过播放器充分表现出来，由此影响电钢演奏者的手感和倾听者的耳感。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种通过机械方式来采集琴键按压时力度值的用于钢琴琴键的力度感应装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于钢琴琴键的力度感应装置，包括有：

对射式光耦，该对射式光耦包括用于发射光信号的发光器，及用于接收所述光信号、并产生相应电信号的受光器；

遮光板，用于与所述钢琴琴键联动，该遮光板位于发光器和受光器之间、且用于隔挡发光器向受光器发射的光信号；

转轴，安装于所述遮光板上；

所述遮光板上开设有至少两个供所述光信号通过的透光缺口，两透光缺口位置到转轴的距离相等；

信号处理单元，用于接收所述受光器的电信号、并产生相应的响度信号。

本实用新型的有益效果是：遮光板上设置若干透光缺口，即形成了透光板的光栅结构。相邻两透光缺口间的距离是预先设定好的为s，信号处理单元会自动记录光信号分别通过两透光缺口的时间差，并记录为t，这样就可以计算出遮光板绕转轴转动时的速度为v＝s/t；因为s的距离极短，因此可以将遮光板转动的速度认为是加速度恒定、速度匀速增加的过程，起始速度为0，终速度为v，即加速度a＝(v-0)/t＝s/t²。此时，根据加速度可直接反应出弹奏时的力度值，通过对应关系，可以直接给出琴键按压的0～127档的力度值。

力度感应装置还包括有传动件，该传动件的一端与所述钢琴琴键连接，另一端与遮光板铰接配合、且用于驱动遮光板绕所述转轴旋转。通过位于钢琴琴键和遮光板间的传动件实现两者的联动配合，即可将钢琴琴键的下压力度和速度直观地传递给遮光板，以便对射式光耦和信号处理单元根据相应光电信号计算加速度。

透光缺口的数量越多，相应的加速度计算结果越精确，但是从成本和优化效果而言，优选为透光缺口的数量为两个。

进一步优选为，信号处理单元为ST103或ST105。成本低、运行稳定可靠、反应速度快。

力度感应装置还包括有用于接收来自所述信号处理单元的响度信号、且播放相应音频信号的音频播放器。预先根据力度值和琴键音阶设定好对 于关系，通过信号处理单元处理后的响度信号来控制音频播放器播放时的响度。

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种通过机械方式来采集琴键按压时力度值的琴键。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种琴键，包括有琴键本体，该琴键本体处设有用于支撑琴键本体旋转的支点，还包括有力度感应装置、及传动件，该传动件其中一端为与琴键本体固定连接的输入端，另一端为与遮光板铰接配合、且用于驱动遮光板绕所述转轴旋转的输出端；所述支点到输入端的距离与转轴到输出端的距离相等；支点到轮轴的距离与输入端到输出端的距离相等。

本实用新型的有益效果是：本琴键通过对于传动件输入端、输出端、支点及转轴的位置设置，使得输入端到输出端、输出端到转轴、转轴到支点、支点到输入端依次相连后形成一个四连杆机构，且琴键按压的速度和力度可直观反映到遮光板上，因此可近似地将遮光板的运动速度和加速度等同于琴键的速度和加速度，由此即可根据相应的对应关系获得琴键按下时的力度值。