一種模塊化弦樂器的制造方法
【專利摘要】本實用新型創(chuàng)造了一種新型的弦樂器種類，設計了其基本結構和組成，明確了模塊化建造此種弦樂器的方法，實現(xiàn)了通過不同部件模塊的配合組裝，即能獲得不同音色音域的弦樂器，并且在保證弦樂器優(yōu)美音質的同時，大大簡化了其演奏方法，而不失演奏的樂趣。
【專利說明】一種模塊化弦樂器

【技術領域】
[0001]弦樂器。

【背景技術】
[0002]弦樂器是樂器家族內的一個重要分支，在古典音樂乃至現(xiàn)代輕音樂中，幾乎所有的抒情旋律都由弦樂聲部來演奏。弦樂器的音色統(tǒng)一，有多層次的表現(xiàn)力，合奏時澎湃激昂，獨奏時溫柔婉約；又因為豐富多變的弓法和指法而具有靈動的色彩。
[0003]弦樂器從其發(fā)音方式上來說，可分為下列三種:1.擊弦樂器，又稱打弦樂器，利用槌擊打弦而發(fā)聲，例如鋼琴、翼琴、揚琴等；2.撥弦樂器，又稱彈撥樂器，透過彈、撥弦而發(fā)聲，例如豎琴、吉他、電吉他、貝斯、里拉琴、羽管鍵琴、古箏、琵琶等；3.弓弦樂器，又稱擦弦樂器，利用弓摩擦弦而發(fā)聲，例如小提琴、中提琴、大提琴、低音提琴、二胡等。
[0004]弦樂器的發(fā)音方式是依靠機械力量使張緊的弦線振動發(fā)音，故發(fā)音音量受到一定限制，因而常常需要在琴弦一側加裝共鳴箱以增大音量與改善音質。弦樂器通常用不同的弦演奏不同的音，有時則須運用手指按弦來改變弦長，從而達到改變音高的目的。
[0005]因此，通常弦樂器的演奏皆需要雙手配合，演奏難度較大。特別是對于弓弦樂器和吉他類樂器，須一只手控弦(比如按壓吉他的和弦)，另一只手撥弦或拉弓。對于初學者和存在肢體障礙的人士，這幾乎是不可能完成的。弦樂器的發(fā)聲原理和音色魅力是顯而易見的，但是其太大的演奏難度，阻礙了人們對其美麗聲音的追求。
[0006]此外，眾多的弦樂器雖然具有相同或相似的發(fā)聲原理、琴體結構，但它們不同的聲音特色吸引人們追求不同的樂器和演奏方法，這本身就是一種不經濟不科學的的情形。歷史與先賢積淀傳承了如此發(fā)聲優(yōu)美的弦樂器，但是，也給演奏者們提出了很高的要求。許多弦樂愛好者因此被拒之門外。
[0007]很多弦樂器自誕生后都一點一點地進行了改動，這些改動包括調整琴身尺寸、琴弦數(shù)量等，但是皆無突破性的進展，各種弦樂器無論結構、制造、演奏方法依然沒能形成統(tǒng)一，對演奏者的要求依然很高。


【發(fā)明內容】

[0008]本實用新型所要解決的技術問題為，使弦樂器的演奏簡化，使弦樂器本身通用化。
[0009]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:創(chuàng)造一種模塊化的弦樂器，其主要結構組成包括琴頭、琴軌模塊、控弦模塊、琴身結構體、琴箱以及琴弦；琴頭與琴軌、琴軌與琴身結構體，對接安裝，琴頭與琴身結構體上分別安裝張緊琴弦的弦枕和弦橋；控弦模塊與琴箱分別安裝在琴軌和琴身結構體上；控弦模塊可相對琴軌滑動，由基座部分、鎖弦機構和基鎖連接件組成，基座部分與琴軌安裝配合；鎖弦機構由鎖弦工作臺、鎖弦驅動模塊和鎖弦動作模塊組成，鎖弦工作臺固定在控弦模塊的基座上，鎖弦動作模塊在鎖弦驅動模塊驅動下可相對于鎖弦工作臺在一定范圍內滑動，鎖弦動作模塊完成對琴弦的鎖緊動作；由于鎖弦動作模塊可相對控弦模塊滑動，而控弦模塊可相對琴軌滑動，所以鎖弦動作模塊可以相對琴軌滑動，因此鎖弦動作模塊可以在琴弦長度上特定的位置鎖緊琴弦，使琴弦振動部分的長度改變進而改變琴弦的音高；此外，通過改變弦枕、弦橋和基鎖連接件的結構或形狀，則可使琴弦的數(shù)目或各琴弦在空間中的相對位置改變，再配合以不同形狀或材質的琴箱，則可獲得不同的弦樂器種類。
[0010]本實用新型的有益效果是:以機械結構的鎖緊動作代替演奏者以手指按壓琴弦，來改變琴弦的音高，使演奏簡化，同時，通過模塊化地組合即可創(chuàng)造或模擬出不同的弦樂器，使弦樂器通用化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型發(fā)明的一種模塊化弦樂器的總體結構組成示意圖。
[0012]圖2是琴頭的示意圖。
[0013]圖3中A、B、C分別是琴軌的3個實施實例示意圖。
[0014]圖4中A、B分別是琴軌模塊與控弦模塊的一個實施實例的的正視圖、俯視圖。
[0015]圖5是鎖弦機構的一個實施實例的示意圖。
[0016]圖6中A、B分別是鎖弦動作模塊的一個實施實例的空弦、鎖弦工作原理示意圖。
[0017]圖1中101為琴頭，102為琴軌，103為控弦模塊，104為琴身結構體，105為琴箱，106為琴弦。
[0018]圖4中A圖為琴軌模塊與控弦模塊的一個實施實例的基本結構的正視圖，其中411為琴軌，412為控弦模塊基座，413為控弦模塊基鎖連接件，414為琴弦，415為鎖弦機構的鎖弦工作臺，416為鎖弦機構的鎖弦驅動模塊，417為鎖弦驅動模塊驅動軸，418為鎖弦動作模塊；圖4中B圖為琴軌模塊與控弦模塊的一個實施實例的基本結構的俯視圖，421-426為6個獨立的鎖弦機構。
[0019]圖5中，501為鎖弦工作臺，502為鎖弦驅動模塊，503為鎖弦動作模塊，504為琴弦。
[0020]圖6中A圖與B圖為鎖弦動作模塊的兩種不同工作狀態(tài)，兩圖中編號一致的部分為同一部件，601為移動滑臺，602為鎖緊電機,603為內動環(huán),604為鎖弦柄,605為琴弦。

【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明設計的一種模塊化弦樂器，為作簡潔地說明，簡稱為弦琴。
[0022]弦琴為模塊化結構，從琴頭至琴尾由琴頭、琴軌模塊、控弦模塊、琴身結構體、琴箱以及琴弦組成。其中，琴頭、琴軌、琴身結構體為弦琴的主體；控弦模塊、琴箱為功能模塊。如說明書附圖1所示，其中101為琴頭，102為琴軌，103為控弦模塊，104為琴身結構體，105為琴箱，106為琴弦。
[0023]弦琴的各組成部分的功能特征簡述如下。
[0024]琴頭為調節(jié)琴弦張緊力的裝置。琴弦末端固定在琴身結構體的尾柱上，橫懸于琴頭上的弦枕和琴身上的弦橋之間，通過琴頭的緊弦裝置張緊。
[0025]琴頭與琴軌之間，琴軌與琴身結構體之間，各自具有對接安裝孔，可以螺釘連接。琴頭與琴身結構體上各安裝張緊琴弦的弦枕和弦橋。受制于人體，傳統(tǒng)弦樂器弦橋處弦間距大于弦枕處弦間距，與之不同的是，弦琴的弦枕弦間距與弦橋弦間距是相等的。此外，弦琴的弦枕和弦橋是可以更換的，使用不同形狀的弦枕和弦橋，可以得到不同數(shù)目的琴弦和琴弦在空間中的不同分布，從而可以創(chuàng)造出具有不同琴弦數(shù)目的以及可彈撥或弓拉的多種弦樂器。
[0026]琴軌模塊之上，安裝有可滑動的控弦模塊，控弦模塊在琴軌上的位置控制可由琴軌模塊搭配絲桿、直線電機、齒輪齒條等實現(xiàn)。控弦模塊由可在琴軌上滑動的平臺及安裝在該平臺上的鎖弦機構組成。鎖弦機構與琴弦一一對應，琴弦悉數(shù)貫穿于其中，各琴弦所對應的鎖弦機構在與弦枕不同距離的位置上鎖緊琴弦，從而實現(xiàn)調節(jié)各弦的弦長以改變弦音的功能。本發(fā)明顛覆傳統(tǒng)多數(shù)弦樂器的音品板與琴頸的結構，對琴弦的振動部分的長度的控制以機械結構實現(xiàn)。
[0027]琴箱固定于琴身結構體一側，可放大琴音改善音色。
[0028]在具備以上說明的結構、組成和原理的弦樂器上，可以實現(xiàn):通過選用不同的模塊，而獲得不同大小、形狀、音色和演奏方法的弦樂器；通過設計琴體結構加入控弦模塊，實現(xiàn)琴弦控制的自動化，降低演奏難度；通過與不同外圍設備的互動，增加演奏的樂趣和演奏方法的多樣性。
[0029]以下對弦琴的結構組成、功能特征和可能的變形改進作詳細說明。
[0030]琴頭部分。傳統(tǒng)的緊弦裝置成熟可靠有效，在此不作說明?？筛鼡Q的弦枕在琴頭上的安裝固定方法有多種，比如可由螺栓緊固，或在琴頭上開槽，弦枕橫置其中等等。圖2為琴頭的示意圖，其中201為琴頭主體，其上的弦柱202用來固定和張緊琴弦(弦柱數(shù)目與琴弦數(shù)目一致)，203為弦枕，其上開有小凹槽，用來固定琴弦的位置。
[0031]弦琴的琴弦變音原理。傳統(tǒng)的弦樂器改變弦音的方法是將琴弦壓在音品板或琴頸上，由于弦琴摒棄了音品板和琴頸的結構，而采用將琴弦在與弦枕不同距離的位置上鎖緊，從而實現(xiàn)調節(jié)各弦的弦長以改變弦音的功能。另外，由于鎖緊機構彼此獨立，且對控弦模塊本身在琴弦方向上還具有一定的行程，所以通過調整緊弦機構的相對位置和開合狀態(tài)，就可以在數(shù)根琴弦上實現(xiàn)類似和弦的功能。而且，得益于琴弦數(shù)目可變等優(yōu)勢，演奏者可通過選配不同的琴弦，獲得不同的空弦音，進而通過控弦裝置定義自己的和弦，極大地擴展弦琴的功能。
[0032]琴軌模塊和控弦模塊是實現(xiàn)弦琴琴弦變音的核心部件。
[0033]琴軌模塊。圖1中102為琴軌模塊，它完成支撐琴體的功能、承載控弦模塊的功能和定位控弦模塊的功能。在實現(xiàn)以上三種功能前提下，琴軌模塊的結構形式可以千變萬化。可以設計成一根主梁，也可以設計成多根梁組合；形狀可直可彎甚至不規(guī)則；軌道形式也可千變萬化；可以通過凹槽、絲桿、齒輪齒條、同步帶、直線電機等等原理實現(xiàn)對控弦模塊的定位。圖3為琴軌模塊的3種實施實例，A圖所示為單梁兩側凹槽直線電機驅動的琴軌模塊，B圖所示為雙柱梁絲桿驅動式琴軌模塊，其中321、322為兩根支撐梁，同時作為滑動導軌，323為絲桿，C圖所示為雙柱梁齒輪齒條式琴軌模塊，其中331、332為兩根支撐梁，同時作為滑動導軌，333為齒條(與齒條配合的驅動齒輪和驅動結構安裝在控弦模塊上)。
[0034]控弦模塊。圖1中103為控弦模塊，它安裝在琴軌模塊之上，實現(xiàn)模塊滑動、定位，獨立鎖緊各琴弦的功能。由基座部分、鎖弦機構和二者之間的基鎖連接件組成。1.基座部分實現(xiàn)控弦模塊在琴軌上滑動，根據(jù)琴軌形式的不同，采用不同的配合方式，如滑動式，滾動式和軸承式等等；同時，基座部分還可以增加驅動機構，實現(xiàn)控弦模塊的自動移動和準確定位；另外，控弦模塊的控制電路、通訊模塊、動力源等相關部件也部置在基座上。2.鎖弦機構也是模塊化結構，與琴弦一一對應。鎖弦機構由鎖弦工作臺、鎖弦驅動器和鎖弦動作模塊組成。(I)同樣的，鎖弦動作模塊可相對于鎖弦工作臺在一定范圍內滑動，因而實現(xiàn)該往復動作的鎖弦驅動器也有多種形式，如絲桿、齒輪齒條、直線電機等等。(2)鎖弦動作模塊的機構形式也有多種，可根據(jù)對琴弦振動的限制程度分為完全鎖緊和準完全鎖緊，從而設計出多種結構形式與驅動方式。3.基鎖連接件將基座部分和鎖弦機構連接在一起。根據(jù)弦枕和弦橋的形式，選擇不同形狀的基鎖連接件，可以使鎖弦機構與琴弦始終同軸，以適應不同的琴弦數(shù)目和琴弦空間相對位置。
[0035]琴軌模塊與控弦模塊徹底實現(xiàn)了弦樂器琴弦變音的自動化，極大地滿足了演奏者的自定義琴弦弦音的要求，同時，它可以隨意擴展、自由選用模塊，并能與外圍設備通訊，可大大增加演奏的趣味性。
[0036]為清楚地說明琴軌模塊與控弦模塊的結構功能，本說明只列舉有限的結構形式。但是，在本發(fā)明之原理基礎上衍伸出的任何類似結構，均應視作本發(fā)明之可能情形，而包括在本發(fā)明的范圍之中。
[0037]圖4中A、B所示為一種琴軌模塊與控弦模塊的基本結構的正視圖與俯視圖。圖A中琴軌411為單根主梁結構，兩側開槽，控弦模塊基座412嵌于其中，可沿其滑動?；i連接件413將鎖弦機構的鎖弦工作臺415固定在基座上?；杏兄本€驅動機構，可控制控弦模塊在琴軌模塊上的位置。圖示結構有6根琴弦414，相互平行，處于同一平面，故圖中基鎖連接件413為普通形式，以保證鎖弦機構上的鎖弦動作模塊418的滑動方向與各弦同向。鎖弦驅動模塊416通過鎖弦驅動軸417控制鎖弦動作模塊418相對于鎖弦工作臺415的位置。圖B中421-426為6個獨立的鎖弦機構。
[0038]圖5為一種鎖弦機構的機構示意圖，它具有鎖弦工作臺501、鎖弦驅動器502和鎖弦動作模塊503。504為琴弦，從鎖弦動作模塊的中心孔穿過。鎖弦機構也是模塊化的結構，而圖4中所示6個鎖弦動作模塊相對于控弦模塊基座的位置可分別獨立控制，且鎖弦動作模塊的鎖緊、放開的動作狀態(tài)亦可分別獨立控制；而控弦模塊基座相對于弦枕的位置亦可控制改變，從而可以得到各弦不同弦音的組合。
[0039]圖6所示為一種鎖弦動作模塊機構工作原理，該模塊由移動滑臺601，鎖緊電機602，內動環(huán)603、和鎖弦柄604構成。移動滑臺601底部有螺紋孔，可與驅動器絲桿配合，實現(xiàn)滑動控制。其上部為圓環(huán)結構，內置一個與其配合的內動環(huán)603，該內環(huán)在鎖緊電機602驅動下可相對外環(huán)旋轉。內環(huán)與外環(huán)的端面上，各有四個與鎖弦柄604配合的安裝柱，鎖弦柄一側開有長槽，內動環(huán)上的安裝柱可在其中滑動，從而驅動鎖弦柄的開合，實現(xiàn)鎖弦和空弦的控制。圖6中A圖為鎖弦柄604遠離琴弦605，即空弦的狀態(tài)，B圖為鎖弦柄604壓緊琴弦605，即控制了琴弦振動部分長度的狀態(tài)。
[0040]琴身結構體和琴箱。琴身結構體滿足了張緊琴弦和固定琴箱的要求，為中空結構，與琴箱的音孔對應，通過連接件與琴軌模塊連接，尾部安裝有弦柱和可跟換的琴橋。琴身結構體與琴箱也可設計成一個整體式的模塊。另外，琴身結構體和琴箱的材料不僅僅局限于金屬或木質，所有可成型的材料均可用，通過設計形狀聲道等，可以獲得別具一格的音色。
[0041]以上為本發(fā)明所設計的弦琴的基本說明。
[0042]使用了本發(fā)明的設計原理和思想的相似裝置，應在本發(fā)明的保護范圍內。比如，通過在吉他、貝斯、提琴等樂器琴頸處加裝導軌，而后在導軌上布置類似本發(fā)明中的控弦模塊，以實現(xiàn)自動按弦等。
【權利要求】
1.一種模塊化弦樂器，由琴頭、琴軌模塊、控弦模塊、琴身結構體、琴箱以及琴弦組成，其特征是:琴頭與琴軌、琴軌與琴身結構體，對接安裝，琴頭與琴身結構體上分別安裝張緊琴弦的弦枕和弦橋，控弦模塊與琴箱分別安裝在琴軌和琴身結構體上。
2.根據(jù)權利要求1所述的模塊化弦樂器，其特征是:琴軌模塊實現(xiàn)支撐琴體的功能、承載控弦模塊的功能和定位控弦模塊的功能，通過機械標記、絲桿、齒輪齒條、同步帶或直線電機實現(xiàn)對控弦模塊的定位。
3.根據(jù)權利要求1所述的模塊化弦樂器，其特征是:控弦模塊由基座部分、鎖弦機構和二者之間的基鎖連接件組成，安裝在琴軌模塊之上且可相對琴軌滑動，以使各獨立的鎖弦機構在相對弦枕或弦橋的特定位置獨立鎖緊各琴弦。
4.根據(jù)權利要求3所述的模塊化弦樂器，其特征是:基座部分安裝在琴軌上且可在琴軌上滑動，且可通過增加驅動機構，實現(xiàn)控弦模塊的自動移動和準確定位。
5.根據(jù)權利要求3所述的模塊化弦樂器，其特征是:鎖弦機構為模塊化結構，與琴弦一一對應，由鎖弦工作臺、鎖弦驅動模塊和鎖弦動作模塊組成，鎖弦工作臺固定在控弦模塊的基座上，鎖弦動作模塊在鎖弦驅動模塊驅動下可相對于鎖弦工作臺在一定范圍內滑動，鎖弦動作模塊完成對琴弦的鎖緊動作以改變振動弦的長度改變弦音。
6.根據(jù)權利要求3所述的模塊化弦樂器，其特征是:基鎖連接件將基座部分和鎖弦機構連接在一起，根據(jù)不同的琴弦數(shù)目或不同的琴弦空間相對位置，選擇不同形狀的弦枕、弦橋和基鎖連接件，以使鎖弦機構與琴弦始終同軸。
【文檔編號】G10D1/00GK204130149SQ201420511393
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月7日 優(yōu)先權日:2014年9月7日
【發(fā)明者】徐杰 申請人:徐杰