автоматическое фортепиано для игры на произвольно взятых клавишах

Формула изобретения

1. Автоматическое фортепиано для игры на произвольно взятых клавишах, содержащее механическое фортепиано и узел автоматики, включающий управляющее устройство и устройство памяти, отличающееся тем, что оно имеет связанные с управляющим устройством два набора приводных механизмов и датчиков положения или скорости, при этом первый набор приводных механизмов и датчиков положения или скорости расположен с возможностью взаимодействия с клавишами клавиатуры, а второй набор с возможностью взаимодействия с узлами механики фортепиано.

2. Фортепиано по п. 1, отличающееся тем, что оно имеет связанный с управляющим устройством экран отображения текущего нотного текста исполняемого произведения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматическим музыкальным инструментам и предназначено для того, чтобы в значительной степени преодолеть технические трудности игры на фортепиано, поскольку позволяет исполнителю для каждой ноты исполняемого произведения нажимать любую, произвольно взятую клавишу.

Известно автоматическое фортепиано для игры на произвольно взятых клавишах, содержащее управляющее устройство и устройство памяти (ЕР, заявка, 0294742, кл. G 10 F 3/00, 1985).

Недостатком известного фортепиано является то, что управляющие клавиши приводятся в зацепление с клавишами и углами механики фортепиано не непосредственно, а с помощью сложной системы механических приспособлений, из-за чего управляющие клавиши по своим характеристикам значительно уступают по игре обычной клавиатуре фортепиано.

Техническим результатом изобретения является улучшение исполнительских возможностей фортепиано.

На фиг. 1 изображен клавишный механизм, разделенный на две части, каждая из которых сопряжена с приводным механизмом и датчиком положения и/или скорости; на фиг. 2 изображены: а) графики скоростей точек A₁ и A₂,обозначенных на фиг. 1; б) график величины силы F^*(t),с которой действуют приводные механизмы, являющийся наглядным примером того, каким образом задается данная сила; на фиг. 3 изображены: а) график скорости точки A₁; б) график скорости точки A₂; в) график величины силы F^*(t), с которой действуют приводные механизмы; фиг. 4 блок-схема фортепиано; фиг. 5 иллюстрирует один из возможных примеров конкретного выполнения данного изобретения ( а, б, в); фиг. 6 изображает декодирующую пластинку, являющуюся основным компонентом датчика положения, представленного на фиг. 5.

Клавишный механизм состоит из белой или черной клавиши 1, пилота 2, установленного вместе с подставкой сверху на заднем конце клавиши, с помощью которого клавиша приведена в зацепление с узлом механизма 3, в составе которого можно выделить молоточный узел 4, включающий молоточек 5, посылаемый к струне 6. Имеется клавиатурная подставка 7, продольная рейка 8.

Пилот 2 с подставкой 7 может быть мысленно отделен от клавиши. Тогда и весь клавишный механизм окажется мысленно разбитым на две части, которые взаимодействуют одна с другой посредством ньютоновских сил приложенных в некоторой точке A₁, A₂.

Блок-схема изобретенного фортепиано (фиг. 4, педальный механизм не показан) указывает на то, что каждый из 88 клавишных механизмов фортепиано разделен на две части, каждая из которых сопряжена с приводным механизмом и датчиком положения и/или скорости, соединенными с устройством управления точно так, как это изображено на фиг. 1.

Пусть для того, чтобы сыграть очередную ноту используемого произведения, соответствующую струне Sj и узлу механики Mj, исполнитель нажимает какую-либо произвольно взятую клавишу, например, Ki.

По ходу исполнения закодированный нотный текст исполняемого произведения последовательно выбирается из устройства памяти в соответствии с действиями исполнителя над клавишами. После того как начало движения клавиши Ki будет зарегистрировано благодаря, например, постоянному последовательному сканированию всех датчиков, сопряженных с клавишами, приводной механизм и датчик положения и/или скорости v¹_i, сопряженный с нажимаемой клавишей Ki, будет соединен в пару на время действия исполнителя над клавишей с приводным механизмом и датчиком положения и/или скорости v²_j, сопряженным с узлом механики Mj, соответствующим очередной выбираемой из памяти закодированной ноте используемого произведения. Таким образом, будет имитироваться непосредственное зацепление нажимаемой клавиши Ki с узлом механики Mj, заданным нотным текстом исполняемого произведения.

Если управляющее устройство будет соединено с дисплеем, то текущие фрагменты нотного текста могут выводиться на экран, а исполняемые ноты - отслеживаться курсором или иначе.

Приведем один из возможных примеров конкретного выполнения изобретения.

Разнообразные приводные механизмы и датчики положения и/или скорости широко известны по использованию в различных устройствах, относящихся к автоматическим музыкальным инструментам.

На фиг. 5, а) показаны указанные приводные механизмы и датчики, сопряженные с двумя частями клавишного механизма.

Приводной механизм 9 и датчик положения 10, сопряженные с клавишей 1, установлены на клавиатурной подставке 7.

Приводной механизм 9 включает соленоид II, подвижный сердечник 12, зацепленный с планкой 13, представляющей из себя рычаг второго рода. Дальний конец планки 13 зацеплен с задним концом клавиши 1. Когда в соответствии с командами управляющего устройства через соленоид II проходит ток, то на подвижный сердечник 12, а следовательно, и на задний конец клавиши 1 действует сила, направленная вниз.

Приводной механизм 14 и датчик положения 15 установлены на продольной рейке 8, расположенной над клавиатурой. Приводной механизм 14 в принципе не отличается от приводного механизма 9, за исключением соленоида 16, изображенного на фиг. 5, в). Когда через соленоид 16 проходит ток, то на подвижный сердечник 17 действует сила, направленная вверх. Под действием этой силы подвижный сердечник давит на планку 18, которая действует на пилот 2, установленный на ее дальнем конце с некоторой силой, направленной вверх.

К задним концам планок 13 и 18 снизу прикреплены так называемые декодирующие пластинки, одна из которых изображена на фиг. 6. Декодирующая пластинка 19 имеет два ряда прямоугольных окон 20-27, причем высота окон и расстояние между двумя ближайшими окнами в каждом ряду равны диаметру светочувствительных элементов 28 и 29, которые вместе с соответствующими источниками света входят в состав датчика положения 10 и 15. Принцип действия указанных датчиков основан на возможности измерения величины светового потока, действующего на фотоприемник. Величина светового потока, действующего на каждый из светочувствительных элементов 28, 29, зависит от площади той их части, которая освещена соответствующим источником света через одно из окон декодирующей пластинки 19. Благодаря тому, что окна одного ряда сдвинуты относительно другого, становится возможным в зависимости от величины световых потоков, действующих на оба светочувствительных элемента 28 и 29, однозначно определять с достаточной точностью смещение декодирующей пластинки 19.

Изобретение может быть использовано в производстве музыкальных инструментов. Вс