[发明专利]一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置及使用方法

权利要求书

1.一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，包括校准支架(21)和信号采集装置，其特征在于：校准支架(21)设置有两处，两处校准支架(21)之间设置有滚珠丝杠(26)，滚珠丝杠(26)上设置有螺母副I(39)和螺母副II，螺母副I(39)的外部设置有移动支撑板I(27)，螺母副II的外部设置有移动支撑板II(28)，移动支撑板I(27)上设置有下压板(22)，移动支撑板II(28)上设置有牵引板(23)，下压板(22)通过牵引线(24)连接牵引板(23)，下压板(22)的下部设置有下压块(34)，下压板(22)可以在牵引线(24)松开时自由下落，下压琴键，所述信号采集装置包括振动传感器，振动传感器位于琴弦固定柱(13)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，其特征在于：还包括连接块(35)，所述连接块(35)上由上至下设置有两处固定孔II(40)，所述移动支撑板I(27)上设置有和固定孔II(40)配合的连接孔，螺栓穿过通过固定孔II(40)和连接孔将连接块(35)和移动支撑板I(27)连为一体，所述连接块(35)通过销轴(37)连接下压板(22)，连接块(35)的侧壁上设置有限位板(36)。

3.根据权利要求1所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，其特征在于：所述下压板(22)上由上至下设置有两处固定孔I(33)，所述下压块(34)上设置有和固定孔I(33)配合的连接孔，螺栓穿过通过固定孔I(33)和连接孔将下压板(22)和下压块(34)连为一体。

4.根据权利要求1所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，其特征在于：所述两处校准支架(21)之间设置有导向杆(31)，导向杆(31)由移动支撑板I(27)和移动支撑板II(28)内穿过。

5.根据权利要求1所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，其特征在于：所述螺母副II、移动支撑板II(28)和牵引板(23)均设置有两处，两处牵引板(23)之间设置有转轴(30)，转轴(30)的中部设置有缠线轮(29)，缠线轮(29)连接牵引线(24)的一端，牵引线(24)的另一端连接下压板(22)，牵引线(24)的中部设置有限位凸起(38)。

6.根据权利要求5所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，其特征在于：所述两处牵引板(23)之间设置有固定轴(52)，固定轴(52)上设置有伸缩柱(44)，伸缩柱(44)包括固定柱(45)，固定柱(45)内设置有移动柱I(46)和弹簧I(47)，弹簧I(47)一端连接固定柱(45)，弹簧I(47)的另一端连接移动柱I(46)，移动柱I(46)内设置有移动柱II(49)和弹簧II(48)，弹簧II(48)的一端连接移动柱I(46)，弹簧II(48)的另一端连接移动柱II(49)，移动柱II(49)的顶部设置有穿线部(50)，穿线部(50)上设置有穿线孔(51)，牵引线(24)由穿线孔(51)内穿过。

7.根据权利要求1—6任一项所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，其特征在于：所述下压块(34)的底部设置有橡胶垫片(41)。

8.根据权利要求1—6任一项所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，其特征在于：所述校准支架(21)内设置有轴承I(42)，滚珠丝杠(26)的两端均位于轴承I(42)内，滚珠丝杠(26)的一端连接电机I(25)，所述牵引板(23)内设置有轴承II(43)，转轴(30)的两端均位于轴承II(43)内，转轴(30)的一端连接电机II(32)。

9.根据权利要求1所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置，其特征在于：所述移动支撑板I(27)上设置有固定板(53)，所述牵引线(24)的一端连接下压板(22)，牵引线(24)的另一端穿过固定板(53)，牵引线(24)的中部设置有限位凸起(38)。

10.根据权利要求1—6任一项所述的一种基于音弦振动信号的钢琴音律校准装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：连接块(35)上端的固定孔II(40)连接移动支撑板I(27)，下压板(22)下端的固定孔I(33)连接下压块(34)，滚珠丝杠(26)转动带动下压板(22)移动，移动过程中每经过一个白键(12)，滚珠丝杠(26)停止转动，下压块(34)下压接触白键(12)，接触白键(12)后下压块(34)向上升起，滚珠丝杠(26)继续转动，带动下压块(34)向前移动下压后一个白键(12)，依次压完所有的白键(12)，下压白键(12)时振动传感器(16)根据琴弦(14)的振动依次输出振动信号；

步骤2：连接块(35)下端的固定孔II(40)连接移动支撑板I(27)，下压板(22)上端的固定孔I(33)连接下压块(34)，滚珠丝杠(26)转动带动下压板(22)移动，移动过程中每经过一个黑键(11)，滚珠丝杠(26)停止转动，下压块(34)下压接触黑键(11)，接触黑键(11)后下压块(34)向上升起，滚珠丝杠(26)继续转动，带动下压块(34)向前移动下压后一个黑键(11)，依次压完所有的黑键(11)，下压黑键(11)时振动传感器(16)根据琴弦(14)的振动依次输出振动信号；

步骤3：对步骤(1)和步骤(2)中输出的振动信号依次进行时域分析、自相关分析，得出振动信号的振幅、相位信息，对步骤(1)和步骤(2)中输出的振动信号依次进行频域分析，得出振动信号的基频、谐频信息，并以图形化的方式将相应的分析结果在显示屏中显示；

步骤4：将步骤(3)中振动信号的振幅、相位信息转换为钢琴待校准音弦的音强、响度信息，将步骤(3)中振动信号的基频、谐频信息转换为钢琴待校准音弦的频率信息；

步骤5：将步骤(4)中钢琴待校准音弦的音强、响度信息与国际标准音强、标准响度进行对比分析，将钢琴待校准音弦的频率信息与国际标准基频进行比对分析，并在显示屏上显示测量值、标准值以及需校准量的信息；

步骤6：根据显示屏中显示的校准量对待校准音弦进行校音调律操作，直至待校准音弦的音强、响度与基频信息达到使用要求为止。