具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，本发明的一种具有击弦机机构的数码钢琴电声装置，包括键盘底架1，键盘底架1上安装有键盘按键2，键盘按键2的后方设置有键盘后支架3，其特征在于：所述键盘按键2的底部下方安装有导电橡胶块6，导电橡胶块6上设置有键盘电路板7，导电橡胶块6上的键盘尾端设置有键盘尾端传感器23，导电橡胶块6上的键盘前端设置有键盘前端传感器24，所述键盘后支架3的中部靠近键盘按键2的一侧通过连接轴8安装有联动器9，联动器9上通过顶杆铰接轴10安装有顶杆11，键盘后支架3的上端一侧靠近顶杆11的顶端设置有模拟击弦锤15，模拟击弦锤15通过摆动轴16安装在键盘后支架3上，键盘后支架3的上端外侧对应于模拟击弦锤15设置有键盘顶端传感器25，模拟击弦锤15的末端固定设置有击弦锤配重17。

所述键盘按键2的后部设置有键尾配重块4，键盘按键2位于键尾配重块4的底部与键盘底架1之间设置有键尾定位销5，键尾定位销5安装固定在键盘按键2的底部或者键盘底架1的上端。

所述键盘后支架3上靠近顶杆11的侧面固定设置有与顶杆11的一侧相对应的顶杆限位块13，顶杆11的另一侧设置有与顶杆11的另一侧相对应的下限位块14。

所述联动器9的上表面一侧固定有向上伸出的托木杆20，托木杆20的顶端固定设置有托木21。

所述顶杆11为L型结构，顶杆11的下部与联动器9之间安装有顶杆弹簧12，联动器9下端的键盘按键2上垂直固定有卡钉22。

所述顶杆11与托木杆20之间设置有限位块19，限位块19通过限位块连接杆18与键盘后支架3之间相固定。

所述键盘尾端传感器23、键盘前端传感器24以及键盘顶端传感器25分别与数码钢琴处理器的输入端相连接，数码钢琴处理器的输出端与数码钢琴发声控制系统相连接，数码钢琴发声控制系统与发声装置相连接。

一种具有击弦机机构的数码钢琴发声控制方法，其特征在于包括以下步骤：

a、钢琴使用者在敲击键盘按键2时敲击键盘尾部，键盘按键2向下运动会依次触发导电橡胶块6上的键盘尾端传感器23、键盘前端传感器24以及键盘顶端传感器25，键盘尾端传感器23、键盘前端传感器24以及键盘顶端传感器25会分别导通并存在时间差，键盘尾端传感器23的导通时间节点为t1，键盘前端传感器24的导通时间节点为t2；

b、键盘按键2向下运动会带动联动器9以及顶杆11动作，进而带动模拟击弦锤15绕摆动轴16向着键盘后支架3的一侧摆动一定角度，模拟击弦锤15的背面与镶嵌在键盘后支架3表面的键盘顶端传感器25相接触，触发键盘顶端传感器25，导通时间为t3，键盘顶端传感器25的导通时间节点为t3；

c、通过数码钢琴处理器分别计算出键盘前端传感器24与键盘尾端传感器23的导通时间差为∆t1=t2-t1，以及键盘顶端传感器25与键盘尾端传感器23的导通时间差为∆t2=t3-t1；

d、再将根据时间差求按键时间差的平均值∆t，具体的算法公式如下：∆t=√(∆t₁ ²+∆t₂ ²)，得出精准的按键时间平均值；

e、然后将按键时间差的平均值与通过密集采样分析所获得的数码钢琴按键时间差与按力值对应表，对照后得出相对应的按力值；

f、最后通过数码钢琴处理器根据键盘的按力值计算匹配出当前需要发声的样式和强度，通过系统总线端口调取ROM或者FLASH中的声音发声文件，最后将琴声的响度和强度数值传输给数码钢琴发声控制系统，发出对应响度和强度的琴声。

如附图1所示，键盘底架1上安装有键盘按键2，键盘按键2的底部下方安装有导电橡胶块6，导电橡胶块6与键盘电路板7对应设置，导电橡胶块6在键盘按键2按下时能够接通键盘电路板7上对应的电路。同时，本发明在键盘按键2的下端接触部位或者导电橡胶块6的下端接触部位设置有传感器，例如：在导电橡胶块6上的键盘尾端设置有键盘尾端传感器23，导电橡胶块6上的键盘前端设置有键盘前端传感器24，使用者在敲击键盘按键2的时候，键盘按键2向下运动会依次触发导电橡胶块6上的键盘尾端传感器23和键盘前端传感器24，并产生相应的电信号。

键盘按键2的后部设置有键尾配重块4，用于增加按键尾部的重量，键盘按键2位于键尾配重块4的底部与键盘底架1之间设置有键尾定位销5，键尾定位销5安装固定在键盘按键2的底部或者键盘底架1的上端。

键盘按键2的后方设置有键盘后支架3，键盘后支架3的中部靠近键盘按键2的一侧通过连接轴8安装有联动器9，联动器9上通过顶杆铰接轴10安装有顶杆11，顶杆11为L型结构，顶杆11的下部与联动器9之间安装有顶杆弹簧12，顶杆11和顶杆弹簧12上分别开设有弹簧导向孔，顶杆弹簧12起到对顶杆11的复位作用。联动器9下端的键盘按键2上垂直固定有卡钉22，联动器9的下端与键盘按键2之间通过卡钉22相连接。联动器9的上表面一侧固定有向上伸出的托木杆20，托木杆20的顶端固定设置有托木21。

键盘后支架3上靠近顶杆11的侧面固定设置有与顶杆11的一侧相对应的顶杆限位块13，顶杆限位块13用于对顶杆11朝键盘后支架3一侧摆动时进行限位。顶杆11的另一侧设置有与顶杆11的另一侧相对应的下限位块14，下限位块14通过连接杆固定在键盘后支架3上，并且下限位块14的高度低于顶杆限位块13的高度，下限位块14用于对顶杆11朝托木21一侧摆动时进行限位。

顶杆11与托木杆20之间设置有限位块19，限位块19通过限位块连接杆18与键盘后支架3之间相固定，限位块连接杆18位于顶杆限位块13的正下方。键盘后支架3的上端一侧靠近顶杆11的顶端设置有模拟击弦锤15，模拟击弦锤15的末端固定设置有击弦锤配重17，模拟击弦锤15通过摆动轴16安装在键盘后支架3上，摆动轴16采用申达针结构，模拟击弦锤15的下边缘圆弧面搁置在顶杆11的顶端，并且模拟击弦锤15的外表面与顶杆11的接触部位设置有毡垫。另外，在模拟击弦锤15与托木21两端的接触部位也设置有毡垫，以减小击打噪音。

键盘后支架3的上端外侧对应于模拟击弦锤15设置有键盘顶端传感器25，当模拟击弦锤15绕摆动轴16向上转动一定角度后，键盘顶端传感器25会被触发，产生相应的电信号。键盘尾端传感器23、键盘前端传感器24以及键盘顶端传感器25分别与数码钢琴处理器的输入端相连接，数码钢琴处理器的输出端与数码钢琴发声控制系统相连接，数码钢琴发声控制系统与发声装置相连接，通过发声装置模拟出传统机械式钢琴的琴声的响度和强度，达到了很好的琴声发声效果。

本发明的具有击弦机机构的数码钢琴发声控制方法及过程如下：钢琴使用者在敲击键盘按键2时敲击键盘尾部，键盘按键2向下运动会依次触发导电橡胶块6上的键盘尾端传感器23、键盘前端传感器24以及键盘顶端传感器25，键盘尾端传感器23、键盘前端传感器24以及键盘顶端传感器25会分别导通并存在时间差，键盘尾端传感器23的导通时间节点为t1，键盘前端传感器24的导通时间节点为t2。键盘按键2向下运动会带动联动器9以及顶杆11动作，进而带动模拟击弦锤15绕摆动轴16向着键盘后支架3的一侧摆动一定角度，模拟击弦锤15的背面与镶嵌在键盘后支架3表面的键盘顶端传感器25相接触，触发键盘顶端传感器25，导通时间为t3，键盘顶端传感器25的导通时间节点为t3，单位为毫秒。通过数码钢琴处理器分别计算出键盘前端传感器24与键盘尾端传感器23的导通时间差为∆t1=t2-t1，以及键盘顶端传感器25与键盘尾端传感器23的导通时间差为∆t2=t3-t1。再将根据时间差求按键时间差的平均值∆t，具体的算法公式如下：∆t=√(∆t₁ ²+∆t₂ ²)，将∆t1的平方和∆t2的平方求和后再开方，得出精准的按键时间平均值。

然后将按键时间差的平均值与通过密集采样分析所获得的数码钢琴按键时间差与按力值对应表，对照后得出相对应的按力值，按力值的单位为牛顿。按键时间差与按力值对应表是本发明通过获取大量传统机械钢琴的弹奏数据后归纳整理出的对应表，在实际中经过了反复验证后得出。最后通过数码钢琴处理器根据键盘的按力值计算匹配出当前需要发声的样式和强度，通过系统总线端口调取ROM或者FLASH中的声音发声文件，最后将琴声的响度和强度数值传输给数码钢琴发声控制系统，发出对应响度和强度的琴声。

本发明采用了联动器、模拟击弦锤、击弦锤配重以及多个限位块等结构，使得键盘结构具有良好的机械性能，达到了传统机械式钢琴的弹奏手感，提升了演奏者的体验感受。与现有数码钢琴相比，弹奏手感好，琴声优美，表现力好，融合了传统机械式钢琴的部分优点，进一步提高了数码钢琴的档次。同时通过传感器采集信号，创造性的解决了按力值的精准确定，控制算法简单，响应速度快，并能够全真匹配并模拟出传统机械式钢琴的琴声的响度和强度，达到了很好的琴声发声效果，逼真度高，具有较高的演奏表现水平。

以上内容是结合具体实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认为本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，本发明还会有各种简单替换、改进和变化，所做出的各种简单替换、改进和变化，都应当视为属于本发明的保护范围。