專利名稱：精確再現(xiàn)表演的自動演奏器樂器及用于其中的自動演奏器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動演奏器樂器(an automatic player musicalinstrument)，更特別地，涉及一種裝備有用于移動操縱器的電子致動器的自動演奏器樂器和使用在其中的自動演奏器。
背景技術(shù)：
一種自動演奏器鋼琴是自動演奏器樂器的一個示例。所述自動演奏器鋼琴被分成聲樂鋼琴和自動演奏器。所述聲樂鋼琴有選擇地移動所述操縱器，即黑鍵、白鍵和踏板，從而引起音錘運動，并且所述琴弦在音錘運動的末端被所述音錘撞擊從而通過琴弦的振動產(chǎn)生鋼琴的樂音。
一種自動演奏器鋼琴的典型示例被公開在日本專利申請公開No.Hei8-44348中。該日本專利申請公開對應(yīng)于日本專利申請No.Hei 7-159700，其是日本專利申請No.Hei 2-9551的分案申請。所述專利申請，即日本專利申請No.Hei 2-9551是基于日本專利申請No.Hei 1-10176的國內(nèi)優(yōu)先權(quán)提出的，而美國專利申請07/467,268是基于日本專利申請No.Hei 1-10176的公約慣例優(yōu)先權(quán)提出的。所述美國專利已經(jīng)被授權(quán)，以及美國專利No.5,131,306被授予所述美國專利申請。
公開在日本專利申請中的現(xiàn)有技術(shù)的自動演奏器包括用于驅(qū)動踏板的螺線管操控踏板致動器，用于確定當(dāng)前踏板位置的踏板傳感器和用于驅(qū)動所述螺線管操控踏板致動器的PWM控制器。所述PWM控制器確定目標(biāo)踏板位置和當(dāng)前踏板位置之間的差。當(dāng)所述PWM控制器找到目標(biāo)踏板位置和當(dāng)前踏板位置之間的差時，所述PWM控制器改變所述驅(qū)動信號來減少該差。但是，所述時間延遲不會很好地從所述踏板運動中被消除。換句話講，所述原踏板運動不會被再現(xiàn)，并且使用者因此感覺到所述回放不同于原始的演奏。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的重要目的在于提供一種自動演奏器樂器，通過該樂器原始的演奏可以被精確地再現(xiàn)。
本發(fā)明還有一個重要的目的在于提供一種自動演奏器，其結(jié)合在所述自動演奏器樂器中。
本發(fā)明人考慮到現(xiàn)有技術(shù)自動演奏器鋼琴中固有的問題，并注意到與所述螺線管耦合的大量電感。阻礙所述驅(qū)動信號的電阻不是太大從而使所述驅(qū)動電路必須對抗大的時間常數(shù)(time constant)來驅(qū)動所述螺線管。只要所述操縱器，即所述鍵和踏板由所述電子致動器所驅(qū)動，那么大的時間常數(shù)就是不可避免的。特別地，所述重載被施加在所述螺線管操控的活塞致動器上，所述活塞致動器需要所述大的螺線管。因此，所述時間延遲是嚴(yán)重的。本發(fā)明人總結(jié)出，即使所述大的時間常數(shù)延遲了所述電子致動器，但有可能使所述操縱器追上其運動的早期階段。
為了達到所述目的，本發(fā)明提出臨時地增加或減少驅(qū)動信號的電流。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于表演的無需任何演奏者彈奏的自動演奏器樂器，包括樂器，其包括多個連桿組合，其由所述演奏者有選擇地致動以指定要產(chǎn)生的樂音；以及多個樂音發(fā)生部件，由所述多個連桿組合有選擇地致動以產(chǎn)生所述樂音；以及與所述多個連桿組合相關(guān)聯(lián)的自動演奏器，包括至少一個具有電流通路的致動器，所述電流通路耦合有電感，并且致動器對流經(jīng)所述電流通路的驅(qū)動信號作出反應(yīng)從而在所述多個連桿組合中的一個的預(yù)定連桿上施加力，由此致動所述多個連桿組合中的一個，數(shù)據(jù)處理器，分析音樂數(shù)據(jù)片斷從而確定周期性變化的所述預(yù)定連桿的目標(biāo)位置，以及確定所述驅(qū)動信號的電流的目標(biāo)數(shù)值，用于在不考慮所述電感的情況下在時間周期的末端將所述預(yù)定連桿從一個所述目標(biāo)位置帶到下一個目標(biāo)位置，以及確定在所述時間周期的早期階段要被供送到所述電流通路的所述電流的臨時數(shù)值，從而使所述預(yù)定連桿比由所述目標(biāo)數(shù)值下的所述驅(qū)動信號驅(qū)動的預(yù)定連桿更靠近所述下一個目標(biāo)位置，以及連接在所述數(shù)據(jù)處理器和所述至少一個致動器之間的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路在所述早期階段將所述臨時數(shù)值下的驅(qū)動信號供送到所述電流通路，并且在所述早期階段的末端將所述驅(qū)動信號從所述臨時數(shù)值變化至所述目標(biāo)數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于有選擇地驅(qū)動結(jié)合在樂器中的多個連桿組合的自動演奏器，包括至少一個具有電流通路的致動器，所述電流通路耦合有電感，并且致動器對流經(jīng)所述電流通路的驅(qū)動信號作出反應(yīng)從而在所述多個連桿組合中的一個的預(yù)定連桿上施加力，由此致動所述多個連桿組合中的一個；數(shù)據(jù)處理器，分析音樂數(shù)據(jù)片斷從而確定周期性變化的所述預(yù)定連桿的目標(biāo)位置，以及確定所述驅(qū)動信號的電流的目標(biāo)數(shù)值，用于在不考慮所述電感的情況下在時間周期的末端將所述預(yù)定連桿從一個所述目標(biāo)位置帶到下一個目標(biāo)位置，以及確定在所述時間周期的早期階段被供送到所述電流通路的所述電流的臨時數(shù)值，從而使所述預(yù)定連桿比由所述目標(biāo)數(shù)值下的所述驅(qū)動信號驅(qū)動的預(yù)定連桿更靠近所述下一個目標(biāo)位置；和連接在所述數(shù)據(jù)處理器和所述至少一個致動器之間的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路在所述早期階段將臨時數(shù)值下的所述驅(qū)動信號供送到所述電流通路，并且在所述早期階段的末端將所述驅(qū)動信號從所述臨時數(shù)值變化至所述目標(biāo)數(shù)值。


從結(jié)合附圖所作的下述說明可以對所述自動演奏器樂器和自動演奏器的特點和優(yōu)勢有更清楚的理解，其中圖1是一示意性側(cè)視圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的自動演奏器鋼琴的結(jié)構(gòu)；圖2是一框圖，其示出結(jié)合在所述自動演奏器鋼琴中的控制器的系統(tǒng)構(gòu)型；圖3是一流程圖，其示出用于驅(qū)動踏板的一部分的子程序；圖4是示出驅(qū)動信號的平均電流隨時間變化的圖線；圖5是一流程圖，其示出在另一個自動演奏器鋼琴中的自動演奏器里用于驅(qū)動踏板的一部分的子程序；以及圖6是示出供應(yīng)到結(jié)合在另一個自動演奏器鋼琴中的踏板致動器的驅(qū)動信號的平均電流的圖線。
具體實施例方式
在下述的說明中，“前方”一詞是對與“后方”一詞所修飾的位置相比更靠近演奏者的一個位置的指示，演奏者座在一個凳子上進行彈奏。畫在前方位置和相應(yīng)的后方位置之間的一條線沿前-后方向延伸，并且所述橫向以直角橫截所述前-后方向。
第一實施例首先參考附圖中的圖1，本發(fā)明中的一種自動演奏器鋼琴30主要包括聲樂鋼琴1和自動演奏器3。當(dāng)一個鋼琴家在聲樂鋼琴1上演奏一段樂曲時，所述自動演奏器3處于閑置。所述自動演奏器3對人的指令做出反應(yīng)來進行回放，而且不需鋼琴家用指彈奏從而再現(xiàn)所述演奏。盡管一記錄系統(tǒng)被進一步結(jié)合在所述自動演奏器鋼琴1中以用于記錄在所述聲樂鋼琴1上的演奏，但是所述系統(tǒng)構(gòu)型和系統(tǒng)行為對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的，從而出于簡化的目的省略詳細的說明。以下對所述聲樂鋼琴1和自動演奏器3進行詳細的說明。
聲樂鋼琴在這個例子中，所述聲樂鋼琴1是標(biāo)準(zhǔn)的三角鋼琴。當(dāng)然，直立式鋼琴對所述自動演奏器鋼琴30來說也是可行的。所述聲樂鋼琴1包括琴鍵31，音錘32，動作單元33，琴弦34，制音器36和踏板PD。所述琴鍵31包括黑鍵31a和白鍵31b，并且所述黑鍵31a和白鍵31b以公知模式布置。一平衡軌31c橫向地延伸在一鍵床31d之上，并且所述黑鍵31a和白鍵31b以直角跨過所述平衡軌31c的方式位于所述平衡軌31c上。平衡銷31e相隔一定距離向上從所述平衡軌31c突出，并且向所述黑鍵31a/白鍵31b提供一支點。當(dāng)使用者按壓所述黑鍵31a/白鍵31b的前端部分時，所述前端部分朝向所述鍵床31d下沉，并且所述后部象蹺板一樣被提升。
所述黑鍵31a/白鍵31b分別與動作單元33相連從而使被按壓的所述鍵31a/31b致動相應(yīng)的動作單元33。所述音錘32位于所述舉起桿33a上，其形成所述動作單元33的各個部分，并且所述音錘32通過所述舉起桿33a的脫離被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。所述琴弦34拉伸在所述相應(yīng)的音錘32上方，并且由相應(yīng)的音錘32在旋轉(zhuǎn)的末端所敲打。所述制音器36保持著與相應(yīng)琴弦的接觸，并且由相應(yīng)的受到按壓的鍵31a/31b所提升從而允許所述相應(yīng)的琴弦34震動以產(chǎn)生鋼琴樂音。當(dāng)使用者釋放所述受到按壓的按鍵31a/31b時，所述制音器36在相應(yīng)的鍵31a/31b回到停止位置的過程中與所述相應(yīng)琴弦34發(fā)生接觸。
所述踏板PD通過連桿件PL被連接到所述制音器36和琴鍵31，并且被設(shè)置在所述鍵床31d以下。演奏者在演奏過程中踏在所述踏板PD上，以修正所述鋼琴樂音。其中一個踏板PD被稱作“制音踏板”，其使所述鋼琴樂音延長。另一個踏板PD被稱作“柔音踏板”，其使所述鋼琴樂音在響度上減少。
所述自動演奏器3包括控制器3a，一組螺線管操控的鍵致動器20以及螺線管操控的踏板致動器26。所述控制器3a具有數(shù)據(jù)處理能力，并且適合的計算機程序被安裝在其中。所述螺線管操控的鍵致動器20和螺線管操控的踏板致動器26被連接到所述控制器3a。所述螺線管操控的鍵致動器20被設(shè)置在黑鍵和白鍵31a/31b的后部，并且所述控制器3a有選擇地激勵所述螺線管操控的鍵致動器20用于驅(qū)動相關(guān)聯(lián)的黑鍵和白鍵31a/31b而無需演奏者任何的用指彈奏。在另一個方面，所述螺線管操控的踏板致動器26被設(shè)置在所述踏板PD的后部之上方，沒有演奏者的任何踏壓提升相關(guān)聯(lián)的踏板PD。所述踏板系統(tǒng)PD/PL/36的總重量，也就是所述螺線管操控的踏板致動器26將要驅(qū)動的系統(tǒng)的總重量，要重于所述鍵/動作單元/每個制音器36/每個音錘32的總重量，這些是所述螺線管操控的鍵致動器20所將要驅(qū)動的。因此，所述螺線管28應(yīng)建立強于由螺線管操控的鍵致動器20的螺線管所建立的電磁場。
所述螺線管操控的鍵致動器20具有相應(yīng)的內(nèi)置活塞傳感器20a，相應(yīng)的螺線管(未示出)和相應(yīng)的活塞20b，以及所述活塞20b具有處在黑鍵和白鍵31a/31b后部下面的相應(yīng)尖端。所述螺線管操控的踏板致動器26也具有相應(yīng)的活塞傳感器27，相應(yīng)的螺線管28和相應(yīng)的活塞29(見圖2)。所述活塞29被插入到所述連桿件(link works)PL中，并且驅(qū)動所述制音器36和琴鍵31，就好象演奏者踏在所述踏板上那樣。
當(dāng)使用者希望再現(xiàn)一個演奏時，該使用者指示所述控制器3a為回放進行準(zhǔn)備，并且代表著所述演奏的一組MIDI(樂器數(shù)字接口)音樂數(shù)據(jù)代碼被加載于所述控制器3a。所述控制器3a順序地處理所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼從而確定所述黑鍵和白鍵31a/31b將要行進的軌跡。在某個鍵31a/31b將要被移動時刻，所述控制器3a向在所述特定鍵31a/31b下方的所述螺線管操控的鍵致動器20提供一個驅(qū)動信號u(k)，并且以所述驅(qū)動信號u(k)激勵所述螺線管(未示出)。然后，所述活塞向上突出，并且推動所述特定鍵31a/31b的后部。所述內(nèi)置的活塞傳感器20a報告當(dāng)前活塞位置，即通過活塞位置信號Py(k)向所述控制器3a報告所述當(dāng)前鍵位置。所述控制器3a將所述當(dāng)前活塞位置與處于參考軌跡上的相應(yīng)目標(biāo)活塞位置進行比較從而判斷所述特定鍵31a/31b是否精確地行進在所述參考軌跡上。如果答案是否定的，所述控制器3a改變所述驅(qū)動信號u(k)的平均電流從而加速或減速所述活塞20b。在另一個方面，當(dāng)所述控制器3a確定所述特定鍵31a/31b精確地行進在所述參考軌跡上，所述控制器3a保持所述驅(qū)動信號u(k)。因此，所述控制器3a順序地驅(qū)動所述活塞20b從而與最初演奏一樣引起所述鍵運動。所述黑鍵和白鍵31a/31b致動相關(guān)聯(lián)的動作單元33，并且導(dǎo)致所述音錘32在所述旋轉(zhuǎn)的末端與相應(yīng)的琴弦34產(chǎn)生撞擊以產(chǎn)生所述鋼琴的樂音。
所述演奏者在初始的演奏中延長鋼琴樂音。在回放時，當(dāng)所述延長的鋼琴樂音將被再現(xiàn)的時刻，所述控制器3a還確定了所述制音踏板PD的參考軌跡，以及所述驅(qū)動信號u(p)的平均電流。所述平均電流的值預(yù)定是幾倍大于用于對抗重載來移動所述踏板PD所需的平均電流的值。所述驅(qū)動信號u(p)被供應(yīng)到所述螺線管28從而在所述活塞29周圍建立一磁場。所述磁場力被施加在所述活塞29上從而使所述活塞29引起所述踏板運動。盡管由于大的時間常數(shù)產(chǎn)生一時間的延遲，可是所述活塞29被迅速地加速從而使所述踏板PD可以在所述活塞運動的早期階段追上處在參考軌跡上的所述目標(biāo)位置。當(dāng)所述活塞29移動所述踏板PD和連桿件PL時，所述踏板傳感器27報告所述當(dāng)前的活塞位置，即通過活塞位置信號Py(p)向所述控制器3a報告所述當(dāng)前踏板位置。當(dāng)所述踏板PD追上處在參考軌跡上的所述目標(biāo)位置時，所述控制器3a將所述驅(qū)動信號u(p)恢復(fù)到用于對抗重載來移動所述踏板PD所需的平均電流的值。在追趕上之后，與供應(yīng)到所述螺線管操控的鍵致動器20的驅(qū)動信號Py(k)相類似，所述控制器3a改變或保持所述驅(qū)動信號Py(p)的平均電流。
計算機程序運行在所述控制器3a上，并且控制器3a通過所述程序指令的執(zhí)行來實現(xiàn)上述任務(wù)。所述控制器3a的功能被分解為鋼琴控制器40的功能，運動控制器41的功能以及伺服控制器42的功能，如圖1所示。
具體說，所述鋼琴控制器40順序地從適合的數(shù)據(jù)源獲取所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼，并且定時供應(yīng)所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼從而再現(xiàn)每個鋼琴樂音。一組MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼包括音樂數(shù)據(jù)片斷，其限定所述鍵運動以及踏板運動，以及代表著一個事件和下一個事件之間時間流逝的持續(xù)時間數(shù)據(jù)的片斷。所述鋼琴控制器40基于所述持續(xù)時間數(shù)據(jù)的片斷確定所述定時，并且將所述片斷或代表著所述鍵位置和/或踏板運動的音樂數(shù)據(jù)片斷供應(yīng)到所述運動控制器41。
所述運動控制器41分析所述音樂數(shù)據(jù)的片斷，并且確定所述參考軌跡。所述參考軌跡意指一系例隨時間變化的目標(biāo)鍵位置Pr(k)或是一系列隨時間變化的目標(biāo)踏板位置Pr(p)。所述運動控制器41將代表著目標(biāo)鍵位置Pr(k)的鍵位置數(shù)據(jù)的一片段和代表著目標(biāo)踏板位置Pr(p)的踏板位置數(shù)據(jù)的一片段以一定間隔供應(yīng)到所述伺服控制器42。
所述伺服控制器42被連接到所述螺線管操控的鍵致動器20，內(nèi)置的活塞傳感器20a，螺線管操控的踏板致動器26以及活塞傳感器27。分別基于鍵位置數(shù)據(jù)的該片斷和踏板位置數(shù)據(jù)的該片斷，所述伺服控制器42確定用于將所述鍵31a/31b移動到下一個目標(biāo)鍵位置所需要的所述驅(qū)動信號u(k)的平均電流以及用于將所述踏板PD移動到下一個目標(biāo)踏板位置所需要的所述驅(qū)動信號u(p)的平均電流，并且所述伺服控制器42將所述驅(qū)動信號u(k)調(diào)整成負荷比等同于所述平均電流以及將所述驅(qū)動信號u(p)調(diào)整成負荷比等同于所述平均電流。因此，一脈沖寬度調(diào)制器42a(見圖2)被結(jié)合在所述伺服控制器42中。
在所述活塞20b和29在所述磁場中移動時，所述內(nèi)置活塞傳感器20a和27確定所述當(dāng)前鍵位置和所述當(dāng)前踏板位置，并且周期性地以所述鍵位置信號Py(k)和所述踏板位置信號Py(p)向所述伺服控制器42報告所述當(dāng)前鍵位置和所述當(dāng)前踏板位置。所述伺服控制器42將所述當(dāng)前鍵位置和當(dāng)前踏板位置與相應(yīng)的目標(biāo)鍵位置和相應(yīng)的目標(biāo)踏板位置進行比較，從而判斷是否所述鍵31a/31b和踏板PD精確地行進在所述參考軌跡上。如果答案是否定的，所述伺服控制器42改變所述驅(qū)動信號u(k)的平均電流以及所述驅(qū)動信號u(p)的平均電流。在另一個方面，如果所述答案是肯定的，那么所述伺服控制器42將所述平均電流保持在以前的數(shù)值。
控制器轉(zhuǎn)向圖2，所述控制器3a包括一中央處理單元11，其被簡稱為“CPU”，一只讀存儲器12，其被簡稱為“ROM”，一隨機存儲器13，其被簡稱為“RAM”，一MIDI接口14，其被簡稱為“MIDI/IF”，一總線系統(tǒng)15和一定時器16。所述中央處理單元11，只讀存儲器12，隨機存儲器13，MIDI接口14和定時器16連接到所述總線15，并且所述中央處理單元11與其它系統(tǒng)元件通過所述總線系統(tǒng)15相連。
所述中央處理單元11是數(shù)據(jù)處理能力的起源，并且計算機程序被存儲在所述只讀存儲器12中。所述中央處理單元11順序地從只讀存儲器12獲取程序指令(程序指令形成計算機程序的組合)，并且執(zhí)行由程序指令表達的給定數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理所需的參數(shù)表和系數(shù)被進一步存儲在所述只讀存儲器12中。所述隨機存儲器13向所述中央處理單元11提供臨時的數(shù)據(jù)存儲，并且作為一工作存儲器。預(yù)先確定的存儲區(qū)域被分配標(biāo)識。
所述MIDI接口14通過MIDI線纜連接到另一個樂器或個人計算機系統(tǒng)，并且MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼被輸入到所述MIDI接口14或從MIDI接口14輸出。所述逝去的時間由所述定時器16測量，并且所述中央處理單元11讀取所述時間或所述定時器16上的時間流逝從而確定某一事件發(fā)生的時機。另外，所述定時器16周期性地使所述主程序的運行通過定時器的中斷切換到子程序。所述定時器16可以是軟件定時器。
所述控制器3a進一步包括顯示單元17，操控面板19，脈沖寬度調(diào)制器42a，樂音發(fā)生器21，效應(yīng)器22，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器25以及連接到所述外部存儲器18的接口，琴鍵傳感器37，活塞傳感器20a/27和聲音系統(tǒng)23。這些系統(tǒng)元件17，19，42a，21，22，25以及接口也被連接到所述總線系統(tǒng)15，從而使所述中央處理單元11與這些系統(tǒng)元件17-25和接口也是可連通的。所述脈沖寬度調(diào)制器42a可以與所述螺線管操控的鍵致動器20集成在一起。在這種情況下，所述中央處理單元11將代表驅(qū)動信號的目標(biāo)負荷比的控制信號通過一個接口供應(yīng)到所述脈沖寬度調(diào)制器42a。
所述顯示單元17是一人-機接口。在這種情況下，所述顯示單元17包括液晶面板。用于狀態(tài)消息和提示消息(prompt messages)的字符圖像產(chǎn)生在所述顯示單元17中，并且標(biāo)尺/指示的圖像和符號被進一步產(chǎn)生在所述顯示單元17中，從而讓使用者從所述顯示單元17獲得代表著所述自動演奏器鋼琴30當(dāng)前狀態(tài)的狀態(tài)信息。五線譜上的音符的圖像也產(chǎn)生在所述顯示單元16上，并且使用者借助五線譜上的音符演奏音樂片斷。
按鈕開關(guān)，十個鍵以及拉桿被設(shè)置在操控面板19上。使用者有選擇地按壓和移動所述開關(guān)，鍵和拉桿從而向所述控制系統(tǒng)3a給出他們的指令。所述脈沖寬度調(diào)制器42a對代表著驅(qū)動信號u(k)/u(p)平均電流的控制數(shù)據(jù)片斷作出響應(yīng)從而將所述驅(qū)動信號u(k)/u(p)調(diào)節(jié)成所述目標(biāo)負荷比。
所述樂音發(fā)生器21基于所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生數(shù)字式聲音信號，并且將所述數(shù)字式聲音信號供應(yīng)到所述效果器22。所述效果器22對代表著將要賦予給所述樂音的效果的控制數(shù)據(jù)片斷作出反應(yīng)從而在所述效果器22中修正所述數(shù)字式聲音信號。一種數(shù)-模轉(zhuǎn)換器被結(jié)合在所述效果器22中。所述數(shù)字式聲音信號被轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號，并且所述模擬聲音信號被供應(yīng)到所述聲音系統(tǒng)23。所述模擬聲音信號被補償和放大，并且隨后被轉(zhuǎn)換成電子樂音。因此，所述琴鍵樂器可以產(chǎn)生替代由振動琴弦34產(chǎn)生的鋼琴樂音的所述電子樂音。
所述內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器25在數(shù)據(jù)保持能力上要遠大于所述隨機存儲器13，以及多組MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼被存儲在所述內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器25中。在這種情況下，閃存(flash memory)被用作所述內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器25。多組MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼從外部數(shù)據(jù)源通過所述MIDI接口14被傳送到所述內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器25或從所述外部存儲器18通過所述接口被傳送到所述內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器25。多種大容量存儲器可用于所述控制器3a。
在這種情況下，所述外部存儲器18由諸如軟盤或致密盤(compact disc)的盤驅(qū)動器和便攜式存儲裝置所構(gòu)成。所述鍵傳感器37被設(shè)置在黑鍵和白鍵31a/31b的前部下方，并且形成所述記錄系統(tǒng)的一部分。所述鍵傳感器37分別與所述黑鍵和白鍵31a/31b相關(guān)聯(lián)，并且向所述控制器3a報告相關(guān)聯(lián)的黑鍵和白鍵31a/31b的當(dāng)前位置。所述控制器3a分析當(dāng)前的鍵位置從而確定鍵的運動。所述控制器3a將音樂片斷編碼成在MIDI協(xié)議中所限定的格式，所述音樂片斷代表著所述鍵運動。因此，在琴鍵31上的所述演奏被記錄成一組MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼。
計算機程序所述中央處理單元11重復(fù)著所述主運行程序，并且有條件地進入幾個子程序。當(dāng)所述主運行程序正在所述中央處理單元11上運行時，使用者向所述中央處理單元11給出他或她的用于回放的指令，并且所述中央處理單元產(chǎn)生一個所述回放模式的標(biāo)識。然后，所述主運行程序周期性地跳轉(zhuǎn)到其中一個用于回放的子程序，并且所述中央處理單元11順序地獲取并分析所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼，以在用于回放的子程序中有選擇地驅(qū)動所述螺線管操控的鍵致動器20以及螺線管操控的踏板致動器26。
圖3示出用于回放的子程序的一部分。使用者已經(jīng)向所述控制器3a給出用于回放的指令，并且所述中央處理單元11已經(jīng)產(chǎn)生用于代表所述回放的標(biāo)識。
所述主運行程序周期性地跳轉(zhuǎn)到用于回放的子程序。在進入所述子程序之后，假設(shè)所述中央處理單元11在步驟S101獲取代表著所述制音踏板PD效果的所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼。然后，所述中央處理單元11產(chǎn)生代表著所述踏板效果的標(biāo)識。當(dāng)所述標(biāo)識沒有產(chǎn)生時，所述中央處理單元11跳過步驟S102至S107，并且將它的精力集中在對音符事件的數(shù)據(jù)處理上。在另一個方面，當(dāng)已經(jīng)產(chǎn)生了所述標(biāo)識時，所述中央處理單元執(zhí)行步驟S102，并以4毫秒的間隔重復(fù)執(zhí)行步驟S102至S107。換句話說，在參考軌跡上的所述目標(biāo)踏板位置Pr(p)以4毫秒的間隔被提供到所述伺服控制器42，并且所述伺服控制器42基于所述目標(biāo)踏板位置Pr(p)和當(dāng)前踏板位置Py(p)以4毫秒的間隔重新計算所述平均電流ru1。所述重新計算和下一次重新計算之間的時間周期在下面被稱為“重新計算循環(huán)周期”。在這種情況下，所述重新計算循環(huán)周期是4毫秒。
當(dāng)所述中央處理單元注意到代表著踏板效果的所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼時，所述中央處理單元11作為所述運動控制器41為制音踏板PD確定所述參考軌跡，即隨時間變化的一系列的目標(biāo)踏板位置Pr(p)，并且將第一目標(biāo)踏板位置Pr(p)通過步驟S102提供到所述伺服控制器42。
所述伺服控制器42檢查所述踏板位置信號Py(p)從而通過步驟S103明確當(dāng)前踏板位置。所述伺服控制器42計算當(dāng)前踏板位置和第一目標(biāo)踏板位置Pr(p)之間的差，并且基于所述差和所述時間間隔確定目標(biāo)踏板速度v(p)。
隨后，通過步驟S104，所述中央處理單元11確定所述平均電流ru1，這就期望使得所述制音踏板PD在安裝理想的螺線管操控的踏板致動器的條件下及時地到達第一目標(biāo)踏板位置Pr(p)?！袄硐氲穆菥€管操控踏板致動器”是指螺線管28的電感和對抗所述驅(qū)動信號的電阻允許所述平均電流在時間t2到達ru1(見圖4)。
在確定了所述平均電流ru1時，所述中間處理器11通過步驟S105計算臨時平均電流ru(臨時)。所述臨時平均電流ru(臨時)按如下公式給出ru(臨時)＝ru1+(ru1-u(p))………公式1其中u(p)是基于所述先前目標(biāo)踏板位置Pr(p)所確定的平均電流。在圖4所示的圖線中，u(p)在t0處等于ru0。
通過步驟S106，所述中央處理單元11要求脈沖寬度調(diào)制器42a向與制音踏板PD相關(guān)聯(lián)的螺線管操控踏板致動器26提供所述驅(qū)動信號，所述驅(qū)動信號被調(diào)節(jié)成使所述負荷比等同于所述臨時平均電流ru(臨時)的數(shù)值。
現(xiàn)在假設(shè)所述制音踏板PD呆在所述停止位置，且驅(qū)動信號為ru(0)，所述中央處理單元11在步驟S104處基于第一目標(biāo)踏板位置Pr(p)計算所述平均電流ru以及在步驟S105計算臨時平均電流ru(臨時)。如果所述脈沖寬度調(diào)制器42a類似于現(xiàn)有技術(shù)的自動演奏器那樣向所述螺線管操控踏板致動器26提供所述驅(qū)動信號，所述驅(qū)動信號被調(diào)節(jié)成使所述負荷比等同于所述平均電流ru1，因所述大的時間常數(shù)Tau所述平均電流沿cA線上升(見圖4)，并且螺線管28中的所述平均電流在時間T2處達不到ru1。t0和t2之間的時間周期等于4毫秒。
在另一方面，根據(jù)本發(fā)明，所述脈沖寬度調(diào)制器42a以ru(臨時)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動信號，ru(臨時)在數(shù)值上要大于ru1，并且將此驅(qū)動信號提供到所述螺線管操控的踏板致動器26。然后，所述螺線管28中的所述平均電流如cB線所示迅速地上升，并且在時間t1處比現(xiàn)有技術(shù)中的自動演奏器更靠近ru1。因此，所述制音踏板PD迅速地加速，并且達到接近于所述目標(biāo)踏板速度v(p)的踏板速度。
轉(zhuǎn)到圖3，當(dāng)所述脈沖寬度調(diào)制器42a以ru(臨時)提供所述驅(qū)動信號時，所述中央處理單元11用定時器16測量所述時間的流逝，并且將精力集中在對音符事件的數(shù)據(jù)處理上。當(dāng)所述時間周期T過去時，所述中央處理單元11通過步驟S107將所述負荷比從等同于所述臨時平均電流ru(臨時)的數(shù)值改變成等同于所述平均電流r1的數(shù)值，并且所述螺線管28中的所述平均電流逐漸地朝向ru1增加，如圖中時間t1和時間t2之間所示的那樣。在這種情況下，時間周期T是1.5毫秒。所述驅(qū)動信號被調(diào)節(jié)成所述臨時平均電流ru(臨時)的所述時間周期被指稱為“瞬態(tài)時間周期”。
將會理解的是，螺線管28中的所述平均電流在所述瞬態(tài)時間周期T中以所述臨時平均電流ru(臨時)被升高。結(jié)果，所述螺線管操控的踏板致動器26迅速地加速所述踏板PD，就好象演奏者踏在其上。因此，根據(jù)本發(fā)明的自動演奏器3精確地再現(xiàn)了原始的踏板運動，并且使得所述表演比現(xiàn)有技術(shù)的自動演奏器更接近于最初的表演。
在上述的實施例中，所述螺線管操控的鍵致動器26向下踩所述踏板PD。但是，當(dāng)所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼是朝向所述停止位置進行恢復(fù)的指示時，所述運動控制器41提供比先前目標(biāo)踏板位置Pr(p)低的目標(biāo)踏板位置Pr(p)，并且所述伺服控制器42向下移動所述活塞29。在這種情況下，u(p)在數(shù)值上大于ru1從而使所述臨時平均電流ru(臨時)小于所述平均電流ru1。
從公式1，可以理解的是，在所述先前平均電流u(p)是零的情況下，所述最大臨時平均電流ru(臨時)是所述平均電流ru1的兩倍。因此，所述臨時平均電流ru(臨時)對所述平均電流ru1的比值不會太大，從而使所述脈沖寬度調(diào)制器42a可以保持所述踏板沒有顫動的穩(wěn)定運動。
本發(fā)明人確定所述踏板運動在所述平均電流ru1對所述臨時平均電流ru(臨時)的比值等于或小于2以及再循環(huán)周期Tr對瞬態(tài)時間T的比值等于或小于1.5/4的條件下是穩(wěn)定的。在ru(臨時)/ru1以及T/Tr的比值極大地超過2和1.5/4的情況下，會發(fā)生超過額定值和低于額定值。但是，即使ru(臨時)/ru1的比值超過2，只要T/Tr的比值不大大超過1.5/4，所述踏板運動就仍是穩(wěn)定的。相似地，即使T/Tr的比值大于1.5/4，只要ru(臨時)/ru1的比值不大大超過2，所述踏板運動就仍是穩(wěn)定的。因此，在本實施例中所說明的比值僅是一個示例。
第二實施例另一個應(yīng)用本發(fā)明的自動演奏器鋼琴也主要包括聲樂鋼琴和自動演奏器。所述聲樂鋼琴在結(jié)構(gòu)上類似于所述聲樂鋼琴1，以及所述自動演奏器在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上類似于所述自動演奏器3。僅是用于所述踏板控制的計算機程序不同于圖3中所示的程序。出于這個原因，在以下的說明中引用圖1和圖2，并且以下的說明集中在所述計算機程序。
步驟S201，S202，S203，S204，S205a，S206和S207分別與步驟S101，S102，S103，S104，S105，S106和S107相同，并且為了避免重復(fù)對于這些步驟的說明被省略。與示出在圖3中的計算機程序的不同之處在于所述平均電流被雙階地下降。
在確定了所述平均電流ru1時，所述中央處理單元11在步驟S205a計算所述臨時平均電流ru(臨時1)，類似于所述臨時平均電流ru(臨時)。隨后，所述中央處理單元通過步驟S205b確定放大平均電流(boost mean current)ru(臨時2)。
ru(臨時2)＝ru(臨時1)×alpha ………公式2其中alpha是一系數(shù)。當(dāng)所述踏板PD被按壓時，所述系數(shù)alpha大于1。但是，當(dāng)所述踏板PD將要返回時，所述參數(shù)alpha小于1。因此，所述中央處理單元11在向所述螺線管28供應(yīng)所述驅(qū)動信號之前不僅確定臨時平均電流ru(臨時1)，而且確定放大平均電流ru(臨時2)。
隨后，所述中央處理單元11通過步驟S206a讓所述脈沖寬度調(diào)制器42a將所述驅(qū)動信號調(diào)節(jié)成負荷比等同于所述放大平均電流ru(臨時2)。所述脈沖寬度調(diào)制器42a將所述驅(qū)動信號調(diào)節(jié)成所述負荷比，并且將所述驅(qū)動信號提供到與所述踏板PD相關(guān)聯(lián)的所述螺線管28。然后，所述活塞29開始迅速的突出。盡管所述放大平均電流ru(臨時2)是所述平均電流ru1的兩倍多，但是放大時間周期T1要比所述時間周期T短，并且很難產(chǎn)生超過額定值和低于額定值的現(xiàn)象，其中在放大時間周期T1上所述脈沖寬度調(diào)制器42a以等同于所述放大平均電流ru(臨時2)的所述負荷比保持所述驅(qū)動電流。
直到所述放大時間周期T1的結(jié)束，通過步驟S206所述中央處理單元11讓所述寬度調(diào)節(jié)器42a使負荷比降低以等同于所述臨時平均電流ru(臨時1)，并且所述脈沖寬度調(diào)制器42a將所述驅(qū)動信號下降到等同于所述臨時平均電流ru(臨時1)的負荷比。所述脈沖寬度調(diào)制器42a向所述螺線管28提供所述驅(qū)動信號，并且所述踏板PD被減速。所述脈沖寬度調(diào)制器42a在時間周期T2范圍內(nèi)將所述驅(qū)動信號保持在等同于所述臨時平均電流ru(臨時1)的負荷比。在這種情況下，整個時間周期(T1+T2)等于時間周期T。
直到所述時間周期T2結(jié)束，通過步驟S207所述中央處理單元11讓所述脈沖寬度調(diào)制器42a使所述負荷比下降以等同于所述平均電流ru1。
由于驅(qū)動信號的負荷比雙階下降，則所述活塞29雙階減速，并且行進在圖6所示的cC上。將cC和cB相比較，可以理解的是螺線管28中的所述平均電流比第一實施例更早地接近于所述平均電流ru1。這就造成所述踏板運動比所述自動演奏器鋼琴30中的所述踏板運動更忠實于最初的踏板運動。
從上面的說明中會看到，螺線管28中的所述平均電流在每個周期的早期階段T迅速地朝向ru1上升，從而使所述踏板的行為與原始的演奏相類似。這就導(dǎo)致所述回放忠實于原始的演奏。
盡管本發(fā)明特定的實施例已經(jīng)被示出并且進行了說明，但明顯的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明精神和范圍的條件下可進行各種修改和變化。
所述自動演奏器鋼琴沒有對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)定任何限制。本發(fā)明可應(yīng)用于各種類型的自動演奏器樂器。另一種自動演奏器樂器可以基于另一種類型的鍵盤樂器而建立起來，諸如直立式鋼琴，風(fēng)琴或大鍵琴。另一種自動演奏器樂器也可以基于另一種類型的樂器而建立起來，諸如打擊樂器，即鋼片琴(celesta)。
本發(fā)明可應(yīng)用于所述螺線管操控的鍵致動器。由于所述螺線管具有較大的電感，因此其可有效地對抗因大的時間常數(shù)所造成的時間延遲。因此，所述螺線管操控踏板致動器26不會對本發(fā)明的范圍設(shè)定任何限制。
所述螺線管操控的致動器不會對本發(fā)明的范圍進行任何的限定。脈沖電機對所述自動演奏器是可行的，并且本發(fā)明可做出迅速的反應(yīng)。
4毫秒的重新計算周期不會對本發(fā)明的技術(shù)范圍設(shè)定任何限制。所述重新計算周期取決于在所述參考軌跡上的目標(biāo)踏板位置Pr(p)的數(shù)量。在第一實施例的修正中，在步驟S101和S102處的工作是由所述運動控制器41以20毫秒的間隔執(zhí)行的，并且在步驟S103和S107處的工作是由所述伺服控制器42以4毫秒的間隔執(zhí)行。在另一個實施例中，在步驟106和107處的工作是由微型計算機所執(zhí)行的。
所述伺服控制器42可以通過插值將虛擬目標(biāo)踏板子位置或子位置插入在所述參考軌跡上的兩個目標(biāo)踏板位置Pr(p)之間。在這種情況下，所述伺服控制器42將真正的踏板位置與每個虛擬的目標(biāo)踏板子位置相比較，并且所述瞬態(tài)時間周期T短于所述虛擬目標(biāo)踏板子位置之間的所述時間間隔。
所述瞬態(tài)時間周期T可能短于或長于1.5毫秒。所述重新計算周期對所述瞬態(tài)時間周期的比值小于或大于1.5/4。所述瞬態(tài)時間周期T取決于所述重新計算周期和所述時間常數(shù)。如果所述時間常數(shù)遠大于所述實施例的時間常數(shù)，那么所述瞬態(tài)時間周期T長于1.5毫秒。例如，一個設(shè)計者可能首先確定所述平均電流到達ru1的到達時間tx，平均電流由cB線所表示，并且將所述時間周期T調(diào)節(jié)成短于時間t0和時間tx之間的差別Tx。所述時間周期T可能是80％的時間周期Tx。所希望的是，將所述時間周期T調(diào)節(jié)成多個采樣時間周期，即重復(fù)所述步驟S205的時間間隔。
由于所述負荷比可能在100％和0％之間變化，所述臨時平均電流ru(臨時)可能等同于100％的負荷比或等同于0％的負荷比。由于不可能將負荷比增加超過100％以及將負荷比下降超過0％，所以即使所述中央處理單元11讓所述脈沖寬度調(diào)制器42a在步驟S106或S206a/S206將所述平均電流增加到大于100％或減少到小于0％負荷比的數(shù)值，所述脈沖寬度調(diào)制器都只將所述驅(qū)動信號調(diào)節(jié)成100％的負荷比或0％的負荷比。出于這個原因，如果所述平均電流ru1的數(shù)值(可能與50％的負荷比相等或大于這個數(shù)值)遠大于先前的數(shù)值u(p)或遠小于先前的數(shù)值u(p)，那么可能認為的本發(fā)明對抗時間延遲缺少效率。但是，迅速的增加或迅速的減少在這些情況下對所述踏板運動來說不是強烈要求的。所述迅速增加和迅速減少對長踏板沖程來說是需要的，并且本發(fā)明在這種情況下對抗時間延遲是有效的。
ru1對ru(臨時)的比值可以是變化的。假設(shè)所述平均電流ru1與所述先前的數(shù)值u(p)相比被增加。在先前的數(shù)值u(p)相對較小的條件下，所述比值和時間周期T可以是大的和可以是長的。相反的是，在先前的數(shù)值u(p)相對較大的條件下，所述比值和時間周期T可以是小的和可以是短的。在另一個方面，當(dāng)所述平均電流ru1與先前的數(shù)值相比被減少，只要u(p)相對較大，所希望的是將所述比值和時間周期T調(diào)整成大的數(shù)值。
在所述參考軌跡上的一系列目標(biāo)位置不會對本發(fā)明的技術(shù)范圍做出任何限制。未使用的MIDI格式可能代表每個踏板PD從所述停止位置的深度。在這種情況下，所述踏板位置代碼以4毫秒的間隔被混合到其它MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼中，并且所述中央處理單元11以4毫秒的間隔重復(fù)步驟S101。
所述平均電流可能多于雙階地下降或上升。
所述脈沖寬度調(diào)制器42a不會對本發(fā)明的技術(shù)范圍做出任何限制。所述脈沖寬度調(diào)制器42a可以由用于控制所述驅(qū)動信號電壓水平的可變電阻器所替代。
臨時/放大平均電流的其中一個在另一個被供應(yīng)到所述螺線管28之后可以被計算出來。因此，步驟S205a，S205b，S206a以及S206不會對本發(fā)明的技術(shù)范圍做出任何限制。
權(quán)利要求的語言文字涉及所述自動演奏器鋼琴30如下的元件。黑鍵和白鍵31a/31b，動作單元33的構(gòu)件，音錘32，制音器36，琴鍵31，踏板PD以及形成“多個連桿(links)組合”的連桿件(link works)PL。所述琴弦34作為“多個樂音發(fā)生部件”。所述螺線管操控踏板致動器26對應(yīng)于“至少一個致動器”，以及所述螺線管28作為“電流通路”。所述制音踏板PD對應(yīng)于“預(yù)定的連桿”，以及制間踏板PD、相關(guān)聯(lián)的連桿件PL、以及制音器36被結(jié)合在“所述多個連桿組合的其中一個”中。所述MIDI音樂數(shù)據(jù)代碼是“音樂數(shù)據(jù)片斷”的代表。所述平均電流ru1和所述臨時平均電流ru(臨時)或ru(臨時1)/ru(臨時2)分別作為“目標(biāo)數(shù)值”和“臨時數(shù)值”。所述中央處理單元11和運行在其上的計算機程序作為整體構(gòu)成的“數(shù)據(jù)處理器”，以及所述脈沖寬度調(diào)制器作為“驅(qū)動電路”。
所述螺線管操控的鍵致動器20作為“其它的致動器”，以及所述黑鍵/白鍵31a/31/b對應(yīng)于“其它所述多個連桿組合的其它連桿”。
權(quán)利要求
1.一種用于表演的無需任何演奏者彈奏的自動演奏器樂器(30)，包括樂器(1)，其包括多個連桿組合(31a，31b，32，33，36，PD，PL)，由所述演奏者有選擇地致動以指定要產(chǎn)生的樂音，以及多個樂音發(fā)生部件(34)，由所述多個連桿組合(31a，31b，32，33，36，PD，PL)有選擇地致動以產(chǎn)生所述樂音；以及與所述多個連桿組合(31a，31b，32，33，36，PD，PL)相關(guān)聯(lián)的自動演奏器(3)，包括至少一個具有電流通路(28)的致動器(26)，所述電流通路耦合有電感，并且致動器對流經(jīng)所述電流通路(28)的驅(qū)動信號作出反應(yīng)從而在所述多個連桿組合(PD，PL，36)中的一個的預(yù)定連桿(PD)上施加力，由此致動所述多個連桿組合(PD，PL，36)中的一個，數(shù)據(jù)處理器(3a)，分析音樂數(shù)據(jù)片斷從而確定周期性變化的所述預(yù)定連桿(PD)的目標(biāo)位置以及所述驅(qū)動信號的電流的目標(biāo)數(shù)值(ru1)，用于在不考慮所述電感的情況下在時間周期(t2)的末端將所述預(yù)定連桿(PD)從一個所述目標(biāo)位置帶到下一個目標(biāo)位置，以及連接在所述數(shù)據(jù)處理器(3a)和所述至少一個致動器(26)之間用于提供所述驅(qū)動信號的驅(qū)動電路(42a)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器(3a)在所述時間周期的早期階段(T)進一步確定要被供送到所述電流通路(26)的所述電流的臨時數(shù)值(ru(臨時)；ru(臨時1)/ru(臨時2))，從而使所述預(yù)定連桿(PD)比由所述目標(biāo)數(shù)值(ru1)下的所述驅(qū)動信號驅(qū)動的預(yù)定連桿(PD)更靠近所述下一個目標(biāo)位置，并且所述驅(qū)動電路(42a)在所述早期階段(T)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動信號至所述臨時數(shù)值(ru(臨時)；ru(臨時1)/ru(臨時2))，并且在所述早期階段的末端(t1)將所述驅(qū)動信號從所述臨時數(shù)值(ru(臨時)；ru(臨時1)/ru(臨時2))變化至所述目標(biāo)數(shù)值(ru1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動演奏器樂器，進一步包括分別具有耦合有其它電感的其它電流通路并且對分別流經(jīng)所述其它電流通路的其它驅(qū)動信號作出反應(yīng)的其它致動器(20)，從而將力施加在其它所述多個連桿組合(31a，31b，32，33，36)中的其它連桿(31a/31b)上，由此無需用指彈奏而致動其它所述多個連桿組合，其中在所述至少一個致動器(26)上的負載要比所述其它致動器(20)中的一個上的負載重。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動演奏器樂器，其中所述至少一個致動器(26)驅(qū)動一個踏板(PD)，該踏板作為所述預(yù)定連桿在一個停止位置和一個端部位置之間移動，并且所述其它致動器(20)中的一個驅(qū)動一個鍵(31a/31b)在一個停止位置和一個端部位置之間移動，所述鍵作為其它所述多個連桿組合中的所述連桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動演奏器樂器，其中所述踏板(PD)和所述鍵(31a/31b)形成聲音鋼琴(1)的部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動演奏器樂器，其中臨時數(shù)值(ru(臨時))在所述早期階段(T)是常值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動演奏器樂器，其中所述臨時數(shù)值(ru(臨時))和所述目標(biāo)數(shù)值(ru1)之間的比值等于或小于2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動演奏器樂器，其中所述早期階段(T)和所述時間周期的比值等于或小于1.5/4。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動演奏器樂器，其中所述臨時數(shù)值(ru(臨時))和所述目標(biāo)數(shù)值(ru1)之間的比值等于或小于2，并且所述早期階段(T)和所述時間周期的比值等于或小于1.5/4。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動演奏器樂器，其中所述臨時數(shù)值(ru(臨時1)，ru(臨時2))在所述早期階段(T)至少變化一次。
10.一種用于有選擇地驅(qū)動結(jié)合在樂器(30)中的多個連桿組合(31a，31b，32，33，36，PD，PL)的自動演奏器，包括至少一個具有電流通路(28)的致動器(26)，所述電流通路耦合有電感，并且致動器對流經(jīng)所述電流通路(28)的驅(qū)動信號作出反應(yīng)從而在所述多個連桿組合(PD，PL，36)中的一個的預(yù)定連桿(PD)上施加力，由此致動所述多個連桿組合(PD，PL，36)中的一個，數(shù)據(jù)處理器(3a)，分析音樂數(shù)據(jù)片斷從而確定周期性變化的所述預(yù)定連桿(PD)的目標(biāo)位置以及所述驅(qū)動信號的電流的目標(biāo)數(shù)值(ru1)，用于在不考慮所述電感的情況下在時間周期(t2)的末端將所述預(yù)定連桿(PD)從一個所述目標(biāo)位置帶到下一個目標(biāo)位置，以及連接在所述數(shù)據(jù)處理器(3a)和所述至少一個致動器(26)之間用于提供所述驅(qū)動信號的驅(qū)動電路(42a)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器(3a)在所述時間周期的早期階段(T)進一步確定要被供送到所述電流通路(26)的所述電流的臨時數(shù)值(ru(臨時)；ru(臨時1)/ru(臨時2))，從而使所述預(yù)定連桿(PD)比由所述目標(biāo)數(shù)值(ru1)下的所述驅(qū)動信號驅(qū)動的預(yù)定連桿(PD)更靠近所述下一個目標(biāo)位置，并且所述驅(qū)動電路(42a)在所述早期階段(T)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動信號至所述臨時數(shù)值(ru(臨時)；ru(臨時1)/ru(臨時2))，并且在所述早期階段的末端(t1)將所述驅(qū)動信號從所述臨時數(shù)值(ru(臨時)；ru(臨時1)/ru(臨時2))變化至所述目標(biāo)數(shù)值(ru1)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動演奏器，進一步包括分別具有耦合有其它電感的其它電流通路并且對分別流經(jīng)所述其它電流通路的其它驅(qū)動信號作出反應(yīng)的其它致動器(20)，從而將力施加在其它所述多個連桿組合(31a，31b，32，33，36)中的其它連桿(31a，31b)上，由此無需用指彈奏而致動其它所述多個連桿組合，其中在所述至少一個致動器(26)上的負載要比所述其它致動器(20)中的一個上的負載重。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動演奏器，其中所述至少一個致動器(26)驅(qū)動一個踏板(PD)，該踏板作為所述預(yù)定連桿在一個停止位置和一個端部位置之間移動，并且所述其它致動器(20)中的一個驅(qū)動一個鍵(31a，31b)在一個停止位置和一個端部位置之間移動，所述鍵作為其它所述多個連桿組合中的所述連桿。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自動演奏器，其中所述踏板(PD)和所述鍵(31a，31b)形成聲音鋼琴(1)的部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動演奏器，其中臨時數(shù)值(ru(臨時))在所述早期階段(T)是常值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動演奏器，其中所述臨時數(shù)值(ru(臨時))和所述目標(biāo)數(shù)值(ru1)之間的比值等于或小于2。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動演奏器樂器，其中所述早期階段(T)和所述時間周期的比值等于或小于1.5/4。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動演奏器，其中所述臨時數(shù)值(ru(臨時))和所述目標(biāo)數(shù)值(ru1)之間的比值等于或小于2，并且所述早期階段(T)和所述時間周期的比值等于或小于1.5/4。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動演奏器，其中所述臨時數(shù)值(ru(臨時1)，ru(臨時2))在所述早期階段至少變化一次。
全文摘要
本發(fā)明公開一種自動演奏器鋼琴(30)，其裝備有用于在回放中驅(qū)動所述踏板(PD)的螺線管操控踏板致動器(26)；由于所述螺線管(28)耦合有大量的電感，所述驅(qū)動信號因長的時間常數(shù)被延遲，從而使所述踏板(PD)的動作與原始的演奏有所不同；結(jié)合在所述自動演奏器(3)中的控制器(3a)首先確定為了再現(xiàn)踏板運動在理論上所需的所述驅(qū)動信號的目標(biāo)平均電流(ru1)，以及臨時平均電流(ru(臨時))，在最大值處是所述目標(biāo)平均電流(ru1)的兩倍；所述控制器(3a)在每個循環(huán)的早期階段以所述臨時平均電流(ru(臨時))向所述螺線管(28)提供所述驅(qū)動信號，并且，隨后將所述驅(qū)動信號恢復(fù)到所述目標(biāo)平均電流(ru1)，從而使所述踏板運動接近所述原始的演奏。
文檔編號G10F1/00GK1664916SQ200510053018
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者藤原佑二, 大場保彥, 石崎公一 申請人:雅馬哈株式會社