УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗВУКА ИЗ СТРУНЫ СТРУННОГО ИНСТРУМЕНТА
DEVICE TO SOUND STRING INSTRUMENT STRING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к музыкальным инструментам, а конкретнее - к устройству для извлечения звука из струны струнного инструмента.
Уровень техники
Для извлечения звука из струны струнного инструмента в устройствах автоматического исполнения музыкальных произведений используются различные технические решения.
Так, в патенте Великобритании №1426203 (опубл. 25.02.1976) описано устройство, в котором каждая струна зацепляется для звучания своим колесом с зубцами на боковой поверхности, которое приводится во вращение и, соответственно, зацепление со струной при прижатии к струне за счет надавливания на подпружиненный рычаг, поддерживающий это колесо вблизи струны. Данное решение, помимо своей сложности, не может обеспечить качественное звучание струны вследствие того, что после зацепления одним зубцом струна может соприкасаться со следующим зубцом, из-за чего звучание может быть дребезжащим или приглушенным.
В патенте США №6723904 (опубл. 20.04.2004) описано устройство для извлечения звука из струны струнного инструмента, в котором также используется вращающееся колесо с четырьмя зубцами, ось которого проходит параллельно струне. При срабатывании соленоида, втягивающего эту ось, колесо, следуя предусмотренным направляющим, поворачивается, зацепляя струну. Недостатком такого решения является его сложность.
Раскрытие изобретения
Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в разработке более простого устройства, позволяющего извлекать звук из струны подобно тому, как это делает музыкант.
Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в настоящем изобретении предложено устройство для извлечения звука из струны струнного инструмента, содержащее: медиатор, предназначенный для взаимодействия со струной; держатель медиатора, предназначенный для крепления к нему этого медиатора; первую направляющую, размещенную практически перпендикулярно плоскости струн струнного инструмента и предназначенную для перемещения по ней держателя медиатора; соленоид, установленный на первой направляющей и скрепленный своим плунжером с держателем медиатора для его перемещения от струны при подаче рабочего тока в обмотку соленоида; каретку, зафиксированную с обратной стороны первой направляющей практически перпендикулярно ей; платформу, зафиксированную в плоскости, практически параллельной плоскости струн; вторую направляющую, закрепленную на платформе и предназначенную для перемещения каретки по направлению к струне или от нее; шаговый двигатель, закрепленный на платформе и соединенный с кареткой через передаточный механизм, связанный с выходным валом шагового двигателя.
Одна особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что соленоид может иметь возвратную пружину для возвращения держателя медиатора в исходное положение после выключения соленоида.
Еще одна особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что передаточный механизм может содержать прикрепленный к выходному валу шатун, к концу которого шарнирно присоединена тяга, другой конец которой шарнирно соединен с кареткой.
При этом шаговый двигатель может дополнительно содержать оптоэлектрический датчик, предназначенный для определения исходного положения шагового двигателя по метке, нанесенной на край шатуна.
Другая особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что передаточный механизм может содержать прикрепленное к выходному валу червячное колесо, тогда на каретке может быть выполнена ответная зубчатая рейка.
Наконец, еще одна особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что передаточный механизм может содержать прикрепленный к выходному валу один элемент винтовой передачи, другой элемент которой соединен с кареткой.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение поясняется с помощью приложенных чертежей, на которых одним и тем же элементам присвоены одинаковые ссылочные позиции.
На Фиг. 1 показан вид в перспективе части грифа струнного инструмента с установленным устройством для извлечения звука из струны по настоящему изобретению.
На Фиг. 2 показан один возможный вариант приводного механизма в устройстве для извлечения звука из струны по настоящему изобретению.
На Фиг. 3 показан другой возможный вариант приводного механизма в устройстве для извлечения звука из струны по настоящему изобретению.
Подробное описание
На Фиг. 1 показан вид в перспективе части грифа струнного инструмента с установленным устройством для извлечения звука из струны по настоящему изобретению. В данном примере струнным инструментом является гитара, однако это всего лишь иллюстрация возможного варианта осуществления данного изобретения, а не ограничение его объема. Как видно из Фиг. 1, все устройство расположено в целом практически перпендикулярно соответствующей струне 1.
Устройство по настоящему изобретению содержит медиатор 2, предназначенный для взаимодействия с соответствующей струной 1. Этот медиатор 2 представляет собой обычный гитарный медиатор, закрепленный в держателе 3 медиатора, который может быть выполнен в виде ползуна, способного перемещаться по первой направляющей 4, размещенной практически перпендикулярно плоскости струн в струнном инструменте.
На первой направляющей 4 установлен соленоид 5, скрепленный своим плунжером 6 с держателем 3 медиатора, чтобы иметь возможность перемещать держатель 3 медиатора и, соответственно, сам медиатор 2 от струны 1 при подаче рабочего тока в обмотку соленоида 5. Возврат держателя 3 медиатора в исходное положение производится с помощью возвратной пружины 7, установленной между корпусом соленоида 5 и упором на его плунжере 6.
С обратной стороны первой направляющей 4 практически перпендикулярно ей зафиксирована каретка 8, способная перемещаться по второй направляющей 9 к струне 1 или от нее. Вторая направляющая 9 закреплена на платформе 10, которая зафиксирована в плоскости, практически параллельной плоскости струн. Эта платформа 10 может быть выполнена из любого материала достаточной прочности, к примеру, из алюминия или гетинакса. Первая и вторая направляющие 4 и 9, а также держатель 3 медиатора и каретка 8 могут быть выполнены из любого подходящего материала, обеспечивающего достаточное скольжение. Предпочтительно, это может быть алюминий, хотя не исключены и такие материалы, как латунь, фторопласт, сталь и т.п., причем материалы всех указанных элементов могут быть как одни и те же, так и различные в любом сочетании.
Фиксация общей платформы 10 к струнному инструменту может быть осуществлена любым известным специалистам средством, к примеру, скобами, хомутами, кронштейнами и т.п.
На общей платформе 10 закреплен шаговый двигатель 11, соединенный с кареткой 8 через передаточный механизм, связанный с выходным валом 12 шагового двигателя 11. На Фиг. 1 приведен для примера один возможный вариант выполнения этого передаточного механизма, содержащий прикрепленный к выходному валу 12 шатун 13, к концу которого шарнирно присоединена тяга 14, другой конец которой шарнирно соединен с кареткой 8. Шатун 13 на Фиг. 1 показан в виде колеса, на ободе которого размещена опорная метка (не показано), а на шаговом двигателе 11 или неподвижно около него закреплен оптоэлектрический датчик 15, предназначенный для определения исходного положения шагового двигателя по опорной метке. В общем виде опорная метка размещается на краю шатуна 13.
На Фиг. 2 показан еще один возможный вариант приводного механизма в устройстве для извлечения звука из струны по настоящему изобретению. Передаточный механизм по Фиг. 2 содержит прикрепленное к выходному валу 12 червячное колесо 16, а на каретке 8 выполнена ответная зубчатая рейка 17.
На Фиг. 3 показан еще другой возможный вариант приводного механизма в устройстве для извлечения звука из струны по настоящему изобретению. Передаточный механизм по Фиг. 3 содержит прикрепленный к выходному валу 12 один элемент 18 винтовой передачи, другой элемент 19 которой соединен с кареткой 8. На Фиг. 3 элемент 18 представляет собой винтовой стержень, а элемент 19 - пластину с отверстием («гайку»), в котором выполнена ответная резьба. Однако возможно и обратное соотношение, когда на выходном валу 12 закреплена пластина с резьбовым отверстием, а на каретке 8 закреплен стержень с ответной резьбой.
В принципе, выполнение передаточного механизма от шагового двигателя 11 к каретке 8 может быть и любым иным, известным или разрабатываемым в будущем.
Устройство для извлечения звука из струны струнного инструмента по настоящему изобретению работает следующим образом.
В исходном состоянии каретка 8 сдвинута в свое крайнее левое положение по Фиг. 1, а держатель 3 медиатора опущен так, что рабочий конец медиатора 2 размещен за струной 1 относительно первой и второй направляющих 4, 9, каретки 8 и общей платформы 10.
При необходимости извлечь звук из данной струны 1 шаговый двигатель 11 включается, и его выходной вал 12 поворачивается на такой угол, который соответствует (пропорционален) принятому уровню громкости для подлежащего исполнению звука. Конкретное соотношение угла поворота выходного вала 12 (числа шагов шагового двигателя 11) и уровня громкости звука определяется заранее для каждой струны 1 и сохраняется в памяти управляющего средства (не показано), задающего сигналы для управления устройством для извлечения звука из струны струнного инструмента по настоящему изобретению.
Отметим, что регулировка высоты тона звучащей струны не рассматривается в данном описании, т.к. не является предметом данного изобретения.
Поворот выходного вала 12 через соответствующий передаточный механизм вызывает смещение каретки 8 вправо по Фиг. 1. Если передаточный механизм выполнен в соответствии с чертежом Фиг. 1, поворот выходного вала 12 вызывает смещение точки шарнирного крепления тяги 14, движение которой и вызывает перемещение каретки 8, с которой эта тяга 14 шарнирно скреплена на другом своем конце. В случае, когда передаточный механизм выполнен в соответствии с чертежом Фиг. 2, поворот выходного вала 12 вызывает вращение закрепленного на нем червячного колеса 16 (против часовой стрелки на Фиг. 2), а это, в свою очередь, заставляет сдвигаться влево зубчатую рейку 17, жестко скрепленную с кареткой 8. В случае, когда передаточный механизм выполнен в соответствии с чертежом Фиг. 3, поворот выходного вала 12 вызывает вращение закрепленного на нем элемента 18 винтовой передачи (резьбового стержня по Фиг. 3), за счет чего другой элемент 19 винтовой передачи («гайка»), жестко закрепленный на каретке 8, перемещается (вправо по Фиг. 3).
Перемещение каретки 8 вправо вызывает натяжение струны 1 медиатором 2 в соответствии с углом поворота выходного вала 12 шагового двигателя 11. После этого подается ток в обмотку соленоида 5, что приводит к подъему держателя 3 медиатора. В результате медиатор 2 срывается с натянутой струны 1, заставляя ее звучать. Далее шаговый двигатель 11 вращается в обратную сторону, возвращая каретку 8 в исходное положение, затем отключается рабочий ток от соленоида 5, что приводит к опусканию держателя 3 медиатора под действием возвратной пружины 7, и медиатор 2 вновь устанавливается за струной 1.
В случае выполнения передаточного механизма по Фиг. 1 возврат каретки 8 в исходное состояние может контролироваться оптоэлектрическим датчиком 15. Когда нанесенная на край шатуна 13 опорная метка оказывается напротив этого оптоэлектрического датчика 15, последний выдает сигнал на управляющее средство (не показано), которое отключает питание шагового двигателя 11. В принципе, датчик, подобный оптоэлектрическому датчику 15, может быть использован и в других вариантах осуществления передаточного механизма.
Таким образом, устройство для извлечения звука из струны струнного инструмента по настоящему изобретению обеспечивает извлечение звука из струны подобно тому, как это делает музыкант, и является более простым, нежели известные аналоги.