CN201237893Y - 一种电子鼓盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子鼓盘，包括设置在支撑杆上的类圆形的框架，框架的上表面及外沿包裹有覆盖物以作为鼓皮，分布于鼓盘上的各个传感器与输出端口电信号连接；所述的传感器包括：用于检测鼓盘上表面受到的敲击的压电传感器、以及用于检测鼓盘的边沿部分受到的敲击或压力的外沿传感器；旋转制动组件与楔形凹孔组件使得电子鼓盘能随敲击摆动；信号输出端口设置于鼓盘下部，其端口方向向外，并且可以仅设置一个输出端口。本电子鼓盘敲击手感佳，对于敲击的响应迅速，且能相对精确地对敲击位置及敲击力度进行检测。

Description

一种电子鼓盘

技术领域

本实用新型涉及电子乐器的相关技术领域，具体地说是一种电子鼓盘。

背景技术

传统原声鼓盘其材料为黄铜。以套鼓中的镲片为例，组成部分包括：凸起的镲心，在演奏中作用是增加节奏性，也称镲帽，击打镲帽能够获得尖锐并具有穿透力的声音；镲面，在演奏中作用是增加节奏性，也称镲身，击打镲身以获得更多延音；镲边，在演奏中作用是“强调”某一段乐句，用于连续打出重音，突出重音效果。鼓盘的作用：如果要演奏基本的摇滚节奏，那就要在鼓盘上打出相应的节拍。换句话说，鼓盘用于控制节拍。传统原声鼓盘的缺点为声音很响，不适合在房间中使用；配置要求高，费用昂贵；噪音大。

电声鼓盘为用电声来逼真模拟原声鼓盘的电子乐器，其关键元器件为传感器，用于检测敲击力度和敲击位置。电声鼓盘由一组橡胶鼓垫或网状鼓皮与其内置的电子控制装置组成。电子控制装置将您的演奏转化为电子信号，这个信号传输到一个声音模块内被编程后发出数字声音。电声鼓盘的演奏效果与真鼓十分接近，所以电声鼓盘在录音棚或演出场所使用的也比较多。电声鼓盘使用合成橡胶或网状鼓皮，其优点是可降低声音。

现有的电声鼓盘普遍存在如下问题：敲击手感不同于原声鼓盘；对于敲击的响应不够迅速；对于敲击位置检测不够精确以及敲击力度的均匀性检测不够准确。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了提供一种电子鼓盘，以克服现有的电声鼓盘普遍存在的一些缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

本实用新型公开了一种电子鼓盘，包括设置在支撑杆上的类圆形的鼓盘框架，框架的上表面及外沿包裹有覆盖物以作为鼓皮，分布于鼓盘上的传感器与输出端口电信号连接，其特征在于：所述的传感器至少包括有外沿传感器，设置于框架的外沿，以检测鼓盘的边沿部分受到的敲击或压力。外沿传感器使用模拟量传感器。

电子鼓盘还包括有压电传感器，设置于框架下表面，远离使用者的一侧，以检测敲击力度。

鼓盘支撑杆的上部固定套有一旋转制动组件，该组件的上端面为楔形面，其上方的支撑杆上套有一由软性材料制成并与鼓盘固定连接的楔形凹孔组件，该组件下端的楔形凹孔由下至上口径逐步减小，并与旋转制动组件上端的楔形面相配合，所述楔形凹孔的角度大于旋转制动组件上端的楔形面所呈的角度。

输出端口设置于鼓盘下部，其端口方向向外。

该电子鼓盘仅包括一个所述的输出端口与所有的传感器电信号连接。

框架下表面沿圆周方向的对称位置上设置有配重块。

外沿传感器与框架中间放置有一软性薄膜。

本实用新型的有益效果是：敲击手感佳，对于敲击的响应迅速，且能相对精确地对敲击位置及敲击力度进行检测。

附图说明

图1是本实用新型的侧视示意图；

图2是上表面覆盖物的示意图；

图3是电子鼓盘的剖视图；

图4是带有支撑杆的电子鼓盘的剖视图；

图5是电子鼓盘的仰视图；

图6是敲击电子鼓盘的示意图；

图7是手捏住电子鼓盘边缘从而产生闷音的示意图；

图8是来自各个传感器的外部信号输出至音源的电路图；

图9是本实用新型的另一实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是一种电子鼓盘的俯视图，电子鼓盘1可被分解成镲心部分30，包括开口状中心1a(如图2所示)和(凸起)圆顶结构部分，和镲边部分32，以及在镲心部分30和镲边部分32之间的镲面部分31。

电子鼓盘1的上表面覆盖有覆盖物2。镲心部分30由圆顶结构中心和覆盖物2的中心部分组成。作为这个覆盖物的材料，既有橡胶的诸多优良特点又有作为塑料制品的高生产率的特点。

图2显示的是覆盖物2覆盖在电子鼓盘的上表面部分。覆盖电子鼓盘1上表面的覆盖物2的上表面采用凹凸的同心环构成。通过这个处理，获取不规则敲击信息。也就是说，凸出的同心环的宽度要宽于凹陷同心环的宽度，用意在于增加摩擦系数。

而且，作为覆盖物2的上表面，其橡胶表面有一个预处理，比如浸透，刷洗，喷洒，等等。覆盖物2的表面处有低摩擦因子的作用增加了表面的磨擦阻力。因此，木棍敲在电子鼓盘1上的感觉就像是敲在金属原声鼓盘上。而电子鼓盘经敲击一段时间后橡胶表面阻力会被减小。做成覆盖物2的材质和上表面处理有一样的优点，且比之后要描述的上半框架的质地更柔软。除此之外，表面处理比如橡胶表面预处理也同样运用于外沿敲击部分。通过使用覆盖物2覆盖上半框架，使得在敲击电子鼓盘1的上表面时有好的弹性。

如图3、4所示，用于从下面支撑电子鼓盘1的支撑杆10上的螺栓部分10a，10a上的蝶形螺母13，一个毡垫圈12，在电子鼓盘1的开口状中心1a的上面，按此顺序排列。

上半框架3同时包括由外沿部分3b，下降台阶3a组成上半框架3的外周。与下降台阶3a接触的覆盖物2的外沿部分2b，比与上半框架3外沿部分3b接触的覆盖物2更厚。为的是覆盖物表面呈平坦状。通过形成下降台阶3a，上半框架3形成了不规则的振动，带动外沿部分3b。因此，晃动过后可以迅速恢复原状。所以，即使连续地敲击电子鼓盘1，也能精确地检测敲击的位置，和每一次敲击的力度。此外，上表面的形状与原声嚓片相同，保证了真实的敲击手感。

另外，由于覆盖物的外沿部分2a向外伸展至包住上半框架3的外沿部分3b的背面。当敲击的时候镲边部分32区域(如图1所示)容易变形。因此，有可能再生一个逼真模拟原声嚓片的边缘部分变形后吸收冲力的过程。

下半框架4由用于支撑上半框架3的镲面部分的臂部结构4c，支撑对应于镲心部分31区域(如图1所示)的下表面的肩部结构4b组成。一个支撑开口部分4e从下方支撑楔形凹孔组件9，并与上半框架的中心开口部分将楔形凹孔组件9夹在中间。而且，多个安装螺孔4d，排列于支撑开口部分4e的外围，同样，楔形凹孔组件9和上半框架的中心开口部分的四周也安有螺孔，使用螺母将下半框架、楔形凹孔组件9、上半框架固定住。下半框架4与上半框架3使用相同硬度的材料。

压电传感器5，被装在上半框架3的下表面，不接触下半框架4的臂部结构4c，远离演奏者。这个传感器5检测电子鼓盘的敲击表面及敲击表面边缘的响应。这样设计的用意在于：若放在靠近演奏者的右半边，对于检测镲面、镲边的敲击，由于其距离上述敲击位置的距离不等，无法真实反映其力度，即如果传感器的正上方和其他位置同时被敲击，传感器的响应会出错，传感器输出差异较大；将压电传感器放置在远离演奏者的左半边，即演奏者无法敲击到的部位。因此，从传感器5输出的信号大小根据敲击的位置不会被很大的改变。压电传感器5有很好的分布灵敏度。这样就更大地增强了对于敲击力度的检测均匀性。

在外沿传感器与上半框架上表面之间放置一软性薄膜，可以有效避免敲击镲面对镲边的干扰。进一步说，由于上半框架是硬质材质制成，某些情形下，敲击镲面会带动镲边的振动，从而触发上边沿传感器引起镲边发声，即镲面敲击会干扰镲边。为避免上述情况，在上半框架上方放置一软性材质制成的薄膜，作缓冲用，用以吸收敲击镲面带给镲边的振动，从而避免上边沿传感器输出信号；

下半框架4的支撑开口部分4e和楔形凹孔组件9是脱离的，楔形凹孔组件9作为一个个体，被放置在上半框架的开口处的下方。

为防止电子鼓盘打转，敲击后可以迅速恢复平稳，在上半框架的下表面，以上半框架中心开口为圆心，沿圆周方向，等距放置了几块重量一样的铁块6，以螺丝和外围框体固定铁块。通过迅速制动，就可以有效避免当下的敲击对下次敲击的影响，从而保证连续敲击的输出正确性。

另外，上半框架与下半框架可以制为一体式结构，统称为框架。

外沿传感器7被放置在上半框架靠近使用者的一侧的三分之一的外边缘上。这是因为这个传感器必须处理这种情况：用木棍20的中段从侧面敲击电子鼓盘1或是用木棍20的尖段从纵向敲击电子鼓盘1。(如图6所示)也就是说，就演奏者可以敲击到的范围而言，边缘区域只使用靠近使用者的一侧的三分之一圆周。同样地，上半框架及覆盖物的形状也可以是呈扇形状。这是从降低成本的角度考虑，当然外沿传感器7也可以被放置在整个外边缘上。

下半框架4和之前已经描述的由肩部结构支撑的上半框架3的材质是一样的，都是硬质材料，没有采用更为柔软的材料。上半框架3没有和支撑杆装配在一起，上半框架产生的振动被很快地在上半框架上传播。因此，压电传感器5可以很精确地检测到当电子鼓盘1的表面及边缘被敲击时产生于上半框架3的振动。

此外，外沿传感器7被放置于上半框架3的外沿3b的上表面和覆盖于外沿3b之上的覆盖物2之间。外沿传感器7检测来自镲边部分32(如图1所示)的敲击。

如图3、4所示，支撑开口部分4e被放置在上半框架3的中心开口部分的下表面中心的下方。楔形凹孔组件9的外围边缘与支撑开口部分4e重叠，并置于支撑开口部分4e的上方。另外，楔形凹孔组件9有一个穿孔9a，支撑电子鼓盘1的支撑杆10通过所述穿孔9a从下面进入。楔形凹孔组件的形状是由下至上口径逐步减小。楔形凹孔组件处于上半框架与下半框架中间，以螺栓加以紧固。同时，支撑杆10有一头尖端部分10b被嵌入在穿孔9a内，因此，支撑杆10的形状在尖端部分也是逐步减小直径。旋转制动组件11通过固件15与支撑杆10固定住，使得支撑杆10的尖端部分10b可以嵌入至旋转制动组件11。旋转制动组件11的头部呈楔形面，且该组件的头部比楔形凹孔组件9的尖端更加尖。基于此，楔形凹孔组件9能不完全贴合在旋转固定组件11上摆动。因此，当电子鼓盘被敲击时，它能有效限制敲击振动幅度，并由此可以减小传感器检测超出敲击力度的范围，从而降低制造成本。由于楔形凹孔组件使用比上半框架与下半框架更为柔软的材质制成，比如橡胶。当电子鼓盘振动时楔形凹孔组件9会有稍许变形，从而防止了电子鼓盘的损坏，并保证有效制动。此外，支撑杆10的尖端部分为螺栓部分10a。螺栓部分10a位于支撑杆10的最上端，伸出至上半框架3的中心开口部分的上方，进而可以通过碟形螺母13来固定住上半框架3。毡垫圈12穿过螺栓部分10a，被放置在碟形螺母13和上半框架3的中心开口部分中间。电子鼓盘通过碟形螺母固定在支撑杆10上。

来自于压电传感器5，外沿传感器7各自传输输出信号至音源设备(图中未标出)的一个输出端口18和输出电缆14(如图5所示)。当敲击电子鼓盘1时，产生了以电子鼓盘1的中心为振动轴的振动。输出端口18没有被放置在靠近振动中心轴的区域，而是向外侧。即不必使输出端口18和输出电缆14放置在靠近振动中心轴的区域以使其重心靠近鼓盘的重心，因为已经有铁块6可以抵消输出端口和输出电缆的重力。将输出端口面向外侧的另一个重要原因是可以使演奏者方便插拔。输出端口18和输出电缆14位于远离支撑杆10的一侧，这样可以避免电子鼓盘的输出电缆14在支撑杆10上面缠绕，也可以避免因为支撑杆的拉拔影响电缆输出信号。输出端口18被放置在下半框架4的臂部结构4c和上半框架3的下表面之间，通过输出端口支架固定在下半框架4上。来自于各个传感器的输出信号从输出端口18被输出，经过输出电缆14，传送至音源设备(图中未标出)。具体表现为，尽管传感器的数量与终端的数量是不一致的，来自各个传感器的信号可以被传送至音源设备。

图5展示的是电子鼓盘的仰视图。覆盖物2将上半框架的外沿包裹住。同时展示了支撑杆10如何通过固定旋转制动组件11从而支撑电子鼓盘1。下半框架4通过若干螺栓16从下表面来固定上半框架。

图6是一幅效果图，展示了电子鼓盘镲心部分30，位于镲心与镲边中间的镲面部分31，以及外沿的镲边部分32被木棍20敲击时的情形。图7同样是一幅效果图，展示了用手捏住电子鼓盘1的外边缘从而产生闷音的情形。

若如图图6和图7所示的敲击和闷音被传导至电子鼓盘，压电传感器5，外沿传感器7，检测振动和敲击力度。来自于输出端口18的信号，通过输出电缆14，将信号传输至音源(图中未标出)。音源设备保存了从原声嚓片对应区域采样的模拟采样音色。比如鼓面(镲面)音色，鼓边(镲边)音色。分别对应原声鼓盘的区域，以镲片为例，即对应镲心与镲边之间的镲面部分31，外沿的镲边部分32(如图1所示)，被敲击时的音色。基于输出信号通过输出电缆14一并输出，音源设备产生对应于各个区域的敲击音色或者闷音效果。

对应敲击各区域或进行闷音操作，各个传感器的输出情况如下表所示：

 

	压电传感器5	外沿传感器7
			敲击鼓面	输出	------
敲击鼓边	输出	输出
			闷音操作	------	输出

如果镲面部分31，镲边部分32(如图1所示)被敲击的话，这个压电传感器5都会输出一个信号；当边缘部分停止振动时，压电传感器5会关闭。同样地，当演奏者敲击电子鼓盘上的鼓面部分31时，外沿传感器7不会输出一个信号；当演奏者敲击鼓边部分32或者捏住鼓边部分使之停止振动时，外沿传感器7会输出一个信号。

图8是相应的传感器输出信号至音源的端口部分的电路图。展示了连接输出端口的3个终端A1、A2、A3。来自压电传感器5的输出信号传送至终端A2。来自外沿传感器7的输出信号被传送至终端A3。

下表展示了各个终端和指定的音色之间的对应关系：

如图8所示，只使用一个输出端口。用于检测鼓面敲击、鼓边敲击、闷音操作。

压电传感器5可以检测振动，用以检测敲击力度(音量)，外沿传感器7检测到敲击到才有输出，外沿传感器使用模拟量传感器，它的特性在于模拟量输出与敲击力度呈比例。通过检测输出模拟量的大小来确定敲击的力度，产生不同音量。从而通过使用单个传感器实现检测敲击的位置和力度；另外，关于镲边敲击和闷音的区分，由于镲边敲击作用时间短促，闷音(通过手捏住镲边，使得镲面停止振动)作用时间较长，从而外部电路加以判断。

模拟量传感器可以使用电阻型传感器、电感型传感器、电容型传感器以及其它输出模拟量的传感器。以下采用电阻型传感器为例说明检测方式及原理。电阻型传感器的特性在于阻值与敲击力度呈比例。通过检测阻值的大小来确定敲击的力度，产生不同音量。

鼓面敲击：敲打在鼓盘的鼓面区域位置上(非鼓边区域)，这时外沿传感器7没有导通，终端A2有信号输出，而3脚是开路(电阻无穷大)输出。

鼓边敲击：敲打在鼓边位置上，这时外沿传感器7导通，终端A2有信号输出，终端A3输出电阻为敲击外沿传感器7的电阻值。

闷音：用手捏住边缘(镲边)位置，这时外沿传感器7导通(时间长)，终端A2没有信号输出，终端A3输出电阻为按压外沿传感器7的电阻值。

如果输出端口的终端A1口有压电传感器5的输出信号输出而终端A3口没有信号输出，则产生鼓面音色。如果输出端口的终端A1口没有压电传感器5的输出信号输出而终端A2口有信号输出，则产生闷音音色。

另外，本实用新型方案的体现在于：如果输出端口的终端A3口有输出信号输出，不管终端A2是否有信号输出，只需根据终端A3口的输出信号大小或者是输出时间的长短即可以判断产生闷音或是鼓边音色。也就是说，根据敲击鼓边和捏住鼓边所使用的力度不同，从而输出不同的阻值，通过阻值可判断产生闷音亦或是鼓边音色，以及鼓边音色的声音大小。或者，根据闷音持续时间长久，而敲击作用时间短促，从而在外部电路对时间加以判断，进而确认产生闷音或是鼓边音色。

目前普遍使用开关型传感器作为上边沿传感器，用于检测敲击位置，压电传感器5检测敲击力度，结合上边沿传感器和压电传感器5产生鼓边音色及力度。这样做的弊端在于需要借助程序对各端口输出加以判断，才能产生符合敲击力度的音色。

基于此，本方案采用单个电阻型传感器作为上边沿传感器，分别检测鼓边的敲击力度以及闷音，进而产生真实模拟敲击力度鼓边音色和闷音操作。与传统的方法比较，简化了电路信号处理，闷音效果也能迅速地响应。另外，当鼓边音色产生时，鼓面音色不会同时被产生，有效避免了鼓边敲击对鼓面敲击的干扰。

一种方案：根据输出电阻门限，同样可以将外沿传感器7作为开关使用，仅检测位置。如果输出端口的终端A3口和A2口均有输出信号输出，则产生鼓边音色，压电传感器5检测敲击力度，输出鼓边音色声音大小。如果输出端口的终端A2口没有输出信号输出而终端A3口有信号输出，则产生闷音音色。在此时，结合压电传感器5和外沿传感器7的输出可以立即检测出闷音操作(镲边部分停止振动)。因为闷音操作是通过手捏住鼓盘产生的，从而触发外沿传感器7，发出信号，所以在框架的下表面不必安置传感器，从而节约成本。

关于图8所示鼓盘输出孔使用“一个插孔”从而代替传统的“两个插孔”的进步点：

1、有效避免两根线接错带来的麻烦；

2、节约鼓盘连接线；

3、节约音源设备面板插孔数，从而节约面板空间；

4、简化，方便操作；

如上所述，如果敲击位于鼓心和鼓边中间的鼓面部分31，信号会从A2终端口输出信号至音源设备，并发出鼓面音色。如果敲击电子鼓盘的外沿鼓边部分32，信号会从A3终端口输出信号至音源设备，并发出鼓边音色。

而且，如图7所示，通过用手捏住电子鼓盘1的敲击边缘部分(闷音操作)，外沿传感器7的信号，通过终端A3，被传送至音源设备，从而产生闷音效果。

作为另一种方案：外沿传感器7，如果使用的电阻型传感器其阻值与敲击力度呈反比，敲击力度越大，阻值越小，且它的可变阻值范围较小。因此，在小力度敲击时，可以将其作为检测力度的传感设备；在大力度敲击时，由于已经达到了极限值，此时测的的阻值无法体现真实的敲击力度变化，即可作为开关检测。即：小力度敲击时使用外沿传感器7检测力度大小；大力度敲击时使用压电传感器5检测力度大小。

以下叙述的是本实用新型的第2个实施例：

图9展示了该实用新型电子鼓盘21的另一个特点。除了在电子镲片中使用敲击鼓面、鼓边、闷音操作，在套鼓中的其他电子鼓盘，如军鼓中同样会使用到鼓面、鼓边敲击和闷音操作。图9展示了一个框架23和覆盖在框架23的上表面的覆盖物。外沿部分23a与电子鼓盘1相似，处在电子鼓盘21的框架23的外沿部分。覆盖物22从外沿将框架23包裹住，与电子鼓盘1相似。放置在图9所示的框架23的外沿部分23a的外沿传感器7，在类型上与前一实施例一致。

图9显示的外沿传感器7被放置在同上一实施例所述的电子鼓盘1中相应的传感器的位置范围。

Claims (8)

1、一种电子鼓盘，包括设置在支撑杆上的鼓盘框架，框架的上表面及外沿包裹有覆盖物以作为鼓皮，分布于鼓盘上的传感器与输出端口电信号连接，其特征在于：所述的传感器至少包括有外沿传感器，设置于框架的外沿，以检测鼓盘的边沿部分受到的敲击或压力；所述的外沿传感器为模拟量传感器。

2、按权利要求1所述的一种电子鼓盘，其特征在于：所述的外沿传感器为电阻型传感器。

3、按权利要求1所述的一种电子鼓盘，其特征在于：所述的传感器还包括：

压电传感器，设置于框架下表面，远离使用者的一侧，以检测敲击力度。

4、按权利要求1所述的一种电子鼓盘，其特征在于：所述的鼓盘支撑杆的上部固定套有一旋转制动组件，该组件的上端面为楔形面，其上方的支撑杆上套有一由软性材料制成并与鼓盘固定连接的楔形凹孔组件，该组件下端的楔形凹孔由下至上口径逐步减小，并与旋转制动组件上端的楔形面相配合，所述楔形凹孔的角度大于旋转制动组件上端的楔形面所呈的角度。

5、按权利要求1所述的一种电子鼓盘，其特征在于：所述的输出端口设置于鼓盘下部，其端口方向向外。

6、按权利要求1所述的一种电子鼓盘，其特征在于：该电子鼓盘仅包括一个所述的输出端口与所有的传感器电信号连接。

7、按权利要求1所述的一种电子鼓盘，其特征在于：所述的框架下表面沿圆周方向的对称位置上设置有配重块。

8、按权利要求1所述的一种电子鼓盘，其特征在于：所述外沿传感器与框架中间放置有一软性薄膜。

Images