МЕХАНИЧЕСКИЙ ЗВУКОВОЙ СИНТЕЗАТОР (ЕГО ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК G10K1/62 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в качестве дверного звонка, игрушки и так далее.

Известен звонок, содержащий полусферический звукоизлучающий корпус и ударник с механическим приводом [1]
Hедостатком данного звонка является монофоническое и негармоническое звучание.

Прототипом изобретения является механический звуковой синтезатор, содержащий звукоизлучающие элементы в виде колокольчиков, приводной стержень, установленный в направляющих и ударные приспособления в виде стержней, первые концы которых закреплены на приводном стержне, причем ударные приспособления расположены с возможностью кинематического взаимодействия с звукоизлучающими элементами [2]
Недостатком прототипа является невозможность регулировки излучаемого звука по высоте и тону и узкие функциональные возможности.

Техническим результатом от использования изобретения является устранение этих недостатков.

Указанный выше результат достигается в первом варианте за счет того, что в синтезатор, содержащий звукоизлучающие элементы, приводной стержень, установленный в направляющих, и ударные приспособления, расположенные с возможностью кинематического взаимодействующими звукоизлучающими элементами, введен корпус, свободно установленный дискообразный элемент ("плавающая шайба"), подпружиненные периферийные шарнирно сочлененные тяги и управляющая головка, звукоизлучающие элементы выполнены в виде пластин, число которых равно, например, семи по количеству нот октавы, и равномерно размещены по окружности корпуса, ударные приспособления выполнены в виде двуплечих рычагов, шарнирно смонтированных на дискообразном элементе, и молоточков, расположенных на первых концах двуплечих рычагов с возможностью взаимодействия со звукоизлучающими элементами, приводной стержень расположен в центре корпуса, один его конец шарнирно связан с управляющей головкой, а другой неподвижно закреплен на дискообразном элементе, причем первые концы подпружиненных периферийных шарнирно сочлененных тяг пропущены через отверстия дискообразного элемента и соединены с вторыми концами двуплечих рычагов ударного приспособления, а их вторые концы шарнирно связаны с управляющей головкой.

Кроме того, дискообразный элемент может быть выполнен подпружиненным.

Указанный выше результат достигается во втором варианте за счет того, что в синтезатор, содержащий звукоизлучающие элементы в виде колокольчиков, приводной стержень, установленный в направляющих, введены корпус, поворотный валик и прикрепленные к нему кронштейны, а приводной стержень выполнен подпружиненным и установлен в направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения, причем один из концов кронштейна связан с соответствующим колокольчиком, свободный конец одного из кронштейнов кинематически соединен с приводным стержнем, а свободный конец любого другого кронштейна выполнен подпружиненным.

Указанный выше результат достигается в третьем варианте за счет того, что в синтезаторе, содержащем звукоизлучающие элементы, приводной стержень, установленный в направляющих и ударные приспособления в виде стержней, первые концы которых закреплены на приводном стержне, причем ударные приспособления расположены с возможностью кинематического взаимодействия с звукоизлучающими элементами, звукоизлучающие элементы выполнены виде пластин, число которых, например, равно семи по количеству нот октавы, и равномерно закреплены по окружности на основании введенного корпуса с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной плоскости этого основания, ударные приспособления имеют молоточки, расположенные на вторых концах стержней с возможностью кинематического взаимодействия с звукоизлучающими элементами, направляющие выполнены в виде втулки, соединенной с корпусом, а поверхность приведенного стержня и внутренняя поверхность втулки выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом в виде широкозаходных ленточных винтовых поверхностей.

Кроме того, один из концов приводного стержня может быть расположен вне корпуса и на него может быть надет защитный колпачок, а ударные приспособления могут быть выполнены с возможностью упругого изгибания при контакте с звукоизлучающими элементами.

На фиг. 1 показан общий вид первого варианта звукового синтезатора; на фиг. 2 общий вид второго варианта звукового синтезатора; на фиг. 3 вид А фиг. 2; на фиг. 4 общий вид третьего варианта звукового синтезатора, на фиг. 5 вид сверху фиг. 4 со снятой крышкой, на фиг. 6 узел В фиг. 4.

Синтезатор фиг. 1 содержит корпус (резонатор) 1, звукоизлучающие элементы 2 в виде пластин, направляющие приспособления 3, ударные приспособления в виде двуплечих рычагов 4 и молоточков 5, приводной стержень 6, свободно установленный дискообразный элемент 7, пружину 8, установленную на приводном стержне 6 под дискообразным элементом 7, периферийные шарнирно сочлененные тяги в виде звеньев 9 и 10, управляющую головку 11, под которой размещена пружина 12.

Синтезатор фиг. 2 и 3 содержит корпус (резонатор) 1, звукоизлучающие элементы 2 в виде колокольчиков, направляющее приспособление 3, приводной стержень 6, управляющую головку 11, пружину 12, поворотный валик 13, кронштейн 14, свободный конец одного из которых связан с корпусом 1 пружиной 15, а свободный конец одного из оставшихся с приводным стержнем 6 через пружину 16.

Синтезатор фиг. 4 6 содержит корпус 1, звукоизлучающие элементы 2 в виде пластин, направляющее приспособление 3, защитный колпачок 17, ударные приспособления в виде стержней 18, связанных через пружину 19 с молоточками 20, пружину 21, установленную на приводном стержне 6 между направляющим приспособлением 3 и колпачком 17. Звукоизлучающие элементы 2 смонтированы поворотно на осях 22 и 23, установленных соответственно в крышке 24 на дне 25 корпуса 1. Дно корпуса имеет кольцо 26 с прорезями 27.

Механический звуковой синтезатор работает следующим образом. В первом варианте.

Нажатие производится на головку 11 либо вдоль оси приводного стержня 6, либо это нажатие сопровождается наклоном головки 11 произвольно, либо в определенной последовательности. При нажатии вдоль оси 6 головка 11 передает усилие через шарниры, перемещаясь эквидистантно. Усилие от стержня 6 передается на дискообразный элемент ("плавующую шайбу") 7 и это движение отражается на перемещении двуплечих рычагов ударного приспособления 3 и молоточков 5, которые производят удар по верхним звукоизлучающим пластинам 2. Обратное движение, после отпускания головки, происходит под действием пружины 8 и 12. При обратном движении молоточки 5 ударяют по нижним звукоизлучающим элементам 2. В зависимости от размера каждой пластины звукоизлучающих элементов 2 они известным образом могут быть настроены на 7 нот октавы. Если эти семь излучателей 2 расположить определенным образом (в определенной последовательности) вокруг приводного стержня 6 и, если в этой же последовательности нажимать кругообразным движением на головку 11, то можно воспроизвести более благозвучную мелодию. Рассмотрим, например, следующую последовательность. При нажатии на головку 11 вправо утапливается приводной стержень 6 незначительно, а правая тяга, звено 10 которой через шарнирное сочленение и пружину 12 действует на звено 9, свободно перемещается в направляющем приспособлении 3 и далее в отверстии дискообразного элемента 7. На конце звена 9 имеется паз (не показан), в который входит плечо рычага ударного приспособления 3. Молоточек 5 при этом ударяет по нижней звукоизлучающей пластине 2. Далее при нажатии на головку 11 по кругу описанным образом происходит последовательное воздействие на другие (из семи установленных) тяги. В результате синтезируется мелодия.

Во втором варианте (фиг. 2, 3) нажатие на головку 11 передается приводным стержнем 6 через пружину 16 на один из концов кронштейна 14, на втором конце которого смонтирован излучающий элемент 2 в виде колокольчика. Движение через упомянутое плечо рычага передается на поворотный валик 13, на котором смонтировано еще нескольких элементов (например 7 по количеству нот в октаве). Один из кронштейнов снабжен возвратной пружиной 15, закрепленной на корпусе. Имеет определенное значение соотношение жесткостей пружин 15 и 16. Пружина 15 должна быть с меньшей жесткостью (подбирается эмпирически, например, изменением числа витков или диаметра проволоки). После единичного нажатия на головку 11 и ее отпускания, приводной стержень 6 под действием пружины возвращается в исходное положение, а кронштейны 14 на поворотном валике 13 за счет затухающих колебаний пружин 15 и 16 продолжают некоторое время поворачиваться, вынуждая молоточки колокольчиков излучающих элементов ударять по их резонирующим корпусам. За счет этого происходит синтезирование определенной гаммы.

В третьем варианте (фиг. 4, 5 и 6) нажатие на колпачок 17 передается на приводной стержень 6, который выполнен в виде широкозаходной ленточной винтовой поверхности (как в известной детской игрушке "юла"). Стержень 6 перемещается в направляющем приспособлении 3 в виде втулки с адекватной внутренней винтовой поверхностью. По мере относительного перемещения стержня 6 в направляющей 3 происходит его раскручивание, передающееся на ударное приспособление, выполненное в виде стержня 18, к которому посредством пружины 19 прикреплен молоточек 20. При повороте стержня 6 упомянутый молоточек 20, встречаясь с очередной звукоизлучающей пластиной 2, скользит по ней. При этом пружина 19 изгибается, накапливая кинетическую энергию. Дальнейший поворот приводит к тому, что молоточек 20 скрывается с пластины 2 и, вибрируя на пружине 19, ударяет по следующей пластине 2. Как нетрудно увидеть, на тональность звучания влияют не только геометрические размеры и материалы излучателя 2, но и его пространственное положение. В связи с этим в кольце 26 выполнены прорези 27, через которые проходят оси 23, закрепляемые поворотно на дне 25 корпуса 1. Прорезь выполняется таким образом, что пластина 2 может быть повернута в ней на нужный угол. Величина прорези и угол поворота пластин 2 подбирается эмперически для синтезирования благозвучной мелодии. Для большей надежности в эксплуатации излучательные пластины 2 своей верхней осью 22 закреплены на крышке 24. Как уже говорилось выше, от нажатия на колпачок 17 стержень 6 передвигается вдоль своей оси и вращается одновременно. При поступательном движении стержня 6 ударные приспособления также перемещаются вдоль излучателей 2, а, следовательно, удары молоточков 20 приходится все время в разных точках по высоте пластин 2, что влияет на амплитуду колебаний этих пластин. Т.е. если удар пришелся по середине пластины 2, то амплитуда ее вынужденных колебаний будет максимальной и затухающей к месту нахождения осей 22 и 23. Очевидно, при этом и "голоса" пластин 2 будут в процессе перемещения ударных приспособлений изменяться, что представляет широкие возможности синтезирования различных благозвучных мелодий. Колпачок 17 выполняет функции управляющей головки. В таком случае при нажатии гладкая полусферическая поверхность колпачка не вызовет ощущений, как, если бы нажатие производилось непосредственно на конец стержня 6. Кроме того, при нажатии непосредственно на конец стержня 6 (без защитного колпачка) происходит его торможение из-за контакта с мягкой поверхностью руки.

Использование: в дверных звонках с применением регулировки звуковой гаммы. Сущность изобретения: в корпусе смонтировано ударное приспособление 3 и излучатель 2. Молоточки при движении приводного стержня производят удар хаотично или в определенной последовательности о излучатели в виде пластин. В одном из вариантов излучатели закреплены параллельно верхней и нижней частям корпуса 1. Во втором варианте излучатели выполнены в виде колокольчиков, закреплены на поворотном валике через кронштейны, один из которых посредством пружины соединен с приводным стержнем, а любой другой соединен пружиной с корпусом. В третьем варианте приводной стержень выполнен в виде широкозаходной ленточной винтовой поверхности. Ударное приспособление выполнено в виде стержня с подпружиненным молоточком. Звукоизлучающие пластины размещены равномерно по окружности кольца дна корпуса в его прорезях и осями закреплены поворотно на дне и крышке корпуса. 3 с.и. 4 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Механический звуковой синтезатор, содержащий звукоизлучающие элементы, приводной стержень, установленный в направляющих, и ударные приспособления, расположенные с возможностью кинематического взаимодействия с соответствующими звукоизлучающими элементами, отличающийся тем, что в него введены корпус, свободно установленный дискообразный элемент, подпружиненные периферийные шарнирно сочлененные тяги и управляющая головка, звукоизлучающие элементы выполнены в виде пластин и равномерно размещены по окружности корпуса, ударные приспособления выполнены в виде двуплечих рычагов, шарнирно смонтированных на дискообразном элементе, и молоточков, расположенных на первых концах двуплечих рычагов с возможностью взаимодействия со звукоизлучающими элементами, приводной стержень расположен в центре корпуса, один его конец шарнирно связан с управляющей головкой, а другой неподвижно закреплен на дискообразном элементе, причем первые концы подпружиненных периферийных шарнирно сочлененных тяг пропущены через отверстия дискообразного элемента и соединены с вторыми концами двуплечих рычагов ударного приспособления, а их вторые концы шарнирно связаны с управляющей головкой. 2. Синтезатор по п.1, отличающийся тем, что дискообразный элемент выполнен подпружиненным. 3. Синтезатор по п.1, отличающийся тем, что имеется семь звукоизлучающих пластин. 4. Механический звуковой синтезатор, содержащий звукоизлучающие элементы в виде колокольчиков, приводной стержень, установленный в направляющих, отличающийся тем, что в него введены корпус, поворотный валик и прикрепленные к нему кронштейны, а приводной стержень выполнен подпружиненным и установлен в направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения, причем один из концов каждого кронштейна связан с соответствующим колокольчиком, свободный конец одного из кронштейнов кинематически соединен с приводным стержнем, а свободный конец любого другого кронштейна выполнен подпружиненным. 5. Механический звуковой синтезатор, содержащий звукоизлучающие элементы, приводной стержень, установленный в направляющих, и ударные приспособления в виде стержней, первые концы которых закреплены на приводном стержне, причем ударные приспособления расположены с возможностью кинематического взаимодействия с звукоизлучающими элементами, отличающийся тем, что звукоизлучающие элементы выполнены в виде пластин и равномерно закреплены на основании введенного корпуса с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной плоскости этого основания, ударные приспособления имеют молоточки, расположенные на вторых концах стержней с возможностью кинематического взаимодействия с звукоизлучающими элементами, направляющие выполнены в виде втулки, соединенной с корпусом, а поверхность приводного стержня и внутренняя поверхность втулки выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом в виде широкозаходных ленточных винтовых поверхностей. 6. Синтезатор по п.5, отличающийся тем, что один из концов приводного стержня расположен вне корпуса и на него поворотно надет защитный колпачок. 7. Синтезатор по п.5, отличающийся тем, что ударные приспособления выполнены с возможностью упругого изгибания при контакте с звукоизлучающими элементами.