Ударный музыкальный инструмент и вибрирующий языковый элемент ударного музыкального инструмента (варианты) Российский патент 2023 года по МПК G10D13/08 

Изобретение относится к устройствам - ударным инструментам, в которых звук издается путем удара по резонатору.

Ближайшим техническим решением, принятым за прототип является ударный музыкальный инструмент, описанный в патенте РФ №2570051, выполненный в виде замкнутого корпуса, по крайней мере, одна из поверхностей которого является рабочей, сделана из металла и выполнена выпуклой наружу, на рабочей поверхности вырезаны вибрирующие языковые элементы, выполненные в виде консольных пластин, корпус снабжен резонирующей декой, расположенной под рабочей поверхностью и соединенной по периметру со стенками корпуса инструмента, при этом пластины вибрирующих языковых элементов имеют три основные части -корневую, выполненную к корпусу консольно, и две боковые части, имеющие удлиненную форму и соединенные каждая одной из своих длинных сторон с корневой частью на некотором удалении от места соединения корневой части с корпусом.

Общими существенными признаками прототипа - инструмента, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения являются следующие - ударный музыкальный инструмент, выполненный в виде замкнутого корпуса, состоящего из двух частей, по крайней мере, одна из которых является рабочей, сделана из металла и выполнена выпуклой наружу, на ней выполнены вибрирующие языковые элементы.

Также из прототипа известен вибрирующий языковой элемент ударного инструмента, выполненный в виде консольной пластины, имеющей три основные части - корневую, выполненную к инструменту консольно, и две боковые части, имеющие удлиненную форму и соединенные каждая одной из своих длинных сторон с корневой частью на некотором удалении от места соединения корневой части с инструментом. По сути языковой инструмент имеет внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот одной ноты.

Общими существенными признаками прототипа - языкового элемента, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, являются следующие - языковой элемент ударного инструмента, выполненный в виде пластины, соединенной с корпусом, как минимум одним участком, и имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот. В частности по предлагаемым вариантам языкового элемента: по варианту один - языковой элемент ударного инструмента, выполненный в виде консольной пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, при этом прорези образуют на пластине гантелеобразный участок; по варианту два - языковой элемент ударного инструмента, выполненный в виде соединенной с корпусом инструмента пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот; по варианту три - языковой элемент ударного инструмента, выполненный в виде консольной пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот.

Консольное выполнение элемента, может как таковым и не быть, а быть может быть выполнено многоучастковым - иметь несколько мест крепления к корпусу. При этом сама данная пластина не обязательно может быть вырезана в «теле» самого инструмента, но и изготовлена отдельно и, например, приварена к нему.

Инструмент-прототип и его языковые элементы выполнены с возможностью воспроизведения частот одной ноты. Их частоты вибрации находятся в соотношении 1:2:3:4, например, 110 Гц + 220 Гц + 330 Гц + 440 Гц и звучат для слушателя как одна нота 110 Гц, обогащенная гармониками.

Для того, чтобы исполнить на инструменте - прототипе аккорд (часто используемый музыкальный прием), необходимо задействовать минимум два а лучше три или более таких языковых элементов (потому что аккорд - это сочетание звуков, частоты которых находящихся в определенных соотношениях, отличных от натурального ряда, из-за чего возникают характерные биения, которые и вызывают требуемые слуховые ощущение у слушателя). Это усложняет процесс игры: требует вовлечения, например, обеих рук музыканта, что уменьшает возможность играть мелодию, а также требует больше навыков и внимания. Таким образом, на практике приходиться выбирать между тем, чтобы играть более полноценную прогрессию аккордов или играть полноценную мелодию, что обедняет и усложняет исполнение, особенно для любителей, ведь этот инструмент предназначен в основном для них. Кроме того из-за ограниченности набора нот на инструменте (это требуется для упрощения освоения и для исключения возможности случайно сыграть неблагозвучные комбинации нот) многие полезные аккорды невозможно получить сочетанием имеющихся на инструменте языковых элементов, что так же значительно обедняет исполнительные возможности инструмента. Обычно в композициях используется 4-6 разных аккордов, например, До мажор + Фа мажор + Ля минор + Соль мажор, которые звучат по очереди, например, по 2 секунды каждый и так по кругу. Это, например, можно наблюдать, когда на гитаре играют аккомпанемент для песни.

Предлагаемым изобретением, как по всему инструменту, так и отдельно по языку достигается следующий технический результат - возможность играть готовый аккорд воздействуя на один языковой элемент (для каждого готового аккорда свой языковой элемент).

Это достигается тем, что в ударном музыкальном инструменте, выполненном в виде замкнутого корпуса, состоящего из двух частей, по крайней мере, одна из которых является рабочей, сделана из металла и выполнена выпуклой наружу, на ней выполнены вибрирующие языковые элементы, имеющие внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, в отличие от прототипа, как минимум один вибрирующий языковой элемент, имеет прорези, выполненные с возможностью воспроизведения частот, образующих аккорд.

Для реализации данной технической задачи, реализующей воспроизведение аккордов предлагаются варианты выполнения языковых элементов.

Так по варианту один исполнения, языковой элемент ударного инструмента, выполненный в виде консольной пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, при этом прорези образуют на пластине гантелеобразный участок, в отличие от прототипа, языковой элемент выполнен асимметричным, имеющим с одной стороны от соединительного участка прорези, образующие гантелеобразный участок, а с другой стороны прямоугольный или дугообразный участок.

По варианту два исполнения, языковой элемент ударного инструмента, выполненный в виде соединенной с корпусом инструмента пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, в отличие от прототипа, пластина имеет два участка соединения с корпусом инструмента и образована двумя прорезями спиральной формы разного направления.

По варианту три исполнения, языковой элемент ударного инструмента, выполненный в виде консольной пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, в отличие от прототипа, внутренние и внешние (отделяющие языковой элемент от корпуса инструмента) прорези образуют спираль.

При этом участки соединения языковых элементов могут быть расположены под любым углом к радиусу рабочей части.

Благодаря наличию данных отличительных признаков - прорезей, выполненных с возможностью воспроизведения частот, образующих аккорд, появляется возможность играть готовый аккорд воздействуя на один языковой элемент, настроенный на этот конкретный аккорд, что освобождает руки играющего для воспроизведения например сопутствующей мелодии, а также требует меньше навыков и внимания, а также обеспечивает возможность воспроизводить сложные аккорды, которые недоступны в классическом воспроизведении корпуса.

Предложенный инструмент и языковые элементы могут найти применение в конструкциях ударных языковых инструментов, таких, как металлические язычковые барабаны.

Предлагаемое техническое решение поясняется рисунками фиг. 1-7.

На фиг. 1 изображен общий вид инструмента с языковыми элементами, воспроизводящими отдельные ноты (расположены по внешнему кругу) и воспроизводящими аккорды (5 элементов в центре).

На фиг. 2-4 изображены конкретные варианты выполнения языковых элементов ударного инструмента, воспроизводящих аккорды.

На фиг. 5-7 изображены основные частоты колебаний частей языковых элементов, изображенных на фиг. 2-4.

Изображенный на фиг. 1 инструмент (рабочая часть с языковыми элементами) содержит языковые элементы 1, воспроизводящие отдельные ноты и языковые элементы 2, воспроизводящие аккорды. При этом, как и в прототипе, при масштабировании контура языковых элементов 1 и 2 все его частоты изменяются, сохраняя при этом соотношения между собой.

На фиг. 2-4 языковый элемент выполнен с возможностью воспроизведения аккордов. Это достигается благодаря разрезам исходной пластины.

Языковой элемент 2 на рисунке фиг. 2 соединен с корпусом консольно корневой частью 3 и содержит участок типа «гантель» 4. Языковой элемент 2 имеет семь настроенных первых частот, составляющих мажорный (1: 1.5: 2.52: 4: 5.04: 8: 10.04) или минорный (1: 1.5: 2.38: 4: 4.76: 8: 9.51) аккорд. Звук основной (первой) частоты возникает из колебания всей пластины языкового элемента 2 консольно (фиг. 5 (а)) и (определяется подбором размера пластины и ширины ее корневой части при проектировании формы).

Звук второй частоты издает гантель 4 (фиг. 5 (б)), совершающая крутильные колебания вокруг своего основания 5 гантели 4 (корневой части) которым она крепится к основанию 6 пластины языкового элемента 2, при проектировании момент инерции гантели 4 относительно оси колебания и жесткость (например, ширина) основания 5 подобраны так, что частота этого колебания в 1.5 раза превышает основную (первую) частоту. Звук третьей частоты издает эта же гантель 4 (фиг. 5 (в)), совершая крутильные колебания относительно оси, перпендикулярной предыдущей, ее основание 5 в этом случае не скручивается, а изгибается, момент инерции гантели 4 относительно этой оси подобран так, что при такой изгибной жесткости основания 5 частота этого колебания в 2.52 (в случае если это языковой элемент 2 издающий мажорный аккорд и в 2.38 если минорный) раза превышает первую частоту. Звук четвертой частоты издается нижней половиной гантели 4 (фиг .5 (г)), консольно колеблющейся на своем узком основании 7, а также основанию 6 пластины языкового элемента 2, инерционные характеристики нижней половины гантели 4 и изгибная жесткость ее основания 5, а также инерционно-жесткостные характеристики основанию 6 подобраны так, что частота этого колебания превышает первую частоту в 4 раза. Звук пятой частоты издается крутильным колебанием верхней половины гантели 4 (фиг. 5 (д)) с изгибом ее узкого основания 7, а также некоторыми другими второстепенными перемещениями. Момент инерции верхней половины гантели 4 относительно оси колебания и изгибная жесткость ее основания 5 подобраны так, что частота этого колебания в 5.04 (в случае если это языковой элемент издающий мажорный аккорд и в 4.76 если минорный) раза превышает первую частоту. Звук шестой частоты издается крутильным колебанием нижней половины гантели 4 с изгибом ее узкого основания 7 (фиг .5 (е)) и некоторыми второстепенными перемещениями верхней половины гантели 4. Момент инерции нижней половины гантели 4 относительно оси колебания и жесткость ее основания на изгиб в этом направлении подобраны при проектировании так что частота этого колебания превышает первую частоту в 8 раз. Звук седьмой частоты издается крутильным колебанием нижней половины гантели 4 с изгибом ее узкого основания 7 (фиг. 5 (ж)) и некоторыми второстепенными перемещениями верхней половины гантели 4 в противоположной фазе по сравнению с предыдущим колебанием. Момент инерции нижней половины гантели 4 относительно оси колебания и жесткость ее основания на изгиб в этом направлении подобраны при проектировании, так что частота этого колебания в 10.08 (в случае если это языковой элемент, издающий мажорный аккорд и в 9.51 если минорный) раза превышает первую частоту.

Языковой элемент на рисунке фиг. 3 соединен с корпусом в двух местах корневыми частями 3 - вверху слева и внизу справа. Он имеет шесть настроенных первых частот, составляющих мажорный (1: 1.5: 2.52: 4: 5.04: 8) или минорный (1: 1.5: 2.38: 4: 4.76: 8) аккорд. Звук основной (первой) частоты возникает из колебания нижней части пластины языкового элемента 2 консольно на нижнем основании 6 и частично на верхнем основании 6 (фиг 6 (а)) и управляется подбором соотношения массы и момента инерции нижней части пластины языкового элемента 2 и жесткости ее основания 6 и жесткости соединения со вторым основанием 6 при проектировании формы. Звук второй частоты возникает из колебания верхней части пластины языкового элемента 2 консольно на верхнем основании 6 и частично на нижнем основании 6 (фиг .6 (б)). Масса и момент инерции верхней части пластины языкового элемента 2 и жесткости ее основания 6 и жесткость соединения со вторым основанием 6 подобраны при проектировании такими, что частота этого колебания в 1.5 раза превышает первую частоту. Звук третьей частоты возникает из крутильного колебания всего тела пластины языкового элемента 2 относительно горизонтальной оси с изгибом и кручением обоих оснований 6 (фиг. 6 (в)). Момент инерции подвижной части пластины относительно этой оси и жесткости обоих оснований 6 подобраны таким образом, что частота этого колебания превышает первую частоту в 2.52 раза (в случае если это языковой элемент, издающий мажорный аккорд и в 2.38 раза если минорный). Звук четвертой частоты возникает из крутильного колебания верхней части пластины языкового элемента 2 (фиг. 6 (г)) с изгибом и кручением обоих оснований 6. Момент инерции верхней части пластины языкового элемента 2 относительно оси ее колебания и жесткости верхнего основания 6 и жесткость соединения с нижним основанием 6 подобраны таким образом, что частота этого колебания превышает первую частоту в 4 раза. Звук пятой частоты возникает из крутильного колебания центральной части языкового элемента относительно ее соединений с верхним и нижним основанием 6 с некоторыми второстепенными перемещениями остальных областей пластины языкового элемента 2 (фиг. 6 (д)). Момент инерции центральной части пластины языкового элемента 2 относительно оси ее колебания и жесткости ее соединения с обоими основаниями 6 подобраны при проектировании так, что частота этого колебания в 5.04 (в случае если это языковой элемент издающий мажорный аккорд и в 4.76 если минорный) раза превышает первую частоту. Звук шестой частоты возникает из крутильного колебания центральной части пластины языкового элемента 2 и конца нижней части, которая двигается в противоход ближайшему концу центральной части, при этом изгибается соединение центральной части с нижним основанием 6 и само нижнее основание 6. Масса и моменты инерции колеблющихся частей, а также жесткости соединения центральной части с нижним основанием 6 и жесткость самого нижнего основания 6 подобраны при проектировании так, что частота этого колебания превышает первую частоту в 8 раз.

Языковой элемент 2 на рисунке фиг. 4 соединен с корпусом консольно основанием 6 и выполнен в виде спирали. Языковой элемент 2 имеет шесть настроенных первых частот, составляющих мажорный (1: 1.5: 2.52: 4: 6: 8) или минорный (1: 1.5: 2.38: 4: 6: 8) аккорд. Звук основной (первой) частоты возникает из колебания всей пластины языкового элемента 2 консольно (фиг. 7 (а)) и определяется подбором размера пластины языкового элемента 2 и ширины ее корневой части 3 при проектировании формы. Звук второй частоты издает крутильное колебание всей пластины языкового элемента 2 относительно оси, расположенной примерно под 45 градусов и проходящей примерно через центр пластины языкового элемента 2 (фиг. 7 (б)). Частота этого колебания определяется моментом инерции всей пластины языкового элемента 2 относительно этой оси и изгибно-крутильной жесткостью корневой части 3 языка и превышает первую частоту в 1.5 раза. Звук третьей частоты возникает от крутильного колебания внешнего завитка 8 относительно примерно горизонтальной оси, проходящей через примерно середину завитка 8, и второстепенного крутильного колебания остальной части пластины языкового элемента 2 в том же направлении относительно оси, расположенной ниже (фиг. 7 (в)). Частота этого колебания определяется в основном моментом инерции внешнего завитка 8 относительно его оси и изгибной жесткостью области языкового элемента 2, соединяющей завиток 8 и остальную часть пластины языкового элемента 2. Эти параметры подобраны так, что частота превышает основную частоту в 2.52 раза (в случае если это языковой элемент, издающий мажорный аккорд и в 2.38 раза если минорный). Звук четвертой частоты издается крутильным колебанием того же внешнего завитка 8 относительно примерно вертикальной оси, проходящей через примерно его середину и второстепенными колебаниями всей остальной пластины языкового элемента 2 (фиг. 7 (г)). Частота этого колебания определяется моментом инерции внешнего завитка 8 относительно этой оси и изгибной жесткостью области, соединяющей завиток и остальную часть языкового элемента и превышает первую частоту в 4 раза. Звук пятой частоты возникает из крутильного колебания внутреннего завитка 9 относительно оси расположенной под углом примерно 20 градусов к горизонтали и проходящей через примерно середину внутреннего завитка 9 и второстепенных колебаний остальных частей пластины языкового элемента 2 (фиг. 7 (д)). Частота этого колебания определяется моментом инерции внутреннего завитка 9 относительно этой оси и изгибной жесткостью области, соединяющей внутренний завиток 9 и остальную часть пластины языкового элемента 2 и превышает первую частоту в 6 раз. Звук шестой частоты возникает из крутильного колебания того же внутреннего завитка 9 относительно оси, по сути перпендикулярной оси в предыдущем колебании (пятая частота) и второстепенных изгибных колебаний остальной части пластины языкового элемента 2 (фиг.7 (е)). Частота этого колебания определяется моментом инерции внутреннего завитка 9 относительно этой оси и изгибной жесткостью области, соединяющей внутренний завиток 9 и остальную часть пластины языкового элемента 2 и превышает первую частоту в 8 раз.

Изобретение относится к устройствам - ударным инструментам, в которых звук издается путем удара по резонатору. Предлагаемым изобретением, как по всему инструменту, так и отдельно по языку достигается следующий технический результат - возможность играть готовый аккорд воздействуя на один языковой элемент. Это достигается тем, что в ударном музыкальном инструменте, выполненном с возможностью воспроизведения разных частот, в отличие от прототипа, как минимум один вибрирующий языковой элемент, имеет прорези, выполненные с возможностью воспроизведения частот, образующих аккорд. Для реализации данной технической задачи, реализующей воспроизведение аккордов предлагаются варианты выполнения языковых элементов. 4 н.п. ф-лы, 7 ил.

1. Ударный музыкальный инструмент, выполненный в виде замкнутого корпуса, состоящего из двух частей, по крайней мере, одна из которых является рабочей, сделана из металла и выполнена выпуклой наружу, на ней выполнены вибрирующие языковые элементы, имеющие внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, отличающийся тем, что, как минимум один вибрирующий языковой элемент, имеет прорези, выполненные с возможностью воспроизведения частот, образующих аккорд.

2. Языковый элемент ударного инструмента, выполненный в виде консольной пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, при этом прорези образуют на пластине гантелеобразный участок, отличающийся тем, что языковой элемент выполнен асимметричным, имеющим с одной стороны от соединительного участка прорези, образующие гантелеобразный участок, а с другой стороны прямоугольный или дугообразный участок.

3. Языковый элемент ударного инструмента, выполненный в виде соединенной с корпусом инструмента пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, отличающийся тем, что пластина имеет два участка соединения с корпусом инструмента и образована двумя прорезями спиральной формы разного направления.

4. Языковый элемент ударного инструмента, выполненный в виде консольной пластины, имеющей внутренние прорези, выполненные с возможностью воспроизведения разных частот, отличающийся тем, что внутренние и внешние прорези образуют спираль.