一种带音梁及音隧的全频段高音质扬琴的制作方法

本发明涉及击弦乐器，具体涉及一种带音梁及音隧的全频段高音质扬琴。

背景技术：

扬琴，又称洋琴、打琴、铜丝琴、扇面琴、蝙蝠琴、蝴蝶琴，属于击弦乐器，是中国民族乐队中必不可少的乐器。扬琴的音色具有鲜明的特点，音量宏大，刚柔并济；慢奏时，音色如叮咚的山泉，快奏时音色又如潺潺流水。音色明亮，犹如大珠小珠落玉盘般清脆。表现力极为丰富，可以独奏、合奏或为琴书、说唱和戏曲伴奏，在民间器乐合奏和民族乐队中经常充当“钢琴伴奏”的角色，是一种不可缺少的主要乐器。

扬琴的结构组成包括共鸣箱、山口、滚轴、琴码、琴弦。如图1~5所示，所述共鸣箱1包括面板2以及间隔设置于面板2下方的底板3。面板2的上表面设有数个琴码4，面板2的下表面与底板3的上表面之间间隔支撑有数个横音梁5（支撑板），底板3上开设有数个出音孔6。其中，在支撑板5上开有四~五个圆形孔洞7，称作风眼，使共鸣后的音波在共鸣箱1中对流，然后由出音孔6传出。

扬琴的音域通常为四个八度，其中，高音区约占两个八度，中音区约占一个半八度，低音区约占半个八度。目前扬琴由于受到传统结构设计的限制，普遍存在的问题是：高音区和低音区的音色不佳，没有发挥出扬琴应有音色效果。具体表现是高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够。究其原因主要是目前的扬琴的共鸣箱1无法满足从高音区到低音区之间良好的宽频振动，即不能同时适应高音区、中音区和低音区较宽频率变化共鸣和振动。进一步研究表明共鸣箱1中影响宽频振动的因素较多，除了面板2和底板3而外，主要是传统横音梁5设计问题。现有共鸣箱1的横音梁5设计不合理，不利于共鸣箱1发挥从高音区到低音区之间良好声波共鸣和振动。比如，横音梁5在共鸣箱1内支撑在面板2与底板3之间，并与琴码4的设置位置相对应，主要起到的是力学作用，而没有起到良好的声学作用。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带音梁及音隧的全频段高音质扬琴。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种带音梁及音隧的全频段高音质扬琴，包括共鸣箱，该共鸣箱包括面板和底板，其中：

所述面板的下表面上设有第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽与所述第二沟槽在面板的下表面上呈十字交叉且相互贯通，交叉点位于面板的中心，进而将面板的下表面等分成四块上部共鸣区域；

所述面板下表面中部固设有上音梁组件，所述上音梁组件包括多根第一条状音梁构件，所述第一条状音梁构件成对设置于第一沟槽的两侧以及第二沟槽的两侧；

所述第一沟槽与所述第二沟槽分别在面板的下表面上形成上横向音隧和上纵向音隧。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述底板的上表面上设有第三沟槽和第四沟槽，所述第三沟槽与所述第四沟槽在底板的上表面上呈十字交叉且相互贯通，交叉点位于底板的中心，进而将底板的上表面等分成四块下部共鸣区域；

所述底板上表面中部固设有下音梁组件，所述下音梁组件包括多根第二条状音梁构件，所述第二条状音梁构件成对设置于第三沟槽的两侧以及第四沟槽的两侧；

所述第三沟槽与所述第四沟槽分别在底板的上表面上形成下横向音隧和下纵向音隧。

2．上述方案中，“所述第一沟槽与所述第二沟槽在面板的下表面上呈十字交叉且相互贯通”，有助于将琴弦的振动通过沟槽形成的十字形音隧（即声音的隧道）迅速向面板的四周传递；

“所述第三沟槽与第四沟槽在底板的上表面上呈十字交叉并且相互贯通”，有助于将振动通过沟槽形成的十字形音隧迅速向底板的四周传递。

3．上述方案中，第一沟槽与第二沟槽交叉点位于面板的中心，第三沟槽与第四沟槽交叉点位于底板的中心，借此设计可提升共鸣箱的音质、音色。

4．上述方案中，相邻两所述第一条状音梁构件之间设有上连接梁，所述上连接梁横跨于所述第一沟槽、所述第二沟槽的上方，构成所述上音梁组件呈井字形；且各所述上连接梁均位于所述面板下表面的中心区域。借此设计，可实现对面板的中央区域进行加强。

5．上述方案中，相邻两所述第二条状音梁构件之间设有下连接梁，所述下连接梁横跨于第三沟槽、所述第四沟槽的上方，构成所述下音梁组件呈井字形；且各所述下连接梁均位于所述底板上表面的中心区域。借此设计，可实现对底板的中央区域进行加强。

6．上述方案中，所述面板和所述底板从发音频段区分均包括外围的高音区、中段的中音区以及中心的低音区；其中，所述面板和所述底板的壁厚均由外至内逐渐增厚，构成低音区的壁厚大于中音区的壁厚，中音区的壁厚大于高音区的壁厚；所述上音梁组件位于所述面板的低音区，所述下音梁组件位于所述底板的低音区。

借此设计，通过将较厚的低音区设置于接近中心的位置，可使得频率较低、振幅较大的低频振动在面板、底板的低音区发出更为浑厚、圆润的低音；通过将较薄的高音区设置于远离中心的位置，可使得频率较高、振幅较小的高频振动在面板、底板的高音区发出更为通透、明亮的高音，进而令扬琴在全频段产生的音色、音质均得到有效提升。

7．上述方案中，所述上音梁组件与所述下音梁组件在共鸣箱的高度方向上对位设置。

8．上述方案中，所述面板的各所述上部共鸣区域中分别设有多条上部辐射音梁，同一上部共鸣区域中的各上部辐射音梁平行设置，且至少一所述上部辐射音梁的一端朝向面板的几何中心；

所述底板的各所述下部共鸣区域中分别设有多条下部辐射音梁，同一下部共鸣区域中的各下部辐射音梁平行设置，且至少一所述下部辐射音梁的一端朝向底板的几何中心。

9．上述方案中，还包括数个托梁，各所述托梁均竖直设置，并具有上支撑脚和下支撑脚；

所述上支撑脚支撑定位于所述面板下表面的第一沟槽或第二沟槽中，所述下支撑脚支撑定位于所述底板上表面的第三沟槽或第四沟槽中，且上支撑脚的宽度小于第一沟槽和第二沟槽的宽度，下支撑脚的宽度小于第三沟槽和第四沟槽的宽度。

10．上述方案中，所述上支撑脚呈细长条状，并以其长度方向对应所述第一沟槽或所述第二沟槽的长度方向；

所述下支撑脚呈细长条状，并以其长度方向对应所述第三沟槽或所述第四沟槽的长度方向。

11．上述方案中，所述底板上开设有数个出音孔，各所述出音孔分别位于所述第三沟槽中、所述第四沟槽中，以及第三沟槽和第四沟槽的交汇处。

12．上述方案中，所述第一沟槽、所述第二沟槽、所述第三沟槽和所述第四沟槽均为弧形槽，可以使得面板、底板在厚度上尽量减少厚薄突变，避免影响面板、底板的共鸣和振动。

13．上述方案中，所述第一沟槽、所述第二沟槽的长度均小于所述面板的宽度；

所述第三沟槽、所述第四沟槽的长度均小于所述底板的宽度；

所述第一沟槽和所述第二沟槽的外端与面板下表面之间均设置有圆滑过渡面；所述第三沟槽和所述第四沟槽的外端与底板上表面之间均设置有圆滑过渡面。

14．上述方案中，所述上音梁组件及所述下音梁组件的内端厚度均大于外端厚度。借此设计，可实现对面板、底板的中央区域进行加强。

本发明的工作原理及优点如下：

本发明一种带音梁及音隧的全频段高音质扬琴，包括共鸣箱，共鸣箱包括面板和底板，面板下表面设有第一、第二沟槽，两沟槽呈十字交叉且相互贯通将面板下表面等分成四块上部共鸣区域；面板下表面中部固设有上音梁组件，包括多根第一条状音梁构件，各第一条状音梁构件成对设于第一、第二沟槽的两侧；第一、第二沟槽分别在面板下表面上形成上横向音隧和上纵向音隧。

相比现有技术而言，为了解决现有扬琴无法兼顾高、中、低音区同时具备良好共鸣音色的问题，本发明对现有扬琴，特别是扬琴的面板设计进行了改进。具体体现在以下几个方面：第一，在面板上架设上音梁组件；第二，在面板上开设十字形沟槽，从而在面板上形成十字形音隧。

本发明针对现有扬琴高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题，对扬琴的设计及发声机理进行了深入探讨和研究，找出了现有扬琴高音区和低音区的音色不佳的主要原因是由于面板设计不合理所致。据此，发明人打破了以往扬琴组成设计的束缚，大胆提出了本发明的改进设计方案，这种改进设计方案将面板由以往的自由振动模式改变为现在的规范振动模式，从振动、共鸣、发声的角度解决了扬琴高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题，实践证明该改进设计方案具有突出的实质性特点和显著的技术进步，并且获得了明显的技术效果。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有的扬琴相比具有以下优点和效果：

1.本发明在面板上设置上音梁组件，由于低音相对高音振幅大、频率低，低音共鸣集中在面板的中央区域，高音共鸣集中在面板的四周边缘区域，加强面板中央区域强度，对改善低音区音色和音质起到了重要作用。由于面板的厚度为中央区域厚而四周薄的厚度渐变构造，加强了面板的中央区域强度，相对而言也改变了面板中央区域与四周边缘区域厚薄差距，对改善高音区音色和音质起到了重要作用。

同样的设计构思亦适用于对底板的改良，即，可通过在底板上设置下音梁组件对改善扬琴的音色和音质起到辅助作用。

2.本发明在面板上开设有十字形沟槽，该十字形沟槽在面板上实际形成十字形音隧，振动由面板的中心收集，并通过十字形音隧（即声音的隧道）迅速向面板的四周边缘传递，这对改善低音区以及高音区的音色和音质起到了关键作用。

同样的设计构思亦适用于对底板的改良，即，可通过在底板上开设十字形沟槽对改善扬琴的音色和音质起到辅助作用。

3.本发明通过上音梁组件及十字形沟槽的设计，在面板上等分出四块共鸣区域。当扬琴演奏时琴弦的振动先传递到面板的中心区域，然后通过音隧传递至各共鸣区域，并产生共鸣和振动，以此将弦声放大为面板的共鸣声。改进前扬琴演奏时只能产生四个声波量，即在共鸣腔内，面板对应区域为一个共鸣区域，底板对应的区域为一个共鸣区域，每个共鸣区域产生一个声波量，加上一个弦波量，再加上一个击发波量，共计四个声波量。而改进后本发明扬琴演奏时可以产生七个声波量，其中，面板的四个共鸣区域产生四个声波量，底板的一个声波量，加上一个弦波量，再加上一个击发波量，共计七个声波量。

如若在底板上也开设十字形沟槽，通过在底板上等分出四块共鸣区域，则改进后本发明扬琴演奏时可以产生十个声波量，其中，面板的四个共鸣区域产生四个声波量，底板的四个共鸣区域产生四个声波量，加上一个弦波量，再加上一个击发波量，共计十个声波量。

声波量即声波的数量，对于具体共鸣箱的击弦乐器来说，除了一个弦波量和一个击发波量而外，主要取决于共鸣箱内的共鸣区域数量，通常情况下乐器在演奏时每个共鸣区域产生一个声波量，有多少个共鸣区域就会产生多少个声波量。另外，声波量直接影响乐器的音色、穿透力和音量。因此本发明设计能够明显改善高音区和低音区的音色，增加高音区和低音区的穿透力。

4.本发明各沟槽均采用弧形槽，可以使得面板在厚度上尽量减少厚薄突变，避免影响面板的共鸣和振动。

附图说明

附图1为传统扬琴的结构示意图（未绘出琴弦）；

附图2为图1中a-a向的剖面示意图；

附图3为图1中b-b向的剖面示意图；

附图4为传统扬琴的面板下表面的结构示意图；

附图5为传统扬琴的底板的结构示意图;

附图6为本发明实施例面板下表面的结构示意图（无上连接梁）；

附图7为本发明实施例面板下表面的结构示意图（有上连接梁）；

附图8为图6中a-a向剖面示意图（无上连接梁）；

附图9为图7的左侧示意图（有上连接梁）；

附图10为本发明实施例底板上表面的结构示意图（无下连接梁）；

附图11为本发明实施例底板上表面的结构示意图（有下连接梁）；

附图12为图10中a-a向剖面示意图（无下连接梁）；

附图13为图11的左侧示意图（有下连接梁）；

附图14为本发明实施例仰视视角的剖面示意图。

附图15为本发明实施例上音梁组件的结构示意图；

附图16为图15的左侧示意图；

附图17为本发明实施例上部辐射音梁的结构示意图；

附图18为本发明实施例上部辐射音梁的侧视示意图；

附图19为本发明实施例托梁的结构示意图；

附图20为本发明实施例托梁的侧视示意图。

以上附图中：1．共鸣箱；2．面板；3．底板；4．琴码；5．横音梁；6．出音孔；7．孔洞；8．面板；8a．上部共鸣区域；9．底板；9a．下部共鸣区域；10．上音梁组件；10a．第一条状音梁构件；10b．上连接梁；11．下音梁组件；11a．第二条状音梁构件；11b．下连接梁；12．第一沟槽；13．第二沟槽；14．出音孔；15．第三沟槽；16．第四沟槽；17．上部辐射音梁；18．孔洞；19．下部辐射音梁；20．托梁；20a．上支撑脚；20b．下支撑脚。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

参见附图6~20所示，一种带音梁及音隧的全频段高音质扬琴，包括共鸣箱，该共鸣箱包括面板8和底板9。

其中，所述面板8的下表面上设有第一沟槽12和第二沟槽13，所述第一沟槽12与所述第二沟槽13在面板8的下表面上呈十字交叉且相互贯通，交叉点位于面板8的中心，进而将面板8的下表面等分成四块上部共鸣区域8a。

所述面板8下表面中部固设有上音梁组件10，所述上音梁组件10包括多根第一条状音梁构件10a，所述第一条状音梁构件10a成对平行设置于第一沟槽12的两侧以及第二沟槽13的两侧。

所述第一沟槽12与所述第二沟槽13分别在面板8的下表面上形成上横向音隧和上纵向音隧。

所述底板9的上表面上设有第三沟槽15和第四沟槽16，所述第三沟槽15与所述第四沟槽16在底板9的上表面上呈十字交叉且相互贯通，交叉点位于底板9的中心，进而将底板9的上表面等分成四块下部共鸣区域9a。

所述底板9的上表面中部固设有下音梁组件11，所述下音梁组件11包括多根第二条状音梁构件11a，所述第二条状音梁构件11a成对平行设置于第三沟槽15的两侧以及第四沟槽16的两侧。

所述第三沟槽15与所述第四沟槽16分别在底板9的上表面上形成下横向音隧和下纵向音隧。

优选的，如图7、9所示，相邻两所述第一条状音梁构件10a之间设有上连接梁10b，所述上连接梁10b横跨于所述第一沟槽12、所述第二沟槽13的上方，构成所述上音梁组件10呈井字形；且各所述上连接梁10b均位于所述面板8下表面的中心区域。通过四根上连接梁10b构成一“口”字形加强结构，可对面板8中心的低音区进一步加强，以达到对扬琴低音区音质的进一步提升。

优选的，如图11、13所示，相邻两所述第二条状音梁构件11a之间设有下连接梁11b，所述下连接梁11b横跨于第三沟槽15、所述第四沟槽16的上方，构成所述下音梁组件11呈井字形；且各所述下连接梁11b均位于所述底板9上表面的中心区域。通过四根下连接梁11b构成一“口”字形加强结构，对底板9中心的低音区进一步加强，以达到对扬琴低音区音质的进一步提升。

优选的，所述上音梁组件10与所述下音梁组件11在共鸣箱的高度方向上对位设置。所述上音梁组件10及所述下音梁组件11的内端厚度均大于外端厚度。借此设计，可实现对面板8、底板9的中央区域进行加强。

优选的，所述面板8的各所述上部共鸣区域8a中分别设有多条上部辐射音梁17，同一上部共鸣区域8a中的各上部辐射音梁17平行设置，且至少一所述上部辐射音梁17的一端朝向面板8的几何中心；

所述底板9的各所述下部共鸣区域9a中分别设有多条下部辐射音梁19，同一下部共鸣区域9a中的各下部辐射音梁19平行设置，且至少一所述下部辐射音梁19的一端朝向底板9的几何中心。所述上部辐射音梁17及所述下部辐射音梁19的内端厚度均大于外端厚度，可分别对面板8和底板9的中央区域进行加强。

优选的，还包括数个托梁20，各所述托梁20均竖直设置，并具有上支撑脚20a和下支撑脚20b，用以加强扬琴的整体结构；所述上支撑脚20a支撑定位于所述面板8下表面的第一沟槽12或第二沟槽13中，所述下支撑脚20b支撑定位于所述底板9上表面的第三沟槽15或第四沟槽16中，且上支撑脚20a的宽度小于第一沟槽12和第二沟槽13的宽度，下支撑脚20b的宽度小于第三沟槽15和第四沟槽16的宽度。

其中，在托梁20上开有圆形孔洞18（风眼），使共鸣后的音波在共鸣箱中对流，然后由出音孔14传出。

其中，所述上支撑脚20a呈细长条状，并以其长度方向对应所述第一沟槽12或所述第二沟槽13的长度方向，可避免对音隧产生干扰；所述下支撑脚20b呈细长条状，并以其长度方向对应所述第三沟槽15或所述第四沟槽16的长度方向，可避免对音隧产生干扰。

其中，所述底板9上开设有数个出音孔14，各所述出音孔14分别位于所述第三沟槽15中、所述第四沟槽16中，以及第三沟槽15和第四沟槽16的交汇处。

优选的，所述面板8和所述底板9从发音频段区分均包括外围的高音区、中段的中音区以及中心的低音区；其中，所述面板8和所述底板9的壁厚均由外至内逐渐增厚，构成低音区的壁厚大于中音区的壁厚，中音区的壁厚大于高音区的壁厚。借此设计，通过将较厚的低音区设置于接近中心的位置，可使得频率较低、振幅较大的低频振动在面板8和底板9的低音区发出更为浑厚、圆润的低音；通过将较薄的高音区设置于远离中心的位置，可使得频率较高、振幅较小的高频振动在面板8和底板9的高音区发出更为通透、明亮的高音。所述上音梁组件10、所述下音梁组件11均位于低音区，可进一步提升面板8和底板9的中部区域载荷。

优选的，各所述沟槽均为弧形槽，可以使得面板8、底板9在厚度上尽量减少厚薄突变，避免影响面板8、底板9的共鸣和振动。

所述第一沟槽12、所述第二沟槽13的长度均小于所述面板8的宽度；所述第三沟槽15、所述第四沟槽16的长度均小于所述底板9的宽度；所述第一沟槽12和所述第二沟槽13的外端与面板8下表面之间均设置有圆滑过渡面，以便振动更为均匀地传递至面板8的周部。所述第三沟槽15和所述第四沟槽16的外端与底板9上表面之间均设置有圆滑过渡面，以便振动更为均匀地传递至底板9的周部。

下面针对本发明的其他实施情况以及结构变化作如下说明：

1.以上实施例中，图示的扬琴仅作为举例说明之用，其结构并非用以限定本发明的保护范围，其它类似结构的扬琴若采用了本发明的技术特征都应涵盖在本发明的保护范围之内。

2.以上实施例中，所述上音梁组件10、所述下音梁组件11的数量并不局限于一组，也可以是多组并列或其他有助于加强面板8、底板9中部载荷的设计，这是本领域技术人员容易理解和接受的。

3.以上实施例中，所述第一条状音梁构件10a或所述第二条状音梁构件11a可以如图中所示是直条状，两两呈90度组合，并成对设置于沟槽的两侧。

或者，所述第一条状音梁构件10a或所述第二条状音梁构件11a也可以具有一弧度并包括两直边，通过相邻两条状音梁构件的直边成对设置于沟槽的两侧。

4.以上实施例中，所述第一沟槽12、第二沟槽13、第三沟槽15和第四沟槽16均为弧形槽。但本发明不局限于此，可以将沟槽设计成其它形状，比如v形、u形、w形等凹形结构。这是本领域技术人员容易理解和接受的。

5.以上实施例中，从共鸣箱的横截面上观察，上音梁组件10与下音梁组件11在上下方向上位置呈对应布置（见图3）。但本发明不局限于此，可以不对齐布置，具体可以根据共鸣箱调试音色和音质时来确定。这是本领域技术人员容易理解和接受的。

6.以上实施例中，上音梁组件10与下音梁组件11的形状和尺寸大小相同。但本发明不局限于此，上音梁组件10和下音梁组件11的形状和尺寸大小也可以不相同。具体可以根据共鸣箱调试音色和音质时来确定。这是本领域技术人员容易理解和接受的。

本发明针对现有扬琴高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题，对扬琴的设计及发声机理进行了深入探讨和研究，找出了现有扬琴高音区和低音区的音色不佳的主要原因是由于面板设计不合理所致。据此，发明人打破了以往扬琴组成设计的束缚，大胆提出了本发明的改进设计方案，这种改进设计方案将面板由以往的自由振动模式改变为现在的规范振动模式，从振动、共鸣、发声的角度解决了扬琴高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题，实践证明该改进设计方案具有突出的实质性特点和显著的技术进步，并且获得了明显的技术效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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