專利名稱：：使用彈簧張力的弦樂器的制作方法使用彈簧張力的弦樂器相關(guān)申請的交叉引用本申請基于以下美國臨時(shí)申請并要求以下申請的權(quán)益提交于2006年3月15日的第60/782,602號、提交于2006年7月12日的第60/830,323號、提交于2006年11月10日的第60/858,555號以及提交于2007年1月11曰的第60/880,230號。這些優(yōu)先權(quán)申請中的每一個(gè)都據(jù)此以引用方式整體并入。本申請不要求提交于2006年7月11日的同時(shí)待決的美國申請第11/484,467號的優(yōu)先權(quán)，但是該申請也據(jù)此以引用方式整體并入。預(yù)期在此所描述的實(shí)施方式可采用以上引用的申請所討論的方面，且反之亦然。
背景技術(shù)：
：發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及弦樂器。相關(guān)領(lǐng)域說明弦樂器在樂器的弦以對應(yīng)于期望的音符的波的頻率下振動時(shí)產(chǎn)生音樂。這些弦通常保持于特定的張力，且由弦發(fā)出的音調(diào)是該弦的振動頻率、長度、張力、材料和密度的函數(shù)。為了將樂器保持在恰當(dāng)?shù)囊粽{(diào)，必須保持這些參數(shù)。通常，樂弦因弦的張力的變化而走調(diào)。這種張力變化通常發(fā)生在例如弦隨著時(shí)間而松弛時(shí)。張力還可因例如溫度、濕度以及類似因素等大氣的條件而改變。給弦樂器調(diào)音的過程可能既不便又費(fèi)力。例如，給鋼琴調(diào)音的過程通常非常繁雜，有可能用一小時(shí)或更多的時(shí)間。雖然給吉他調(diào)音不這么復(fù)雜，但也并不方便，并會妨礙演奏和/或表演。發(fā)明概述因此，在本領(lǐng)域中，需要一種用于安裝弦樂器的弦的方法和裝置，使得樂器更可能保持其正確的音調(diào)、減緩走調(diào)、更方便和更迅速地合于音調(diào)中，且使得恢復(fù)或調(diào)節(jié)弦的音調(diào)被方便地和筒單地完成。還需要一種弦樂器，這種弦樂器將根據(jù)弦長的變化自動地調(diào)節(jié)而不走調(diào)。依據(jù)一種實(shí)施方式，提供了包括樂弦、第一接納器和弦架系統(tǒng)(stringmountingsystem)的弦樂器，該樂弦具有第一端部和第二端部，該第一接納器適合于接納第一端部，并將第一端部保持在可調(diào)節(jié)的固定位置中，該弦架系統(tǒng)適合于接納第二端部。弦架系統(tǒng)包括設(shè)置成將張力作用到弦的第二端部的彈簧組件，以便將弦保持于準(zhǔn)確音調(diào)的張力(perfecttunetension)。弦架系統(tǒng)適合于使得當(dāng)樂弦的第二端部因弦的伸長或收縮而隨著時(shí)間縱向移動時(shí)，弦張力仍然在關(guān)于準(zhǔn)確音調(diào)的張力而界定的期望的范圍內(nèi)。在另一實(shí)施方式中，期望的范圍在準(zhǔn)確音調(diào)的張力的大約90%內(nèi)。在再一實(shí)施方式中，弦架系統(tǒng)適合于使得弦在第二端部縱向移動小于總弦長的大約5%時(shí)，將弦的張力保持在期望的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，準(zhǔn)確音調(diào)的張力大約在5磅到200磅之間。在一種實(shí)施方式中，期望的范圍在準(zhǔn)確音調(diào)的張力的大約98%內(nèi)。在另外的實(shí)施方式中，期望的范圍在準(zhǔn)確音調(diào)的張力的大約99%或99.5%內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，彈簧組件包括單一的彈簣。在另外的實(shí)施方式中，彈簧組件包括多個(gè)彈簧。在另外的實(shí)施方式中，彈簧組件包括第一彈簧和第二彈簧，與第二彈簧相比，第一彈簧適合于支持弦中的更大的大小的張力。第二彈簧通過機(jī)械接口連接到弦，使得相對于彈簧的第二彈簧的機(jī)械步文益(mechanicaladvantage)或才幾才戒才員失(mechanicaldisadvantage)可凈皮調(diào)節(jié)。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，機(jī)械接口包括了力調(diào)節(jié)構(gòu)件，力調(diào)節(jié)構(gòu)件隨著弦的第二端部縱向移動而樞軸地旋轉(zhuǎn)，且力調(diào)節(jié)構(gòu)件適合于樞軸地旋轉(zhuǎn)于大約10度的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。在另外的實(shí)施方式中，其中機(jī)械接口包括止動器，該止動器被設(shè)置成阻止旋轉(zhuǎn)在旋轉(zhuǎn)方向上超過界定的位置。在再進(jìn)一步的實(shí)施方式中，機(jī)械接口包括傳感器，該傳感器適合于探測止動器何時(shí)被接合以阻止旋轉(zhuǎn)，并適合于在探測到這種接合時(shí)產(chǎn)生信號。在再進(jìn)一步的實(shí)施方式中，弦樂器額外地包括布置在機(jī)械接口前面的輥?zhàn)酉覙?rollerbridge)。輥?zhàn)酉覙虬ㄝ佔(zhàn)雍洼S，輥?zhàn)舆m合于支撐弦并關(guān)于軸旋轉(zhuǎn)，其中輥?zhàn)拥闹睆脚c軸的直徑的比率大于大約20。依據(jù)另一實(shí)施方式，本發(fā)明提供了包括樂弦、彈簧以及設(shè)置在弦和彈簧之間的機(jī)械接口的弦樂器。機(jī)械接口適合于將來自彈簧的力傳送到弦，使得彈簧提供樂弦中的實(shí)質(zhì)上全部的張力。機(jī)械接口還適合于改變由彈簧施加的力，使得樂弦中的張力的大小不同于由彈簧施加的張力的大小。在另一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，機(jī)械接口設(shè)置成使得由彈簧施加的力中比變化的大小小于由彈簧施加的力中的百分比變化的大小。在一些實(shí)施方式中，機(jī)械接口適合于使得作用到弦的張力中的變化的大小不線性相關(guān)于對應(yīng)的由彈簧施加的力中的變化的大小。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，機(jī)械接口包括可包含弦接納器的偏心輪(cam)。在一些這樣的實(shí)施方式中，機(jī)械接口連接到彈簧和弦，使得彈簧力相對于弦以機(jī)械效益或機(jī)械損失起作用。在一些實(shí)施方式中，機(jī)械接口設(shè)置成使得隨著彈簧力的大小增加，彈簧相對于弦的機(jī)械效益減少。在一些實(shí)施方式中，弦接納器具有恒定的半徑，在另外的實(shí)施方式中，其具有變化的偏心輪半徑。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施方式，提供了一種弦樂器，其包括樂弦和弦架系統(tǒng)，弦架系統(tǒng)包含具有彈簧的彈簧組件。來自彈簧組件的力傳遞到弦，使得彈簧組件提供樂弦中的實(shí)質(zhì)上全部的張力。同樣，弦架系統(tǒng)適合于沿變化的力臂調(diào)節(jié)由彈簧施加的力，使得由彈簧施加的力的大小中的變化導(dǎo)致由彈簧組件作用到弦的張力的大小中的變化，而由彈簧組件作用到弦的張力的大小中的變化小于由彈簧施加的力的大小中的變化。在一些實(shí)施方式中，弦架系統(tǒng)包括設(shè)置在彈簧和弦之間的機(jī)械接口，且其中機(jī)械接口相對于弦的張力調(diào)節(jié)彈簧力。在一種這樣的實(shí)施方式中，機(jī)械接口包括螺旋軌道圓錐滑輪(spiral-trackedconicalcam)，且樂弦支撐在軌道中。在依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施方式中，提供了包括樂弦和弦架系統(tǒng)的弦樂器。弦架系統(tǒng)包括弦固定件、具有彈簧的彈簧組件和在弦固定件和彈簧組件之間的機(jī)械接口。所述接口適合于使得彈簧組件提供樂弦中的基本上全部的張力。所述彈簧是恒定力彈簧，包括適合于對于所述樂弦的最大伸長施加變化小于1%的力的盤巻的預(yù)應(yīng)力帶狀物(rolledpre-stressedribbon)。在一些實(shí)施方式中，機(jī)械接口包括可操作地布置在彈簧和弦之間的力臂。所述力臂可調(diào)節(jié)，以調(diào)整相對于弦提供到彈簧的機(jī)械效益或機(jī)械損失。在另外的實(shí)施方式中，恒定力彈簧選擇成施加實(shí)質(zhì)上等于樂弦的準(zhǔn)確調(diào)音的張力的實(shí)質(zhì)上恒定的力。附圖簡述圖1顯示了采用被示意性地描繪的并具有在此所描述的方面的弦架系統(tǒng)的吉他的實(shí)施方式。圖2顯示了采用具有本發(fā)明的方面的弦架系統(tǒng)的實(shí)施方式的吉他的實(shí)施方式。圖3是沿線3-3獲取的圖2的吉他的近距視圖，并顯示了部分地切除的弦架系統(tǒng)的部分。圖3A是當(dāng)對應(yīng)的弦剛被置于正確的音調(diào)時(shí)，處于相對于對應(yīng)的管和彈簧連接器的位置中的止動構(gòu)件的近距視圖。圖3B顯示了在止動構(gòu)件被移動以將止動音調(diào)指示器(stoptimeindicator)與管參考指示器(tubereferenceindicator)對齊后的圖3A的設(shè)置。圖4是顯示在圖3中的吉他的部分的側(cè)視圖。圖5是帶有具有依據(jù)本發(fā)明的方面的弦架系統(tǒng)的吉他的另一實(shí)施方式的近距透視圖。圖6是依據(jù)展示在圖5中的實(shí)施方式使用的弦張緊器的示意性的側(cè)視圖。圖6A是示意性地表示了展示在圖6中的實(shí)施方式的某些關(guān)系的圖表。圖7是圖6的弦張緊器的透視圖。圖8是圖6的弦張緊器的另一透視圖。圖9是圖6的弦張緊器的透視圖，但是顯示了布置在不同位置的弦張緊器的往復(fù)移動裝置(shuttle)250。圖]O是顯示了設(shè)置于吉他的弦架系統(tǒng)中的多個(gè)弦張緊器的透視圖。圖11是圖10的弦張緊器的后部透視圖。圖12是圖5的吉他的背面的透視圖，顯示了弦張緊器系統(tǒng)的布置在形成在琴箱(body)中的空腔中的那一部分。圖13是描繪了隨著圖6的彈簧張緊器的臂逆時(shí)針移動而在彈簧力中的變化的圖表。圖14是描繪了隨著圖6的彈簧張緊器的臂逆時(shí)針移動而在彈簧的有效的杠桿臂中的變化的圖表。圖15是描繪了隨著彈簧張緊器的臂逆時(shí)針移動而由顯示在圖13和14中效果導(dǎo)致的有效弦張力中的變化的圖表。圖16是采用了具有本發(fā)明的方面的弦張緊系統(tǒng)的實(shí)施方式的吉他的另一實(shí)施方式的透視圖。圖17是圖16的吉他的俯視圖。圖18是具有依據(jù)本發(fā)明的方面的弦張緊器的再一實(shí)施方式的側(cè)視圖。圖19是采用如圖18中的張緊器的弦架系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的俯視圖。圖20是具有依據(jù)本發(fā)明的方面的弦架系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的示意圖。圖21是具有依據(jù)本發(fā)明的方面的弦架系統(tǒng)的再一實(shí)施方式的示意圖。圖22是具有依據(jù)本發(fā)明的方面的弦架系統(tǒng)的又一實(shí)施方式的示意圖。圖23A是具有依據(jù)本發(fā)明的方面的弦張緊器的再一實(shí)施方式的側(cè)視圖。圖23B是圖23A的弦張緊器的側(cè)視圖，顯示了處于不同旋轉(zhuǎn)位置的彈簣力調(diào)節(jié)構(gòu)件部分。優(yōu)選實(shí)施方式詳述以下的說明展現(xiàn)了展示本發(fā)明的方面的實(shí)施方式。應(yīng)理解各種類型的樂器均可使用如在此所描述的方面和原理來構(gòu)造，且實(shí)施方式不被限制于所展示的和/或明確地討論的實(shí)例，而是可有選擇地采用本申請中所公開的各種方面和/或原理。例如，為了參考的方便，在此以六弦吉他為背景公開了和描述了實(shí)施方式。但是，在此所討論的原理可應(yīng)用于其它的弦樂器比如，例如小提琴、豎琴和鋼琴。最先參考圖1,展示了吉他30。吉他30包括琴箱32、細(xì)長的琴頸34和琴頭36。琴頸34的第一端部38連接到琴箱32，而琴頸34的第二端部40連接到琴頭36。具有多個(gè)品絲(fret)44的指板(fretboard)42布置在琴頸34上，而琴枕46大致設(shè)置于琴頸34與琴頭36連接的位置處。六個(gè)調(diào)音琴鈕48A-F布置在琴頭36上。還提供了六條樂弦50A-F,每一樂弦具有第一和第二端部52、54。每一弦50的第一端部52連4妄到對應(yīng)的調(diào)音琴鈕48的軸56，且至少部分的弦50纏繞在調(diào)音琴鈕軸56上。每一弦50從調(diào)音琴鈕48拉到琴枕46上，并懸在琴枕46和弦架系統(tǒng)60之間，弦架系統(tǒng)60布置在琴箱32的正面62上。每一樂弦50的第二端部54連接到弦架系統(tǒng)60。在常規(guī)的吉他中，弦架系統(tǒng)60包括具有通常對應(yīng)于弦的多個(gè)槽的止動器。優(yōu)選地，每一弦的第二端部包括設(shè)置成配合在槽后的球或類似物，使得避免弦球朝前移動過槽。弦橋通常設(shè)置在止動器的前部。通過轉(zhuǎn)動調(diào)音琴鈕，使用者使弦變緊，使得它們懸在弦橋和琴枕之間。當(dāng)振動時(shí)，弦50的被懸著的部分產(chǎn)生音符，且此部分可被界定為弦的演奏區(qū)域63。調(diào)音琴鈕48用于調(diào)整弦的張力，直到獲得期望的弦的音調(diào)。所展示的實(shí)施方式為電吉他，并額外地提供了包括傳感器66的多個(gè)拾音器64，傳感器66適合于感應(yīng)弦50的振動，并產(chǎn)生可傳送到放大器的信號。例如用于音量控制和類似用途的控制器68也描繪在所展示的吉他30上。在展示在圖1中的實(shí)施方式中，示意性地描繪了弦架系統(tǒng)60。申請人預(yù)期具有各種結(jié)構(gòu)的弦架系統(tǒng)可用于該吉他30。接著參考圖2，展示了具有基本上類似于圖1中所描繪的吉他的特征的吉他30的實(shí)施方式。但是，所展示的吉他額外地包括了弦架系統(tǒng)70的實(shí)施方式，弦架系統(tǒng)70包含彈簧71以張緊樂弦50。更具體地參考圖3-4，所展示的弦架系統(tǒng)70包括安裝到吉他琴箱32上的框架72?？蚣?2與吉他琴箱32的正面62和背部74緊密結(jié)合。所展示的系統(tǒng)70包括弦橋76，弦橋76具有適合于容納對應(yīng)的弦50的弦4九或弦碼(saddle)78。具體參考圖3，所展示的弦架系統(tǒng)70包括了多個(gè)彈簧組件80A-F，每一組件專門固定對應(yīng)的樂弦50A-F。每一彈簧組件80包括了通常圍繞彈簧71的彈簧保持器或管82。每一細(xì)長的彈簧71具有第一端部82和第二端部86?；A(chǔ)連接器88沿彈簧管82的長度設(shè)置，且彈簧71的第一端部84連接到基礎(chǔ)連接器88。細(xì)長的彈簧連接器90也具有第一端部92、第二端部94和其間的細(xì)長的體95。彈簧連接器90的第二端部94優(yōu)選包括開口96或類似物，以方便連接到彈簧71的第二端部86，優(yōu)選在管82內(nèi)。彈簧連接器90的第一端部92優(yōu)選包括球、盤或具有相對于體95來說擴(kuò)大的寬度的其它機(jī)械接口結(jié)構(gòu)98。提供了多個(gè)弦保持器100,每一弦保持器100具有兩個(gè)接納器102、104。第一接納器192適合于接合彈簧連接器90的第一端部94上的球98。每一弦保持器100的第二接納器104適合于接納和固定相應(yīng)的樂弦50的第二端部54上的球連接器108。如此，弦保持器100將樂弦50連接到彈簧連接器90，而彈簧連接器90將弦保持器100連接到彈簧71。因此，每一彈簧71機(jī)械地連接到對應(yīng)的樂弦50，使得彈簧張力傳遞到弦50。在該實(shí)施方式中，上述連接是通過包括彈簧連接器卯和弦保持器100的機(jī)械接口來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)理解，在另外的實(shí)施方式中，具有不同的結(jié)構(gòu)特性的機(jī)械接口可用于將弦50連接到彈簣71。細(xì)長的止動器110設(shè)置在每一細(xì)長的彈簧連接器90上，并連接到每一細(xì)長的彈簧連接器90。優(yōu)選地，每一止動器110包括脊112，脊112的尺寸被設(shè)置成并適合于當(dāng)對應(yīng)的樂弦50松開或未連接時(shí)接合對應(yīng)的彈簧管82的端部114。如此，即使當(dāng)對應(yīng)的樂弦50松開或不連接時(shí)，彈簧71也保持在被施加了預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)中。由于當(dāng)給樂器上弦而連接弦50時(shí)彈簧已經(jīng)一皮施加了預(yù)應(yīng)力，所以其相對快地和容易地變緊到對應(yīng)于正確的音調(diào)的弦的張力。因此，通過該結(jié)構(gòu)方便了快的初始調(diào)音。優(yōu)選地，每一彈簧71被選擇成和設(shè)置成，其預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)接近于而不小于與對應(yīng)的弦的適當(dāng)?shù)恼{(diào)音相關(guān)聯(lián)的標(biāo)稱張力。例如，如果弦50被適當(dāng)?shù)卣{(diào)音到17磅的張力，則彈簧71的預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)優(yōu)選大于大約15磅，且可幾乎為17磅。優(yōu)選地，預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)大約在適當(dāng)?shù)恼{(diào)音張力的25%內(nèi)。更優(yōu)選地，預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)大約在適當(dāng)?shù)恼{(diào)音張力的10%內(nèi)。甚至更優(yōu)選地，預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)大約在適當(dāng)?shù)恼{(diào)音張力的5%內(nèi)。對彈簧71適當(dāng)?shù)厥┘宇A(yù)應(yīng)力可以各種方式來完成。例如，在所展示的實(shí)施方式中，每一彈簣71的第一端部84連接到設(shè)置在管82內(nèi)的其對應(yīng)的基礎(chǔ)連接器88?；A(chǔ)連接器88沿管82的長度來放置，使得當(dāng)彈簧71的第一端部84連接到基礎(chǔ)連接器88且彈簧71的第二端部86連接到彈簧連接器90時(shí)，彈簧71保持于其恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力的張力。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，每一基礎(chǔ)連接器88的位置被選擇成，當(dāng)對應(yīng)的彈簧71被連接時(shí)，其被置于期望的預(yù)應(yīng)力的張力狀態(tài)下。但是，應(yīng)理解，也可改變其它的因素。例如，除了改變基礎(chǔ)連接器88的位置外，或替代改變基礎(chǔ)連接器88的位置，改變彈簧的特性也可定制用于具體對應(yīng)的弦的彈簧設(shè)置，例如使用具有特別選擇的彈簧比率(springrate)的彈簧。在所展示的實(shí)施方式中，基礎(chǔ)連接器88B、88C、88E包括在期望的位置穿過管82的螺釘。在附加的實(shí)施方式中，基礎(chǔ)連接器可具有不同的結(jié)構(gòu)。例如，基礎(chǔ)連接器88F為穿過管82延伸的桿。在另外的實(shí)施方式中，該基礎(chǔ)連接器結(jié)構(gòu)可連接、焊接、夾緊或以類似的方式固定于沿管的指定的位置。優(yōu)選地，連接器116也設(shè)置于每一管82的遠(yuǎn)端118，與基礎(chǔ)連接器88A—樣，可起到基礎(chǔ)連接器的作用。當(dāng)彈簧71在預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)中，吉他30的初始調(diào)音是相對快和容易的。要給展示在圖2-4中的吉他30上弦，每一弦50A-F的第一端部52恰當(dāng)?shù)剡B接到其對應(yīng)的調(diào)音琴4丑58A-F，而第二端部54連接到對應(yīng)的弦保持器100。調(diào)音琴鈕48隨后被轉(zhuǎn)動，以收緊弦50，使得彈簧71被接合。在彈簧71被接合的情況下，進(jìn)一步轉(zhuǎn)動調(diào)音琴鈕48增加了由彈簧71作用到弦50的張力。優(yōu)選地，彈簧71被選擇成其比率(每伸長一英寸所增加的、以磅為單位的施加的張力)適合于，僅對調(diào)音琴鈕48進(jìn)行一次或幾次轉(zhuǎn)動就獲得對應(yīng)于適當(dāng)?shù)南业囊粽{(diào)的樂弦的張力。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，采用了具有大約20磅/英寸的比率的彈簧71。但是，應(yīng)理解，可采用寬范圍的彈簧比率。例如，可使用具有大約40磅/英寸的比率的彈簧71，并將能夠使用更短的彈簣管82。相反地，也可使用具有1-5磅/英寸的比率的彈簧。用該彈簧，自然產(chǎn)生的對應(yīng)的樂弦的伸長將對該弦的音調(diào)幾乎沒有影響，因此，盡管弦伸長，但是樂器將保持在合適的音調(diào)中或接近于合適的音調(diào)。在所展示的實(shí)施方式中，彈簧連接器體95和連接的止動器110是螺紋配合的，使得每一止動器110可在其對應(yīng)的細(xì)長的彈簧連接器90上移動。進(jìn)一步，調(diào)音指示器線120優(yōu)選圓周地圍繞每一止動器110的一部分設(shè)置；音調(diào)指示器參考線122也設(shè)置在每一管82上。觀察孔124優(yōu)選穿過每一管82形成，使得止動器110在管82內(nèi)的一部分通過觀察孔124是可見的。優(yōu)選地，在管上的參考線122鄰近觀察孔124設(shè)置。具體參考圖3A和3B，要實(shí)現(xiàn)所展示的吉他的視覺指示的音調(diào)，首先安裝弦50，并優(yōu)選用常規(guī)的方法來調(diào)音。止動器110與最初的調(diào)音過程無關(guān)，且止動器參考線120和管參考線122可能將如圖3A所描繪的不對齊。一旦弦50被調(diào)音，每一止動器110就沿其對應(yīng)的彈簧連接器90移動，使得止動器調(diào)音指示器120與對應(yīng)的管82上的參考指示器122對齊，如圖3B中所描繪的。這種對齊對準(zhǔn)確地處于合適的音調(diào)中的狀況確立了機(jī)械的和視覺的指示器。止動器110在彈簧連接器90上的位置不影響作用于弦50的張力，故移動止動器IIO確立了參考點(diǎn)，而不影響弦的張力。由于環(huán)境的變化或其它因素，樂弦往往在演奏的過程中拉伸。在過去，音樂家將需要不時(shí)地停止演奏，以檢查或重調(diào)他的樂器。這種調(diào)音要求撥弦或以其它方式使弦50發(fā)出聲音，并隨后使用調(diào)音器、耳朵或其它方法來確認(rèn)和/或調(diào)節(jié)音調(diào)。包括了傳感器的某些基于電子的產(chǎn)品也可用于確定音調(diào)。同樣，還可采用使用了受控于基于傳感器輸入的電子控制器的電動機(jī)驅(qū)動的調(diào)音琴鈕的電動機(jī)械裝置。在所展示的實(shí)施方式中，弦50伸長的變化將由止動器參考指示器120和沒有對齊的管參考指示器122來機(jī)械地指示。這可由使用者視覺檢查，甚至通過調(diào)節(jié)調(diào)音琴鈕48直到指示器120、122再次對齊來視覺地糾正。隨著指示器120、122重新對齊，樂器重新處于準(zhǔn)確音調(diào)中，這是由于彈簧71再次4立伸到對應(yīng)于準(zhǔn)確音調(diào)的位移(以及對應(yīng)的張力)，而對此的測量是在樂器最初調(diào)音時(shí)確立的。如此，音調(diào)可被檢查和糾正，而無需以任何方式使弦50發(fā)出聲音。此外，甚至在弦的音調(diào)上產(chǎn)生聽得到的效果前，就能夠發(fā)現(xiàn)弦50的伸長并對其進(jìn)行糾正。繼續(xù)參考圖3、3A和3B,所展示的實(shí)施方式顯示了用于指示器線構(gòu)型的替代構(gòu)型。例如，在管82A、B和C中，參考指示器122直接印在管上。在管82D、E和F中，深色的涂層128圍繞觀察孔124設(shè)置在管上，且參考指示器線122印在深色的涂層128上，以提高對比度。另外的實(shí)施方式可使用各種結(jié)構(gòu)和方法來增加指示器線120、122的可見度。例如，在一種實(shí)施方式中，指示器線使用磷或?qū)⑹怪甘酒骶€能夠發(fā)光和/或更容易地反射光的其它材料制成。如此，指示器線120、122的對齊甚至可被在黑暗的場所演出的音樂家容易地觀察到。在再一實(shí)施方式中，例如LED或激光器的光源設(shè)置在架系統(tǒng)上，例如在框架72中或圍繞框架72、在彈簧管82中或在彈簧管82上或在其它地方，以便直接地或間接地照亮指示器線120、122和/或提供背光來幫助觀察指示器線。還可采用再進(jìn)一步的照明結(jié)構(gòu)和方法，例如光纖或類似物。例如，指示器122可包括開口，且指示器120可包括精確地聚焦的光，例如來自激光器的或光纖的光。當(dāng)指示器120、122恰當(dāng)?shù)貙R時(shí)，光可通過開口見到。在另一實(shí)施方式中，開口包括當(dāng)光照射在其上時(shí)將發(fā)光的漫射光材料。在再一實(shí)施方式中，指示器120包括開口，而指示器122包括光。在再一實(shí)施方式中，不是在彈簧管82中設(shè)置觀察開口124，而是通過將止動器參考線120與彈簧管82的端部114對齊來確定參考音調(diào)。在又一實(shí)施方式中，用于與止動器對齊的參考120可設(shè)置在吉他的琴箱上、框架上或任何其它適當(dāng)?shù)奈恢弥?。在又一?shí)施方式中，第一光電探測器緊鄰參考線122的第一側(cè)邊布置，而第二光電探測器緊鄰參考線122的第二側(cè)邊布置。激光器或其它精確地聚焦的光源設(shè)置于止動器參考線120。光電探測器適合于當(dāng)止動器適當(dāng)?shù)貙R時(shí)它們見不到光源。但是，如果弦的伸長或收縮足以移動止動器100，則光源將被光電探測器中的一個(gè)探測到。優(yōu)選地，每一光電探測器適合于產(chǎn)生信號，以指示特定的弦50正偏離于準(zhǔn)確音調(diào)。例如，如果第一光電探測器探測到了光源，則黃色的信號燈亮，從而示意音樂家將弦變緊，但是如果第二光電探測器探測到了光源，則紅色的信號燈亮，從而示意音樂家將弦放松。信號在重新獲得準(zhǔn)確音調(diào)后熄滅。因此，視覺的調(diào)音可使用音樂家的眼睛以外的媒介來探測弦的張力和音調(diào)中的變化而實(shí)現(xiàn)。在又一實(shí)施方式中，光電探測器的信號可觸發(fā)自動的調(diào)音糾正，而不用音樂家的直接千預(yù)。在此以引用方式整體地并入的美國專利第6,437,226號公開了一種系統(tǒng)，其中傳感器探測弦的振動，弦的振動隨后被分析，以確定其是否處于適當(dāng)?shù)囊粽{(diào)中。如果弦走調(diào)了，則電動機(jī)被致動，以收緊或放松弦來將其恢復(fù)到適當(dāng)?shù)囊粽{(diào)。在本實(shí)施方式中，這種電動機(jī)可由光電探測器信號來致動，而無需探測和分析弦的振動。弦可自動地保持在合適的音調(diào)中，而無需使弦發(fā)出聲音。在展示在2-4中的實(shí)施方式中，弦架系統(tǒng)70通過連接到琴箱32的外側(cè)的框架72連接到吉他琴箱33。在另一實(shí)施方式中，弦架系統(tǒng)70可采用結(jié)合在吉他30的琴箱32中并被吉他30的琴箱32支撐的框架。例如彈簧管82的部件可部分地被遮蔽。在再進(jìn)一步的實(shí)施方式中，不是提供了多個(gè)彈簣管，而是提供了彈簧盒，每一盒包含多個(gè)彈簧。在又進(jìn)一步的實(shí)施方式中，不是使用盒或管，而是每一彈簧71的第一端部84甚至可連接到可結(jié)合到吉他的琴箱中的框架部分。在又進(jìn)一步的實(shí)施方式中，彈簧可至少部分地嵌入吉他的琴箱中，并可以橫向于和/或相反于弦的方向來作用。在這種實(shí)施方式中，彈簧可由滑輪、杠桿、偏心輪或其它機(jī)械接口連接到弦，以提供機(jī)械效益、損失和/或改變彈簧張力的方向。接著參考圖5，展示了采用弦架系統(tǒng)134的另一實(shí)施方式吉他130。在所展示的實(shí)施方式中，弦架系統(tǒng)134使用連接到吉他琴箱32的面62且并排設(shè)置的一套六弦張緊器135。一個(gè)張緊器135對應(yīng)于每一樂弦50。如以下將更詳細(xì)的討論的，每一張緊器135使用彈簧138來將張力作用到對應(yīng)的弦50。但是，例如偏心輪的彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件140i史置在弦50和彈簧138之間，使得由彈簧138作用到弦50的實(shí)際張力無須與彈簧138的張力相同。最優(yōu)選地，調(diào)節(jié)構(gòu)件140適合于使得由彈簧供應(yīng)到弦的張力中的變化與對應(yīng)的彈簣長度中的變化不是線性的。更具體地，隨著彈簧138改變長度，由彈簧138實(shí)際作用到弦50的力中的變化由設(shè)置在彈簧138和弦50之間的機(jī)械構(gòu)件140來調(diào)節(jié)并優(yōu)選地被調(diào)和。在所展示的實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)構(gòu)件140起到在弦50和彈簧138之間的機(jī)械接口的作用。接著參考圖6-9,若干視圖提供了弦張緊器135的優(yōu)選實(shí)施方式。所展示的弦張緊器135包括細(xì)長體142，細(xì)長體142具有頂部表面144，并具有適合于連接到吉他130的正面62的底部表面146。張緊器體142具有第一端部148和第二端部150。優(yōu)選地，細(xì)長體142位于吉他琴箱62上，以便與對應(yīng)的吉他弦50大致對齊。第一端部148通常比第二端部150更4妻近于琴頸34，而第二端部150更接近于吉他130的后部。張緊器體142的第一部分152通常鄰近第一端部148界定。偏移段154介于張緊器體142的第一部分152和第二部分156之間，第二部分156界定在偏移段154的與第一部分152相對的那一側(cè)上。如此，如圖7中所最佳地顯示的，第一部分152的縱向中心線160優(yōu)選大致平行于第二部分156的縱向中心線162，^旦與其間隔開。下垂部分164從第一部分152朝下并優(yōu)選朝前延伸。優(yōu)選地，空腔166形成在吉他琴箱32中(見圖12),以容納下垂部分164和弦張緊器135的布置在張緊器體142的底部表面146下的其它部分。多個(gè)固定件170優(yōu)選被提供用于接合吉他琴箱32，并將弦張緊器135保持在適當(dāng)位置。在所展示的實(shí)施方式中，三個(gè)開口172A-C形成在張緊器體142的第二部分156中。每一開口172A-C設(shè)置成容納適合于延伸到吉他琴箱32中的細(xì)長的緊固件174。在一種實(shí)施方式中，緊固件174包括螺釘。在另一實(shí)施方式中，緊固件174包括螺栓。在再一實(shí)施方式中，螺栓接納器(未顯示)嵌入到吉他琴箱32中，且緊固件包括適合于接合螺栓接納器的螺栓，以便將弦張緊器體142牢固地保持在吉他琴箱32上的合適位置。繼續(xù)參考圖6-9,細(xì)長的開口180穿過張緊器體142的第二部分156形成。彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件140適合于大致配合在細(xì)長的開口180中，并穿過細(xì)長的開口180。調(diào)節(jié)構(gòu)件140由樞軸182連接到體142。在所展示的實(shí)施方式中，樞軸182包括^爭過細(xì)長的開口18(H黃向延伸的軸。調(diào)節(jié)構(gòu)件140關(guān)于樞軸182旋轉(zhuǎn)。在所展示的實(shí)施方式中，樞軸182包括軸。應(yīng)理解,可采用其它結(jié)構(gòu)。例如，在另一實(shí)施方式中，也有時(shí)稱為"刀樞軸(kmfepivot)"、具有相對窄的上部邊緣的楔形構(gòu)件適合于支撐調(diào)節(jié)構(gòu)件140。調(diào)節(jié)構(gòu)件140可因此關(guān)于上部邊緣搖擺,從而能夠以極小的摩擦來樞軸轉(zhuǎn)動。調(diào)節(jié)構(gòu)件140的偏心輪部分184從樞軸182通常朝上延伸，并包括了弦接納器190。如所展示的，弦接納器190優(yōu)選包括琴碼1.92或琴軌192，如圖5和6中所顯示的，琴碼192或琴軌192適合于在其中容納和保持樂弦50。琴碼192優(yōu)選由一對凸起部分196之間的細(xì)長的空腔194來界定。(見圖7。)琴碼]92的底部或基底197優(yōu)選為拱形的，且優(yōu)選地通常匹配于半徑198的/人樞軸182到琴碼192的底部197測量的弧。優(yōu)選地，從樞軸182到琴碼192的底部197的距離198沿琴碼192的長度通常恒定。但是，在另外的實(shí)施方式中，上述半徑可沿琴碼192的長度變化。力調(diào)節(jié)構(gòu)件140的臂200通常朝后延伸，并穿過體142延伸到張緊器體底部表面146之下的位置。弦連接器202優(yōu)選從臂200朝上延伸，并與弦接納器190間隔開。在所展示的實(shí)施方式中，弦連接器202包括通常圓柱形的桿204，桿204適合于接合布置在樂弦50的端部54上的對應(yīng)的連接器206。優(yōu)選地，在弦50上的連接器206包括在桿204上滑動的小孔。預(yù)期其它的弦連接結(jié)構(gòu)可用于另外的實(shí)施方式中。弦固定件210設(shè)置在通常在體142的底部表面146之下的調(diào)節(jié)構(gòu)件臂200上。優(yōu)選地，彈簧固定件210包括適合于容納張力彈簧138的端部的銷212。銷212可為桿、軸、螺栓、螺釘或其它適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。在所展示的實(shí)施方式中，彈簧張力通過銷212傳遞到臂200。進(jìn)一步，調(diào)節(jié)構(gòu)件樞軸180和彈簧固定銷212之間的距離214是固定的，并幫助界定通過臂200傳遞到關(guān)聯(lián)的弦50的彈簧張力的比例。臂200的止動接合部分(stopengagementportion)220相對于彈簧固定件210朝后，并優(yōu)選在張緊器體142的底部表面146下延伸。止動開口穿過張緊器體142形成。優(yōu)選地，止動螺栓224通過開口螺紋地前進(jìn)。止動螺栓224設(shè)置成接合臂200的止動接合部分220，以界定對臂200以逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)的限制。繼續(xù)參考圖6-9，優(yōu)選地，為了參考，多個(gè)標(biāo)記230A-B設(shè)置在力調(diào)節(jié)構(gòu)件140上。此外，優(yōu)選地，指示器構(gòu)件232從張緊器體142朝上延伸，并通常與樞軸180對齊。指示器構(gòu)件232優(yōu)選包括尖部234。在使用中，調(diào)節(jié)構(gòu)件140相對于張緊器體142的旋轉(zhuǎn)位置可通過參考標(biāo)記230A-B相對于指示器構(gòu)件尖部234的位置來測量。優(yōu)選地，細(xì)長的引導(dǎo)構(gòu)件236從鄰近于體142的第一端部148的第一部分152下垂。優(yōu)選地，引導(dǎo)件236終止于連接到其的止動器238。在所展示的實(shí)施方式中，細(xì)長的調(diào)節(jié)螺栓240也從體142的下垂部分164以大致平行于細(xì)長的引導(dǎo)件236的方向下垂。在所展示的實(shí)施方式中，引導(dǎo)件236和螺栓240從張緊器體142以大致朝下和朝前的方向延伸。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)螺栓240是帶螺紋的。調(diào)節(jié)螺栓240的細(xì)長的桿242穿過通過張緊器體142界定的開口244裝配，且螺栓頭246可通過體142的頂部表面144接近，使得調(diào)節(jié)螺栓240可通過使用工具或類似物來旋轉(zhuǎn)。由于調(diào)節(jié)螺栓頭246布置在相對于第二部分156偏移的第一部分152中，所以螺栓頭24619不與對應(yīng)于張緊器135的樂弦50對齊(例如，見圖17)。如此，工具可接近螺4全頭246，而不妨礙弦50。往復(fù)移動裝置250設(shè)置在細(xì)長的引導(dǎo)件236和調(diào)節(jié)螺栓240上。往復(fù)移動裝置250優(yōu)選包括適合于可滑動地配合在細(xì)長的引導(dǎo)件236上的第一開口252和適合于與調(diào)節(jié)螺栓240的螺紋配合的帶螺紋的開口254。如此，當(dāng)調(diào)節(jié)螺栓頭246旋轉(zhuǎn)時(shí)，往復(fù)移動裝置250沿螺栓240和引導(dǎo)件236前進(jìn)或回退。例如，圖6-8顯示了往復(fù)移動裝置250處于沿調(diào)節(jié)螺栓240的第一位置中，而圖9顯示了往復(fù)移動裝置250處于沿調(diào)節(jié)螺栓240的笫二位置中。螺栓的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了往復(fù)移動裝置的位置中的這些變化。繼續(xù)參考圖6-9,往復(fù)移動裝置250優(yōu)選額外地包括彈簧固定件260,彈簧固定件260具有銷262，例如軸、桿、螺栓、螺釘或適合于接合張力彈簧138的端部的其它結(jié)構(gòu)。張力彈簧138優(yōu)選具有第一和第二相對的端部264、266。彈簧138的第一端部264連接到調(diào)節(jié)構(gòu)件臂200上的彈簧固定件210,彈簧138的第二端部266連接到往復(fù)移動裝置250的彈簧固定件260。如此，張力彈簧138的縱向軸線270延伸在調(diào)節(jié)構(gòu)件彈簧固定件210和往復(fù)移動裝置彈簧固定件260的銷212、262之間。彈簧力沿該軸線270定向。接著參考圖5-12,在例如吉他130的多弦樂器中，如圖5和10中所描繪的，優(yōu)選將多個(gè)弦張緊器135并排設(shè)置，通常彼此毗鄰。在所展示的實(shí)施方式中，六弦張緊器135并排設(shè)置，以恰當(dāng)?shù)毓潭?30的六條樂弦50,并將張力提供到吉他130的六條樂弦50。如圖5和12中最佳地顯示的，優(yōu)選弦張緊器135連接到吉他琴箱32的正面62。張緊器135的下垂在每一張緊器體142的底部表面146下的部件延伸到形成在吉他130的琴箱32中的空腔166中。吉他琴箱空腔166可穿過整個(gè)吉他琴箱32延伸，且因此如圖12所提出的提供了穿過背部的入口274。在另一實(shí)施方式中，可提供入口門，以有選擇地閉合通過吉他琴箱32的背部74的空腔166。在再一實(shí)施方式中，吉他琴箱空腔不是完全穿過吉他琴箱延伸。接著具體參考圖6，展現(xiàn)了單個(gè)弦張緊器135的某些功能和屬性。如圖6中所展示的，每一彈簧138在分別界定在力調(diào)節(jié)臂200和往復(fù)移動裝置250上的彈簧固定件210、260之間延伸。如對盤簧是典型的，彈簧138的長度278確定了彈簧伸長的程度，彈簣伸長的程度又確定了由彈簧施加的力的大小。如所顯示的，由于調(diào)節(jié)螺栓240相對于彈簧的作用線或縱向軸線270成角度，所以對于調(diào)節(jié)構(gòu)件臂200的給定位置，往復(fù)移動裝置250的移動具有增加或減少彈簧138的長度278的效果。但是，當(dāng)往復(fù)移動裝置250保持在固定位置中，并因此固定了往復(fù)移動裝置彈簧固定件260時(shí)，力調(diào)節(jié)構(gòu)件140關(guān)于樞軸182的旋轉(zhuǎn)對應(yīng)地導(dǎo)致了調(diào)節(jié)臂彈簧固定件200的線性移動，該線性移動增加了或減少了彈簧138的長度278。特別地，當(dāng)調(diào)節(jié)構(gòu)件140逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧138的長度278增加，因此導(dǎo)致由彈簧施加的力的增加。另外參考圖13,展現(xiàn)了具有類似于所展示的張緊器135的結(jié)構(gòu)的范例性的實(shí)施方式的曲線。在所展示的實(shí)施方式中，隨著調(diào)節(jié)構(gòu)件140逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由彈簧響應(yīng)彈簧伸長而施加的力在所展示的有限的旋轉(zhuǎn)范圍(這里為IO。)內(nèi)大致線性地增加。繼續(xù)參考圖6,彈簧138的作用線大致沿著它的縱向軸線270?？v向軸線270距樞軸點(diǎn)182間隔了杠桿臂距離280。杠桿臂距離280確定了彈簧138相對于其載荷弦50的機(jī)械效益(或，在一些實(shí)施方式中，機(jī)械損失)，而弦50與樞軸點(diǎn)182間隔開的距離為半徑198。當(dāng)往復(fù)移動裝置250保持在固定的位置中時(shí)，力調(diào)節(jié)構(gòu)件臂200的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致杠桿臂距離280中的變化。額外參考圖6A，表現(xiàn)了展示在圖6中的實(shí)施方式的某些關(guān)系的示意性的圖示。例如，表現(xiàn)了樞軸點(diǎn)182、琴碼底部197、銷212和銷262，以及表示這些點(diǎn)之間的距離的線198、214、278和(b)。額外參考圖14,展現(xiàn)的曲線顯示了當(dāng)調(diào)節(jié)構(gòu)件140在調(diào)節(jié)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的有限的范圍(這里為10°)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)彈簧138的杠桿臂距離280的變化。如所顯示的，杠桿臂距離280隨著調(diào)節(jié)構(gòu)件140逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)而大致線性i也減少。如剛剛討論的，隨著力調(diào)節(jié)構(gòu)件140逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，例如當(dāng)在吉他上收緊弦50時(shí)，彈簧138伸長，且彈簧張力因此線性地增加。但是，同時(shí)，彈簧138起作用的杠桿臂距離280線性地減少。這些效果彼此相反作用，因此在這種角度變化過程中對弦的張力產(chǎn)生特別有利的效果。例如，額外參考圖15,展示的曲線表示從彈簧138通過力調(diào)節(jié)構(gòu)件140實(shí)際傳遞到弦50的弦張力。該曲線顯示了隨著調(diào)節(jié)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)而變化的彈簧力和杠桿臂距離的綜合的效果。應(yīng)理解，圖15的比例被高度放大了，從而夸大了彎曲。事實(shí)上，這在調(diào)節(jié)構(gòu)件140的操作的小的預(yù)期角度上是相對平的彎曲。例如，對于優(yōu)選的實(shí)施方式，調(diào)節(jié)構(gòu)件140工作于大約兩度至七度之間的角的范圍中。在所展示的實(shí)施方式中，對于該五度的旋轉(zhuǎn)的范圍，弦的張力僅在大約0.02磅的范圍內(nèi)變化。應(yīng)理解，0.02磅的張力4旦略地對應(yīng)于百分之一的音高，其在相應(yīng)的弦發(fā)出的音調(diào)的音高中的所對應(yīng)的變化如此之d、，以致不可被人耳察覺到。如此，在演奏或其它用途的過程中，即使弦伸長至調(diào)節(jié)構(gòu)件140的旋轉(zhuǎn)的大約五度，音調(diào)中的變化也不會在聽覺上被察覺到。對于例如吉他的弦樂器，樂器跑調(diào)的最典型的原因是隨著時(shí)間的流逝弦拉伸要不然就是松弛，因此，隨著張力的喪失而由弦發(fā)出的音調(diào)變低。在其它可能的因素之外，弦的拉伸和/或其它因素會使弦伸長并因此松弛，其它因素可以是，例如吉他琴枕或弦橋處的摩擦、當(dāng)弦纏繞在調(diào)音弦鈕上時(shí)對弦的干擾、或者是諸如濕度和溫度等環(huán)境因素。在采用在此所討論的架系統(tǒng)134的樂器中，隨著弦50的伸長，彈簧138保持弦50上的張力，并因此抵消了弦的松弛。更具體地，力調(diào)節(jié)構(gòu)件140順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。如圖13-15的示例性曲線所示，盡管該順時(shí)針旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)致由彈簧138施加的力的減小，但是對于彈簧操作的杠桿臂280的對應(yīng)的增加確保了張力將保持在或接近于準(zhǔn)確音調(diào)的水平。由于樂弦通常僅伸長極短的距離，所以在樂弦伸長時(shí)，具有例如10度、7度、5度或更小的相對小的操作范圍的弦張緊器135提供了足夠的范圍來收緊樂弦。值得注意地，某些因素會使弦試圖收縮，且因此變緊。這種變緊可使弦走調(diào)。所展示的架系統(tǒng)134還隨著弦收縮而在弦50上保持恰當(dāng)?shù)膹埩?，因此抵消了弦的變緊。在典型的吉他中，在弦伸長或試圖收縮時(shí)，弦的端部保持固定，因此伸長的弦變得松弛，且試圖收縮的弦變緊。在所展示的實(shí)施方式中，弦的第二端部54連接到調(diào)節(jié)構(gòu)件140,這使弦的第二端部54能夠移動。通過允許第二端部54隨著弦伸長或收縮而移動，并仍施加恰當(dāng)?shù)膹埩?，所展示的?shí)施方式抵消了弦的松弛和變緊。申請人已經(jīng)測試了用于調(diào)節(jié)彈簧力的結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。，雖然是以具有類似圖6的特征的實(shí)施方式來進(jìn)行的分析，但是該分析所采用的原理可用于具有其它結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。重新參考圖6A,示意性地表示了弦張緊器135的部分的距離和數(shù)學(xué)關(guān)系。該示意性的圖示將用于討論特定的示例性的實(shí)施方式。為了討論，安裝臂的長度214將稱為"a"，樞軸點(diǎn)198和銷262之間的距離將稱為"b",彈簧的長度278將稱為"c"，而彈簧的杠桿臂280將稱為"L"。a和b之間的角將稱為e，而角S為e的補(bǔ)角。在一個(gè)實(shí)例中a=0.95英寸；b=1.45英寸；"=彈簧自由長度-l.545英寸；(^彈簧的拉伸長度(該參數(shù)隨著臂200旋轉(zhuǎn)而變化)；k二9.492磅/英寸；以及彈簧預(yù)載荷=1.344磅。彈簧中的張力T通過下式來計(jì)算T二k(c-co)+1.344磅。同樣，根據(jù)余弦定理，c2=a2+b2-2abcos(0)。由于6=180-5，cos(180-5)=-cons(5)。因此c2=a2+b2+2abcos(3)，以及c=(a2+b2+2abcons(S))1/2。根據(jù)三角法的屬性，L=bsin(a)。根據(jù)正弦定理，sin(a)/a=sin(e)/c，因此sin(a)=(a/c)sin(e)。通過三角法恒等式sin(e)=sin(180-5)=sin(5)。因此，sin(a)=(a/c)sin(5)。對于L解出L=(ab/c)sin(5)。使用以上討論的數(shù)學(xué)關(guān)系，表A被用于顯示相對于角S的范例性的實(shí)施方式的力的特性表A<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>如顯示在用于以上所展現(xiàn)的具體的實(shí)例的數(shù)據(jù)中的，由彈簧作用到樞軸點(diǎn)182的扭矩變化最慢時(shí)所處的S的范圍大約在55-65°之間。因此，優(yōu)選以上實(shí)施方式操作成，當(dāng)角5大約在55-65°之間時(shí)，弦50處于準(zhǔn)確音調(diào)的張力。甚至更優(yōu)選地，該實(shí)施方式適合于操作在例如大約小于5°的更小的角度變化的范圍中。進(jìn)一步，該實(shí)例顯示了具體為長度a、b和c。以及彈簧的任何預(yù)載荷等操作參數(shù)來確定在其中由彈簧作用到樞軸點(diǎn)的扭矩的變化較小的角度的范圍。應(yīng)理解，可確定"3甘點(diǎn)(sweetspot)"或作用到樞軸點(diǎn)的扭矩的變化率達(dá)到零的點(diǎn)。這種點(diǎn)可通過找到TxL從增大過渡到減小的計(jì)算值的點(diǎn)來計(jì)算出來。最優(yōu)選地，弦架系統(tǒng)^皮:沒置成^f吏得預(yù)期的弦的伸長限制于關(guān)于該甜點(diǎn)的臂的旋轉(zhuǎn)的范圍(小于10°或更優(yōu)選小于5。)，以減小在弦的伸長時(shí)由彈簧作用到弦的張力中的變化的大小。這種操作范圍可簡單地界定為預(yù)期的角度操作的范圍或可由裝置自身機(jī)械地確定。例如，在圖6的弦張緊器135中，止動接合部分220接合了止動螺栓224，以避免逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)超過特定的角度位置。在另一實(shí)施方式中，朝前的止動接合部分(未顯示)從調(diào)節(jié)構(gòu)件延伸，并適合于在細(xì)長的開口180的朝前的位置處接合張緊器體142，以便避免順時(shí)針的旋轉(zhuǎn)超過期望的角度位置。此外，應(yīng)理解，對于可能看起來不同于所展示的實(shí)施方式的杠桿臂類型結(jié)構(gòu)的多種類型和設(shè)計(jì)可生成諸如描繪在圖6A中的圖示。例如，在所展示的實(shí)施方式中，銷262為彈簧拉動安裝臂200的端部212的作用點(diǎn)，且彈簧安裝在銷212和262之間。在另外的實(shí)施方式中，彈簧無須直接連接到銷262和/或212,而是通過標(biāo)注為262的點(diǎn)經(jīng)由線纜、滑輪、其它構(gòu)件、特殊的幾何形狀以及類似物來作用在安裝臂212上。以上的實(shí)例展示了具有基于涉及從固定件到樞軸點(diǎn)的距離a、b的優(yōu)化因素的優(yōu)選的操作范圍的設(shè)計(jì)。應(yīng)理解，在另一實(shí)施方式中，半徑198也可在優(yōu)選的操作范圍內(nèi)變化，以便改變調(diào)節(jié)構(gòu)件140的偏心輪部分184的有效力矩，從而抵消樞軸182處的扭矩的小的變化。例如，在可結(jié)合例如與表A有關(guān)的以上所公開的屬性的一種實(shí)施方式中，在S為60°時(shí)的半徑l98小于5為55°或65。時(shí)的半徑198。如此，變化的半徑198補(bǔ)償了在60°處略微增加的扭矩(TxL)，使得作用到樂弦50的張力更接近于恒定的大小。在再一實(shí)施方式中，替代或附加于如以上所描述的杠桿臂型彈簧結(jié)構(gòu)，偏心輪184可被類似于均力圓錐輪的螺旋軌道圓錐偏心輪結(jié)構(gòu)代替，該螺旋軌道圓錐偏心輪結(jié)構(gòu)可通過提供對將力作用到樂弦的有效力臂的對應(yīng)的變化來對變化的作用力進(jìn)行補(bǔ)償。申請人在釆用以上結(jié)合圖5-15剛剛描述的結(jié)構(gòu)中已經(jīng)獲得了顯著的成功。特別地，設(shè)置在彈簧和弦之間的機(jī)械結(jié)構(gòu)140調(diào)節(jié)由彈簧施加的力和實(shí)際作用到弦的張力之間的關(guān)系，使得它們不線性相關(guān)。進(jìn)一步，機(jī)械結(jié)構(gòu)提供了相對筒單和方便構(gòu)造的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將配合在例如電的或聲學(xué)的吉他等典型樂器的緊湊的范圍內(nèi)。但是，應(yīng)理解，申請人設(shè)想設(shè)置在弦和對應(yīng)的樂弦之間的其它類型或形式的才/L械結(jié)構(gòu)也可調(diào)節(jié)由彈簧施加在對應(yīng)的弦上的力的效果。更特別地，申請人設(shè)想其它機(jī)械接口結(jié)構(gòu)可通過使用例如偏心輪、杠桿臂、滑輪、齒輪或各種構(gòu)型中的類似物的各種機(jī)械結(jié)構(gòu)來有效地使弦張力曲線相對于弦的對應(yīng)的彈簧的張力曲線平坦化。為了如圖6中所描繪的來對實(shí)施方式調(diào)音，優(yōu)選地，弦張緊器135的往復(fù)移動裝置250首先定位在對于對應(yīng)的樂弦50的張緊的理想位置。如此，當(dāng)弦50連接到力調(diào)節(jié)構(gòu)件臂200、上弦在弦接納器190上且上弦到吉他的調(diào)音琴鈕48中并隨后變緊時(shí)，弦50在處于非常類似于圖6中所描繪的位置處時(shí)將實(shí)現(xiàn)理想的音調(diào)，圖6顯示了張緊器參考尖部234與調(diào)節(jié)構(gòu)件140的弦偏心輪184上的優(yōu)選的音調(diào)參考標(biāo)記230A對齊。但是，為了精細(xì)地調(diào)整往復(fù)移動裝置250的位置以獲得特定的弦張力，使用者可重復(fù)使用如下過程，在該過程中，往復(fù)移動裝置250一皮移動，且調(diào)音琴鈕48對應(yīng)地移動，使得準(zhǔn)確音調(diào)在張緊器體指示器尖部234與偏心輪部分184的優(yōu)選的參考線230A對齊時(shí)的位置實(shí)現(xiàn)。盡管往復(fù)移動裝置250的位置是可調(diào)節(jié)的，但在演奏過程中和初始調(diào)音之后其優(yōu)選保持在固定的位置。調(diào)音的另一優(yōu)選方法可實(shí)現(xiàn)，而不用首先調(diào)節(jié)往復(fù)移動裝置250。在該實(shí)施方式中，弦先以對常規(guī)吉他調(diào)音的方式來調(diào)音。在該過程中，朝前的或后部的止動接合部分220通常接合，從而避免調(diào)節(jié)構(gòu)件140的旋轉(zhuǎn)，并且在弦調(diào)音時(shí)不用考慮彈簧。一旦弦被恰當(dāng)?shù)卣{(diào)音，往復(fù)移動裝置就被調(diào)節(jié)直到止動接合部分不再接合。如此，提供了準(zhǔn)確音調(diào)的視覺指示器。如以上所討論的，在演奏過程中，隨著弦50伸長和弦張緊器135補(bǔ)償該伸長，而不實(shí)質(zhì)地改變實(shí)際的弦張力，由于尖部234將不再與優(yōu)選線230A對齊，從而指示了調(diào)節(jié)構(gòu)件140的角度位置中的變化，所以弦伸長已經(jīng)發(fā)生的事實(shí)將可見地和機(jī)械地反映出來。因此，即使在弦音高或音調(diào)的變化可能未達(dá)到人耳所能聽覺地發(fā)覺的大小的情況下，音樂家也能夠通過觀察視覺指示器來知道弦50何時(shí)被拉伸了。通過間歇地檢查其樂器，音樂家能夠發(fā)覺弦50何時(shí)從準(zhǔn)確地音調(diào)的位置移開，并將能夠使用調(diào)音琴鈕48逐步收緊弦50,以使弦50回到由對齊的尖部234和參考線230A指示的準(zhǔn)確音調(diào)位置。對于吉他彈奏者，一種流行的吉他演奏方法是在演奏過程中"彎曲(bend)"音符。這是在音樂家將弦50推壓在指板42上并隨后進(jìn)一步相對強(qiáng)烈地偏斜弦從而改變了弦50的張力并相應(yīng)地改變該弦發(fā)出的音符時(shí)得以實(shí)現(xiàn)的。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在樂器被調(diào)音后，使用者將止動螺栓224擰緊到止動螺栓224的端部接近對應(yīng)的止動接合臂220、但是與其稍微間隔開或者剛剛與其接合的位置。如此，當(dāng)吉他演奏者通過激烈地偏斜弦50來彎曲音符，而不是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)構(gòu)件140并因此消除了或靜音了彎曲效果時(shí)，接合臂220將接合止動螺栓224,從而避免這種逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)。因此，彈簧138被排除在外，并避免弱化彎曲效果，且吉他演奏者可通過正常的演奏來獲得實(shí)質(zhì)的音符彎曲效果。在再一實(shí)施方式中，可提供一種設(shè)置以幫助設(shè)定止動螺栓224的位置。在該實(shí)施方式中，止動螺栓是通電的。電接觸件布置在止動接合臂220上并與螺栓對齊，使得當(dāng)螺栓接觸接觸件時(shí)，電回路閉合。電回路的閉合產(chǎn)生信號。這種系統(tǒng)可在設(shè)定止動螺栓的位置時(shí)是特別有用的。例如，電吉他可具有彎曲的止動設(shè)置，在這種止動設(shè)置中，對指示電回路的閉合的信號的探測產(chǎn)生一些效果，例如切斷到放大器的信號、啟動光效或音效或類似效果，使得使用者將知道臂220和螺栓224接合了。使用者隨后使螺栓224后退到上述信號剛一停止為止，這表示臂220和螺栓224未接合，卻彼此極接近地定位。在該位置，當(dāng)吉他演奏者偏斜弦以獲得彎曲效果時(shí)，臂220和螺栓224的接合幾乎是瞬間的。在設(shè)定了臂220和螺栓224的位置后，優(yōu)選地改變吉他的設(shè)置，使得在演奏過程中上述信號不會妨礙演奏。在另一實(shí)施方式中，臂220和螺栓224可有意地距彼此相對遠(yuǎn)的設(shè)定，使得彎曲效果通常被避免了。初級吉他演奏者可能特別優(yōu)選這種設(shè)定，這是因?yàn)槌跫壖葑嗾咭虿粶?zhǔn)確的手指定位而可能并非有意地彎曲音符，從而導(dǎo)致發(fā)出過于尖銳的音符。在再一實(shí)施方式中，在螺栓224和臂220接合時(shí)，被選擇性地閉合的電路可用于在演奏過程中有意地觸發(fā)某種效果。例如，在一種實(shí)施方式中，回路的閉合可引發(fā)聽覺效果，例如自動引發(fā)電吉他和/或放大器的失真效果。在另一實(shí)施方式中，諸如LED等光源可連接到吉他，且回路的閉合可引發(fā)碎見覺效果，例如暫時(shí)地打開一些或全部的LED。在又一實(shí)施方式中，吉他可通過有線連接或無線連接來電連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，且回路的閉合可被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)探測到，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可控制其它效果。例如，在舞臺演出中，某些照明、煙火或其它效果可由計(jì)算機(jī)控制。當(dāng)探測到指示弦彎曲的吉他的信號時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)因此可產(chǎn)生照明或其它效果，以加強(qiáng)已經(jīng)由吉他產(chǎn)生的聽覺效果。在又一實(shí)施方式中，臂220上的接觸件包括壓敏傳感器，使得在回路閉合時(shí)所產(chǎn)生的信號還可包括對彎曲效果的強(qiáng)度的指示。以上所討i^的實(shí)施方式中的每一種可因此根據(jù)彎曲效果的感應(yīng)到的強(qiáng)度而被增強(qiáng)和修改。應(yīng)理解，各種電路構(gòu)型可用于電氣地指示彎曲效果的接合和效果的強(qiáng)度。還應(yīng)理解，吉他、放大器或其它裝備優(yōu)選被設(shè)立成允許使用者在設(shè)置構(gòu)型、無效果構(gòu)型和/或特效構(gòu)型或其它希望的構(gòu)型之間改變配置。在圖5-12中所描繪的實(shí)施方式中，提供了沒有獨(dú)立形成的弦橋的吉他130。在該實(shí)施方式中，弦接納器190、特別是琴碼192起到弦橋的作用。接著參考圖16和17，分離的弦橋290可設(shè)置在弦張緊器135和變緊的弦50的演奏部分63之間。在所展示的實(shí)施方式中，弦橋290包括多個(gè)弦橋構(gòu)件292,每一弦橋構(gòu)件292具有適合于對相應(yīng)的弦起到弦橋作用的輥?zhàn)?00。在一種實(shí)施方式中，每一弦橋構(gòu)件292和對應(yīng)的輥?zhàn)?00可在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，使得在需要時(shí)可調(diào)節(jié)輥?zhàn)?00相對于弦50和其它輥?zhàn)拥奈恢?。此外，所展示的弦?90由穿過第一和第二開口304、306延伸的緊固件302連接到吉他琴箱32。第一和第二開口304、306是細(xì)長的，使得在松開緊固件302后整個(gè)弦橋290可縱向地移動，并隨后再緊固在期望的位置中。應(yīng)理解，還可依據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式使用具有各種結(jié)構(gòu)的吉他弦橋，包括使用不同于滾動弦橋構(gòu)件的不可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)。接著參考圖18和19，提供了另一實(shí)施方式的弦張緊器310。該實(shí)施方式也適合用于吉他。在該實(shí)施方式中，弦張緊器310包括適合于用于緊固六條鄰近的樂弦的單一框架312。單一框架312采用了六個(gè)細(xì)長的開口314。力調(diào)節(jié)構(gòu)件320樞軸地安裝在每一細(xì)長的開口314中。安裝緊固件322設(shè)置成將框架312連接到琴箱。所展示的弦張緊器310操作的原理類似于以上所討論的實(shí)施方式中的原理，但可具有不同的結(jié)構(gòu)。例如，所展示的實(shí)施方式包括支撐在調(diào)節(jié)螺栓330上且不具有分離的引導(dǎo)構(gòu)件的往復(fù)移動裝置324。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)螺栓330鄰近螺栓頭322和鄰近螺栓330的遠(yuǎn)端334可旋轉(zhuǎn)地固定。往復(fù)移動裝置324隨著螺栓330旋轉(zhuǎn)而線性地移動。此外，往復(fù)移動裝置324和力調(diào)節(jié)構(gòu)件臂320都包括盤張力彈簣(coiledtensionspring)138可穿過其插入的開口336，而不是采用銷來安裝彈簧端部。進(jìn)一步，以上所描述的實(shí)施方式顯示了需要用于調(diào)節(jié)的工具的具有六角螺栓構(gòu)造的止動螺栓224。在所展示的實(shí)施方式中，止動螺栓包括可不用使用工具而方便地手動調(diào)節(jié)的翼形頭340。該構(gòu)造或其它構(gòu)造可用于其它結(jié)構(gòu)。例如，在另一實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)螺栓330可適合于不用使用單獨(dú)的工具就可調(diào)節(jié)和/或可通過吉他的背部接近來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺栓330。在再一實(shí)施方式中，吉他可修改成具有工具接納器部分或空腔，其尺寸被設(shè)置為并適合于存放用于對調(diào)節(jié)螺栓和/或其它部件進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)工具，使得工具總是與樂器在一起。依據(jù)另一實(shí)施方式，可提供具有專門用于每一弦50的輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)342的輥?zhàn)酉覙?40。優(yōu)選地，輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)342適合于在使用過程中產(chǎn)生極小的摩擦。如此，實(shí)施方式打算在其中每一輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)342包括適合于關(guān)于軸346旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?44，軸346可旋轉(zhuǎn)地安裝在軸支撐構(gòu)件348中。在圖18中所展示的一種實(shí)施方式中，軸346具有小的直徑，例如大約0.030英寸，且輥?zhàn)?44具有相對大的直徑，例如大約3/4英寸。如此，輥?zhàn)又睆脚c軸直徑的比率大約為25。在相對小的旋轉(zhuǎn)過程中，例如在檢查和調(diào)整采用了如在此所討論的弦張緊器135、310的樂器的音調(diào)的過程中，可期望具有這樣的比率的一種實(shí)施方式具有相對小的摩擦損耗。優(yōu)選地，提供了具有輥?zhàn)又睆脚c軸直徑的比率大于大約10的低摩擦輥?zhàn)酉覙?，更?yōu)選大約大于15，且再更優(yōu)選大約大于20。在以上結(jié)合圖5-12所展示的實(shí)施方式中，彈簧138的作用線270操作的杠桿臂距離280大于弦偏心輪構(gòu)件184的杠桿臂距離198。如此，彈簧138具有機(jī)械效益，并因此能夠?qū)⒋笥趶椈?38產(chǎn)生的力的張力施加在弦50上。相比于在弦和彈簧之間存在端部到端部的連接的情況，該結(jié)構(gòu)能夠采用更小的更輕的和更便宜的彈簧。這還有利于使用這樣一種結(jié)構(gòu)，其中彈簧138的作用線270在大致橫向于對應(yīng)的弦50的方向中。應(yīng)理解，數(shù)種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可采用由此實(shí)施方式教導(dǎo)的發(fā)明原理，但是可能看起來與所展示的實(shí)施方式非常不同。在再一實(shí)施方式中，單一的彈簧可將張力同時(shí)作用到兩個(gè)或多個(gè)弦。在對應(yīng)的樂弦設(shè)計(jì)成操作于不同的弦張力的實(shí)施方式中，不同的杠桿臂距離優(yōu)選設(shè)置于對應(yīng)的力調(diào)節(jié)構(gòu)件140中，使得同一彈簧可將不同的實(shí)際的張力作用到對應(yīng)的弦。優(yōu)選地，彈簧的操作杠桿臂隨著調(diào)節(jié)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的變化率對于兩條弦都是同樣的，使得對于所連接的弦中的每一條，實(shí)際作用到弦的力的大小都一致地變化。所展示的實(shí)施方式采用了盤型彈簧，以將張力作用到弦。但是，應(yīng)理解，可采用各種其它類型和構(gòu)型的彈簧。進(jìn)一步，術(shù)語"彈簧"應(yīng)理解為包括了如以上所討論的實(shí)施方式的廣義的術(shù)語，且通常包括可存儲能量或力并將能量或力直接或通過機(jī)械接口來作用到弦上的結(jié)構(gòu)，并可包括單一的彈簧構(gòu)件或以某種方式在一起工作的多個(gè)構(gòu)件。例如，氣彈簧可用于提供恰當(dāng)?shù)膹埩?，同時(shí)保持緊湊的尺寸?？捎袛?shù)種氣彈簧供選擇，且這樣的氣彈簧可從McMaster-Carr和其它制造商獲得。另一可能的實(shí)例為可起到彈簧的作用的柔性桿或類似物。這樣的桿甚至可具有獨(dú)特的幾何形狀，這種獨(dú)特的幾何形狀導(dǎo)致的特別定制的彈簧作用方向固有地產(chǎn)生相對于連接點(diǎn)的力臂，從而在單一構(gòu)件中包括了彈簧和力調(diào)節(jié)。接著參考圖20，提供了另一實(shí)施方式，其中諸如可從StockDriveProducts/SterlingInstrument獲得的NEG,ATOR恒定扭矩彈簧馬達(dá)(springmotor)等扭矩彈簧可機(jī)械地連接到樂弦，并設(shè)置成將基本上恒定的張力作用到弦。在所展示的實(shí)施方式中，恒定的扭矩彈簧馬達(dá)350包括在第一固定件354處安裝到樂器的第一盤巻物352，和安裝到可旋轉(zhuǎn)的桿358的第二盤巻物356。帶螺紋的杠桿臂360從桿358延伸，并具有適合于使得臂360可旋轉(zhuǎn)的琴鈕360。往復(fù)移動裝置364布置在螺紋臂360上，且樂弦50連接到往復(fù)移動裝置364。如此，恒定力彈簧350將基本上恒定的扭矩作用到桿358，桿358又通過杠桿臂360將恒定的張力施加在弦50上。由于杠桿360是可調(diào)節(jié)的，使用者可改變該設(shè)置的有效的力臂，并從而定制化調(diào)整通過恒定力彈簧馬達(dá)350實(shí)際作用到弦的張力。4妻著參考圖21,例如可從賓夕法尼亞州的特爾福德的VulcanSpring&Mfg.Co.獲得的恒定力彈簧370包括了具有連接到樂器體的固定件372的單盤預(yù)應(yīng)力的彈簧鋼。彈簧的連接端部374連接到杠桿臂380，杠桿臂380可滑動地安裝到可轉(zhuǎn)動的桿382上。在所展示的實(shí)施方式中，杠桿臂380的一部分包括多個(gè)齒輪齒384。可轉(zhuǎn)動的齒輪386安裝到桿382上，并可由使用者通過琴鈕388來致動。當(dāng)琴鈕388轉(zhuǎn)動時(shí)，齒輪齒嚙合，從而使臂380滑動，并改變杠桿380的有效的力臂的長度。在所展示的實(shí)施方式中，桿382的軌道部分390將杠桿臂380限制在適當(dāng)?shù)奈恢弥?。繼續(xù)參考圖21，第二杠桿392也設(shè)置在桿382上，且樂弦50連4妻到第二杠桿392。如此，恒定力彈簧370產(chǎn)生基本上恒定的力，該力相對于弦50具有機(jī)械效益或者在另外的實(shí)施方式中相對于弦50具有機(jī)械損失。同樣，通過調(diào)節(jié)杠桿380的有效的力臂長度，使用者可精細(xì)調(diào)節(jié)作用到弦50的張力，以獲得并保持期望的音調(diào)。由于恒定力彈簧370的盤巻的結(jié)構(gòu)，所作用的彈簧力在彈簧的標(biāo)稱水平變化時(shí)變化很小，例如在彈簧的操作長度改變20%、40%、60%、80%或更多時(shí)，彈簣力的改變小于約1%。如此，恒定力彈簧可提供力的持續(xù)的作用，使得將一致的近乎恒定的張力提供到樂弦50，從而即使在弦伸長或收縮時(shí)也使弦能夠保持基本上相同的張力，從而使弦能夠保持基本上相同的音調(diào)。盡管以上實(shí)施方式采用了力臂，但是應(yīng)理解，具有特定期望的輸出力的恒定力彈簧可與對應(yīng)的樂弦端部到端部地連接，以將期望的張力作用到弦。恒定力彈簧優(yōu)選地選擇成施加期望的張力，而不用在彈簧和弦之間進(jìn)行力調(diào)節(jié)。盡管所展示的實(shí)施方式采用了可調(diào)節(jié)的杠桿，但是應(yīng)理解，諸如可變半徑的滑輪等其它結(jié)構(gòu)也可用于提供可調(diào)節(jié)的力臂，以便精細(xì)調(diào)節(jié)由彈簧施加在關(guān)聯(lián)的樂弦上的準(zhǔn)確的張力。接著參考圖22，提供了再一實(shí)施方式，其中兩個(gè)彈簧400、414操作在單一樂弦50上。在所展示的實(shí)施方式中，第一恒定力彈簧400在第一固定件402處連接到樂器體，并具有連接到第一杠桿410的連接端部404。弦50也連接到第一杠桿410,第一杠桿410適合于隨可旋轉(zhuǎn)的桿412轉(zhuǎn)動。第二彈簧414在第二固定件416處連接到樂器體，且還連接到第二杠桿420，第二杠桿420通過例如在杠桿臂420的部分上提供齒422而具有可調(diào)節(jié)的力臂長度，并具有齒輪424,齒輪424帶有使用者可操作的琴鈕426，琴鈕426用于調(diào)節(jié)杠桿臂420的有效力臂長度。在展示在圖22中的實(shí)施方式中，第一彈簧400適合于將大部分張力提供到關(guān)聯(lián)的弦50。例如，如果弦的標(biāo)稱上需要的張力大約為21磅，則第一恒定扭矩彈簧400可適合于通過杠桿臂410提供20磅的張力，同時(shí)第二彈簧414適合于通過杠桿臂420提供大約2磅的張力。如此，一齊工作的兩個(gè)彈簧提供了需要的關(guān)聯(lián)的弦50的張力。但是，由于第二彈簧414較小，其可設(shè)置有更精確的載荷特性和調(diào)節(jié)特性，以便幫助方便地調(diào)整和調(diào)節(jié)實(shí)際施加在弦上的張力。在另一實(shí)施方式中，第二彈簧可為不同的類型的彈簧，例如盤型彈簧。同樣，第二彈簧可以類似于所展示的實(shí)施方式或通過某種其它類型的力調(diào)節(jié)構(gòu)件來連接到弦50。由于第二彈簧僅^L依賴僅用于獲得相對小的大小的張力，所以可選擇具有相對小的彈簧常數(shù)的盤簧。這種彈簧可對特定范圍的弦的伸長或收縮具有較小的大小變化。如此，使用多個(gè)彈簧一起工作的概念增加了弦架系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的可用的選擇。接著參考圖23A和23B，提供了又一實(shí)施方式的弦張緊器135a。在該實(shí)施方式中，弦張緊器包括體142a，體142a支撐彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件140a，彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件140a適合于在有限的范圍中關(guān)于樞軸182a旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)構(gòu)件140a包括臂200a,臂200a具有適合于接納和支撐樂弦50的弦接納器l卯a(chǎn)。臂200a還包括適合于接合彈簧138a的第一端部的彈簧固定件210a。體部分142a支撐帶螺紋的調(diào)節(jié)螺栓240a，在調(diào)節(jié)螺栓240a上設(shè)置了往復(fù)移動裝置250a。往復(fù)移動裝置250a沿螺栓240a的縱向位置可通過使用琴鈕246a來旋轉(zhuǎn)螺栓來調(diào)節(jié)。往復(fù)移動裝置250a包括了適合于接納彈簧138a的第二端部的彈簧固定件260a。在該實(shí)施方式中，力調(diào)節(jié)構(gòu)件140a關(guān)于樞軸182a旋轉(zhuǎn)，且來自彈簧138a的力^皮以功能上類似于結(jié)合圖5-12所討論的實(shí)施方式的方式^支調(diào)節(jié)，并將張力提供到弦50。調(diào)節(jié)構(gòu)件140a的止動接合部分220a適合于接合形成在體142a上的止動表面224a,以便限制調(diào)節(jié)構(gòu)件140a的旋轉(zhuǎn)的范圍。圖23A顯示張緊器接合了止動器220a，而圖23B顯示了從止動器220a旋轉(zhuǎn)開的張緊器135a。在以上結(jié)合圖2-4所討論的實(shí)施方式中，彈簧71將其彈簧力通常直接施加于對應(yīng)的弦50,而不用在彈簧和弦之間插入力調(diào)節(jié)構(gòu)件。在以上結(jié)合圖5-12所討論的實(shí)施方式中，彈簧]38通過力調(diào)節(jié)構(gòu)件來將其彈簣力施加到對應(yīng)的弦50上。如以上所討論的，各種類型、尺寸和構(gòu)型的力調(diào)節(jié)構(gòu)件都是所預(yù)計(jì)的。申請人預(yù)計(jì)本發(fā)明的方面可通過具有直接的彈簧到彈簧的力應(yīng)用的實(shí)施方式和通過其中彈簧力被調(diào)節(jié)的同時(shí)被傳送到弦的實(shí)施方式而被有利地使用。在特定的優(yōu)選的實(shí)施方式中，彈簧力作用是這樣的，其中隨著弦的伸長，彈簧保持張力，使得相對于準(zhǔn)確音調(diào)，弦保持在合理范圍的音調(diào)內(nèi)。在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，隨著弦的伸長，彈簧持續(xù)作用張力，使得與傳統(tǒng)樂器相比，弦的音調(diào)相對緩慢地變化。盡管優(yōu)選保持接近準(zhǔn)確音調(diào)，但是這種緩慢的走調(diào)的過程也是有價(jià)值的。在開發(fā)采用彈簧將張力供應(yīng)到對應(yīng)的樂弦的實(shí)施方式時(shí)可能會考慮到以下討論所確立的某些數(shù)學(xué)關(guān)系，在弦隨時(shí)間推移而拉伸時(shí)，所述張力優(yōu)選地相對緩慢的變化，且更優(yōu)選的是，即使弦在一定范圍內(nèi)拉伸，上述張力都大致恒定。某些數(shù)學(xué)等式包括l)弦振動的頻率f=(l/2L)(T/d)1/2其中L是弦的長度；T是弦的張力；以及d是弦的直徑。2)楊氏彈性才莫量p=Fl/(Ax)其中p是彈性模量；F是沿材料的某個(gè)軸線Z的力；1是沿材料的同一軸線Z的自然長度；A是材料沿軸線Z的截面面積；以及x是線性的位移(拉伸)。3)F=-Kx其中K是彈簧的彈簧常數(shù)或彈簧率。重新排列等式2，得到F^^pA/l)x，其為等式3，其中pA/卜K。對于鋼，p大約為30,000,000磅/平方英寸，對于尼龍，p大約為1,500,000磅Z每平方英寸。如此，鋼比尼龍硬約20倍。但是，如等式1所示，密度是所產(chǎn)生的頻率中的變量，所以尼龍弦將具有與鋼弦相比更寬的截面面積。鋼的密度為大約0.28磅/立方英寸，尼龍的密度為大約0.04磅/立方英寸。因此，如果要保持鋼弦和尼龍弦的單位長度的質(zhì)量(如用于等式l中的)基本上相同，那么尼龍弦的截面面積大約是鋼弦的7倍(0.28/0.04)。如果因?yàn)镵與截面積成比例，因此，具有與鋼弦相同的單位長度質(zhì)量的尼龍弦的"拉伸度"將為鋼弦的20/7(~3倍)。換句話說，K嚴(yán).龍=(7/20)Ktt。在常規(guī)的吉他中，E大調(diào)鋼弦(拉伸最多的弦)的標(biāo)稱的弦的直徑大約為0.009英寸，而該弦的最大的自然長度為40英寸。根據(jù)這些參數(shù)，可計(jì)算出該弦的彈簧常數(shù)對于鋼大約為30,000,000x(0.009/2)2xPl/40=47.71磅/英寸，對于尼龍大約為47.71/(20/7)=16.7磅/英寸。鋼的極限強(qiáng)度大約為213,000磅/平方英寸，因此如果拉伸超過大約213,000xPlx(0.009/2)2=13.5磅，那么E大調(diào)鋼弦將可能失效。E弦在此最大張力下的最大偏轉(zhuǎn)為13.5磅/(47.71磅/英寸)=0.28英寸，對于40英寸的吉他弦，這為大約0.7%的伸長。類似地，基于這些設(shè)想和計(jì)算，常規(guī)吉他的最大拉伸材料(尼龍)的最大拉伸弦(E)將拉伸大約0.28x(20/7)=0.81英寸或大約％英寸，對于典型的40英寸吉他弦，這是大約1.9%的伸長。額外的實(shí)施方式具有大致類似于以上結(jié)合圖2-4所公開的那些實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，但是可具有變化的相對尺寸。一個(gè)這樣的實(shí)施方式具有大約1磅/英寸的彈性常量。對于在13.5磅的張力下偏斜0.28英寸的鋼的E弦，根據(jù)等式3，張力的變化為0.28磅。因此，通過彈簧作用的張力的變化將為13.22磅。當(dāng)其它因素保持不變時(shí)，由于弦的頻率隨張力的平方根而變化，頻率可預(yù)期大約改變1%，大約保留最初頻率的99%。由于相同的原因，使用具有大約2磅/英寸的比率的彈簧產(chǎn)生的頻率大約為最初頻率的98%。類似的計(jì)算確定以下額外的關(guān)系0.5磅/英寸的彈簧比率產(chǎn)生的頻率大約為最初頻率的99.5%;0.25磅/英寸的彈簧比率產(chǎn)生的頻率大約為最初頻率的99.7%;而0.1磅/英寸的彈簧比率產(chǎn)生的頻率大約為最初頻率的99.9%。進(jìn)一步，盡管上述討論考慮的是如圖2-4中的直接連接的實(shí)施方式，但是，使用力調(diào)節(jié)構(gòu)件可進(jìn)一步弱化彈簧比率，以更進(jìn)一步地減小因弦的伸長而產(chǎn)生的頻率的差別。在12音調(diào)的音階中，下降一整度(音符)是以最初音符的2f—2/12'=0.89倍來實(shí)現(xiàn)的。因此，在已調(diào)音的弦的最初的頻率的大約90%內(nèi)發(fā)出音高在最初音高的大約1整度內(nèi)。對以上的討論進(jìn)一步而言，可將彈簧配置選擇成使得即使伸長更多，例如(40英寸的吉他弦)伸長一或兩英寸，所產(chǎn)生的頻率仍為最初的準(zhǔn)確音調(diào)頻率的90%或更多。在再一實(shí)施方式中，例如以上所討論的NEG，ATOR產(chǎn)品的恒定扭矩彈簧馬達(dá)或恒定力型彈簧與弦連接，以便即使在彈簧伸長幾英寸的過程中也施加接近恒定的力。如此，即使在彈簧操作在杠桿臂上的情況下，彈簧張力的變化甚至在弦伸長1、2或更多英寸時(shí)也是非常小的，對于使用過程中預(yù)計(jì)的相對小的拉伸來說，彈簧張力的變化基本上可忽略。在再進(jìn)一步的實(shí)施方式中，樂弦由依據(jù)非常小的公差制造的線構(gòu)成。例如，優(yōu)選地，適合于作為吉他的E大調(diào)弦的弦具有大約0.009英寸的標(biāo)稱直徑以及小于0.5%的直徑公差，更優(yōu)選小于0.25%且最優(yōu)選低于0.1%。如此，實(shí)現(xiàn)了弦在特定的張力和有效的長度下的實(shí)際自然頻率的一致性。例如，吉他E大調(diào)弦標(biāo)稱上以330Hz振動。申請人已經(jīng)確定，弦的直徑以標(biāo)稱直徑的±0.25%變化時(shí)，弦將在329.175和330.825Hz之間振動，這對應(yīng)于每秒大約1.65拍。遵循0.1%直徑公差將導(dǎo)致每秒低于0.66拍，這在音調(diào)中是聽不出來的差別。優(yōu)選地，制造公差被規(guī)定為，標(biāo)稱頻率的偏離所產(chǎn)生的拍頻小于2拍每秒，更優(yōu)選小于大約1.65拍每秒，再更優(yōu)選小于1拍每秒，且最優(yōu)選大約0.66拍每秒或更小。結(jié)合小公差弦，實(shí)施方式可采用與弦端部到端部連接的具有類似的小公差的彈簧。如此，基本上將無須調(diào)節(jié)。在這種實(shí)施方式中，標(biāo)記可鄰近彈簧/弦連接部分設(shè)置，以指示弦的實(shí)際張力。因此，當(dāng)將弦安裝在樂器上時(shí)，使用者使調(diào)音琴鈕變緊，直到彈簧/弦連接部分與恰當(dāng)?shù)臉?biāo)記記號對齊。同樣，如果弦由于放松或類似原因而改變長度，那么使用者可調(diào)節(jié)調(diào)音琴鈕，以將所述連接部分重新與恰當(dāng)?shù)臉?biāo)記記號對齊。還應(yīng)理解，在此所描述的實(shí)施方式可適合于使用各種尺寸、音調(diào)、長度和類似因素的弦。例如，不同的吉他弦的最佳的(準(zhǔn)確音調(diào))張力通常在大約10-20磅之間，有時(shí)在大約10-30磅之間。某些相對大的鋼樂弦被設(shè)置成其準(zhǔn)確音調(diào)張力接近200磅，且如果多條弦結(jié)合并由單一的彈簧支持，則這種張力要求可接近1,000磅。預(yù)期某些樂弦可在5磅或者甚至在5磅以下達(dá)到準(zhǔn)確音調(diào)張力。申請人預(yù)期設(shè)置實(shí)施方式以適應(yīng)弦的這種張力范圍。盡管在此所公開的發(fā)明是以某些優(yōu)選實(shí)施方式和實(shí)例為背景而公開的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明超出具體公開的實(shí)施方式延伸到其它的替代的實(shí)施方式和/或本發(fā)明的使用和其明顯的修改和等同方式。此外，盡管詳細(xì)地顯示了和描述了數(shù)種變化，但是在這些發(fā)明的范圍中的其它修改，將基于本公開內(nèi)容對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。還預(yù)期，可實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式的具體的特征和方面的各種結(jié)合或次級結(jié)合，并仍然落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)理解，所公開的實(shí)施方式的各種特征和方面可彼此結(jié)合或替代，以形成所公開的發(fā)明的變化的模式。例如，結(jié)合圖2-4所討論的光源還可結(jié)合圖5-12或任何在此所教導(dǎo)或提出的任意實(shí)施方式來使用，而且，如圖5-12中所示的盤簧也可用于如圖22中所示的實(shí)施方式。因此，在此所公開的本發(fā)明的范圍旨在不被以上所描述的特定的公開的實(shí)施方式所限制，而應(yīng)僅由對所附權(quán)利要求的清楚的理解來確定。權(quán)利要求1.一種弦樂器，其包括樂弦，其具有第一端部和第二端部；第一接納器，其適合于接納所述第一端部，并將所述第一端部保持在可調(diào)節(jié)的固定位置中；弦架系統(tǒng)，其適合于接納所述第二端部，所述弦架系統(tǒng)包括彈簧組件，所述彈簧組件設(shè)置成將張力作用到所述弦的所述第二端部，以便將所述弦保持于準(zhǔn)確音調(diào)的張力；其中所述弦架系統(tǒng)適合于使得當(dāng)所述樂弦的所述第二端部因弦的伸長或收縮而隨著時(shí)間縱向移動時(shí)，所述弦的張力仍然在關(guān)于所述準(zhǔn)確音調(diào)的張力而界定的期望的范圍內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的弦樂器，其中所述期望的范圍在所述準(zhǔn)確音調(diào)的張力的大約90%內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的弦樂器，其中所述弦架系統(tǒng)適合于使得當(dāng)所述第二端部縱向移動小于總弦長的大約5%時(shí)，所述彈簣將所述弦的張力保持在所述期望的范圍內(nèi)。4.如權(quán)利要求3所述的弦樂器，其中所述準(zhǔn)確音調(diào)的張力在大約5磅和200磅之間。5.如權(quán)利要求1所述的弦樂器，其中所述期望的范圍在所述準(zhǔn)確音調(diào)的張力的大約98%內(nèi)。6.如權(quán)利要求1所述的弦樂器，其中所述期望的范圍在所述準(zhǔn)確音調(diào)的張力的大約99%內(nèi)。7.如權(quán)利要求1所述的弦樂器，其中所述期望的范圍在所述準(zhǔn)確音調(diào)的張力的大約99.5%內(nèi)。8.如權(quán)利要求1所述的弦樂器，其中所述彈簧組件包括單一的彈簧。9.如權(quán)利要求1所述的弦樂器，其中所述彈簧組件包括多個(gè)彈簧。10.如權(quán)利要求1所述的弦樂器，其中機(jī)械接口包括隨著所述弦的所述第二端部縱向移動而樞軸旋轉(zhuǎn)的力調(diào)節(jié)構(gòu)件，且所述力調(diào)節(jié)構(gòu)件適合于在約10度的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)樞軸旋轉(zhuǎn)。11.如權(quán)利要求10所述的弦樂器，其額外地包括布置在所述機(jī)械接口前方的輥?zhàn)酉覙颍鲚佔(zhàn)酉覙虬ㄝ佔(zhàn)雍洼S，所述輥?zhàn)舆m合于支撐所述弦，并關(guān)于所述軸旋轉(zhuǎn)，其中所述輥?zhàn)拥闹睆脚c所述軸的直徑的比率大于約20。12.如權(quán)利要求10所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口包括止動器，所述止動器設(shè)置成防止在旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)超過界定的位置。13.如權(quán)利要求12所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口包括傳感器，所述傳感器適合于探測所述止動器何時(shí)被接合以阻止旋轉(zhuǎn)，并適合于在探測到上述接合時(shí)產(chǎn)生信號。14.如權(quán)利要求1所述的弦樂器，其中所述彈簧組件設(shè)置成提供所述弦中的實(shí)質(zhì)上全部的張力負(fù)荷。15.如權(quán)利要求14所述的弦樂器，其中所述彈簧組件包括單一的彈簧。16.如權(quán)利要求14所述的弦樂器，其中所述彈簧組件包括多個(gè)彈簧。17.如權(quán)利要求16所述的弦樂器，其中所述彈簧組件包括第一彈簧和第二彈簧，與所述第二彈簧相比，所述第一彈簧適合于支持所述弦中的更大的大小的張力，所述第二彈簧通過機(jī)械接口連接到所述弦，使得可調(diào)整所迷第二彈簧相對于所述彈簧的機(jī)械效益或機(jī)械損失。18.—種弦樂器，其包括樂弦；彈簧；以及機(jī)械接口，其設(shè)置在所述弦和所述彈簧之間，所述機(jī)械接口適合于將來自所述彈簧的力傳遞到所述弦，使得所述彈簧提供所述樂弦中的實(shí)質(zhì)上全部的張力；其中所述機(jī)械接口適合于改變由所述彈簧施加的力，使得所述樂弦中的張力的大小不同于由所述彈簧施加的力的大小。19.如權(quán)利要求18所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口被設(shè)置成使得由所述彈簧施加的力中的百分比變化對應(yīng)于所述弦中的張力的百分比變化，且所述弦中的張力中的百分比變化的大小小于由所述彈簧施加的力中的百分比變化的大小。20.如權(quán)利要求19所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口適合于使得作用到所述弦的張力中的變化的大小不線性相關(guān)于對應(yīng)的由所述彈簧施加的力中的變化的大小。21.如權(quán)利要求19所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口包括偏心輪。22.如權(quán)利要求21所述的弦樂器，其中所述偏心輪包括弦接納器。23.如權(quán)利要求19所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口連接到所述彈簧和所述弦，使得彈簧力以相對于所述弦的機(jī)械效益或機(jī)械損失起作用。24.如權(quán)利要求23所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口設(shè)置成使得當(dāng)彈簧力的大小增加時(shí)，所述彈簧相對于所述弦的機(jī)械效益減小。25.如權(quán)利要求24所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口包括具有弦接納器的偏心輪。26.如權(quán)利要求25所述的弦樂器，其中所述弦接納器具有恒定的半徑。27.如權(quán)利要求25所述的弦樂器，其中所述弦接納器具有變化的偏心輪半徑。28.—種弦樂器，其包括樂弦；以及弦架系統(tǒng)，其包括具有彈簧的彈簧組件；其中來自所述彈簧組件的力傳遞到所述弦，使得所述彈簧組件提供所述樂弦中的實(shí)質(zhì)上全部的張力；且其中所述弦架系統(tǒng)適合于沿變化的力臂調(diào)節(jié)由所述彈簧施加的力，使得由所述彈簧施加的力的大小中的變化導(dǎo)致由所述彈簧組件作用到所述弦的張力的大小中的變化，而由所述彈簧組件作用到所述弦的張力的大小中的變化小于由所述彈簧施加的力的大小中的變化。29.如權(quán)利要求28所述的弦樂器，其中所述弦架系統(tǒng)包括設(shè)置在所述彈簧和所述弦之間的機(jī)械接口，且其中所述機(jī)械接口相對于所述弦的張力來調(diào)節(jié)彈簧力。30.如權(quán)利要求29所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口包括螺旋軌道圓錐滑輪，且所述樂弦支撐在所述軌道中。31.—種弦樂器，其包括樂弦；以及弦架系統(tǒng)；所述弦架系統(tǒng)包括弦固定件、具有彈簧的彈簧組件和在所述弦固定件和所述彈簧組件之間的機(jī)械接口，所述機(jī)械接口適合于使得所述彈簧組件提供所述樂弦中的實(shí)質(zhì)上全部的張力；其中所述彈簧是恒定力彈簧，包括適合于對于所述樂弦的最大伸長施加變化小于1%的力的盤巻的預(yù)應(yīng)力帶狀物。32.如權(quán)利要求31所述的弦樂器，其中所述機(jī)械接口包括可操作地布置在所述彈簧和所述弦之間的力臂，且所述力臂可被調(diào)節(jié)，以調(diào)整相對于所述弦提供到所述彈簧的機(jī)械效益或機(jī)械損失。33.如權(quán)利要求32所述的弦樂器，其中所述恒定力彈簧被選擇成施加實(shí)質(zhì)上等于所述樂弦的準(zhǔn)確音調(diào)的張力的實(shí)質(zhì)上恒定的力。全文摘要一種弦樂器采用了彈簧來將張力作用到對應(yīng)的樂弦。每一彈簧被選擇和設(shè)置為其產(chǎn)生的弦張力能夠大致配合于在準(zhǔn)確音調(diào)狀態(tài)下的弦中的恰當(dāng)?shù)膹埩?。?yōu)選地，彈簧選擇和設(shè)置成即使在弦隨著時(shí)間伸長或收縮時(shí)，弦中的張力也保持于或接近于準(zhǔn)確音調(diào)。在一種實(shí)施方式中，一旦弦被置于恰當(dāng)?shù)囊粽{(diào)中，機(jī)械視覺指示器就被設(shè)定。如此，如果弦的音調(diào)因弦的伸長或收縮而改變，即使無法在聽覺上察覺該改變，該改變也會通過機(jī)械視覺指示器的不對齊而反映出來。準(zhǔn)確音調(diào)可通過重新對齊指示器來復(fù)原。在另一實(shí)施方式中，力調(diào)節(jié)構(gòu)件設(shè)置在彈簧和其對應(yīng)的樂弦之間。力調(diào)節(jié)構(gòu)件適合使得由彈簧實(shí)際作用到弦的張力不與由彈簧隨著其長度中的變化而施加的力線性相關(guān)。文檔編號G10D3/12GK101443841SQ200780017529公開日2009年5月27日申請日期2007年3月15日優(yōu)先權(quán)日2006年3月15日發(fā)明者保羅·多德,克斯摩·萊爾斯申請人:克斯摩·萊爾斯