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[原创] 初探卡西欧GP混合电钢琴的键盘&击弦机系统(下)

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发表于 2020-1-31 10:11:27 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 david 于 2020-1-31 10:11 编辑

   
       GP的键盘和”击弦机“耐用么?这个问题很尖锐,也很实际。没人会买一台新的琴,回去弹几年手感就变得稀里哗啦,不论那是原声钢琴还是电钢琴。这要从三个维度去看:1)是否易磨损?2)磨损后能否修复如新?3)修复如新的人力物力成本几何?
(一)键盘部分。
       因为GP的键盘部分和原声三角钢琴的用料,设计和结构几乎一样,所以也没啥好说的,参照原声三角钢琴就是了。金属件就是50扁销,44圆销,42卡钉,绒料就是琴键上与50扁销接触的键眼绒和51垫圈,与44圆销接触的圆销绒和48圆销垫圈,还有让琴键复位时减震消音的47后档呢,纸圈有两种,大的位于51垫圈下方用于调节键深,小的位于48圆销垫圈下方用于调节键高。反正同样的弹奏使用,如果原声三角钢琴的键盘能够千秋万代的话,GP的键盘照样也能够千秋万代,没啥好怀疑的。

      千秋万代?那是夸张了,呵呵。日后琴用得狠了,键盘松动了,换键眼绒和圆销绒就会使琴键的运动轨迹重新精准到新出厂的水平,可谓满血复活,所费人力物力请参照“钢琴啄木鸟”报出的行情。这个可完全修复,也是全实木琴键特有的,别的琴键,只有眼馋的份。

     据官网介绍,GP的琴键材料选用和贝希斯坦钢琴一样的琴键木材,也经过同样的干燥处理,白键表面是亚克力涂层,黑键表面是石碳酸涂层。琴键主体是由一整块木料开出来的。部分中低档原声钢琴的琴键,是由三层薄木料热压黏贴而成。这种做法提高了木材的利用率,降低了成本,但也有以下缺点:

1)不同的木料组合成一个琴键,琴键重量的一致性不好精准把握,可能影响到键盘动态特性的稳定性;

2)粘合剂的使用可能存在环保问题,而琴键就在弹奏者的眼前;

3)不同木料的木纹密度,木纹方向,含水率,吸水率,失水率可能不一致,日后有开裂,变形或脱胶的可能性。

     整块木料做的琴键,对选材和加工的要求很高,否则比三层粘合的更易开裂或变形。反正贝希斯坦钢琴的琴键不出问题,GP的琴键也就不会出问题,而贝希斯坦钢琴,始创于1853年,据查有1908年产的贝希斯坦三角钢琴,目前还在正常使用中。

(二)击弦机第一模块。

所谓的磨损点,就是上图的ABCD四个地方。

我观察过,A是半抱合结构,示意图如下:



       这样设计,一来相对于全抱合结构,接触面积减少了,也会相应减少轴和轴承内圈之间的摩擦,二来方便添加润滑剂,利于长期使用后的维护保养。

B那里黏贴着41联动器底呢,由黑白两层绒料叠加而成,承担琴键的卡钉往上顶的力和微量的摩擦力。

C是“顶杆小平面”,这个部位在原声三角钢琴那里找不到,所以我自己另外命名,呵呵。这里也黏贴着黑白两层绒料,和第二模块的凸轮直接接触。

D是一个红色小滚轮,用柔软又很有弹性的材料做成,通过它与第二模块下方凸轮长圆孔的间隙配合。除了控制琴槌“击弦”运动行程最后阶段的Let-Off量之外,也对于消减第一模块和第二模块之间的接触冲击力起到了缓冲作用。

      考虑到最坏的情况,BC的绒料磨穿了的话,撕掉重新贴一个即可,D的小滚轮磨烂了,摘下来重新换一个装上去即可,看来最大的考验是在A那里。

       和原声钢琴一样,GP琴键的卡钉,被键盘底盘的44圆销和50扁销固定在一个很稳定的位置,琴键上下运动,导致装在支点另一头的卡钉翘起和落下,卡钉的运动轨迹是高度恒定的。因为琴键圆销孔很小,所以琴键前后方向的偏移量几乎为零,卡钉运动轨迹的前后偏移也就几乎为零。我见过的原声钢琴,用得再狠,琴键也只是会左右方向松动,而没见过前后方向松动的。就算在演奏者这头感觉到了琴键很明显的左右松旷,到了卡钉那头,这个卡钉运动轨迹的左右偏移量,也就在1mm左右。先别急着换键眼绒,用钳子把50扁销扭偏一点点,琴键的左右偏移量又会重新归零,又能撑个十年八载的,对~就是这么爽。


       这个特性,在非全实木琴键的电钢琴那里不具备。因为结构的关系,这类非全实木琴键的电钢琴,其键盘松动是不可逆转且无法修复的,很可能要整套键盘连同重锤机构一起全部换掉,这成本就会很高了。




       GP钢琴的琴键卡钉运动轨迹高度稳定,加上卡钉与第一模块的41联动器底呢,并非硬连接,铜质的卡钉头是一个光滑的略成球形的曲面:

       就算是两者围绕各自的轴心运动,运动轨迹线不完全重合,这种差异也会通过接触面的微量相互滑动而消解掉,微量相互滑动产生的摩擦力小到完全忽略不计。这就保证了各自的力矩平面精确地穿过各自的运动轴中心点,不会因为“偏磨”而让轴心与轴承产生额外损耗。所以我认为在这种设计下,工程塑料做的第一模块,A点的耐用度尽可以放心。


      在第一模块运动轴心A点附近,伸出两块小挡板(黄色箭头所指处),把第一模块运动过程中左右偏移的误差量框定在一定的范围内,防止和旁边的其他第一模块打架而引起各种故障,这就相当于上多了一道保险。在原声钢琴那头,如果联动杠杆组件或转击器,因固定螺丝极度松动而导致移位,或申达针脱出 导致顶杆歪斜,就会导致击弦机零部件相互碰撞干扰,甚至会导致按琴键不出音或误推别的琴槌。

(三)击弦机第二模块。
       就是一整块看似琴槌与琴槌柄组合起来的东西,图上的CD属于第一模块,第二模块就围绕着A点上下旋转运动。我观察到,作为转动轴的A点也是半抱合结构:

      可以看到,为了维护第二模块运动时的轨迹稳定性,轴架那里也伸出两个突出小挡板(白色箭头所指处),万一第二模块的A点磨损了,松旷了,起码也能保证不会让这个琴槌碰到旁边的琴槌。相对于第一模块,第二模块的“运动量”确实大多了,这也相当于上了一道保险。话说回来,相信研制者也会通过精心的设计,避免犯这种低级错误,如果GP的琴槌用不多久就会松动,噼里啪啦地左右打架,那就会是国际笑话了。

      在原声钢琴那里,让琴槌打架其实也不太容易,要么是申达针脱出,要么是转击器固定螺丝松了,要么是琴槌柄这头或那头脱胶松动,要么是琴槌柄本身扭曲变形。我自己估计,让GP琴槌打架的概率不会大于原声钢琴。只要第二模块A点那里的轴心~轴承的设计,用料和装配过关,也就不会有问题了。

有一点大家要明确,在原声钢琴击弦机那里,所有的承担类似轴心~轴承作用的关节,都是用申达针裹申达绒,再塞到轴眼那里去,是不允许使用任何润滑油之类的东西。而那里过松或过紧,修复都会比较麻烦,拆出来修理完毕再装回去。在GP这里,关节只有两个,那就是在第一模块和第二模块的A点,都使用了白色的润滑脂来保证运动流畅和减少磨损,为此还采用半抱合结构来方便添加,看来可靠性不错。

再退一万步来讲,GP的第一模块和第二模块都因为长期高强度的使用而导致过度磨损,一定要需要整体更换了,又会如何?就涉及到两个成本:
(1)物力。
第一模块:按照常识判断,工程塑料做的第一模块不会比原声三角钢琴的复振杠杆组件贵,也不会比原声立式钢琴的联动杠杆贵。前者以石油深加工产品为原料,注塑加工,往模具那里灌一壶,等冷却后脱模,即可出来成品,完全可以用自动机器快速批量生产。之后再黏贴两块绒条,装一个软塑料小滚轮,OK了。后两者就复杂了,有木料,有绒料,有麂皮,有金属,结构复杂之余,对零部件加工与安装的精度要求高,本身的制造成本,根本就下不来。

第二模块:第二模块是看上去是像琴槌组件形状的一个工程塑料件,一经注塑冷却脱模成型,直接可用,无需再安装别的东西。在原声钢琴那头,好琴槌的贵可谓众所周知,这个差价,真的可以极为夸张。

(2)人力。
       对于GP而言,拿到整套88个第一模块和第二模块之后,打开琴壳,拿螺丝批拧螺丝,直接把旧的卸掉换新即可。而原声钢琴那头,真舍得把整套击弦机连带琴槌换掉的,恐怕是凤毛麟角,万中无一。一来成本很高,二来取得不易,一般要走内部或上层路线,绝对不是淘宝一点下单付款,几天后包邮到户那种。

    原声钢琴的击弦机, 通常是小打小闹地修修补补,坏哪里就修哪里,换哪里。不换零件的调整就不说了,要换的话,最常见的是换麂皮,那可是个精细活:撕~刮~裁~贴~干~调......我记得的是,我几年前帮我的老珠江换了整套的柄档麂皮和转击器麂皮,用了我整整三天的时间。所用麂皮和白乳胶不贵,几十块钱而已,人工费用请自己算,参照物是——这个时间拿来给钢琴调音,可以调好多好多台了。羊毛琴槌呢?先是扎~烫~磨等工序,如此几番到整无可整了,才依依不舍地把整套琴槌换掉,换了全套新琴槌之后,按照惯常的程序,需要重新整音一次,所费也不菲。就是说,换整套琴槌,付出一次物料费,两次人工费。用了整套原声钢琴击弦机的混合电钢琴,如果深度磨损了,除了琴槌那里,所有为修复击弦机所付出的人力物力,可谓一样都不会少。

总结:
      我之前说过,我研究探讨这个GP混合电钢琴的键盘&击弦机,不预设立场,不带有色眼镜,我相信我做到了。一切以物理学理论为依据,加上自己多年的钢琴演奏和调修经验,结合各种可靠大胆假设,小心求证,不乱说话,不说过头话,不为抬而踩,也不为踩而抬,说的每一句话都有根有据,逻辑严密。最终,大致解开了自己心里多年的困惑,也大致阐明了,原来混合电钢琴的研发,还有这样的一条路子。

       也许,对钢琴手感有高要求的用户,GP并非最佳选择,但综合考虑上述各个方面的因素,结合其售价,我认为是说得过去的。如果CASIO或别的厂商沿着这个路子再深挖或改进,也绝对是消费者的福音。不说别的,这种抛弃原声钢琴击弦机的混合电钢琴研发路子,在维护,修理乃至更换的成本方面,实在是太有优势了。

(完)

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2#
发表于 2020-2-1 17:43:22 | 只看该作者
完美的杠杆机械原理
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3#
发表于 2020-2-4 16:38:32 | 只看该作者
不知道gp510的键盘结构有变化吗?
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4#
 楼主| 发表于 2020-2-12 09:45:33 使用第一键盘发送 | 只看该作者
二十八画 发表于 2020-02-04 16:38
不知道gp510的键盘结构有变化吗?
应该没啥变化吧。
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5#
发表于 2020-3-1 09:34:24 使用第一键盘发送 | 只看该作者
david 发表于 2020-02-12 09:45
应该没啥变化吧。
看了两遍才看懂的
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6#
 楼主| 发表于 2020-3-3 18:00:50 | 只看该作者
ly2305 发表于 2020-3-1 09:34
看了两遍才看懂的

能看懂,也挺厉害的。
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7#
发表于 2020-3-24 22:06:57 | 只看该作者
david 发表于 2020-3-3 18:00
能看懂,也挺厉害的。

版主,同样2万块的雅马哈电钢琴,在音色这一块,GP300跟雅马哈差的大吗
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8#
 楼主| 发表于 2020-4-7 07:50:57 | 只看该作者
ly2305 发表于 2020-3-24 22:06
版主,同样2万块的雅马哈电钢琴,在音色这一块,GP300跟雅马哈差的大吗

我试弹过CLP675,和GP300比起来,印象中音色差别不大。
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9#
发表于 2020-4-15 21:53:08 | 只看该作者
david 发表于 2020-4-7 07:50
我试弹过CLP675,和GP300比起来,印象中音色差别不大。

非常感谢,因为学电子琴就是用的CTX3100,如果差的不大,我还是选GP系列吧。谢谢版主
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10#
 楼主| 发表于 2020-4-16 07:56:52 使用第一键盘发送 | 只看该作者
ly2305 发表于 2020-04-15 21:53


非常感谢,因为学电子琴就是用的CTX3100,如果差的不大,我还...
抓住演奏体验和性价比,买琴错不到哪里去。原声钢琴,越贵的性价比越低,比方说~到了一定的价格再往上,提升了10%的性能,价格却翻了个跟斗。电钢琴或电子键盘乐器这头,这种效应远比原声钢琴要低,同品牌不同系列型号的琴~纵向比较基本可以认为是一分钱一分货。横向比较不同品牌的琴,大致价格相当的~性价比的区别有时可能就比较大~事关各个品牌掌握的电钢琴技术的尖端程度与相应成本,还有对不同价位的琴的技术投放程度,各个品牌没法统一也没必要统一。
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