钢琴制作原理图解（原理是什么）

钢琴是西洋古典音乐中的一种键盘乐器，有“乐器之王”的美称。由88个琴键52个白键，36个黑键和金属弦音板组成。是意大利人巴托罗密欧·克里斯多佛利，在1709年发明了钢琴。有88键钢琴有108键钢琴几乎囊括了音乐体系中的全部乐音，是除了管风琴以外音域最广的乐器。钢琴普遍用于独奏、重奏、伴奏等演出。钢琴演奏分1-10级，代表人物肖邦、贝多芬、莫扎特等音乐家。

钢琴分为三角钢琴、立式钢琴，钢琴的发明者是巴尔托洛奥·克里斯托佛利，他是意大利佛罗伦萨美第奇家族的一位乐器制作师。1709年，他以拨弦古钢琴为原型，制作出一架被称为具有强弱音变化的古钢琴。他在钢琴上采用了以弦槌击弦发音的机械装置，代替了过去拨弦古钢琴用动物羽管拨动琴弦发音的机械装置，从而使琴声更富有表现力，音响层次更丰富，并能通过手指触键来直接控制声音的变化。

1709年后，克里斯托福里又进一步改革了原来击弦机的结构，他在这部机械中安装了一种与现代击弦机的复震杠杆系统近乎完全一致的启动杠杆，使击弦速度比原来加快了10倍，而且可以快速连续弹奏，音域也增加为4组，可以说这就是现代钢琴的雏形。他的这一发明为以后的钢琴制作师们打开了通往成功之路的大门。但克里斯托福里的发明并没有得到他的意大利同行们及当时演奏家们的注意，却在异乡得到了继承和发展。

现代钢琴：立式钢琴，也称直立式钢琴，通常琴体上沿至地面的高度为1.1~1.3m，主要用于教学、家庭娱乐和弹奏练习。立式钢琴的弦是垂直方向的，所以击弦的方式是垂直敲击。在踏板的装置上，左踏板被称为弱音踏板，是为了帮助演奏者弹奏更弱的音或者变换声音柔和度；左踏板踩下后，琴槌更靠近琴弦，通过缩短敌击距离来减弱音量；中间的踏板被称为消音踏板，是为了不影响别人休息而设计的，其原理是立式钢琴里面装有一个带木条的毛毡，当踩下踏板时，毛毡就挡住了琴弦，从而让琴槌不能直接打在钢琴上，以减弱声音；右踏板又称延音踏板，是1783年由英国人约翰·布伦伍德发明的。当延音踏板被踩下时，平时压在弦上的制音器立即扬起，使所有的琴弦延续震动，产生共鸣；将踏板放开后，所有的制音器又全部压在琴弦上制止发音。由于按下制音踏板会使琴声在一定程度上扩大，故又称强音踏板。除了加大音量，延音踏板还可以延长声响，增加声音的厚度与力度的变化，美化旋律。

三角钢琴，也称三角平台式钢琴，其外壳长度从1.3m到5m不等，具有较高的声学品质和演奏性能。其音量大，音质纯厚丰满，造型美观有气魄。它一般用于学校、演奏厅、剧场、大剧院等专业场合。三角钢琴是平躺着击键，它在速度与稳定性上是优于立式钢琴的。在踏板的装置上，左踏板踩下去，键盘和琴槌会向右移动，这样琴槌敲击的琴弦就不是三根而是两根或一根；中踏板是一个特殊的延音踏板，在弹奏时，如果只需要延长某一个音，不需要踏板延长其他音时，就需要用到中踏板。

现代钢琴结构精密复杂，琴身内有一万多个零件协同工作，立式钢琴和三角钢琴基本结构是一样的，主要由琴壳、琴弦、支架、音板、击弦机系统（键盘、止音器、琴槌）和踏板系统（顶杆和踏板）六大部分组成。

琴壳是钢琴最直观的组成部分，作为钢琴的外壳，能起到支撑、保护内部装置，以及美观的作用。钢琴70%的材质是木质的，钢琴外壳木材的耐久性、坚固性是衡量钢琴外壳质量的关键。

支架是钢琴的中心框架，也是钢琴的共鸣盘，主要由铸铁制成，其轮廓清晰、表面光洁、质量稳定。因为需要承载全部琴弦的张力，所以铸铁支架外观巨大，具有极高的耐力。三角钢琴的支架重量超过总重量的1/3，承载着全部琴弦约20吨的拉力。立式钢琴的支架结构通常为矩形结构，承载全部琴弦约15吨的拉力。

琴弦是钢琴发声的核心部分，琴弦排列起来绷在支架上，构成弦列。一般钢琴的琴弦有220根左右，不同品牌的钢琴琴弦数量有差异。琴弦分为高音区、中音区、低音区三组，高音区每音3弦，中音区每音2弦，低音区一音1弦。一音3弦称为同音弦组，即3根弦调成同样的音高，以增加音量、改善音色。一般钢琴琴弦是使用纯度极高的碳钢丝做成的，平均可承受120公斤琴弦的质量直接关系到钢琴质量的好坏。琴弦必须延展性强、韧性好，且保持干净，这样才能使声音的振动更为准确，获得好音色。

音板是能影响钢琴声学品质的重要部件之一，它由共振板、助木（又称排档）、音板框和弦码组成。整块音板是由一条条木板拼接而成的，当琴槌敲击琴弦振动时，与琴弦紧密相连的高低音弦码将振动的能量传递给音板，增强音辐射，将琴弦振动释放的能量尽可能多地传播开去，增强音响效果，并实现对不同频率振动波的过滤和润色。

整个击弦机系统由数千个零部件组成，这些精心安排的构件严整地组合在一起，构成一个完整的复奏式杠杆系统。为了让手指的运动引起琴槌敲击琴弦发出声音，并准确地表达演奏者的音乐感情，每个零部件都必须调整到近乎苛刻的精确度要求。

击弦机的运行原理是：手指触键盘后立式钢琴的琴槌从横向敲击琴弦后，借助弹簧的力量返回原位，而平台钢琴的琴槌则从下面击弦击，弦完成后靠自重返回原位，琴槌的动作更省力。因此，平台钢琴的单键连击能力比立式钢琴的强。

键盘：钢琴键盘包括琴键和键盘框。其中36个黑键、52个白键，从低音开始，键盘可以分为大字二组、大字一组、大字组、小字组、小字一组、小字二组、小字三组、小字四组和小字五组。

琴槌：俗称榔头，由优质的羊毛缩绒成毛毡（或绒布）后与木材粘接制作而成。琴槌经过上述传动装置与琴键关联在一起，当琴键被按下时，琴槌敲击琴弦使之振动发音。所以琴槌的形状、重量、弹性对音量、音色会有很大的影响。低音部琴槌厚而较软，高音部琴槌薄而较硬。

制音器：演奏者弹完一个音，放开该琴键后，琴弦的震动能立即静止，这是由制音器来完成的。制音器是由软而厚的呢子制成，它们与弦紧贴在一起，用来将振动的琴弦压住，制止琴弦发音。

钢琴的踏板系统由顶杆和踏板组成，踏板通过顶杆连接到系统中的杠杆、弹簧等装置，作用到击弦机，从而控制钢琴的音量、音色和延音等。钢琴踏板分为左、中、右三个，一般由金属材料制成。三个踏板互相结合起来使用。通常右踏板（延音踏板）作用最大，使用最频繁，必须更灵活，所以一般右脚专门负责踩右踏板；左脚则以脚跟作为支点，脚前掌左右移动，负责左、中踏板。