许多乐器具有作为声源的自由簧片。这些乐器包括手风琴、小的簧风 琴、六角手风琴、口琴、簧风琴、旋律风琴和某些管风琴。音高是一音调 的被感受的属性，其中振动的相对快速性可将音高排成许多音调的一有序 音阶。一自由簧片的音高主要由簧片的固有振动频率所决定。
在手风琴、六角手风琴、簧风琴、小的簧风琴以及类似乐器中，气流 由风箱所提供，风箱在被压或拉时在建造在乐器中的一气室中产生正压或 负压。
在自由簧片乐器中的键通常将手指运动传递至选择器阀门，选择器阀 门反过来又引起空气通过被选簧片的直接近旁。这样来使簧片振动。
在手风琴和类似的乐器中，一组或多组簧片经常被装在簧片块中，这 些簧片块在演奏中被激励。激励的簧片组通常被一滑动阀的位置所确定。 一经该滑动阀处于一打开位置且无空气压力时，则仅需要打开与此相关的 选择阀以便让簧片振动。在某些情况中，可能有多于一个选择阀被连接到 一定的键上。
在音乐实际中，音色，或音的质量，将一个音调同其它具有相同音高 和响度的音调区分开来并且主要是由组成该音调的泛音的数量和相对幅值 所表征。自由簧片音调的音色受振动簧片附近的几何结构所影响。该结构 与簧片进行声学上的交流。发声簧片的数目也影响着音色。在某些情况下， 一定的簧片的振动基本上不受其它振动簧片存在的影响。然而，所听到的 音调却可能受到影响，且在这些情况下，所产生的调子是所有发声音调的 一种线性叠加。在其它的场合，一个簧片和另一簧片间的声学耦合其强度 足以对簧片本身的振动产生直接的修改作用，这对听众来说则产生一种修 改的音调。通常，声学耦合发生在两个或多个振动分量相互依赖地参与相 同的声现象的时候。
由大多数乐器尤其是自由簧片乐器所产生的音调的一个重要方面是在 操纵乐器时改变音调的方便性和程度。在手风琴中，产生的音调要么发生 具有相对恒定音高和音色的声音，要么完全不发声。这些局限性限制了将 键式自由簧片乐器用在如爵士乐这样的音乐形式中。

因此，本发明的一个目的是改善按键式自由簧片乐器的性能和通用性。 本发明的另一目的是为手风琴和其它键式自由簧片乐器的演奏者提供一种 用于改变音调的音高和/或音色的方便，或者当一源簧片振动时，以及当演 奏者在操纵一乐器时来修改音调的声音。
本发明的目的是这样实现的，即一种自由簧片乐器，包括：一乐器本 体，它具有键；用于产生具有预定的音高的音调的自由簧片；一具有可变 几何形状的室，它包含所述自由簧片，气门，气门盖和具有预定长度与预 定横截面的管子，所述管子内包含一空气质量；一联动装置，它将所述室 与所述键相连；借此所述键的运动引起所述气门盖覆盖所述气门，造成在 所述空气质量和所述自由簧片振动之间的声学耦合，由此引发来自所述自 由簧片的具有预定改变音高的第二音调，其中所述预定改变音高与所述预 定音高不同；由此，具有所述预定长度和所述预定横截面的所述管子被设 计用来产生所述预定改变音高。
根据本发明的另一方面，提供一种在自由簧片乐器中产生具有可控和 可变的音高和音色的组合的乐音的方法，包括下述步骤：(a)使一自由簧片 在一具有可变几何形状的带壁的空腔中振动且产生具有一预定的音高和音 色的组合的音调的声音；(b)为所述空腔壁提供一气门、用于所述气门的气 门盖和具有预定长度和预定横截面的管子；和(c)用一联动装置将运动从所 述乐器的一键传递至所述气门的气门盖；借此来产生具有所需音高和音色 的组合的第二音调，所述所需音高和音色的组合与所述预定的音高和音色 的组合不同；由此，当所述键的运动引起所述气门盖完全覆盖所述气门时， 具有所述预定长度和所述预定横截面的所述管子被设计用来产生所述第二 音调。
附图说明
在结合附图来考虑以下几个实施例之后，可了解本发明的其它方面。
附图中：
图1为表征已有技术的一截面侧视图，其中两簧片装置以对于包括手 风琴在内的许多自由簧片乐器来说典型的方式被安装在一簧片块中；
图2为一截面侧视图，其中示出根据本发明所使用的一簧片装置和一 与簧片装置相连的可变几何形状空气通道；
图3A为一截面侧视图，其中示出根据本发明所使用的一簧片装置和一 直接与簧片接触的与之相连的可变几何形状部件；
图3B为图3A所示装置的一端视图；
图4为一截面侧视图，其中示出根据本发明所使用的与另一可变几何 形状空气通道相连的簧片装置；
图5为本发明的一实施例的截面侧视图；
图6为本发明的另一实施例的截面侧视图；
图7为本发明的又一实施例的截面侧视图。

图1中，根据已有技术且从对包括手风琴在内的许多自由簧片乐器来 说是典型的方式，簧片装置15和17被示出安装在一簧片块13中。如图1 中所标明的那样，簧片块13被安装在“乐器内部”。乐器的“外部”区域 同样也标明在图1中。乐器壁11将“乐器内部”同“外部”隔开。在许多 自由簧片乐器中，“乐器内部”提供一能被压缩或扩张的空气空腔，这样使 空气流经簧片装置15和17的一个或两个。空气是否流经一定的簧片装置， 且因此一定的簧片装置是否发声，则取决于该簧片装置是否通过一打开的 空气通道被连接至乐器的“外部”。在图1中，簧片块13具有一隔板22， 它将簧片装置15的空气通道同簧片装置17的空气通道隔开。一滑动阀导 向装置20被安装在簧片块13的嘴部。在滑动阀导向装置20中装有滑动阀， 由它们控制流至簧片装置15和17的气流。图1中可看到滑动阀21且示出 滑动阀21位于盖住窗口23的一封闭位置上，窗口23导至簧片装置17。图 1中未示出控制窗口24的滑动阀，且该滑动阀位于打开的位置。选择阀25 被示出位于一打开位置，且其尺寸足以当其被关闭时盖住窗口23和24两 者。与簧片装置15相连的一空气通道包括窗24和内空腔27，而与簧片装 置17相连的一空气通道则包括窗23和内空腔28。当如图1所示那样选择 阀25打开而滑动阀21关闭时，当在“乐器内部”和“外部”间存在有一 压力差时，空气仅能通过簧片装置15。在许多自由簧片乐器中，一杆26被 用来将选择阀25连接至乐器键的一个，图1中未示出。
图2示出根据本发明的被安装在一可变几何形状通道之中的簧片装置 10，该簧片装置10还包括：一简单的直边管31，图中示出其截面图，且带 一开口端34；一封闭端36；一气门32；以及一与之相关的气门盖33。当 空气流经簧片装置10时，则产生一音调。与该音调相关联的一空气通道由 管子31的内部35、开口端34和封闭端36、气门32、以及簧片装置10的 激励簧片槽所确定。该空气通道为需要来引起簧片装置10的簧片发声的空 气提供一管道，从而使由该空气通道所限定的空气质量振动。通常，该振 动的空气质量可变化地包括紧靠气门32外侧的空气、开口端34、以及簧片 装置10的激励簧片槽，其所产生的声音从图2的装置传播出并传播开来。 气门盖33提供了一种改变空气通道几何形状的手段。气门盖33的运动由 图2中箭头AA所表示。由气门盖33位置的改变所造成的该空气通道几何 形状的改变改变了气门32对振动空气质量的贡献。当气门盖33被从气门 32提起并离开时，大部分空气质量的振动被局限于气门32附近，而在管子 31内部35中的空气振动则被减小。这样，管子31的声学效应便很小，而 簧片装置10的发声簧片则基本上自由地振动。当气门盖33下降至很接近 于气门32的一位置时，在管子31的内部35中发生显著的空气质量振动， 则在发声簧片和管子31内部35中的那部分空气质量之间便具有很强的耦 合。管子31的声音修改特性便被引入。尤其是，音调的音高被降低。将簧 片装置10放置在图2所示的装置中间这样可提供一种手段通过一可变几何 形状的空气通道来实施对自由簧片声音的修改。根据本发明的一个方面， 可变几何形状的气门盖33可被连接至一自由簧片乐器的一键，这样在簧片 装置10发声时能使演奏者改变簧片装置10的音调。有时候也可采用不同 于图2所描述的方法来将簧片单元10安装在管子31中。例如，图2簧片 单元10是这样被安装的：其簧片铆钉8位于簧片单元最远离封闭端36的 一侧，而在某些应用中，却更希望这样来安装簧片单元10：使簧片铆钉位 于簧片单元10最靠近封闭端36的一端。或者，某些场合也要求将簧片单 元10的长轴安装成与管子31的长轴成90°或某个其它角度，而不是象图 2所示的零度安装方式。
图3A为簧片单元130的一侧视图，其中一金属舌簧135提供一种手段 通过直接接触一簧片来改变音调。图3B为图3A组件的顶视图且要与图3A 结合起来看。舌簧135由两分开的叉131和132组成，它们各自在点136 和137处直接接触簧片138和139。两叉131和132被结合成茎杆133，这 样茎杆133在箭头BB方向上的运动引起接触点136和137各自沿簧片138 和139移动。当茎杆133被沿BB的左箭头向运动时，簧片138和139的有 效振动长度被减少，造成音高升高。相反，茎杆133沿BB右箭头向的返回 运动增加了簧片的振动长度，从而降低了音高。类似于图3A和3B所描述 的舌簧被用来调节许多管风琴管的音高。根据本发明的一个方面，茎杆133 可被连接至一自由簧片乐器的键上，这样能使演奏者在簧片单元130发声 时改变簧片单元130的音调。
图4示出采用一亥姆霍兹(Helmholtz)谐振器作为一可变几何形状通道， 该可变几何形状通道可根据本发明来加以使用。图4中，簧片单元41安装 在位于“乐器内部”的簧片块48中，该“乐器内部”被一隔板44与“外 部”相隔开。选择阀47在图4中被示出处于一闭合位置，盖住窗口49。选 择阀47连接至连杆51，该连杆51被连接至气门盖46，气门盖46又被连 接至杆52。与簧片单元41相关联的空气通道的一组成部分是簧片块48的 内空腔42。当杆52在箭头C的方向上被移动时，选择阀47首先打开窗口 49。这样当在“乐器内部”和“外部”间存在有一压差时，空气则通过空 气通道组成部分42流经簧片单元41。当杆52进一步在箭头C方向上运动 时，气门盖46到达气门45附近，气门45为壁50上的一开口，而壁50反 又被连接到乐器的隔板44上。在某个点上，气门盖46将非常接近气门45， 从而使发自簧片单元41的发声簧片的音调被受到影响和修改。当杆52进 一步沿箭头C方向运动时，音调将进一步受到修改。在这一点上，若使杆 52在图4所示的箭头DD方向上来回运动，“哇—哇”的声音便会被加到音 调中。在一实际乐器中，且根据本发明的一个方面，杆52被连接至乐器键 中的一个，图4中未示出。连接至气门盖46的叉53用来可复现地记录气 门盖46在气门45上的最封闭位置。在实施声音修改时，亥姆霍兹谐振器 空腔被包含在气门45、壁50、壁44、簧片块48、以及簧片单元41之中。 在该空腔之内和周围的空气被声耦合至簧片单元41的发声簧片。
在图5的实施例中，本发明以截面侧视图形式示出，其中键87连接至 一安装在“乐器内部”之内的可变几何形状空气通道，该“乐器内部”被 壁103与“外部”分隔开。簧片单元85装在管子86的一端，该端相对于 管子开向空气的另一端91。图5中，管子86是蛇盘形的，或是扭弯的，且 为壁103和89所限界。气门盖93被销钉101所支撑，销钉101能在轴承 102中旋转，轴承102又被固结到壁89上。图中气门盖93被弹簧99保持 在位于气门92之上的完全打开的位置上，弹簧99则连接至气门盖93和轴 承102。选择阀95在图5中被表示为完全闭合在窗口107上，选择阀95被 连接至杆97，而杆97又被连接至键87。选择阀95被连接至弦94，弦94 环绕销钉108。销钉108被托架96所支承，托架96又被连接到壁103。弦 94松松地穿过壁103上的孔111，并连接至气门盖93。键97绕销钉104旋 转，销钉104被支座105所固定，支座105又连接到键盘框架106上。在 某些乐器中，键盘框架106将支承图5中未示出的其它键，这些键可被连 接至它们自己的选择阀和可变几何形状通道，如图5中用于键87的选择阀 和可变几何形状通道。弹簧108被连接到键87和键盘框架106且具有一预 定的弹簧系数，在演奏者的手指98改变键87的位置时为键87的运动提供 一恢复力。当演奏者手指98向下运动时，如图5中箭头J所示的方向那样 压下键87，则将杆97朝箭头H的方向移动，此时选择阀95首先打开窗口 107。当在“乐器内部”和“外部”之间存在有一压差时，空气经空气通道 组成部分109可通过簧片单元85，从而使簧片单元85中的一簧片从一预定 的音调发声。在此时，由于弹簧94提供的联动作用，气门盖93开始在箭 头G的方向上旋转，且键87接近弹簧110，从而缩小间隙K。起先没有声 音的修改发生，因为气门盖93仍离气门92太远。终于，当演奏者手指98 进一步朝下运动时，间隙K缩小至零。键87将接触弹簧110，而气门盖93 将充分接近气门92，这样由于有管子86的缘故，音调开始被修改。当演奏 者手指98再进一步向下运动时，音调还将被进一步修改，而弹簧110将给 键87的运动提供一恢复力。在这一点上，与该恢复力相关联的总弹簧系数 将大于间隙K为非零时所实现的弹簧系数。因此可这样来解释以下现象： 经弦94提供的联动作用，使键87的运动提供一第一键运动范围，该运动 范围由一弹簧系数所伴随，亦即弹簧108的弹簧系数，其中选择阀95打开， 允许一音调以未经修改的声音演奏，键87的运动还提供一第二运动范围， 它由一更大的弹簧系数所伴随，亦即弹簧108和110两者一起作用的弹簧 系数，其中气门盖93接近气门92可对产生于一发声自由簧片的音调提供 可控的改变。通过适当选择管子86、弦94、气门盖93、轴承102以及托架 96的尺寸，可获取所需的能最大修改音调的量。图5示出具有一弯头的管 端91。为提供对管子86的有效工作精细的调谐，如同对某些管风琴的管作 调谐的方式那样，可对该弯头作调节。
图6示出采用根据本发明的另一簧片和一可变几何形状空气通道的情 况。图6中，簧片单元61被装在一“乐器内部”中的簧片块76中，该“乐 器内部”被一隔板74同“外部”隔离开。另一簧片62也被装在簧片块76 中且正好位于气门64内部。气门盖65被连接至销钉66，销钉66可在轴承 67中旋转，轴承67又被连接至簧片块76。气门盖65在图中示出被弹簧68 保持打开在气门64之上，弹簧68连接到气门盖65和轴承67。选择阀63 在图6中被示出处于一关闭位置，盖住窗口75，它被连接至杆73，杆73 又被连接到键144。键144经销钉142旋转，销钉被支座141所固定住，支 座141又被固定至键盘框架145。选择阀63也被连接至弦69，弦69由半 刚性材料制成，例如尼龙。弦69环绕销钉70，销钉70被托架71所支承， 托架71又被连接到隔板74。弦69松松地穿过隔板74中的孔81且松松地 穿过气门盖65中的孔82。在离气门盖65的某个距离处，弦69由一过大的 球头80所经过，球头80不能穿过气门盖65中的孔82。当演奏者手指146 朝下运动且在箭头M的方向上压下键144时，键144和框架145间的间隙 N缩短，键144绕销钉142旋转，而杆73则在箭头E的方向上旋转，由此 造成选择阀63打开窗口75。当窗口75一经被打开，气门盖65仍未盖住气 门64，从而当在“乐器内部”和“外部”之间存在有一压差时，能使空气 通过簧片单元62和簧片单元61两者。该气流通过气体通道79通到被打开 的窗口，其结果是由两发声的簧片的结合产出一音调。随着演奏者手指146 在箭头M的方向上的进一步运动，弦69被进一步拉起，从而从球头80接 近气门盖65。终于，球头80将接触气门盖65，而气门盖65将开始沿箭头 F的方向运动，部分地关闭气门64且降低通过另一簧片单元62的气流量。 由于簧片单元62造成气流量减少，音调的声音便开始被修改。当演奏者手 指位于其最远的向下位置时，间隙N变为零，键144接触键盘框架145， 而气门盖65将完全盖住气门64，由此完全切断簧片单元62且使簧片单元 61以未被修改的音高和音色发声。图6例示的联动装置示出一种键控一双 自由簧片系统的方法，其中第一键运动范围产生一不同于第二键运动范围 的音调的音调。通过相对于簧片单元61的预定调谐来为另一簧片单元62 来选择预定的调谐形式，可获取所需的最大音调修改的量。另外，图6的 联动装置可被安排成仅仅让簧片单元61在第一键动动范围中发声，而使簧 片单元61和62两者都能在一第二键动范围内发声。如图6所示的那样， 将两簧片单元安装在同一簧片块中，而两者间没有用隔板隔开它们的气体 通道，由此则在簧片单元61和62的发声簧片之间通过两者共同的空气质 量产出很强的声耦合。这种声耦合提供了对音调声音的修改。然而，也可 以隔开两簧片单元各自的空气通道且通过此处描述的手段仍取得能接受的 声音修改。这样，可按照图1中隔板22被安装的方式来将一隔板安装在簧 片块76中。采用这样一种途径，通过将每一簧片单元当它们单独发声时各 自所产生声音作线性叠加，则如图6那样的簧片单元61和62的共同作用 可产生声音的修改，而不会明显地修改它们实际的振动。这样，可以制造 具有“湿”调谐的簧片来表征一修改的音调。可以理解，也可以采用两个 以上的簧片来相互作用，且在多种不同安装方法的范围之内来修改一音调 的声音。
图7为本发明的又一实施例，示出一可变几何形状空气通道，其中两 簧片单元160和161被装到位于“乐器内部”中的簧片块158上，“乐器内 部”被隔板164与“外部”相隔开。一可变几何形状元件是气门盖163，它 被连接到销钉156且由此能在支座159中旋转，支座159又连接到簧片块 158。弹簧154被连接到气门盖163和支座155，支座155则刚性连接到簧 片块158。弹簧154的张力通常用来使气门盖163有窗口151中的位置171 上保持与隔板164相接触。在该位置，气门盖163完全盖住导至簧片单元 160的气门183且完全打开导至簧片161的气门184。选择阀169被示出位 于窗口151之上关闭位置且被杆170连接至键178。键178被销钉176穿过 且能绕销钉176旋转，销钉176被轴承173所支承，轴承173又被连接至 键盘框架174。弹簧177被连接至键178和键盘框架174且提供张力，该张 力通常使选择阀169处于在窗口151之上的关闭位置。弦168由诸如尼龙 这样的半刚性材料制成，它被连接至选择阀169且环绕销钉167，销钉167 被支座166所支承，支座166又连接至隔板164。弦166松松地经孔165穿 过隔板164且松松地经孔152穿过气门盖163。在离气门盖163的某距离处， 弦168以一放大的球头153终止，该球头153不能穿过气门盖163中的孔 152。在一第一键运动范围中，演奏员手指179沿箭头S的方向朝下运动， 接触键178，从而使杆170在箭头P的方向上旋转，该旋转又使选择阀169 打开窗口151。间隙Q最终缩减至零，键178接触弹簧181，且此时球头153 接触气门盖163。在该第一键运动范围内，簧片单元161中的一簧片可在“乐 器内部”或“外部”间出现压差时发声。此时，簧片单元160的簧片不发 声，因为气门盖163阻止气流流过簧片单元160。在第二键运动范围中，演 奏者手指进一步压向键178，压缩弹簧181且使气门盖163沿箭头R方向旋 转。这种动作经气门183打开了通向簧片单元160的气流通道，从而可使 单元中的簧片响应“乐器内部”和“外部”间的压差而发声。由于气门盖 163没有任何部分与隔板164接触，簧片单元160和簧片单元161两者均能 发声，因为气门183和184两者此时均被打开；然而，演奏者手指179的 向下运动使气门盖163逐渐切断导向簧片单元161的气流且逐渐增加导向 簧片单元160的气流，从而造成由簧片160带来的增加了的作用而产生的 音调的改变。当演奏者手指179.到达最下端位置时，弹簧189被完全压缩 而气门盖163在位置162上与隔板164接触。在第二键运动的范围的该极 端位置上，仅仅簧片单元160被允许发声，因为气门盖163此时完全盖住 气门184且阻止气流流出簧片单元161。
尽管图5、6和7仅仅描述了在被连接至一自由簧片乐器的键时的一个 可变几何形状，本发明也建议一种用于连接多于一个的可变几何形状到同 一键的方法，且如果这样被执行的话，则可选择不同的几何形状。例如， 可将一类似于图4所述的几何形状的可变几何形状连接至图5、6、或7中 的键的任何一个。本发明的一个有用的实施例是将图5所示的可变几何形 状空气通道和图3A和3B的舌簧两者均连接至同一键，其配置方式是：图 5的气门盖93通常被关闭，其打开运动被限制在第一键运动范围中，且要 求舌簧运动以下述方式被限制在第二键运动范围内，使得进一步压键可使 发声簧片的有效振动长度缩短。采用这样一种配置方式，被压下的第一情 况伴随有逐渐增加音高直至该音高成为正常和预定的，在此之后当键被压 下进入其第二运动范围时，音高增加，从而经受在恢复力方向的一个增量。
许多与自由簧片强耦合的空气通道可被设计成具有此所述的亥姆霍兹 谐振器和简单管子几何形状更为复杂的几何形状。事实上，通过组合这两 种较简单的几何形状可产生许多复杂的几何形状。这些几何形状的某些的 壁可以是柔性的且甚至具有相邻部件之间或通向外部空气的裂口或开口。 柔性壁可以这样的方式来构造，使得它们的弹性能有助于与簧片振动进行 声耦合。
考虑到所有的几何形状和配置方式均是可能的，因此原始簧片的实际 振动可以也可以不直接受影响，且仅仅为了让听众感觉到音调中的修改， 也没有必要这样做。正是听众所感受到的声音才检测到了根据本发明所使 用的空气通道的存在。
作为一种进一步的精化，可在某些场合中要求提供具有一突起的气门 盖是有利的，该突起可使气门在其最最关密的位置上来形成气门的一可复 现的小的有效开口，如图4所示。在其它情况下，气门本身些小的延伸出 为气门盖所控制的区域、或在气门盖上的一小孔也可提供气门盖的最关紧 位置的可复现性记录，除了它们的这些更为明显的优点之外，这些精化措 施也可用来影响对音高和音色的修改量且由此也增加了设计的柔性。
用于控制影响声音修改的任何可移动几何元件的联动装置可从几种形 式来加以实现。可行的是：该联动装置可与控制选择阀的键隔开并被连接 至一完全用于声音修改的键。然而，优选的是：该联动装置被连接至直接 控制选择阀的键。这样，演奏者将会是较少受连累的且能更好地适合来操 纵他或她所产生的声音。为节省建造上的费用，乐器的每一键可被连接至 实施声音修改的同一联动装置。例如，将任一键压进一第二键运动范围将 涉及对所有键的声音修改。尽管该后者的实施例可以低成本被制造，但是 将每一键分开地连接至仅仅与该键关联的可变几何形状元件增加了灵活性 且应极大地有助于乐手在操纵乐器过程中的技艺。此外，通过一种下述的 键可提供一种更为复杂的多方向性适用例，该键最初在一方向(第一范围、 第一方向)上运动，能产生正常的音调，然后在另一方向(第二范围，第二方 向)上运动，从而能改变音调。当然也可以将两范围的线性键运动与该更为 复杂的多方向范围相结合。
可以理解：上述对本发明的描述仅仅是示范性的，而在不偏离如在所 附权利要求中所规定的本发明的精神和范围的前提下可对实施例作出修 改。
概括来说，本发明提供一种乐器，它具有：用于产生一预定音调的一 键和一自由簧片；一与该自由簧片相连接的具有可变几何形状的室；以及 一将该室同该键相连接的联动装置。结果，键的运动产生一不同于预定音 调的另外的音调。
根据本发明的一个方面，乐器是一种手风琴，而键被移动来在簧片振 动时改变簧片的声音。可变几何形状室可包括一具有可变位置的、直接接 触自由簧片的叉。可变的几何形状可被改变来控制在其中的空气质量的振 动；这样该另外的音调则被空气质量的受控振动所修改。
根据本发明的另一方面，所述室是一管子，它的长度不大于第一音调 的基频波长的约1/2。
空气质量的振动可由第二自由簧片所提供，该第二自由簧片可与第一 所述的自由簧片共同振动。第二自由簧片在自由空气中产生一预定的音调， 该音调具有不同于第一所述预定音调的音高。
除了一具有预定尺寸的第一开口之外，室可被关闭，该第一开口经一 通道导至一自由簧片且导至一预定数量的其它开口，每一其它开口其大小 被做成来产生一第二音调。
一联动装置可给键提供一预定数目的运动范围，包括：一范围，在其 中键的运动被一预定音调所伴随；以及另一范围，在其中键的运动被另一 音调所伴随。键的运动可被一恢复力所伴随，该恢复力具有一用于该第一 所述范围的值的弹簧系数和一用于另一范围的第二不同值的弹簧系数。
在本发明的用于在一自由簧片乐器中产生音高和音色的可控和可改变 的不同组合方式的方法中，包括如下步骤：(a)使一自由簧片振动并发出一 具有预定音乐和音色组合的音调；(b)将自由簧片与一具有一壁、一在壁中 的气门和一用于该气门的盖的空气通道相连；并从一键将运动传递至气门 的盖来修改音高和音色的组合。
根据本方法的一个方面，另一步骤是由盖来完全打开气门来使簧片随 预定的音高和音色的组合振动。当气门被盖部分盖住时，自由簧片音调的 音高和音色的组合则被修改。再一步骤是在音高和音色的组合被产生的同 时通过改变气门盖的位置来操纵气门盖。
本发明的另一步骤是使作为一管子的空气通道的一端打开并使气门位 于簧片近旁。空气通道除了一预定数目的开口之外可被封住，其中第一开 口导至簧片而第二开口则等同于气门。
本方法还包括使一第二簧片与自由簧片同时振动的步骤；其中气门盖 的位置控制第二簧片的振幅。另一步骤是最大程度地关闭气门盖而同时允 许气门的一部分保持为打开状态。
本发明还包括在一乐器中连续地改变一振动自由簧片的音调的方法。
此外，本发明还提供：1)一运动部件，它与一乐器的振动簧片式“发 声的”簧片相连，用于控制发自该簧片的声音，以及2)一联动装置，它将 乐器的一键连接至该运动部件，该运动部件可直接或间接地作用在簧片上。 直接作用涉及运动部件和振动簧片之间实际的接触。间接作用发生在当运 动部件控制包含一空气质量的空气通道的几何形状时，空气质量反过来又 影响簧片的声音。
根据本发明的另一方面，一按钮机构允许一演奏家来数字地改变与簧 片相联的运动部件的位置。这样，对键盘的操纵能使一演奏家改变簧片振 动时簧片发出的声音。
在许多自由簧片式管风琴中，音调音高的设定是通过调节簧片与舌簧 或叉之间的直接接触点来实现的。这样，舌簧的位置决定了簧片的有效振 动长度。当舌簧如本发明那样被连接至一键时，在簧片振动时通过该键则 可直接修改音调。
在运动部件间接作用的情况下，许多可能的空气通道几何形状可振动 空气，从而对振动簧片的声音产生足够的影响。这些几何形状可以包括或 可以不包括其它的振动簧片。一特定空气通道的所有几何尺寸能为正确的 设计提供许多自由度。例如：空气通道的长度、宽度、体积和截面形状每 一个均能影响被促使振动的空气的声学行为。从以下所述的优选实施例中 可了解其它合适的几何形状。