一種觸摸式電子鋼琴的製作方法

2023-12-08 23:07:06

本發明涉及電子鋼琴領域，尤其涉及一種觸摸式電子鋼琴。
背景技術：
：隨著科技的進步和人民生活水平的提高，越來越多的家長注重對兒童的早教問題，但是由於兒童年齡小和學習能力有限等原因，大型和多琴鍵的鋼琴並不適合兒童的普遍早教，所以就有了兒童早教電子鋼琴。電子鋼琴是和聲樂器，相比於其它單音樂器在演奏的時候技巧多很多，而且對於孩子學習和弦、和聲等樂理知識更比單音樂器要更加直觀，便於孩子理解，但是目前兒童早教電子鋼琴的琴鍵主要是按鍵等機械裝置，成本高、體積大並且不方便攜帶。技術實現要素：針對上述現有技術存在的缺點，本發明提供了一種成本低、體積小、質量輕、便於攜帶且琴鍵顏色選擇性多的觸摸式電子鋼琴。為了達到上述目的，本發明的技術方案是：一種觸摸式電子鋼琴，至少包括電連接的電觸控晶片、發聲晶片、發聲裝置和設有琴鍵模塊的鍵盤，以及為電路供電的電源，鍵盤設於硬紙板上表面，琴鍵模塊的導電部分是覆蓋有導電油墨的琴鍵，琴鍵模塊與電觸控晶片之間通過導電油墨電連接。而且，硬紙板上表面的非琴鍵區域覆蓋有矽油。而且，琴鍵模塊包含一個以上的琴鍵，每一個琴鍵分別通過導電油墨電連接著電觸控晶片的一個輸入埠。而且，電觸控晶片是一種電容式觸控晶片。而且，導電油墨是一種水性導電油墨，該水性導電油墨的各組分以及各組分所佔的質量百分比為：去離子水30～38％、水性丙烯酸樹脂15～20％、丙二醇甲醚6～10％、碳納米管10～16％、導電碳黑5～9％、乙醇20～30％、十八烷基甲苯磺酸鈉1～3％、三乙醇胺2～5％、分散劑0.5～1.5％、蠟粉0.5～1％。所述水性導電油墨按照相關國家標準進行檢測，該水性導電油墨的粘度(塗-4杯)＞50秒，細度為8～15μm，硬度≥2h，附著牢度≥95％，乾燥時間≤5min，單位體積導電率≤1×10－2ω.cm。所述水性導電油墨的製備方法包括以下步驟：(1)、按上述百分比稱取各原料，先將去離子水、十八烷基甲苯磺酸鈉、碳納米管投入攪拌器中，攪拌30～60分鐘；(2)、然後再將水性丙烯酸樹脂、丙二醇甲醚、導電碳黑、乙醇、三乙醇胺、分散劑和蠟粉投入攪拌器中，攪拌30～60分鐘，然後將所得產物用砂磨機研磨5～10遍，即製得所述水性導電油墨。而且，導電油墨是一種彩色電阻墨水，該彩色電阻墨水的各組分以及各組分所佔的質量百分比為：丙二醇甲醚30～38％、聚乙烯醇縮丁醛15～20％、聚苯胺6～10％、氯化亞銅10～16％、金屬絡合染料5～9％、乙醇20～30％、表面活性劑1～3％、芥酸醯胺2～5％、抗靜電劑0.5～1.5％、蠟粉0.5～1％。所述彩色電阻墨水按照相關國家標準進行檢測，該彩色電阻墨水的粘度(塗-4杯)＞50秒，細度為8～15μm，硬度≥2h，附著牢度≥95％，乾燥時間≤5min，單位體積導電率≤1×10－2ω.cm。所述彩色電阻墨水的製備方法包括以下步驟：(1)、按上述百分比稱取各原料，先將丙二醇甲醚、聚乙烯醇縮丁醛投入攪拌器中混合，然後再加入聚苯胺，混合後製得導電連結料；(2)、然後再將氯化亞銅、金屬絡合染料、乙醇、表面活性劑、芥酸醯胺、抗靜電劑以及蠟粉投入攪拌器中混合，最後將所得產物用砂磨機研磨後，即製得所述彩色電阻墨水。本發明與現有技術相比所具有的有益效果在於：(1)本發明的琴鍵模塊的導電部分是覆蓋有導電油墨的琴鍵，琴身僅用硬紙板製作而成，不需要使用塑料製作琴鍵與琴身，降低了製作成本，同時本發明體積小、重量輕，易於使用者隨身攜帶，隨時隨地享受音樂帶來的樂趣；(2)本發明使用導電油墨材料，與傳統導電線路相比厚度幾乎可以忽略不計，因此在製作時不必專門為導電油墨線設置專門的電線保護通路，不必在硬紙板上鑽孔，可直接繪製為連接上下表面的明線而不影響美觀和導電效果，進一步減少製作工藝；(3)本發明的琴鍵數量可以根據實際需要增加或減少，琴鍵的顏色也可根據需要使用黑白色或彩色導電油墨製作而成，增加了電子鋼琴的趣味性；琴鍵模塊上琴鍵的導電油墨可以印刷製作，也可以由使用者自己用導電油墨塗抹製作，增加了電子鋼琴的操作性，更易受使用者喜愛。(4)本發明的導電油墨可採用水性導電油墨材料，將活性劑修飾碳納米管來作油墨的導電料，再加入合適的水性樹脂後使油墨具有高導電性，能與導電碳黑相匹配而成為油墨中的導電材料；連接料是導電油墨中的成膜物質，一般導電油墨中的連接料並不一定要求是導電性的聚合物，但水性導電油墨的連接料必須要有導電性能；本發明中作為連接料的樹脂在水性導電油墨中既起到導電材料的密封作用，又起到導電粒子連結成膜的作用，所以需要採用有導電變化小，穩定性高的且可以導電的高分子聚合物作為連接料，還要使導電粒子在連接料中分散性好、移動性小、導電誤差小，能夠賦於油墨膜的物理和化學穩定性；連接料在繪製圖形前使導電材料構成一定粘度的印料，以完成繪製方式的圖形轉移，繪製後經過固化過程，使導電材料的微粒與微粒之間，微粒與基材之間形成穩定的結合；並且創造性的採用去離子水和水性丙烯酸樹脂混合後加入金屬高分子化合物聚苯胺作為油墨連接料，就可以滿足製備水性導電油墨的要求；本發明中導電材料就是導電粒子，它要求導電性好、穩定性高、固化溫度低、材料來源廣泛，本發明中選擇合適的碳納米管作表面處理後使之具有高導電性，能與各色導電碳黑相匹配而成為油墨中的導電材料，與現有的常用的有金粉、銀粉、銅粉、鎳粉、鋁粉、碳黑、石墨及其他複合粉末作為導電粒子相比，雖然導電性稍低，但價格便宜，也能滿足防靜電要求，如用量得當，對油墨的物理性能影響不大；本發明中的原料組分中還有20～30％的乙醇，乙醇在導電油墨中的主要作用是1、溶解樹脂，使導電微粒(即材料)在聚合物中充分的分散，給予墨性；2、調節粘度，給與繪製適應性；3、調節油墨的乾燥速度，水性導電油墨中的乙醇特別要求能與樹脂、導電材料完全相匹配，以保證水性導電油墨的繪製性能，本發明的組分中所採用的乙醇完全滿足以上要求，使之能在凹版上具有良好的繪製適性，生產效率比網版繪製方式大為提高。綜上，水性導電油墨具有以下優點：1、本發明所提供的水性導電油墨導電率可調、導電性能穩定、耐彎曲性好、附著力強，可以用作水性電路板的繪製，克服了傳統的導電油墨只是單調通導的缺陷；2、由於其高導電性與低導電率可被靈活應用，提高了設計的靈活性，適用於多種新型電子設備；從rfid標籤到「智能衣」，其獨特的化學系統維持了外界應力下的低導電率，寬泛的固化條件以及高靈活性支援了許多低成本基座的應用；3、通導多異的導電油墨彌補了材料在抗靜電塗料和電磁屏蔽塗料等包裝應用上的空白，能夠使用凹版繪製的方式，滿足了市場日益提高的需要；4、由於水性導電油墨的可繪製性以及溼潤特性，因此該油墨能夠可使用標準生產設備進行低成本的快速加工；5、本發明中的油墨原料來源廣，生產成本低；6、尤其適合作為觸摸式電子鋼琴的導電油墨；(5)本發明的導電油墨可採用彩色電阻墨水，是將丙二醇甲醚和聚乙烯醇縮丁醛混合後加入高分子化合物聚苯胺來作墨水的導電連結料；再將合適的氯化亞銅作表面處理後使之具有高電阻性，能與金屬絡合染料相匹配而成為墨水中的電阻顏料；然後與溶劑及相關助劑經複合研磨加工而成。連接料是電阻墨水中的成膜物質，一般電阻墨水中的連接料並不一定要求是電阻性的聚合物，但彩色電阻墨水的連接料必須要有電阻性能。作為連接料的樹脂在彩色電阻墨水中既起到電阻顏料的密封作用，又起到電阻粒子連結成膜的作用，所以需要採用有電阻變化小，穩定性高的且可以電阻的高分子聚合物作為連接料，還要使電阻粒子在連接料中分散性好、移動性小、電阻誤差小，能夠賦於墨水膜的物理和化學穩定性。連接料在繪製圖形前使電阻顏料構成一定粘度的印料，以完成繪製方式的圖形轉移，繪製後經過固化過程，使電阻顏料的微粒與微粒之間，微粒與基材之間形成穩定的結合。本申請中利用丙二醇甲醚和聚乙烯醇縮丁醛混合後加入高分子化合物聚苯胺作為墨水連接料，就可以滿足製備彩色電阻墨水的要求。本申請中電阻顏料就是電阻粒子，它要求電阻性好，穩定性高，固化溫度低，材料來源廣泛，常用的有金粉、銀粉、銅粉、鎳粉、鋁粉、碳黑、石墨及其他複合粉末。本申請中選擇合適的氯化亞銅作表面處理後使之具有高電阻性，能與金屬絡合染料相匹配而成為墨水中的電阻顏料，這樣雖然電阻性沒有銀粉高，但價格便宜，也能滿足防靜電要求，用量得當時對墨水的電阻物理性能影響不大。本申請中的原料組分中還有20～30％的乙醇作為溶劑，溶劑在電阻墨水中的主要作用是1、溶解樹脂，使電阻微粒(即顏料)在聚合物中充分的分散，給予墨性；2、調節粘度，給與繪製適應性；3、調節墨水的乾燥速度。彩色電阻墨水的溶劑特別要求能與樹脂、電阻顏料完全相匹配，以保證彩色電阻墨水的繪製性能，本申請中所採用的乙醇完全滿足對溶劑的要求，使之能在凹版上具有良好的繪製適性，生產效率比模板繪製方式大為提高。綜上，與現有技術相比，本發明中所提供的彩色電阻墨水具有以下優點：1、本發明所提供的彩色電阻墨水電阻率可調，電阻性能穩定、耐彎曲性好、附著力強的特點，可以用作水性電路板的繪製，克服了傳統的導電油墨只是單調通導的缺陷；2、由於其高電阻性與低電阻率可被靈活應用，提高了設計的靈活性，適用於多種新型電子設備；從rfid標籤到「智能衣」，其獨特的化學系統維持了外界應力下的低導電率，寬泛的固化條件以及高靈活性支援了許多低成本基座的應用；3、色彩多異的電阻墨水彌補了材料在抗靜電塗料和電磁屏蔽塗料等包裝應用上的空白，能夠使用凹版繪製的方式，滿足了市場日益提高的需要；4、由於彩色電阻墨水的可繪製性以及溼潤特性，因此該油墨能夠可使用標準生產設備進行低成本的快速加工；5、本申請中的墨水原料來源廣，生產成本低；6、尤其適合作為觸摸式電子鋼琴的導電油墨。附圖說明圖1是本發明提供的實施例的上表面示意圖；圖2是本發明提供的實施例的下表面示意圖；附圖標記說明：1、鍵盤；2、非琴鍵區域；3、電觸控晶片；4、發聲晶片；5、發聲裝置；6、電源。具體實施方式本發明是一種觸摸式電子鋼琴，至少包括電連接的電觸控晶片3、發聲晶片4、發聲裝置5和設有琴鍵模塊的鍵盤1，以及為電路供電的電源6，本發明提供的實施例的上表面示意圖如圖1所示，實施例的下表面示意圖如圖2所示，鍵盤1設於硬紙板上表面，琴鍵模塊的導電部分是覆蓋有導電油墨的琴鍵，琴鍵模塊與電觸控晶片3之間通過導電油墨電連接。鍵盤1上設置的琴鍵模塊包含七個白色琴鍵和五個黑色琴鍵，電觸控晶片3有多個輸入埠，每一個琴鍵分別通過導電油墨電連接著電觸控晶片3的一個輸入埠，電觸控晶片3的輸出埠連接著發聲晶片4的輸入埠，發聲晶片4的輸出埠連接著發聲裝置5。其中，電源3是電壓4-5.5v的紐扣電池。其中，電觸控晶片3是一種電容式觸控晶片，電容式觸控晶片的型號為ny9t06au24。其中，發聲晶片4的型號為ny4p045as14。其中，發聲裝置5是一種喇叭。本發明使用時，當人或動物的部分身體接觸了覆蓋有導電油墨的琴鍵時，電容式觸控晶片連著琴鍵的輸入埠的極板電荷發生改變，導致電容式觸控晶片連著發聲晶片4的輸出埠的極板電荷也發生相應改變，使得發聲晶片4控制喇叭發出聲音，由於接觸不同琴鍵時電容式觸控晶片的輸出埠的極板電荷改變情況不同，使得發聲晶片4控制喇叭發出不同音階的聲音，從而使每一個琴鍵對應一個音階。琴鍵模塊上琴鍵的導電油墨可以印刷製作，也可以由使用者自己用導電油墨塗抹製作，琴鍵的數量可以根據實際需要增加或減少，琴鍵的顏色可根據實際需要選擇白色、黑色或彩色的導電油墨製作而成。硬紙板上表面的非琴鍵區域2覆蓋有矽油，覆蓋有矽油的區域無法印刷或塗抹油墨。所述導電油墨可以採用水性導電油墨材料，該水性導電油墨的各組分以及各組分所佔的質量百分比為：去離子水30～38％、水性丙烯酸樹脂15～20％、丙二醇甲醚6～10％、碳納米管10～16％、導電碳黑5～9％、乙醇20～30％、十八烷基甲苯磺酸鈉1～3％、三乙醇胺2～5％、分散劑0.5～1.5％、蠟粉0.5～1％。該水性導電油墨按照相關國家標準進行檢測，該水性導電油墨的粘度(塗-4杯)>50秒，細度為8～15μm，硬度≥2h，附著牢度≥95％，乾燥時間≤5min，單位體積導電率≤1×10-2ω.cm。該水性導電油墨的製備方法包括以下步驟：(1)、按上述百分比稱取各原料，先將去離子水、十八烷基甲苯磺酸鈉、碳納米管投入攪拌器中，攪拌30～60分鐘；(2)、然後再將水性丙烯酸樹脂、丙二醇甲醚、導電碳黑、乙醇、三乙醇胺、分散劑和蠟粉投入攪拌器中，攪拌30～60分鐘，然後將所得產物用砂磨機研磨5～10遍，即製得所述水性導電油墨。其中，該水性導電油墨的具體製備方法為：(1)、按去離子水31％、水性丙烯酸樹脂16％、丙二醇甲醚8％、碳納米管12％、導電碳黑7％、乙醇20％、十八烷基甲苯磺酸鈉2％、三乙醇胺3％、分散劑0.5％、蠟粉0.5％的質量百分比稱取各原料，先將去離子水、十八烷基甲苯磺酸鈉、碳納米管投入攪拌器中，攪拌45分鐘；(2)、然後再將水性丙烯酸樹脂、丙二醇甲醚、導電碳黑、乙醇、三乙醇胺、分散劑和蠟粉投入攪拌器中，攪拌50分鐘，然後將所得產物用砂磨機研8遍，即製得所述水性導電油墨。本實施例所製得的水性導電油墨各項性能檢測結果如下：項目技術指標檢測標準粘度(塗-4杯)＞50秒gb/t1723-1993細度8～15μmgb/t1724-1989硬度≥2hgb/t6739-1996附著牢度≥95％gb/t13217.7-1991乾燥時間≤5min體積導電(ω.cm)≤1×10-2(墨膜厚6μm)所述導電油墨可以採用彩色電阻墨水，該彩色電阻墨水的各組分以及各組分所佔的質量百分比為：丙二醇甲醚30～38％、聚乙烯醇縮丁醛15～20％、聚苯胺6～10％、氯化亞銅10～16％、金屬絡合染料5～9％、乙醇20～30％、表面活性劑1～3％、芥酸醯胺2～5％、抗靜電劑0.5～1.5％、蠟粉0.5～1％。該彩色電阻墨水按照相關國家標準進行檢測，該彩色電阻墨水的粘度(塗-4杯)＞50秒，細度為8～15μm，硬度≥2h，附著牢度≥95％，乾燥時間≤5min，單位體積導電率≤1×10－2ω.cm。該彩色電阻墨水的製備方法包括以下步驟：(1)、按上述百分比稱取各原料，先將丙二醇甲醚、聚乙烯醇縮丁醛投入攪拌器中混合，然後再加入聚苯胺，混合後製得導電連結料；(2)、然後再將氯化亞銅、金屬絡合染料、乙醇、表面活性劑、芥酸醯胺、抗靜電劑以及蠟粉投入攪拌器中混合，最後將所得產物用砂磨機研磨後，即製得所述彩色電阻墨水。其中，該彩色電阻墨水的具體製備方法為：(1)、按配方量取32％的丙二醇甲醚、15％的聚乙烯醇縮丁醛、8％的聚苯胺、12％的氯化亞銅、6％的紅色染料、22％的乙醇、1％的表面活性劑、3％的芥酸醯胺、0.5％的抗靜電劑和0.5％的蠟粉，先將丙二醇甲醚、聚乙烯醇縮丁醛投入攪拌器中混合，然後再加入聚苯胺，混合後製得導電連結料；(2)、然後再將氯化亞銅、紅色染料、乙醇、表面活性劑、芥酸醯胺、抗靜電劑以及蠟粉投入攪拌器中混合，最後將所得產物用砂磨機研磨後，即製得所述彩色電阻墨水。本實施例所製得的彩色電阻墨水各項性能檢測結果如下：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。當前第1頁12