杨若婷

摘 要：如何设计一款新型带弹簧的小提琴肩垫以增加其可调适和舒适性，减轻因拉琴时间过长而造成的不适感？我们利用物理机械原理，经过多次设想和模型实践，在垫板上设计两个安装槽，增加海绵垫和弹簧，用两个固定轴和直杆安装固定，设计出一款新型带弹簧的小提琴肩垫。

关键词：小提琴；弹簧肩垫；制作；设计

小提琴广泛流传于世界各国，是现代交响乐队的支柱，与钢琴、古典吉他并称为世界三大乐器；在演奏小提琴时，由于小提琴较薄，而脖子较长，所以需要使用肩垫来帮助夹琴，尤其在揉弦和串把时更需要加强固定。现有的小提琴肩垫质地较硬，在卡接小提琴过程中容易松动，调适性较差。我在长期的练琴过程中，脖子、脸颊甚至颈椎都不同程度地受到伤害。我一直在琢磨：如何科学地制作一种不坚硬可调试的肩垫呢？

我想应该加弹簧和海绵来解决这个问题。我使出洪荒之力，搜肠刮肚发挥我的物理机械特长，曾经多次画图形、做模型，可是总也达不到预期效果。后来在老师的指导帮助下，终于有了大突破。我们利用物理机械原理，经过多次设想和模型实践，在垫板上设计两个安装槽，增加海绵垫和弹簧，用两个固定轴和直杆安装固定，设计出一款新型带弹簧的小提琴肩垫。具体方案如下：

首先是选材。要选择质地较硬不易变形的木板，最好是核桃木做垫板，用质量较好的海绵固定在其一侧做海绵垫，加强其弹性以缓冲对肩膀的压力。

其次是运用机械原理设计安装。我们设计了两个安装槽。垫板的两侧对称设有第一安装槽，第一安装槽的内壁对称设有第一固定轴和第二固定轴，且第二固定轴靠近海绵垫设置，第一固定轴和第二固定轴相对的一侧均转动连接有转盘，第一固定轴和第二固定軸上均套接有第一弹簧，且第一弹簧的两端分别与第一安装槽的内壁和转盘固定连接，两个转盘上均设有滑口，且滑口的内壁设有两个对称设置的第二安装槽，第二安装槽的内壁转动连接有转轴，且转轴上套接有第二弹簧，第二弹簧的两端分别与第二安装槽的内壁和转轴固定连接，转轴上套接有齿轮，两个所述滑口内分别设有第一直杆和第二直杆，且第二直杆靠近第二固定轴设置，第一直杆和第二直杆上均设有与齿轮啮合的齿条，第一直杆远离垫板一端的一侧转动连接有第二卡爪，第二直杆远离垫板一端的一侧转动连接有第一卡爪。第一卡爪的长度大于第二卡爪的长度。第一卡爪和第二卡爪上均套接有橡胶套。

与现有肩垫制作技术相比，本实用新型弹簧肩垫的有益效果是：结构简单，通过第二弹簧的扭力作用于转轴，带动齿轮与第一直杆和第二直杆上的齿条啮合，使第一直杆和第二直杆具有一定的回缩力，提高第一卡爪和第二卡爪对小提琴卡紧力；同时，第一弹簧的扭力带动转盘，使第一直杆和第二直杆有重合的趋势，增大第一卡爪和第二卡爪切向作用力，进一步提高第一卡爪和第二卡爪对小提琴卡紧力，通过第一卡爪和第二卡爪沿第一直杆和第二直杆轴向和切向对小提琴提供作用力，保证其卡接更加紧密，防止松动。

我们制作了一个模拟图，如下图：

工作原理：初始时，第二弹簧11的扭力作用于转轴5，带动齿轮8与第一直杆3和第二直杆7上的齿条啮合，使第一直杆3和第二直杆7缩入第一安装槽中，同时，第一弹簧10处于自然状态，第一直杆3和第二直杆7重合，并且第一直杆3和第二直杆7均处于第一安装槽中间位置，当安装时，可将第一直杆3和第二直杆7抽出，并将其分离，使其交叉错开，利用第一卡爪1和第二卡爪6卡紧小提琴，由于第二弹簧11的扭力作用于转轴5，带动齿轮8与第一直杆3和第二直杆7上的齿条啮合，使第一直杆3和第二直杆7具有一定的回缩力，提高第一卡爪1和第二卡爪6对小提琴卡紧力，同时，第一弹簧10的扭力带动转盘4，使第一直杆3和第二直杆7有重合的趋势，增大第一卡爪1和第二卡爪6切向作用力，进一步提高第一卡爪1和第二卡爪6对小提琴卡紧力。

希望这款新型小提琴弹簧肩垫能够带给提琴爱好者意想不到的舒适感。

指导老师：李洪彩。