纸卷自动钢琴工作原理

        早期的自动钢琴由人力踏板驱动。一个人反复踩动位于键盘下方的踏板，这会导致位于键盘上方的纸卷转动。纸卷上有小孔，当小孔穿过读谱装置时，小孔会导致钢琴内部的击弦器敲击琴弦，琴弦振动并产生音乐。

        纸卷自动钢琴的运作依靠气动作用，其内部装有动力气缸。钢琴依靠气压差产生的力来使内部装置运作，例如，当空气从一个动力气缸中被吸出时，气缸外部的大气压迫使它们收缩，连接到动力气缸末端的杆或杠杆可以控制其他一些动作。

自动钢琴中的关键部件：①踏板和抽气装置②气动马达与纸卷控制装置③击弦器驱动装置④琴锤和琴弦

踏板和抽气风箱

有两个踏板，两只脚分别对应一个。当一个踏板处于向下位置时，另一个踏板处于向上位置。玩家依次踩下每个踏板。每个踏板都连接到一个抽气风箱。抽气装置是一侧有一对较大的风箱，另一侧是一对较小的风箱，内部装有弹簧。踩下踏板会导致较大的风箱膨胀，从而将空气从排气装置中吸出。然后大气压力迫使较大的风箱关闭，并将踏板移回向上位置。同时，小风箱内的弹簧使小风箱膨胀，再次从排气装置中吸出空气。排气装置顶部的管道连接到钢琴内部的其他组件。当玩家继续踩踏板时，空气会通过这些管道不断地被吸出。

气动马达与纸卷控制装置

 抽气风箱外的管道连接到气动马达。气动马达将降低的气压转换成圆周运动，从而旋转钢琴卷。气动马达使用一个滑阀来运作，该滑阀首先从一对动力气缸中吸出空气，使气缸收缩。然后阀门滑动将气缸打开至大气压力，连杆重新打开抽气管路，重复该过程。正如内燃机由一系列活塞组成，一系列滑阀和气缸会产生连续、平滑的圆周运动。气缸与曲轴相连，曲轴控制滑阀的位置，并通过齿轮和链条旋转钢琴卷。

钢琴纸卷卷是一张长纸，卷在木轴上。纸上有一系列的孔，每个音符对应一个孔。孔的长度决定了音符演奏的时间。纸上孔的垂直位置决定了演奏的音符。页面左侧的孔代表较低的音符。页面右侧的孔代表更高的音符。每个钢琴卷将播放不同的音乐。当演奏钢琴卷时，纸张从其木轴展开到钢琴中的转轴上。因此，在取下钢琴纸卷之前，钢琴卷必须被倒回其原始主轴。

击弦器驱动装置

当钢琴卷在两个主轴之间移动时，它会通过读谱装置。读谱装置包含一排小孔。每个音符对应一个孔。在每个孔的后面，一根管道连接到真空箱。真空箱由一长串双腔室和动力气缸组成。每个音符都对应着管子，双腔室和气缸。真空箱与抽气风箱相连。因此，双室和管道内的空气最初处于低压状态。气缸最初处于大气压下。当钢琴卷上的一个孔穿过读谱装置中的管道时，它会导致相应双室的两个室之间产生压力差。在读谱装置中使用可活动的阀门，这会导致相应的气缸收缩。当孔经过了读谱装置时，双室中的压差消失。阀门在重力作用下落下，气缸内的弹簧使它们膨胀，为下一个音符做好准备。

琴锤和琴弦

钢琴中的琴槌和琴弦与普通钢琴相同。然而，除了与钢琴键相连外，琴槌还与真空箱控制的动力气缸相连。在许多钢琴中，钢琴键也直接连接到真空箱，动力气缸在弹奏音符的同时按下琴键。因此看起来好像一个隐形人在弹钢琴。

其他组件

典型的自动钢琴还包含许多其他组件，这些组件控制钢琴卷的旋转速度、音乐的音量和自动倒带，使卷可以重新绕回其主轴上。更高级的自动钢琴还能够“读取”钢琴卷边缘的第二组小孔，以自动控制演奏速度或音量。由于钢琴是在电力广泛使用之前的时代发展起来的，因此钢琴内部通常没有电子元件。此外，由于在 20 世纪初期不存在合适的耐用和可延展的塑料，钢琴主要由木材、金属、皮革、缠绕布和橡胶管等材料制成。不幸的是，通常首先需要修理的是橡胶管和皮革材料。