立式琴的鍵盤機械是一個相互關(guān)聯(lián)又相互制約的體系。它包括鍵盤和擊弦機二部分，是由四個相互緊密連接的杠桿組合在一起，這四個杠桿分別是鍵子組件、聯(lián)動桿組件、弦槌組件和制音器組件，其主要功能是將作用于琴鍵的彈奏力能過一整套機械系統(tǒng)傳遞給弦槌完成擊弦工作。
       彈鋼琴的時候，會發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象，當(dāng)正常彈奏，琴會發(fā)聲，而輕輕地緩慢地按下琴鍵時，琴不會發(fā)聲。打開鋼琴的上門，看到弦槌運動到某一位置時，就不會再向前，這個位置離弦還有約2~3毫米，弦槌擊不到弦，所以就不發(fā)聲。但是，同樣是把琴鍵按到底，只不過一次快，一次慢，為什么會有兩種截然不同的效果呢？要解釋這個現(xiàn)象，就要從鍵盤機械運動這點入手進行分析。
一、鍵盤機械的兩種運動形式
      弦槌擊弦的運動過程實質(zhì)上是兩種不同性質(zhì)的運動形式的組合，它是推動力和慣性力。弦槌的初始動力是按下琴鍵的推動力，當(dāng)弦槌一直都是受緩慢的近似勻速的推動力向前運動時，由于沒有獲得加速度，所以沒有產(chǎn)生慣性，當(dāng)推動力不再向前，弦槌的運動就隨之停止。這就說明了輕輕地緩慢地按下鍵子，琴不會發(fā)聲的原因。這個過程僅僅是單一性質(zhì)的運動，只是一個推動運動。
       如果鍵盤機械按照這種單一的推動運動是不能滿足演奏家彈奏的需要，鍵盤機械應(yīng)具備靈活的連擊性能、可任意改變敲擊力的強弱且具有極強的瞬間爆發(fā)力和快速復(fù)位的功能。實現(xiàn)這些要求，不是單一的推動運動所能實現(xiàn)的，必須依靠慣性運動去完成。
二、鍵盤機械兩種運動形式的轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換點
      慣性運動依賴于推動力，推動力作為原始動力，二者相輔相成，缺一不可。弦槌擊弦的運動過程是由推動運動和慣性運動組合而成，在擊弦過程的前期，當(dāng)弦槌離琴弦約2~3毫米時被迫停止，推動運動迅速轉(zhuǎn)化成慣性運動。這時弦槌依靠慣性力繼續(xù)向前，直至擊弦后迅速彈回。如果在最后擊弦的瞬間，不是依靠慣性力，不可能完成強有力的擊弦，而且擊弦后不能迅速離弦，使琴弦被激發(fā)以后保持振動從而持續(xù)發(fā)音。
      推動運動和慣性運動這兩個階段中間必然有一個轉(zhuǎn)換點，它就是擊弦運動過程的斷聯(lián)點，在斷聯(lián)點之前，是推動階段，斷聯(lián)點之后，是慣性階段。兩種運動階段的合理劃分對擊弦機結(jié)構(gòu)的設(shè)計是至關(guān)重要的，沒有合理的階段劃分就沒有科學(xué)的擊弦機結(jié)構(gòu)設(shè)計，所以兩種運動形式的理論是鋼琴鍵盤機械設(shè)計的理論基礎(chǔ)。
三、兩種運動轉(zhuǎn)換的機械結(jié)構(gòu)
       弦槌擊弦運動的機械結(jié)構(gòu)是開式四連桿傳動機構(gòu)，這種傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計的特殊之處在于將四連桿機構(gòu)的兩條邊的連接點設(shè)計成可開閉的結(jié)構(gòu)，閉合時可實現(xiàn)有聯(lián)系的推動傳動，打開時即可中斷推動力的傳動，使被動力的一邊自由活動，僅靠慣性運動，完成擊弦的目的。并且通過輔助機構(gòu)的協(xié)助動作，迅速返回復(fù)位，為下一次的擊弦運動做好準(zhǔn)備。這種開式四連桿傳動的過程見圖1，在鍵盤機械的實際位置見圖2。
       從示意圖可以清楚看出，開式四連桿結(jié)構(gòu)的DA邊為固定邊，起定位作用。AB邊為聯(lián)接弦槌的活動邊，可自由轉(zhuǎn)動。因為AB邊與弦槌是固定連接，所以AB邊的運動就是弦槌的運動。BC邊為活動邊，它的頂點B為可開合的連接點。C點為頂桿轉(zhuǎn)動的支點。因為BC和CE邊是固定連接的整體，所以BCE的運動是同步的。G點在空間的位置是確定的，它與E點的距離隨BCE邊的轉(zhuǎn)動而擴大或縮小。G點限制E點的行程，從而控制頂桿直線上升的距離。當(dāng)E、G點接觸，頂桿BC邊不可能繼續(xù)直線上升時，琴鍵力F繼續(xù)上升，就會迫使BC邊在B點與AB邊脫開，由原來的直線上升變?yōu)橄蛲廪D(zhuǎn)動，從而中斷了原來的傳動路線。BC邊不能繼續(xù)前進，而AB邊在推力產(chǎn)生的慣性力作用下，繼續(xù)向前運動帶動弦槌，完成擊弦動作。從而實現(xiàn)了兩種運動在擊弦行程中的順利轉(zhuǎn)換。
四、開式四連桿機構(gòu)在鍵盤機械設(shè)計的重要作用
       開式四連桿機構(gòu)居于鍵盤機械的中心位置（見圖2），四連桿的A、B、C、D四個點的位置和對應(yīng)四個邊的比例關(guān)系很重要。例如CD邊的長短能夠改變頂桿直線上升時與水平線的夾角，還能改變開式四連桿傳動的杠桿比，從而改變傳動力的大小。因此所有的鍵盤機械設(shè)計都不能悖離這些比例關(guān)系和重要的的結(jié)構(gòu)尺寸，所以對開式四連桿結(jié)構(gòu)原理和功能的認(rèn)識成為鍵盤機械設(shè)計的基礎(chǔ)。