一種智能鋼琴的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能鋼琴，多套光電傳感裝置設(shè)置在機(jī)械鋼琴上，光電傳感裝置的信號輸出端與琴鍵動作采集模塊的信號輸入端連接，琴鍵動作采集模塊通過串行總線與下位控制模塊連接；下位控制模塊的信號輸出端通過串行總線與琴鍵動作驅(qū)動模塊的信號輸入端連接，琴鍵動作驅(qū)動模塊的信號輸出端與擊打動作執(zhí)行模塊的信號輸入端連接；下位控制模塊通過串行總線或藍(lán)牙通訊與上位控制及顯示模塊連接，上位控制及顯示模塊還與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接。本發(fā)明以機(jī)械鋼琴為基礎(chǔ)，且不改變原機(jī)械鋼琴結(jié)構(gòu)的前提下，加入已有智能演奏系統(tǒng)，并通過carod研究增加識別感應(yīng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)同步傳輸系統(tǒng)，加入已有靜音系統(tǒng)，加入carod智能教學(xué)系統(tǒng)，整合后把功能融合，實(shí)現(xiàn)智能鋼琴遠(yuǎn)程同步演奏和其他多種功能。
【專利說明】一種智能鋼琴

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型鋼琴，尤其涉及一種通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)兩臺或多臺鋼琴同步互聯(lián)，遠(yuǎn)程同步演奏的智能鋼琴，

【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的智能鋼琴一般為電子鋼琴，無機(jī)械擊打裝置，不能達(dá)到專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)同步傳輸系統(tǒng)流，并且所有電子鋼琴均為揚(yáng)聲器發(fā)聲，無音板共鳴，無模擬演奏的真實(shí)性無表現(xiàn)力。
[0003]現(xiàn)階段，為了提升鋼琴這一傳統(tǒng)演奏樂器的可應(yīng)用性，市面上已經(jīng)出現(xiàn)了一些相關(guān)技術(shù)，這包括:
[0004]1、鋼琴自動演奏系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)控制模塊、琴鍵驅(qū)動模塊和琴鍵動作執(zhí)行模塊組成?？刂颇K從存儲介質(zhì)中讀取事先準(zhǔn)備好的演奏文件，通過解析文件內(nèi)容向驅(qū)動模塊發(fā)出琴鍵驅(qū)動指令，驅(qū)動模塊接收到指令后驅(qū)動動作執(zhí)行模塊執(zhí)行演奏動作。從而實(shí)現(xiàn)鋼琴自動彈奏的功能。
[0005]2、鋼琴靜音系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包含有主控模塊，琴鍵動作感應(yīng)模塊和弦槌攔截裝置。通過在鋼琴上安裝弦槌攔截裝置使得在演奏過程中弦槌無法敲打琴弦，從而鋼琴本身無法機(jī)械發(fā)聲。同時，琴鍵動作感應(yīng)模塊在彈奏過程中采集琴鍵彈奏動作，并將動作數(shù)據(jù)傳送至主控模塊。主控模塊將動作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成midi音樂文件進(jìn)行存儲，同時以電信號的形式輸出到自帶的揚(yáng)聲器(或耳機(jī))發(fā)聲。實(shí)現(xiàn)了機(jī)械發(fā)聲到電子發(fā)聲的轉(zhuǎn)換。
[0006]3、鋼琴學(xué)習(xí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含一個主控顯示模塊和琴鍵動作采集模塊。主控顯示模塊對標(biāo)準(zhǔn)的樂譜進(jìn)行顯示，同時接收動作采集模塊傳輸來的動作數(shù)據(jù)，與主控顯示模塊上的標(biāo)準(zhǔn)演奏序列進(jìn)行比對，從而實(shí)現(xiàn)演奏評分的功能。
[0007]現(xiàn)有市場上已經(jīng)出現(xiàn)的一類與機(jī)械擊打裝置相結(jié)合的智能鋼琴，往往只是采用上面介紹的鋼琴自動演奏系統(tǒng)、鋼琴靜音系統(tǒng)和鋼琴學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的一種，使得已有的鋼琴大多功能單一且不完善，所以現(xiàn)在繼續(xù)推出一種功能完善，智能度高的智能鋼琴來滿足人們的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種多功能的智能鋼琴。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0010]一種智能鋼琴，包括揚(yáng)聲器、機(jī)械鋼琴、琴鍵動作采集模塊、琴鍵動作驅(qū)動模塊、擊打動作執(zhí)行模塊、下位控制模塊和上位控制及顯示模塊，所述琴鍵動作采集模塊包括多套光電傳感裝置，多套光電傳感裝置設(shè)置在所述機(jī)械鋼琴上，所述光電傳感裝置的信號輸出端與所述琴鍵動作采集模塊的信號輸入端連接，所述琴鍵動作采集模塊的信號輸出端通過串行總線與所述下位控制模塊的信號輸入端連接；
[0011]所述下位控制模塊的信號輸出端通過串行總線與所述琴鍵動作驅(qū)動模塊的信號輸入端連接，所述琴鍵動作驅(qū)動模塊的信號輸出端與所述擊打動作執(zhí)行模塊的信號輸入端連接；
[0012]所述下位控制模塊通過串行總線或藍(lán)牙通訊與所述上位控制及顯示模塊連接，所述上位控制及顯示模塊還與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接。
[0013]具體地，所述下位控制模塊的音頻信號輸出端與所述揚(yáng)聲器的音頻信號輸入端連接。
[0014]具體地，所述琴鍵動作驅(qū)動模塊包括多路驅(qū)動電路，一路所述驅(qū)動電路對應(yīng)所述智能鋼琴的一個琴鍵設(shè)置，多路所述驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端分別與所述擊打動作執(zhí)行模塊的驅(qū)動信號輸入端連接。
[0015]具體地，所述擊打動作執(zhí)行模塊包括對應(yīng)所述智能鋼琴的琴鍵設(shè)置的多個電磁感應(yīng)線圈，每個所述電磁感應(yīng)線圈的中心均設(shè)置有對應(yīng)的活動金屬棒，一個琴鍵上設(shè)置的一路所述驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與對應(yīng)的所述電磁感應(yīng)線圈的信號輸入端連接，當(dāng)所述電磁感應(yīng)線線圈流過驅(qū)動信號電流時，所述電磁感應(yīng)線線圈中心的所述活動金屬棒擊打?qū)?yīng)的琴鍵。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]本發(fā)明以機(jī)械鋼琴為基礎(chǔ)，且不改變原機(jī)械鋼琴結(jié)構(gòu)的前提下，加入已有智能演奏系統(tǒng)，并通過carod研宄增加識別感應(yīng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)同步傳輸系統(tǒng)，加入已有靜音系統(tǒng)，加入carod智能教學(xué)系統(tǒng)，整合后把功能融合，實(shí)現(xiàn)智能鋼琴擁有以下所有功能:
[0018]1、鋼琴遠(yuǎn)程同步機(jī)械演奏
[0019]1、鋼琴曲目播放(機(jī)械演奏)；
[0020]2、錄制存儲回彈；
[0021]3、靜音演奏；
[0022]4、學(xué)習(xí)教材標(biāo)準(zhǔn)示范；
[0023]5、學(xué)習(xí)曲目名師錄入個性化示范；
[0024]6、演奏糾錯；
[0025]7、演奏評分；
[0026]8、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳送；
[0027]9、鋼琴學(xué)習(xí)計(jì)劃監(jiān)控；
[0028]10、鋼琴維護(hù)服務(wù)預(yù)約；
[0029]11、鋼琴學(xué)習(xí)交流平臺。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明智能鋼琴的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0032]如圖1所示，本發(fā)明包括琴鍵動作采集模塊。本模塊為鋼琴的每一個琴鍵都準(zhǔn)備一套光電傳感裝置，感知鋼琴演奏時的琴鍵動作。將動作數(shù)據(jù)收集后通過串行總線傳輸?shù)较挛豢刂颇K。感知的動作數(shù)據(jù)包含了各個琴鍵按下的力度和按下的時間等信息。
[0033]下位控制模塊。本模塊是鋼琴本地控制的中心。一方面，它把從動作采集模塊獲取的動作數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換成mid音樂文件，并在本地存儲或上傳至上位控制模塊。另一方面，它對本地已有的音樂文件或從上位控制模塊獲取的音樂文件進(jìn)行解碼，將其轉(zhuǎn)換成一條條的琴鍵驅(qū)動指令，通過串行總線輸送給琴鍵驅(qū)動模塊。此外，還對音樂文件解碼后通過本地?fù)P聲器(或耳機(jī))播放。
[0034]琴鍵動作驅(qū)動模塊。該模塊為每一個琴鍵都準(zhǔn)備了一路驅(qū)動電路，在接收到下位控制模塊的驅(qū)動指令后，將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)琴鍵的驅(qū)動電流，以驅(qū)動動作執(zhí)行模塊擊打琴鍵。
[0035]擊打動作執(zhí)行模塊。該模塊對應(yīng)每一個琴鍵都有一個電磁感應(yīng)線圈。當(dāng)線圈流過驅(qū)動電流時，線圈中心的活動金屬棒即會擊打?qū)?yīng)的琴鍵。
[0036]上位控制及顯示模塊。該模塊是整個智能鋼琴系統(tǒng)的人機(jī)交互中心，可以采用平板電腦和相應(yīng)應(yīng)用程序的方式實(shí)現(xiàn)。為了提升智能鋼琴系統(tǒng)的便利性，上位控制及顯示模塊與下位控制模塊采用無線藍(lán)牙的方式通信，并預(yù)留有線串行總線接口。
[0037]上位控制及顯示模塊設(shè)計(jì)有智能鋼琴的控制界面，可以完成曲目選擇，自動演奏等功能。通過將控制指令和音樂文件下發(fā)至下位控制模塊實(shí)現(xiàn)。
[0038]上位控制及顯示模塊可以本地播放和顯示鋼琴曲譜，并將下位控制模塊傳送的彈奏動作信息和標(biāo)準(zhǔn)音樂文件比對，實(shí)現(xiàn)演奏評分和糾錯的功能。
[0039]上位控制及顯示模塊可以通過WiFi連接到互聯(lián)網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)本智能鋼琴系統(tǒng)所有用戶的互通。結(jié)合前面描述的自動演奏功能和琴鍵動作采集功能，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時的遠(yuǎn)程演奏示范功能。
[0040]在本發(fā)明中，各部分的功能完善，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面:
[0041]機(jī)械鋼琴:高動力傳送擊打琴弦發(fā)生，可根據(jù)力量的大小控制音量力度，表現(xiàn)力強(qiáng)。區(qū)別于電子鋼琴的觸感，音質(zhì)共鳴效果與表現(xiàn)力。
[0042]自動演奏系統(tǒng)，:通過每個鍵盤安裝機(jī)械驅(qū)動裝置，實(shí)現(xiàn)鋼琴自動演奏，僅限于機(jī)器已事先錄入的鋼琴名曲示范，無采集現(xiàn)場演奏功能，無存儲傳送現(xiàn)場演奏信號功能，現(xiàn)場演奏和演奏者錄入信號回放功能，現(xiàn)通過鍵盤下安裝88個力度速度感應(yīng)裝置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場錄制、保存、網(wǎng)絡(luò)傳送與回放功能。
[0043]靜音系統(tǒng):通過安裝可調(diào)節(jié)的裝置，在不能影響外界安靜環(huán)境的情況下，利用鋼琴攔截裝置弦槌，達(dá)到鋼琴靜音演奏，并通過88個感應(yīng)裝置，將演奏信號通過模擬鋼琴音色傳入耳機(jī)。
[0044]鋼琴智能教學(xué)系統(tǒng):在譜架鏈接一塊觸摸顯示設(shè)備，結(jié)合以上系統(tǒng)，可顯示所需彈奏曲譜，也可在鋼琴自動演奏時觀看現(xiàn)場或以往錄制視頻，通過網(wǎng)絡(luò)傳送視頻教學(xué)、欣賞和交流。通過力度感應(yīng)裝置可實(shí)現(xiàn)糾錯、評分和提供改善建議。通過app實(shí)現(xiàn)所有用戶互通，遠(yuǎn)程教學(xué)，遠(yuǎn)程同步演奏，名家演奏以機(jī)械演奏方式在用戶的鋼琴上演奏欣賞。
[0045]本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能鋼琴，包括揚(yáng)聲器其特征在于:包括機(jī)械鋼琴、琴鍵動作采集模塊、琴鍵動作驅(qū)動模塊、擊打動作執(zhí)行模塊、下位控制模塊和上位控制及顯示模塊，所述琴鍵動作采集模塊包括多套光電傳感裝置，多套光電傳感裝置設(shè)置在所述機(jī)械鋼琴上，所述光電傳感裝置的信號輸出端與所述琴鍵動作采集模塊的信號輸入端連接，所述琴鍵動作采集模塊的信號輸出端通過串行總線與所述下位控制模塊的信號輸入端連接； 所述下位控制模塊的信號輸出端通過串行總線與所述琴鍵動作驅(qū)動模塊的信號輸入端連接，所述琴鍵動作驅(qū)動模塊的信號輸出端與所述擊打動作執(zhí)行模塊的信號輸入端連接; 所述下位控制模塊通過串行總線或藍(lán)牙通訊與所述上位控制及顯示模塊連接，所述上位控制及顯示模塊還與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種智能鋼琴，其特征在于:所述下位控制模塊的音頻信號輸出端與所述揚(yáng)聲器的音頻信號輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種智能鋼琴，其特征在于:所述琴鍵動作驅(qū)動模塊包括多路驅(qū)動電路，一路所述驅(qū)動電路對應(yīng)所述智能鋼琴的一個琴鍵設(shè)置，多路所述驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端分別與所述擊打動作執(zhí)行模塊的驅(qū)動信號輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種智能鋼琴，其特征在于:所述擊打動作執(zhí)行模塊包括對應(yīng)所述智能鋼琴的琴鍵設(shè)置的多個電磁感應(yīng)線圈，每個所述電磁感應(yīng)線圈的中心均設(shè)置有對應(yīng)的活動金屬棒，一個琴鍵上設(shè)置的一路所述驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸出端與對應(yīng)的所述電磁感應(yīng)線圈的信號輸入端連接，當(dāng)所述電磁感應(yīng)線線圈流過驅(qū)動信號電流時，所述電磁感應(yīng)線線圈中心的所述活動金屬棒擊打?qū)?yīng)的琴鍵。
【文檔編號】G10H1/00GK104464704SQ201410820509
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】賴志強(qiáng) 申請人:賴志強(qiáng)