一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器，包括微感琴體和微感琴弓，所述微感琴體上設置有第一組按鍵，所述第一組按鍵下方連接有第一組微型振動馬達，所述微感琴體內還設置有第一微處理器、第一陀螺儀傳感器、藍牙模塊和第一RF射頻模塊，所述微感琴弓上設置有第二組按鍵，所述第二組按鍵下方連接有第二組微型振動馬達，所述微感琴弓內還設置有第二微處理器、第二陀螺儀傳感器和第二RF射頻模塊，該模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器實現了樂器的小型化，并通過陀螺儀傳感器，模擬了弓弦類樂器的演奏模式，藍牙模塊無線傳輸到移動設備端播放，微型振動馬達實現樂音提醒功能，使學習者感知正確的按鍵位置，有利于初學和樂器的普及。
【專利說明】
一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器。
【背景技術】
[0002]音樂是人類情感的一種最佳表達方式，是觸摸自己靈魂的一個載體。音樂從遠古以來，音樂具有無法替代的魅力，不論是流傳至今的古典音樂或是當今的音樂大師，無不被世人崇拜、敬仰。但受樂理和演奏技巧及自身條件的限制，使得大部分的世人被屏蔽在了音樂人之外，根本無法參與音樂的演奏及制作，只能用耳朵感受喇叭播放的音樂，也就是只有聽的資格。
[0003]為了能夠使大部分音樂愛好者，經過幾天的訓練就能快速的演奏起來，我們將電子技術和當今的電子音色庫有機的結合起來，利用移動終端的播放功能，使音樂愛好者可以在任何場所都可以方便、靈活的學習、演奏和欣賞樂曲。帶上耳機又不會影響任何人，更不會像傳統樂器的初學者那樣害怕影響他人而無法盡情練習，或由于技能不到位而擔心他人譏笑。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種實現了樂器的小型化，便于攜帶，能在手掌上演奏，有振動提醒功能，使學習者感知正確的按鍵，有利于練習和演奏的微感掌上樂器。
[0005]為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器，包括微感琴體和微感琴弓，所述微感琴體上設置有第一組按鍵，所述第一組按鍵下方連接有第一組微型振動馬達，所述微感琴體內還設置有第一微處理器、第一陀螺儀傳感器、藍牙模塊和第一 RF射頻模塊，所述第一微處理器分別與第一組按鍵、第一組微型振動馬達、第一陀螺儀傳感器、藍牙模塊和第一 RF射頻模塊連接，所述微感琴弓上設置有第二組按鍵，所述第二組按鍵下方連接有第二組微型振動馬達，所述微感琴弓內還設置有第二微處理器、第二陀螺儀傳感器、壓力傳感器和第二RF射頻模塊，所述第二微處理器分別與第二組按鍵、第二組微型振動馬達、第二陀螺儀傳感器、壓力傳感器和第二 RF射頻模塊連接，所述微感琴體和微感琴弓通過第一 RF射頻模塊和第二RF射頻模塊無線連接。
[0007]作為優選，模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的演奏方法，包括以下步驟:
[0008]I)把位的確定，在垂直方向:使用第一陀螺儀傳感器檢測微感琴體的移動數據，以肘關節為軸心，當第一陀螺儀傳感器繞Y軸轉動產生角位移，根據位移的步長確定把位，并分成若干區域，第一微處理器實時判斷微感琴體所在的把位區域，這時手指按下第一組按鍵就產生與把位對應的鍵值，作為計算音高的基礎數據；
[0009]2)弦位的確定，在水平方向:使用第一陀螺儀傳感器檢測微感琴體的移動數據，以肘關節為軸心，微感琴體繞Z軸轉動時而給出的不同角位移，根據位移步長劃分琴弦位置，并分為若干區域，第一微處理器判斷微感琴體的具體弦位區域，當手指按下第一組按鍵就產生與弦位對應的鍵值，作為計算音高的基礎數據。
[0010]3)顫音的確定:以肘關節為軸心，微感琴體繞X軸轉動給出的循環往復角位移，通過測定第一陀螺儀的轉動頻率和周期，作為模擬弓弦類樂器的顫音數據，傳輸到第一微處理器中作為演奏參數；
[0011 ] 4)滑音的確定:微感琴體演奏時以小手臂的關節為軸心，繞Y軸轉動，即垂直方向用來確定不同的把位。而滑音也是繞Y軸轉動，區別是先按下第一組按鍵再移動即為滑音。如果第一組按鍵沒有按下，移動樂器只是尋找相應的把位區域，并沒有產生實際的演奏數據。當按下第一組按鍵并繞Y軸轉動，第一微處理器采集微感琴體位置，作為滑音的起點，在此處的音高就是滑音的開始。當微感琴體繞Y軸移動結束時，根據移動的角度大小由軟件確定滑音結束時的音高，這樣從滑音的起點開始，實時傳輸第一陀螺儀傳感器產生的滑音位移數據，上滑、下滑和滑動范圍，通過軟件算法確定滑音的幅度，直到滑音結束，得到終止時的音高，完成了從起點到終點的滑音演奏過程。
[0012]5)微感振動的提醒方法:
[0013]微感琴體上設置有第一組按鍵(機械式按鍵或觸摸屏式按鍵)，第一組按鍵分布在微感琴體表面，當按鍵采用機械式按鍵時，微型振動馬達位于按鍵的下方，需要提醒時，由微處理器根據練習的樂譜MIDI數據，給出要按下的是哪個鍵，并對應微型振動馬達產生振動提醒，由于練習時手指輕輕貼在按鍵上，能夠感知哪個手指在振動，并及時觸動該按鍵，達到練習的目的；當按鍵采用觸摸屏式按鍵時，微型振動馬達位于微感琴體背面，靠近手指根部的手掌區域，而不在觸摸屏的下方，需要提醒時，由微處理器根據練習的樂譜MIDI數據，給出要按下的是哪個鍵，并對應微型振動馬達產生振動提醒，而馬達的振動部位貼近手指根部，能夠感知振動對應的是哪個手指，并及時觸動觸摸屏上相應的區域，以此達到練習的目的。
[0014]6)模擬弓弦類樂器的運弓方法:演奏時一只手戴著微感琴體，另一只手拿著微感琴弓，微感琴體通過第一RF射頻模塊，與微感琴弓第二RF射頻模塊通訊，將微感琴弓產生的數據實時傳輸到微感琴體之中，并匯同微感琴體自身產生的數據一并傳輸到移動設備端，由移動設備端的應用程序解析、修飾最終播放，微感琴弓按運弓模式移動產生樂音；
[0015]模擬二胡的運弓，按第二陀螺儀傳感器移動軌跡分為上、下兩個區域作為里弦和外弦的區分標志，判斷里外弦的標準:微感琴弓在初始化時，定義起點的位置作為分界面，以此分界面為基礎沿垂直方向向上移動為外弦區域，向下移動為里弦區域，通過控制手上微感琴弓在各自的區域內水平往復移動即作為拉動琴弦的動作，即實現了模擬二胡的琴弓的拉動過程；
[0016]模擬小提琴的運弓，通過采集第二陀螺儀傳感器在空間的位移軌跡范圍即可模擬微感琴弓拉琴的動作，以平拿微感琴弓，以肘關節為軸使微感琴弓水平移動，這時微感琴弓往復移動即定義為拉動D弦的動作；當手拿微感琴弓沿肘關節向逆時針旋轉大約45度(與水平方向夾角)，并保持這個傾斜角度，這時微感琴弓往復移動即定義為拉動G弦的動作；當手拿微感琴弓沿肘關節向順時針旋轉約45度(與水平方向夾角)，并保持這個傾斜角度，這時的微感琴弓往復移動即定義為拉動A弦的動作；當手拿微感琴弓沿肘關節向順時針旋轉90度(與水平方向夾角)，并保持這個角度，這時的微感琴弓移動即定義為拉動E弦的動作。
[0017]作為優選，模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的軟件算法，包括:
[0018]把位的模擬算法:BW= 120。/Scz
[0019]其中，BW_微感樂器的把位總數目，即在垂直方向上(繞Y軸轉動)可劃分出的把位；Scz-每個微感樂器的把位所占據的垂直方向的角度；
[0020]弦位的模擬算法:QX= 120° /Ssp
[0021 ]其中，QX-微感樂器弦位的總個數，即在水平方向上(繞Z軸轉動)可劃分出的弦位；Ssp-每個微感樂器琴弦所占據的水平方向的角度；
[0022]模擬弓弦樂器的顫音算法:
[0023]F = 1000/T
[0024]其中，T-顫音周期，單位毫秒，由演奏時根據陀螺儀角度的周期變化來測定;F-顫音的頻率，即每秒往復顫動的次數；
[0025]模擬弓弦樂器的滑音算法:
[0026]Fh=Fb+Lbh* (Fb-Fa)/Lab
[0027]微感琴體上的按鍵，根據手指的大小劃分為4個按鍵位置，分別是a、b、c和d鍵，Fh為h點的音高頻率，Fa和Fb分別為第一組按鍵的相鄰兩個按鍵a鍵和b鍵的音高頻率，Lab為第一組按鍵相鄰兩個按鍵a和b鍵之間的角度;Lbh為手指從b鍵滑動到h點的位移角度。
[0028]本實用新型的有益效果為:可以模擬了一般弓弦類樂器的自然演奏模式，左手的手掌上戴著微感琴體，右手的手指拿著微感琴弓，模擬了正常樂器的演奏模式，實現樂器小型化，方便攜帶，便于練習；采用第一陀螺儀傳感器，通過測定微感琴體三維角位移來劃分琴弦的把位和弦位，并通過算法模擬顫音、滑音、以及采用通過第二陀螺儀傳感器測定微感琴弓的拉弦動作，在三維空間的不同的位置產生不同的樂音，以達到模擬演奏樂器的效果；通過藍牙模塊與手機、iPAD、平板電腦、筆記本電腦和臺式機中的藍牙通訊，傳遞演奏信息，并在這些移動設備中實時樂音播放;在學習特定樂曲時由MIDI程序給出提醒音符，使學習者感知到應按哪個鍵才是正確的，有利于初學練習。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的結構圖。
[0030]圖2為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的三維移動示意圖。
[0031]圖3為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的角位移劃分把位示意圖。
[0032]圖4為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的角位移劃分琴弦示意圖。
[0033]圖5為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的產生顫音示意圖。
[0034]圖6為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的顫動參數采集示意圖。
[0035]圖7為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的演奏滑音示意圖。
[0036]圖8為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的作為二胡演奏示意圖。
[0037]圖9為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的作為小提琴演奏示意圖。
[0038]圖10為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的微感琴體原理圖.
[0039]圖11為本實用新型一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的微感琴弓原理圖。
【具體實施方式】
[0040]如圖1所示，一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器，包括微感琴體I和微感琴弓2，所述微感琴體I上設置有第一組按鍵3，所述第一組按鍵3下方連接有第一組微型振動馬達，所述微感琴體內還設置有第一微處理器、第一陀螺儀傳感器、藍牙模塊和第一 RF射頻模塊，所述第一微處理器分別與第一組按鍵、第一組微型振動馬達、第一陀螺儀傳感器、藍牙模塊和第一 RF射頻模塊連接，所述微感琴弓2上設置有第二組按鍵4，所述第二組按鍵4下方連接有第二組微型振動馬達，所述微感琴弓2內還設置有第二微處理器、第二陀螺儀傳感器、壓力傳感器和第二 RF射頻模塊，所述第二微處理器分別與第二組按鍵、第二組微型振動馬達、第二陀螺儀傳感器、壓力傳感器和第二 RF射頻模塊連接，所述微感琴體I和微感琴弓2通過第一 RF射頻模塊和第二 RF模塊無線連接。
[0041]如圖2所示，在使用時，為擴展微感樂器的演奏音域，采用空間位移法來擴大音域范圍。利用第一陀螺儀傳感器具有的角位移檢測功能，將微感琴體I的位移軌跡劃分成若干等分，形成由第一陀螺儀傳感器來確定的多個把位、多個弦位、顫音和滑音演奏技巧。隨著手掌沿肘關節為軸心的上下、左右和自傳，完成樂器的音域擴展。理論上本樂器的按鍵可擴展到三維空間，形成多種演奏方法。其中繞X軸轉動來描述顫音程度，繞Y軸轉動來劃分把位，繞Z軸轉動來劃分不同琴弦。
[0042]模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的演奏方法，包括以下步驟:
[0043]I)如圖3所示，把位的確定(垂直方向):使用第一陀螺儀傳感器檢測微感琴體的角移動數據，以肘關節為軸心，當第一陀螺儀傳感器繞Y軸轉動產生角位移，根據位移的步長確定把位，并分成若干區域，第一微處理器實時判斷微感琴體所在的把位區域，這時手指按下第一組按鍵就產生與把位對應的鍵值，作為計算音高的基礎數據；
[0044]2)如圖4所示，弦位的確定(水平方向):使用第一陀螺儀傳感器檢測微感琴體的角移動數據，以肘關節為軸心，微感琴體繞Z軸轉動時而給出的不同角位移，根據位移步長劃分琴弦位置，并分為若干區域，第一微處理器判斷微感琴體的具體弦位區域，當手指按下第一組按鍵就產生與弦位對應的鍵值，作為計算音高的基礎數據；
[0045]3)如圖5所示，顫音的確定:以肘關節為軸心，微感琴體繞X軸轉動給出的循環往復角位移數據，通過測定第一陀螺儀的轉動頻率和周期，作為模擬弓弦類樂器的顫音數據，傳輸到第一微處理器中作為演奏參數；
[0046]4)滑音的確定:微感琴體演奏時以小手臂的關節為軸心，繞Y軸轉動(即垂直方向)用來確定不同的把位，而滑音也是繞Y軸轉動，區別是先按下第一組按鍵再移動即為滑音，如果第一組按鍵沒有按下，移動樂器只是尋找相應的把位區域，并沒有產生實際的演奏數據，當按下第一組按鍵并繞Y軸轉動，第一微處理器采集微感琴體位置，作為滑音的起點，在此處的音高就是滑音的開始，當微感琴體繞Y軸移動結束時，根據移動的角度大小由軟件確定滑音結束時的音高，這樣從滑音的起點開始，實時傳輸第一陀螺儀傳感器產生的滑音位移數據(上滑、下滑和滑動范圍)，通過軟件算法確定滑音的幅度，直到滑音結束，得到終止時的音高，完成了從起點到終點的滑音演奏過程；
[0047]在使用時，在每個手指第一組按鍵下面連接第一組微型振動馬達和發光二極管，在學習特定樂曲時由第一微處理器軟件程序給出提醒音高(微振動提醒)和發光二極管給出空間把位提醒，使學習者感知到應按的按鍵和空間的把位，有利于初學練習。采用藍牙模塊，將演奏數據發送到帶有藍牙功能的移動設備或電腦設備中.在這些設備上運行演奏數據處理程序，并根據軟件算法進行音效調整，將演奏數據按相應的音頻播放出來，模擬了弓弦類樂器的演奏效果。
[0048]5)微感振動的提醒方法:
[0049]微感琴體上設置有第一組按鍵(機械式按鍵或觸摸屏式按鍵)，第一組按鍵位于微感琴體的表面，當按鍵采用機械式按鍵時，微型振動馬達位于按鍵的下方，需要提醒時，由微處理器根據練習的樂譜MIDI數據，給出要按下的是哪個鍵，并對應微型振動馬達產生振動提醒，由于練習時手指輕輕貼在按鍵上，能夠感知哪個手指在振動，并及時觸動該按鍵，達到練習的目的；當按鍵采用觸摸屏式按鍵時，微型振動馬達位于微感琴體背面，靠近手指根部的手掌區域，而不在觸摸屏的下方，需要提醒時，由微處理器根據練習的樂譜MIDI數據，給出要按下的是哪個鍵，并對應微型振動馬達產生振動提醒，而馬達的振動部位貼近手指根部，能夠感知振動對應的是哪個手指，并及時觸動觸摸屏上相應的區域，以此達到練習的目的。
[0050]6)模擬弓弦類樂器的運弓方法:演奏時一只手戴著微感琴體，另一只手拿著微感琴弓，微感琴體通過第一RF射頻模塊，與微感琴弓第二RF射頻模塊通訊，將微感琴弓產生的數據實時傳輸到微感琴體之中，并匯同微感琴體自身產生的數據一并傳輸到移動設備端，由移動設備端的應用程序解析、修飾最終播放，微感琴弓按運弓模式移動產生樂音；
[0051]如圖8所示，模擬二胡的運弓，按第二陀螺儀傳感器移動軌跡分為上、下兩個區域作為里弦和外弦的區分標志，判斷里外弦的標準:微感琴弓在初始化時，定義起點的位置作為分界面，以此分界面為基礎沿垂直方向向上移動為外弦區域，向下移動為里弦區域，通過控制手上微感琴弓在各自的區域內水平往復移動即作為拉動琴弦的動作，即實現了模擬二胡的微感琴弓的拉動過程；
[0052]如圖9所示，模擬小提琴的運弓，通過采集第二陀螺儀傳感器在空間的位移軌跡范圍即可模擬微感琴弓拉琴的動作，以平拿微感琴弓，以肘關節為軸使微感琴弓水平移動，這時微感琴弓往復移動即定義為拉動D弦的動作；當手拿微感琴弓沿肘關節向逆時針旋轉45度(與水平方向夾角)，并保持傾斜角度，這時微感琴弓往復移動即定義為拉動G弦的動作；當手拿微感琴弓沿肘關節向順時針旋轉45度(與水平方向夾角)，并保持這個傾斜角度，這時的微感琴弓往復移動即定義為拉動A弦的動作；當手拿微感琴弓沿肘關節向順時針旋轉90度(與水平方向夾角)，并保持這個角度，這時的微感琴弓移動即定義為拉動E弦的動作。
[0053]模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器的軟件算法，包括:
[0054]把位的模擬算法:BW= 120。/Scz
[0055]其中，BW_微感樂器的把位總數目，即在垂直方向(繞Y軸轉動)上可劃分出的把位；Scz-每個微感樂器的把位所占據的垂直方向的角度；
[0056]把位的順序，至上而下排列，按上下120度范圍，每個把位占15-20度，最多可定義為6-8個把位。每個把位按手指順序可產生4個樂音，第一把位空弦占一個樂音。其它把位，基本按手指動作能發出4個樂音，當手指移動到下一個把位時，又可產生4個新的樂音。以此類推，將不同把位聯系起來，自上而下就能在空間上形成連續的不同樂音，實際上微感樂器是數字發生器，僅輸入演奏時的按鍵數據、把位數據、弦位數據和演奏技巧數據等，當這些數據傳送到移動設備端，并通過演奏算法及音色的修飾，最終形成不同的樂音效果，然后再通過播放器播放。
[0057]弦位的模擬算法:QX= 120° /Ssp
[0058]其中，QX-微感樂器弦位的總個數，即在水平方向(繞Z軸轉動)上可劃分出的弦位；Ssp-每個微感樂器琴弦所占據的水平方向的角度；
[0059]琴弦的順序，自左到右排列，按左右120度范圍，每個弦占10-15度，最多可定義為12根琴弦。每根琴弦可根據模擬不同的樂器定義，二胡只需兩根琴弦。手掌左右移動即可區分不同的琴弦，給演奏帶來很大的方便。以此類推，可根據具體的樂器類型來選擇不同的琴弦。
[0060]模擬弓弦樂器的顫音算法:
[0061]F = 1000/T
[0062]其中，T-顫音周期，單位毫秒，由演奏時根據陀螺儀角度的周期變化來測定;F-顫音的頻率，即每秒往復顫動的次數；
[0063]如圖6所示，當演奏時，由于微感琴體戴在手上可隨著掌心擺動產生顫音信號，豐富了演奏效果。在掌心沿X軸往復擺動且手指按下某個音鍵的時候，產生顫音動作。此時采集X軸角度擺動的頻率即是顫音的頻率，反映了顫音的疏密程度。為避免誤判，且保證有效捕獲顫音特性，X軸角度曲線讀取2個周期為顫音起始動作時間，此后連續測定周期數據，直到顫音停止。
[0064]模擬弓弦樂器的滑音算法:
[0065]在微感琴體上有4個按鍵，按把位的不同代表不同的音高，依次設為a、b、c和d鍵并按音高逐漸增加，設相鄰兩個琴鍵a鍵和b鍵的音高頻率分別為Fa，Fb，且a鍵到b鍵的角位移為Lab，當滑音從b點開始滑動落在ab兩鍵之間的h點時，其角位移為Lbh，則h點頻率Fh的計算公式為:
[0066]Fh=Fb+Lbh* (Fb-Fa)/Lab
[0067]如圖7所示，通常情況下，Fa、Fb和Lab是已知的(由微感掌上樂器設定)，只有Lbh隨演奏過程而逐漸變化，并實時通過數據采集而得到。演奏時，當按下b鍵的手指向上滑動時，每移動一個微小的步距，都由陀螺儀傳感器測定，并由微處理器采樣得到實時的位移Lbh，再由式(4)計算得到相應的頻率Fh，只是要注意角位移移動的方向，如果由b點向上滑動，則位移采集后為負數，若由b點向下滑動，則采集的位移量為正數，即向上滑動為負，向下滑動為正，并通過采樣來確定，這樣就遵循了按鍵的音高頻率自上而下越來越高的特點。
[0068]繞Y軸轉動用來確定不同的把位。而滑音也是繞Y軸轉動，區別是先按下第一組按鍵3再移動即為滑音。如果沒有按鍵按下，移動樂器只是尋找相應的把位區域，并沒有產生實際的演奏數據。當按下第一組按鍵3并繞Y軸轉動并有數據輸出，即定義為滑音的起點，在此處的音高就是滑音的開始。當繞Y軸移動結束時，根據移動的角度大小由軟件確定滑音結束時的音高，這樣從滑音的起點開始，實時傳輸陀螺儀產生的滑音位移數據，通過軟件算法確定滑音的幅度和音效，直到滑音結束，得到終止時的音高，完成了從起點到終點的滑音演奏。滑音有上滑音和下滑音，都是根據角位移變化的方向來定。如果定義向下位移為正，則向上位移為負值。演奏時根據數據的變化會自然得到區別。
[0069]如圖10所示，微感琴體工作原理:首先第一微處理器通過藍牙模塊與外部移動設備無線通訊，外部移動設備端裝有APP應用程序，用來確定微感掌上樂器練習或演奏的樂器類型(二胡、小提琴、中提琴等)；再選定練習或演奏樂曲的樂譜的數字化接口文件(一般是MIDI格式)，通過藍牙模塊發送到第一微處理器以備練習或演奏時使用;再由第一微處理器中的第一 RF射頻模塊與第二微處理器中的第二 RF射頻模塊通訊將樂譜數據發送到微感琴弓中以備模擬運弓動作時使用。
[0070]練習或演奏階段:第一微處理器按著準備階段由藍牙模塊送來的樂譜MIDI文件，解釋成要練習或演奏樂曲的單個音高，依次驅動第一組微型振動馬達提醒演奏人員應該按下第一組按鍵的哪一個;當有第一組按鍵被手指按下，第一微處理器采集第一組按鍵數據，再通過第一陀螺儀傳感器的移動軌跡判斷本樂器所在的把位和弦位，從而確定按下的第一組按鍵的音高；同時，也由第一微處理器采集來自第一RF射頻模塊的數據，也就是第一RF射頻模塊要與第二 RF射頻模塊無線連接，接收微感琴弓發來的數據，代表著模擬樂器的運弓動作狀態。只有微感琴弓有移動的運弓動作輸出，第一微處理器才確認剛剛按下的第一組按鍵是否有效，這樣，第一微處理器匯總各路器件接收的實時數據，根據算法確定演奏涉及的各類參數，實時通過藍牙模塊發送到移動設備端，由APP應用程序解釋、賦值音色、修飾演奏參數，再由播放器播放。
[0071 ]如圖11所示，微感琴弓工作原理:由第二微處理器通過第二RF射頻模塊接收微感琴體發來的樂曲數字化樂譜數據(MIDI格式)，并由第二微處理器分離出對運弓動作有指導的數字化信息，以備工作時使用；水平拿好微感琴弓通過長按壓力傳感器啟動設備的初始化，同時采集第二陀螺儀傳感器的角位移作為原點信息。
[0072]練習或演奏階段:由第二微處理器根據已知的數字化樂譜數據，確定要拉動的是哪根琴弦，通過第二組微型振動馬達給出振動提醒(二胡類樂器只有里弦和外弦，第二組微型振動馬達有4個，兩個分別代表里弦和外弦，另外兩個不用；而小提琴類樂器有4根弦，第二組微型振動馬達剛好分別代表G弦、D弦、A弦和E弦)，使練習者根據振動馬達的提醒在規定的區域內運弓；在運弓過程中第二微處理器要實時采集被演奏者按壓的壓力傳感器的數據，作為演奏音量的大小的依據;在運弓過程中第二微處理器還要實時采集第二陀螺儀傳感器給出的位移軌跡數據，用以判斷微感琴弓的位移軌跡區域并確定在拉動哪根琴弦;匯總各部件的演奏數據，通過軟件計算和邏輯判斷確定演奏參數，再由第二 RF射頻模塊無線發送到第一RF射頻模塊中，由微感琴體的第一微處理器接收，作為實時演奏參數一并處理。
[0073]本實用新型的有益效果為:可以模擬一般弓弦類樂器的自然演奏模式，左手的手掌上戴著微感琴體，右手的手指拿著微感琴弓，模擬了正常樂器的演奏模式，實現樂器小型化，方便攜帶，便于練習；采用陀螺儀傳感器，通過測定轉角位移來劃分微感琴體的把位和不同弦位，并通過算法模擬顫音、滑音及微感琴弓的拉弦動作，在三維軌跡的不同位置產生不同的樂音，以達到模擬演奏樂器的效果;通過藍牙模塊與手機、iPAD、平板電腦、筆記本電腦和臺式機中的藍牙通訊，傳遞演奏信息，并在這些設備中實時樂音播放;采用MIDI協議，手機APP應用程序經過不同的音色選擇來實現多種樂器的演奏效果;在每個手指按鍵下面連接微型振動馬達，在學習特定樂曲時由MIDI程序給出提醒音符，使學習者感知到應按哪個鍵才是正確的，有利于初學練習。
[0074]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種模擬弓弦類樂器的微感掌上樂器，其特征在于:包括微感琴體和微感琴弓，所述微感琴體上設置有第一組按鍵，所述第一組按鍵為機械式按鍵或觸摸屏式按鍵，所述第一組按鍵下方連接有第一組微型振動馬達，所述微感琴體內還設置有第一微處理器、第一陀螺儀傳感器、藍牙模塊和第一 RF射頻模塊，所述第一微處理器分別與第一組按鍵、第一組微型振動馬達、第一陀螺儀傳感器、藍牙模塊和第一 RF射頻模塊連接，所述微感琴弓上設置有第二組按鍵，所述第二組按鍵下方連接有第二組微型振動馬達，所述微感琴弓內還設置有第二微處理器、第二陀螺儀傳感器、壓力傳感器和第二 RF射頻模塊，所述第二微處理器分別與第二組按鍵、第二組微型振動馬達、第二陀螺儀傳感器、壓力傳感器和第二 RF射頻模塊連接，所述微感琴體和微感琴弓通過第一 RF射頻模塊和第二 RF射頻模塊無線連接。
【文檔編號】G09B15/08GK205486954SQ201620114810
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月4日
【發明人】黃國君, 黃國鵬, 黃國坤
【申請人】北京千音互聯科技有限公司