CN106782465B - 一种吉他电动演奏装置及其电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及乐器领域，具体的说是一种吉他电动演奏装置及其电路，包括包括琴头、指板、共鸣箱、音孔、M个品格、N根琴弦、N×M个用于按压琴弦的按压装置、N个用于拨动琴弦的拨弦装置和用于安装所述的拨弦装置的安装架。本发明提供了一种吉他电动演奏装置及其电路，使用者通过蓝牙向设备发送曲谱后，装置即可自动演奏乐曲，百分百还原吉他手演奏的音乐，具有操作方便、演奏效果好的优点。

Description

一种吉他电动演奏装置及其电路
技术领域
本发明涉及乐器领域，具体的说是一种吉他电动演奏装置及其电路。
背景技术
吉他作为一种音域广、音色优秀的弹奏乐器，一直以来备受人们的喜爱。由于使用电子播放设备播放乐曲与真实的吉他演奏，在音色等方面具有很大的差距。对于大多数人来说，享受高品质的吉他演奏智能通过听现场演奏来实现。这使得人们享受高品质的吉他演奏具有非常大的困难。
中国专利申请号：201310325791.0，申请日期2013年07月30日，发明创造名称为：吉他和弦指法器及安装此吉他和弦指法器的吉他，该申请案一种吉他和弦指法器，包括：壳体，其上设置有和弦按键；固定在所述壳体内的框架；固定在所述框架上的多个电磁装置，每个所述电磁装置分别对应吉他的每根琴弦的不同品位；受所述电磁装置驱动的琴弦触点压力器；电控单元；所述和弦按键与所述电控单元电气连接，所述电控单元按照所述和弦按键所对应的和弦指法谱控制相应品位的电磁装置运动，从而驱动所述琴弦触点压力器下压琴弦。该申请案不足之处在于：该装置中提供了一种指法器，但指法器依旧由人来控制无法根据乐谱自动按压琴弦；该装置没有拨动琴弦的装置，缺乏自动演奏乐曲的硬件条件；该装置中，指法器安装在指板的上方，使得吉他无法在拥有自动弹奏功能的同时依旧允许弹奏者以普通方式弹奏；该装置既无法导入曲谱也无法实现乐谱的自动弹奏，功能较少。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种吉他电动演奏装置及其电路，使用者通过蓝牙向设备发送曲谱后装置即可自动演奏乐曲发出原生吉他音乐，不仅使得用户可以享受百分百还原的演奏效果，对于吉他的学习者有良好的借鉴意义，对于谱曲作者具有很好的辅助效果，而且，在关闭自动弹奏功能后还允许弹奏者以普通方式手动演奏；具有操作方便、功能全面、演奏效果好的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种吉他电动演奏装置，包括琴头、指板、共鸣箱、音孔、品格、琴弦；所述的琴弦有N根；所述的品格有M个；还包括用于按压琴弦的按压装置、用于拨动琴弦的拨弦装置和用于安装所述的拨弦装置的安装架；所述的按压装置有N×M个；所述的拨弦装置有N个；所述的N×M个按压装置均安装在指板上；所述的N个拨弦装置均安装在共鸣箱上方；N个拨弦装置分别设置在N根琴弦的正上方。
所述的M个品格，每个品格下部均设置有N个圆形通孔；所述的N个圆形通孔分别设置在N个琴弦的正下方。
所述的按压装置，包括琴弦钩、滑动杆、外壳、弹簧和电磁铁；所述的滑动杆由铁磁性材质构成；所述的琴弦钩包括扇环柱部分和圆柱部分；所述的扇环柱部分呈柱形结构；扇环柱部分的横截面呈角度大于180°的扇环形；所述的圆柱部分呈圆柱状结构；扇环柱部分的下端与圆柱部分的上端相固定连接；所述的滑动杆呈圆柱状；滑动杆的中部还设置有一个阻拦环；所述的阻拦环呈柱状结构，阻拦环的横截面呈内径与所述的滑动杆半径相同的圆环状结构；阻拦环固定地设置在滑动杆的中部，阻拦环的中轴线与滑动杆的中轴线相重合；琴弦钩的下端与滑动杆的上端相固定连接；所述的外壳呈圆柱体壳状结构；外壳上部设置有一个半径等于滑动杆半径的圆形开口；滑动杆与外壳相滑动连接，滑动杆穿过所述的圆形开口，阻拦环设置在圆形开口的下方；所述的弹簧竖直地安装在外壳内；弹簧的上端与阻拦环的下表面相接触，弹簧的下端与外壳的内部下表面相接触；所述的电磁铁固定地安装在外壳的底部；电磁铁设置在滑动杆的正下方。
所述的N×M个按压装置分别固定的设置在所述的N×M个圆形通孔正下方；按压装置的琴弦钩的扇环柱部分的中轴线与按压装置正对的琴弦的中轴线相重合。
所述的拨弦装置包括拨片和步进电机；所述的拨片由弹性材质构成；拨片呈薄片状结构；拨片侧面固定地安装在所述的步进电机的转轴上；拨片的正面与琴弦相平行；步进电机设置在琴弦的正上方；拨弦装置的步进电机的转轴的中轴线与拨弦装置正对的琴弦的中轴线相平行。
所述的安装架固定地设置在共鸣箱上方；N个拨弦装置均固定地安装在所述的安装架上。
优选地，所述的拨片呈三角形；拨片顶角倒有圆角；拨片底部固定地安装在步进电机的转轴上。
一种吉他电动演奏装置的电路，包括单片机核心电路、蓝牙模块、74L138译码器和步进电机驱动电路；所述的步进电机驱动电路有N个；所述的蓝牙模块通过导线与所述的单片机核心电路相连接；所述的N×M个电磁铁，处于同一根琴弦下的M个电磁铁一端分别通过导线与单片机的同一个IO口相连接另一端分别通过导线与74L138译码器的M个输出端口相连接；所述的N×M个电磁铁，处于同一个品格下方的电磁铁与74L138译码器的同一个输出端口相连接；所述的N个步进电机驱动，输入端分别通过导线与单片机的IO口相连接，输出端分别通过导线与N个步进电机相连接。
优选地，所述的单片机核心电路包括AT89S51单片机、晶振Y1、电容C1、电容C2；所述的晶振Y1，一端与所述的AT89S51单片机的18脚相连接，另一端与AT89S51单片机的19脚相连接；所述的电容C1、电容C2均为33pF电容；电容C1一端与AT89S51单片机的18脚相连接，另一端接地；电容C2一端与AT89S51的19脚相连接，另一端接地；AT89S51单片机的40脚接电源正极，20脚接地。
优选地，所述的蓝牙模块为蓝牙转串口模块；所述的蓝牙转串口模块的VCC脚接电源正极，GND脚接地；蓝牙转串口模块的RXD脚与AT89S51单片机的11脚相连接，TXD脚与AT89S51单片机的10脚将连接。
优选地，所述的步进电机为4相步进电机。
优选地，所述的步进电机驱动电路包括ULN2003步进电机驱动芯片和去耦电容；所述的去耦电容为0.1uF电容；所述的去耦电容，一端与ULN2003步进电机驱动芯片的COM脚相连接，另一端与ULN2003步进电机驱动芯片的GND脚相连接；所述的ULN2003步进电机驱动芯片，COM脚与电源正极相连接，GND脚接地；ULN2003步进电机驱动芯片的IN1、IN2、IN3脚分别通过导线与AT89S51单片机的IO口相连接；ULN2003步进电机驱动芯片的OU1、OUT2、OU3、OU4脚分别通过导线与步进电机的A、B、C、D四个控制脚相连接；步进电机的VCC脚接电源正极。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的一种吉他电动演奏装置及其电路，提供了一种吉他电动演奏装置，使用者通过蓝牙向设备发送曲谱后，装置即可自动演奏乐曲，发出原生吉他音乐，操作简便。
(2)本发明的一种吉他电动演奏装置，使用按压装置按压琴弦，使用拨弦装置拨动琴弦来发出声音，音乐产生过程与吉他手演奏吉他的产生过程完全相同，因此不仅可以自动化演奏乐曲，而且对演奏效果的还原度可达到百分百。
(3)本发明的一种吉他电动演奏装置，不仅使得用户可以享受百分百还原的演奏效果，对于吉他的学习者有良好的借鉴意义，对于谱曲作者具有很好的辅助效果，适用范围广泛，应用前景好，具有很高的艺术价值和经济价值。
(4)本发明的一种吉他电动演奏装置，不仅可以自动化演奏，在关闭自动弹奏功能后还允许弹奏者以普通方式手动演奏，功能全面。
(5)本发明的一种吉他电动演奏装置，使用电磁铁完成按压琴弦操作，成本低廉。
(6)本发明的一种吉他电动演奏装置，所述的N×M个按压装置分别设置在指板下方，使得单个按压装置损坏后更换一个即可；按压装置上的琴弦钩顶部呈扇环形，方便单个按压装置的拆卸和安装；易于维护，节约资源。
(7)本发明的一种吉他电动演奏装置，所述的拨片呈薄片状，由弹性材质构成，拨片呈三角形，拨片顶角倒有圆角；使得拨片对琴弦的磨损以及琴弦对拨片的磨损都大大降低，提高了装置整体的使用寿命。
(8)本发明的一种吉他电动演奏装置的电路，对电磁铁采用矩阵式控制方式，大大节约了单片机的IO口资源，也使得适合该电路的单片机种类增加，不仅节约了电路制作成本，而且使得整个电路结构更为清晰，易于产品的安装、升级和维护。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1、图2是本发明的立体结构示意图；
图3是本发明的按压装置立体结构示意图；
图4是本发明的按压装置剖视图；
图5是本发明的品格位置示意图；
图6是本发明的电路图；
图7是本发明的单片机核心电路电路图；
图8是本发明的蓝牙模块电路连接图；
图9是本发明的步进电机电路连接图；
图中：按压装置(1)、拨弦装置(2)、安装架(3)、品格(4)、琴弦钩(11)、滑动杆(12)、外壳(13)、弹簧(14)、电磁铁(15)、拨片(21)、步进电机(22)、圆形通孔(41)。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1、图2，本实施例的一种吉他电动演奏装置，包括琴头、指板、共鸣箱、音孔、品格4、琴弦；所述的琴弦有N根；所述的品格4有M个；还包括用于按压琴弦的按压装置1、用于拨动琴弦的拨弦装置2和用于安装所述的拨弦装置2的安装架3；所述的按压装置1有N×M个；所述的拨弦装置2有N个；所述的N×M个按压装置1均安装在指板上；所述的N个拨弦装置2均安装在共鸣箱上方；N个拨弦装置2分别设置在N根琴弦的正上方。
如图5，所述的M个品格4，每个品格4下部均设置有N个圆形通孔41；所述的N个圆形通孔41分别设置在N个琴弦的正下方。
如图3、图4，所述的按压装置1，包括琴弦钩11、滑动杆12、外壳13、弹簧14和电磁铁15；所述的滑动杆12由铁磁性材质构成；所述的琴弦钩11包括扇环柱部分和圆柱部分；所述的扇环柱部分呈柱形结构；扇环柱部分的横截面呈角度大于180°的扇环形；所述的圆柱部分呈圆柱状结构；扇环柱部分的下端与圆柱部分的上端相固定连接；所述的滑动杆12呈圆柱状；滑动杆12的中部还设置有一个阻拦环；所述的阻拦环呈柱状结构，阻拦环的横截面呈内径与所述的滑动杆12半径相同的圆环状结构；阻拦环固定地设置在滑动杆12的中部，阻拦环的中轴线与滑动杆12的中轴线相重合；琴弦钩11的下端与滑动杆12的上端相固定连接；所述的外壳13呈圆柱体壳状结构；外壳13上部设置有一个半径等于滑动杆12半径的圆形开口；滑动杆12与外壳13相滑动连接，滑动杆12穿过所述的圆形开口，阻拦环设置在圆形开口的下方；所述的弹簧14竖直地安装在外壳13内；弹簧14的上端与阻拦环的下表面相接触，弹簧14的下端与外壳13的内部下表面相接触；所述的电磁铁15固定地安装在外壳13的底部；电磁铁15设置在滑动杆12的正下方。
如图1、图2，所述的N×M个按压装置1分别固定的设置在所述的N×M个圆形通孔41正下方；按压装置1的琴弦钩11的扇环柱部分的中轴线与按压装置1正对的琴弦的中轴线相重合。
如图1、图2，所述的拨弦装置2包括拨片21和步进电机22；所述的拨片21由弹性材质构成；拨片21呈薄片状结构；拨片21侧面固定地安装在所述的步进电机22的转轴上；拨片21的正面与琴弦相平行；步进电机22设置在琴弦的正上方；拨弦装置2的步进电机22的转轴的中轴线与拨弦装置2正对的琴弦的中轴线相平行。
如图1、图2，所述的安装架3固定地设置在共鸣箱上方；N个拨弦装置2均固定地安装在所述的安装架3上。
如图1、图2，所述的拨片21呈三角形；拨片21顶角倒有圆角；拨片21底部固定地安装在步进电机22的转轴上。
如图6，一种吉他电动演奏装置的电路，包括单片机核心电路、蓝牙模块、74L138译码器和步进电机22驱动电路；所述的步进电机22驱动电路有N个；所述的蓝牙模块通过导线与所述的单片机核心电路相连接；所述的N×M个电磁铁15，处于同一根琴弦下的M个电磁铁15一端分别通过导线与单片机的同一个IO口相连接另一端分别通过导线与74L138译码器的M个输出端口相连接；所述的N×M个电磁铁15，处于同一个品格4下方的电磁铁15与74L138译码器的同一个输出端口相连接；所述的N个步进电机22驱动，输入端分别通过导线与单片机的IO口相连接，输出端分别通过导线与N个步进电机22相连接。
如图6、图7，所述的单片机核心电路包括AT89S51单片机、晶振Y1、电容C1、电容C2；所述的晶振Y1，一端与所述的AT89S51单片机的18脚相连接，另一端与AT89S51单片机的19脚相连接；所述的电容C1、电容C2均为33pF电容；电容C1一端与AT89S51单片机的18脚相连接，另一端接地；电容C2一端与AT89S51的19脚相连接，另一端接地；AT89S51单片机的40脚接电源正极，20脚接地。
如图8，所述的蓝牙模块为蓝牙转串口模块；所述的蓝牙转串口模块的VCC脚接电源正极，GND脚接地；蓝牙转串口模块的RXD脚与AT89S51单片机的11脚相连接，TXD脚与AT89S51单片机的10脚将连接。
如图9，所述的步进电机22为4相步进电机22。
如图9，所述的步进电机22驱动电路包括ULN2003步进电机22驱动芯片和去耦电容；所述的去耦电容为0.1uF电容；所述的去耦电容，一端与ULN2003步进电机22驱动芯片的COM脚相连接，另一端与ULN2003步进电机22驱动芯片的GND脚相连接；所述的ULN2003步进电机22驱动芯片，COM脚与电源正极相连接，GND脚接地；ULN2003步进电机22驱动芯片的IN1、IN2、IN3脚分别通过导线与AT89S51单片机的IO口相连接；ULN2003步进电机22驱动芯片的OU1、OUT2、OU3、OU4脚分别通过导线与步进电机22的A、B、C、D四个控制脚相连接；步进电机22的VCC脚接电源正极。
本发明在使用时，通过蓝牙向装置发送曲谱，单片机核心电路通过蓝牙模块接收到曲谱后经过运算，控制相应的按压装置1中的电磁铁15吸合，滑动杆12向下运动，琴弦钩11将对应的琴弦向下压到与相近的品柱相紧密贴合，同时单片机核心电路通过步进电机驱动电路控制驱动电机22转动，在驱动单机22的带动下拨片21拨动琴弦发出声音，直到乐曲演奏完成。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种吉他电动演奏装置，包括琴头、指板、共鸣箱、音孔、品格(4)、琴弦；所述的琴弦有N根；所述的品格(4)有M个；其特征在于：还包括用于按压琴弦的按压装置(1)、用于拨动琴弦的拨弦装置(2)和用于安装所述的拨弦装置(2)的安装架(3)；所述的按压装置(1)有N×M个；所述的拨弦装置(2)有N个；所述的N×M个按压装置(1)均安装在指板上；所述的N个拨弦装置(2)均安装在共鸣箱上方；N个拨弦装置(2)分别设置在N根琴弦的正上方；
所述的M个品格(4)，每个品格(4)下部均设置有N个圆形通孔(41)；所述的N个圆形通孔(41)分别设置在N个琴弦的正下方；
所述的按压装置(1)，包括琴弦钩(11)、滑动杆(12)、外壳(13)、弹簧(14)和电磁铁(15)；所述的滑动杆(12)由铁磁性材质构成；所述的琴弦钩(11)包括扇环柱部分和圆柱部分；所述的扇环柱部分呈柱形结构；扇环柱部分的横截面呈角度大于180°的扇环形；所述的圆柱部分呈圆柱状结构；扇环柱部分的下端与圆柱部分的上端相固定连接；所述的滑动杆(12)呈圆柱状；滑动杆(12)的中部还设置有一个阻拦环；所述的阻拦环呈柱状结构，阻拦环的横截面呈内径与所述的滑动杆(12)半径相同的圆环状结构；阻拦环固定地设置在滑动杆(12)的中部，阻拦环的中轴线与滑动杆(12)的中轴线相重合；琴弦钩(11)的下端与滑动杆(12)的上端相固定连接；所述的外壳(13)呈圆柱体壳状结构；外壳(13)上部设置有一个半径等于滑动杆(12)半径的圆形开口；滑动杆(12)与外壳(13)相滑动连接，滑动杆(12)穿过所述的圆形开口，阻拦环设置在圆形开口的下方；所述的弹簧(14)竖直地安装在外壳(13)内；弹簧(14)的上端与阻拦环的下表面相接触，弹簧(14)的下端与外壳(13)的内部下表面相接触；所述的电磁铁(15)固定地安装在外壳(13)的底部；电磁铁(15)设置在滑动杆(12)的正下方；
所述的N×M个按压装置(1)分别固定的设置在所述的N×M个圆形通孔(41)正下方；按压装置(1)的琴弦钩(11)的扇环柱部分的中轴线与按压装置(1)正对的琴弦的中轴线相重合；
所述的拨弦装置(2)包括拨片(21)和步进电机(22)；所述的拨片(21)由弹性材质构成；拨片(21)呈薄片状结构；拨片(21)侧面固定地安装在所述的步进电机(22)的转轴上；拨片(21)的正面与琴弦相平行；步进电机(22)设置在琴弦的正上方；拨弦装置(2)的步进电机(22)的转轴的中轴线与拨弦装置(2)正对的琴弦的中轴线相平行；
所述的安装架(3)固定地设置在共鸣箱上方；N个拨弦装置(2)均固定地安装在所述的安装架(3)上；
所述的拨片(21)呈三角形；拨片(21)顶角倒有圆角；拨片(21)底部固定地安装在步进电机(22)的转轴上。
2.根据权利要求1所述的一种吉他电动演奏装置的电路，其特征在于：包括单片机核心电路、蓝牙模块、74L138译码器和步进电机(22)驱动电路；所述的步进电机(22)驱动电路有N个；所述的蓝牙模块通过导线与所述的单片机核心电路相连接；所述的N×M个电磁铁(15)，处于同一根琴弦下的M个电磁铁(15)一端分别通过导线与单片机的同一个IO口相连接另一端分别通过导线与74L138译码器的M个输出端口相连接；所述的N×M个电磁铁(15)，处于同一个品格(4)下方的电磁铁(15)与74L138译码器的同一个输出端口相连接；所述的N个步进电机(22)驱动，输入端分别通过导线与单片机的IO口相连接，输出端分别通过导线与N个步进电机(22)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种吉他电动演奏装置的电路，其特征在于：所述的单片机核心电路包括AT89S51单片机、晶振Y1、电容C1、电容C2；所述的晶振Y1，一端与所述的AT89S51单片机的18脚相连接，另一端与AT89S51单片机的19脚相连接；所述的电容C1、电容C2均为33pF电容；电容C1一端与AT89S51单片机的18脚相连接，另一端接地；电容C2一端与AT89S51的19脚相连接，另一端接地；AT89S51单片机的40脚接电源正极，20脚接地。
4.根据权利要求3所述的一种吉他电动演奏装置的电路，其特征在于：所述的蓝牙模块为蓝牙转串口模块；所述的蓝牙转串口模块的VCC脚接电源正极，GND脚接地；蓝牙转串口模块的RXD脚与AT89S51单片机的11脚相连接，TXD脚与AT89S51单片机的10脚将连接。
5.根据权利要求3所述的一种吉他电动演奏装置的电路，其特征在于：所述的步进电机(22)为4相步进电机(22)。
6.根据权利要求5所述的一种吉他电动演奏装置的电路，其特征在于：所述的步进电机(22)驱动电路包括ULN2003步进电机(22)驱动芯片和去耦电容；所述的去耦电容为0.1uF电容；所述的去耦电容，一端与ULN2003步进电机(22)驱动芯片的COM脚相连接，另一端与ULN2003步进电机(22)驱动芯片的GND脚相连接；所述的ULN2003步进电机(22)驱动芯片，COM脚与电源正极相连接，GND脚接地；ULN2003步进电机(22)驱动芯片的IN1、IN2、IN3脚分别通过导线与AT89S51单片机的IO口相连接；ULN2003步进电机(22)驱动芯片的OU1、OUT2、OU3、OU4脚分别通过导线与步进电机(22)的A、B、C、D四个控制脚相连接；步进电机(22)的VCC脚接电源正极。
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