CN109427319A - 一种弦乐器移动式压弦结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弦乐器移动式压弦结构,包括压弦组件、纵向平移组件和横向平移组件,压弦组件包括支架、压杆、气缸、气缸安装架和连杆,支架包括安装基座和支撑架,支撑架延伸设置于安装基座上,压杆转动设置于支撑架上且其后端端部与连杆转动连接,气缸安装架的底部转动设置于安装基座上,气缸设置于气缸安装架上且其输出端与连杆连接,压弦组件的数量与弦乐器的琴弦数量一致。本发明相较于现有技术,横向平移组件带动压弦组件横向移动,纵向平移组件和气缸带动压弦组件纵向移动完成压弦动作,从而实现不同音阶的压弦,结构合理,操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种弦乐器移动式压弦结构。
背景技术
随着科学技术的不断发展,机器人技术应用的领域正从过去的以工业应用为主逐步向大众生活转变。最新的调查显示,在机器人领域,娱乐性机器人已经占有多达30%的市场份额。综合来说,商业机器的技术门槛低于工业、医疗、公共安全机器人,高于家用、教育机器人;市场需求度低于工业机、教育器人,高于医疗、公共安全、家用机器人;市场潜力和规模低于工业机器人,高于家用、教育、医疗、公共安全机器人。
娱乐机器人一直是各国研究的热门项目。而其中音乐机器人以其较好的展示和互动效果更是获得了研究人员的青睐。乐器演奏机器人是通过电子控制装置控制机械结构,模拟人类演奏乐器的行为来演奏真实的乐器,是融合机械、计算机、自动化、电子以及音乐艺术的多学科的交叉课题。目前,弦乐器的机器人亟待开发。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种弦乐器移动式压弦结构。
为了达到上述目的,本发明的技术方案如下:
本发明提供一种弦乐器移动式压弦结构,包括:
压弦组件,包括支架、压杆、气缸、气缸安装架和连杆,支架包括安装基座和支撑架,支撑架延伸设置于安装基座上,压杆转动设置于支撑架上且其后端端部与连杆转动连接,气缸安装架的底部转动设置于安装基座上,气缸设置于气缸安装架上且其输出端与连杆连接,压弦组件的数量与弦乐器的琴弦数量一致;
纵向平移组件,其移动设置于横向平移组件上且与安装基座连接,用于带动压弦组件沿垂直于琴弦长度方向移动;
横向平移组件,其与纵向平移组件连接,用于带动压弦组件沿琴弦长度方向移动。
本发明相较于现有技术,横向平移组件带动压弦组件横向移动,纵向平移组件和气缸带动压弦组件纵向移动完成压弦动作,从而实现不同音阶的压弦,结构合理,操作方便。
在上述技术方案的基础上,还可做如下改进:
作为优选的方案,上述的纵向平移组件包括纵向平移底座、纵向平移滑块、曲柄、连杆和舵机,纵向平移底座上设有纵向直线导轨,纵向直线导轨的长度方向与琴弦的长度方向垂直,纵向平移滑块滑动设置于纵向直线导轨上,安装基座设置于纵向平移滑块上,舵机设置于纵向平移底座上,舵机的输出端与曲柄连接,曲柄与连杆连接,连杆还与纵向平移滑块连接且位于纵向直线导轨长度方向的至少一侧。
其中,舵机和曲柄的连接点为D点,曲柄和连杆的连接点为E点,连杆和纵向平移滑块的连接点为F点,D点和F点在竖直方向的高度为h,h为35mm,F在水平方向的行程s,s为60mm。
采用上述优选的方案,舵机带动曲柄旋转,曲柄带动连杆绕连杆和曲柄的连接点旋转,连杆带动纵向平移滑块在纵向直线导轨上来回移动。
作为优选的方案,上述的纵向平移底座包括纵向底板、纵向侧板和纵向顶板,纵向侧板设置于纵向底板和纵向顶板之间,纵向底板、纵向侧板和纵向顶板上还设有布线槽。
采用上述优选的方案,增加布线槽,便于电线的布置。
作为优选的方案,上述的横向平移组件包括横向平移底座、横向平移滑块、同步带、联轴器和电机,横向平移底座上设有横向直线导轨,横向直线导轨的长度方向与琴弦的长度方向一致,横向平移滑块滑动设置于横向直线导轨上,纵向平移底座设置于横向平移滑块上,同步带设置于横向平移底座上且与横向平移滑块连接,电机设置于横向平移底座上且其输出端与联轴器连接,联轴器还与同步带连接。
其中,第一轴承或第一连接螺杆的轴心为C点,第二轴承或第二连接螺杆的轴心为B点,第三轴承或第三连接螺杆的轴心为A点,AC的长度为86mm,BC的长度为30mm,AB在气缸的行程下的长度为88-98mm。
采用上述优选的方案,电机带动同步带转动,同步带带动横向平移滑块滑动,从而带动纵向平移底座移动,将旋转运动转换为直线运动,实现压弦组件的横向移动。
作为优选的方案,上述的压杆的前端端部设有向下倾斜的压弦部,压弦部上设有安装槽,安装槽内设有硅胶压块。
采用上述优选的方案,压弦部上设有硅胶压块,有效保护琴弦。
作为优选的方案,上述的压杆上沿其长度方向设有贯穿压杆的长槽。
采用上述优选的方案,压杆上设有长槽,既保证结构的稳定性,又大大节约材料成本。
作为优选的方案,根据实际情况,可以选择,上述的压杆与支撑架的连接处设有第一轴承,压杆与连杆的连接处设有第二轴承,气缸安装架的底部与安装基座的连接处设有第三轴承。还可以选择,上述的压杆与支撑架的连接处设有第一连接螺杆,压杆与连杆的连接处设有第二连接螺杆,气缸安装架的底部与安装基座的连接处设有第三连接螺杆。
采用上述优选的方案,采用轴承或连接螺杆的方式实现压杆与支撑架之间、压杆与连杆之间、以及气缸安装架的底部与安装基座之间的连接。
附图说明
图1为本发明的压弦组件的结构示意图。
图2为本发明的压杆运动示意图。
图3为本发明的另一压杆运动示意图。
图4为本发明的纵向平移组件的运动示意图。
图5为本发明的又一纵向平移组件的运动示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的,如图1所示,在本发明的其中一种实施方式中提供一种弦乐器移动式压弦结构,包括:
压弦组件,包括支架1、压杆2、气缸、气缸安装架3和连杆4,支架1包括安装基座和支撑架,支撑架延伸设置于安装基座上,压杆2转动设置于支撑架上且其后端端部与连杆4转动连接,气缸安装架3的底部转动设置于安装基座上,气缸设置于气缸安装架3上且其输出端与连杆4连接,压弦组件的数量与弦乐器的琴弦数量一致;
纵向平移组件,其移动设置于横向平移组件上且与安装基座连接,用于带动压弦组件沿垂直于琴弦长度方向移动;
横向平移组件,其与纵向平移组件连接,用于带动压弦组件沿琴弦长度方向移动。
本实施方式相较于现有技术,横向平移组件带动压弦组件横向移动,纵向平移组件和气缸带动压弦组件纵向移动完成压弦动作,从而实现不同音阶的压弦,结构合理,操作方便。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在本发明的另一种实施方式中,在前述内容的基础上,上述的纵向平移组件包括纵向平移底座、纵向平移滑块、曲柄、连杆和舵机,纵向平移底座上设有纵向直线导轨,纵向直线导轨的长度方向与琴弦的长度方向垂直,纵向平移滑块滑动设置于纵向直线导轨上,安装基座设置于纵向平移滑块上,舵机设置于纵向平移底座上,舵机的输出端与曲柄连接,曲柄与连杆连接,连杆还与纵向平移滑块连接且位于纵向直线导轨长度方向的至少一侧。
如图4至图5所示,舵机和曲柄的连接点为D点,曲柄和连杆的连接点为E点,连杆和纵向平移滑块的连接点为F点,D点和F点在竖直方向的高度为h,h为35mm,F在水平方向的行程s,s为60mm。
根据几何关系,可得到如下方程组:
解方程组可得:
采用上述优选的方案,舵机带动曲柄旋转,曲柄带动连杆绕连杆和曲柄的连接点旋转,连杆带动纵向平移滑块在纵向直线导轨上来回移动。
作为优选的方案,上述的纵向平移底座包括纵向底板、纵向侧板和纵向顶板,纵向侧板设置于纵向底板和纵向顶板之间,纵向底板、纵向侧板和纵向顶板上还设有布线槽。
采用上述优选的方案,增加布线槽,便于电线的布置。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在本发明的另一种实施方式中,在前述内容的基础上,上述的横向平移组件包括横向平移底座、横向平移滑块、同步带、联轴器和电机,横向平移底座上设有横向直线导轨,横向直线导轨的长度方向与琴弦的长度方向一致,横向平移滑块滑动设置于横向直线导轨上,纵向平移底座设置于横向平移滑块上,同步带设置于横向平移底座上且与横向平移滑块连接,电机设置于横向平移底座上且其输出端与联轴器连接,联轴器还与同步带连接。
如图2至图3所示,第一轴承或第一连接螺杆的轴心为C点,第二轴承或第二连接螺杆的轴心为B点,第三轴承或第三连接螺杆的轴心为A点,AC的长度为86mm,BC的长度为30mm,AB在气缸的行程下的长度为88-98mm。
根据余弦定理可知,
Δθ=θMAX-θMAX=96.13°-75.3°=20.83°。
采用上述优选的方案,电机带动同步带转动,同步带带动横向平移滑块滑动,从而带动纵向平移底座移动,将旋转运动转换为直线运动,实现压弦组件的横向移动。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在本发明的另一种实施方式中,在前述内容的基础上,上述的压杆的前端端部设有向下倾斜的压弦部,压弦部上设有安装槽,安装槽内设有硅胶压块。
采用上述优选的方案,压弦部上设有硅胶压块,有效保护琴弦。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在本发明的另一种实施方式中,在前述内容的基础上,上述的压杆上沿其长度方向设有贯穿压杆的长槽。
采用上述优选的方案,压杆上设有长槽,既保证结构的稳定性,又大大节约材料成本。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在本发明的另一种实施方式中,在前述内容的基础上,根据实际情况,可以选择,上述的压杆与支撑架的连接处设有第一轴承,压杆与连杆的连接处设有第二轴承,气缸安装架的底部与安装基座的连接处设有第三轴承。还可以选择,上述的压杆与支撑架的连接处设有第一连接螺杆,压杆与连杆的连接处设有第二连接螺杆,气缸安装架的底部与安装基座的连接处设有第三连接螺杆。
采用上述优选的方案,采用轴承或连接螺杆的方式实现压杆与支撑架之间、压杆与连杆之间、以及气缸安装架的底部与安装基座之间的连接。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,包括:
压弦组件,包括支架、压杆、气缸、气缸安装架和连杆,支架包括安装基座和支撑架,支撑架延伸设置于安装基座上,压杆转动设置于支撑架上且其后端端部与连杆转动连接,气缸安装架的底部转动设置于安装基座上,气缸设置于气缸安装架上且其输出端与连杆连接,压弦组件的数量与弦乐器的琴弦数量一致;
纵向平移组件,其移动设置于横向平移组件上且与安装基座连接,用于带动压弦组件沿垂直于琴弦长度方向移动;
横向平移组件,其与纵向平移组件连接,用于带动压弦组件沿琴弦长度方向移动。
2.根据权利要求1所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,纵向平移组件包括纵向平移底座、纵向平移滑块、曲柄、连杆和舵机,纵向平移底座上设有纵向直线导轨,纵向直线导轨的长度方向与琴弦的长度方向垂直,纵向平移滑块滑动设置于纵向直线导轨上,安装基座设置于纵向平移滑块上,舵机设置于纵向平移底座上,舵机的输出端与曲柄连接,曲柄与连杆连接,连杆还与纵向平移滑块连接且位于纵向直线导轨长度方向的至少一侧。
3.根据权利要求2所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,舵机和曲柄的连接点为D点,曲柄和连杆的连接点为E点,连杆和纵向平移滑块的连接点为F点,D点和F点在竖直方向的高度为h,h为35mm,F在水平方向的行程s,s为60mm。
4.根据权利要求2所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,纵向平移底座包括纵向底板、纵向侧板和纵向顶板,纵向侧板设置于纵向底板和纵向顶板之间,纵向底板、纵向侧板和纵向顶板上还设有布线槽。
5.根据权利要求1所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,横向平移组件包括横向平移底座、横向平移滑块、同步带、联轴器和电机,横向平移底座上设有横向直线导轨,横向直线导轨的长度方向与琴弦的长度方向一致,横向平移滑块滑动设置于横向直线导轨上,纵向平移底座设置于横向平移滑块上,同步带设置于横向平移底座上且与横向平移滑块连接,电机设置于横向平移底座上且其输出端与联轴器连接,联轴器还与同步带连接。
6.根据权利要求1所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,压杆的前端端部设有向下倾斜的压弦部,压弦部上设有安装槽,安装槽内设有硅胶压块。
7.根据权利要求1所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,压杆上沿其长度方向设有贯穿压杆的长槽。
8.根据权利要求1所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,压杆与支撑架的连接处设有第一轴承,压杆与连杆的连接处设有第二轴承,气缸安装架的底部与安装基座的连接处设有第三轴承。
9.根据权利要求1所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,压杆与支撑架的连接处设有第一连接螺杆,压杆与连杆的连接处设有第二连接螺杆,气缸安装架的底部与安装基座的连接处设有第三连接螺杆。
10.根据权利要求8或9所述的弦乐器移动式压弦结构,其特征在于,第一轴承或第一连接螺杆的轴心为C点,第二轴承或第二连接螺杆的轴心为B点,第三轴承或第三连接螺杆的轴心为A点,AC的长度为86mm,BC的长度为30mm,AB在气缸的行程下的长度为88-98mm。
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