CN110021284A - 一种具有点位检测功能的电子打击乐器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有点位检测功能的电子鼓，包括底壳，所述底壳上设有鼓盘胶圈，所述鼓盘胶圈上固定设有一网面，所述底壳上设有一网面感应器基座，所述网面感应器基座上设有鼓面震动传感器，所述鼓面震动传感器周侧设有支撑海绵，所述支撑海绵上设有PC片，所述PC片上设有鼓面触发海绵，所述鼓面触发海绵与网面相贴合，所述底壳内还设有一鼓盘震动传感器。本发明改变了传统肉眼判断打击位置的方式，采用双传感器判断的方式，判断打击位置更佳准确，提升了学习效率。
Description
技术领域
本发明涉及打击乐器领域，具体地说，涉及一种具有点位检测功能的电子打击乐器。
背景技术
随着技术的发展，大规模集成电路的应用越来越广泛，传统乐器中，电吉他、电子琴、电子鼓等都从原本单纯依靠机械振动发生逐渐演化成电子发声。
现有的电子打击乐器大多都采用传感器采集鼓面振动的频率，然后将传感器所采集到的信号进行分析处理，通过扬声器进行发生，传感器的功能只限于对振动频率的采集，并没有对敲击的具体位置进行采集，而在电子打击乐器的教学应用中，需要依据学员的敲击位置来判断学员是否敲击正确，传统目测的方式准确度不高，且由于敲击速度快，容易混淆视线，判断困难。
发明内容
有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种具有点位检测功能的电子打击乐器，通过双传感器的方式，能够有效地判断出击打时位于鼓面的位置。
为了解决上述技术问题，本申请公开了一种具有点位检测功能的电子打击乐器，包括底壳，所述底壳上设有鼓盘胶圈，所述鼓盘胶圈上固定设有一膜体，所述底壳上设有一鼓面感应器基座，所述鼓面感应器基座上设有鼓面震动传感器，所述鼓面震动传感器周侧设有支撑海绵，所述支撑海绵上设有PC片，所述PC片上设有鼓面触发海绵，所述鼓面触发海绵与膜体相贴合，所述底壳内还设有一鼓盘震动传感器。
优选的，所述底壳上设有多个用于支撑鼓面感应器基座的减震塞。这样，减震塞本身的材质较轻，可以起到缓冲作用，并将震动传递给鼓面感应器。
优选的，所述底壳上还设有一PCB板和一安装部，所述安装部上设有数据接头，所述鼓面震动传感器、鼓盘震动传感器均与PCB板电连接，所述PCB板与数据接头电连接。这样，PCB板会对鼓面震动传感器和鼓盘震动传感器测得的数据进行初步的处理，然后通过数据接头进行导出，对结果进行分析。
优选的，所述安装部上还设有齿形锁紧环和后罩壳，所述后罩壳上设有一通孔，所述齿形锁紧环一端内嵌于安装部，另一端穿过后罩壳上的通孔。这样，鼓架上的立柱穿过后罩壳和齿形锁紧环，通过旋紧齿形锁紧环，进而固定整个电子打击乐器。
优选的，所述后罩壳外还设有一蝶形螺母，所述齿形锁紧环另一端穿过通孔与蝶形螺母连接。这样，蝶形螺母的设置方便调节齿形锁紧环。
本申请还公开了一种具有点位检测功能的电子打击乐器的控制方法，包括以下步骤：
S1：敲击鼓面，鼓面震动传感器产生电压A，鼓盘震动传感器产生电压B；
S2：设定敲击时间t1，判断电压A是否大于敲击触发阀值，如果电压A大于敲击触发阀值，则确定敲击有效，识别在设定敲击时间t1内电压A的最大值Ua以及电压B的最大值Ub，如果电压A小于敲击触发值，则确定敲击无效，重新判断电压A是否大于敲击触发值；
S3：根据公式计算X的数值，X的数值越大则鼓棒敲击的位置越集中，否则就越边缘。
优选的，S2中还设定了敲击时间间隔t2，非首次敲击时，当电压A大于敲击触发阀值后，还需判断与前一次敲击的时间间隔是否大于t2，如果大于时间间隔t2，则判定敲击有效，如果小于时间间隔t2，则判定敲击无效，重新判断电压A是否大于敲击触发阀值。这样，可以区分出其敲击的次数，便于节奏的掌握。
优选的，S2中还设定了串音判断时间t3与串音动态阀值，如果A最大电压大于串音动态阀值，则判断敲击有效，如果A最大电压小于串音动态阀值，则判断敲击无效。
与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
1)改变了传统肉眼判断打击位置的方式，采用双传感器判断的方式，判断打击位置更佳准确，提升了学习效率；
2)有效避免了由碰撞或其它鼓面发生震动而产生的串音现象。
当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请电子打击乐器的总体结构爆炸图；
图2是本申请电子打击乐器的底壳放大图；
图3是本申请电子打击乐器的总体结构示意图；
图4是本申请电子打击乐器的侧面剖视图；
图5是本申请实施例敲击鼓面中心的俯视图；
图6是本申请图5中电子打击乐器的侧面剖视图；
图7是本申请实施例敲击鼓面中间位置的示意图；
图8是本申请图7中电子打击乐器的侧面剖视图；
图9是本申请实施例敲击鼓面边缘位置的示意图；
图10是本申请图9中电子打击乐器的侧面剖视图。
图中标记说明：1、鼓面上壳，2、密封圈，3、膜体，4、鼓面下壳，5、鼓面支撑件，6、缓冲垫，7、鼓盘胶圈，8、鼓面触发海绵，9、PC片，10、鼓面震动传感器，11、支撑海绵，12、鼓面感应器基座，13、减震塞，14、鼓盘震动传感器，15、底壳，16、安装部，17、数据接头，18、齿形锁紧环，19、后罩壳，20、蝶形螺母，21、小齿轮，22、转轴，23、齿轮端盖，24、翻边轴承。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
实施例一
如图1-图4所示：本申请实施例为一种具有点位检测功能的电子打击乐器，包括底壳15，底壳15上设有鼓盘胶圈7，鼓盘胶圈7上固定设有一膜体3，底壳15上设有一鼓面感应器基座12，鼓面感应器基座12上设有鼓面震动传感器10，鼓面震动传感器10周侧设有支撑海绵11，支撑海绵11上设有PC片9，PC片9上设有鼓面触发海绵8，鼓面触发海绵8与膜体3相贴合，底壳15内还设有一鼓盘震动传感器14。本实施例采用双传感器判断的方式，判断打击位置更佳准确，提升了学习效率。
其中，底壳15上设有多个用于支撑鼓面感应器基座12的减震塞13。多个减震塞13本身的材质较轻，可以起到缓冲作用，并将震动传递给鼓面震动传感器10。
作为一种优选方案，在本实施例中，底壳15上还设有一PCB板和一安装部16，安装部16上设有数据接头17，鼓面震动传感器10、鼓盘震动传感器14均与PCB板电连接，PCB板与数据接头17电连接。PCB板会对鼓面震动传感器10和鼓盘震动传感器14测得的数据进行初步的处理，然后通过数据接头17进行导出，对结果进行分析。
为了方便整个电子打击乐器的鼓面拆装方便些，在本实施例中，鼓盘胶圈7上可拆卸的设有一鼓面支撑件5，膜体3固定于鼓面支撑件5上。
其中，将膜体3固定于鼓面支撑件5上的具体结构为：首先在鼓面支撑件5上设置一鼓面下壳4和一鼓面上壳1，鼓面上壳1固定于鼓面下壳4上，鼓面下壳4固定于鼓面支撑件5上，鼓面下壳4上设有一环形凹槽。然后在安装膜体3时，将膜体3置于鼓面下壳4上，再在环形凹槽上的膜体3上放置密封圈2。最后鼓面上壳1将密封圈2和膜体3压进环形凹槽内，使鼓面上壳1与鼓面下壳紧密连接。
为了方便操作，可以将鼓面下壳4的内圈和鼓面支撑件5的外圈均设置成螺纹状，鼓面下壳4通过螺纹旋转将整个鼓面结构安装于鼓面支撑件5上，进而达到将膜体3固定于鼓面支撑件5上的效果。
在实际生产过程中，单单靠鼓面下壳4旋转卡接在鼓面支撑件5上是不够的，有可能还是会使整个鼓面结构过松。为了能够便于调节膜体3的松紧度，在鼓面下壳4的外侧壁周边还设有多个下壳齿。安装部16上除了设有数据接头17外，还设有一翻边轴承24，翻边轴承24套接在一小齿轮21上，小齿轮21上的齿与下壳齿啮合。翻边轴承24内还套接一转轴22，通过转轴22可以带动小齿轮21转动，进而进一步的将整个鼓面结构紧密固定在鼓面支撑件5上。在安装部16上需要一个齿轮端盖23将整个安装部16进行密封，转轴22可以穿过齿轮端盖23，方便调节。
在本实施例中，安装部16上还设有齿形锁紧环18和后罩壳19，后罩壳19上设有一通孔，齿形锁紧环18一端内嵌于安装部16，另一端穿过后罩壳19上的通孔。其中，齿轮锁紧环18为内部螺纹结构，中间设有第一通孔；后罩壳19的上下两侧设有与第一通孔对应的第二通孔，鼓架上的立柱穿过后罩壳19的第二通孔和齿形锁紧环18内的第一通孔，通过旋紧齿形锁紧环18，进而固定整个电子打击乐器。
为了方便操作，便于调节齿形锁紧环18，后罩壳19外还设有一蝶形螺母20，齿形锁紧环18另一端穿过通孔与蝶形螺母20连接。这样，穿好后拧紧蝶形螺母20即可将电子打击乐器固定在鼓架上。
实施例二
一种具有点位检测功能的电子打击乐器的控制方法，包括以下步骤：
S1：敲击膜体3，鼓面震动传感器10产生电压A，鼓盘震动传感器14产生电压B；
S2：设定敲击时间t1，判断电压A是否大于敲击触发阀值，如果电压A大于敲击触发阀值，则确定敲击有效，识别在设定敲击时间t1内电压A的最大值Ua以及电压B的最大值Ub，如果电压A小于敲击触发值，则确定敲击无效，重新判断电压A是否大于敲击触发值；
S3：根据公式计算X的数值，X的数值越大则鼓棒敲击的位置越集中，否则就越边缘。
其中公式由下列方式推导而来：
首先，当敲击鼓面时，震动所产生的能量分别传输至鼓面震动传感器与鼓盘震动传感器，由于震动传递的距离不一样，设La为敲击点距离A的距离、Lb为敲击点距离B的距离，根据能量守恒定律，Ua×La＝Ub×Lb；
其次，设鼓面直径为D，震动通过一块金属板传递至鼓盘震动传感器，金属板的一端与鼓面的边缘连接，另一端与鼓盘震动传感器连接，设Dm为震动从敲击点通过金属板传递至鼓盘震动传感器的距离与材料系数的乘积，Dm只与材料的种类有关，则
接着，将公式代入公式Ua×La＝Ub×Lb得到公式即将公式Ua×La＝Ub×Lb代入得即由于D+Dm为一个恒定的值，因此的大小只与Lb有关，而Lb的大小恰恰能反映出敲击点与鼓中心的距离，Lb越大则鼓棒敲击的位置越集中，否则就越边缘，因此设一个变量X代替就能得出
如图5-图10所示，本申请实施例中将鼓面划分成三部分，当敲击中心部分时，测得Ua＝2.72、Ub＝0.48，计算得出X的值为0.85；当敲击中间部分时，测得Ua＝2.68、Ub＝0.92，计算得出X的值为0.74；当敲击边缘部分时，测得Ua＝1.68、Ub＝0.68，计算得出X的值为0.71。在教学使用时，可以通过对X值的大小来判断敲击的位置是否准确。
为了避免每一次敲击的间隔内因外接因素而导致杂音的产生，S2中还设定了敲击时间间隔t2，非首次敲击时，当电压A大于敲击触发阀值后，还需判断与前一次敲击的时间间隔是否大于t2，如果大于时间间隔t2，则判定敲击有效，如果小于时间间隔t2，则判定敲击无效，重新判断电压A是否大于敲击触发阀值。
由于电子打击乐器在敲击时会遇到多个鼓同时敲击的情况，而多个鼓在敲击的同时会通过鼓架将震动传导至其它鼓上造成串音的现象，因此，S2中还设定了串音判断时间t3与串音动态阀值，如果A最大电压大于串音动态阀值，则判断敲击有效，如果A最大电压小于串音动态阀值，则判断敲击无效，敲击无效的情况就是其它电子打击乐器上的震动通过鼓架传导至震动传感器，这样就可以有效避免出现串音现象。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种具有点位检测功能的电子打击乐器，包括底壳(15)，所述底壳(15)上套设有鼓盘胶圈(7)，所述鼓盘胶圈(7)上固定设有一膜体(3)，其特征在于：所述底壳(15)上设有一鼓面感应器基座(12)，所述鼓面感应器基座(12)上设有鼓面震动传感器(10)，所述鼓面震动传感器(10)周侧设有支撑海绵(11)，所述支撑海绵(11)上设有PC片(9)，所述PC片(9)上设有鼓面触发海绵(8)，所述鼓面触发海绵(8)与膜体(3)相贴合，所述底壳(15)内还设有一鼓盘震动传感器(14)。
2.根据权利要求1所述的具有点位检测功能的电子打击乐器，其特征在于：所述底壳(15)上设有多个用于支撑鼓面感应器基座(12)的减震塞(13)。
3.根据权利要求1或2所述的具有点位检测功能的电子打击乐器，其特征在于：所述底壳(15)上还设有一PCB板和一安装部(16)，所述安装部(16)上设有数据接头(17)，所述鼓面震动传感器(10)、鼓盘震动传感器(14)均与PCB板电连接，所述PCB板与数据接头(17)电连接。
4.根据权利要求3所述的具有点位检测功能的电子打击乐器，其特征在于：所述安装部(16)上还设有齿形锁紧环(18)和后罩壳(19)，所述后罩壳(19)上设有一通孔，所述齿形锁紧环(18)一端内嵌于安装部(16)，另一端穿过后罩壳上的通孔。
5.根据权利要求4所述的具有点位检测功能的电子打击乐器，其特征在于：所述后罩壳(19)外还设有一蝶形螺母(20)，所述齿形锁紧环(18)另一端穿过通孔与蝶形螺母(20)连接。
6.一种根据权利要求1所述的具有点位检测功能的电子打击乐器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：敲击膜体(3)，鼓面震动传感器(10)产生电压A，鼓盘震动传感器(14)产生电压B；
S2：设定敲击时间t1，判断电压A是否大于敲击触发阀值，如果电压A大于敲击触发阀值，则确定敲击有效，识别在设定敲击时间t1内电压A的最大值Ua以及电压B的最大值Ub，如果电压A小于敲击触发值，则确定敲击无效，重新判断电压A是否大于敲击触发值；
S3：根据公式计算X的数值，X的数值越大则鼓棒敲击的位置越集中，否则就越边缘。
7.根据权利要求6所述的具有点位检测功能的电子打击乐器的控制方法，其特征在于：S2中还设定了敲击时间间隔t2，非首次敲击时，当电压A大于敲击触发阀值后，还需判断与前一次敲击的时间间隔是否大于t2，如果大于时间间隔t2，则判定敲击有效，如果小于时间间隔t2，则判定敲击无效，重新判断电压A是否大于敲击触发阀值。
8.根据权利要求7所述的具有点位检测功能的电子打击乐器的控制方法，其特征在于：S2中还设定了串音判断时间t3与串音动态阀值，如果A最大电压大于串音动态阀值，则判断敲击有效，如果A最大电压小于串音动态阀值，则判断敲击无效。
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