CN110930803A - 一种音乐教具用音符模拟训练装置 - Google Patents

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杨晓秀
李娜
成军
刘振江
杨倩
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Abstract

本发明提供了一种音乐教具用音符模拟训练装置，包括模拟器主体，模拟器主体表面上设有多个模拟区，包括打击乐模拟区、弦乐器模拟区、模拟区等；打击乐模拟区上设有操作板和鼓点区；弦乐器管乐器模拟区包括弦乐琴体、左手动作识别装置、右手动作识别装置以及设置在弦乐琴体内部的弦音识别装置；左手动作识别装置、右手动作识别装置以及弦音识别装置均与控制器连接；管乐器模拟区包括管乐本体以及设置在管乐本体上的管乐弹奏动作采集装置和管乐弹奏模拟装置；本发明提供一种适用于音乐初学者学习时使用，能模拟打击乐、弦乐器、以及管乐器不同音符发音的音乐教具用音符模拟训练装置。

Description

一种音乐教具用音符模拟训练装置
技术领域
本发明属于音乐教具技术领域，具体涉及一种音乐教具用音符模拟训练装置。
背景技术
乐器泛指可以用各种方法奏出音色音律的器物，一般分为民族乐器与西洋乐器，而西洋乐器又以弦乐器、铜管乐器、打击乐器为主，弦乐器是乐器家族内的一个重要分支，在古典音乐乃至现代轻音乐中，几乎所有的抒情旋律都由弦乐声部来演奏，柔美、动听是所有弦乐器的共同特点，弦乐器的音色统一，有多层次的表现力；铜管乐器是依靠演奏者唇部的气压变化与乐器本身接通“附加管”的方法来改变音高，铜管乐器的音色特点是雄壮、辉煌、热烈；而打击乐器通过对乐器的敲击、摩擦、摇晃来发出声音；在乐器学习的过程中每个人会根据自身情况选择不同类型的乐器进行训练，在训练初期由于训练者本身对乐器演奏技巧掌握的不够，常常导致弹奏的音符出现错误，而利用模拟训练装置进行音符模拟能在初期学习阶段将演奏动作与正确的音符发音匹配到一起，提高学习效率，但是现有技术中的音乐教具用音符模拟训练装置功能单一，并不适合多种训练场合使用。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种适用于音乐初学者学习时使用，能将演奏动作与正确的音符发音匹配到一起，能模拟打击乐、弦乐器、以及管乐器等不同乐器音符发音的音乐教具用音符模拟训练装置。
本发明的技术方案是：一种音乐教具用音符模拟训练装置，包括模拟器主体，模拟器主体表面上设有多个模拟区，包括打击乐模拟区、弦乐器模拟区、管乐器模拟区等；所述打击乐模拟区上设有操作板和鼓点区，鼓点区内每个鼓点的底部分别设有一压力传感器，压力传感器与控制器连接；弦乐器模拟区包括弦乐琴体、左手动作识别装置、右手动作识别装置以及设置在弦乐琴体内部的弦音识别装置；左手动作识别装置、右手动作识别装置以及弦音识别装置均与控制器连接；所述管乐器模拟区包括管乐本体以及设置在管乐本体上的管乐弹奏动作采集装置和管乐弹奏模拟装置，管乐弹奏动作采集装置和管乐弹奏模拟装置也与控制器连接。
上述打击乐模拟区上设有九个鼓点区，九个鼓点的布置模拟架子鼓鼓点的布置，九个鼓点的下表面分别设有一第一压力传感器；所述模拟器主体上还设有脚踏板，脚踏板表面上也设有第一压力传感器，第一压力传感器与所述控制器连接。
上述左手动作识别装置和右手动作识别装置均包括套设在每个手指中部的指圈和感应主体；每个指圈的内部分别设有一个加速度传感器和一个角度传感器；所述感应主体包括传感器数据采集单元和演奏信号生成单元，传感器数据采集单元包括第一采集芯片，第一采集芯片分别与每个加速度传感器和每个角度传感器连接，用于采集弹奏者在弹奏弦乐器时手指的弹奏频率、手指的弹奏角度向量以及手指的弹奏力度，第一采集芯片还与所述控制器连接。
上述弦乐琴体表面位于琴弦底部设有多个第二压力传感器，第二压力传感器与所述第一采集芯片连接用于采集弹奏者在弹奏弦乐器时手指的弹奏力度和手指的按压位置。
上述弦音识别装置包括动作对比单元、音符数据库，声音播放单元；所述动作对比单元用于将第一采集芯片所采集的手指弹奏频率、手指弹奏角度、手指弹奏力度等数据与控制器内存储的标准数据进行对比，之后控制器根据加速度、角度、压力等数值判断弹奏者想要弹奏的音符，之后将判断的音符信号发送给控制器，控制器调取音符数据库中的音符声音信号，同时控制器控制声音播放单元播放该声音信号，对弦乐音符进行模拟。
上述管乐弹奏动作采集装置包括位于管乐本体吹嘴口的麦克风和多个第三压力传感器，多个第三压力传感器分别设于笛管上“4”“3”“2”“1”“7”“6”“5”各音符孔表面上。
上述管乐弹奏模拟装置包括第二采集芯片、喇叭，第二采集芯片与所述麦克风连接，第二采集芯片还与所述第三压力传感器连接，第三压力传感器与所述控制器连接，控制器与喇叭连接，第三压力传感器用于采集管乐弹奏模拟装置中的压力信号，并将信号发送给控制器，控制器调取音符数据库中的标准音符发音，并将该音符发音通过喇叭播放。
上述声音播放单元为MP3音乐播放器，MP3音乐播放器固定在所述弦乐琴体内部。
上述弦乐琴体和管乐本体可拆卸连接在所述模拟器主体上，模拟器主体为矩形框架结构，所述打击乐模拟区、弦乐器模拟区、管乐器模拟区等均位于矩形框架内部。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的音符模拟训练装置，设有打击乐模拟区、弦乐器模拟区、管乐器模拟区等，能模拟打击乐、弦乐器、以及管乐器的发音，由于初学者初期在初期学习阶段并不能准确的弹奏每个音符的发音，更很难弹奏通篇曲目，所以为了增加初学者的学习进度，针对每个学生训练情况的不同，可选择模拟打击乐器、弦乐器以及管乐器等，采用模拟训练装置的优势在于，能根据初学者的打击、弹奏、吹奏姿势来模拟真实的乐器发音，使其在初期学习阶段将音符的发音与动作有机的结合。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明弦乐器模拟区的结构示意图；
图3为本发明管乐器模拟区的结构示意图；
图4为本发明的控制原理框图。
附图标记说明：
1、模拟器主体；2、打击乐模拟区；3、弦乐器模拟区；4、管乐器模拟区；5、操作板；6、鼓点区；7、第一压力传感器；8、控制器；9、弦乐琴体；10、左手动作识别装置；11、右手动作识别装置；12、弦音识别装置；13、管乐本体；14、脚踏板；15、指圈；16、加速度传感器；17、角度传感器；18、第一采集芯片；19、麦克风；20、音符孔；21、喇叭；22、MP3音乐播放器；23、第二压力传感器；24、第三压力传感器；25、第二采集芯片。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1：
本发明实施例提供了一种音乐教具用音符模拟训练装置，包括模拟器主体1，模拟器主体1表面上设有多个模拟区，包括打击乐模拟区2、弦乐器模拟区3、管乐器模拟区4等；所述打击乐模拟区2上设有操作板5和鼓点区6，鼓点区6内每个鼓点的底部分别设有一压力传感器7，压力传感器7与控制器8连接；弦乐器模拟区包括弦乐琴体9、左手动作识别装置10、右手动作识别装置11以及设置在弦乐琴体9内部的弦音识别装置12；左手动作识别装置10、右手动作识别装置11以及弦音识别装置12均与控制器8连接；所述管乐器模拟区包括管乐本体13以及设置在管乐本体13上的管乐弹奏动作采集装置和管乐弹奏模拟装置，管乐弹奏动作采集装置和管乐弹奏模拟装置也与控制器8连接。
本申请提供的音符模拟训练装置，设有打击乐模拟区、弦乐器模拟区、管乐器模拟区等，能模拟打击乐、弦乐器、以及管乐器的发音，由于初学者初期在初期学习阶段并不能准确的弹奏每个音符的发音，更很难弹奏通篇曲目，所以为了增加初学者的学习进度，针对每个学生训练情况的不同，可选择模拟打击乐器、弦乐器以及管乐器等，采用模拟训练装置的优势在于，能根据初学者的打击、弹奏、吹奏姿势来模拟真实的乐器发音，使其在初期学习阶段将音符的发音与动作有机的结合。
实施例2：
本实施例基于实施例1，所述打击乐模拟区上设有九个鼓点区，九个鼓点的布置模拟架子鼓鼓点的布置，九个鼓点的下表面分别设有一第一压力传感器7；所述模拟器主体1上还设有脚踏板14，脚踏板14表面上也设有第一压力传感器7，第一压力传感器7与所述控制器8连接。
本申请中通过设有九个鼓点区，用来模拟架子鼓鼓点，模拟时随机敲击打击乐模拟区上的九个鼓点区，九个鼓点区底部设有检测打击力度的第一压力传感器7，第一压力传感器7根据检测到的信号发送给控制器8，控制器8控制播放声音信号。
实施例3：
本实施例基于实施例1，所述左手动作识别装置10和右手动作识别装置11均包括套设在每个手指中部的指圈15和感应主体；每个指圈15的内部分别设有一个加速度传感器16和一个角度传感器17；所述感应主体包括传感器数据采集单元和演奏信号生成单元，传感器数据采集单元包括第一采集芯片18，第一采集芯片18分别与每个加速度传感器16和每个角度传感器17连接，用于采集弹奏者在弹奏弦乐器时手指的弹奏频率、手指的弹奏角度向量以及手指的弹奏力度，第一采集芯片18还与所述控制器8连接；
所述弦乐琴体9表面位于琴弦底部设有多个第二压力传感器23，第二压力传感器23与所述第一采集芯片18连接用于采集弹奏者在弹奏弦乐器时手指的弹奏力度和手指的按压位置；
所述弦音识别装置12包括动作对比单元、音符数据库，声音播放单元；所述动作对比单元用于将第一采集芯片18所采集的手指弹奏频率、手指弹奏角度、手指弹奏力度等数据与控制器8内存储的标准数据进行对比，之后控制器8根据加速度、角度、压力等数值判断弹奏者想要弹奏的音符，之后将判断的音符信号发送给控制器8，控制器8调取音符数据库中的音符声音信号，同时控制器8控制声音播放单元播放该声音信号，对弦乐音符进行模拟；所述声音播放单元为MP3音乐播放器22，MP3音乐播放器22固定在所述弦乐琴体9内部。
本申请中在模拟弦乐弹奏时，将指圈15套设在手指上，在手指弹奏琴弦时，指圈15内的加速度传感器16、角度传感器17会采集弹奏者在弹奏弦乐器时手指的弹奏频率、手指的弹奏角度向量等，并将这些弹奏信号反馈给第一采集芯片18，在弹奏琴弦时，手指还会按压到弦乐琴体9底部设有的第二压力传感器2，第二压力传感器2也将信号发送给第一采集芯片18，第一采集芯片18将采集到的手指弹奏频率、手指弹奏角度、手指弹奏力度等数据与控制器8内存储的标准数据进行对比，之后控制器8根据加速度、角度、压力等数值判断弹奏者想要弹奏的音符，之后将判断的音符信号发送给控制器8来模拟弦音音符，控制器8调取音符数据库中的音符声音信号，同时控制器8控制声音播放单元播放该声音信号，对弦乐音符进行模拟。
实施例4：
本实施例基于实施例1，所述管乐弹奏动作采集装置包括位于管乐本体13吹嘴口的麦克风19和多个第三压力传感器24，多个第三压力传感器24分别设于笛管上“4”“3”“2”“1”“7”“6”“5”各音符孔20表面上；
所述管乐弹奏模拟装置包括第二采集芯片25、喇叭21，第二采集芯片25与所述麦克风19连接，第二采集芯片25还与所述第三压力传感器24连接，第三压力传感器24与所述控制器8连接，控制器8与喇叭21连接，第三压力传感器24用于采集管乐弹奏模拟装置中的压力信号，并将信号发送给控制器8，控制器8调取音符数据库中的标准音符发音，并将该音符发音通过喇叭21播放；
本申请中在管乐器时，吹奏信号通过麦克风19传递给第二采集芯片25，第二采集芯片25与控制器8连接，按压音符孔时，手指按压位置和按压力度通过第三压力传感器24发送给控制器8，控制器8调取音符数据库中的标准音符发音，并将该音符发音通过喇叭21播放。
实施例5：
本实施例基于实施例1，所述弦乐琴体9和管乐本体13可拆卸连接在所述模拟器主体1上，模拟器主体1为矩形框架结构，所述打击乐模拟区2、弦乐器模拟区3、管乐器模拟区4等均位于矩形框架内部。
本发明工作原理：
本发明提供的音符模拟训练装置，设有打击乐模拟区2、弦乐器模拟区3、管乐器模拟区4等，能模拟打击乐、弦乐器、以及管乐器的发音，每个学生能根据自己学习情况的不同，选择模拟打击乐器、弦乐器以及管乐器等；
在模拟打击乐器时，模拟时随机敲击打击乐模拟区上的九个鼓点区，九个鼓点区底部设有检测打击力度的第一压力传感器7，第一压力传感器7根据检测到的信号发送给控制器8，控制器8控制播放声音信号；
在模拟弦乐弹奏时，将指圈15套设在手指上，在手指弹奏琴弦时，指圈15内的加速度传感器16、角度传感器17会采集弹奏者在弹奏弦乐器时手指的弹奏频率、手指的弹奏角度向量等，并将这些弹奏信号反馈给第一采集芯片18，在弹奏琴弦时，手指还会按压到弦乐琴体9底部设有的第二压力传感器2，第二压力传感器2也将信号发送给第一采集芯片18，第一采集芯片18将采集到的手指弹奏频率、手指弹奏角度、手指弹奏力度等数据与控制器8内存储的标准数据进行对比，之后控制器8根据加速度、角度、压力等数值判断弹奏者想要弹奏的音符，之后将判断的音符信号发送给控制器8来模拟弦音音符，控制器8调取音符数据库中的音符声音信号，同时控制器8控制声音播放单元播放该声音信号，对弦乐音符进行模拟；
在模拟管乐演奏时，吹奏信号通过麦克风19传递给第二采集芯片25，第二采集芯片25与控制器8连接，按压音符孔时，手指按压位置和按压力度通过第三压力传感器24发送给控制器8，控制器8调取音符数据库中的标准音符发音，并将该音符发音通过喇叭21播放；
通过模拟打击乐器、弦乐器以及管乐器等，能根据初学者的打击、弹奏、吹奏姿势来模拟真实的乐器发音，使其在初期学习阶段将音符的发音与动作有机的结合。
综上所述，本发明提供的一种音乐教具用音符模拟训练装置，适用于音乐初学者学习时使用，能将演奏动作与正确的音符发音匹配到一起，能模拟打击乐、弦乐器、以及管乐器等不同乐器的音符发音。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，包括模拟器主体(1)，模拟器主体(1)表面上设有多个模拟区，包括打击乐模拟区(2)、弦乐器模拟区(3)、管乐器模拟区(4)等；所述打击乐模拟区(2)上设有操作板(5)和鼓点区(6)，鼓点区(6)内每个鼓点的底部分别设有一压力传感器(7)，压力传感器(7)与控制器(8)连接；弦乐器模拟区包括弦乐琴体(9)、左手动作识别装置(10)、右手动作识别装置(11)以及设置在弦乐琴体(9)内部的弦音识别装置(12)；左手动作识别装置(10)、右手动作识别装置(11)以及弦音识别装置(12)均与控制器(8)连接；所述管乐器模拟区包括管乐本体(13)以及设置在管乐本体(13)上的管乐弹奏动作采集装置和管乐弹奏模拟装置，管乐弹奏动作采集装置和管乐弹奏模拟装置也与控制器(8)连接。
2.如权利要求1所述的一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，所述打击乐模拟区上设有九个鼓点区，九个鼓点的布置模拟架子鼓鼓点的布置，九个鼓点的下表面分别设有一第一压力传感器(7)；所述模拟器主体(1)上还设有脚踏板(14)，脚踏板(14)表面上也设有第一压力传感器(7)，第一压力传感器(7)与所述控制器(8)连接。
3.如权利要求1所述的一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，所述左手动作识别装置(10)和右手动作识别装置(11)均包括套设在每个手指中部的指圈(15)和感应主体；每个指圈(15)的内部分别设有一个加速度传感器(16)和一个角度传感器(17)；所述感应主体包括传感器数据采集单元和演奏信号生成单元，传感器数据采集单元包括第一采集芯片(18)，第一采集芯片(18)分别与每个加速度传感器(16)和每个角度传感器(17)连接，用于采集弹奏者在弹奏弦乐器时手指的弹奏频率、手指的弹奏角度向量以及手指的弹奏力度，第一采集芯片(18)还与所述控制器(8)连接。
4.如权利要求3所述的一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，所述弦乐琴体(9)表面位于琴弦底部设有多个第二压力传感器(23)，第二压力传感器(23)与所述第一采集芯片(18)连接用于采集弹奏者在弹奏弦乐器时手指的弹奏力度和手指的按压位置。
5.如权利要求4所述的一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，所述弦音识别装置(12)包括动作对比单元、音符数据库，声音播放单元；所述动作对比单元用于将第一采集芯片(18)所采集的手指弹奏频率、手指弹奏角度、手指弹奏力度等数据与控制器(8)内存储的标准数据进行对比，之后控制器(8)根据加速度、角度、压力等数值判断弹奏者想要弹奏的音符，之后将判断的音符信号发送给控制器(8)，控制器(8)调取音符数据库中的音符声音信号，同时控制器(8)控制声音播放单元播放该声音信号，对弦乐音符进行模拟。
6.如权利要求1所述的一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，所述管乐弹奏动作采集装置包括位于管乐本体(13)吹嘴口的麦克风(19)和多个第三压力传感器(24)，多个第三压力传感器(24)分别设于笛管上“4”“3”“2”“1”“7”“6”“5”各音符孔(20)表面上。
7.如权利要求6所述的一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，所述管乐弹奏模拟装置包括第二采集芯片(25)、喇叭(21)，第二采集芯片(25)与所述麦克风(19)连接，第二采集芯片(25)还与所述第三压力传感器(24)连接，第三压力传感器(24)与所述控制器(8)连接，控制器(8)与喇叭(21)连接，第三压力传感器(24)用于采集管乐弹奏模拟装置中的压力信号，并将信号发送给控制器(8)，控制器(8)调取音符数据库中的标准音符发音，并将该音符发音通过喇叭(21)播放。
8.如权利要求5所述的一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，所述声音播放单元为MP3音乐播放器(22)，MP3音乐播放器(22)固定在所述弦乐琴体(9)内部。
9.如权利要求1所述的一种音乐教具用音符模拟训练装置，其特征在于，所述弦乐琴体(9)和管乐本体(13)可拆卸连接在所述模拟器主体(1)上，模拟器主体(1)为矩形框架结构，所述打击乐模拟区(2)、弦乐器模拟区(3)、管乐器模拟区(4)等均位于矩形框架内部。
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