CN115071304A - 具有自主学习能力的智能翻谱装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种具有自主学习能力的智能翻谱装置。主要包括可编程的主机，两组舵机和带磁性的翻页手臂，带铁片的曲谱活页本，电池单元，语音识别单元，两个触摸按钮和切换按钮，液晶显示屏等；可编程的主机可以智能识别演奏者的语音或按钮指令来控制舵机转动，进而带动相连的带磁性的翻页手臂左右翻转，可以吸住带铁片曲谱活页本进行前翻和后翻，完成纸质曲谱的前后翻页；可编程的主机可以学习记录手动翻谱的过程，利用记录的翻谱数据进行学习并控制舵机转动从而带动相连的带磁性的翻页手臂自动重复翻谱，同时在液晶显示屏上显示演奏的时间和翻谱的状态信息。本发明的有益效果是，可以在练琴的时候智能自动前翻和后翻纸质曲谱，该装置可以用在需要翻曲谱的演奏会上，利用自主学习的自动翻谱功能可以准确地按照演奏者的要求进行前翻和后翻曲谱，保证演奏的连续性。

Description

具有自主学习能力的智能翻谱装置
技术领域
本发明涉及一种具有自主学习能力的智能翻谱装置，尤其是一种支持前翻和后翻纸质曲谱，学习手动翻谱的步骤并自动重复手动翻谱过程的智能翻谱装置。
背景技术
学琴人士在练琴翻谱的时候，总是会碰到多翻页、翻页不到位等一系列问题；碰到反复记号还需要后翻琴谱，弹琴中的右手要向左移动才能完成后翻动作，如何精准快速翻谱是一直困扰学琴、演奏人士的难题。已有的纸质曲谱辅助翻谱方案需要借助脚力控制，准确性和可操作性不足，也不具有后翻曲谱功能；或是采用电子版曲谱通过定时方式翻谱，不能解决使用纸质曲谱并有个性化需求翻谱的问题。目前市面上没有具有自主学习能力的智能翻谱装置，本发明的翻谱装置可以解决以上问题，能够精准前翻和后翻纸质曲谱，并具有自主学习能力，在学习模式下保存手动翻谱步骤的数据并在自动模式下读取数据后按序自动精准翻谱，满足个性化反复翻谱的需求。
发明内容
为了解决纸质曲谱翻谱遇到了几个难题：1、多翻页和翻页不到位的问题；2、后翻曲谱操作困难的问题。3、重复练习时需要频繁手动前翻和后翻曲谱的问题。本发明设计的装置主要包括可编程的主机，两组舵机和带磁性的翻页手臂，带铁片的曲谱活页本，电池单元，语音识别单元，两个触摸按钮和切换按钮，液晶显示屏等；可编程的主机可以智能识别演奏者的语音或按钮指令来控制舵机转动，进而带动相连的带磁性的翻页手臂左右翻转，可以吸住带铁片曲谱活页本进行前翻和后翻，完成纸质曲谱的前后翻页；可编程的主机可以学习记录手动翻谱的过程，利用记录的翻谱数据进行学习并控制舵机转动从而带动相连的带磁性的翻页手臂自动重复翻谱，同时在液晶显示屏上显示演奏的时间和翻谱的状态信息。
本发明采用可编程的主机控制连接的舵机转动，两个舵机的轴心分布在曲谱活页本中心线的左右两侧，翻页手臂的一头固定在舵机的轴心上，另一头安装了磁铁，当舵机转动时，与舵机相连的翻页手臂通过磁性相吸原理吸住曲谱活页本上的铁片，从而带动曲谱页转动开始翻页，由于舵机的轴心跟曲谱活页本翻页的中心线不重合，翻转到120度时，与舵机相连的翻页手臂会脱离曲谱页并滑到曲谱页的外侧，此时曲谱页会根据惯性在没有翻页手臂的带动下完成翻页，从而完成一次翻页。通过选择磁性不同的磁铁和贴在曲谱活页本上的厚薄不一的铁片精确控制每次只吸取一张曲谱页来保证翻谱的精确性。为了支持前翻和后翻功能，需要使用两组舵机和带磁性的翻页手臂，设计时右侧的翻页手臂离曲谱活页本的距离比左侧的翻页手臂离曲谱活页本远1cm来确保翻谱时两个翻页手臂不会重叠，并能够在翻谱后回到曲谱活页本的外侧。左边的舵机和带磁性的翻页手臂实现前翻功能，右边的舵机和带磁性的翻页手臂实现后翻功能。本发明中采用了语音识别模块来识别操作者的语音指令进行前翻或后翻动作，同时在曲谱下方分别放置两个触摸按钮用来手动控制前翻或后翻。语音指令控制方式适合安静的练习场景，完全不需要双手操作，是智能化的操作方式；触摸按钮方式适合复杂环境下的控制，触碰方式控制简单高效，翻谱成功率和精确性高；此外也可以使用手势或红外传感器来进行控制。并集成液晶显示屏显示演奏时间和翻谱信息。
本发明的重点是自主学习功能的设计，装置中的可编程主机可以按照用户的语音或按钮等指令控制舵机转动进行前翻或后翻曲谱，当可编程主机读取到翻谱过程数据时就可以自动控制舵机转动进行翻谱。本发明在装置中定义了学习模式、手动模式、自动模式三种工作模式，学习模式和手动模式下可编程主机会根据用户的语音或按钮翻谱指令控制舵机转动来翻谱，自动模式是可编程主机直接读取保存的翻谱过程数据自动控制舵机转动来翻谱。三种模式之间的切换是通过切换按钮和两个触摸按钮来实现。自主学习能力的流程包括在学习模式下记录翻谱过程数据的学习过程和自动模式下读取数据并实现自动翻谱操作的过程。首先在学习模式下把语音或按钮控制翻谱过程的数据（前翻还是后翻状态，两次翻谱之间的等待时间）保存起来；切换到自动模式时，可编程主机读取在学习模式下翻谱过程的数据，按照顺序执行对应的翻谱指令，进而重复语音或按钮控制的所有翻谱操作，这就是本发明的自主学习功能。
本发明的有益效果是，可以在练琴的时候智能自动前翻和后翻纸质曲谱，在智能翻谱的同时还可以显示演奏时间和翻谱状态信息。该装置可以用在需要翻曲谱的演奏会上，利用自主学习的自动翻谱功能可以准确地按照演奏者的要求进行前翻和后翻曲谱，保证演奏的连续性。还能够解决合奏中翻曲谱的一致性问题，多个翻谱装置使用相同的自动翻谱数据，可以在同一时间前翻或后翻曲谱，保证了演奏的一致性和连续性。
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是本发明的主要结构设计图。
图2是本发明的语音/按钮指令控制舵机翻谱的流程图。
图3是本发明的三种模式切换图。
图4是本发明的自主学习功能的流程图。
具体实施方式
在图1中，本发明采用的主机(1)是可编程主机；语音识别模块(2)是用于语音识别，智能识别用户的语音指令；电池单元(3)是主机(1)的供电单元；液晶显示屏(4)用来显示演奏时间、工作模式和翻谱状态；舵机(5)和左翻页手臂(7)相连用来带动曲谱页前翻，左翻页手臂(7)末端是磁铁(9)，舵机(5)初始角度是0度；舵机(6)和右翻页手臂(8)相连用来带动曲谱页后翻，右翻页手臂(8)末端是磁铁(10)，舵机(6)初始角度是180度；触摸按钮(11)控制后翻；触摸按钮(12)控制前翻；切换按钮(13)控制工作模式的切换；曲谱活页本(16)是待翻谱的曲谱本，曲谱活页本的每一页的左上角贴有铁片(14)，右上角贴有铁片(15)，曲谱活页本翻页的中心线是(17)。
在图2中，本发明的主机(1)负责处理接收到的指令，当主机(1)接收到前翻指令后，先设置舵机(5)的初始角度为0度，然后设置舵机(5)的角度为180度，舵机转动带动相连的左翻页手臂(7)向右旋转180度，左翻页手臂上的磁铁(9)根据磁性相吸原理吸住待翻曲谱页上的铁片(15)，此时再设置舵机(5)的角度为0度，则会带动吸住的曲谱页向左旋转180度，在向左旋转120度越过了曲谱活页本翻页中心线(17)后，此时左翻页手臂(7)已经滑出曲谱页上的铁片(15)的右边缘并脱离了曲谱页，并回到图1中的初始位置，曲谱页在120度位置时会根据惯性和重力在没有翻页手臂的带动下到达左侧位置完成翻页，从而完成一次前翻翻谱，再进入下一次循环；当主机(1)接收到后翻指令后，先设置舵机(6)的初始角度为180度，然后设置舵机(6)的角度为0度，舵机转动带动相连的右翻页手臂(8)向左旋转180度，右翻页手臂上的磁铁(10)根据磁性相吸原理吸住曲谱页上的铁片(14)，此时再设置舵机(6)的角度为180度，则带动吸住的曲谱页向右旋转180度，在向右旋转120度越过了曲谱本翻页中心线(17)后，此时左翻页手臂(8)已经滑出曲谱上的铁片(14)的左边缘并脱离了曲谱页，并回到图1中的初始位置，曲谱页在120度位置时会根据惯性和重力在没有翻页手臂的带动下到达右侧位置完成翻页，从而完成一次后翻翻谱，再进入下一次循环。
在图3中，三种模式的切换是通过切换按钮(13)和触摸按钮(11)和(12)来实现，本发明的装置的初始模式是手动模式，手动模式和自动模式是通过切换按钮(13)切换，按一下切换按钮(13)后切换到自动模式，再按一下切换到手动模式；在手动模式下，同时按触摸按钮(11)和(12)，切换到学习模式；在学习模式下，按一下切换按钮(13)切换到自动模式。
在图4中，本发明的主机(1)根据当前的工作模式选择对应的流程，自主学习能力的流程包括在学习模式下记录翻谱过程数据的学习过程和自动模式下读取数据并实现自动翻谱操作的过程。自主学习能力的实现首先在学习模式下设置学习标志来标识当前是学习模式，然后根据主机接受到的指令进行翻谱，在翻谱动作完成后，判断是否是学习模式，如果是学习模式则通过保存翻谱信息记录翻谱过程的数据，再循环进行下一次翻谱和数据的记录，完成翻谱动作到数据记录的学习过程；切换到自动模式后，主机(1)通过读取学习过程中记录的数据，按照记录的数据指令选择控制对应的舵机转动进行前翻或后翻操作，自动完成一次翻谱动作，再循环进行下一次数据的读取和翻谱，完成读取数据并转换为翻谱动作的自动翻谱过程，从而实现了自主学习能力的功能。

Claims (2)

1.一种具有自主学习能力的智能翻谱装置，其特征是：该装置主要包括可编程的主机，两组舵机和带磁性的翻页手臂，带铁片的曲谱活页本，电池单元，语音识别单元，两个触摸按钮和切换按钮，液晶显示屏等；可编程的主机可以智能识别演奏者的语音或按钮指令来控制舵机转动，进而带动相连的带磁性的翻页手臂左右翻转，可以吸住带铁片曲谱活页本进行前翻和后翻，完成纸质曲谱的前后翻页；可编程的主机可以学习记录手动翻谱的过程，利用记录的翻谱数据进行学习并控制舵机转动带动相连的带磁性的翻页手臂自动重复翻谱，同时在液晶显示屏上显示演奏的时间和翻谱的状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种具有自主学习能力的智能翻谱装置，其特征是：智能控制翻页的方式支持且不限于语音或按钮方式，还可以采用手势或红外等传感器来支持手势或触碰控制翻页。
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