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CN111760303B - 数字乐器章鱼琴 - Google Patents

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CN111760303B
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弗朗切斯科·索阿韦
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张峰瑞
刘兆蕤
贺晶娴
尼克·布莱恩金斯
李子晋
班文林
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衡荆一
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Abstract

本发明提供一种新型数字乐器章鱼琴，该新型数字乐器章鱼琴包括一个章鱼形状的玩偶，在玩偶内部嵌有：(a)一个Bela电子交互控制器，运行Pure Data代码并存储有数字模拟的独弦琴音；(b)一个绝对方向传感器，用于感测三维空间中的绝对方向、角速度矢量、加速度矢量和线性加速度矢量；(c)若干个布料压力传感器，分别用于感测压力大小；其中，所述Bela电子交互控制器与绝对方向传感器共同置于章鱼玩偶的头部，所述若干个布料压力传感器缝制在章鱼玩偶的爪内部。本发明可以认为其是一个改进后的独弦琴，允许同时播放多个声音，并且扩大了传统独弦琴产生的声音范围，本发明在数字技术的基础上，引入了新的电子声音和表演技术。

Description

数字乐器章鱼琴
技术领域
本发明属于乐器技术领域，具体涉及一种数字乐器章鱼琴。
背景技术
传统乐器，虽具有其传统的特点及特色，但随着科技的进步、数字时代的发展，似乎不经不能更好的满足人们的需求了，人们渴望乐器声音的多样性以及乐器演奏的多样性。
发明内容
本发明的目的是提供一种数字乐器章鱼琴，将传统独弦琴的特点与现代数字音乐完美结合。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
数字乐器章鱼琴，包括一个章鱼形状的玩偶，在玩偶内部嵌有：
(a)一个Bela电子交互控制器，运行Pure Data代码并存储有数字模拟的独弦琴音；
(b)一个绝对方向传感器，用于感测三维空间中的绝对方向、角速度矢量、加速度矢量和线性加速度矢量；
(c)若干个布料压力传感器，分别用于感测压力大小；
其中，所述Bela电子交互控制器与绝对方向传感器共同置于章鱼玩偶的头部，所述若干个布料压力传感器缝制在章鱼玩偶的爪内部。
优选地，所述绝对方向传感器采用芯片Adafruit 9-DOF Absolute OrientationIMU Fusion Breakout-BNO055。
优选地，所述布料压力传感器是采用上层布料、下层布料以及两者之间夹设的导电海绵通过线缝缝制而成，在上层布料、下层布料上设有位置、面积大小一致的导电布料，其中在下层布料上未设有导电布料的区域内连接设有一电阻。
优选地，所述布料压力传感器采用六个，对应设置在章鱼玩偶的六个爪内部。
优选地，在章鱼玩偶头部的两只眼睛位置设有两个按钮，分别作为声音控制开关和绝对方向传感器初始值重设开关，声音控制开关和绝对方向传感器初始值重设开关与章鱼玩偶头部内的Bela电子交互控制器与绝对方向传感器电性连接。
优选地，在章鱼玩偶的底部预设有连接外部电源和音响的接口。
本发明的技术效果：本发明是中国传统乐器独弦琴的改造版，通过结合传感器技术、导电布料以及其他电子技术模拟独弦琴音色，使传统乐器更加创新并富有想象力和乐趣；将本发明与传统独弦琴的对比来看，原置于琴弦六个不同位置的高音被分别改造在新型数字乐器章鱼琴的六个爪之中，而独弦琴的摇杆功能由绝对传感器代替并被放置在章鱼头部，该设计保留了部分独弦琴摇动摇杆的演奏方式，却保存了毛绒玩偶的触感和质感；本发明相对于传统的独弦琴，其允许同时播放多个声音，并且扩大了传统独弦琴产生的声音范围；此外，本发明在数字技术的基础上，引入了新的电子声音和表演技术。
附图说明
图1是本发明的硬件结构框图。
图2是本发明的电路原理图。
图3是本发明中布料传感器的结构示意图。
图中：1、上层布料，2、下层布料，3、导电布料，4、导电海绵，5、电阻，6、线缝。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明。
数字乐器章鱼琴，包括一个章鱼形状的玩偶，在玩偶内部嵌有一个Bela电子交互控制器、一个绝对方向传感器、若干个布料压力传感器，上述硬件的连接关系框图如图1所示，电路结构如图2所示，具体说明如下：
(a)一个Bela电子交互控制器，运行Pure Data代码并存储有数字模拟的独弦琴音，其中Bela电子交互控制器是一个开源嵌入式计算平台，专为高品质、超低延迟的交互式音频而开发，Bela电子交互控制器在单个独立封装中提供立体声音频、模拟和数字I/O，它将BeagleBoneBlack嵌入式计算机的处理能力与微控制器的定时精度和连接性相结合；Pure Data代码是用于音频和视频处理的开源视觉编程语言。
(b)一个绝对方向传感器，其是集合加速度计、磁力计、陀螺仪等功能于一体的传感器，用于感测三维空间中的绝对方向、角速度矢量、加速度矢量和线性加速度矢量；
(c)若干个布料压力传感器，分别用于感测压力大小；
其中，所述Bela电子交互控制器与绝对方向传感器共同置于章鱼玩偶的头部，所述若干个布料压力传感器缝制在章鱼玩偶的爪内部
所述绝对方向传感器采用芯片Adafruit 9-DOF Absolute Orientation IMUFusion Breakout-BNO055。
如图3所示，所述布料压力传感器是采用上层布料1、下层布料2以及两者之间夹设的导电海绵4通过线缝6缝制而成，在上层布料1、下层布料2上设有位置、面积大小一致的导电布料3，其中在下层布料2上未设有导电布料3的区域内连接设有一电阻。所述导电布料是在传统布料结构上加入了导电纤维，使其具有导电性，与导电海绵结合后，作用于表面的压力可改变阻值，从而作为压力传感器，来感测压力大小。
所述布料压力传感器采用六个，对应设置在章鱼玩偶的六个爪内部。
在章鱼玩偶头部的两只眼睛位置设有两个按钮，分别作为声音控制开关和绝对方向传感器初始值重设开关，声音控制开关和绝对方向传感器初始值重设开关与章鱼玩偶头部内的Bela电子交互控制器与绝对方向传感器电性连接。
在章鱼玩偶的底部预设有连接外部电源和音响的接口。
本发明工作原理：绝对方向传感器、布料压力传感器将感测值实时传送给Bela电子交互控制器；Bela电子交互控制器中运行PureData的代码，并存储有数字模拟的独弦琴音，当接收到布料压力传感器的触发信号后，Bela电子交互控制器播放相应声音，并且根据压力数值调节音量大小；Bela电子交互控制器接收由绝对方向传感器传来的空间动态数值，并通过该组数值的变化调节所播放声音的音高；当新型数字乐器章鱼琴连接电源和音响后，演奏者可通过挤捏六个章鱼爪触发六个不同高音的独弦琴模拟音，挤捏力度越大，音量越大；在声音被触发的同时，演奏者通过摇晃章鱼头部即可改变音高。

Claims (4)

1.数字乐器章鱼琴，其特征在于，包括一个章鱼形状的玩偶，在玩偶内部嵌有：
(a)一个Bela电子交互控制器，运行Pure Data代码并存储有数字模拟的独弦琴音；
(b)一个绝对方向传感器，用于感测三维空间中的绝对方向、角速度矢量、加速度矢量和线性加速度矢量；
(c)若干个布料压力传感器，分别用于感测压力大小；所述布料压力传感器是采用上层布料(1)、下层布料(2)以及两者之间夹设的导电海绵(4)通过线缝(6)缝制而成，在上层布料(1)、下层布料(2)上设有位置、面积大小一致的导电布料(3)，其中在下层布料(2)上未设有导电布料(3)的区域内连接设有一电阻；
其中，所述Bela电子交互控制器与绝对方向传感器共同置于章鱼玩偶的头部，所述若干个布料压力传感器缝制在章鱼玩偶的爪内部；
所述绝对方向传感器采用芯片Adafruit 9-DOF Absolute Orientation IMUFusionBreakout-BNO055。
2.如权利要求1所述的数字乐器章鱼琴，其特征在于：所述布料压力传感器采用六个，对应设置在章鱼玩偶的六个爪内部。
3.如权利要求1所述的数字乐器章鱼琴，其特征在于：在章鱼玩偶头部的两只眼睛位置设有两个按钮，分别作为声音控制开关和绝对方向传感器初始值重设开关，声音控制开关和绝对方向传感器初始值重设开关与章鱼玩偶头部内的Bela电子交互控制器与绝对方向传感器电性连接。
4.如权利要求1所述的数字乐器章鱼琴，其特征在于：在章鱼玩偶的底部预设有连接外部电源和音响的接口。
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