一种立体筝码及应用立体筝码的古筝拾音装置

摘要

本发明公开一种立体筝码及应用立体筝码的古筝拾音装置。所述立体筝码包括：连接柱、第一底座和第二底座；第一底座设置在第二底座上；第一底座上设置有固定环，连接柱的底端穿过固定环与第二底座接触；连接柱的顶端设置有搁弦槽，搁弦槽用于支撑古筝琴弦；第二底座的下表面呈弧形，第二底座的下表面与古筝面板贴合。本发明中立体筝码通过第二底座放置在古筝面板上，第二底座的下表面为弧形，弧形的设计增强了立体筝码与古筝面板的贴合性，提升了立体筝码的平稳性。

说明书

技术领域

本发明涉及拾音领域，特别是涉及一种立体筝码及应用立体筝码的古筝拾音装置。

背景技术

古筝通过弦的震动发声，古筝发出的声音为复合音，不同长度的弦声音不一样，不同方向上古筝的音色和声音的大小也不同，所以在对古筝的弹奏进行记录时，希望记录下古筝在任何点上的所有特征，得到最完美的音效。而最常用的麦克风拾音方法，先用麦克风对古筝的弹奏进行录音，根据录音再做多复音基频分析，耗时长，准确度低，不能对古筝的发声进行实时分析，也不能将古筝做成多复音电子乐器。

发明内容

本发明的目的是提供一种立体筝码及应用立体筝码的古筝拾音装置，将古筝乐器的实时演奏输出为数字演奏指令，实现了古筝到多复音电子乐器的转变。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种立体筝码，包括：连接柱、第一底座和第二底座；

所述第一底座设置在所述第二底座上；所述第一底座上设置有固定环，所述连接柱的底端穿过所述固定环与所述第二底座接触；

所述连接柱的顶端开设一搁弦槽，所述搁弦槽用于支撑古筝的琴弦；

所述第二底座的下表面呈弧形，所述第二底座的下表面与古筝面板贴合。

可选的，所述连接柱还包括：体柱块和圆柱形连杆；

所述体柱块固定在所述圆柱形连杆的顶端，所述体柱块上设有所述搁弦槽；

所述圆柱形连杆的底端穿过所述固定环，所述圆柱形连杆的底端与所述第二底座接触。

可选的，所述第一底座还包括第一支脚、第二支脚、第三支脚、第一支撑柱、第二支撑柱和支撑台；

所述第一支撑柱的一端和所述第二支撑柱的一端均与所述支撑台连接；所述第一支撑柱的另一端和所述第二支撑柱的另一端均固定在所述第二底座上；

所述第一支脚、所述第二支脚和所述第三支脚组成三脚架结构，所述第一支脚的一端、所述第二支脚的一端和所述第三支脚的一端均与所述固定环连接，所述第一支脚的另一端、所述第二支脚的另一端和所述第三支脚的另一端均固定在所述支撑台的上表面；所述支撑台的后侧设有第一凹槽，所述第一支脚、所述第二支脚和所述第三支脚将所述固定环支撑在所述第一凹槽的正上方；

所述连接柱的底端穿过所述固定环和所述第一凹槽，所述连接柱的底端与所述第二底座接触。

可选的，所述第二底座包括凹字形固定台和底托；

所述凹字形固定台通过两个相互平行的长方体支柱固定在所述底托上；所述底托的下表面为弧形。

可选的，所述凹字形固定台包括：第一固定柱、第二固定柱和第二凹槽；

所述凹字形固定台的两个凸起分别为第一固定柱和第二固定柱，所述第二凹槽位于所述第一固定柱和所述第二固定柱中间；所述第一固定柱上设有第一固定孔，所述第二固定柱上设有第二固定孔，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱的底端分别插入所述第一固定孔和所述第二固定孔。

可选的，所述第一底座还包括橡胶圈；

所述橡胶圈设置在所述固定环的内侧，所述圆柱形连杆穿过所述橡胶圈。

可选的，所述古筝拾音装置包括：古筝、多个压电陶瓷传感器、多路ADC和微控制器；

所述古筝的多个筝码均为立体筝码；多个所述立体筝码放置在所述古筝的面板上，多个所述立体筝码的底托的下表面与所述古筝的面板贴合；所述压电陶瓷传感器设置在所述立体筝码的第二凹槽内，所述立体筝码的圆柱形连杆底端与所述压电陶瓷传感器接触；所述立体筝码用于支撑琴弦，并将琴弦振动所产生的应力传导至多个所述压电陶瓷传感器；

多个所述压电陶瓷传感器与所述多路ADC的输入端连接，多个所述压电陶瓷传感器用于产生模拟电信号，并将所述模拟电信号传输给所述多路ADC；

所述多路ADC的输出端与所述微控制器连接，所述多路ADC用于将模拟电信号转换成数字电信号，并将数字电信号传输给所述微控制器；

所述微控制器用于将所述多路ADC产生的数字信号的频率和振幅转换成MIDI格式或OSC格式的音乐演奏指令。

可选的，其特征在于，所述古筝拾音装置还包括多个第一橡胶垫；

多个所述第一橡胶垫放置于多个所述压电陶瓷传感器的上面，所述第一橡胶垫与所述圆柱形连杆的底端接触；多个所述第一橡胶垫用于吸收古筝琴弦的高频振动部分。

可选的，所述古筝拾音装置还包括多个第二橡胶垫；

多个所述第二橡胶垫放置于所述古筝面板与所述立体筝码的底托的下表面之间。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明中立体筝码通过第二底座放置在古筝面板上，第二底座的下表面为弧形，弧形的设计增强了立体筝码与古筝面板的贴合性，提升了立体筝码的平稳性；

本发明将古筝的“人”字形筝码替换为立体筝码，结合压电陶瓷传感器、多路ADC和微控制器，实时获取古筝乐器的演奏，将古筝演奏实时转换为数字演奏指令，准确度和整合度高，实现了对古筝演奏的实时分析，并实现了古筝到多复音电子乐器的转变。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种立体筝码及应用立体筝码的古筝拾音装置的结构图；

图2为连接柱的结构图；

图3为第一底座的结构图；

图4为第二底座的结构图；

图5为微控制器中的算法流程图；

符号说明：1-搁弦槽，2-体柱块，3-圆柱形连杆，4-固定环，5-第一支脚，6-第二支脚，7-第三支脚，8-支撑台，9-第一支撑柱，10-第二支撑柱，11-凹字形固定台，12-第二凹槽，13-第一固定孔，14-第二固定孔，15-第一固定柱，16-第二固定柱，17-长方体支柱，18-底托，19-第一凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种立体筝码及应用立体筝码的古筝拾音装置，将古筝乐器的实时演奏输出为数字演奏指令，实现了古筝到多复音电子乐器的转变。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种立体筝码，包括：连接柱(图2所示)、第一底座(图3所示)和第二底座(图4所示)；

第一底座设置在第二底座上；第一底座上设置有固定环4，连接柱的底端穿过固定环4与第二底座接触；

连接柱的顶端开设一搁弦槽1，搁弦槽1用于支撑古筝的琴弦；

第二底座的下表面呈弧形，第二底座的下表面与古筝面板贴合。

连接柱还包括：体柱块2和圆柱形连杆3；体柱块2固定在圆柱形连杆3的顶端，体柱块2上设有搁弦槽1；圆柱形连杆3的底端穿过固定环4，圆柱形连杆3的底端与第二底座接触。

第一底座还包括第一支脚5、第二支脚6、第三支脚7、第一支撑柱9、第二支撑柱10、支撑台8和橡胶圈；第一支撑柱9的一端和第二支撑柱10的一端均与支撑台8连接；第一支撑柱9的另一端和第二支撑柱10的另一端均固定在第二底座上；第一支脚5、第二支脚6和第三支脚7组成三脚架结构，第一支脚5的一端、第二支脚6的一端和第三支脚7的一端均与固定环4连接，第一支脚5的另一端、第二支脚6的另一端和第三支脚7的另一端均固定在支撑台8的上表面；支撑台8的后侧设有第一凹槽19，第一支脚5、第二支脚6和第三支脚7将固定环4支撑在第一凹槽19的正上方；橡胶圈设置在固定环4的内侧，圆柱形连杆3穿过橡胶圈，固定环4与圆柱形连杆3之间为柔性连接。

连接柱的底端穿过固定环4和第一凹槽19，连接柱的底端与第二底座接触。

第二底座包括凹字形固定台11和底托18；凹字形固定台11通过两个相互平行的长方体支柱17固定在底托18上；底托18的下表面为弧形；凹字形固定台11包括第一固定柱15、第二固定柱16和第二凹槽12；凹字形固定台11的两个凸起分别为第一固定柱15和第二固定柱16，第二凹槽12位于第一固定柱15和第二固定柱16中间；第一固定柱15上设有第一固定孔13，第二固定柱16上设有第二固定孔14，第一支撑柱9和第二支撑柱10的底端分别插入第一固定孔13和第二固定孔14，避免了第一底座与第二底座之间在水平方向上的相对移动。

本发明实施例还提供了一种立体筝码及应用立体筝码的古筝拾音装置，古筝拾音装置包括：古筝、多个压电陶瓷传感器、多路ADC和微控制器；

古筝的多个筝码均为立体筝码；多个立体筝码放置在古筝的面板上，多个立体筝码的底托18的下表面与古筝的面板贴合；压电陶瓷传感器设置在立体筝码的第二凹槽12内，立体筝码的圆柱形连杆3的底端与压电陶瓷传感器接触；立体筝码用于支撑琴弦，并将琴弦振动所产生的应力传导至多个压电陶瓷传感器；以古筝面板为水平面参考方向，立体筝码的圆柱形连杆3可以在琴弦振动的带动下进行上下方向的运动，在前后或者左右方向上无法大幅度移动。

当琴弦振动时，琴弦上变化的应力通过连接柱传导到压电陶瓷传感器，压电陶瓷传感器上产生相应的电信号，电信号的频率与琴弦振动频率相一致，大小和琴弦振动幅度成正比；当演奏者按压琴弦演奏滑音或波音时，压电陶瓷传感器上产生与按压频率一致、大小与压力变化成正比的电信号；多个压电陶瓷传感器与多路ADC的输入端连接，多个压电陶瓷传感器用于产生频率与琴弦振动频率相一致、振幅和琴弦振动幅度成正比的模拟电信号，并将模拟电信号传输给多路ADC。

多路ADC的输出端与微控制器连接，多路ADC用于将模拟电信号转换成数字电信号，并将数字电信号传输给微控制器；微控制器用于将多路ADC产生的数字信号的频率和振幅转换成MIDI(Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口)格式或OSC(OpenSound Control，开源声音控制)格式的音乐演奏指令。

微控制器为实现将多路ADC产生的数字信号的频率和振幅转换成MIDI格式或OSC格式的音乐演奏指令，在微控制器中对每个通道执行以下算法，如图5所示：

步骤101：从ADC中读取一小段片段(如10～20ms)的电压值，并缓存在内存当中。

步骤201：求出该片段的绝对值的最大值，标记为vol。

步骤301：若vol小于设定的阈值，则标记该片段的静音为真，否则：

步骤3011：则标记该片段的静音为假；

步骤3012：计算该数字信号片段的均值，即DC偏移值，标记为mean_val；

步骤3013：使用MPM(McLeodPitchMethod，麦克劳德音高法)算法，计算该段缓存的基频，标记为freq。

步骤401：若当前片段的静音为真，且上一片段的静音为假，则输出“音符结束”指令。

步骤501：若当前片段的静音为真，且上一片段的静音为真，则不输出任何指令。

步骤601：若当前片段的静音为假，且上一片段的静音为真，则：

步骤6011：输出“音符开始”指令；

步骤6012：以片段的基频的值freq为参数，输出“频率更新”指令；

步骤6013：以片段的vol变量为参数，输出“力度更新”指令；

步骤6014：以片段的mean_val变量为参数，输出“弯音力度”指令。

步骤701：若当前片段的静音为假，且上一片段的静音为假，则：重复步骤6012至步骤6014。

其中，微控制器对通道执行算法时，按照微处理器的内核个数，依次处理(单核)或并行处理(多核)；各通道的数据处理彼此独立互不相关。若并行处理，一个通道的数据被处理完成后微处理器立即输出其相应结果而不是等待其他通道处理完毕后再输出。

指令输出的格式可以为二进制MIDI数据。“音符结束”指令、“音符开始”指令、“频率更新”指令、力度更新”指令、“弯音力度”指令在MIDI格式中均有定义；指令输出的格式也可以为OSC格式。

古筝拾音装置还包括多个第一橡胶垫和多个第二橡胶垫；多个第一橡胶垫放置于压电陶瓷传感器的上面，第一橡胶垫与圆柱形连杆3的底端接触，多个第一橡胶垫用于吸收古筝琴弦的高频振动部分；多个第二橡胶垫放置于古筝面板与立体筝码的底托18的下表面之间，多个第二橡胶垫起到了防滑的作用。

古筝中传统“人”字形筝码一套有21个，序号为1～21，“人”字形筝码的高度按顺序变化，本申请的立体筝码的尺寸参照“人”字形筝码而定，也是顺序变化；优选地，搁弦槽1到底托18下表面之间的高度与相应序号传统筝码顶端凹槽到最底处的高度相同；通过调整立体筝码的圆柱形连杆3、第一支撑柱9、第二支撑柱10和凹字形固定台11的两个凸起的高度，使得立体筝码的整体高度与传统筝码的高度保持一致，方便用户就地替换筝码。

本发明实施例提供的一种立体筝码通过第二底座放置在古筝面板上，第二底座的下表面为弧形，弧形的设计增强了立体筝码与古筝面板的贴合性，提升了立体筝码的平稳性。

本发明实施例还提供了一种应用立体筝码的古筝拾音装置，将古筝的“人”字形筝码替换为立体筝码，结合压电陶瓷传感器、多路ADC和微控制器，实时获取古筝乐器的演奏，将古筝演奏实时转换为数字演奏指令，准确度和整合度高，实现了对古筝演奏的实时分析，并实现了古筝到多复音电子乐器的转变。

本发明实施例提供的一种应用立体筝码的古筝拾音装置，结构简单，不用对古筝的结构进行较大的改动，只需要更换筝码和增加少量电子装置，就可实现将古筝转化为电子乐器，同时也不会对古筝造成损坏。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。