本發(fā)明涉及一種吉他演奏機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域正從過去的以工業(yè)應(yīng)用為主逐步向大眾生活轉(zhuǎn)變。最新的調(diào)查顯示，在機(jī)器人領(lǐng)域，娛樂性機(jī)器人已經(jīng)占有多達(dá)30％的市場(chǎng)份額。綜合來說，商業(yè)機(jī)器的技術(shù)門檻低于工業(yè)、醫(yī)療、公共安全機(jī)器人，高于家用、教育機(jī)器人；市場(chǎng)需求度低于工業(yè)機(jī)、教育器人，高于醫(yī)療、公共安全、家用機(jī)器人；市場(chǎng)潛力和規(guī)模低于工業(yè)機(jī)器人，高于家用、教育、醫(yī)療、公共安全機(jī)器人。

娛樂機(jī)器人一直是各國研究的熱門項(xiàng)目。而其中音樂機(jī)器人以其較好的展示和互動(dòng)效果更是獲得了研究人員的青睞。樂器演奏機(jī)器人是通過電子控制裝置控制機(jī)械結(jié)構(gòu)，模擬人類演奏樂器的行為來演奏真實(shí)的樂器，是融合機(jī)械、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、電子以及音樂藝術(shù)的多學(xué)科的交叉課題。目前，弦樂器的機(jī)器人亟待開發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種吉他演奏機(jī)器人。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種吉他演奏機(jī)器人，包括：

點(diǎn)陣式壓弦機(jī)構(gòu)，包括底座、壓弦氣缸和擊弦墊，底座包括氣缸安裝基座和多個(gè)琴頸安裝座，氣缸安裝基座上設(shè)有氣缸安裝通孔，氣缸安裝通孔與吉他每個(gè)品的每個(gè)弦一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，琴頸安裝座沿吉他琴弦的長度方向間隔設(shè)置于氣缸安裝基座的下方，壓弦氣缸設(shè)置于氣缸安裝通孔內(nèi)，擊弦墊設(shè)置于氣缸的輸出端；

撥弦機(jī)構(gòu)，包括支架、撥弦氣缸安裝架、撥桿、連桿和撥弦氣缸，撥弦氣缸安裝架包括第一撥弦氣缸安裝架和第二撥弦氣缸安裝架，第一撥弦氣缸安裝架轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于支架的頂部，第二撥弦氣缸安裝架設(shè)置于支架的底部，連桿分別與第一撥弦氣缸安裝架、撥桿連接，撥弦氣缸包括第一撥弦氣缸和第二撥弦氣缸，第一撥弦氣缸設(shè)置于第一撥弦氣缸安裝架上且其輸出端與撥桿連接，第二撥弦氣缸設(shè)置于第二撥弦氣缸安裝架上且其輸出端與第一撥弦氣缸安裝架的一端連接。

本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，吉他每個(gè)品的每個(gè)弦上對(duì)應(yīng)設(shè)置壓弦氣缸，通過壓弦氣缸的上下運(yùn)動(dòng)擊打或按壓琴弦，配合按壓氣流大小和按弦時(shí)間長度單，產(chǎn)生短音、配合撥弦機(jī)構(gòu)撥弦的長音、以及模擬擊打空弦三種演奏音效，操作方便，實(shí)現(xiàn)吉他的自動(dòng)演奏。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可做如下改進(jìn)：

作為優(yōu)選的方案，還設(shè)有吉他安裝座，包括底座和支撐架，底座上設(shè)有琴尾安裝凹槽，支撐架傾斜設(shè)置于底座上，支撐架上設(shè)有琴頸安裝凹槽，琴頸安裝凹槽與琴頸安裝座相匹配。

采用上述優(yōu)選的方案，吉他的琴尾放置于琴尾安裝凹槽內(nèi)，琴頸安裝座放置于琴頸安裝凹槽內(nèi)，將吉他傾斜設(shè)置在吉他安裝座上，便于演奏時(shí)將吉他豎起來。

作為優(yōu)選的方案，上述的琴頸安裝座包括安裝框架和固定座體，安裝框架包括底板和二側(cè)板，二側(cè)板分別與底板、氣缸安裝基座連接，側(cè)板、底板、氣缸安裝基座之間形成用于放置樂器的腔體；固定座體可拆卸式設(shè)置于底板上，固定座體上設(shè)有定位凹槽。

其中，壓弦氣缸缸徑為4mm，壓弦缸體長度為58mm，壓弦氣缸的工作氣壓為0.3-0.7mpa，壓弦氣缸的活塞運(yùn)動(dòng)速度為0.5-5m/s。

采用上述優(yōu)選的方案，定位凹槽便于樂器的固定，提高演奏的準(zhǔn)確性。

作為優(yōu)選的方案，上述的擊弦墊的底部設(shè)有壓弦塊，壓弦塊為弧面結(jié)構(gòu)，壓弦塊為彈性塊。

采用上述優(yōu)選的方案，壓弦塊為弧面結(jié)構(gòu)，模擬人手指的指腹，保證擊打琴弦或按壓琴弦有效實(shí)現(xiàn)。

作為優(yōu)選的方案，上述的撥桿的頭部設(shè)有安裝槽，安裝槽內(nèi)設(shè)有撥塊，安裝槽為燕尾形結(jié)構(gòu)或階梯結(jié)構(gòu)。

采用上述優(yōu)選的方案，撥塊可快速更換，更加方便。

作為優(yōu)選的方案，上述的撥桿上且位于其與第一撥弦氣缸的連接處設(shè)有第一撥弦氣缸連桿，第一撥弦安裝架上且為其與第二撥弦氣缸的連接處設(shè)有第二撥弦氣缸連桿。

支架的頂部與第一撥弦氣缸安裝架的連接點(diǎn)為a點(diǎn)，撥桿與第一撥弦氣缸連桿的連接點(diǎn)為b點(diǎn)，撥桿與連桿的連接點(diǎn)為c點(diǎn)，撥桿的頭部為d點(diǎn)，a點(diǎn)、b點(diǎn)和c點(diǎn)形成一三角形結(jié)構(gòu)；第一撥弦氣缸安裝架與第二撥弦氣缸連桿的連接點(diǎn)為e點(diǎn)，支架的底部與第二撥弦氣缸安裝架的連接點(diǎn)為f點(diǎn)，a點(diǎn)、e點(diǎn)和f點(diǎn)形成一三角形結(jié)構(gòu)。

ab在第一撥弦氣缸的行程下長度為87-97mm，ac的長度為87mm，bc的長度為32mm，cd的長度為28mm；ae的長度為56mm，af的長度為60mm，ef在第二撥弦氣缸的行程下長度為60-70mm。

采用上述優(yōu)選的方案，撥桿的撥動(dòng)幅度在3-8mm之間，與人手撥弦時(shí)幅度一致。

作為優(yōu)選的方案，還設(shè)有調(diào)速組件，調(diào)速組件與氣缸的節(jié)流閥進(jìn)氣口連接，用于控制氣缸的氣流大小。

采用上述優(yōu)選的方案，通過調(diào)節(jié)氣缸的氣流大小，從而改變撥弦的力度。

作為優(yōu)選的方案，還設(shè)有消音機(jī)構(gòu)，消音機(jī)構(gòu)包括消音支架、消音氣缸、滑塊和硅膠條，消音氣缸豎直設(shè)置于消音支架上，滑塊設(shè)置于消音氣缸的輸出端，硅膠條設(shè)置于滑塊上，滑塊的長度尺寸與吉他琴頸的寬度相一致。

采用上述優(yōu)選的方案，增加消音機(jī)構(gòu)，消音支架固定在吉他靠近琴頭或琴尾的琴頸上，消音氣缸帶動(dòng)滑塊上下移動(dòng)，硅膠條在消音氣缸的作用下直接接觸琴弦，效果類似用手指指腹輕撫琴弦來減弱琴弦的震動(dòng)，用于控制延音的時(shí)間，還可配合擊弦模式，實(shí)現(xiàn)類似非洲鼓的音效。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的點(diǎn)陣式壓弦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的點(diǎn)陣式壓弦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明的撥弦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的消音機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的撥弦機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的撥弦機(jī)構(gòu)的另一運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

為了達(dá)到本發(fā)明的目的，如圖1至圖4所示，在本發(fā)明的其中一種實(shí)施方式中提供一種吉他演奏機(jī)器人，包括：

點(diǎn)陣式壓弦機(jī)構(gòu)，包括底座、壓弦氣缸和擊弦墊，底座包括氣缸安裝基座10和三個(gè)琴頸安裝座11，氣缸安裝基座10上設(shè)有氣缸安裝通孔12，氣缸安裝通孔12與吉他每個(gè)品的每個(gè)弦一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，本實(shí)施方式中氣缸安裝通孔12為6*12個(gè)點(diǎn)陣設(shè)置，琴頸安裝座11沿吉他琴弦的長度方向間隔設(shè)置于氣缸安裝基座10的下方，壓弦氣缸設(shè)置于氣缸安裝通孔內(nèi)，擊弦墊設(shè)置于氣缸的輸出端；

撥弦機(jī)構(gòu)，包括支架20、撥弦氣缸安裝架、撥桿23、連桿24和撥弦氣缸，撥弦氣缸安裝架包括第一撥弦氣缸安裝架21和第二撥弦氣缸安裝架22，第一撥弦氣缸安裝架21轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于支架20的頂部，第二撥弦氣缸安裝架22設(shè)置于支架20的底部，連桿24分別與第一撥弦氣缸安裝架21、撥桿23連接，撥弦氣缸包括第一撥弦氣缸和第二撥弦氣缸，第一撥弦氣缸設(shè)置于第一撥弦氣缸安裝架21上且其輸出端與撥桿23連接，第二撥弦氣缸設(shè)置于第二撥弦氣缸安裝架22上且其輸出端與第一撥弦氣缸安裝架21的一端連接。

本實(shí)施方式相較于現(xiàn)有技術(shù)，吉他每個(gè)品的每個(gè)弦上對(duì)應(yīng)設(shè)置壓弦氣缸，通過壓弦氣缸的上下運(yùn)動(dòng)擊打或按壓琴弦，配合按壓氣流大小和按弦時(shí)間長度單，產(chǎn)生短音、配合撥弦機(jī)構(gòu)撥弦的長音、以及模擬擊打空弦三種演奏音效，操作方便，實(shí)現(xiàn)吉他的自動(dòng)演奏。

為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還設(shè)有吉他安裝座，包括底座和支撐架，底座上設(shè)有琴尾安裝凹槽，支撐架傾斜設(shè)置于底座上，支撐架上設(shè)有琴頸安裝凹槽，琴頸安裝凹槽與琴頸安裝座相匹配。

采用上述優(yōu)選的方案，吉他的琴尾放置于琴尾安裝凹槽內(nèi)，琴頸安裝座放置于琴頸安裝凹槽內(nèi)，將吉他傾斜設(shè)置在吉他安裝座上，便于演奏時(shí)將吉他豎起來。

為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，上述的琴頸安裝座11包括安裝框架和固定座體，安裝框架包括底板和二側(cè)板，二側(cè)板分別與底板、氣缸安裝基座連接，側(cè)板、底板、氣缸安裝基座之間形成用于放置樂器的腔體；固定座體可拆卸式設(shè)置于底板上，固定座體上設(shè)有定位凹槽。

其中，壓弦氣缸缸徑為4mm，壓弦缸體長度為58mm，壓弦氣缸的工作氣壓為0.3-0.7mpa，壓弦氣缸的活塞運(yùn)動(dòng)速度為0.5-5m/s。

采用上述優(yōu)選的方案，定位凹槽便于樂器的固定，提高演奏的準(zhǔn)確性。

為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，上述的擊弦墊的底部設(shè)有壓弦塊，壓弦塊為弧面結(jié)構(gòu)，壓弦塊為彈性塊。

采用上述優(yōu)選的方案，壓弦塊為弧面結(jié)構(gòu)，模擬人手指的指腹，保證擊打琴弦或按壓琴弦有效實(shí)現(xiàn)。

為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，上述的撥桿23的頭部設(shè)有安裝槽，安裝槽內(nèi)設(shè)有撥塊，安裝槽為燕尾形結(jié)構(gòu)或階梯結(jié)構(gòu)。

采用上述優(yōu)選的方案，撥塊可快速更換，更加方便。

為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，上述的撥桿23上且位于其與第一撥弦氣缸的連接處設(shè)有第一撥弦氣缸連桿，第一撥弦安裝架上且為其與第二撥弦氣缸的連接處設(shè)有第二撥弦氣缸連桿。

如圖5至圖6所示，支架20的頂部與第一撥弦氣缸安裝架的連接點(diǎn)為a點(diǎn)，撥桿與第一撥弦氣缸連桿的連接點(diǎn)為b點(diǎn)，撥桿與連桿的連接點(diǎn)為c點(diǎn)，撥桿的頭部為d點(diǎn)，a點(diǎn)、b點(diǎn)和c點(diǎn)形成一三角形結(jié)構(gòu)；第一撥弦氣缸安裝架與第二撥弦氣缸連桿的連接點(diǎn)為e點(diǎn)，支架20的底部與第二撥弦氣缸安裝架的連接點(diǎn)為f點(diǎn)，a點(diǎn)、e點(diǎn)和f點(diǎn)形成一三角形結(jié)構(gòu)。

ab在第一撥弦氣缸的行程下長度為87-97mm，ac的長度為87mm，bc的長度為32mm，cd的長度為28mm；ae的長度為56mm，af的長度為60mm，ef在第二撥弦氣缸的行程下長度為60-70mm。

由余弦定理可知：

帶入數(shù)據(jù)可得：

以a為原點(diǎn)，設(shè)置圖示坐標(biāo)系，則可計(jì)算出：

d＝(75.97，58.98)

由余弦定理可知：

帶入數(shù)據(jù)可得：

以a為原點(diǎn)，設(shè)置圖示坐標(biāo)系，則可計(jì)算出：

b＝(-97，0)

b^/＝(-94.9，20.1)

δb＝b^/-b＝(2.1，20.1)。

采用上述優(yōu)選的方案，撥桿23的撥動(dòng)幅度在3-8mm之間，與人手撥弦時(shí)幅度一致。

為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還設(shè)有調(diào)速組件，調(diào)速組件與氣缸的節(jié)流閥進(jìn)氣口連接，用于控制氣缸的氣流大小。

采用上述優(yōu)選的方案，通過調(diào)節(jié)氣缸的氣流大小，從而改變撥弦的力度。

如圖3所示，為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還設(shè)有消音機(jī)構(gòu)，消音機(jī)構(gòu)包括消音支架、消音氣缸、滑塊和硅膠條，消音氣缸豎直設(shè)置于消音支架上，滑塊設(shè)置于消音氣缸的輸出端，硅膠條設(shè)置于滑塊上，滑塊的長度尺寸與吉他琴頸的寬度相一致。

采用上述優(yōu)選的方案，增加消音機(jī)構(gòu)，消音支架固定在吉他靠近琴頭或琴尾的琴頸上，消音氣缸帶動(dòng)滑塊上下移動(dòng)，硅膠條在消音氣缸的作用下直接接觸琴弦，效果類似用手指指腹輕撫琴弦來減弱琴弦的震動(dòng)，用于控制延音的時(shí)間，還可配合擊弦模式，實(shí)現(xiàn)類似非洲鼓的音效。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。