一种小提琴自动调音器的制作方法

【技术领域】

本实用新型涉及调音器技术领域，具体涉及一种小提琴自动调音器。

背景技术：

目前小提琴调音器(或称校音器)有两类：1)电子调音器；2)基于手机app的调音器软件。他们的共同特征是需要人工通过调音器给出的提示，手工转动小提琴的弦轴。自动调音器，存在于吉他等乐器中。这些乐器的特点是弦钮与弦轴分开，通过齿轮相互啮合，旋动弦钮可以轻松调节弦的松紧。由于小提琴的弦轴结构与吉他不同，弦钮与弦轴是合体的，因此需要更大扭矩，吉他的自动调音不适合小提琴。

目前的小提琴调音器只能给予用户有效提示，对于初学小提琴的人来说比较专业，调弦的过程完全是手工操作。

再次，基于吉他的自动调音器，用于小提琴有以下问题：一是，由于小提琴弦钮与弦轴相连，弦轴箱没有类似吉他的齿轮结构，拧转小提琴弦轴需要更大的扭矩。二是，2吉他弦钮通过蜗杆装置连接弦轴和弦杆，可以省力，调整时弦钮会转动较大距离；而小提琴调弦时对旋转角度很敏感，一般调弦需扭动很小的角度和较大的精度。吉他自动调音器使用时需要手持调音器，电机旋转时，需要手保持稳定；而小提琴旋钮阻力大，使用吉他自动调音器时需要手部用力并放在弦钮上，与此同时还要拿住小提琴，并拉弦(一手拉弓，一手提琴)，因此若采用吉他调音器进行小提琴调音难度高，且准确度也打大折。

最后基于机械臂的自动调音器，用于小提琴有以下问题：有人提出采用高精度的机械臂进行自动调音，目前只有方案，没有实际产品，机械臂设计复杂，造价高，难以普及；且机械臂重量大，便捷性也不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种小提琴自动调音器，它具有成本廉价、操作便捷、方便对小提琴调弦，适合初学小提琴的人员使用等优点。

本实用新型所述的一种小提琴自动调音器，它包括带usb接口的麦克风、树莓派、电机驱动板、电机、连接装置、触控屏、电池组；所述麦克风通过其usb接口与树莓派相连；所述触控屏通过其usb及hdmi接口接入树莓派；所述电机驱动板通过40pingpio接口与树莓派连接；所述电机通过i2c接口接入电机驱动板；所述连接装置由小提琴固定连接装置和电机与弦钮连接装置组成；所述电机通过电机与弦钮连接装置与小提琴弦钮相连；所述电池组由树莓派电池组和电机电池组7组成。

进一步地，所述树莓派为微型电脑，用于分析音频并控制电机。

进一步地，所述树莓派由频率识别部分、屏幕显示逻辑部分、电机控制部分和系统设定及任务调度部分组成。

进一步地，所述电机驱动板为16路12位分辨率i2c接口的树莓派舵机驱动板。

进一步地，所述电机为型号是mg996r的舵机。

进一步地，所述触控屏为具有usb、hdmi接口的4.3英寸触控屏。

进一步地，所述小提琴固定连接装置包括长方形凸台一，长方形凸台一的顶面左右两侧对应设置有五根方柱一和五根方柱二，五根方柱一和五根方柱二之间形成弦轴箱凹槽一；相邻的方柱一之间形成弦轴凹槽二，相邻方柱二之间形成弦轴凹槽三；所述长方形凸台一的在左侧面下部两侧分别开设有方形通孔一和方形通孔二；所述长方形凸台一左面顶端后部设置有筒套，筒套的左右两端为开口状，筒套的顶部开设有条槽。

进一步地，所述电机与弦钮连接装置包括l形凸台二，l形凸台二的竖直板体的右侧面上设置有方形箱台三，方形箱台三内为空腔，方形箱台三右侧面为开口状，方形箱台三的顶面右侧中部设置有u形开口；所述l形凸台二的水平板体左侧面中部设置有方形通孔三，方形通孔三与方形通孔一为相同形状尺寸的通孔，该方形通孔三中插设有限位板；所述限位板由窄条板和宽条板组成，窄条板与方形通孔三相配合，窄条板的侧面开设有若干等距的调节孔槽一；所述l形凸台二的水平板体侧面中部开设有与调节孔槽一相配合的限位孔槽二；所述限位板通过其窄条板，从长方形凸台一右侧面下部的方形通孔一插入至l形凸台二上的方形通孔三凸出至外，宽条板的左侧面抵触在方形通孔一右侧处，宽条板的宽度大于方形通孔一的宽度。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：本实用新型所述的一种小提琴自动调音器，它采用连接装置来实现小提琴的弦轴固定以及本设计中的电机相连固定，然后利用树莓派和触摸屏组合实现自动调音；它具有成本廉价、操作便捷、方便对小提琴调弦，适合初学小提琴的人员使用等优点。

【附图说明】

此处所说明的附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型的拓扑结构示意图；

图2是本实用新型中的连接装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、麦克风；2、树莓派；3、电机驱动板；4、电机；5、连接装置；6、触控屏；7、电池组；8、小提琴。

【具体实施方式】

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1-图2所示，本具体实施方式所述的一种小提琴自动调音器，它包括带usb接口的麦克风1、树莓派2、电机驱动板3、电机4、连接装置5、触控屏6、电池组7；

所述麦克风1通过其usb接口与树莓派2相连；

所述触控屏6通过其usb及hdmi接口接入树莓派2；

所述电机驱动板3通过40pingpio接口与树莓派2连接；

所述电机4通过i2c接口接入电机驱动板3；

所述连接装置5由小提琴固定连接装置5.1和电机与弦钮连接装置5.2组成；

所述电机4通过电机与弦钮连接装置5.2与小提琴弦钮相连；

所述电池组7由树莓派电池组7.1和电机电池组7.2组成。

进一步地，所述树莓派为raspberrypi4b微型电脑，用于分析音频并控制电机。

进一步地，所述树莓派2由频率识别部分2.1、屏幕显示逻辑部分2.2、电机控制部分2.3和系统设定及任务调度部分2.4组成。

进一步地，所述电机驱动板为16路12位分辨率i2c接口的树莓派舵机驱动板。

进一步地，所述电机为型号是mg996r的舵机。

进一步地，所述触控屏为具有usb、hdmi接口的4.3英寸触控屏。

进一步地，如图2所示，所述小提琴固定连接装置5.1包括长方形凸台一5.11，长方形凸台一5.11的顶面左右两侧对应设置有五根方柱一5.12和五根方柱二5.13，五根方柱一5.12和五根方柱二5.13之间形成弦轴箱凹槽一；相邻的方柱一5.12之间形成弦轴凹槽二，相邻方柱二5.13之间形成弦轴凹槽三；所述长方形凸台一5.11的在左侧面下部两侧分别开设有方形通孔一5.14和方形通孔二；所述长方形凸台一5.11左面顶端后部设置有筒套5.15，筒套5.15的左右两端为开口状，筒套5.15的顶部开设有条槽。

进一步地，如图2所示，所述电机与弦钮连接装置5.2包括l形凸台二5.21，l形凸台二5.21的竖直板体的右侧面上设置有方形箱台三5.24，方形箱台三5.24内为空腔，方形箱台三5.24右侧面为开口状，方形箱台三5.24的顶面右侧中部设置有u形开口；所述l形凸台二5.21的水平板体左侧面中部设置有方形通孔三，方形通孔三与方形通孔一5.14为相同形状尺寸的通孔，该方形通孔三中插设有限位板5.23；所述限位板5.23由窄条板5.231和宽条板5.232组成，窄条板5.231与方形通孔三相配合，窄条板5.231的侧面开设有若干等距的调节孔槽一5.233；所述l形凸台二5.21的水平板体侧面中部开设有与调节孔槽一5.233相配合的限位孔槽二5.221；所述限位板5.23通过其窄条板5.23，从长方形凸台一5.11右侧面下部的方形通孔一5.14插入至l形凸台二5.21上的方形通孔三凸出至外，宽条板5.232的左侧面抵触在方形通孔一5.14右侧处，宽条板5.232的宽度大于方形通孔一5.14的宽度。

本实用新型的工作原理如下：

本设计中的小提琴自动调音器包含如下部分：(1)usb接口麦克风，用于采集小提琴音频；(2)树莓派raspberrypi4b，用于分析音频并控制电机；(3)电机驱动板:树莓派舵机驱动板(16路12位分辨率i2c接口)；(4)电机：舵机mg996r；(5).电机及小提琴连接装置；(6)4.3英寸触控屏(usb,hdmi接口)；(7)电源部分。

如图1所示为本设计的拓扑结构图；小提琴自动调音器平台包括带usb接口的麦克风1、树莓派2、电机驱动板3、电机4、连接装置5、触控屏6、电池组7；麦克风1通过usb接入树莓派2，触控屏6通过usb及hdmi接口接入树莓派2，驱动板3通过40pingpio接口与树莓派2连接，舵机4通过i2c接口接入驱动板3。电池组7由树莓派电池组7.1和电机电池组7.2组成，分别为树莓派2、电机驱动板3供电。

如图2所示为本设计的连接装置5的结构示意图；使用时，小提琴8的弦轴箱卡设在弦轴箱凹槽一中，弦轴箱顶部的琴头凸出在弦轴箱凹槽一外，弦轴箱两侧的d弦轴、g弦轴和a弦轴、e弦轴分别置于弦轴凹槽二、弦轴凹槽三中；

然后将本设计中的电机置于电机与弦钮连接装置5.2中的方形箱台三5.24中，方形箱台三5.24右侧面为开口状，方形箱台三5.24的顶面中部设置有u形开口，电机与弦轴接触。本设计中，利用限位板5.23的窄条板5.23上的调节孔槽一5.233与l形凸台二5.21的水平板体侧面上的限位孔槽二5.221，可以使用销杆来实现定位。也可以不使用销杆，直接使用绳带将l形凸台二5.21绑定在方柱一5.12上，实现紧固接触。

本设计在通电后，树莓派自动启动调弦主控程序，然后系统启动后，对于每一个需要调试的弦重复下面三个步骤：

步骤一：针地要调试弦进行固定安放，例如图2中是对d弦轴上的弦进行调试；

步骤二：从触摸屏选取需要调试的弦号；

步骤三：每隔两秒拉动小提琴相应的弦，直至系统提示已经调试完。

本实用新型所述的一种小提琴自动调音器，它采用连接装置来实现小提琴的弦轴固定以及本设计中的电机相连固定，然后利用树莓派和触摸屏组合实现自动调音；它具有成本廉价、操作便捷、方便对小提琴调弦，适合初学小提琴的人员使用等优点。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

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