专利名称：一种多媒体钢琴自动演奏系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动演奏设备，具体说是一种多媒体钢琴自动演奏系统。适用于 安装在钢琴上使钢琴达到自动演奏的功能，增加钢琴附加值，同时也是一种新的多媒体娱 乐方式。
背景技术：
现在市场上众多的钢琴自动演奏产品不支持多媒体播放或多格式文件播放，很多 厂家的产品为单放式钢琴自动演奏，即没有音箱伴奏功能，只支持单轨MIDI文件，这样的 自动演奏演奏从演奏的效果上来说比较单一，纯钢琴演奏难免失去一些音乐的色彩，这种 产品为最基本型钢琴自动演奏系统。有的产品在这基础上增加了音箱伴奏功能，但支持的 文件格式还是仅限于MIDI格式的文件，同时由于成本和技术问题，这样的产品伴奏的音源 方面只能采用低端的类似于电钢琴方面的音源作为伴奏，明显有别于钢琴本身发出的声 音，所以听起来总是会有一点点不协调的感觉。另一方面由于受到播放文件的限制，使得终 端用户不能自由地选择自己喜欢的曲子来欣赏，因此，国外几个自动演奏厂家的产品都尽 量做到可支持尽可能多的文件格式来满足用户需求，但都是停留在老CD解码技术的产品 上，并且在自动演奏的力度还原上面做的不够细腻，太过于机械化的演奏效果，甚至演奏杂 音很大，很大地损坏⑶伴奏及钢琴自动演奏的效果，同时结构过于复杂，成本也居高不下。
实用新型内容针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种多媒体钢琴自动演 奏系统，设计合理，安装简单，通用性更强，通过智能控制软件使得钢琴自动弹奏更细腻，演 奏效果更好，支持光盘、存储卡和U盘，支持多种多媒体文件格式。为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是一种多媒体钢琴自动演奏系统，其特征在于包括安装在钢琴中盘下方的主控制器，主控制器上设有用于读取多媒体文件的光盘驱 动器、USB接口、读卡器和MIDI格式数据I/O接口，所述光盘驱动器、USB接口、读卡器和 MIDI格式数据I/O接口将多媒体数据送入中央处理单元，所述中央处理单元为专业DVD解码芯片+DSP数位处理器，中央处理单元设有用于监听、音频输出、音频输入的音频I/O接口，中央处理单元设有用于实现人机交互的键盘接口、显示屏接口、遥控器接口，中央处理单元通过驱动处理单元接收自动校准装置的数据，中央处理单元通过驱动处理单元经功放驱动控制琴键的螺线管14，所述驱动处理单元为高速CPU+FPGA大规模集成电路，立式钢琴踏瓣驱动组件41或三角钢琴踏瓣驱动组件51，所述立式钢琴踏瓣驱动组件41与立式琴踏瓣的延音顶杆42串联安装，所述三角钢琴踏瓣驱动组件51通过踏瓣支架53与三角琴踏瓣的延音顶杆52并联安装。在上述技术方案的基础上，所述自动校准装置包括，通过数据线11与振幅传感器 12连接的自动校准模块13，所述振幅传感器为高灵敏宽频率的接触式振幅传感器，贴于钢 琴音板背面的中心位置或音板振幅最大的位置，用于对击打琴键的力度做自适应调整的自 动校准模块固定在振幅传感器旁边。在上述技术方案的基础上，主控制器通过一个AC-DC电源供应器使螺旋管获得 36V的驱动电力。在上述技术方案的基础上，所述螺线管14共80 88个，每一个螺旋管对应一个 琴键，80 88个螺线管均垂直安装在一组固定支架上形成一体，在琴键末端6mm 32mm垂 直于中盘位置处开一条方形长槽15，80 88个螺线管安装于钢琴中盘长槽内，螺线管的胶 帽端直接接触琴键的底部，且螺线管铁芯的运动行程在8 9mm之间。本实用新型所述的多媒体钢琴自动演奏系统，设计合理，安装简单，通用性更强， 通过智能控制软件使得钢琴自动弹奏更细腻，演奏效果更好，支持光盘、存储卡和U盘，支 持多种多媒体文件格式。
本实用新型有如下附图图1自动校准装置的结构示意图，图2本实用新型的结构框图，图3演奏流程图，图4立式钢琴踏瓣驱动组件的安装示意图，图5三角钢琴踏瓣驱动组件的安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型所述多媒体钢琴自动演奏系统为传统钢琴结合微电脑技术的高科技 产品，安装在钢琴上以后，通过专用自动演奏光盘可实现钢琴自动演奏以及加上音箱的伴 奏的功能，可达到现场音乐会的效果，形同把一支乐队请回来了家专门为您演奏，同时该钢 琴自动演奏系统还可以播放市场上常见的音频CD光盘，或通过U盘来播放其它多媒体文 件，可以供人们欣赏音乐，练习弹奏钢琴、钢琴教学等诸多功能。本实用新型所述的多媒体钢琴自动演奏系统，如图2所示，包括安装在钢琴中盘下方的主控制器，主控制器上设有用于读取多媒体文件的光盘驱 动器、USB接口、读卡器和MIDI格式数据I/O接口，所述光盘驱动器、USB接口、读卡器和 MIDI格式数据I/O接口将多媒体数据送入中央处理单元，主控制器安装于钢琴中盘下方便 于操作的位置，支持的媒介分光盘、U盘和闪存卡，支持多种多媒体文件格式；主控制器具 有钢琴数字录音功能，可接驳标准MIDI输入端口，或通过该功能接口与安装在钢琴上的录 音系统完成录放系统；所述中央处理单元为专业DVD解码芯片+DSP数位处理器，中央处理单元设有用于监听、音频输出、音频输入的音频I/O接口，可实现卡拉OK 功能，可接驳有线或无线麦克风，达到视、听等娱乐效果；
4[0031]中央处理单元设有用于实现人机交互的键盘接口、显示屏接口、遥控器接口，由遥 控器操作或按键面板操作，可完成播放、暂停、停止、快进、快退、上一曲、下一曲、音量加减 等等功能，类似传统CD播放机操作，增加媒介选择功能，以及一些设置按钮；中央处理单元通过驱动处理单元接收自动校准装置的数据，中央处理单元通过驱动处理单元经功放驱动控制琴键的螺线管14，中央处理单元 将所支持存储介质的数据解码出音频数据和驱动螺线管需要的数据信息，一路音频信号由 音频输出通道放大至音箱，同时可由监听通道听到声音，另一路螺线管驱动数据信息送至 驱动处理单元进行处理，驱动处理单元根据自动校正模块和中央处理单元送来的数据进行 分析，最后将驱动结果反应在螺线管的驱动力度上；所述驱动处理单元为高速CPU+FPGA大规模集成电路，如图4、5所示，还包括立式钢琴踏瓣驱动组件41或三角钢琴踏瓣驱动组件51，所述立式钢琴踏瓣驱动组件41与立式琴踏瓣的延音顶杆42串联安装，所述三角钢琴踏瓣驱动组件51通过踏瓣支架53与三角琴踏瓣的延音顶杆52并 联安装。在上述技术方案的基础上，如图1、2所示，所述自动校准装置包括，通过数据线11 与振幅传感器12连接的自动校准模块13，所述振幅传感器为高灵敏宽频率的接触式振幅 传感器，贴于钢琴音板背面的中心位置或音板振幅最大的位置，用于对击打琴键的力度做 自适应调整的自动校准模块固定在振幅传感器旁边。振幅传感器12安装于音板震动最强 的位置，用于分析琴键和螺线管在不同力度等级下的驱动信息。在上述技术方案的基础上，如图2所示，主控制器通过一个AC-DC电源供应器使螺 旋管获得36V的驱动电力。在上述技术方案的基础上，如图1、2所示，所述螺线管14共80 88个，每一个螺 旋管对应一个琴键，80 88个螺线管均垂直安装在一组固定支架上形成一体，在琴键末端 6mm 32mm垂直于中盘位置处开一条方形长槽15 (这条长槽需要映射出所有需要安装的琴 键)，80 88个螺线管安装于钢琴中盘长槽内，螺线管的胶帽端直接接触琴键的底部，且螺 线管铁芯的运动行程在8 9mm之间。这样螺线管动作的时候连动琴键也产生相应动作， 同时杂音小，电磁效率高。本实用新型设计合理，安装简单，通用性更强，通过智能控制软件使得钢琴自动弹 奏更细腻，演奏效果更好。其中主控器具有读、写光盘信息的功能，读、写U盘或SD卡以及 CF卡等存储媒介的功能，具有立体声音频或数据音频输出功能，可接驳有源音箱，甚至家庭 影院的音频处理单元，同时可通过主控制器的人机界面对系统进行操控。本实用新型可以 通过自动校准模块对击打琴键的力度做到自适应调整，再加上合理的硬件设计使得弹奏力 度在不同的音量等级上和我们想要等到的效果非常接近，特别是在最小音量情况下做到长 时间播放不丢音。本实用新型添加无线数传遥控器，可对系统进行无线遥控操控，例如添 加红外遥控器对系统进行操控。为提高操控效果，主控制器可安装在钢琴内部，采用无线数 传的方式将需要处理的数据进行交换，同时通过无线数传的方式对系统进行操控。主控器
具有接驳Ethernet网络功能，或者支持Wifi网络功能，可通过网络进行系统升级或下载曲目。本实用新型支持现在市场上大部分流行的多媒体载体，例如CD光盘、DVD光
5盘、U盘、SD卡、CF卡等存储媒介，多媒体载体支持多种格式，例如WAV、MP3、OGG、MIDI、 WAV+MIDI、MP3+MIDI、0GG+MIDI等音乐格式文件，在播放多轨MIDI文件时除了钢琴能自动 弹奏外，音箱也能播放出多轨MIDI文件中的其它伴奏信息。本实用新型工作原理为经过编辑软件编辑输出的编码文件刻录成光盘或直接拷 贝到U盘后，通过主控制器读取文件，将文件解成系统需要的音频信号和驱动信号，音频信 号由音箱播放声音，驱动信号送到驱动单元解出后驱动螺线管击打琴键发声，因此，达到多 媒体自动演奏的效果；自动校准模块的作用是设计模块的硬件和软件部分来分析不同钢琴琴键的击打 力度和琴键连动击弦机自身的产生的力，由于不同钢琴厂家或者同一钢琴厂家甚至同一个 型号的钢琴每台琴之间的琴键击打力度都会存在差异，自动校准模块就是用来修正这块击 打力度，使得每台自动演奏的击弦力度一致，因此击打音量也基本一致。并且通过自动校准 模块还可分析出每个琴键的最小击打力度和最大击打力度，这样最小的音量播放曲目时不 存在或基本上不存在掉音现象，几乎接近音箱的最小音量效果，大音量播放时使每个琴键 的击打力度基本和曲目信息保持一致。一个具体的完整的控制过程可参见图3所示。
权利要求一种多媒体钢琴自动演奏系统，其特征在于包括安装在钢琴中盘下方的主控制器，主控制器上设有用于读取多媒体文件的光盘驱动器、USB接口、读卡器和MIDI格式数据I/O接口，所述光盘驱动器、USB接口、读卡器和MIDI格式数据I/O接口将多媒体数据送入中央处理单元，所述中央处理单元为专业DVD解码芯片+DSP数位处理器，中央处理单元设有用于监听、音频输出、音频输入的音频I/O接口，中央处理单元设有用于实现人机交互的键盘接口、显示屏接口、遥控器接口，中央处理单元通过驱动处理单元接收自动校准装置的数据，中央处理单元通过驱动处理单元经功放驱动控制琴键的螺线管(14)，所述驱动处理单元为高速CPU+FPGA大规模集成电路，立式钢琴踏瓣驱动组件(41)或三角钢琴踏瓣驱动组件(51)，所述立式钢琴踏瓣驱动组件(41)与立式琴踏瓣的延音顶杆(42)串联安装，所述三角钢琴踏瓣驱动组件(51)通过踏瓣支架(53)与三角琴踏瓣的延音顶杆(52)并联安装。
2.如权利要求1所述的多媒体钢琴自动演奏系统，其特征在于所述自动校准装置包 括，通过数据线(11)与振幅传感器(12)连接的自动校准模块(13)，所述振幅传感器为高灵 敏宽频率的接触式振幅传感器，贴于钢琴音板背面的中心位置或音板振幅最大的位置，用 于对击打琴键的力度做自适应调整的自动校准模块固定在振幅传感器旁边。
3.如权利要求1所述的多媒体钢琴自动演奏系统，其特征在于主控制器通过一个 AC-DC电源供应器使螺旋管获得36V的驱动电力。
4.如权利要求1所述的多媒体钢琴自动演奏系统，其特征在于所述螺线管(14)共 80 88个，每一个螺旋管对应一个琴键，80 88个螺线管均垂直安装在一组固定支架上 形成一体，在琴键末端6mm 32mm垂直于中盘位置处开一条方形长槽(15)，80 88个螺 线管安装于钢琴中盘长槽内，螺线管的胶帽端直接接触琴键的底部，且螺线管铁芯的运动 行程在8 9mm之间。
专利摘要本实用新型是一种多媒体钢琴自动演奏系统，包括安装在钢琴中盘下方的主控制器，主控制器上设有用于读取多媒体文件的光盘驱动器、USB接口、读卡器和MIDI格式数据I/O接口，多媒体数据送入设有音频I/O接口、键盘接口、显示屏接口、遥控器接口的中央处理单元，中央处理单元通过驱动处理单元接收自动校准装置的数据，中央处理单元通过驱动处理单元经功放驱动控制琴键的螺线管；立式钢琴踏瓣驱动组件串联安装于延音踏瓣的顶杆位置，三角钢琴踏瓣驱动组件通过踏瓣支架并联安装于延音踏瓣机构。本实用新型设计合理，安装简单，通用性更强，通过智能控制软件使得钢琴自动弹奏更细腻，演奏效果更好，支持光盘、存储卡和U盘，支持多种多媒体文件格式。
文档编号G10F1/02GK201655284SQ20102015361
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者邵坚 申请人:邵坚