一种古琴智能调音器的制作方法

本发明属于弦乐器领域，具体为一种古琴智能调音器。

背景技术：

在弹奏乐器的时候，乐器发出的一个个音节构成了一曲动人的旋律。要弹奏出动听的曲调，必须首先对乐器进行音准的调校。调弦的过程一般可以分为粗调和细调。粗调就是根据耳朵听音的感觉，用手旋转琴轸将各弦的音高大致调到位，为下一步的细调做准备。细调则是在粗调的基础上，将各弦音高牢牢地“锁定”在标准音上，需要在安静的环境中全神贯注地听辨和操作；首先还是“精定”标准音。开启(或吹响、敲响)定音器，使之发出平稳的标准音；轻弹琴弦，听其和标准音高是否一致；如果相差较大，听起来是完全不合谐的两个音，则分辨弦音是偏高还是偏低；若偏高，则略松琴轸，反之则略紧之；然后再发标准音高，再听辨，再微调；直至两个音听起来如同一个音，辨不出差别即可。接下来的步骤基本上是对上述过程的重复，对每一根琴弦进行反复调节，直至标准音和校准音辨别不出差别才算完成整个调音工作。在这过程中人工劳动强度极大，而且琴弦之间振东会相互干扰，导致每一根琴弦需要来回校准多次、耗时非常长，由于需要通过耳朵将标准音与校准音比对，无法达到精确的成都、调音校准往往达不到想要的效果。

鉴于此，本发明提供的一种古琴智能调音器，具有调节速度快、调音效果好的特点，能够在快速地调整完之后达到理想的效果，其具体有益效果如下：

1.本发明通过机体的移动单元将夹弦单元移动到需要调节的琴弦位置，然后夹弦单元将琴弦夹紧并检测琴弦震动产生的音波，在由拨弦单元来拨动琴弦，最后通过控制器控制调弦单元转动琴轸实现调节，此三部分相互配合、自动实现调音校准。

2.本发明采用的夹弦单元在检测时与机体相互脱离，能够排除机体的干扰、保证检测的效果，同时整个夹弦单元体积较小，能够保证夹持稳定。

3.本发明采用的调弦单元采用电机驱动、响应迅速，整个机构将琴轸牢牢夹住，与电机同步转动，可以实现对微小幅度的调节，保证了调音的精准性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题为：本发明所述的一种古琴智能调音器，主要用于解决人工对古琴进行调音校准过程中劳动强度大、耗时长、调音效果不佳的问题，本发明采用自动调音方式，人只需将古琴放置在自动调音装置上，由控制器自动控制移动单元、夹弦单元、拨弦单元和调弦单元自动工作，具有调节速度快、调音效果好的特点。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：本发明所述的一种古琴智能调音器，包括机座、移动单元、夹弦单元、拨弦单元、调弦单元、控制器和显示器；所述机座右侧设置有凹槽结构，这样古琴便可以很方便地从右侧凹槽放入本装置，凹槽底部开有调弦槽；所述移动单元安装在机座凹槽顶部；所述夹弦单元位于移动单元下方，利用电磁吸合方式与移动单元相连接，用于夹紧琴弦；所述拨弦单元安装在移动单元上，用于拨动琴弦；由移动单元带动夹弦单元和拨弦单元沿着古琴前后移动，实现对每一根琴弦的调节；所述调弦单元位于机座凹槽底部调弦槽内，用于实现对琴轸的自动调节；所述控制器和显示器安装在机座上表面，控制器用于控制各单元的工作，显示器用于显示夹弦单元检测到的信号。

所述移动单元包括移位电机、丝杆、导向杆、滑块、电动推杆一和电磁吸头，所述导向杆数量为二；所述电机、丝杆和导向杆安装在机座上；所述滑块安装在丝杆上；所述电动推杆一安装在滑块下表面，由丝杆带动滑块前后移动；所述电磁吸头安装在电动推杆一上，由电动推杆一带动电磁吸头实现上下运动；采用丝杆和滑块结构可以保证移动的位置精准；工作时，移位电机驱动丝杆转动，从而实现滑块的水平移动；此时，安装在滑块下面的电磁吸头处于通电状态，电磁吸头将夹弦单元牢牢吸合，这样滑块就能够顺利地将夹弦单元和拨弦单元移动到需要调节的琴弦位置。

所述夹弦单元包括底座、导杆、活动块、拉杆、夹具和扭力弹簧，所述底座为方块状结构，底座上表面有v型凸槽、由铁质金属制成，电磁吸头在通电时产生磁性与底座实现吸合，工作时电磁吸头为断电状态，这时底座与电磁吸头相分离，避免了夹弦单元检测时受机座的影响；所述导杆数量为二，导杆一端安装在底座上，导杆另一端和夹具铰接；所述活动块由铁质金属制成，活动块安装在导杆上，当电磁吸头通电时活动块同样受磁力作用沿两根导杆向上运动；所述拉杆数量为二，两端分别与活动块和夹具相铰接，活动块上下运动时，拉杆带动夹具张开或者合拢，两夹具相互合拢就可以将琴弦夹紧；所述夹具数量为二，为扁平结构，导杆与夹具铰接部位安装有扭力弹簧，扭力弹簧提供弹力使夹具在通常情况下处于合拢状态，电磁吸头通电时夹具才张开，为夹持琴弦做好准备，夹具夹持端面安装有音频检测模块；所述音频检测模块用于检测拨动琴弦产生的音波。开始工作时，电磁吸头与底座处于吸合状态、活动块也由于磁力吸引向上运动而使夹具处于张开状态，电动推杆一将电磁吸头和夹弦单元向下推动，让夹弦单元靠近琴弦；然后电磁吸头磁性减弱，活动块所受磁力减小、夹具逐步夹紧，当夹具夹紧琴弦时，电磁吸头断电，夹弦单元与电磁吸头分离，处于独立地夹紧琴弦状态。

所述拨弦单元包括拨弦电机、光杆、移动块、滑套、拨弦轴和拨弦杆，所述拨弦电机安装在移动块上；所述光杆数量为二，光杆下端固定在滑块上；所述移动块安装在两根光杆上，移动块能够沿着光杆上下运动，这样整个拨弦电机都可以随着移动块上下运动；所述滑套安装在滑块下表面，滑套侧壁开有螺旋槽；所述拨弦轴一端安装在拨弦电机输出轴上，拨弦轴另一端焊接拨弦杆，拨弦轴中间固联一个滑销；所述拨弦杆为偏心结构，用于拨动琴弦；所述滑销嵌入滑套螺旋槽内，当拨弦电机转动时，由于拨弦轴上的滑销沿着滑套螺旋槽运动，使得拨弦轴在转动的同时上下运动，从而拨弦杆一边转动同时一边上下运动。工作时，拨弦电机带动拨弦轴和焊接在拨弦轴上的偏心拨弦杆转动同时向下移动，让拨弦杆降到琴弦下方，然后拨弦电机反向转动，带动拨弦轴和焊接在拨弦轴上的偏心拨弦杆转动同时向上移动，这样拨弦杆就顺利地实现了拨弦的功能，使琴弦产生震动；然后，夹弦单元就能够顺利检测到琴弦的音波，从而向控制器反馈检测到的信号。

所述调弦单元包括调弦电机、旋转基座、夹紧装置和电动推杆二，所述调弦电机安装在机座凹槽底部调弦槽内；所述旋转基座安装在调弦电机输出轴上，由调弦电机带动旋转基座转动；所述夹紧装置安装在旋转基座上；所述电动推杆二安装在旋转基座上，由于电动推杆二的动力源内置，从而电动推杆二体积较小，且无需使用气泵和液压泵等外部部件，从而可以大大减少所占用的空间；工作时，电动推杆二驱动夹紧装置向下运动，从而两件夹头向中间靠拢将琴轸牢牢夹紧；然后，控制器通过音频检测模块反馈的信号来控制调弦电机转动的方向和角度，从而调弦电机带动旋转基座和安装在旋转基座上的夹紧装置同步转动。

所述夹紧装置包括一号连杆、二号连杆、三号连杆、四号连杆和夹头，所述一号连杆和四号连杆上端分别安装夹头，一号连杆和四号连杆中间与旋转基座铰接，一号连杆下端与二号连杆铰接，四号连杆下端与三号连杆铰接；所述二号连杆、三号连杆和电动推杆二三者铰接；夹紧装置由电动推杆二提供动力实现夹头的夹紧，从而琴轸随着夹紧装置同步转动，就这样电机就可以实现对琴轸的精确调整；多杆机构价格便宜，结构简单，成本较低。

所述电磁吸头为方块状结构，电磁吸头底面有v型凹槽,电磁吸头与底座相互匹配、具有校正和定位作用，通电时保证电磁吸头与底座吸合完好，这样便可以带着夹弦单元一起移动到合适的位置；工作时，电磁吸头断电，夹弦单元便与电磁吸头脱离开。

所述夹头外表面夹持部位包绕一层尼龙材料，保证与琴轸表面紧密接触、不至于出现打滑，保证调节的精度。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过机体的移动单元将夹弦单元移动到需要调节的琴弦位置，然后夹弦单元将琴弦夹紧并检测琴弦震动产生的音波，在由拨弦单元来拨动琴弦，最后通过控制器控制调弦单元转动琴轸实现调节，此三部分相互配合、自动实现调音校准。

2.本发明采用的夹弦单元在检测时与机体相互脱离，能够排除机体的干扰、保证检测的效果，同时整个夹弦单元体积较小，能够保证夹持稳定。

3.本发明采用的调弦单元采用电机驱动、响应迅速，整个机构将琴轸牢牢夹住，与电机同步转动，可以实现对微小幅度的调节，保证了调音的精准性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的移动单元、夹持单元结构示意图；

图3为本发明的调弦单元的结构示意图；

图中：机座1、移动单元2、夹弦单元3、拨弦单元4、调弦单元5、控制器6、显示器7、移位电机21、丝杆22、导向杆23、滑块24、电动推杆一25、电磁吸头26、底座31、导杆32、活动块33、拉杆34、夹具35、音频检测模块351、拨弦电机41、光杆42、移动块43、滑套44、拨弦轴45、拨弦杆46、滑销451、调弦电机51、旋转基座52、夹紧装置53、电动推杆二54、一号连杆531、二号连杆532、三号连杆533、四号连杆534、夹头535。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图3所示，本发明所述的一种古琴智能调音器，包括机座1、移动单元2、夹弦单元3、拨弦单元4、调弦单元5、控制器6和显示器7；所述机座1右侧设置有凹槽结构，这样古琴便可以很方便地从右侧凹槽放入本装置，凹槽底部开有调弦槽；所述移动单元2安装在机座1凹槽顶部；所述夹弦单元3位于移动单元2下方，利用电磁吸合方式与移动单元2相连接，用于夹紧琴弦；所述拨弦单元4安装在移动单元2上，用于拨动琴弦；由移动单元2带动夹弦单元3和拨弦单元4沿着古琴前后移动，实现对每一根琴弦的调节；所述调弦单元5位于机座1凹槽底部调弦槽内，用于实现对琴轸的自动调节；所述控制器6和显示器7安装在机座1上表面，控制器6用于控制各单元的工作，显示器7用于显示夹弦单元3检测到的信号。

所述移动单元2包括移位电机21、丝杆22、导向杆23、滑块24、电动推杆一25和电磁吸头26，所述导向杆23数量为二；所述电机21、丝杆22和导向杆23安装在机座1上；所述滑块24安装在丝杆22上；所述电动推杆一25安装在滑块24下表面，由丝杆22带动滑块24前后移动；所述电磁吸头26安装在电动推杆一25上，由电动推杆一25带动电磁吸头26实现上下运动；采用丝杆22和滑块24结构可以保证移动的位置精准；工作时，移位电机21驱动丝杆22转动，从而实现滑块24的水平移动；此时，安装在滑块24下面的电磁吸头26处于通电状态，电磁吸头26将夹弦单元3牢牢吸合，这样滑块24就能够顺利地将夹弦单元3和拨弦单元4移动到需要调节的琴弦位置。

所述夹弦单元3包括底座31、导杆32、活动块33、拉杆34、夹具35和扭力弹簧，所述底座31为方块状结构，底座31上表面有v型凸槽、由铁质金属制成，电磁吸头26在通电时产生磁性与底座31实现吸合，工作时电磁吸头26为断电状态，这时底座31与电磁吸头26相分离，避免了夹弦单元3检测时受机座1的影响；所述导杆32数量为二，导杆32一端安装在底座31上，导杆32另一端和夹具35铰接；所述活动块33由铁质金属制成，活动块33安装在导杆32上，当电磁吸头26通电时活动块33同样受磁力作用沿两根导杆32向上运动；所述拉杆34数量为二，两端分别与活动块33和夹具35相铰接，活动块33上下运动时，拉杆34带动夹具35张开或者合拢，两夹具35相互合拢就可以将琴弦夹紧；所述夹具35数量为二，为扁平结构，导杆32与夹具35铰接部位安装有扭力弹簧，扭力弹簧提供弹力使夹具35在通常情况下处于合拢状态，电磁吸头26通电时夹具35才张开，为夹持琴弦做好准备，夹具35夹持端面安装有音频检测模块351；所述音频检测模块351用于检测拨动琴弦产生的音波。开始工作时，电磁吸头26与底座31处于吸合状态、活动块33也由于磁力吸引向上运动而使夹具35处于张开状态，电动推杆一25将电磁吸头26和夹弦单元3向下推动，让夹弦单元3靠近琴弦；然后电磁吸头26磁性减弱，活动块33所受磁力减小、夹具35逐步夹紧，当夹具35夹紧琴弦时，电磁吸头26断电，夹弦单元3与电磁吸头分离，处于独立地夹紧琴弦状态。

所述拨弦单元4包括拨弦电机41、光杆42、移动块43、滑套44、拨弦轴45和拨弦杆46，所述拨弦电机41安装在移动块43上；所述光杆42数量为二，光杆42下端固定在滑块24上；所述移动块43安装在两根光杆42上，移动块43能够沿着光杆42上下运动，这样整个拨弦电机41都可以随着移动块43上下运动；所述滑套44安装在滑块24下表面，滑套44侧壁开有螺旋槽；所述拨弦轴45一端安装在拨弦电机41输出轴上，拨弦轴45另一端焊接拨弦杆46，拨弦轴45中间固联一个滑销451；所述拨弦杆46为偏心结构，用于拨动琴弦；所述滑销451嵌入滑套44螺旋槽内，当拨弦电机41转动时，由于拨弦轴45上的滑销451沿着滑套44螺旋槽运动，使得拨弦轴45在转动的同时上下运动，从而拨弦杆46一边转动同时一边上下运动。工作时，拨弦电机41带动拨弦轴45和焊接在拨弦轴45上的偏心拨弦杆46转动同时向下移动，让拨弦杆46降到琴弦下方，然后拨弦电机41反向转动，带动拨弦轴45和焊接在拨弦轴45上的偏心拨弦杆46转动同时向上移动，这样拨弦杆46就顺利地实现了拨弦的功能，使琴弦产生震动；然后，夹弦单元3就能够顺利检测到琴弦的音波，从而向控制器6反馈检测到的信号。

所述调弦单元5包括调弦电机51、旋转基座52、夹紧装置53和电动推杆二54，所述调弦电机51安装在机座1凹槽底部调弦槽内；所述旋转基座52安装在调弦电机51输出轴上，由调弦电机51带动旋转基座52转动；所述夹紧装置53安装在旋转基座52上；所述电动推杆二54安装在旋转基座52上，由于电动推杆二54的动力源内置，从而电动推杆二54体积较小，且无需使用气泵和液压泵等外部部件，从而可以大大减少所占用的空间；工作时，电动推杆二54驱动夹紧装置53向下运动，从而两件夹头535向中间靠拢将琴轸牢牢夹紧；然后，控制器6通过音频检测模块351反馈的信号来控制调弦电机51转动的方向和角度，从而调弦电机51带动旋转基座52和安装在旋转基座52上的夹紧装置53同步转动。

所述夹紧装置53包括一号连杆531、二号连杆532、三号连杆533、四号连杆534和夹头535，所述一号连杆531和四号连杆534上端分别安装夹头535，一号连杆531和四号连杆534中间与旋转基座52铰接，一号连杆531下端与二号连杆532铰接，四号连杆534下端与三号连杆533铰接；所述二号连杆532、三号连杆533和电动推杆二54三者铰接；夹紧装置53由电动推杆二54提供动力实现夹头535的夹紧，从而琴轸随着夹紧装置53同步转动，就这样电机就可以实现对琴轸的精确调整；多杆机构价格便宜，结构简单，成本较低。

所述电磁吸头26为方块状结构，电磁吸头26底面有v型凹槽,电磁吸头26与底座31相互匹配、具有校正和定位作用，通电时保证电磁吸头26与底座31吸合完好，这样便可以带着夹弦单元3一起移动到合适的位置；工作时，电磁吸头26断电，夹弦单元3便与电磁吸头26脱离开。

所述夹头535外表面夹持部位包绕一层尼龙材料，保证与琴轸表面紧密接触、不至于出现打滑，保证调节的精度。

具体工作流程如下：

工作时，首先将古琴从机座1右侧凹槽放入本装置，保证琴轸正好处于调弦槽内；移位电机21驱动丝杆22转动，从而实现滑块24的水平移动，此时，安装在滑块24下面的电磁吸头26处于通电状态，电磁吸头26将夹弦单元3牢牢吸合，这样滑块24就能够顺利地将夹弦单元3和拨弦单元4移动到需要调节的琴弦位置；电磁吸头26与底座31处于吸合状态、活动块33也由于磁力吸引向上运动而使夹具35处于张开状态，接下来，电动推杆一25将电磁吸头26和夹弦单元3向下推，让夹弦单元3靠近琴弦；然后电磁吸头26磁性减弱，活动块33所受磁力减小、夹具35逐步夹紧，当夹具35夹紧琴弦时，电磁吸头26断电，夹弦单元3与电磁吸头分离，处于独立地夹紧琴弦状态；然后，电动推杆二54驱动夹紧装置53向下运动，从而两件夹头535向中间靠拢将琴轸牢牢夹紧；紧接着，拨弦电机41带动拨弦轴45和焊接在拨弦轴45上的偏心拨弦杆46转动同时向下移动，让拨弦杆46降到琴弦下方，然后拨弦电机41反向转动，带动拨弦轴45和焊接在拨弦轴45上的偏心拨弦杆46转动同时向上移动，这样拨弦杆46就顺利地实现了拨弦的功能，使琴弦产生震动，夹弦单元3就能够顺利检测到琴弦的音波，从而向控制器6反馈检测到的信号；控制器6通过音频检测模块351反馈的信号来控制调弦电机51转动的方向和角度，从而调弦电机51带动旋转基座52和安装在旋转基座52上的夹紧装置53同步转动，这样夹紧装置53上的夹具就顺利地实现了对琴轸的调节。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。