可穿戴小提琴教育装备的制作方法

本发明涉及乐器教学设备技术领域，特别是涉及一种可穿戴小提琴教育装备。

背景技术：

小提琴广泛流传于世界各国，是现代管弦乐队弦乐组中最主要的乐器。小提琴在器乐中占据非常重要的地位，是现代交响乐队的支柱，也是具有高难度演奏技巧的独奏乐器，与钢琴、古典吉他并称为世界三大乐器。

现如今学习小提琴的青少年越来越多，然而和其它乐器相比，推广程度还是有一定差距，主要原因是小提琴入门相对偏难，许多初学者难以掌握持琴姿势(主要是指左手持琴)，影响了学习小提琴的兴趣。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种可穿戴小提琴教育装备，以协助初学者掌握持琴姿势，提升学习兴趣。

一种可穿戴小提琴教育装备，包括胸部固定机构、以及分别与所述胸部固定机构的两端固定连接的左手外骨骼机构和右手外骨骼机构，所述左手外骨骼机构包括依次转动连接的左肩部基座、左肩部外侧机构、左大臂机构、左小臂后部机构、左小臂前部机构、左手掌机构、左手指机构，所述胸部固定机构与所述左肩部基座固定连接，所述左肩部基座上设有用于夹持小提琴的卡块，所述左大臂机构上设有用于固定使用者左大臂的左大臂绑带，所述左小臂前部机构上设有用于固定使用者左小臂的左小臂绑带，所述左手掌机构上设有用于固定使用者左手掌的左手掌绑带，所述左手指机构包括左大拇指机构、左食指机构、左中指机构、左无名指机构、左小指机构，所述左大拇指机构、所述左食指机构、所述左中指机构、所述左无名指机构、所述左小指机构上分别设有用于固定使用者左手各手指的指扣。

根据本发明提出的可穿戴小提琴教育装备，使用时，将胸部固定机构套设在使用者的胸部位置，左手外骨骼机构和右手外骨骼机构分别用于固定使用者的左手外骨骼和右手外骨骼，其中，对于需要持琴的左手，可以将左肩部基座和左肩部外侧机构安装在使用者左肩上，将使用者左大臂固定在左大臂绑带上，将使用者左小臂固定在左小臂绑带上，将使用者左手掌固定在左手掌绑带上，将使用者左手的各个手指固定在左手指机构中相应的指扣上，然后将小提琴放置在左手外骨骼机构上，使小提琴的尾部卡在左肩部基座上设置的卡块中，小提琴的头部夹持在左手指机构中，由于左肩部基座、左肩部外侧机构、左大臂机构、左小臂后部机构、左小臂前部机构、左手掌机构、左手指机构是依次转动连接的，因此，可以调节相邻两个机构之间的角度，具体可以由指导老师帮助使用者将各个机构调节到合适的位置，调节好后，使各个机构的位置保持不变，从而能够协助使用者掌握正确的持琴姿势，帮助初学者快速度过入门期，增强初学者学习小提琴的兴趣，提高初学者的自信程度。

另外，根据本发明提供的可穿戴小提琴教育装备，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述卡块包括主板及沿所述主板的两端向同一方向延伸出的侧板，其中一个所述侧板固定在所述左肩部基座上，两个所述侧板与所述主板围合成用于夹持小提琴的卡槽，所述主板上设有一通孔。

进一步地，所述左小臂后部机构靠近所述左小臂前部机构的一端设有弧形的支撑结构。

进一步地，所述左肩部基座内设有用于驱动所述左肩部外侧机构转动的第一舵机，所述左肩部外侧机构内设有用于驱动所述左大臂机构转动的第二舵机，所述左大臂机构内设有用于驱动所述左小臂后部机构转动的第三舵机，所述左小臂后部机构内设有用于驱动所述左小臂前部机构转动的第四舵机，所述左小臂前部机构内设有用于驱动所述左手掌机构转动的第五舵机，所述左手掌机构内设有用于驱动所述左手指机构转动的第六舵机。

进一步地，所述左小臂后部机构与所述左小臂前部机构之间通过转轴连接，所述转轴的一端与所述第四舵机连接，所述第四舵机带动所述转轴旋转，所述转轴的另一端与所述左小臂前部机构固定连接。

进一步地，所述左手指机构由所述第六舵机采用欠驱动的方式进行驱动。

进一步地，所述右手外骨骼机构包括依次转动连接的右肩部基座、右肩部外侧机构、右大臂机构、右小臂后部机构、右小臂前部机构、右手掌机构、右手指机构，所述胸部固定机构与所述右肩部基座固定连接，所述右大臂机构上设有用于固定使用者右大臂的右大臂绑带，所述右小臂前部机构上设有用于固定使用者右小臂的右小臂绑带，所述右手掌机构上设有用于固定使用者右手掌的右手掌绑带，所述右手指机构包括右大拇指机构、右食指机构、右中指机构、右无名指机构、右小指机构，所述右大拇指机构、右食指机构、所述右中指机构、所述右无名指机构、所述右小指机构上分别设有用于固定使用者右手各手指的指扣。

进一步地，所述右肩部基座内设有用于驱动所述右肩部外侧机构转动的第七舵机，所述右肩部外侧机构内设有用于驱动所述右大臂机构转动的第八舵机，所述右大臂机构内设有用于驱动所述右小臂后部机构转动的第九舵机，所述右小臂后部机构内设有用于驱动所述右小臂前部机构转动的第十舵机，所述右小臂前部机构内设有用于驱动所述右手掌机构转动的第十一舵机，所述右手掌机构内设有用于驱动所述右手指机构转动的第十二舵机。

进一步地，所述右手指机构由所述第十二舵机采用欠驱动的方式进行驱动。

进一步地，所述胸部固定机构上设有主机控制装置，所述主机控制装置分别与所述第一舵机、所述第二舵机、所述第三舵机、所述第四舵机、所述第五舵机、所述第六舵机、所述第七舵机、所述第八舵机、所述第九舵机、所述第十舵机、所述第十一舵机、所述第十二舵机电性连接。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例的可穿戴小提琴教育装备在第一视角下的结构示意图；

图2是本发明一实施例的可穿戴小提琴教育装备在第二视角下的结构示意图；

图3是左小臂后部机构和左小臂前部机构的连接结构示意图；

图4是图3中圈ii的放大图；

图5是卡块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图5，本发明的一实施例提出的可穿戴小提琴教育装备，包括胸部固定机构10、以及分别与所述胸部固定机构10的两端固定连接的左手外骨骼机构20和右手外骨骼机构30。其中，胸部固定机构10具体呈环形结构，用于套设在使用者的胸部位置。

所述左手外骨骼机构20包括依次转动连接的左肩部基座21、左肩部外侧机构22、左大臂机构23、左小臂后部机构24、左小臂前部机构25、左手掌机构26、左手指机构27。

左肩部基座21以及左肩部外侧机构22的形状与人的左肩匹配，使用时，可以将左肩部基座21和左肩部外侧机构22安装在使用者的左肩上。所述胸部固定机构10与所述左肩部基座21固定连接，所述左肩部基座21上设有用于夹持小提琴的卡块60，用于夹持小提琴的尾部。

具体的，所述卡块60包括主板61及沿所述主板61的两端向同一方向延伸出的侧板62，其中一个所述侧板62固定在所述左肩部基座21上，两个所述侧板62与所述主板61围合成用于夹持小提琴的卡槽63，小提琴的尾部卡设在卡槽63中，具体的，在所述主板61上设有一通孔64，用于容纳小提琴尾部的凸起结构，保证小提琴夹持的稳定性。

所述左大臂机构23上设有用于固定使用者左大臂的左大臂绑带231，左大臂绑带231具体可以采用可拆卸式结构。

所述左小臂前部机构25上设有用于固定使用者左小臂的左小臂绑带251，左小臂绑带251具体可以采用可拆卸式结构，具体的，使用者左小臂固定在左小臂绑带251上时，左小臂前部机构25和左小臂后部机构24同时用于支撑使用者的左小臂。

本实施例中，所述左小臂后部机构24靠近所述左小臂前部机构25的一端设有弧形的支撑结构241，用于当使用者左小臂固定在左小臂绑带251上时，增加使用者的舒适感。

所述左手掌机构26上设有用于固定使用者左手掌的左手掌绑带261，左手掌绑带261具体可以采用可拆卸式结构。

所述左手指机构27包括左大拇指机构271、左食指机构272、左中指机构273、左无名指机构274、左小指机构275，所述左大拇指机构271、所述左食指机构272、所述左中指机构273、所述左无名指机构274、所述左小指机构275上分别设有用于固定使用者左手各手指的指扣28。左大拇指机构271、左食指机构272、左中指机构273、左无名指机构274、左小指机构275围合所形成的结构用于夹持小提琴的头部。

上述可穿戴小提琴教育装备，在使用时，将胸部固定机构10套设在使用者的胸部位置，左手外骨骼机构20和右手外骨骼机构20分别用于固定使用者的左手外骨骼和右手外骨骼，其中，对于需要持琴的左手，可以将左肩部基座21和左肩部外侧机构22安装在使用者左肩上，将使用者左大臂固定在左大臂绑带231上，将使用者左小臂固定在左小臂绑带251上，将使用者左手掌固定在左手掌绑带261上，将使用者左手的各个手指固定在左手指机构27中相应的指扣28上，然后将小提琴放置在左手外骨骼机构20上，使小提琴的尾部卡在左肩部基座21上设置的卡块60中，小提琴的头部夹持在左手指机构27中，由于左肩部基座21、左肩部外侧机构22、左大臂机构23、左小臂后部机构24、左小臂前部机构25、左手掌机构26、左手指机构27是依次转动连接的，因此，可以调节相邻两个机构之间(或者左肩部基座21与左肩部外侧机构22之间)的角度，具体可以由指导老师帮助使用者将各个机构调节到合适的位置，调节好后，使各个机构的位置保持不变，从而能够协助使用者掌握正确的持琴姿势，帮助初学者快速度过入门期，增强初学者学习小提琴的兴趣，提高初学者的自信程度。

具体的，为了实现左肩部基座21、左肩部外侧机构22、左大臂机构23、左小臂后部机构24、左小臂前部机构25、左手掌机构26、左手指机构27依次转动连接，本实施例中，所述左肩部基座21内设有用于驱动所述左肩部外侧机构22转动的第一舵机，所述左肩部外侧机构22内设有用于驱动所述左大臂机构23转动的第二舵机，所述左大臂机构23内设有用于驱动所述左小臂后部机构24转动的第三舵机，所述左小臂后部机构24内设有用于驱动所述左小臂前部机构25转动的第四舵机，所述左小臂前部机构25内设有用于驱动所述左手掌机构26转动的第五舵机，所述左手掌机构26内设有用于驱动所述左手指机构27转动的第六舵机，以上驱动结构与现有的人形机器人手臂的驱动方式相同，因此，具体结构不再赘述。

需要指出的是，由于相邻两个机构之间(或者左肩部基座21与左肩部外侧机构22之间)的角度是通过舵机驱动实现的，因此，在舵机开启时，能够调节相邻两个机构之间(或者左肩部基座21与左肩部外侧机构22之间)的角度(能够调节到合适的姿势)，而在舵机关闭时，不能再调节相邻两个机构之间(或者左肩部基座21与左肩部外侧机构22之间)的角度，这样，相邻两个机构之间(或者左肩部基座21与左肩部外侧机构22之间)不再发生相对位置的变化(保持调节好的姿势不再变动)。

本实施例中，所述左小臂后部机构24与所述左小臂前部机构25之间通过转轴29连接，所述转轴29的一端与所述第四舵机连接，所述第四舵机带动所述转轴旋转，所述转轴29的另一端与所述左小臂前部机构25固定连接，具体通过第四舵机驱动转轴29转动，进而带动左小臂后部机构24与左小臂前部机构25之间转动，从而模拟使用者在左手持小提琴时，左小臂前部与左小臂后部之间的相对转动。

本实施例中，所述左手指机构27由所述第六舵机采用欠驱动的方式进行驱动。

此外，右手外骨骼机构30用于固定使用者的右手，具体的，所述右手外骨骼机构30包括依次转动连接的右肩部基座31、右肩部外侧机构32、右大臂机构33、右小臂后部机构34、右小臂前部机构35、右手掌机构36、右手指机构37。

右肩部基座31以及右肩部外侧机构32的形状与人的右肩匹配，使用时，可以将右肩部基座31和右肩部外侧机构32安装在使用者的右肩上。所述胸部固定机构10与所述右肩部基座31固定连接。

所述右大臂机构33上设有用于固定使用者右大臂的右大臂绑带331，右大臂绑带331具体可以采用可拆卸式结构。

所述右小臂前部机构35上设有用于固定使用者右小臂的右小臂绑带351，右小臂绑带351具体可以采用可拆卸式结构。

所述右手掌机构36上设有用于固定使用者右手掌的右手掌绑带(图未示，与左手掌绑带261类似)，右手掌绑带具体可以采用可拆卸式结构。

所述右手指机构37包括右大拇指机构、右食指机构、右中指机构、右无名指机构、右小指机构，所述右大拇指机构、右食指机构、所述右中指机构、所述右无名指机构、所述右小指机构上分别设有用于固定使用者右手各手指的指扣(图未示，与左手指机构27上的指扣28类似)。右大拇指机构、右食指机构、右中指机构、右无名指机构、右小指机构围合所形成的结构用于夹持拉弦。

右手外骨骼机构30主要用于在拉小提琴时，固定使用者的右手，帮助使用者掌握正确的右手放置姿势以及拉弦姿势。具体的，可以将左肩部基座21和左肩部外侧机构22安装在使用者左肩上，将使用者右大臂固定在右大臂绑带331上，将使用者右小臂固定在右小臂绑带351上，将使用者右手掌固定在右手掌绑带上，将使用者右手的各个手指固定在右手指机构37中相应的指扣上，然后将拉弦夹持在右大拇指机构、右食指机构、右中指机构、右无名指机构、右小指机构围合所形成的结构中。

由于右肩部基座31、右肩部外侧机构32、右大臂机构33、右小臂后部机构34、右小臂前部机构35、右手掌机构36、右手指机构37是依次转动连接的，因此，可以调节相邻两个机构之间(或者右肩部基座31与右肩部外侧机构32之间)的角度，具体可以由指导老师帮助使用者将各个机构调节到合适的位置，调节好后，使各个机构的位置保持不变，从而能够协助使用者掌握正确的右手放置姿势以及拉弦姿势。

具体的，为了实现右肩部基座31、右肩部外侧机构32、右大臂机构33、右小臂后部机构34、右小臂前部机构35、右手掌机构36、右手指机构37依次转动连接，本实施例中，所述右肩部基座31内设有用于驱动所述右肩部外侧机构32转动的第七舵机，所述右肩部外侧机构32内设有用于驱动所述右大臂机构33转动的第八舵机，所述右大臂机构33内设有用于驱动所述右小臂后部机构34转动的第九舵机，所述右小臂后部机构34内设有用于驱动所述右小臂前部机构35转动的第十舵机，所述右小臂前部机构35内设有用于驱动所述右手掌机构36转动的第十一舵机，所述右手掌机构36内设有用于驱动所述右手指机构37转动的第十二舵机。同理，以上驱动结构与现有的人形机器人手臂的驱动方式相同，因此，具体结构不再赘述。

同样，需要指出的是，由于相邻两个机构之间(或者右肩部基座31与右肩部外侧机构32之间)的角度是通过舵机驱动实现的，因此，在舵机开启时，能够调节相邻两个机构之间(或者右肩部基座31与右肩部外侧机构32之间)的角度(能够调节到合适的姿势)，而在舵机关闭时，不能再调节相邻两个机构之间(或者右肩部基座31与右肩部外侧机构32之间)的角度，这样，相邻两个机构之间(或者右肩部基座31与右肩部外侧机构32之间)不再发生相对位置的变化(保持调节好的姿势不再变动)。

本实施例中，所述右小臂后部机构34与所述右小臂前部机构35之间也通过转轴连接，其连接结构与左小臂后部机构24和左小臂前部机构25之间的连接结构类似，在此不于赘述。

本实施例中，所述右手指机构37由所述第十二舵机也采用欠驱动的方式进行驱动。

需要指出的是，本实施例的可穿戴小提琴教育装备还应包括用于为各个用电机构供电的电源装置以及控制系统，电源装置例如采用锂电池进行供电，锂电池可以根据实际情况设置在胸部固定机构10或左手外骨骼机构30或右手外骨骼机构30上。

本实施例中，在所述胸部固定机构10上设有主机控制装置40，由主机控制装置40作为控制系统，来控制各个舵机的工作状态。主机控制装置40例如采用集成芯片，所述主机控制装置40分别与所述第一舵机、所述第二舵机、所述第三舵机、所述第四舵机、所述第五舵机、所述第六舵机、所述第七舵机、所述第八舵机、所述第九舵机、所述第十舵机、所述第十一舵机电性连接。

具体实施时，可以通过外部输入设备向主机控制装置40输入乐谱，由主机控制装置40采用现有的乐谱识别软件，将乐谱信息转换为电信号的控制指令，进而根据乐谱内容控制各个舵机的工作状态，实现左手外骨骼机构30和右手外骨骼机构30的自动控制，具体实现方式可以采用现有的小提琴演奏机器人，然后使用者只需跟随左手外骨骼机构30和右手外骨骼机构30进行操作即可，协助使用者演奏小提琴。

此外，作为一个具体实施方式，在所述右肩部基座31上设有摄像头50，摄像头50与所述主机控制装置40电性连接，摄像头50用于拍摄乐谱图片，并将拍摄的乐谱图片发送给主机控制装置40，主机控制装置40通过图片识别技术对乐谱图片进行识别，以获得乐谱信息，然后采用现有的乐谱识别软件，将乐谱信息转换为电信号的控制指令，进而根据乐谱内容控制各个舵机的工作状态，实现左手外骨骼机构30和右手外骨骼机构30的自动控制，使用者只需跟随左手外骨骼机构30和右手外骨骼机构30进行操作即可，协助使用者演奏小提琴。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。