专利名称：一种吉他弹奏辅助装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吉他弹奏辅助装置。
背景技术：
吉他是一种需要弹奏者双手操作的乐器。一般用左手手指按压琴弦上端的不同位置(称为品)，同时用右手弹拨或扫拨琴弦的下端以奏出旋律。通常，左手操作有一定固定的指法，称为和弦手法。弹奏者只有掌握这些手法，并能熟练灵活地在这些手法间切换，才可以配合右手扫弦进行歌曲伴奏。对于吉他初学者，掌握右手的操作相对容易，而要掌握左手指法非常困难。主要原因有1、吉他琴弦比较硬，大多初学者的手指无法承受琴弦的反作用力；2、吉他的琴颈有一定的宽度，品与品之间有一定的距离，对于手较小的人来说，左手操作更困难；3、有些人因先天原因或无足够的时间练习，左手始终达不到伴奏所需的灵活度。由于上述原因，大多数人最终放弃了弹奏吉他。对于寻求简单乐器伴唱的人来说，吉他通常被认为是最好的选择。但由于掌握吉他左手指法比较困难，一般人需要花费一个月甚至更长时间才可以进行简单伴唱，这对于很多人来说是不可接受的。目前也出现了一些吉他弹奏辅助器。有的吉他弹奏辅助器是利用不同的结构完成吉他和弦变换，但是所述结构存在着以下缺陷不能流畅地变换和弦，不能很好地辅助伴奏和弦，从而无法组成复杂的歌曲；有的吉他弹奏辅助器不能实现吉他和弦的自动变换，吉他初学者无法流畅地变换和弦的问题没有被解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种吉他弹奏辅助装置，把本装置安装到吉他的琴颈上，弹奏者只要用一只手的手指按压弹奏键，通过控制电路板控制压弦块动作，可分别完成放松或按压相应琴弦(即代替人的一只手放松或按压相应琴弦)，弹奏者以另一只手简单地拨动或扫动琴弦，即可进行吉他弹奏或伴唱。为解决上述技术问题，本发明提供了一种吉他弹奏辅助装置，它有空心盒体、设置在盒体上且用以将本装置安装到吉他琴颈上的安装结构、压弦机构、设置在盒体上的若干弹奏键、设置在盒体内且与弹奏键电连接的控制电路板，压弦机构包括结构相同且分别与控制电路板电连接的若干压弦组件，所述压弦组件按横向间隔和纵向间隔的行列方式布置，以致形成若干方形网格结构，方形网格结构的每个交汇点上仅有一个压弦组件，所述若干压弦组件与吉他的琴颈上的各品所在区域分别在位置上一一对应，每一列中的压弦组件的数量与琴弦的数量相同，每一行中的压弦组件的数量至少为三个，每个压弦组件至少包括压弦块，压弦块的外端穿经盒体的底板从盒体中露出，每一列中的每两个相邻压弦块之间的间距与每两个相邻琴弦之间的间距分别在位置上一一相对应。为能简洁说明问题起见，以下对本发明所述一种吉他弹奏辅助装置均简称为本装置。所述控制电路板用于本装置的内部控制，控制电路板内储存了每一弹奏键、与该弹奏键相关联的相应数量压弦块动作的映射关系程序。具体讲就是控制电路板内预先定义和建立弹奏键和压弦块动作的映射关系表，常用的和弦只通过一个弹奏键或简单的弹奏键组合即可实现；一个或多个不同的映射关系表可同时储存在控制电路板内，弹奏者在弹奏前选择其中一个即可；弹奏者根据需要，可更改映射关系表，更改后映射关系表将长期储存，直到再次更改或复位。通过安装结构将本装置安装到吉他的琴颈，确保每一列中的每两个相邻压弦块之间的间距与每两个相邻琴弦之间的间距分别在位置上一一相对应，且压弦块与琴弦之间留有间隙，使得本装置与琴颈的相对位置固定。本装置的工作原理为弹奏时，弹奏者根据需要，选择性地按压一个弹奏键或几个弹奏键的组合，控制电路板根据弹奏键和压弦块动作的映射关系表，向相应数量的压弦组件发出指令，压弦组件根据指令让相应的压弦块动作，使得压弦块的穿出端分别实现放松或按压相应琴弦，实现和弦变换。综上所述，把本装置安装到吉他的琴颈上，弹奏者只要用一只手的手指按压弹奏键，通过控制电路板控制压弦块动作，可分别实现放松或按压相应琴弦(即代替人的一只手放松或按压相应琴弦)，弹奏者以另一只手简单地拨动或扫动琴弦，即可进行吉他弹奏或伴唱。作为本发明的一个优选，所述每个压弦组件还包括置于盒体内的电机、蜗杆、与蜗杆相啮合的扇形蜗轮、竖直悬臂、限位开关，电机固设在盒体内且与控制电路板电连接，电机轴和蜗杆同轴连接，蜗杆与蜗轮的圆弧段上侧啮合，蜗轮的圆弧段下侧分别与压弦块的内端、悬臂的上端相接，蜗轮上与蜗轮的圆弧段相远离的径向另一端与盒体底板铰接，限位开关固设在盒体内且位置与悬臂相对应，限位开关的长度方向两侧各有一块向上延伸且指向蜗轮的竖直限位板，悬臂的下端置于两个限位板之间。采用上述的压弦组件，弹奏时，弹奏者根据需要，选择性地按压一个弹奏键或几个弹奏键的组合，控制电路板根据弹奏键和压弦块动作的映射关系表，向相应数量的压弦组件发出指令，压弦组件根据指令让相应的电机按相应的方向转动，对于所述的每个压弦组件而言，通过蜗杆驱动蜗轮绕其铰接位置上下旋转，让设置在蜗轮上的相应压弦块也随之动作，当蜗轮的圆弧段分别到达其上极限位置或下极限位置时，使得压弦块的穿出端分别完成放松或按压相应琴弦，实现和弦变换，同时使得悬臂分别与相应侧的限位板接触，触发限位开关，让电机停转。作为本发明的另一个优选，所述每个压弦组件还包括置于盒体内的电磁继电器、 弹性金属片，金属片的一端有弧形折弯段，折弯段所对应的圆心靠近金属片的另一端，电磁继电器的线圈与控制电路板电连接，金属片通过折弯段与电磁继电器相接，金属片的另一端与压弦块的内端相接，且电磁继电器、压弦块分别处于金属片的两侧。采用上述的压弦组件，弹奏时，弹奏者根据需要，选择性地按压一个弹奏键或几个弹奏键的组合，控制电路板根据弹奏键和压弦块动作的映射关系表，向相应数量的压弦组件发出指令，压弦组件根据指令让相应的电磁继电器的线圈得电或失电，对于所述的每个压弦组件而言，通过线圈吸附或放开金属片，让设置在金属片另一端上的相应压弦块也随之动作，使得压弦块的穿出端分别完成放松或按压相应琴弦，实现和弦变换。作为本发明的再一个优选，所述每个压弦组件还包括置于盒体内的电机、螺杆、与盒体滑动配合的偏心螺母，电机与控制电路板电连接，电机轴和螺杆同轴连接，螺杆与偏心螺母的一端旋接，偏心螺母的另一端与压弦块的内端相接，且电机、压弦块分别处于偏心螺母的两侧。采用上述的压弦组件，弹奏时，弹奏者根据需要，选择性地按压一个弹奏键或几个弹奏键的组合，控制电路板根据弹奏键和压弦块动作的映射关系表，向相应数量的压弦组件发出指令，压弦组件根据指令让相应的电机按相应的方向转动，对于所述的每个压弦组件而言，通过螺杆驱动偏心螺母沿螺杆轴向移动，让设置在偏心螺母上的相应压弦块也随之动作，使得压弦块的穿出端分别完成放松或按压相应琴弦，实现和弦变换。作为本发明的进一步优选，所述控制电路板上有与电脑相连的接口 ；所述安装结构包括两个半圆形卡圈，两个卡圈分别位于盒体的底板的上部和下部，两个卡圈的同侧一端与盒体的底板铰接，两个卡圈的同侧另一端与盒体的底板卡接。采用所述的接口，使控制电路板通过接口与电脑连接，便于向控制电路板内储存每一弹奏键、与该弹奏键相关联的相应数量压弦块动作的映射关系程序；采用上述的安装结构，使得本装置易于安装到吉他的琴颈，使本装置与吉他的琴颈固定。本装置适用于吉他初学者、希望短时间内学会吉他伴唱的歌手、因先天或后天原因不能灵活有效压紧吉他琴弦的弹奏者等。
图1为本装置实施例一的工作安装图； 图2为本装置实施例一的立体图3为本装置实施例一的轴测分解立体图； 图4为本装置实施例一中压弦组件的立体图； 图5为图1的B部放大图； 图6为本装置实施例一中控制电路板的原理框图； 图6-1为图6中电机控制电路的电路图； 图6-2为图6中主控制电路的电路图； 图6-3为图6中USB接口电路的电路图； 图6-4为图6中键盘输入控制电路的电路图； 图7为本装置实施例二中压弦组件的立体图； 图8为本装置实施例三中压弦组件的立体图。
具体实施例方式下面结合附图并通过实施方式来进一步说明本发明。实施例一
参见图1-图5，本装置有空心盒体1、设置在盒体1上且用以将本装置安装到吉他A的琴颈Al上的安装结构、压弦机构、设置在盒体1上的七个弹奏键4、设置在盒体1内且与弹奏键4电连接的控制电路板5，控制电路板5上有与电脑相连的接口(图4中未示出所述接口)。盒体1包括上盖11和底板12。为能简洁说明问题起见，图1、图2、图5中仅示出了两个弹奏键4，图4仅示出了所述两个弹奏键4的穿出孔(图4中未示出两个穿出孔的件号)。弹奏键4设置在上盖11的侧面。压弦机构包括结构相同且分别与控制电路板5电连接的二十四个压弦组件3，所述压弦组件3同时按横向间隔和纵向间隔的行列方式布置，以致形成若干方形网格结构， 方形网格结构的每个交汇点上仅有一个压弦组件3，每一列中的压弦组件3的数量与琴弦的数量相同(均为六个，图1、图5中未示出琴弦的件号)，每一行中的压弦组件3的数量为四个。每个压弦组件3包括压弦块31及置于盒体1内的电机32、蜗杆33、与蜗杆33相啮合的扇形蜗轮34、竖直悬臂35、限位开关36，电机32固设在盒体1内且与控制电路板5 电连接，电机轴和蜗杆33同轴连接，蜗杆33与蜗轮34的圆弧段上侧啮合，蜗轮34的圆弧段下侧分别与压弦块31的内端、悬臂35的上端相接，蜗轮34上与蜗轮34的圆弧段相远离的径向另一端37与盒体1的底板12铰接，限位开关36固设在盒体1内且位置与悬臂35 相对应，限位开关36的长度方向两侧各有一块向上延伸且指向蜗轮34的竖直限位板361， 悬臂35的下端置于两个限位板361之间。压弦块31的外端穿经盒体1的底板12从盒体1中露出，每一列中的每两个相邻压弦块31之间的间距与每两个相邻琴弦之间的间距分别在位置上一一相对应。安装结构包括两个半圆形卡圈2，两个卡圈2分别位于盒体1的底板12的上部和下部，两个卡圈2的同侧一端与盒体1的底板12铰接，两个卡圈2的同侧另一端与盒体1 的底板12卡接。通过安装结构将本装置安装到吉他A的琴颈Al，确保每一列中纵向的每两个相邻压弦块31之间的间距与每两个相邻琴弦之间的间距分别在位置上一一相对应，且压弦块31与琴弦之间留有间隙，使得本装置与琴颈Al的相对位置固定。参见图6，控制电路板用于本装置的内部控制，且由键盘输入控制电路、USB接口电路、电机控制电路和主控制电路组成。键盘输入控制电路用来把弹奏键4和其他潜在设计的功能键的信号输入至主控制电路。USB接口电路用来实现本装置与电脑的连接，用来向控制电路板5内预先定义和建立弹奏键4和压弦块31动作的映射关系表。弹奏者根据需要，可更改映射关系表，更改后映射关系表将长期储存，直到再次更改或复位。电机控制电路用来执行主控制电路的电机32的控制指令(正反转与停)并向主控制电路发送电机32的位置信号。主控制电路内储存了每一弹奏键4、与该弹奏键4相关联的相应数量压弦块31动作的映射关系程序。一个或多个不同的映射关系表可同时储存在控制电路板5内，弹奏者在弹奏前选择其中一个即可。只要按动任一弹奏键4 (常用的和弦只通过一个弹奏键4或简单的弹奏键4的组合即可实现)，控制电路板5在映射关系程序的控制下，向与该弹奏键4有映射关系的压弦组件3中的相应电机32发出控制信号，控制相应电机32转动，从而使相应的压弦块31按压、放松琴弦。
参见图6-1，电机控制电路由电机控制芯片、数据选择器、译码器、与门、反相器等组成。由于要控制的电机32较多，图纸幅面有限，故图6-1中只公布了任一行中四个横向的压弦组件3中的四个电机32的电机控制电路。电机控制电路由电机控制芯片ICl一IC4、 数据选择器Ul、译码器U2、与门U3A、与门U3B、反相器U4A组成，电机控制芯片ICl一IC4采用电机控制芯片L9110，数据选择器Ul采用74HC153，译码器U2采用74HC155，与门U3A、与门TOB采用74LS08，反相器U4A采用74LS14。电机控制芯片ICl一IC4负责控制四个电机 32的正反转和停止。门电路负责在电机32到位时使电机32停转。由于四个电机32同一时间只有一个转动，所以采用数据选择器74HC153和译码器74HC155。数据选择器74HC153 负责根据当前电机32的位置选择并输入控制信号，译码器74HC155负责根据主控制电路的控制信号将其输出给指定的电机32的控制端。电机控制电路还可采用H桥电路。参见图6-2，主控制电路由单片机U17、振荡电路、复位电路组成。振荡电路由晶振 Yl、电容C22、电容构成，复位电路由电阻Rl、电容C27和开关S7构成，单片机U17采用 AVR的atmegaie。主控制电路是控制电路板5的核心部分，预先定义了弹奏键4和压弦块 31动作的映射关系表，且主控制电路中储存了每一弹奏键4及与该弹奏键4相关联的压弦块31动作的映射关系程序，这样，通过映射关系程序可控制本装置。参见图6-3，USB接口电路使用USB桥接芯片CH341T芯片，通过串口与单片机U17 连接，实现PC端数据的输入。通过接口与电脑连接，即可方便地人工建立或更改弹奏键4 和压弦块31动作的映射关系表。参见图6-4，键盘输入控制电路由3*4矩阵键盘Sl — S13组成，其中七个键为弹奏键4，其余为功能键，各行列线路与主控制电路中单片机U17的IO 口连接。本装置的工作原理为弹奏时，弹奏者根据需要，选择性地按压一个弹奏键4或几个弹奏键4的组合，控制电路板5根据弹奏键4和压弦块31动作的映射关系表，向相应数量的压弦组件3发出指令，压弦组件3根据指令让相应的电机32按相应的方向转动，对于所述的每个压弦组件3而言，通过蜗杆33驱动蜗轮34绕其铰接位置上下旋转，让设置在蜗轮34上的相应压弦块31也随之动作，当蜗轮34的圆弧段分别到达其上极限位置或下极限位置时，使得压弦块31的穿出端分别完成放松或按压相应琴弦，实现和弦变换，同时使得悬臂35分别与相应侧的限位板361接触，触发限位开关36，让电机32停转。综上所述，把本装置安装到吉他A的琴颈Al上，弹奏者只要用一只手的手指按压弹奏键4，通过控制电路板5控制压弦块31动作，可分别实现放松或按压相应琴弦(即代替人的一只手放松或按压相应琴弦)，弹奏者以另一只手简单地拨动或扫动琴弦，即可进行吉他弹奏或伴唱。本装置对于左手控制和弦的吉他和右手控制和弦的吉他均适用。实施例二
需要说明的是，本装置中除控制电路板、每个压弦组件外，其余具体结构与实施例一相同，故这里对本装置的其余具体结构不再赘述。由于控制电路板为现有技术部分，且与实施例一中的控制电路板的区别很小，故这里对本装置的控制电路板的具体结构也不再赘述。参见图7，所述每个压弦组件包括压弦块1及置于盒体内的电磁继电器2、弹性金属片3，金属片3的一端有弧形折弯段31，折弯段31所对应的圆心靠近金属片3的另一端 32，电磁继电器2的线圈21与控制电路板电连接，金属片3通过折弯段31与电磁继电器2相接，金属片3的另一端32与压弦块1的内端相接，且电磁继电器2、压弦块1分别处于金属片3的两侧。采用上述的压弦组件，弹奏时，弹奏者根据需要，选择性地按下一个弹奏键或几个弹奏键的组合，控制电路板根据弹奏键和压弦块1动作的映射关系表，向相应数量的压弦组件发出指令，压弦组件根据指令让相应的电磁继电器2的线圈21得电或失电，对于所述的每个压弦组件而言，通过线圈21吸附或放开金属片3，让设置在金属片3的另一端32上的相应压弦块1也随之动作，使得压弦块1的穿出端分别完成放松或按压相应琴弦，实现和弦变换。实施例三
需要说明的是，本装置中除控制电路板、每个压弦组件外，其余具体结构与实施例一相同，故这里对本装置的其余具体结构不再赘述。由于控制电路板为现有技术部分，且与实施例一中的控制电路板的区别很小，故这里对本装置的控制电路板的具体结构也不再赘述。参见图7，所述每个压弦组件还包括置于盒体内的电机1、螺杆2、与盒体滑动配合的偏心螺母3，电机1与控制电路板电连接，电机轴和螺杆同轴连接，螺杆2与偏心螺母3的一端旋接，偏心螺母3的另一端与压弦块4的内端相接，且电机1、压弦块4分别处于偏心螺母3的两侧。需要说明的是，对于每一压弦组件而言，偏心螺母3与盒体之间滑动配合所需要的滑动配合结构为偏心螺母3上有两个对称导轨，盒体的内侧有相应的两个导轨槽，两个导轨分别置于两个导轨槽中；或者偏心螺母3上有两个贯通且对称的水平导轨槽，盒体的内侧有相应的两个导轨，两个导轨分别置于两个导轨槽中。由于所述的滑动配合结构为常规的结构形式，故图7中未予示出。采用上述的压弦组件，弹奏时，弹奏者根据需要，选择性地按压一个弹奏键或几个弹奏键的组合，控制电路板根据弹奏键和压弦块4动作的映射关系表，向相应数量的压弦组件发出指令，压弦组件根据指令让相应的电机1按相应的方向转动，对于所述的每个压弦组件而言，通过螺杆2驱动偏心螺母3沿螺杆2轴向移动，让设置在偏心螺母3上的相应压弦块4也随之动作，使得压弦块4的穿出端分别完成放松或按压相应琴弦，实现和弦变换。以上所述的仅是本发明的三个实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。如对于三个实施例而言，弹奏键的数量和设置位置均可根据需要灵活决定，比如，弹奏键还可设置在上盖的正面等。
权利要求
1.一种吉他弹奏辅助装置，有空心盒体、设置在盒体上且用以将本装置安装到吉他琴颈上的安装结构、设置在盒体上的若干弹奏键、设置在盒体内且与弹奏键电连接的控制电路板，其特征在于本装置还有压弦机构，压弦机构包括结构相同且分别与控制电路板电连接的若干压弦组件，所述压弦组件按横向间隔和纵向间隔的行列方式布置，以致形成若干方形网格结构，方形网格结构的每个交汇点上仅有一个压弦组件，所述若干压弦组件与吉他的琴颈上的各品所在区域分别在位置上一一对应，每一列中的压弦组件的数量与琴弦的数量相同，每一行中的压弦组件的数量至少为三个，每个压弦组件至少包括压弦块，压弦块的外端穿经盒体的底板从盒体中露出，每一列中的每两个相邻压弦块之间的间距与每两个相邻琴弦之间的间距分别在位置上一一相对应。
2.根据权利要求1所述的一种吉他弹奏辅助装置，其特征在于所述每个压弦组件还包括置于盒体内的电机、蜗杆、与蜗杆相啮合的扇形蜗轮、竖直悬臂、限位开关，电机固设在盒体内且与控制电路板电连接，电机轴和蜗杆同轴连接，蜗杆与蜗轮的圆弧段上侧啮合，蜗轮的圆弧段下侧分别与压弦块的内端、悬臂的上端相接，蜗轮上与蜗轮的圆弧段相远离的径向另一端与盒体底板铰接，限位开关固设在盒体内且位置与悬臂相对应，限位开关的长度方向两侧各有一块向上延伸且指向蜗轮的竖直限位板，悬臂的下端置于两个限位板之间。
3.根据权利要求1所述的一种吉他弹奏辅助装置，其特征在于所述每个压弦组件还包括置于盒体内的电磁继电器、弹性金属片，金属片的一端有弧形折弯段，折弯段所对应的圆心靠近金属片的另一端，电磁继电器的线圈与控制电路板电连接，金属片通过折弯段与电磁继电器相接，金属片的另一端与压弦块的内端相接，且电磁继电器、压弦块分别处于金属片的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种吉他弹奏辅助装置，其特征在于所述每个压弦组件还包括置于盒体内的电机、螺杆、与盒体滑动配合的偏心螺母，电机与控制电路板电连接，电机轴和螺杆同轴连接，螺杆与偏心螺母的一端旋接，偏心螺母的另一端与压弦块的内端相接，且电机、压弦块分别处于偏心螺母的两侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种吉他弹奏辅助装置，其特征在于所述控制电路板上有与电脑相连的接口 ；所述安装结构包括两个半圆形卡圈，两个卡圈分别位于盒体的底板的上部和下部，两个卡圈的同侧一端与盒体的底板铰接，两个卡圈的同侧另一端与盒体的底板卡接。
全文摘要
一种吉他弹奏辅助装置，特点为有压弦机构，压弦机构包括结构相同且分别与控制电路板电连接的若干压弦组件，所述压弦组件按横向和纵向间隔的行列方式布置，以致形成若干方形网格结构，方形网格结构的每个交汇点上仅有一个压弦组件，所述若干压弦组件与吉他的琴颈上的各品所在区域分别在位置上一一对应，每一列中的压弦组件的数量与琴弦的数量相同，每一行中的压弦组件的数量至少为三个，每个压弦组件至少包括压弦块，压弦块的外端穿经盒体的底板从盒体中露出，每一列中的每两个相邻压弦块之间的间距与每两个相邻琴弦之间的间距分别在位置上一一相对应。把本装置安装到吉他的琴颈上，弹奏者只要用一只手的手指按压弹奏键，通过控制电路板控制压弦块动作，可分别完成放松或按压相应琴弦，弹奏者以另一只手简单地拨动或扫动琴弦，即可进行吉他弹奏或伴唱。
文档编号G10D1/08GK102163424SQ201110136810
公开日2011年8月24日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者徐勉, 徐博强, 茆云汉, 陈晟, 黄娴, 龙旦风 申请人:徐博强