本实用新型涉及电声乐器具，尤其是一种无线薄膜电子琴。
背景技术：
摩擦电是自然界中最常见的一种现象之一，无论是梳头、穿衣还是走路、开车都能遇到。但摩擦电又很难被收集和利用，因此往往被所忽视，由美国佐治亚理工学院教授王中林领导的研究小组，开发出了一种摩擦电发电机，借助柔性高分子聚合物材料成功地将摩擦转化成为了可供使用的电力。摩擦电发电机依靠摩擦点电势的充电泵效应，通过聚酯纤维薄片与聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄片的摩擦来产生电力。借助一种分离技术，当摩擦发生时，两层聚合物薄膜之间产生电荷分离并形成电势差，经由外部电路即可形成电流；在摩擦中，聚酯纤维产生电子，聚二甲基硅氧烷则负责接收电子，此外，外部的按压产生的机械形变也能使它们发生摩擦产生电力。
电子琴是一种常用乐器，如公开号为CN203825997U的中国专利文件公开的“具有触摸感应键的电子琴”，包括电子琴主体，电子琴主体上组设有电容感应触摸面板，该电容感应触摸面板电性连接电子琴主体内置的电子琴音源处理器，电容感应触摸面板提供控制电子琴的触摸感应键，由此实现无触点感应代替传统的触点开关，平板式的操控面板可保持电子琴面板干净、整洁、美观。但是，上述专利文件公开的电子琴体积大，不便于搬运、携带。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种无线薄膜电子琴，用于解决现有电子琴不便于搬运、携带的问题。
为了解决上述问题，本实用新型提供一种无线薄膜电子琴，包括由薄膜制成的柔性半透明电子琴基板，所述电子琴基板的上表面粘贴固定有多个触摸按键用于采集外部按压信号，所述触摸按键包括透明导电金属层和供手指按压后能够产电的摩擦纳米材料薄膜，所述透明导电金属层镀覆在所述摩擦纳米材料薄膜的下表面；多个所述触摸按键分别通过信号处理模块与通信发送模块相连，所述通信发送模块包括单片机和无线发送模块，所述通信发送模块通过无线传输与播放终端相连，所述播放终端包括通信接收模块和音频模块。
本实用新型提供的无线薄膜电子琴还具有以下技术特征：
进一步地，所述摩擦纳米材料薄膜的材质为PTFE薄膜。
进一步地，所述透明导电金属层为ITO透明导电金属层；所述ITO透明导电金属层通过磁控溅射法镀在摩擦纳米材料薄膜的下表面。
进一步地，所述电子琴基板采用的薄膜材料为PET薄膜。
上述进一步优选的摩擦纳米材料薄膜、透明导电金属层和电子层基板的材质，使得整个电子琴呈现半透明。
进一步地，所述信号处理模块包括电压比较器和继电器，所述透明导电金属层与所述电压比较器相连，所述电压比较器的输出端与所述继电器相连，所述继电器与所述通信发送模块的单片机相连。
进一步地，所述继电器的公共脚与所述通信发送模块的单片机的VCC管脚相连，所述继电器的常开管脚与所述通信发送模块的单片机的IO管脚相连，所述继电器的常闭管脚空置。
进一步地，所述通信接收模块包括单片机和无线接收模块。
进一步地，所述通信发送模块通过WIFI通信或蓝牙通信与所述播放终端相连。
本实用新型具有如下有益效果：通过采用由薄膜制成的柔性半透明电子琴基板并采用包括透明导电金属层和摩擦纳米材料薄膜的触摸按键，使得该电子琴可弯曲折叠、方便携带；采用包括透明导电金属层和摩擦纳米材料薄膜的触摸按键形成纳米发电机结构，手指按压后能够产生电压，通过对电压信号的处理和识别发出相应的音调，能够准确地感知手指是否触摸摩擦纳米材料薄膜，灵敏度高。
附图说明
图1为本实用新型实施例的无线薄膜电子琴的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中的信号处理过程示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至图2所示的本实用新型的无线薄膜电子琴的一个实施例中，该无线薄膜电子琴包括由薄膜制成的柔性半透明电子琴基板，所述电子琴基板上安装有多个触摸按键10用于采集外部按压信号，所述触摸按键包括透明导电金属层和摩擦纳米材料薄膜，所述透明导电金属层镀覆在所述供手指按压后能够产电的摩擦纳米材料薄膜的下表面；多个触摸按键10分别通过信号处理模块20与通信发送模块30相连，即每个触摸按键10通过一个信号处理模块20与通信发送模块30相连，通信发送模块30包括单片机31和无线发送模块32，所述通信发送模块通过无线传输与播放终端40相连，播放终端40包括通信接收模块和音频模块41。该实施例中的无线薄膜电子琴，通过采用由薄膜制成的柔性半透明电子琴基板并采用包括透明导电金属层和摩擦纳米材料薄膜的触摸按键，使得该电子琴可弯曲折叠、方便携带；采用包括透明导电金属层和摩擦纳米材料薄膜的触摸按键可准确地感知手指是否触摸摩擦纳米材料薄膜，灵敏度高。当人用手指或物体按压、触摸摩擦纳米材料薄膜时，触摸按键的摩擦纳米材料薄膜产生的电信号经透明导电金属层后经过信号处理模块和通信模块，可控制音频模块输出不同的音调，就像在演奏乐曲。
在上述实例中，可设置七个所述触摸按键，当然也可以设置更多的触摸按键。优选地，半透明的电子琴基板可由PET（Polyethylene terephthalate）薄膜制成，透明导电金属层可采用ITO（Indium tin oxide）透明导电金属层，摩擦纳米材料薄膜的材质为PTFE（Poly tetra fluoroethylene）薄膜构成，具体而言，该申请中的ITO透明导电金属层通过磁控溅射法沉淀敷设在PTFE材质的摩擦纳米材料薄膜的下表面，ITO透明导电金属层与PTFE摩擦纳米材料薄膜构成了单电极的摩擦纳米发电机，该摩擦纳米发电机一端为PTFE薄膜，另一端为按压的手指，通过手指与PTFE薄膜之间的接触可产生电荷，摩擦纳米发电机是一种新型发电机，其具体结构、原理可参阅科学出版社出版的《摩擦纳米发电机》，作者王中林，在此不再赘述。
在上述实施例中，具体而言，ITO透明导电金属层与PTFE摩擦纳米材料薄膜的大小相同，触摸按键的大小可以与现有的电子琴、钢琴的按键大小相同。当人用手指或物体按压PTFE摩擦纳米材料薄膜时，PTFE摩擦纳米材料薄膜会产生一个脉冲信号，每个触摸按键连接一个信号处理模块用于对摩擦纳米材料薄膜产生的电压信号进行甄别，通信发送模块接收各信号处理模块输入的信号进行处理并输出不同的控制信号，通信接收模块根据控制信号控制音频输出模块输出不同的音调。可以理解的是，触摸按键、信号处理模块、通信发送模块均集成在柔性半透明电子琴基板上，并通过无线传输与播放终端通信，此种分体式设计可使得该电子琴便于携带。
在上述实施例中，该无线薄膜电子琴还具有以下技术特征：信号处理模块20包括电压比较器21和继电器22， ITO材质的透明导电金属层与电压比较器21相连，电压比较器21的输出端与继电器22相连，继电器22与通信发送模块30的单片机31相连。具体而言，人用手指或物体按压PTFE摩擦纳米材料薄膜时摩擦纳米材料薄膜会产生一个电压信号，通过导线将摩擦纳米材料薄膜产生的电信号导出并接入电压比较器模块的输入端，电压比较器设定一个比较电压（由外部电阻、电容决定），当输入脉冲信号超过这个电压时，电压比较器模块控制继电器闭合。
在上述实施例中，继电器22的公共脚与通信发送模块30的单片机31的VCC管脚相连，继电器22的常开管脚与通信发送模块30的单片机31的IO管脚相连，继电器22的常闭管脚空置。当摩擦纳米材料薄膜产生的电信号小于电压比较器的设定电压时，继电器的常闭脚闭合，常开脚断开，通信发送模块30的单片机31的IO管脚无电压输入；当摩擦纳米材料薄膜产生的电信号大于电压比较器的设定电压时，继电器的常闭脚断开，常开脚闭合，通信发送模块30的单片机31的VCC管脚与IO管脚相连，IO管脚接收一个高电平脉冲。
在上述实施例中，通信接收模块包括单片机42和无线接收模块43，通信发送模块30通过WIFI通信或蓝牙通信与播放终端40相连。具体而言，通信发送模块的单片机接收到IO管脚的输入信号后，会触发无线发送模块发送数据，不同的触摸按键通过不同的信号处理模块与通信发送模块的单片机相连，通信发送模块根据单片机不同的IO管脚接收的信号通过不同通道发送不同的数据，通信接收模块接收到数据后根据数据的不同而解析输入通道（即哪一个触摸按键），用于控制发出不同音调的声音。
在上述实施例中，该无线薄膜电子琴通过将触摸按键安装在柔性半透明的电子琴基板上，触摸按键包括透明导电金属层和摩擦纳米材料薄膜，当使用者用指尖按压或触摸摩擦纳米材料薄膜时，摩擦纳米材料薄膜会产生一个电压脉冲信号并通过透明导电金属层导出，通过导线将摩擦纳米材料薄膜产生的电压脉冲信号接入电压比较器模块的输入端，通过电压比较器设定一个比较电压，当输入脉冲信号超过这个电压时，电压比较器模块控制继电器闭合，当外部信号小于设定电压时，常闭脚闭合，常开脚断开，IO口无电压输入；当外部信号大于设定电压时，常闭脚断开，常开脚闭合，单片机的VCC与IO口相连，IO口接收一个高电平脉冲； 单片机接收到中断信号，根据中断产生的IO口不同判断中断来源，产生相应的动作；然后通过无线模块将信息发送给另一个单片机，另一个单片机接收到信号之后经过处理再控制蜂鸣器发出不同频率的声音，从而实现无线薄膜电子琴的功能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。