CN109036335B - 一种智能教学钢琴及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能教学钢琴及使用方法，智能教学钢琴包括本体和控制器，本体上设有若干个钢琴按键，在钢琴按键的前端设有用于播放教学视频的显示屏，显示屏的宽度与钢琴按键总宽度相同，显示屏包括显示条，每个显示条与钢琴的每个按键一一对应，并且显示条的宽度尺寸与钢琴按键的宽度尺寸为一比一设置；显示屏与控制器连接，控制器控制显示屏上各显示条明亮或者灰暗作为钢琴教学视频。本发明中的控制器控制钢琴教学视频中的钢琴键(显示条)与实际的钢琴键盘上对应的钢琴键的位置对应，某显示条明亮时表明需要练习者按下实际的键盘上对应该显示条的钢琴键，显示条可以用不同颜色用于区分左手或右手操作，从而使教学更加智能。

Description

一种智能教学钢琴及使用方法

技术领域

本发明涉及智能教学钢琴，属于钢琴领域。

背景技术

近年来，现代微处理器的发展正在渗透各个领域，传统乐器和现代电子技术结合产生了电子琴。传统乐器一般设置乐谱架，辅助使用者学习、演奏，但是这种传统乐器存在的问题是：一方面，当一些演出场所不适合摆放乐谱架时，使用者均需要依靠人工记忆，难免会出现差错，还有些使用者因对乐谱记忆困难，而不能正常演奏乐器。另一方面，学生在使用传统钢琴练习时，一边看乐谱一边弹奏，总会影响原本弹奏的节奏，而且弹过后不知道自己弹奏是否有错误，这样就影响到他们的练习，学习效果会比较差，学习进度也会比较慢。随着科学技术的发展，人们希望开发出更加智能的钢琴，为教学者和学习者都带来便利。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种智能教学钢琴，控制器控制所述钢琴教学视频中的钢琴键的显示画面中的钢琴键与所述钢琴键盘上对应的钢琴键的位置对应，且控制所述显示画面中的钢琴键与所述钢琴键盘上对应的钢琴键的宽度以一比一的尺寸对应，从而使教学更加智能。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的智能教学钢琴，包括本体和控制器，所述本体上设有若干钢琴按键，在钢琴按键的前端设有用于播放教学视频的显示屏，所述显示屏的宽度与钢琴按键总宽度相同，显示屏包括显示条，每个显示条与钢琴的每个按键一一对应，并且显示条的宽度尺寸与钢琴按键的宽度尺寸为一比一设置；所述显示屏与控制器连接，控制器控制显示屏上各显示条明亮或者灰暗作为钢琴教学视频；所述本体的下方设有升降装置，所述升降装置包含位于本体两侧的电动液压升降杆，两个电动液压升降杆分别与控制器连接，所述电动液压升降杆的顶部安装有U形状的顶板，顶板与本体上的琴框架连接，琴框架***在底架上，通过电动液压升降杆带动琴框架移动，从而调节钢琴的高度，适应不同身高的学员。

作为优选，所述显示屏上还设有对比显示模块，对比显示模块显示控制器读取信号与存储模块内的曲目的对比结果。

作为优选，所述本体上设有自动翻页的琴谱谱架，所述琴谱谱架包含安装支架和与安装支架铰接的支撑板，所述支撑板的正面设有凹槽，琴谱位于凹槽内，在支撑板的正面设有左转动杆和右转动杆，左转动杆和右转动杆均通过轴承安装在支撑板上，左转动杆和右转动杆分别安装在左转轴和右转轴上，在支撑板的背面安装有电机，电机的电机轴上安装有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮包含上部的第二锥齿轮和下部的第一圆齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，第一圆齿轮与第二圆齿轮啮合，第二圆齿轮分别与第三圆齿轮和第四圆齿轮啮合，在左转轴和右转轴上分别设有第五圆齿轮和第六圆齿轮，第三圆齿轮与第五圆齿轮啮合，第四圆齿轮与第六圆齿轮啮合；在支撑板正面上设有对琴谱进行拍照的相机，相机与控制器信号连接，控制器内设有图像处理模块，在支撑板正面的右上角设有吸盘，吸盘与微型气泵连接，微型气泵与控制器连接；相机对琴谱进行拍照，并将图片传递给控制器，控制器对图片进行处理，得到琴谱中的乐谱信息，当控制器得知该页乐谱即将完成时，控制器控制电机转动，带动右转动杆远离琴谱，微型气泵工作，吸盘吸取需要翻页的琴谱，控制器控制电机反转，带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动带动第一圆齿轮转动，第一圆齿轮带动第二圆齿轮转动，第二圆齿轮同时带动第三圆齿轮和第四圆齿轮转动，第三圆齿轮和第四圆齿轮分别带动第五圆齿轮和第六圆齿轮转动，从而带动左转轴和右转轴转动，进而带动左转动杆和右转动杆转动，右转动杆将翻页的琴谱翻页，当翻页成功后，控制器控制电机再一次反转，右转动杆回到初始位置，左转动杆和右转动杆按压琴谱。

作为优选，所述支撑板正面上设有录音装置，录音装置与控制器连接，控制器内设有语音识别模块，控制器通过语音识别模块识别录音装置的音频信号。控制器根据得到的乐谱信息以及音频信号，判断该页乐谱是否演奏完毕。

作为优选，所述控制器内设有评分模块，控制器读取语音识别模块内的信号信息，通过评分模块进行评分，评分结果显示在显示屏上。

作为优选，所述支撑板的背面设有一对调整支架，调节支架铰接在支撑板上，调整支架的端部设有吸附装置，通过吸附装置吸附在钢琴本体上，通过调整吸附装置的位置，从而调整支撑板与本体的夹角。

作为优选，所述安装支架包含固定板和伸缩板，所述固定板***到伸缩板内，固定板通过第一锁紧螺栓锁紧在伸缩板内，固定板与支撑板铰接。

作为优选，所述伸缩板为L型，在伸缩板上设有第二锁紧螺栓，通过第二锁紧螺栓将伸缩板固定在本体上。

作为优选，所述伸缩板为U型，在伸缩板的侧壁上设有第三锁紧螺栓，通过第三锁紧螺栓将伸缩板固定在本体上。

一种上述智能教学钢琴的使用方法，包括以下步骤：

(1)练习者将琴谱放置在支撑板上，调整左转动杆和右转动杆的位置，使得左转动杆和右转动杆按压住琴谱；

(2)控制器控制相机对琴谱进行拍照，控制器读取照片的图片，并对图片进行处理，得到琴谱上的音符；

(3)练习者进行练习，控制器通过语音识别模块识别出弹奏的音符；

(4)当控制器通过语音识别模块识别出当页的琴谱即将演奏完时，控制器控制电机转动，电机带动右转动杆远离琴谱，微型气泵工作，吸盘吸附琴谱，控制器控制电机反转，通过电机带动右转动杆转动，将琴谱翻页，当翻页成功后，控制器控制电机反转，带动右转动杆和左转动杆复位，将琴谱按压，练习者继续练习。

有益效果：本发明的智能教学钢琴，通过在钢琴按键的前端设置与总按键宽度相同的显示屏，显示屏与控制器连接，控制器控制所述钢琴教学视频中的钢琴键(显示条)与实际的钢琴键盘上对应的钢琴键的位置对应，且控制所述显示画面中的钢琴键(显示条)与实际的钢琴键盘上对应的钢琴键的宽度以一比一的尺寸对应，从而使教学更加智能，某显示条明亮时表明需要练习者按下实际的键盘上对应该显示条的钢琴键，显示条可以用不同颜色用于区分左手或右手操作；通过电动液压升降杆带动琴框架移动，从而调节钢琴的高度，适应不同身高的学员，使得钢琴教学更人性化；当过了初级阶段时，将琴谱放置在琴谱谱架上，练习者在练习时，控制器通过读取相机的图片信息以及语音识别模块识别出的音频信息，当一页琴谱要弹完时，控制器控制电机转动，通过右转动杆完成琴谱的翻页，从而让教学和学习过程更加智能。

附图说明

图1为钢琴的结构示意图。

图2为支撑板的正面示意图。

图3为支撑板的背面示意图。

图4为安装支架的结构示意图。

图5为安装支架的另一种结构示意图。

图6为升降装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1至图6所示，本发明的智能教学钢琴，包括本体1，所述本体1上设有若干个钢琴按键，在钢琴按键的前端设有与总按键宽度相同的显示屏19，显示屏19与控制器连接，当所述显示屏上显示钢琴教学视频时，控制器控制所述钢琴教学视频中的钢琴键的显示画面中的钢琴键与所述钢琴键盘上对应的钢琴键的位置对应，且控制所述显示画面中的钢琴键与所述钢琴键盘上对应的钢琴键的宽度以一比一的尺寸对应；所述本体的下方设有升降装置，所述升降装置包含位于本体两侧的电动液压升降杆23，所述电动液压升降杆23的顶部安装有U形状的顶板，顶板与本体上的琴框架连接，琴框架***在底架21上，通过电动液压升降杆23带动琴框架20移动，从而调节钢琴的高度，适应不同身高的学员。具体的，钢琴本体的琴框架的截面为工字型，琴框架的底端位于底板的凹槽22内，琴框架20的台阶位于底板21上，在不使用时，起到支撑琴框架20的作用。

在本发明中，所述本体1上设有显示屏，显示屏显示控制器读取信号与存储模块内的曲目的对比结果。

在本发明中，所述本体1上设有自动翻页的琴谱谱架2，所述琴谱谱架2包含安装支架和与安装支架铰接的支撑板，所述支撑板的正面设有凹槽，琴谱位于凹槽内，在支撑板的正面设有左转动杆3和右转动杆4，左转动杆3和右转动杆4均通过轴承安装在支撑板上，左转动杆3和右转动杆4分别安装在左转轴12和右转轴10上，在支撑板的背面安装有电机15，电机15的电机15轴上安装有第一锥齿轮7，第一锥齿轮7与第二齿轮8啮合，第二齿轮8包含上部的第二锥齿轮和下部的第一圆齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮7啮合，第一圆齿轮与第二圆齿轮啮合，第二圆齿轮分别与第三圆齿轮13和第四圆齿轮11啮合，在左转轴12和右转轴10上分别设有第五圆齿轮和第六圆齿轮，第三圆齿轮13与第五圆齿轮啮合，第四圆齿轮11与第六圆齿轮啮合；在支撑板正面上设有对琴谱进行拍照的相机，相机安装在支撑板上，相机与控制器信号连接，控制器内设有图像处理模块，在支撑板正面的右上角设有吸盘5，吸盘5与微型气泵9连接，微型气泵9与控制器连接；相机对琴谱进行拍照，并将图片传递给控制器，控制器对图片进行处理，当控制器得到图片中的乐谱即将完成时，控制器控制电机15转动，电动右转动杆4远离琴谱，微型气泵9工作，吸盘5吸取需要翻页的琴谱，控制器控制电机15反转，带动第一锥齿轮7转动，第一锥齿轮7带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动带动第一圆齿轮转动，第一圆齿轮带动第二圆齿轮转动，第二圆齿轮同时带动第三圆齿轮13和第四圆齿轮11转动，第三圆齿轮13和第四圆齿轮11分别带动第五圆齿轮和第六圆齿轮转动，从而带动左转轴12和右转轴10转动，从而带动左转动杆3和右转动杆4转动，右转动杆4将翻页的琴谱翻页，当翻页成功后，控制器控制电机15再一次反转，右转动杆4回到初始位置，左转动杆3和右转动杆4按压琴谱。通过一个电机15，可以同时完成翻页和按压的功能，而且可实现自动翻页功能。

在本发明中，所述支撑板正面上设有录音装置，录音装置与控制器连接，控制器内设有语音识别模块，控制器通过语音识别模块识别录音装置的音频信号。

在本发明中，所述控制器内设有评分模块，控制器读取语音识别模块内的信号信息，通过评分模块进行评分，评分结果显示在显示屏上。

在本发明中，所述支撑板的背面设有一对调整支架6，调节支架铰接在支撑板上，调整支架6的端部设有吸附装置16，通过吸附装置16吸附在钢琴本体1上，通过调整吸附装置16的位置，从而调整支撑板与本体1的夹角，从而适应各种身高的练习者。

在本发明中，所述安装支架包含固定板17和伸缩板18，所述固定板17***到伸缩板18内，固定板17通过第一锁紧螺栓锁紧在伸缩板18内，固定板17与支撑板铰接。

在本发明中，所述伸缩板18为L型，在伸缩板18上设有第二锁紧螺栓，通过第二锁紧螺栓将伸缩板18固定在本体1上。所述伸缩板18也可以设计为U型，在伸缩板18的侧壁上设有第三锁紧螺栓，通过第三锁紧螺栓将伸缩板18固定在本体1上。通过将伸缩板18设计为L型或者U型，可以方便整个装置适配到钢琴顶部为板状结构或者为箱体结构，当为板状结构，可以选用U型，当为箱体结构，可选用L型。

一种智能教学钢琴的使用方法，包括以下步骤：

(1)练习者将琴谱放置在支撑板上，调整左转动杆3和右转动杆4的位置，使得左转动杆3和右转动杆4按压住琴谱；

(2)控制器控制相机对琴谱进行拍照，控制器读取照片的图片，并对图片进行处理，得到琴谱上的音符；

(3)练习者进行练习，控制器通过语音识别模块识别出弹奏的音符；

(4)当控制器通过语音识别模块识别出当页的琴谱即将演奏完时，控制器控制电机15转动，电机15带动右转动杆4远离琴谱，微型气泵9工作，吸盘5吸附琴谱，控制器控制电机15反转，通过电机15带动右转动杆4转动，将琴谱翻页，当翻页成功后，控制器控制电机15反转，带动右转动杆4和左转动杆3复位，将琴谱按压，练习者继续练习。

Claims (8)

1.一种智能教学钢琴，其特征在于：包括本体和控制器，所述本体上设有若干钢琴按键，在钢琴按键的前端设有用于播放教学视频的显示屏，所述显示屏的宽度与钢琴按键总宽度相同，显示屏包括显示条，每个显示条与钢琴的每个按键一一对应，并且显示条的宽度尺寸与钢琴按键的宽度尺寸为一比一设置；所述显示屏与控制器连接，控制器控制显示屏上各显示条明亮或者灰暗作为钢琴教学视频；所述本体的下方设有升降装置，所述升降装置包含位于本体两侧的电动液压升降杆，两个电动液压升降杆分别与控制器连接，所述电动液压升降杆的顶部安装有U形状的顶板，顶板与本体上的琴框架连接，琴框架***在底架上，通过电动液压升降杆带动琴框架移动，从而调节钢琴的高度；

所述本体上设有自动翻页的琴谱谱架，所述琴谱谱架包含安装支架和与安装支架铰接的支撑板，所述支撑板的正面设有凹槽，琴谱位于凹槽内，在支撑板的正面设有左转动杆和右转动杆，左转动杆和右转动杆均通过轴承安装在支撑板上，左转动杆和右转动杆分别安装在左转轴和右转轴上，在支撑板的背面安装有电机，电机的电机轴上安装有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮包含上部的第二锥齿轮和下部的第一圆齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，第一圆齿轮与第二圆齿轮啮合，第二圆齿轮分别与第三圆齿轮和第四圆齿轮啮合，在左转轴和右转轴上分别设有第五圆齿轮和第六圆齿轮，第三圆齿轮与第五圆齿轮啮合，第四圆齿轮与第六圆齿轮啮合；在支撑板正面上设有对琴谱进行拍照的相机，相机与控制器信号连接，控制器内设有图像处理模块，在支撑板正面的右上角设有吸盘，吸盘与微型气泵连接，微型气泵与控制器连接；

所述支撑板的背面设有一对调整支架，调节支架铰接在支撑板上，调整支架的端部设有吸附装置，通过吸附装置吸附在钢琴本体上，通过调整吸附装置的位置，从而调整支撑板与本体的夹角；

所述相机对琴谱进行拍照，并将图片传递给控制器，控制器对图片进行处理，得到琴谱中的乐谱信息，当控制器得知该页乐谱即将完成时，控制器控制电机转动，带动右转动杆远离琴谱，微型气泵工作，吸盘吸取需要翻页的琴谱，控制器控制电机反转，带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动带动第一圆齿轮转动，第一圆齿轮带动第二圆齿轮转动，第二圆齿轮同时带动第三圆齿轮和第四圆齿轮转动，第三圆齿轮和第四圆齿轮分别带动第五圆齿轮和第六圆齿轮转动，从而带动左转轴和右转轴转动，进而带动左转动杆和右转动杆转动，右转动杆将翻页的琴谱翻页，当翻页成功后，控制器控制电机再一次反转，右转动杆回到初始位置，左转动杆和右转动杆按压琴谱。

2.根据权利要求1所述的智能教学钢琴，其特征在于：所述显示屏上还设有对比显示模块，对比显示模块显示控制器读取信号与存储模块内的曲目的对比结果。

3.根据权利要求1所述的智能教学钢琴，其特征在于：所述支撑板正面上设有录音装置，录音装置与控制器连接，控制器内设有语音识别模块，控制器通过语音识别模块识别录音装置的音频信号。

4.根据权利要求3所述的智能教学钢琴，其特征在于：所述控制器内设有评分模块，控制器读取语音识别模块内的信号信息，通过评分模块进行评分，评分结果显示在显示屏上。

5.根据权利要求1所述的智能教学钢琴，其特征在于：所述安装支架包含固定板和伸缩板，所述固定板***到伸缩板内，固定板通过第一锁紧螺栓锁紧在伸缩板内，固定板与支撑板铰接。

6.根据权利要求5所述的智能教学钢琴，其特征在于：所述伸缩板为L型，在伸缩板上设有第二锁紧螺栓，通过第二锁紧螺栓将伸缩板固定在本体上。

7.根据权利要求5所述的智能教学钢琴，其特征在于：所述伸缩板为U型，在伸缩板的侧壁上设有第三锁紧螺栓，通过第三锁紧螺栓将伸缩板固定在本体上。

8.一种如权利要求3所述智能教学钢琴的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)练习者将琴谱放置在支撑板上，调整左转动杆和右转动杆的位置，使得左转动杆和右转动杆按压住琴谱；

(2)控制器控制相机对琴谱进行拍照，控制器读取照片的图片，并对图片进行处理，得到琴谱上的音符；

(3)练习者进行练习，控制器通过语音识别模块将识别出弹奏的音符；

(4)当控制器通过语音识别模块识别出当页的琴谱即将演奏完时，控制器控制电机转动，电机带动右转动杆远离琴谱，微型气泵工作，吸盘吸附琴谱，控制器控制电机反转，通过电机带动右转动杆转动，将琴谱翻页，当翻页成功后，控制器控制电机反转，带动右转动杆和左转动杆复位，将琴谱按压，练习者继续练习。

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