[發明專利]一種基于數字電路的電吹管及演奏方法

有效

• 申請號: 201811636272.5
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109461428B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 朱盼盼;王旗;朱雨蓮;胡廣興;劉子碩;張廷鋒;劉釗鵬
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G10H1/32
• 分類號: G10H1/32;G10H1/36
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

1.一種基于數字電路的電吹管，其特征在于，包括：吹孔、吹孔固定座、電吹管前部、電吹管中部、電吹管尾部；

所述吹孔被固定在吹孔固定座的一端上，吹孔固定座的另一端與電吹管前部一端相連接，電吹管前部另一端與電吹管中部一端相連接，電吹管中部另一端與電吹管尾部一端相連接；

所述吹孔，其作用為演奏者根據演奏內容用口中的氣吹入吹孔中，與電吹管中部的按鈕相結合，使電吹管發出相應的音階；

所述吹孔固定座用于將吹孔固定在電吹管上，其孔徑與吹孔孔徑一致，在吹孔固定座表面鉆有排氣孔，在排氣孔上安裝有排氣閥；

排氣閥調節通過電吹管的氣流大小，使電吹管內部氣流達到動態平衡；不同人吹氣的強度不同，排氣閥可以調節排氣量大小，使不同的人可以用不同強度氣流可以演奏出一樣的效果；

所述電吹管前部包括：薄膜、滑動片、固定片、連桿、彈簧、磁鐵、第一干簧管、第二干簧管、霍爾片及電路板；

所述薄膜作用為：在吹孔和薄膜之間產生一個密閉空間，當接收演奏者吹入吹孔中的氣流后，薄膜產生彈性形變，推動滑動片向電吹管尾部方向移動一段距離；

滑動片的作用為：將薄膜產生的彈性形變的力均勻分布在滑動片上，滑動片的移動帶動連桿及套在連桿上的彈簧及固定在連桿上的磁鐵移動；

連桿通過螺栓連接到滑動片上，彈簧套在連桿上，連桿穿過固定片中開孔，并與磁鐵相連接；

固定片的作用為：當滑動片向電吹管尾部方向移動一段距離時，套在連桿上的彈簧，因觸碰到固定片而產生彈性形變，使滑動片向電吹管尾部方向移動時產生反作用力，阻礙固定在連桿上的磁鐵向電吹管尾部方向移動，當氣流消失，即演奏者不吹電吹管時，彈簧使連桿上的磁鐵恢復原位；

所述磁鐵用于給電吹管前部內部提供磁場環境，具體為給霍爾片和第一干簧管和第二干簧管提供磁場；

所述彈簧，彈簧受力彈性形變，調整磁鐵產生磁場對與第一干簧管、第二干簧管、霍爾片的影響，具體為：根據吹入電吹管中氣流大小，磁鐵受到薄膜彈性形變的力的作用向電吹管尾部移動，彈簧觸碰到固定片產生彈性形變，阻礙磁鐵與第一干簧管、第二干簧管、霍爾片之間的距離進一步縮小，使磁鐵與第一干簧管、第二干簧管、霍爾片之間的距離控制在一定范圍內；

所述第一干簧管，與電路板配合，控制電吹管是否發出聲音；

所述第二干簧管，與電路板配合，控制是否發出高音都來咪；

所述霍爾片，與電路板配合，控制電吹管音量大??；具體為：電路部分中振蕩器輸出的電壓加在霍爾片上提供霍爾電流，磁鐵離霍爾片的距離決定霍爾電壓的大小，從而控制音量；

所述電路板，完成電吹管各音階的演奏；

電吹管中部包括第六孔、第五孔、第四孔、第三孔、第二孔及第一孔；在每個孔中按數字順序對應的安裝第六按鈕S6、第五按鈕S5、第四按鈕S4、第三按鈕S3、第二按鈕S2及第一按鈕S1；

所述電路板包括：單片機、揚聲器LS1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第一電容C1、第二電容C2、第一按鈕S1、第二按鈕S2、第三按鈕S3、第四按鈕S4、第五按鈕S5、第六按鈕S6、第一雙開雙閉繼電器K1、第二雙開雙閉繼電器K2、第三雙開雙閉繼電器K3、第四雙開雙閉繼電器K4、第五雙開雙閉繼電器K5、第六雙開雙閉繼電器K6、第七雙開雙閉繼電器K7、第八雙開雙閉繼電器K8和第九雙開雙閉繼電器K9；

單片機輸出端與第一電容C1一端相連接，第一電容C1另一端與第一干簧管一端相連接，第一干簧管的另一端與霍爾片輸入端相連接，霍爾片另一輸入端接地，霍爾片第一信號輸出端與第二電容C2的一端相連接，第二電容C2另一端與揚聲器LS1一端相連接，揚聲器另一端與霍爾片第二信號輸出端相連接；

第六按鈕S6～第一按鈕S1的一端分別與一個共同的信號地相連接，其中，S6另一端與第六雙開雙閉繼電器K6的線圈的一端相連接，第六雙開雙閉繼電器K6的線圈的另一端與電源正極相連接；

第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9和第十電阻R10的一端分別與共同的信號地相連接；其中，第十電阻R10的另一端與單片機西接入點相連接，單片機西接入點與第六雙開雙閉繼電器K6的第一常閉觸點相連接，第六雙開雙閉繼電器K6的第一刀與電源正極相連接；第六雙開雙閉繼電器K6的第一常開觸點分別與第五雙開雙閉繼電器K5的線圈一端和第五雙開雙閉繼電器K5的第一刀相連接；第五雙開雙閉繼電器K5線圈的另一端與第五按鈕S5的非接地端相連接，第五雙開雙閉繼電器K5的第一常閉觸點與單片機拉接入點相連接，單片機拉接入點與第九電阻R9非接地端相連接；第五雙開雙閉繼電器K5的第一常開觸點分別與第四雙開雙閉繼電器K4線圈的一端和第四雙開雙閉繼電器K4第一刀相連接，第四雙開雙閉繼電器K4線圈的另一端與第四按鈕S4非接地端相連接，第四雙開雙閉繼電器K4的第一常閉觸點與單片機唆接入點相連接，單片機唆接入點與第八電阻R8非接地端相連接；第四雙開雙閉繼電器K4第一常開觸點分別與第三雙開雙閉繼電器K3線圈的一端和第三雙開雙閉繼電器K3的第一刀相連接，第三雙開雙閉繼電器K3線圈的另一端與第三按鈕S3非接地端相連接，第三雙開雙閉繼電器K3的第一常閉觸點與單片機發接入點相連接，單片機發接入點與第七電阻R7非接地端相連接；第三雙開雙閉繼電器K3的第一常開觸點分別與第二雙開雙閉繼電器K2線圈的一端和第二雙開雙閉繼電器K2的第一刀相連接，第二雙開雙閉繼電器K2線圈的另一端與第二按鈕S2非接地端相連接；第二雙開雙閉繼電器K2的第一常開觸點分別與第一雙開雙閉繼電器K1線圈的一端和第一雙開雙閉繼電器K1的第一刀相連接，第一雙開雙閉繼電器K1線圈的另一端與第一按鈕S1非接地端相連接；

第三按鈕S3的非接地端與第九雙開雙閉繼電器K9線圈的一端相連接，第九雙開雙閉繼電器K9線圈的另一端與第八雙開雙閉繼電器K8的第二常閉觸點相連接，第八雙開雙閉繼電器K8的第二刀分別與第八雙開雙閉繼電器K8線圈的一端和第七雙開雙閉繼電器K7的第二常閉觸點相連接，第八雙開雙閉繼電器K8的線圈的另一端與第二按鈕S2的非接地端相連接，第七雙開雙閉繼電器K7的第二刀分別與第二干簧管G2一端和第七雙開雙閉繼電器K7線圈一端相連接，第二干簧管G2另一端與電源正極相連接，第七雙開雙閉繼電器K7線圈的另一端與第一按鈕S1非接地端相連接；

第二雙開雙閉繼電器K2的第一常閉觸點與第九雙開雙閉繼電器K9第一刀相連接，第九雙開雙閉繼電器K9第一常閉觸點與單片機咪接入點相連接，單片機咪接入點與第五電阻R5非接地端0相連接，第九雙開雙閉繼電器K9第一常開觸點與單片機高音咪接入點相連接，單片機高音咪接入點與第六電阻R6非接地端相連接；

第一雙開雙閉繼電器K1的第一常閉觸點與第八雙開雙閉繼電器K8第一刀相連接，第八雙開雙閉繼電器K8第一常閉觸點與單片機來接入點相連接，單片機來接入點與第三電阻R3非接地端相連接，第八雙開雙閉繼電器K8第一常開觸點與單片機高音來接入點相連接，單片機高音來接入點與第四電阻R4非接地端相連接；

第一雙開雙閉繼電器K1的第一常開觸點與第七雙開雙閉繼電器K7第一刀相連接，第七雙開雙閉繼電器K7第一常閉觸點與單片機哆接入點相連接，單片機哆接入點與第一電阻R1非接地端相連接，第七雙開雙閉繼電器K7第一常開觸點與單片機高音哆接入點相連接，單片機高音哆接入點與第二電阻R2非接地端相連接；

單片機哆接入點、單片機來接入點、單片機咪接入點、單片機發接入點、單片機唆接入點、單片機拉接入點、單片機西接入點、單片機高音哆接入點、單片機高音來接入點和單片機咪接入點分別與單片機對應輸入點相連接，單片機的任一個輸入點連接電源正極，則對應輸出相應音階的頻率方波。

2.根據權利要求1所述一種基于數字電路的電吹管的演奏方法，采用一種基于數字電路的電吹管實現，其特征在于，具體包括：演奏者通過吹孔向電吹管吹氣，第一干簧管導通；若所有按鈕都不按，則電吹管發出西的音階；若只按下第六按鈕S6，則電吹管發出拉的音階；若同時按下第六按鈕S6與第五按鈕S5，則電吹管發出唆的音階；若同時按下第六按鈕S6、第五按鈕S5和第四按鈕S4，則電吹管發出發的音階；若同時按下第六按鈕S6、第五按鈕S5、第四按鈕S4和第三按鈕S3，則電吹管發出咪的音階；若同時按下第六按鈕S6、第五按鈕S5、第四按鈕S4、第三按鈕S3和第二按鈕S2，則電吹管發出來的音階；若同時按下所有按鈕，即第六按鈕S6、第五按鈕S5、第四按鈕S4、第三按鈕S3、第二按鈕S2和第一按鈕S1，則電吹管發出哆的音階；若演奏者同時按下所有按鈕并且用力吹電吹管，則第二干簧管導通，電吹管發出高音哆的音階；當演奏者用力吹電吹管，且同時按下第二按鈕S2、第三按鈕S3、第四按鈕S4、第五按鈕S5和第六按鈕S6，則第二干簧管導通，電吹管發出高音來的音階；當演奏者用力吹電吹管，且同時按下第三按鈕S3、第四按鈕S4、第五按鈕S5和第六按鈕S6，則第二干簧管導通，電吹管發出高音咪的音階。