[發明專利]一種基于示教機械手的琵琶示教系統及方法

在審

• 申請號: 202010430241.5
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111508312A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 魯娜
• 申請（專利權）人: 浙江財經大學
• 主分類號: G09B15/00
• 分類號: G09B15/00;G06F3/01
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 田金霞

本發明提供了一種基于示教機械手的琵琶示教系統及方法，包括：琵琶控制系統、示教機械手系統和數據手套系統，所述琵琶控制系統分別與所述示教機械手系統和所述數據手套系統電性連接，所述數據手套系統用于獲取關節角度數據，所述示教機械手系統根據所述關節角度數據生成在琵琶本體上進行彈奏示教的彈奏數據并根據所述彈奏數據對彈奏動作進行提示，所述琵琶控制系統用于獲取音頻數據并根據所述音頻數據和所述彈奏數據對彈奏動作進行提示；最終實現一系列的示教、糾錯示范演示和人機合奏過程，實現不限次數地示范指導、針對性地糾錯指導、與同種樂器或不同種樂器的合奏練習，切實提升學生的課后練習效率和彈奏技術。

技術領域

本發明涉及琵琶彈奏技術領域，具體為一種基于示教機械手琵琶示教系統及其方法。

背景技術

現有技術的琵琶，僅用于課后學生單純練習彈奏使用，缺乏教師持續不間斷的課后指導，彈奏的錯誤不能及時指出，因而，課后練習效率低，練習效果不理想；課后演奏訓練形式單一，不利于學生在弦樂彈奏技術廣度和深度的雙重提升。

在教師方面，琵琶學習指導目前僅局限于課堂，依賴教師面授指導，教學效率低，也不利于傳統民族樂器文化的普及和推廣；在學生方面，課后琵琶自主彈奏練習缺乏實時有效、持續不間斷的專業精準指導，無法實現針對錯誤彈奏的刻意練習，從而達到最佳訓練效果；演奏形式方面，單一且無法形成多種演奏形式組合練習，學生的訓練形式和訓練提升都受局限。

發明內容

本發明的目的在于克服現有琵琶示教功能開發不全面，不利于學生練習的問題，提供了一種基于示教機械手的琵琶示教系統及其方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于示教機械手的琵琶示教系統，包括：琵琶控制系統、示教機械手系統和數據手套系統，所述琵琶示教系統分別與所述示教機械手系統和所述數據手套系統電性連接，所述數據手套系統用于獲取關節角度數據并根據所述彈奏數據對彈奏動作進行提示，所述示教機械手系統用于根據所述關節角度數據生成在琵琶本體上進行彈奏示教的彈奏數據，所述琵琶控制系統用于獲取音頻數據并根據所述音頻數據和所述彈奏數據對彈奏動作進行提示。

作為一種可實施方式，所述示教機械手系統包括第一指示單元，所述琵琶控制系統包括第二指示單元、音頻采集單元和單片機，所述第一指示單元根據所述彈奏數據對所述彈奏動作進行提示，所述第二指示單元根據所述彈奏數據和通過所述音頻采集單元采集到的所述音頻數據對所述彈奏動作進行提示，所述第三單片機用于獲取所述彈奏數據和所述音頻數據并將所述彈奏數據和所述音頻數據通過通訊模塊傳輸到云端服務器，從而實現遠程示教。

作為一種可實施方式，所述數據手套系統包括數據手套、數據采集模塊、數據校正模塊和數據分析模塊，所述數據采集模塊用于采集所述數據手套上的示教數據，所述數據校正模塊用于對采集到的所述示教數據進行校正；所述數據分析模塊用于對校正后的示教數據進行分析處理，得到關節角度數據。

作為一種可實施方式，所述示教機械手系統包括映射模塊和驅動模塊；所述映射模塊用于將所述手指關節角度數據映射為所述示教機械手的關節角度數據；所述驅動模塊根據獲得的所述示教機械手的關節角度數據驅動所述示教機械手在所述琵琶本體上進行彈奏示教。

作為一種可實施方式，所述驅動模塊包括執行機構、旋轉解碼器和處理器，所述執行機構將所述示教機械手的關節角度數據發送給所述旋轉解碼器，所述旋轉解碼器根據所述示教機械手的關節角度數據得到示教機械手各部位的空間坐標數據，所述示教機械手各部位的空間坐標數據通過示教編程存儲到所述處理器生成彈奏數據，所述處理器根據所述彈奏數據自動生成彈奏手法的作業程序并控制所述執行機構在所述琵琶本體上進行彈奏示教。

相應的，本發明還提供一種基于示教機械手的琵琶示教方法，包括：獲取關節角度數據；對所述關節角度數據進行分析處理，生成在琵琶本體上進行彈奏示教的彈奏數據；根據所述彈奏數據和采集到的音頻數據對彈奏動作進行提示。