一種可識別手勢的手套樂器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電子樂器領域，具體的說，是涉及一種通過手套的手指動作和手套的手勢變換實現演奏多種音調的新型電子樂器。
【背景技術】
[0002]隨著可穿戴設備逐步進入我們的生活，樂器領域也出現了各種穿戴式的電子樂器，普遍都通過手套上加裝觸點開關或壓力傳感器來實現模擬的琴鍵，同時通過外置音樂合成器來實現控制或轉化演奏的聲音的功能。但目前普遍存在的問題是演奏音調較少，手套的使用時需要手指接觸到物體。
[0003]現有方案如CN203689893U的實用新型專利《手指琴》，其通過指套上的壓力感應部件將信號傳輸至聲音合成器，聲音合成后在合成器端或通過手掌套上的發聲器發出聲音。其缺陷在于，外置的聲音合成器不能和手套本身融為一體，導致操作或者攜帶時不便。
[0004]現有方案如CN201780772U的實用新型專利《一種音樂手套》，其通過鎖定夾將微處理器固定于手套上，微處理器具有音調控制、演奏樂器類型設置等功能。其缺陷在于:一是沒有示教功能，不能滿足初學者或者指法練習人員的需求；二是其只能通過手指上的觸點開關的數量和位置來決定音調的數目，其演奏的音調的數目也是屈指可數。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種可識別手勢的手套樂器，其通過五個指頭和手勢的組合控制，能夠演奏出多種音調，同時，具有示教功能，且可通過上位機定義示教音樂、調整音調映射關系、添加和替換多種音色。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0007]本實用新型由以下幾部分構成:手套1、手指姿態傳感器7、手掌姿態傳感器2、微處理器4、電源5、揚聲器6組成，還可包含示教LED燈3、上位機等部分。其原理框圖如圖1所示，其余各部分原理和功能分別如下。
[0008]手套部分，如圖2所示，其同普通的分指手套一樣，有五個指頭，可采用多種材質制作而成，手套I有內外兩層，內外兩層之間形成一個夾層。其作為一個載體，將手指姿態傳感器、手掌姿態傳感器、示教燈、微處理器、電源、揚聲器等元器件組織在一起，并通過導線或電路連接將手指姿態傳感器、手掌姿態傳感器、示教燈、電源、揚聲器與連通微處理器，優選的，以上元器件置于手套的夾層內。
[0009]手指姿態傳感器，它共有5個，分別位于手套的5個手指上，對于全指手套，可設置于指端，對于露指手套，可設置在離手掌最近的一節手指上，露指手套上的傳感器優選的固定在手套外側。手指姿態傳感器包含但不限于六軸傳感器、三軸磁場傳感器(電磁羅盤)、霍爾傳感器、陀螺儀，主要功能是檢測手指的運動姿態，并將手指的運動參數傳送給微處理器。所述六軸傳感器優選三軸陀螺儀加三軸速度計，它可檢測加速度、角速度、角度等參數。當手指姿態傳感器選用霍爾傳感器和三軸磁場傳感器(電磁羅盤)時，需要在手套的手掌心位置加設一個小磁鐵8，作為電子羅盤或霍爾傳感器的一個組成部分，進行信號的感應。
[0010]手掌姿態傳感器，優選六軸傳感器，主要功能是檢測整個手套的上下、左右、前后三軸運動和繞三軸旋轉六個方向的活動情況，并將手掌的運動參數傳送給微處理器，其可固定于手套夾層中的手背或手腕位置。
[0011]示教燈部分，如圖3所示，示教燈由位于手指上的5個LED燈和位于手背面的6個LED燈構成，示教的主要原理是，操作者可以選擇要學習的樂曲，并將手套設置為示教模式，手套的微處理器會根據樂曲音調的變化，控制樂曲相對應音調的手指或手勢的LED點亮，從而引導初學者晃動亮燈的手指或者揮舞相應的姿勢。LED燈的對應關系為:位于指端5個示教LED燈與5個手指演奏的音調一一對應，位于掌面的6個LED與手的上下左右前后六個手勢--對應，為了更加方便用戶使用，可選用彩色的LED燈珠，實現不同模式時LED燈亮不同顏色進行區分。
[0012]微處理器，包含但不限于單片機、ARM處理器，它主要是檢測來自傳感器的信號，爾后將采集到的信號及其組合映射到不同的音調，并調取用戶選擇的樂器所對應的波表，最后將聲音信號發送到揚聲器，同時，還實現對通訊模塊的控制。
[0013]通訊模塊可采用有線或者無線兩種方式，主要是將微處理器同上位機之間建立連接，實現控制信號的發送和接收。有線連接包含但不限于USB連接，無線連接包含但不限于藍牙、WIFI連接。
[0014]存儲器，主要用于存放樂器所對應的波表及用戶存儲的樂曲，配合微處理器調用相應的音調。
[0015]揚聲器，數量為一個或多個，主要是將微處理器上送來的電信號轉化為聲音。
[0016]電源，它主要是為微處理器及其他各部分提供工作電源，電源部分包含但不限于電池供電和USB供電，采用電池供電時，還可設置電池倉，或將其固定于手套的手腕附近。
[0017]上位機部分，主要通過運行在硬件上的軟件實現。硬件包含但不限于電腦、手機、pad。軟件主要實現的功能有:選擇需要演奏的樂器類型、自定義5個手指姿態傳感器信號和手掌姿態傳感器的6個信號與音調的映射關系、示教音樂的設置、演奏的評分等功能。上位機部分的演奏樂器類型設置可以根據用戶的喜好，導入不同樂器的波表，從而打破了當前電子樂器只有出廠時設計的有限波表的局限。
[0018]手套的手勢和演奏音調的關系可以通過上位機進行設置。因為每個手指姿態傳感器可以有相對運動和無相對運動(或者運動和靜止，彎曲和非彎曲)兩種狀態，5個手指姿態傳感器的運動狀態的數學組合共有32種，手掌姿態傳感器還有上、下、左、右、前、后共六種狀態，這六種狀態與前面的32種狀態配合使用和控制，可以產生多達32*6=192種音調。
[0019]本實用新型達到了利用一個手套進行演奏的目的，而且手套的手指不需要接觸到物體表面，其在空中的揮舞就可以實現音樂的演奏。除此之外，還可左右手各戴一個手套，分別設置不同的音調，利用兩個手套組合進行演奏，從面實現更多的音調。
[0020]本實用新型有如下有益效果:
[0021](I)演奏不受場地約束。本樂器將電子樂器的功能集成在了一個手套上，演奏時，不在需要專門的演奏臺或樂器架，只需把樂器手套戴在手上，坐著、躺著、走著都可以進行演奏，可以隨時隨地、隨心所欲的進行。
[0022](2)音調和手指的關系可自行定制。用戶可以根據自己的喜好，通過上位機軟件定義手勢的動作和音調之間的關系，從而實現了每個用戶都可以擁有適合自己的演奏習慣的樂器。
[0023](3)示教