1.本发明涉及演奏乐器领域，具体涉及一种智能训练单簧管及其训练方法。


背景技术：

2.单簧管是管乐器的一种，由木料、硬橡胶或金属制成，有一个鸟嘴形的吹口和圆形的空心，管身是可装拆的，管体成圆锥筒形，下端为开放的喇叭口。在吹口处固定一个簧片，吹奏者通过簧片和吹口的空间吹气时，并配合下唇适当的压力，薄薄的簧片尖产生振动，使乐器管内的空气柱开始振动，因而发出柔美的音色。单簧管结构组成：笛头(笛头、哨片、固定哨片和笛头的卡子)，主体管(带有音孔的上节、带有音孔的下节)，喇叭口和机械音键系统。单簧管是一件很灵敏的乐器，除了在演奏断音方面不如长笛那样流利迅速外，演奏旋律、音阶、琶音、跳音则相当出色。它能轻松地演奏连音、断音结合的各种光辉华丽的乐句，这些方面可以与长笛相媲美。
3.现在很多单簧管学习者都是采用自主演奏训练的方式，学习者需要同时对气息、指法、节奏、音准、速度、强弱等多个方面进行判断。但在演奏中进行完整的自我判断十分困难。没有准确度的判断和指导，很容易越练问题越多，养成坏习惯错误难纠正，导致进步缓慢兴趣减退。绝大多数自主演奏训练的效果不佳。
4.而比较有效的单簧管演奏的训练方式，是采用单簧管教师的陪同练习的方式。这种训练方法是通过老师对照乐谱聆听、观察孩子气息、指法等演奏状态，对演奏训练的准确度进行判断和及时反馈指导。但是存在教师指导成本高，训练时间、空间局限、教学方法、教师能力水平参差不齐等现实痛点。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种智能训练单簧管及其训练方法，以解决现有单簧管学习门槛高、难以掌握演奏准确度的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.根据本发明的第一方面，公开了一种智能训练单簧管，所述单簧管包括：笛头、二节、上节管、下节管和喇叭口，所述笛头与二节的一端连接，二节另一端与上节管的一端连接，上节管的另一端与下节管连接，所述喇叭口与下节管上远离上节管的一端连接，所述上节管和下节管上设置有圆孔状机械按键和椭圆条状机械按键，上节管和下接管的音孔内侧壁均环绕设置有环形金属片，椭圆条状机械按键的连接杆上设置有金属顶针，通过环形金属片和金属顶针将采集到的电流信号发送至蓝牙设备，所述上节管内设置有气流传感器，将演奏时吹气产生的风速、流量、长短数据发送至蓝牙设备，通过蓝牙设备将电流信号和风速流量数据发送至中央处理器，通过中央处理器对演奏的准确度进行判断和指导。
8.进一步地，，所述笛头上安装有哨片，哨片与笛头之间设有用于吹气的缝隙，在正常演奏状态下，哨片振动发声；在无声演奏练习的情况下，更换特制哨片无法振动，特制哨片与笛头之间的缝隙中有气流通过但特制哨片不振动不发声。
9.进一步地，所述上节管与下节管的管壁内均埋设有电线和信号线，上节管与下节管之间的连接处设置有金属触点相互贴合，在上节管与下节管相连接时，上节管端部的金属触点与下节管端部的金属触点相接触，实现上节管和下节管之间电流信号的导通传递。
10.进一步地，所述上节管和下节管上均设置有多个圆孔状机械按键，所述圆孔状机械按键下方的音孔内侧壁环绕设置有环形金属片，所述环形金属片与笛管内埋设的电线连接，按下圆孔状机械按键使手指接触到环形金属片，环形金属片上的电流产生变化。
11.进一步地，所述上节管和下节管上均设置有多个椭圆条状机械按键，椭圆条状机械按键通过连接杆连接圆柱堵头，圆柱堵头在正常状态下盖住音孔，按动椭圆条状机械按键则圆柱堵头从音孔上抬开，所述连接杆靠近圆柱堵头处设置有金属顶针，与金属顶针相对应的笛管侧壁上设置有感应金属片，感应金属片与埋设在笛管内的电线连接，在正常状态下，金属顶针与感应金属片相接触，按下椭圆条状机械按键，则金属顶针与感应金属片分离不再接触，感应金属片上的电流产生变化。
12.进一步地，所述上节管内靠近笛头处安装有气流传感器，所述气流传感器测量笛头吹入的速度、流量、长短数据，并将采集的数据转换为数字信号，通过气流传感器连接的信号线将数字信号传出。
13.进一步地，所述上节管背面设置有电路板，上节管内埋设的电线与电路板连接，所述电路板与上节管端部的金属触点连接，通过金属触点将上节管的电流信号传送至下节管。
14.进一步地，所述下节管背面指托处设置有综合处理模块，所述综合处理模块包括：蓝牙设备、电源设备和信号处理设备，所述信号处理设备与下节管内埋设的电线连接，下节管内埋设的电线接收上节管传送的电流信号，通过信号处理设备将电流信号转换为数字信号，所述电源设备向上节管和下节管内的电线供电，所述蓝牙设备将电流的数字信号和气流风速产生的气流数字信号发送至中央处理器，所述中央处理器接收到蓝牙设备发送的电流数字信号和气流数字信号后进行数据处理，再与标准的乐谱演奏要求进行比对，中央处理器内提前储存有标准琴谱对应的音符、节奏、强弱、速度数据，通过中央处理器判断演奏的准确性。
15.根据本发明的第二方面，公开了一种智能训练单簧管的训练方法，其特征在于，所述方法为：
16.将电源设备打开，向上节管、下节管、蓝牙设备、气流传感器以及信号处理设备进行供电；
17.使用移动终端与蓝牙设备建立连接，在移动终端选择将要练习的琴谱；
18.根据琴谱进行演奏练习，按动圆孔状机械按键或椭圆条状机械按键，配合进行吹气；
19.演奏过程中环形金属片和金属探针产生电流变化，并将电流信号发送至信号处理设备，通过信号处理设备将电流信号转变为电流数字信号；
20.气流传感器采集吹气速度、流量、长短数据，并将数据转换为气流数字信号；
21.电流数字信号和气流数字信号，通过蓝牙设备发送至中央处理器；
22.中央处理器将电流数字信号和气流数字信号处理后与标准琴谱演奏要求进行比对，判断演奏是否准确；
23.所述移动终端显示中央处理器的判断结果，实时进行反馈，并给出具体的改进建议，演奏者根据建议及时进行调整。
24.进一步地，在进行无声训练过程中，哨片不振动不发声，电流数字信号和气流数字信号正常采集；
25.中央处理器将采集到的电流数字信号和气流数字信号转换为音乐通过演奏者佩戴的耳机进行播放；
26.中央处理器将电流数字信号和气流数字信号处理后与标准琴谱演奏要求进行比对，判断演奏是否准确；
27.所述移动终端显示中央处理器的判断结果，实时进行反馈，并给出具体的改进建议，演奏者根据建议及时进行调整。
28.本发明具有如下优点：
29.本发明公开了一种智能训练单簧管及其训练方法，通过音孔上的环形金属片和椭圆条状机械按键连接杆上的金属顶针，产生电流的变化，实现对音孔按动顺序和按动是否到位进行检测，通过气流传感器采集吹气的流速，将采集结果发送至中央处理器，与标准琴谱演奏要求进行比对，实现对演奏过程的准确性进行实时判断，对节奏和音准进行判断，在自主学习过程中能够对演奏准确性的把控，降低了学习门槛。并且结合给出的改进建议，能够调整演奏过程，进行快速提升，并且能够进行无声练习，通过耳机听到演奏的音乐，不会打扰其他人，达到同样的演奏练习效果。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
31.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
32.图1为本发明实施例提供的一种智能训练单簧管的正视结构图；
33.图2为本发明实施例提供的一种智能训练单簧管的后视结构图；
34.图3为本发明实施例提供的一种智能训练单簧管的上节管正面结构示意图；
35.图4为本发明实施例提供的一种智能训练单簧管的上节管侧面结构示意图；
36.图5为本发明实施例提供的一种智能训练单簧管的金属触点位置示意图；
37.图6为本发明实施例提供的一种智能训练单簧管的金属触点位置示意图；
38.图7为本发明实施例提供的一种智能训练单簧管的上节管剖视图；
39.图8为本发明实施例提供的一种智能训练单簧管的音孔和环形金属片位置示意图；
40.图中：1
‑
笛头、2
‑
上节管、3
‑
下节管、4
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喇叭口、5
‑
圆孔状机械按键、6
‑
椭圆条状机械按键、7
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金属顶针、8
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环形金属片、9
‑
金属触点、10
‑
二节、11
‑
圆柱堵头、12
‑
感应金属片、
13
‑
气流传感器、14
‑
电路板、15
‑
综合处理模块、16
‑
连接杆、17
‑
音孔。
具体实施方式
41.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例1
43.本实施例公开了一种智能训练单簧管，所述单簧管包括：笛头1、二节10、上节管2、下节管3和喇叭口4，所述笛头1与上节管2的一端连接，所述笛头1与二节10的一端连接，二节10另一端与上节管2的一端连接，上节管2的另一端与下节管3连接，所述喇叭口4与下节管3上远离上节管2的一端连接，所述上节管2和下节管3上设置有圆孔状机械按键5和椭圆条状机械按键6，上节管2和下接管3的音孔17内侧壁均环绕设置有环形金属片8，椭圆条状机械按键6的连接杆16上设置有金属顶针7，通过环形金属片8和金属顶针7将采集到的电流信号发送至蓝牙设备，所述上节管2内设置有气流传感器，将演奏时吹气产生的风速、流量、长短数据发送至蓝牙设备，通过蓝牙设备将电流信号和风速流量数据发送至中央处理器，通过中央处理器对演奏的准确度进行判断和指导。
44.笛头上安装有哨片，哨片与笛头之间设有用于吹气的缝隙，在正常演奏状态下，哨片振动发声；在无声演奏练习的情况下，为了避免出现扰民的情况，，更换特制哨片无法振动，特制哨片厚实坚硬，特制哨片与笛头之间的缝隙中有气流通过但特制哨片不振动不发声。吹气和手指操作均按照正常操作即可。电流信号和风速流量数据发送至中央处理器，中央处理器将相应的数据转换为音乐声音再通过耳机进行播放，即可实现无声环境下也能听见演奏的音乐声，也不会扰民。
45.上节管2与下节管3的管壁内均埋设有电线和信号线，上节管2与下节管3之间的连接处设置有金属触点9相互贴合，在上节管2与下节管3相连接时，上节管2端部的金属触点9与下节管3端部的金属触点9相接触，实现上节管2和下节管3之间电流信号的导通传递。
46.上节管2和下节管3上均设置有多个圆孔状机械按键5，所述圆孔状机械按键5下方的音孔17内侧壁环绕设置有环形金属片8，所述环形金属片8与笛管内埋设的电线连接，按下圆孔状机械按键5使手指接触到环形金属片8，环形金属片8上的电流产生变化。演奏过程中，手指直接按住演奏音孔17。环形金属片8正常状态下，形成一个电流回路，当按动圆孔状机械按键5时，人的手指接触到环形金属片8，由于人体存在电阻，使电流回路发生变化，环形金属片8将变化的电流传送至电源装置，当电源装置感应到电流变化后，通过电流传感器将电流信号发送至信号处理设备。
47.上节管2和下节管3上均设置有多个椭圆条状机械按键6，椭圆条状机械按键6通过连接杆16连接圆柱堵头11，圆柱堵头11在正常状态下盖住音孔，按动椭圆条状机械按键6则圆柱堵头11从音孔上抬开；另外还有部分圆柱堵头11在正常状态下不盖住音孔17，呈现出圆柱堵头11与音孔17分离的状态，按动椭圆条状机械按键6则圆柱堵头11盖住音孔。
48.所述连接杆16靠近圆柱堵头11处设置有金属顶针7，与金属顶针7相对应的笛管侧壁上设置有感应金属片12，感应金属片12与埋设在笛管内的电线连接，在正常状态下，金属
顶针7与感应金属片12相接触，按下椭圆条状机械按键6，则金属顶针7与感应金属片12分离不再接触，感应金属片12上的电流产生变化。感应金属片12将变化的电流传送至电源装置，当电源装置感应到电流变化后，通过电流传感器将电流信号发送至信号处理设备。
49.在另一情况中，将金属顶针7设置在管壁上靠近圆柱堵头11处，金属顶针7与管壁内埋设的电线连接，在正常状态下，金属顶针7与连接杆16相接触，按动椭圆条状机械按键6，金属顶针7与连接杆16分开，从而产生电流的变化；又一情况中，金属顶针7设置在管壁上靠近椭圆条状机械按键6的一端，金属顶针7与管壁内埋设的电线连接，在正常状态下，金属顶针7与连接杆16相分离，按动椭圆条状机械按键6使金属顶针7与连接杆16相接触，产生电流变化。
50.上节管2内靠近笛头1处安装有气流传感器13，所述气流传感器13测量笛头吹入的速度、流量、长短数据，并将采集的数据转换为数字信号，通过气流传感器13连接的信号线将数字信号传出。气流传感器13在上节管2内靠近背面音孔安装，气流传感器13不影响笛管内正常气流的流动，并能准确采集人吹出的气流流速。
51.上节管2背面设置有电路板14，上节管2内埋设的电线与电路板14连接，所述电路板14与上节管2端部的金属触点9连接，通过金属触点9将上节管2的电流信号传送至下节管3，通过下节管3的金属触点9实现电流的传递，。下节管3内的电线均与电源设备连接。
52.下节管3背面指托处设置有综合处理模块15，所述综合处理模块15包括：蓝牙设备、电源设备和信号处理设备，所述信号处理设备与下节管3内埋设的电线连接，下节管3内埋设的电线接收上节管2传送的电流信号，通过信号处理设备将电流信号转换为数字信号，所述电源设备向上节管2和下节管3内的电线供电，所述蓝牙设备将电流的数字信号和气流风速产生的气流数字信号发送至中央处理器。中央处理器接收到蓝牙设备发送的电流数字信号和气流数字信号后进行数据处理，再与标准的乐谱演奏要求进行比对，中央处理器内提前储存有标准琴谱对应的音符、节奏、强弱、速度数据，通过中央处理器判断演奏的准确性。演奏者根据中央处理器给出的判断结果进行相同的调整，能够及时发现问题，降低学习门槛。
53.实施例2
54.本实施例公开了一种智能训练单簧管的训练方法，其特征在于，所述方法为：
55.将电源设备打开，向上节管2、下节管3、蓝牙设备、气流传感器13以及信号处理设备进行供电；
56.使用移动终端与蓝牙设备建立连接，在移动终端选择将要练习的琴谱；
57.根据琴谱进行演奏练习，按动圆孔状机械按键5或椭圆条状机械按键6，配合进行吹气；
58.演奏过程中环形金属片8和金属探针产生电流变化，并将电流信号发送至信号处理设备，通过信号处理设备将电流信号转变为电流数字信号；
59.气流传感器13采集吹气速度、流量、长短数据，并将数据转换为气流数字信号；
60.电流数字信号和气流数字信号，通过蓝牙设备发送至中央处理器；
61.中央处理器将电流数字信号和气流数字信号与标准琴谱演奏要求进行比对，判断演奏是否准确。
62.在中央处理器中，提前录入多个琴谱，针对音孔按动的顺序和位置，以及吹气的流
速，均设置有标准值。在演奏前，选择相应的琴谱后，中央处理器自动调出相应的演奏标准，根据演奏过程中采集的数据，判断是否符合标准。
63.移动终端显示中央处理器的判断结果，实时进行反馈，并给出具体的改进建议，演奏者根据建议及时进行调整。例如，移动终端显示演奏过程按动的某个音孔位置不对，显示正确的音孔位置；或者吹气流速不够，应当增加吹气的流速。
64.在进行无声训练过程中，哨片不振动不发声，电流数字信号和气流数字信号正常采集；
65.中央处理器将采集到的电流数字信号和气流数字信号转换为音乐通过演奏者佩戴的耳机进行播放；
66.中央处理器将电流数字信号和气流数字信号处理后与标准琴谱演奏要求进行比对，判断演奏是否准确；
67.所述移动终端显示中央处理器的判断结果，实时进行反馈，并给出具体的改进建议，演奏者根据建议及时进行调整
68.本实施例公开的一种智能训练单簧管的训练方法，通过音孔上的环形金属片8和椭圆条状机械按键6连接杆16上的金属顶针7，产生电流的变化，实现对音孔按动顺序和按动是否到位进行检测，通过气流传感器13采集吹气的流速，将采集结果发送至中央处理器，与标准琴谱演奏要求进行比对，实现对演奏过程的准确性进行实时判断，在自主学习过程中能够对演奏准确性的把控，降低了学习门槛。并且结合给出的改进建议，能够调整演奏过程，进行快速提升，并且能够进行无声练习，通过耳机听到演奏的音乐，不会打扰其他人，达到同样的演奏练习效果。
69.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。