一种基于示教机械手的琵琶示教系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于示教机械手的琵琶示教系统及方法，包括：琵琶控制系统、示教机械手系统和数据手套系统，所述琵琶控制系统分别与所述示教机械手系统和所述数据手套系统电性连接，所述数据手套系统用于获取关节角度数据，所述示教机械手系统根据所述关节角度数据生成在琵琶本体上进行弹奏示教的弹奏数据并根据所述弹奏数据对弹奏动作进行提示，所述琵琶控制系统用于获取音频数据并根据所述音频数据和所述弹奏数据对弹奏动作进行提示；最终实现一系列的示教、纠错示范演示和人机合奏过程，实现不限次数地示范指导、针对性地纠错指导、与同种乐器或不同种乐器的合奏练习，切实提升学生的课后练习效率和弹奏技术。

【技术实现步骤摘要】
一种基于示教机械手的琵琶示教系统及方法
本专利技术涉及琵琶弹奏
，具体为一种基于示教机械手琵琶示教系统及其方法。
技术介绍
现有技术的琵琶，仅用于课后学生单纯练习弹奏使用，缺乏教师持续不间断的课后指导，弹奏的错误不能及时指出，因而，课后练习效率低，练习效果不理想；课后演奏训练形式单一，不利于学生在弦乐弹奏技术广度和深度的双重提升。在教师方面，琵琶学习指导目前仅局限于课堂，依赖教师面授指导，教学效率低，也不利于传统民族乐器文化的普及和推广；在学生方面，课后琵琶自主弹奏练习缺乏实时有效、持续不间断的专业精准指导，无法实现针对错误弹奏的刻意练习，从而达到最佳训练效果；演奏形式方面，单一且无法形成多种演奏形式组合练习，学生的训练形式和训练提升都受局限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有琵琶示教功能开发不全面，不利于学生练习的问题，提供了一种基于示教机械手的琵琶示教系统及其方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于示教机械手的琵琶示教系统，包括：琵琶控制系统、示教机械手系统和数据手套系统，所述琵琶示教系统分别与所述示教机械手系统和所述数据手套系统电性连接，所述数据手套系统用于获取关节角度数据并根据所述弹奏数据对弹奏动作进行提示，所述示教机械手系统用于根据所述关节角度数据生成在琵琶本体上进行弹奏示教的弹奏数据，所述琵琶控制系统用于获取音频数据并根据所述音频数据和所述弹奏数据对弹奏动作进行提示。作为一种可实施方式，所述示教机械手系统包括第一指示单元，所述琵琶控制系统包括第二指示单元、音频采集单元和单片机，所述第一指示单元根据所述弹奏数据对所述弹奏动作进行提示，所述第二指示单元根据所述弹奏数据和通过所述音频采集单元采集到的所述音频数据对所述弹奏动作进行提示，所述第三单片机用于获取所述弹奏数据和所述音频数据并将所述弹奏数据和所述音频数据通过通讯模块传输到云端服务器，从而实现远程示教。作为一种可实施方式，所述数据手套系统包括数据手套、数据采集模块、数据校正模块和数据分析模块，所述数据采集模块用于采集所述数据手套上的示教数据，所述数据校正模块用于对采集到的所述示教数据进行校正；所述数据分析模块用于对校正后的示教数据进行分析处理，得到关节角度数据。作为一种可实施方式，所述示教机械手系统包括映射模块和驱动模块；所述映射模块用于将所述手指关节角度数据映射为所述示教机械手的关节角度数据；所述驱动模块根据获得的所述示教机械手的关节角度数据驱动所述示教机械手在所述琵琶本体上进行弹奏示教。作为一种可实施方式，所述驱动模块包括执行机构、旋转解码器和处理器，所述执行机构将所述示教机械手的关节角度数据发送给所述旋转解码器，所述旋转解码器根据所述示教机械手的关节角度数据得到示教机械手各部位的空间坐标数据，所述示教机械手各部位的空间坐标数据通过示教编程存储到所述处理器生成弹奏数据，所述处理器根据所述弹奏数据自动生成弹奏手法的作业程序并控制所述执行机构在所述琵琶本体上进行弹奏示教。相应的，本专利技术还提供一种基于示教机械手的琵琶示教方法，包括：获取关节角度数据；对所述关节角度数据进行分析处理，生成在琵琶本体上进行弹奏示教的弹奏数据；根据所述弹奏数据和采集到的音频数据对弹奏动作进行提示。作为一种可实施方式，所述获取手指关节角度数据，具体包括以下步骤：采集示教数据；对采集到的示教数据进行校正；对校正后的示教数据进行分析处理，得到关节角度数据。作为一种可实施方式，还包括以下步骤：在所述获取关节角度数据之后，发送数据指令。作为一种可实施方式，所述数据指令包括教师示范数据指令或纠错练习数据指令或人机合奏数据指令。作为一种可实施方式，所述对所述关节角度数据进行分析处理，生成在所述琵琶本体上进行弹奏示教的弹奏数据，具体包括以下步骤：接收所述关节角度数据；将所述关节角度数据映射为示教机械手的关节角度数据；将所述示教机械手的关节角度数据解码为所述示教机械手各部位的空间坐标数据；将所述示教机械手各部位的空间坐标数据通过示教编程进行存储，生成在所述琵琶本体上进行弹奏示教的弹奏数据。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种基于示教机械手的琵琶示教系统及方法，包括：琵琶本体、示教机械手系统和数据手套系统，所述琵琶控制系统分别与所述示教机械手系统和所述数据手套系统电性连接，所述数据手套系统用于获取关节角度数据，所述示教机械手系统根据所述关节角度数据生成在琵琶本体上进行弹奏示教的弹奏数据并根据所述弹奏数据对弹奏动作进行提示，所述琵琶控制系统用于获取音频数据并根据所述音频数据和所述弹奏数据对弹奏动作进行提示；最终实现一系列的示教、纠错示范演示和人机合奏过程，实现不限次数地示范指导、针对性地纠错指导、与同种乐器和不同种乐器的合奏练习，切实提升学生的课后练习效率和弹奏技术。附图说明图1为本专利技术产品的立体结构示意图；图2为本专利技术产品的主视结构示意图；图3为本专利技术产品的测试结构示意图；图4为本专利技术产品的俯视结构示意图；图5为本专利技术示教机械手的立体结构示意图；图6为本专利技术模块连接示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。参见图1-图6，本实施例提供一种技术方案：一种基于示教机械手的琵琶示教系统，包括：琵琶控制系统、示教机械手系统和数据手套系统，所述琵琶控制系统分别与所述示教机械手系统和所述数据手套系统电性连接，所述数据手套系统用于获取关节角度数据，所述示教机械手系统根据所述关节角度数据生成在琵琶本体100上弹奏示教的弹奏数据并根据所述弹奏数据对弹奏动作进行提示，所述琵琶控制系统用于获取音频数据，并根据所述音频数据和所述弹奏数据对弹奏动作进行提示。所述弹奏数据包括练习者的弹奏数据、示范弹奏数据，所述练习者的弹奏数据为学生等练习者在练习弹奏后所生成的弹奏数据，所述示范弹奏数据为示范者的标准弹奏数据，即可以为由教师等具备专业水平的人弹奏后所生成的弹奏数据；所述音频数据包括练习者的音频数据、示范音频数据，所述练习者的音频数据为学生等练习者在练习弹奏后所生成的音频数据，所述示范音频数据为示范者的标准音频数据，即可以为由教师等具备专业水平的人弹奏后所生成的音频数据；所述弹奏动作包括示范弹奏动作、错误弹奏动作和修正后弹奏动作。所述示教机械手系统包括第一指示单元，所述琵琶控制系统包括第二指示单元、音频采集单元和第三单片机，所述第一指示单元用于根据所述弹奏数据对弹奏动作进行提示，所述第二指示单元用于根据所述弹奏数据和所述音频采集单元采集到的所述音频数据对弹奏动作进行提示，所述第一指示单元包括多个第一指示灯，所述第二指示单元包括多个第二指示灯；所述第三单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于示教机械手的琵琶示教系统，其特征在于，包括：琵琶控制系统、示教机械手系统和数据手套系统，所述琵琶控制系统分别与所述示教机械手系统和所述数据手套系统电性连接，所述数据手套系统用于获取关节角度数据，所述示教机械手系统用于根据所述关节角度数据生成在琵琶本体上进行弹奏示教的弹奏数据并根据所述弹奏数据对弹奏动作进行提示，所述琵琶控制系统用于获取音频数据并根据所述音频数据和所述弹奏数据对弹奏动作进行提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于示教机械手的琵琶示教系统，其特征在于，包括：琵琶控制系统、示教机械手系统和数据手套系统，所述琵琶控制系统分别与所述示教机械手系统和所述数据手套系统电性连接，所述数据手套系统用于获取关节角度数据，所述示教机械手系统用于根据所述关节角度数据生成在琵琶本体上进行弹奏示教的弹奏数据并根据所述弹奏数据对弹奏动作进行提示，所述琵琶控制系统用于获取音频数据并根据所述音频数据和所述弹奏数据对弹奏动作进行提示。


2.根据权利要求1所述一种基于示教机械手的琵琶示教系统，其特征在于，所述示教机械手系统包括第一指示单元，所述琵琶控制系统包括第二指示单元、音频采集单元和第三单片机；所述第一指示单元用于根据所述弹奏数据对所述弹奏动作进行提示，所述第二指示单元用于根据所述弹奏数据和所述音频采集单元采集到的所述音频数据对所述弹奏动作进行提示，所述第三单片机用于获取所述弹奏数据和所述音频数据并将所述弹奏数据和所述音频数据通过通讯模块传输到云端服务器，从而实现远程示教。


3.根据权利要求1所述一种基于示教机械手的琵琶示教系统，其特征在于，所述数据手套系统包括数据手套、数据采集模块、数据校正模块和数据分析模块，所述数据采集模块用于采集所述数据手套上的示教数据，所述数据校正模块用于对采集到的示教数据进行校正；所述数据分析模块用于对校正后的示教数据进行分析处理，得到关节角度数据。


4.根据权利要求1所述一种基于示教机械手的琵琶示教系统，其特征在于，所述示教机械手系统包括示教机械手、映射模块和驱动模块；所述映射模块用于将所述数据手套的关节角度数据映射为所述示教机械手的关节角度数据；所述驱动模块根据获得的所述示教机械手的关节角度数据驱动所述示教机械手在所述琵琶本体上进行弹奏示教。


5.根据权利要求4所述一种基于示教机械手的琵琶示教系统，其特征在于，所述驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁娜，
申请(专利权)人：浙江财经大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33