一种数码拉杆长号的制作方法

本发明主要涉及长号乐器领域，同时融合数码技术。

背景技术：

1、传统乐器依靠自身结构、材质等物理特性实现发声。传统长号作为典型的铜管乐器，主要由吹嘴、调音管、拉管以及喇叭口等部分构成。长号没有按键，其音准完全依赖演奏者控制拉管位置与唇部肌肉的精准配合，被公认为铜管乐器中音准控制最难的乐器。吹奏者通过推拉拉管改变管体有效长度，即有效空气柱长度，形成七个特征把位，每个把位对应基础音高，经唇部振动与气息调控可激发多个泛音，实现音高与音色的表达。气息运用需精确调节气流流量、压力及流速来匹配音高、音量及音色需求，尤其在推拉拉管时需要保持气压稳定，以确保声音连贯。口型松紧的细微变化会直接影响音色明暗和音高。本发明利用数码技术，在保持传统长号外观的前提下，融合光电器件、传感器件等，解决了传统长号音准难控，手臂拉管动作必须和口型、气息高度同步的问题，大大简化了吹奏难度。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供的一种数码拉杆长号，包括机械部分和电子部分；

2、机械部分负责模拟传统长号外形，包括吹嘴组件、伸缩拉管组件、喇叭组件；

3、其中，所述吹嘴组件用于承接吹奏者的吹气气流；

4、所述伸缩拉管组件包括内管、外滑管、外滑管横梁、限位装置及其他配件，内管、外滑管嵌套，外滑管可推拉滑动，外滑管滑动时具有若干预设的内管、外滑管相对位置，各预设位置分别对应长号演奏中的一个基准音高，这些预设位置即为把位位置，限位装置在外滑管拉伸至最长时阻止其进一步拉伸，起到限位作用；

5、所述喇叭组件一端与伸缩拉管组件连接，另一端呈锥形大喇叭状；

6、电子部件包括控制模块、拉管把位检测模块、吹奏信息采集模块、按键模块、音源模块、发声模块和电源模块；

7、其中，所述控制模块用于系统控制与协调；

8、所述拉管把位检测模块负责检测把位位置，并生成对应的把位信号发送给所述控制模块；

9、所述吹奏信息采集模块采集吹奏者的吹奏信息并发送给控制模块；

10、所述按键模块包括若干按键，用于输出至少包括开关机指令和调节音量指令的控制信号；

11、所述音源模块负责存储音频数据，并根据控制模块的指令输出对应音高的音频信号；

12、所述发声模块置于喇叭组件中，用于将音频信号转换为声音输出；

13、所述电源模块，用于为整个乐器供电；

14、所述控制模块根据接收到的拉管把位信号和吹奏信息，从音源模块中提取对应的音频数据，并控制发声模块播放。

15、作为其中一种实施方案，所述拉管把位检测模块包括至少一个激光收发装置和至少一个颜色块，通过检测激光照射于颜色块上的反射率来识别当前把位位置。其具体安装方式包括以下两种。方式一，所述激光收发装置安装于所述外滑管上；所述颜色块沿内管轴向，间隔喷涂于内管表面，各颜色块颜色不同，且光反射率不同。所述激光收发装置从外滑管向内管方向发射激光，随着外滑管滑动，内外滑管发生相对位移，即所述激光收发装置与所述颜色块之间的相对位置发生改变，激光收发装置所发射的激光依次照射在不同颜色块上，使得反射光信号产生可区分的特征变化，反射光信号被所述激光收发装置接收，由于光反射率与颜色块一一对应，通过检测光反射率即可识别当前所照射的颜色块，进而判断当前把位位置。方式二，所述激光收发装置沿内管轴向间隔安装于所述内管上；所述颜色块至少一个，喷涂于所述外滑管内壁。当外滑管滑动至某一把位时，该把位对应的激光收发装置正对所述颜色块，其接收到的反射光信号区别于其他激光收发装置，由此判断当前把位位置。

16、需要说明的是，在上述基于颜色识别的方案中，所述颜色块不仅限于单个颜色对应单个把位的识别方式。作为该方案的扩展编码形式，亦可参照下述孔位编码原理，将多个颜色块按预设排列组合成一组，利用各颜色块的不同排列顺序及其对应的反射率差异，形成复合反射序列，从而在有限空间内衍生出多种组合编码，用以唯一区分长号的各个把位。该组合编码逻辑与下述基于孔位的编码方案原理相通。

17、作为另一种实施方案，所述拉管把位检测模块包括一组激光收发装置和设置于内管上的编码孔组。所述一组激光收发装置固定安装于所述外滑管上，并随外滑管同步滑动；所述内管沿轴向间隔设有多组编码孔位，每组编码孔位与一个把位位置相对应，每组编码孔位为沿内管轴向排列的检测位，根据是否开孔而具有不同的激光反射特性，从而构成二进制编码序列。各激光收发装置与各检测位一一对应。滑动外滑管时，各激光收发装置发出的激光分别照射到当前把位对应的一组编码孔位的各个检测位上，并根据有孔/无孔状态产生高低不同的反射光信号组合。控制模块接收该信号组合并解码，即可唯一识别当前把位位置。通过在内管上预设多组不同编码的孔位组合，分别对应长号的各个把位。该方案采用孔位编码替代颜色识别。

18、在对应的把位标记，所述标记标有唱名，依次为“高音1、7、6、5、4、3、2、1”，分别对应长号乐器的八个把位，各把位标记所对应的基准音高依次为音名c′、b、a、g、f、e、d、c，用于指示当前拉管所处的把位序号及其对应的基准音高。所述吹奏信息采集模块位于吹嘴组件中，内置气压传感器，能够实时感知吹奏者吹气的压力，并将其转化为电信号，传输给控制模块进行处理，以控制所吹奏音符的音量大小和吹奏时长。

19、所述控制模块同步接收拉管把位检测模块的把位信号和吹奏信息采集模块的气压参数，根据当前把位对应的基准音高确定目标音高的音符序号，从音源模块调取对应音频数据，结合气压参数调整音量及播放时长，合成音频信号，驱动发声模块输出声音。

20、所述按键模块与所述控制模块连接；所述按键模块包括开机键、音量调节键、移调键以及升八度键和降八度键、升半音键；所述移调键用于触发移调指令，所述控制模块默认以c调为基准，根据所述移调指令将当前把位信号对应的基准音高整体平移预设的半音数；当移调键被触发一次，基准音高整体升高1个半音（即c调变为升c调），生成移调后的目标音高；所述升八度键和降八度键触发时，所述控制模块将当前把位信号对应的基准音高向上或向下平移一个八度（12个半音）；升八度键和降八度键同时按下时触发延音效果；所述升半音键触发时，所述控制模块将当前基准音高向上偏移一个半音；上述指令中任意两者或多者同时触发时，所述控制模块将各指令对应的偏移量累加，生成复合偏移后的目标音高。

21、有益效果

22、1.传统外观，数码内核，可以拓展到其他乐器；

23、2.传统长号依赖唇部肌肉与气息的复杂配合控制音准，本发明气压与音量映射，使吹奏者只需操作拉管即可稳定输出目标音高，无需专业唇振训练，降低了吹奏难度。

24、3.通过激光反射检测把位位置，识别精度高、抗干扰能力强，吹奏者只需将拉管推拉至对应把位并吹气，即可稳定输出目标音高，彻底解决了传统长号因唇振和气息变化导致的音准偏差问题。

25、4.标记唱名，以及一键移调、升半音键等功能让吹奏更容易，有利于和声手谱对应，简单易学。