具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-2所示，本实施例一种气动竹笛演奏机，能够实现竹笛的自动化演奏，包括用于提供吹气和按压动力的气源1，用于分别按压竹笛6各指孔62的指端模拟装置3，用于控制吹气压力和气流量的控制单元4，还包括用于调节吹口61吹气角度和位置的吹口导流装置5，所述吹口导流装置5包括卡装在竹笛6上的弧形管槽51，弧形管槽51上开设有对应吹口的气孔52，弧形管槽51上还设有连接部53，连接部53与弧形管槽51一体成型，连接部53内设有导流腔54，导流腔54一端吹气口为椭圆形，与气孔52连通，导流腔54末端设有进气口，气源1提供的气流经过进气口、吹气口对吹口61进行吹气，吹气过程中，弧形管槽51通过绕竹笛6转动以调节吹气角度，弧形管槽51通过沿竹笛6轴向移动以调节吹气位置，从而改变竹笛6和笛膜的震动效果。

还包括连接气源1和竹笛6的架体7，如图3所示，所述架体7包括水平基板701，水平基板701上设有两竖向平行的支撑臂702，支撑臂702上端设有凹槽703，竹笛6通过两支撑臂702上的凹槽703水平架设在架体7上，支撑臂702上端还设有压盖704，压盖704与支撑臂702螺栓连接，对竹笛6进行固定，为保护竹笛6，凹槽703表面设有软垫层；两压盖704间连接有气缸安装板705，气缸安装板705上安装有分别对应各指端模拟装置3的气缸706，各指端模拟装置3分别安装在相应的气缸706上，在气缸706作用下做按压动作；吹口导流装置5和各气缸706的进气口均设有快速接插头707，两支撑臂702间连接有接头安装板708，接头安装板708上设有分别对应各快速接插头707的穿板接头709，气缸706的快速接插头707和相应穿板接头709通过气管710连通，吹口导流装置5的快速接插头707和相应穿板接头709通过万向软管711连通；所述气源1出气口设有若干分别对应各穿板接头709的输出气路2，输出气路2末端与相应穿板接头709末端连通，输出气路2在控制单元4的控制下调整气流压力和气流量。

所述控制单元4包括控制器41，控制器41连接有分别对应各输出气路2的比例伺服阀42，各比例伺服阀42分别设置在相应输出气路2上，根据控制器41发出的控制指令对相应输出气路2的压力和气流量进行控制，不仅可以对吹气的压力和气流量进行控制，还可以对指压压力进行调节，从而满足演奏的不同需求。采用比例伺服阀控制气缸，相对于普通的比例阀、换向阀或电磁阀，其可以对气缸的控制速度进行快慢调整，特别是在实现颤、叠、赠、打等竹笛技法时，能够满足竹笛演奏的需求。

所述控制器41还连接有触摸屏43，用于调试期间输入和更改控制机器演奏的程序参数。

所述指端模拟装置3选用邵氏硬度为15-20的柔软材质，可以实现竹笛6指孔62的有效密封，并保护竹笛6不受损伤。

本发明除了能完成竹笛吹奏的基本动作外，为适应演奏家实际演奏时的气流形状及角度需求，本发明还设计了吹口导流装置。吹口导流装置有两个功能，一是能够自由定型引导气流，为此其连接管路采用万向软管，可以根据气流走向需要自由成型并固定，以适应不同调性和尺寸的竹笛；二是将气流形成需要的气束送入吹口指定位置，吹口导流装置通过弧形管槽卡在竹笛吹口处，可以绕竹笛转动及前后移动，以便寻找最佳角度和位置，达到竹笛和笛膜的最佳震动效果。此外，吹口导流装置吹气孔采用椭圆形设计，能将气体形成有效气束，撞击在吹口对面的棱边，从而奏出音乐。

本发明除了能够实现竹笛的自动化演奏，还能实现竹笛的教学演示和音准校验，校验过程中，由于口风和气压可以保持不变，能够使竹笛音准保持一致。

在此基础上，为保护竹笛6表面不受损伤，吹口导流装置5采用PP胶材。

为使吹气气流处于最佳口风和气息状态，保证将竹笛的音色发挥出来。本发明还需要考虑到气口、技法、音色和腹震音对音效的影响，需要对其控制指令进行调整，使得演奏机演奏的乐曲更接近音乐家吹奏的水平和效果。具体控制方法，包括以下步骤：

S1、音符定义

手动控制各个气缸的按与放，然后调整比例伺服阀的值，通过吹口导流装置供气奏响音符，试出每个音符的最佳供气量，写成模块或子程序备用。以竹笛筒音作5的指法为例，各音符与对应比例伺服阀赋值的对照表如下：

上表中，●为闭孔（气缸伸出），〇为开孔（气缸缩回）。

S2、乐曲编写

确定乐曲的节拍，利用写成的模块或子程序按乐句分句编写控制程序。以江苏民乐茉莉花为例，本曲采用60的节拍比较合适，即1秒1拍。该曲一个乐句为4s，应用100ms的计时器，设定值为40，然后按旋律分布各个音符。

S3、程序调整

S3.1气口控制，确定每个乐句的气口，在编写好的控制程序中，调整每个按压指令或吹气指令至演奏前0.1s，并调整每个按压指令或吹气指令至下一句开始前0.5s。

音乐要模拟人演唱的方式，不要连奏，每一句要有气口，这样才能形成自然动听的效果。考虑从控制单元发出指令到音符的演奏之间有大约0.1s的时间延迟，所以，在每个乐句演奏前0.1s发出动作及吹气指令，在乐句结束时，下一句开始前0.5秒结束气口指令，这样即形成了类似人歌唱的气口。

如果是每个音符单独奏出，则每个音符中间都需要断气。需要注意的是，停顿部分只能在乐句和音符的结束前，不能占用开始时值，否则会形成拖拍效果。

S3.2技法控制，确定乐曲中颤、叠、赠、打的技法要求，对相应气缸的输出值进行调整。其中，

颤：在上一个音孔上的气缸快速上下运动，比如中音6的颤音，控制气缸2以0.2秒的频率上下运动。

叠：在上一个音孔上的气缸快速上下运动1次，比如中音6的叠音，控制气缸2以0.2秒的频率上下运动1次。

赠：在乐句结束时，在停止吹气之前0.1秒左右，将6个气缸全部缩回，形成虚奏升4的效果。

打：在上一个音孔上的气缸快速向下运动1次，比如中音6的打音，控制气缸1快速向下运动，同时迅速抬起，在音孔上的停留时间越短越好。

S3.3音色平衡控制，根据旋律变化对程序中比例伺服阀的输出值进行微调。

在乐曲行进中，比例伺服阀赋值需要根据实际情况做微调，以达到旋律上行和下行时达到音色平衡的效果，不显突兀。比如高音1，如果旋律是从更高的音下来，则值相对给大点，如果是从中音6上去，值要相对给小点，以达到旋律的流畅与婉转。

S3.4腹震音控制，找出包含长音的乐句，将其程序中比例伺服阀的输出值调整成强弱波动的范围。

所描述的实施例仅仅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。