一种网状电子鼓专利检索-电声乐器由机电装置或电子发生器产生音调的乐器或从数据存储器合成音调的乐器专利检索查询-专利查询网

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一种网状电子鼓
申请号	CN201711323965.4	申请日	2017-12-12	公开(公告)号	CN109920402B	公开(公告)日	2024-03-22
申请人	音王电声股份有限公司;			发明人	钟发志; 杜宗辉;
摘要	本发明涉及一种网状电子鼓，包括鼓圈(1)、网面(2)、鼓盘盘体(10)、数据采集模块和数据处理模块，鼓圈(1)将所述网面(2)固定安装在所述鼓盘盘体(10)上，所述网面(2)下方与所述固定板 (7)上方夹持多层结构，所述多层结构从上至下依次：软性材料层(3)、弹性恢复材料层(4)、第一软性发泡缓冲材料层(6)以及第二软性发泡缓冲材料层(9)；第一软性发泡缓冲材料层(6)开有安装孔，在所述安装孔中埋设PCB板(5)，所述PCB板(5)上固定有霍尔传感器 (51)。本发明网状电子鼓的打击信号收集方式既能更好检测网面信号，提升网面灵敏度，又能防止鼓边或鼓盘盘体误触发的电子打击乐器信号。
权利要求	1.一种网状电子鼓，包括鼓圈(1)、网面(2)、鼓盘盘体(10)、数据采集模块和数据处理模块，鼓圈(1)将所述网面(2)固定安装在所述鼓盘盘体(10)上，其特征在于：所述网面(2)下方与固定板(7)上方夹持多层结构，所述多层结构从上至下依次：软性材料层(3)、弹性恢复材料层(4)、第一软性发泡缓冲材料层(6)以及第二软性发泡缓冲材料层(9)；第一软性发泡缓冲材料层(6)开有安装孔，在所述安装孔中埋设PCB板(5)，所述PCB板(5)上固定有霍尔传感器(51)；其中，所述软性材料层(3)用于将磁性部件(31)固定其中，并且挤压网面(2)，避免了敲击网面(2)时产生机械噪音；所述弹性恢复材料层(4)用于隔开所述磁性部件(31)与所述霍尔传感器(51)，并且在敲击后具有快速恢复原状的能力；所述第一软性发泡缓冲材料层(6)用于减弱或吸收敲击所述网面(2)后向下传递的能量以及减弱或吸收敲击所述鼓圈(1)或鼓盘盘体(10)后向上传递的能量；所述第二软性发泡缓冲材料层(9)也用于减弱或吸收敲击所述网面(2)后向下传递的能量以及减弱或吸收敲击所述鼓圈(1)或鼓盘盘体(10)后向上传递的能量；在所述固定板(7)下方的空腔中设有传感器(8)，所述传感器(8)检测敲击鼓圈(1)或鼓盘盘体(10)的敲击信号；所述PCB板(5)通过支撑部件(52)固定在安装孔中，所述支撑部件(52)的上部开有T型槽(521)；所述PCB板(5)位于所述T型槽的水平部分，霍尔传感器(51)位于所述T型槽的垂直部分。 2.根据权利要求1所述的一种网状电子鼓，其特征在于：第一软性发泡缓冲材料层(6)以及第二软性发泡缓冲材料层(9)的硬度都大于弹性恢复材料层(4)的硬度。 3.根据权利要求2所述的一种网状电子鼓，其特征在于：第一软性发泡缓冲材料层(6)以及第二软性发泡缓冲材料层(9)的材质为氯丁橡胶发泡材料，所述弹性恢复材料层(4)为海棉。 4.根据权利要求1‑3中任何一项所述的一种网状电子鼓，其特征在于：所述弹性恢复材料层(4)上表面为凹槽(41)结构，所述软性材料层(3)底部嵌入所述凹槽(41)中；所述软性材料层(3)的上部与所述网面(2)固定连接。 5.根据权利要求4所述的一种网状电子鼓，其特征在于：所述霍尔传感器(51)与所述磁性部件(31)为同轴或同心设置。 6.根据权利要求5所述的一种网状电子鼓，其特征在于：所述传感器(8)为压电陶瓷蜂鸣片，所述传感器(8)检测敲击鼓圈(1)或鼓盘盘体(10)信号，固定有霍尔芯片的PCB板(5)检测网面(2)的信号，两路信号均通过导线与焊有接插件的PCB板(5)相连，信号通过接插件传送至音源模块。 7.根据权利要求6所述的一种网状电子鼓，其特征在于：所述固定板(7)与所述鼓盘盘体(10)通过一个或多个螺丝(71)进行固定。 8.根据权利要求7所述的一种网状电子鼓，其特征在于：所述数据处理模块包括整形电路、数模转换电路、控制电路、DSP数据处理电路、音源存储电路、模数转换电路和后级信号放大电路；霍尔传感器与整形电路的输入端连接，整形电路的输出端和数模转换电路的输入端连接，数模转换电路的输出端和控制电路的输入端连接，控制电路的输出端和DSP数据处理电路的输入端连接，DSP数据处理电路的输出端和音源存储电路的输入端连接，音源存储电路的输出端和模数转换电路的输入端连接，模数转换电路的输出端和后级信号放大电路的输入端连接，后级信号放大电路的输出端输出音频信号时，可以将霍尔传感器随磁性范围变化提供的音频电压信号处理后得到所需的音频信号输出。 9.根据权利要求8所述的一种网状电子鼓，其特征在于：所述数据处理模块当数据处理模块还包括前级信号放大电路，霍尔传感器通过前级信号放大电路和整形电路的输入端连接，前级信号放大电路和的输入端和霍尔传感器连接，前级信号放大电路的输出端和整形电路的输入端连接时，可以放大因霍尔传感器随磁性范围变化较小提供的较小的音频电压信号，使其满足音频输入信号的要求；和/或，所述前级信号放大电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)和三极管(Q1)；第一电容(C1)的一端为前级信号放大电路的输入端与霍尔传感器连接，霍尔传感器还与电源输出端连接，第一电容(C1)的另一端和第一电阻(R1)的一端连接，第一电阻(R1)的另一端、第二电阻(R2)的一端、第三电阻(R3)的一端和三极管(Q1)的基极连接，第二电阻(R2)的另一端、第四电阻(R4)的一端和第二电容(C2)的一端均接入电源，第二电容(C2)的另一端接地，第三电阻(R3)的另一端接地，第四电阻(R4)的另一端、三极管(Q1)的集电极和第三电容(C3)的一端连接，三极管(Q1)的发射极和第五电阻(R5)的一端连接，第五电阻(R5)的另一端接地，第三电容(C3)的另一端为前级信号放大电路的输出端时，该电路将霍尔传感器随磁性范围变化提供的音频电压信号进行放大使其满足音频输入信号的要求。
说明书全文	一种网状电子鼓技术领域 [0001] 本本发明涉及一种打击乐器，尤其是涉及一种网状电子鼓。背景技术 [0002] 之前，已有模拟原声鼓的的电子打击乐器，例如已公开的ZL201621158393.X和申请公布号：CN106531139A的中国专利：一种网状电子鼓，其包括鼓盘盘体、鼓皮、数据采集模块和数据处理模块。数据采集模块包括触发器和传导介质，传导介质为磁性部件，磁性部件设置在所述的鼓皮上，触发器包括与磁性部件非接触匹配的霍尔传感器。鼓皮包括鼓圈和网面，鼓圈将所述的网面固定安装在所述的鼓盘盘体上，网面由四层网面层叠加而成，磁性部件设置在相邻两层所述的网面之间，磁性部件被两层所述的网面夹紧。霍尔传感器安装在一PCB板的下表面上，所述的PCB板的上表面附着有弹性缓冲层；磁性部件位于所述的网面的中心处，所述的霍尔传感器安装在所述的鼓盘盘体内，所述的霍尔传感器位于所述的磁性部件的正下方。所述装有磁性部件的鼓皮与所述装有霍尔传感器的PCB(附着有弹性缓冲层)是完全分隔开来的，当敲击鼓皮时，磁性部件产生震动，与霍尔传感器的距离发生改变，霍尔传感器感应到的磁场范围产生变化，由此生成音频电压信号输出给数据处理模块，数据处理模块将接收到的音频电压信号进行处理，得到所需的音频信号输出。 [0003] 但是，在上述的以往电子打击乐器中，在敲击一次鼓皮时，鼓皮会产生连续不断的震动而产生连续的多次信号，或在受外部声音震动的影响而产生共振而产生信号，造成网面的误触发。发明内容 [0004] 本发明设计了一种网状电子鼓，其解决的技术问题是现有网状电子鼓在敲击一次鼓皮时，鼓皮会产生连续不断的震动而产生连续的多次信号，或在受外部声音震动的影响而产生共振而产生信号，造成网面的误触发。 [0005] 为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案： [0006] 一种网状电子鼓，包括鼓圈、网面、鼓盘盘体、数据采集模块和数据处理模块，鼓圈将所述网面固定安装在所述鼓盘盘体上，所述网面下方与所述固定板上方夹持多层结构，所述多层结构从上至下依次：软性材料层、弹性恢复材料层、第一软性发泡缓冲材料层以及第二软性发泡缓冲材料层；第一软性发泡缓冲材料层开有安装孔，在所述安装孔中埋设PCB板，所述PCB板上固定有霍尔传感器；其中，所述软性材料层用于将磁性部件固定其中，并且挤压网面，避免了敲击网面时产生机械噪音；所述弹性恢复材料层用于隔开所述磁性部件与所述霍尔传感器，并且在敲击后具有快速恢复原状的能力；所述第一软性发泡缓冲材料层用于减弱或吸收敲击所述网面后向下传递的能量以及减弱或吸收敲击所述鼓圈或鼓盘盘体后向上传递的能量；所述第二软性发泡缓冲材料层也用于减弱或吸收敲击所述网面后向下传递的能量以及减弱或吸收敲击所述鼓圈或鼓盘盘体后向上传递的能量；在所述固定板下方的空腔中设有传感器，所述传感器检测敲击鼓圈或鼓盘盘体的敲击信号。 [0007] 进一步，第一软性发泡缓冲材料层以及第二软性发泡缓冲材料层的硬度都大于弹性恢复材料层的硬度。 [0008] 进一步，第一软性发泡缓冲材料层以及第二软性发泡缓冲材料层的材质为氯丁橡胶发泡材料，所述弹性恢复材料层为海棉。 [0009] 进一步，所述PCB板通过支撑部件固定在安装孔中，所述支撑部件的上部开有T型槽；所述PCB板位于所述T型槽的水平部分，霍尔传感器位于所述T型槽的垂直部分。 [0010] 进一步，所述弹性恢复材料层上表面为凹槽结构，所述软性材料层底部嵌入所述凹槽中；所述软性材料层的上部与所述网面固定连接。 [0011] 进一步，所述霍尔传感器与所述磁性部件为同轴或同心设置。 [0012] 进一步，所述传感器为压电陶瓷蜂鸣片，所述传感器检测敲击鼓圈或鼓盘盘体信号，固定有霍尔芯片的PCB板检测网面的信号，两路信号均通过导线与焊有接插件的PCB相连，信号通过接插件传送至音源模块。 [0013] 进一步，所述固定板与所述鼓盘盘体通过一个或多个螺丝进行固定。 [0014] 进一步，所述数据处理模块包括整形电路、数模转换电路、控制电路、DSP数据处理电路、音源存储电路、模数转换电路和后级信号放大电路； [0015] 霍尔传感器与整形电路的输入端连接，整形电路的输出端和数模转换电路的输入端连接，数模转换电路的输出端和控制电路的输入端连接，控制电路的输出端和DSP数据处理电路的输入端连接，DSP数据处理电路的输出端和音源存储电路的输入端连接，音源存储电路的输出端和模数转换电路的输入端连接，模数转换电路的输出端和后级信号放大电路的输入端连接，后级信号放大电路的输出端输出音频信号时，可以将霍尔传感器随磁性范围变化提供的音频电压信号处理后得到所需的音频信号输出； [0016] 进一步，所述数据处理模块当数据处理模块还包括前级信号放大电路，霍尔传感器通过前级信号放大电路和整形电路的输入端连接，前级信号放大电路和的输入端和霍尔传感器连接，前级信号放大电路的输出端和整形电路的输入端连接时，可以放大因霍尔传感器随磁性范围变化较小提供的较小的音频电压信号，使其满足音频输入信号的要求； [0017] 和/或，所述前级信号放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第三电容和三极管； [0018] 第一电容的一端为前级信号放大电路的输入端与霍尔传感器连接，霍尔传感器还与电源输出端连接，第一电容的另一端和第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端、第二电阻的一端、第三电阻的一端和三极管的基极连接，第二电阻的另一端、第四电阻的一端和第二电容的一端均接入电源，第二电容的另一端接地，第三电阻的另一端接地，第四电阻的另一端、三极管的集电极和第三电容的一端连接，三极管的发射极和第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端接地，第三电容的另一端为前级信号放大电路的输出端时，该电路将霍尔传感器随磁性范围变化提供的音频电压信号进行放大使其满足音频输入信号的要求。 [0019] 该网状电子鼓与现有网状电子鼓相比，具有以下有益效果： [0020] 本发明网状电子鼓的打击信号收集方式既能更好检测网面信号，提升网面灵敏度，又能防止鼓边或鼓盘盘体误触发的电子打击乐器信号。 [0021] 本发明网状电子鼓可以网面打击信号通过缓冲材料的设置进行吸收，避免传导至至鼓盘盘体上并产生鼓盘盘体被击打的错误信号，提高击打信号产生的准确性和灵敏性。附图说明 [0022] 图1：本发明网状电子鼓的部件分解示意图； [0023] 图2：本发明网状电子鼓的剖视图； [0024] 图3：图2中局部放大示意图； [0025] 图4：本发明网状电子鼓的磁性部件连接示意图； [0026] 图5：本发明网状电子鼓的霍尔芯片连接示意图； [0027] 图6：本发明网状电子鼓的数据处理模块工作方框示意图； [0028] 图7：本发明网状电子鼓的前级信号放大电路的元器件连接示意图。 [0029] 附图标记说明： [0030] 1‑鼓圈；2‑网面；3‑软性材料层；31‑磁性部件；4‑弹性恢复材料层；41‑凹槽；5‑PCB板；51‑霍尔传感器；52‑支撑部件；521‑T型槽；6‑第一软性发泡缓冲材料层；61‑安装孔；7‑固定板；71‑螺丝；8‑传感器；9‑第二软性发泡缓冲材料层；10‑鼓盘盘体。具体实施方式 [0031] 下面结合图1至图6，对本发明做进一步说明： [0032] 如图1和图2所示，本发明网状电子鼓包括鼓盘盘体10、鼓圈1、网面2、数据采集模块和数据处理模块。 [0033] 数据采集模块包括触发器和传导介质，传导介质为磁性部件31，磁性部件31设置在一种软性材料层3中，触发器包括与磁性部件31非接触匹配的霍尔传感器51。 [0034] 网面2由三层网面层叠加而成，其靠近包含磁性部件31的软性材料层3的侧网面为白色，鼓圈1将网面2固定安装在鼓盘盘体10上。霍尔传感器51安装在一PCB板5板的下表面上，PCB板5的上表面附着有弹性恢复材料层4，PCB板5放置在第一软性发泡缓冲材料层6的安装孔中，第一软性发泡缓冲材料层6下方设有第二软性发泡缓冲材料层9，第二软性发泡缓冲材料层9附在固定板7上，并且固定板7通过螺丝71固定在鼓盘盘体10上。 [0035] 装有磁性部件31的软性材料层3附着于弹性恢复材料层4上表面，霍尔传感器51位于磁性部件31的正下方，装有磁性部件31的软性材料层3与装有霍尔传感器51的PCB板5同心且靠弹性恢复材料层4将装有霍尔传感器的PCB板5与装有磁性部件31的软性材料层3完全分隔开来的。 [0036] 1、软性材料层3：其可以为硅橡胶，例如：其邵氏硬度为30。，其固定磁性部件31用，鼓棒敲击后弹力好。 [0037] 2、弹性恢复材料层4：其可以为海棉，密度为22kg/m3，材质柔软更软，受外力压缩后回弹性好、回弹快。 [0038] 其作用一：因鼓盘盘体触发信号原理就是磁性部件31与下方的霍尔芯片51通过不断的距离改变使得磁通量发生变化产生正弦波电压信号，因此选用海棉来实现这个功能。作用二：弹性恢复材料层4在向下震动后由于弹力快速回复并再次与网面2接触，在未继续受力的情况下不会产生第二次震动，不会继续产生信号。 [0039] 3、第一软性发泡缓冲材料层6：其材质为氯丁橡胶发泡材料(俗称：克回力，又称CR泡棉)，例如：硬度可以为15。 [0040] 其第一作用：固定有霍尔芯片的PCB板5；第二作用：当鼓棒敲击网面2时的力度传至软性材料层3，再使弹性恢复材料层4来回震动改变距离，第一软性发泡缓冲材料层6使敲击的力度进一步减弱，当传至第一软性发泡缓冲材料层6时力度更进一步减弱或吸收了；第三作用：当敲击鼓圈1或鼓盘盘体10，敲击产生的振动能量除了被传感器8感应，还会向上方的软性材料层3以及磁性部件31传导，第一软性发泡缓冲材料层6可以吸收振动能量避免磁性部件31受到影响。 [0041] 4、第二软性发泡缓冲材料层9：其材质为氯丁橡胶发泡材料(俗称：克回力，又称CR泡棉)，其硬度同第一软性发泡缓冲材料层6。其起到进一步减弱上述步骤传过来的力度为0，使其不传至鼓盘盘体10上，因鼓圈1或鼓盘盘体10的触发是靠固定在鼓盘盘体10上的传感器8来感应产生信号，如敲网面2有信号传至鼓盘盘体10，则会出现串扰边的信号。同理，也可以衰减和吸收鼓圈1或鼓盘盘体10敲击后向上对软性材料层3以及磁性部件31的影响。总之，敲鼓圈1或鼓盘盘体10时，鼓圈1或鼓盘盘体10的震动信号通过第二软性发泡缓冲材料层9传至第一软性发泡缓冲材料层6，再传至弹性恢复材料层4，最后传至软性材料层3，因均使用发泡缓冲材料，敲鼓圈1或鼓盘盘体10的力度一步一步衰减，使弹性恢复材料层4基本上无震动，不会产生距离化，即不会产生磁通量变化，不会有电压信号产生，避免了敲击边串扰面的情况。 [0042] 硬度比较：第一软性发泡缓冲材料层6和第二软性发泡缓冲材料层9硬度都大于弹性恢复材料层4。 [0043] 当敲击网面2时，装在软性材料层3中的磁性部件31产生向下震动，磁性部件31与霍尔传感器51的距离发生改变，霍尔传感器51感应到的磁场范围产生变化，由此生成音频电压信号输出给数据处理模块，数据处理模块将接收到的音频电压信号进行处理，得到所需的音频信号并输出。 [0044] 敲击网面2后，网面2下的弹性恢复材料层4在向下震动后由于弹力快速回复并再次与网面2接触，在未继续受力的情况下不会产生第二次震动，也就不会继续产生信号。因此软性材料层3顶住网面2，也避免了敲击网面时产生机械噪音。 [0045] 由于霍尔传感器51与磁性部件31都是间接固定在鼓盘盘体10上，通过冶具可以完全保证霍尔传感器51与磁性部件31同心，这样大大提高了网面信号，避免了中国专利(申请公布号：CN106531139A)公布的网状电子鼓因霍尔传感器与磁性材料分别在不同部件造成相互偏位，造成即使网面震动也只能产生较小的信号，每个鼓盘盘体10信号有差异，鼓盘盘体10灵敏度低。 [0046] 如图3所示，PCB板5通过支撑部件52固定在安装孔中，支撑部件52的上部开有T型槽521；PCB板5位于T型槽的水平部分，霍尔传感器51位于T型槽的垂直部分。弹性恢复材料层4上表面为凹槽41结构，软性材料层3底部嵌入凹槽41中。凹槽41可以锥形凹槽或矩形凹槽或不规则形状凹槽，软性材料层3底部也对应设置为锥形结构、矩形结构或不规则结构与不同形状的凹槽41进行配合。 [0047] 软性材料层3的上部与网面2固定连接。霍尔传感器51与磁性部件31为同轴或同心设置。固定板7与鼓盘盘体10通过一个或多个螺丝71进行固定。 [0048] 如图4所示，软性材料层3中埋设磁性部件31。 [0049] 如图5所示，PCB板5下方固定有霍尔传感器。 [0050] 如图6所示，当数据处理模块包括整形电路、数模转换电路、控制电路、DSP数据处理电路、音源存储电路、模数转换电路和后级信号放大电路；霍尔传感器和整形电路的输入端连接，整形电路的输出端和数模转换电路的输入端连接，数模转换电路的输出端和控制电路的输入端连接，控制电路的输出端和DSP数据处理电路的输入端连接，DSP数据处理电路的输出端和音源存储电路的输入端连接，音源存储电路的输出端和模数转换电路的输入端连接，模数转换电路的输出端和后级信号放大电路的输入端连接，后级信号放大电路的输出端输出音频信号时，可以将霍尔传感器随磁性范围变化提供的音频电压信号处理后得到所需的音频信号输出； [0051] 如图7所示，当数据处理模块还包括前级信号放大电路，霍尔传感器通过前级信号放大电路和整形电路的输入端连接，前级信号放大电路和的输入端和霍尔传感器连接，前级信号放大电路的输出端和整形电路的输入端连接时，可以放大因霍尔传感器随磁性范围变化较小提供的较小的音频电压信号，使其满足音频输入信号的要求； [0052] 前级信号放大电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和三极管Q1；第一电容C1的一端为前级信号放大电路的输入端与霍尔传感器连接，霍尔传感器还与电源输出端连接，第一电容C1的另一端和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端和三极管Q1的基极连接，第二电阻R2的另一端、第四电阻R4的一端和第二电容C2的一端均接入电源，第二电容C2的另一端接地，第三电阻R3的另一端接地，第四电阻R4的另一端、三极管Q1的集电极和第三电容C3的一端连接，三极管Q1的发射极和第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接地，第三电容C3的另一端为前级信号放大电路的输出端时，该电路将霍尔传感器随磁性范围变化提供的音频电压信号进行放大使其满足音频输入信号的要求。 [0053] 上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。