[发明专利]一种磁流体音乐装置及其控制方法

权利要求书

1.一种磁流体音乐装置，其特征在于，包括控制单元、驱动单元、缓冲层、空间电磁铁阵列和磁流体单元，其中，

所述控制单元内设置音乐获取模块，所述音乐获取模块用于获取音乐信息，所述控制单元用于对音乐节拍点进行提取和识别并根据节拍点产生驱动信号；

所述驱动单元包括多路选择器和功率放大器，用于根据控制指令选择电磁铁阵列中相应电磁铁并产生驱动信号控制相应电磁铁的磁场强度；

所述空间电磁铁阵列位于盛有导磁金属小球容器的下方和容器壁的四周，由多个单体电磁铁组成并形成立体空间，用于根据驱动信号使相应电磁铁磁场强度变化进而改变空间磁场分布；

所述缓冲层在物理上隔离空间电磁铁阵列和磁流体单元，其内设置金属小球，所述金属小球用于根据所述空间电磁铁阵列产生的空间磁场产生磁场分布以控制磁流体呈现相应的空间分布；

所述驱动单元设置多路电磁铁驱动模块，每路电磁铁驱动模块用于驱动一个或多个电磁铁；

所述电磁铁驱动模块采用晶体管阵列，用于控制电磁铁电流和电磁铁磁性大小；

所述磁流体设置在透明载体中，该透明载体与所述空间电磁铁阵列分别与无磁性缓冲层上下紧密设置，空间电磁铁阵列产生不同的空间磁场分布，从而控制金属小球的位置以使磁流体呈现相应的空间分布；缓冲层的金属小球根据电磁铁阵列产生的变化磁场实现其磁性大小和运动状态的控制，从而使放置在透明载体中的磁流体顺畅流动。

2.根据权利要求1所述的磁流体音乐装置，其特征在于，包括控制单元，所述控制单元与所述驱动单元相连接，用于输入控制指令，所述驱动单元根据该控制指令产生驱动信号。

3.根据权利要求1所述的磁流体音乐装置，其特征在于，所述控制单元采用树莓派和单片机。

4.根据权利要求1所述的磁流体音乐装置，其特征在于，所述控制单元识别用户语音自动搜索并播放音乐，并对音乐节拍点进行提取和识别并根据节拍点产生驱动信号。

5.一种如权利要求1所述磁流体音乐装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:获取音乐信息；

步骤S2:根据音乐节拍控制空间电磁铁阵列产生变化的空间磁场；电磁铁阵列由多个电磁铁组成并形成立体分布，通过控制每个电磁铁的状态变化使电磁铁阵列产生空间磁场分布；

步骤S3:利用电磁铁阵列产生的空间磁场来控制金属小球使设置在该磁场范围中的磁流体呈现相应的空间部分。

6.根据权利要求5所述的磁流体音乐装置的控制方法，其特征在于，在步骤S1中，通过语音API进行语音识别与解析，将识别的音乐曲名关键字向网易云发送URL请求并下载相应的歌曲。

7.根据权利要求5所述的磁流体音乐装置的控制方法，其特征在于，在步骤S2中，采用一种基于双尺度小波自相关性包络判别的音乐节拍算法获取音乐节拍，其步骤包括：

1）音乐采样数据加窗截取，这个窗口长度为3s；

2）对窗口数据进行多次“Haar”窗口的小波变换，保证低频滤除干扰的同时保留声音突变点；

3）将多次结果叠加，计算自相关包络，其包络极大值点即为节拍点；其中，节拍点的提取通过寻找设置为基音0.5秒以后、幅值大于0.3倍基音、左右一阶导数异号的点作为下一个节拍点。