一种用于帕金森综合症患者进行书写的方法与流程

本发明涉及一种笔，具体涉及一种用于帕金森综合症患者进行书写的方法。

背景技术：

帕金森病(parkinson’sdisease，pd)是一种常见的神经系统变性疾病，老年人多见，平均发病年龄为60岁左右，40岁以下起病的青年帕金森病较少见。我国65岁以上人群pd的患病率大约是1.7％。大部分帕金森病患者为散发病例，仅有不到10％的患者有家族史。帕金森病最主要的病理改变是中脑黑质多巴胺(dopamine,da)能神经元的变性死亡，由此而引起纹状体da含量显著性减少而致病。导致这一病理改变的确切病因目前仍不清楚，遗传因素、环境因素、年龄老化、氧化应激等均可能参与pd多巴胺能神经元的变性死亡过程。

有关pd的病因迄今尚不明了，既往的研究表明可能与诸多因素有关。有人提出几种假说均有一定证据，但又有许多不同之处。有学者指出可能是“多因一果”，如个体易感性与环境因素相互作用，在年龄老化的基础上，加之环境毒素的影响等。近年来，随着科学技术的高速发展，基础理论的研究水平不断提高，对进一步阐明pd的发病机制有很大裨益，最流行的有：年龄老化、遗传因素、环境毒物、感染、氧化应激及自由基形成等等。

帕金森病的主要临床表现体现在静止性震颤和肌强直，现有的一些针对帕金森病的用品主要针对于静止性震颤，以此出发进行改进，但是却忽略了肌强直带来的影响，这就使得现有技术中的帕金森病用品无法达到患者需要的效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有的一些针对帕金森病的用品主要针对于静止性震颤，以此出发进行改进，但是却忽略了肌强直带来的影响，这就使得现有技术中的帕金森病用品无法达到患者需要的效果，目的在于提供一种用于帕金森综合症患者进行书写的方法，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于帕金森综合症患者进行书写的方法，包括以下步骤：s1：设置依次连接的执行部件和端头部件；所述执行部件包括x向运动横撑和y向运动横撑；所述端头部件包括设置于端头底板上的固定件；所述固定件上设置摄像头和笔头，且摄像头朝向笔头的笔尖处；s2：初始化并确定端头部件的初始节点；s3：以所述初始节点为原点建立笛卡尔坐标系，所述坐标系的x轴为x向运动横撑的运动方向，所述坐标系的y轴为y向运动横撑的运动方向；s4：采集加速度，并根据加速度信息将端头部件稳定于所述坐标系的原点；s5：所述摄像头采集的图像进行识别后，对识别后的图像进行笔画分析得出图像对应的文字；s6：根据图像对应的文字通过驱动模块对端头部件的位置进行修正。

现有技术中，帕金森病的主要临床表现体现在静止性震颤和肌强直，现有的一些针对帕金森病的用品主要针对于静止性震颤，以此出发进行改进，但是却忽略了肌强直带来的影响，这就使得现有技术中的帕金森病用品无法达到患者需要的效果。

本发明应用时，发明人在认真研究了帕金森病人的静止性震颤和肌强直发现以下特点，对于帕金森病患者手部动作来书，肌强直会表现为手部动作断断续续的停顿，而手部在此期间持续产生静止性震颤。为了针对以上问题，发明人做了如下设计，为了实现控制装置的控制，先以控制模块进行初始化，这里所述的初始化分为两种，一种是以方框的质心为初始节点进行初始化，另一种是患者先握持本发明，采集患者的颤抖特征，并以颤抖特征的中心点作为初始节点进行初始化。

然后以所述初始节点为原点建立笛卡尔坐标系，所述坐标系的x轴为x向运动横撑的运动方向，所述坐标系的y轴为y向运动横撑的运动方向，以此作为初始的标准对后续的运动进行控制。

再然后陀螺仪采集控制装置加速度，控制模块根据陀螺仪采集的加速度信息通过驱动模块将端头部件稳定于所述坐标系的原点，以此来屏蔽静止性震颤带来的颤抖。

再然后图像识别模块对摄像头采集的图像进行识别后，控制模块对识别后的图像进行笔画分析得出图像对应的文字，这里对图像根据笔画顺序和走向得出文字属于现有技术，在此不多做复述，本发明在这里采用的是讯飞的识别系统。

最后控制模块根据图像对应的文字通过驱动模块对端头部件的位置进行修正，这里说的修正，是指的持续延续该文字的笔画，从而达到减小肌强直对写字影响的效果。

进一步的，步骤s4包括以下子步骤：当检测到x轴正向的加速度，则将端头部件向x轴负向位移，位移值为检测到加速度的二次积分；当检测到x轴负向的加速度，则将端头部件向x轴正向位移，位移值为检测到加速度的二次积分；当检测到y轴正向的加速度，则将端头部件向y轴负向位移，位移值为检测到加速度的二次积分；当检测到y轴负向的加速度，则将端头部件向y轴正向位移，位移值为检测到加速度的二次积分。

本发明应用时，通过加速度的二次积分可以获得位移量，再对位移量进行补偿，可以有效的实现对端头部件的稳定。

进一步的，步骤s6包括以下子步骤：当识别到文字时，将文字的笔画按照书写顺序进行排序；选取摄像头拍摄到的正在撰写的笔画，并控制端头部件沿该笔画的轨迹运动。

本发明应用时，当识别到文字时，先将文字的笔画按照书写顺序进行排序，这种排序是指明了文字笔画具体的下笔顺序和下笔轨迹，然后选取摄像头拍摄到的正在撰写的笔画，完成当前笔画，或者在完成笔画后进行下一个笔画的撰写，这种方式可以有效的使得撰写变的连贯。

进一步的，设置依次连接的储墨部件、控制部件、执行部件和端头部件；还包括输墨软管；所述储墨部件内设置储墨间，且储墨间内储存墨水；所述控制部件包括控制腔体，所述控制腔体内设置控制装置；所述控制腔体朝向执行部件的外壁上设置通孔，且控制装置通过导线连接于执行部件并控制执行部件运动，所述导线穿过通孔；所述执行部件还包括外框；所述外框为方环形，且所述方环形的内环侧壁上设置方环形滑槽；所述方环形滑槽包括一对平行设置的x向滑槽和一对平行设置的y向滑槽；所述x向滑槽与y向滑槽正交；所述x向运动横撑的两端分别设置于一对x向滑槽内，且沿x向滑槽运动；所述y向运动横撑的两端分别设置于一对y向滑槽内，且沿y向滑槽运动；所述y向运动横撑和x向运动横撑的运动方向正交；所述x向滑槽的端部均设置线圈a，所述x向运动横撑位于x向滑槽内的外壁上设置朝向线圈a的永磁铁a；所述x向运动横撑在线圈a和永磁铁a的相互作用下沿x向滑槽运动；所述y向滑槽的端部均设置线圈b，所述y向运动横撑位于y向滑槽内的外壁上设置朝向线圈b的永磁铁b；所述y向运动横撑在线圈b和永磁铁b的相互作用下沿y向滑槽运动；所述输墨软管的一端连通储墨间，另一端贯穿控制部件和执行部件并连接于笔头；所述控制部件还包括设置于输墨软管外壁的线路通道，且控制装置通过设置于线路通道内的导线接收摄像头采集的信息；所述控制装置检测控制部件的运动情况，并根据控制部件的运动情况和摄像头采集的信息控制执行部件运动；所述执行部件带动端头部件运动。

本发明应用时，储墨部件通过储墨间储存墨水，由于储墨部件通常做的相对细长，所以可以作为握笔的位置使用；执行部件通过外框、x向运动横撑和y向运动横撑之间的结合使用，可以将x向运动横撑和y向运动横撑的交点运行到外框中任意一点出，从而实现对端头部件位置的控制。

控制装置通过线圈a和永磁铁a对x向运动横撑的运动进行控制，由于永磁铁a的极性问题，则线圈a正向通电时永磁铁a向一个方向运动，线圈a反向通电时，永磁铁a向另一个方向运动；一般来说，在x向运动横撑的一端需要设置两个永磁铁a带动x向运动横撑运动，而每一个永磁体a都需要一个配合使用的线圈a。现有技术中虽然存在步进电机对运动的精密控制，但是由于本申请作为使用的笔，体积较小，而微型步进电机极其控制机构价格过于昂贵，所以本申请创造性的采用这种方式对x向运动横撑进行位置控制。同理y向运动横撑的控制方式与x向运动横撑相同，线圈b和永磁铁b也可以参照线圈a和永磁铁a，只是y向运动横撑和x向运动横撑的运动方式正交。

为了充分考虑帕金森病的静止性震颤和肌强直，控制装置内置位移检测设备，这种设备可以是电子陀螺仪芯片，也可以是机械式陀螺仪。控制装置通过位移检测设备对x向运动横撑和y向运动横撑的运动进行修正。而在摄像头采集到图像信息时，控制装置对图像信息进行识别，根据落笔笔画和笔画走向确定此时撰写的是什么字，从而根据这个字剩余的笔画对x向运动横撑和y向运动横撑运动进行再次修正，静止性震颤通过位移检测设备进行抵消，而当肌强直间歇性发生时，整个装置通过笔画持续对文字进行撰写，这就可以保证用户写字的连贯性，并且避免肌强直发生时笔头的墨水堆积，从而使得帕金森综合症患者可以更加有效的使用本产品。本发明通过设置上述结构，实现了对帕金森病的静止性震颤和肌强直的同时应对，使得本发明可以在帕金森综合症患者手中，完整连贯的完成文字撰写，达到患者的需求。

进一步的，所述执行部件还包括销钉；所述销钉活动链接于x向运动横撑和y向运动横撑；当x向运动横撑和y向运动横撑发生相对运动时，销钉沿x向运动横撑轴线运动或/和沿y向运动横撑轴线运动；所述销钉固定连接于端头部件。

本发明应用时，为了实现执行部件带动端头部件的运行，做了上述设置，这就使得销钉可以有效的运动至方框内任意位置，并通过销钉带动端头部件运动。

进一步的，所述储墨部件还包括真空吸球；所述真空吸球连通于储墨间。

本发明应用时，为了实现储墨间的墨水补充，还设置了真空吸球连通于储墨间。

进一步的，所述储墨部件还包括卡槽；所述控制部件还包括卡头；所述卡头和卡槽匹配，且卡头安装于卡槽内使得控制部件安装于储墨部件。

本发明应用时，控制部件通过卡头安装于卡槽，这种设置方式，方便于将控制部件从储墨部件上的拆装，便于后期维护。

进一步的，所述控制装置包括：用于供电的电源模块；用于对摄像头采集的图像进行识别的图像识别模块；用于向线圈a和线圈b供电的驱动模块；用于发出声音警报的蜂鸣器；用于采集控制装置加速度的陀螺仪；用于根据图像识别模块采集的图像信息和陀螺仪采集的加速度信息控制驱动模块工作的控制模块。

进一步的，所述控制模块初始化并确定端头部件的初始节点；所述控制模块以所述初始节点为原点建立笛卡尔坐标系，所述坐标系的x轴为x向运动横撑的运动方向，所述坐标系的y轴为y向运动横撑的运动方向；所述陀螺仪采集控制装置加速度，所述控制模块根据陀螺仪采集的加速度信息通过驱动模块将端头部件稳定于所述坐标系的原点；所述图像识别模块对摄像头采集的图像进行识别后，所述控制模块对识别后的图像进行笔画分析得出图像对应的文字；所述控制模块根据图像对应的文字通过驱动模块对端头部件的位置进行修正。

进一步的，所述控制模块初始化完成后，蜂鸣器发出声音警报。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种用于帕金森综合症患者进行书写的方法，通过设置上述步骤，实现了对帕金森病的静止性震颤和肌强直的同时应对，使得本发明可以在帕金森综合症患者手中，完整连贯的完成文字撰写，达到患者的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构爆炸图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明实施例示意图；

图4为本发明实施例示意图；

图5为本发明实施例示意图；

图6为本发明实施例示意图；

图7为本发明实施例示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-储墨部件，2-控制部件，3-执行部件，4-端头部件，5-输墨软管，11-真空吸球，12-储墨间，13卡槽，21-卡头，22-控制腔体，23-控制装置，24-通孔，31-外框，32-x向运动横撑，33-y向运动横撑，34-销钉，35-方环形滑槽，36-永磁铁a，37-线圈a，41-固定件，42-摄像头，43-笔头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种用于帕金森综合症患者进行书写的方法，包括以下步骤：s1：设置依次连接的执行部件3和端头部件4；所述执行部件3包括x向运动横撑32和y向运动横撑33；所述端头部件4包括设置于端头底板上的固定件41；所述固定件41上设置摄像头42和笔头43，且摄像头42朝向笔头43的笔尖处；s2：初始化并确定端头部件4的初始节点；s3：以所述初始节点为原点建立笛卡尔坐标系，所述坐标系的x轴为x向运动横撑32的运动方向，所述坐标系的y轴为y向运动横撑33的运动方向；s4：采集加速度，并根据加速度信息将端头部件4稳定于所述坐标系的原点；s5：所述摄像头42采集的图像进行识别后，对识别后的图像进行笔画分析得出图像对应的文字；s6：根据图像对应的文字通过驱动模块对端头部件4的位置进行修正。

本实施例实施时，为了实现控制装置的控制，先以控制模块进行初始化，这里所述的初始化分为两种，一种是以方框的质心为初始节点进行初始化，另一种是患者先握持本发明，采集患者的颤抖特征，并以颤抖特征的中心点作为初始节点进行初始化。然后以所述初始节点为原点建立笛卡尔坐标系，所述坐标系的x轴为x向运动横撑32的运动方向，所述坐标系的y轴为y向运动横撑33的运动方向，以此作为初始的标准对后续的运动进行控制。再然后陀螺仪采集控制装置加速度，控制模块根据陀螺仪采集的加速度信息通过驱动模块将端头部件稳定于所述坐标系的原点，以此来屏蔽静止性震颤带来的颤抖。再然后图像识别模块对摄像头采集的图像进行识别后，控制模块对识别后的图像进行笔画分析得出图像对应的文字，这里对图像根据笔画顺序和走向得出文字属于现有技术，在此不多做复述，本发明在这里采用的是讯飞的识别系统。最后控制模块根据图像对应的文字通过驱动模块对端头部件的位置进行修正，这里说的修正，是指的持续延续该文字的笔画，从而达到减小肌强直对写字影响的效果。

实施例2

如图1～6所示，本实施例在实施例1的基础上，设置依次连接的储墨部件1、控制部件2、执行部件3和端头部件4；还包括输墨软管5；所述储墨部件1内设置储墨间12，且储墨间12内储存墨水；所述控制部件2包括控制腔体22，所述控制腔体22内设置控制装置23；所述控制腔体22朝向执行部件3的外壁上设置通孔24，且控制装置23通过导线连接于执行部件3并控制执行部件3运动，所述导线穿过通孔24；所述执行部件3还包括外框31；所述外框31为方环形，且所述方环形的内环侧壁上设置方环形滑槽35；所述方环形滑槽35包括一对平行设置的x向滑槽和一对平行设置的y向滑槽；所述x向滑槽与y向滑槽正交；所述x向运动横撑32的两端分别设置于一对x向滑槽内，且沿x向滑槽运动；所述y向运动横撑33的两端分别设置于一对y向滑槽内，且沿y向滑槽运动；所述y向运动横撑33和x向运动横撑32的运动方向正交；所述x向滑槽的端部均设置线圈a37，所述x向运动横撑32位于x向滑槽内的外壁上设置朝向线圈a37的永磁铁a36；所述x向运动横撑32在线圈a37和永磁铁a36的相互作用下沿x向滑槽运动；所述y向滑槽的端部均设置线圈b，所述y向运动横撑33位于y向滑槽内的外壁上设置朝向线圈b的永磁铁b；所述y向运动横撑33在线圈b和永磁铁b的相互作用下沿y向滑槽运动；所述输墨软管5的一端连通储墨间12，另一端贯穿控制部件2和执行部件3并连接于笔头43；所述控制部件2还包括设置于输墨软管5外壁的线路通道25，且控制装置23通过设置于线路通道25内的导线接收摄像头42采集的信息；所述控制装置23检测控制部件2的运动情况，并根据控制部件2的运动情况和摄像头42采集的信息控制执行部件3运动；所述执行部件3带动端头部件4运动。

本实施例实施时，发明人在认真研究了帕金森病人的静止性震颤和肌强直发现以下特点，对于帕金森病患者手部动作来书，肌强直会表现为手部动作断断续续的停顿，而手部在此期间持续产生静止性震颤。为了针对以上问题，发明人做了如下设计，储墨部件1通过储墨间12储存墨水，由于储墨部件1通常做的相对细长，所以可以作为握笔的位置使用；执行部件通过外框、x向运动横撑32和y向运动横撑33之间的结合使用，可以将x向运动横撑和y向运动横撑的交点运行到外框31中任意一点出，从而实现对端头部件4位置的控制。

控制装置通过线圈a37和永磁铁a36对x向运动横撑32的运动进行控制，由于永磁铁a36的极性问题，则线圈a37正向通电时永磁铁a36向一个方向运动，线圈a37反向通电时，永磁铁a36向另一个方向运动；一般来说，在x向运动横撑32的一端需要设置两个永磁铁a36带动x向运动横撑32运动，而每一个永磁体a36都需要一个配合使用的线圈a37。现有技术中虽然存在步进电机对运动的精密控制，但是由于本申请作为使用的笔，体积较小，而微型步进电机极其控制机构价格过于昂贵，所以本申请创造性的采用这种方式对x向运动横撑进行位置控制。同理y向运动横撑33的控制方式与x向运动横撑32相同，线圈b和永磁铁b也可以参照线圈a37和永磁铁a36，只是y向运动横撑33和x向运动横撑32的运动方式正交。

为了充分考虑帕金森病的静止性震颤和肌强直，控制装置23内置位移检测设备，这种设备可以是电子陀螺仪芯片，也可以是机械式陀螺仪。控制装置23通过位移检测设备对x向运动横撑32和y向运动横撑33的运动进行修正。而在摄像头42采集到图像信息时，控制装置23对图像信息进行识别，根据落笔笔画和笔画走向确定此时撰写的是什么字，从而根据这个字剩余的笔画对x向运动横撑32和y向运动横撑33运动进行再次修正，静止性震颤通过位移检测设备进行抵消，而当肌强直间歇性发生时，整个装置通过笔画持续对文字进行撰写，这就可以保证用户写字的连贯性，并且避免肌强直发生时笔头的墨水堆积，从而使得帕金森综合症患者可以更加有效的使用本产品。本发明通过设置上述结构，实现了对帕金森病的静止性震颤和肌强直的同时应对，使得本发明可以在帕金森综合症患者手中，完整连贯的完成文字撰写，达到患者的需求。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，所述执行部件3还包括销钉34；所述销钉34活动链接于x向运动横撑32和y向运动横撑33；当x向运动横撑32和y向运动横撑33发生相对运动时，销钉34沿x向运动横撑32轴线运动或/和沿y向运动横撑33轴线运动；所述销钉34固定连接于端头部件4。

本实施例实施时，为了实现执行部件3带动端头部件4的运行，做了上述设置，这就使得销钉34可以有效的运动至方框31内任意位置，并通过销钉34带动端头部件4运动。

实施例4

本实施例在实施例2的基础上，所述储墨部件1还包括真空吸球11；所述真空吸球11连通于储墨间12。

本实施例实施时，为了实现储墨间12的墨水补充，还设置了真空吸球11连通于储墨间12。

实施例5

本实施例在实施例2的基础上，所述储墨部件1还包括卡槽13；所述控制部件2还包括卡头21；所述卡头21和卡槽13匹配，且卡头21安装于卡槽13内使得控制部件2安装于储墨部件1。

本实施例实施时，控制部件2通过卡头21安装于卡槽13，这种设置方式，方便于将控制部件2从储墨部件1上的拆装，便于后期维护。

实施例6

如图7所示，本实施例在实施例2的基础上，所述控制装置23包括：用于供电的电源模块；用于对摄像头42采集的图像进行识别的图像识别模块；用于向线圈a37和线圈b供电的驱动模块；用于发出声音警报的蜂鸣器；用于采集控制装置23加速度的陀螺仪；用于根据图像识别模块采集的图像信息和陀螺仪采集的加速度信息控制驱动模块工作的控制模块。所述控制模块初始化并确定端头部件4的初始节点；所述控制模块以所述初始节点为原点建立笛卡尔坐标系，所述坐标系的x轴为x向运动横撑32的运动方向，所述坐标系的y轴为y向运动横撑33的运动方向；所述陀螺仪采集控制装置23加速度，所述控制模块根据陀螺仪采集的加速度信息通过驱动模块将端头部件4稳定于所述坐标系的原点；所述图像识别模块对摄像头42采集的图像进行识别后，所述控制模块对识别后的图像进行笔画分析得出图像对应的文字；所述控制模块根据图像对应的文字通过驱动模块对端头部件4的位置进行修正。

本实施例实施时，为了实现控制装置的控制，先以控制模块进行初始化，这里所述的初始化分为两种，一种是以方框的质心为初始节点进行初始化，另一种是患者先握持本发明，采集患者的颤抖特征，并以颤抖特征的中心点作为初始节点进行初始化。然后以所述初始节点为原点建立笛卡尔坐标系，所述坐标系的x轴为x向运动横撑32的运动方向，所述坐标系的y轴为y向运动横撑33的运动方向，以此作为初始的标准对后续的运动进行控制。再然后陀螺仪采集控制装置加速度，控制模块根据陀螺仪采集的加速度信息通过驱动模块将端头部件稳定于所述坐标系的原点，以此来屏蔽静止性震颤带来的颤抖。再然后图像识别模块对摄像头采集的图像进行识别后，控制模块对识别后的图像进行笔画分析得出图像对应的文字，这里对图像根据笔画顺序和走向得出文字属于现有技术，在此不多做复述，本发明在这里采用的是讯飞的识别系统。最后控制模块根据图像对应的文字通过驱动模块对端头部件的位置进行修正，这里说的修正，是指的持续延续该文字的笔画，从而达到减小肌强直对写字影响的效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。