CN109688924A

CN109688924A - 震颤消除设备的倾斜补偿

Info

Publication number: CN109688924A
Application number: CN201780054711.9A
Authority: CN
Inventors: A.帕萨克; D.欧文斯
Original assignee: Verily Life Sciences LLC
Current assignee: Verily Life Sciences LLC
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2019-04-26
Anticipated expiration: 2037-08-29
Also published as: EP3509490B1; US20180064597A1; US10583061B2; WO2018048677A1; CN109688924B; EP3509490A1; US11058598B2; US20200146922A1; US20210298982A1

Abstract

手持设备中的震颤减少的方法包括利用设置在该手持设备的壳体中的运动跟踪模块(“MTM”)来测量震颤动作和倾斜动作。响应于测量到震颤动作，利用至少一个动作生成机构移动附接臂以减少该附接臂中的震颤动作。另外，响应于测量到倾斜动作，利用该至少一个动作生成机构移动该附接臂以阻止该附接臂碰到该手持设备中的硬停止。

Description

震颤消除设备的倾斜补偿

技术领域

本公开一般地涉及无意的肌肉运动，并且特别地但非排他地涉及在手持工具被用户使用时稳定该手持工具。

背景技术

运动障碍通常由诸如帕金森病(“PD”)和特发性震颤(“ET”)的慢性神经退行性疾病引起。这两种情况目前都是无法治愈的，并导致无意的肌肉运动或人体震颤——人体无法控制的节律性振荡运动。在许多情况下，人体震颤可能严重到足以导致生活质量的显著降低、干扰诸如进食、饮水或写作的日常活动/任务。

目前，患有慢性神经退行性疾病的人通常用有效性不同的药物医治。药物治疗的替代方案是脑外科手术，例如深部脑刺激(DBS)外科手术。与药物治疗类似，DBS外科手术的有效性各不相同，同时具有侵入性和危险性。因此，两种形式的治疗对于治疗患有慢性神经退行性疾病的人是非最佳的，特别是在进行日常活动方面。

附图说明

参考以下附图描述本发明的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个附图中指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明所描述的原理上。

图1A图示了根据本公开的实施例的跟踪无意的肌肉运动并执行动作稳定的手持工具。

图1B图示了根据本公开的实施例的图1的手持工具并且还示出了附接/分离功能。

图1C图示了根据本公开的实施例的图1的手持工具与硬停止(hard stop)的一个示例。

图2A-2C图示了根据本公开的若干实施例的各种手持工具附件。

图3是示出根据本公开的若干实施例的震颤稳定和硬停止阻止的方法的流程图。

具体实施方式

本文描述了用于震颤消除设备的倾斜补偿的装置和方法的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等来实践本文描述的技术。在其他实例中，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作以避免模糊某些方面。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指的是同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。

手持设备可用于抵消帕金森病或其他疾病引起的震颤。例如，具有勺子附件的手持设备可以通过稳定该设备的勺子末端使得食物停留在勺子上来使得患有帕金森症的人正常进食。虽然手持设备可以通过过滤高频动作有效地抵抗震颤动作，但是它可能不能很好地响应由于重力拉动设备的附接端而产生的倾斜(低频)动作。这些倾斜动作可能导致设备的附接端碰到硬停止。在勺子示例中，如果设备的附接端碰到硬停止处(例如，其动作范围的最外点)，则勺子上的食物可能会从勺子上脱落。换句话说，将设备从一侧到另一侧倾斜可能导致勺子附件落在设备的硬停止之一处。因此，这里的系统和方法既减轻了手持设备中的震颤动作，并且还防止了低频倾斜动作限制可用性。

图1A图示了根据本公开的实施例的跟踪无意的肌肉运动并执行动作稳定的手持工具100。手持工具100能够检测和补偿无意的高频肌肉运动(例如，震颤)和低频动作(例如，倾斜)。在一个实施例中，当肌肉运动在围绕手持工具100的中心点大约1-2厘米的范围内发生时，肌肉运动就是高频率的，尽管无意的高频肌肉运动可能围绕手持工具100的中心点大到8-10厘米。在本文讨论的实施例中，在用户使用器具102时，尽管存在无意的肌肉运动，但手持工具100跟踪这些无意的高频肌肉运动并稳定附接臂104的位置。此外，手持工具100中的电路可以检测手持工具100何时缓慢倾斜，并且可以防止附接臂104碰到导致硬停止的侧壁之一。

因此，手持工具100的所示实施例包括用于测量和跟踪用户震颤以及低频倾斜动作的动作跟踪模块(“MTM”)120。在一个实施例中，如本文所讨论的，手持工具100包括两个或更多个传感器(例如，传感器122和124)，用于向MTM 120提供信号以补偿震颤和倾斜动作。这些子系统可以具有不同的组件、或者共享诸如电力系统、存储器之类的一些组件，甚至可以共享一个或多个传感器。

手持工具100包括壳体106，壳体106用作使得用户能够握住手持工具100的手柄。如所陈述的，手持工具100还包括如下面更详细地讨论的经由动作生成机构耦接到壳体106的附接臂104。附接臂104被配置为将附件102(例如，用户辅助设备，诸如勺子、叉子、牙刷、画笔等)接纳到其远离壳体106的端部。在一个实施例中，附接臂104与特定类型的器具102(例如，如图所示的勺子)集成在一起。在其他实施例中，附接臂104可以以各种方式接收各种不同的器具102，各种方式包括但不限于：摩擦保持、卡扣、磁铁、螺钉或其他形式的锁定机构(参见例如图1B和图2A-2C)。

如下面将更详细地讨论的，所描绘的手持工具100的实施例包括动作跟踪模块120，用于测量和跟踪诸如用户的无意的高频肌肉运动之类的震颤，并用于控制由手持工具100使用第一动作生成机构(例如，第一致动器108、第一齿轮减速单元110和第一齿轮传动(gearing)单元112)和第二动作生成机构(例如，第二致动器130、第二齿轮减速单元132和第二齿轮传动单元134)执行的稳定。在一个或多个实施例中，第一致动器108和第二致动器130可包括电机。本领域技术人员将理解，尽管所描绘的实施例具有两个动作生成机构，但是其他实施例可具有一个或多于两个。在若干实施例中，附接臂104经由第一动作生成机构与第二动作生成机构的耦接而与壳体106耦接。此外，MTM 120的一个或多个组件刚性地附接到壳体106以测量和跟踪用户握持的手柄的震颤。图1A图示了MTM 120作为壳体106内的单个组件；然而，在其他实施例中，MTM 120包括若干功能项，这些功能项可以采取各种不同的形式因素并且可以进一步遍布壳体106，例如在附接臂104内。在一个实施例中，MTM 120包括至少一个陀螺仪，并且该至少一个陀螺仪位于附接臂104的远端或壳体106中的任何位置中的至少一个中。

手持工具100的所示实施例还包括至少两个动作传感器(例如，沿主体或在主体内放置的第一动作传感器122和沿附接臂104或在附接臂104内放置的第二动作传感器124)。动作传感器122和124分别测量壳体106和附接臂104的运动，以使MTM 120能够确定壳体106和附接臂104相对于彼此的运动。传感器122将动作信号发送回MTM 120，使得MTM 120可以实时或接近实时地确定使用手持工具100的用户的无意的高频肌肉运动的方向、速度和幅度。这些测量的运动被提供给MTM 120，以使得设置在MTM 120中的控制器能够提供动作信号，该动作信号驱动第一动作生成机构和第二动作生成机构以在尽管有用户无意的高频肌肉运动的情况下稳定器具102。在一个实施例中，动作传感器122和124是这样传感器，其包括但不限于：加速度计、陀螺仪或两者的组合中的一个或多个。在另一实施例中，动作传感器122和124中的每一个是惯性测量单元。

手持工具100还包括便携式电源140以为MTM 120、致动器108和致动器130供电。便携式电源140可包括一个或多个可充电电池。在实施例中，便携式电源140的可充电电池可以经由到充电电源的充电接口142来再充电，其中充电接口142经由指示性的、有线或其他形式的连接将便携式电源140耦接到充电电源。此外，电源140可以使用其他选项，包括但不限于太阳能电池板、原电池等。

在一个实施例中，第一动作传感器122和第二动作传感器124是分别分布在壳体106和附接臂104中的惯性动作传感器。在一个实施例中，第一动作传感器122负责测量壳体106的运动，并且第二动作传感器124负责测量附接臂104的运动。第一动作传感器122和第二动作传感器124向MTM 120提供指示所测量的运动的动作信号，以确定壳体106的动作以及壳体106和附接臂104的相对动作。在实施例中，可以省略用于跟踪震颤动作和/或执行倾斜稳定的一个或多个组件和/或改变传感器的位置，同时仍然实现本文公开的震颤跟踪和倾斜稳定功能。作为示例，放置在手持工具100的运动关节上的旋转编码器、电位计或其他位置跟踪设备以及单个动作传感器可以被采用在末梢(例如，附接臂104或器具102)或壳体106中。在这些实施例中，传感器和手持工具100上的放置的组合使得MTM 120能够推断(通过设备运动学)附接臂104和壳体106所处的位置以及它们相对于彼此的位置，以用于震颤跟踪和倾斜补偿目的。

第一动作传感器122和第二动作传感器124检测无意的肌肉运动，并测量与当用户不利地影响器具102的动作(例如，作为无意的高频肌肉运动的结果)时创建的这些无意的肌肉运动相关的信号。这些传感器还检测相对于壳体106的稳定输出的动作。在一个实施例中，第一动作传感器122检测壳体106的运动，尽管传感器124也可用于检测壳体106的运动。此外，传感器122和124的组合测量使能够检测壳体106和器具102相对于彼此的运动。耦接到MTM 120或包括在MTM 120中的控制器响应于检测到的动作将电压命令发送到致动器108和致动器130中的至少一个。控制器选择电压命令以生成所检测到的壳体106的动作的互补动作。在一个实施例中，互补动作是在联合驱动致动器108和致动器130以稳定器具102(例如，将器具102保持在相对于用户的震颤或影响壳体106的动作的无意的肌肉运动的中心位置)时附接臂104的定位。电压命令驱动致动器108和致动器130中的一个或多个，以在与检测到的用户动作相反的方向上生成附接臂104的动作并因此生成器具102的动作。此外，电压命令还驱动致动器108和致动器130中的一个或多个，以生成所检测到的用户动作的相等幅度的动作。因此，来自MTM 120中的控制器的电压命令通过联合驱动动作生成机构来控制器具102的动作，以消除用户的无意的高频运动，从而相对于用户对壳体106的动作来稳定器具102。

此外，MTM 120中的控制器可以响应于MTM 120检测到倾斜运动来控制至少一个动作生成机构以阻止附接臂104碰到手持工具100中的硬停止。为了防止附接臂104碰到硬停止，MTM 120中的动作传感器122和124可以使用加速度计来测量对应于震颤动作的高频动作和对应于倾斜动作的低频动作。MTM 120(或控制器)可以应用低通滤波器或高通滤波器中的至少一个来区分震颤动作和倾斜动作。在使用高通滤波器的实施例中，附接臂104设定点的位置可在控制器中移动。在一个实施例中，该设定点是附接臂104试图到达的附接臂104的动作范围内的位置。控制器/MTM 120可以在控制高频(震颤动作)和低频(倾斜)动作之间翻转，并且向至少一个动作生成机构发送指令，以对抗低频动作并且阻止附接臂104碰到硬停止。可替换地，控制器/MTM 120可以并行地控制震颤动作和倾斜动作。这可以包括在高频下使电机(包括在动作生成机构中)常数匹配手持设备的惯性，并在低频下使电机常数匹配重力扭矩。

在MTM 120包括加速度计和陀螺仪两者的实施例中，加速度计和陀螺仪可以检测手持工具100的取向，包括手持工具100的俯仰角(pitch)和手持工具100的滚转角(roll)，以阻止附接臂104碰到硬停止。例如，如果手持工具100向侧面滚动，则可以向电机施加低频增益以产生与重力矢量相等且相反的扭矩(与零平面的角度的余弦)。该低频增益被添加到任何高频震颤校正信号中，以仍然产生震颤补偿特性。控制器可以采用卡尔曼滤波器或互补滤波器中的至少一个，并且响应于检测到倾斜动作，控制器可以在附接臂104中产生与重力矢量相等且相反的扭矩。通常，卡尔曼滤波器使用迭代的两步过程：第一步是预测步骤，其中滤波器估计变量的当前状态(这里是附接臂104的位置、速度等)；第二步涉及测量实际状态并用加权平均值(具有更高确定性的参数被赋予更多权重)更新当前状态估计。互补滤波器是使用两个或更多个互补传递函数来构造无噪声信号的频域滤波器。

在一个实施例中，手持工具100包括具有第一致动器108、第一齿轮减速单元110和第一齿轮传动单元112的第一动作生成机构。响应于来自MTM120中的控制器的第一组电压命令，第一致动器108通过第一齿轮减速单元112驱动第一齿轮传动单元112，以使附接臂104和附接的器具102在枢轴150上相对于壳体106移动第一自由度152。类似地，响应于来自MTM 120中的控制器的第二组电压命令，第二致动器130通过第二齿轮减速单元132驱动第二齿轮传动单元134，以使附接臂104和附接的器具102在枢轴160上相对于壳体106移动第二自由度162。第一自由度和第二自由度是不同的，并且在一个实施例中，第一自由度和第二自由度彼此垂直(例如，彼此相差90度)。在实施例中，第一和/或第二动作生成机构采用齿轮传动单元，该齿轮传动单元将动作转换成相对于由它们各自的致动器生成的动作的正交方向。这种致动器的动作到正交方向的转换可以通过诸如图1A-1B中图示的那些锥(bevel)齿轮传动单元实现。手持工具100可以以与本文的讨论一致的方式采用能够将致动器108和130的动作转换到正交方向的其他类型的齿轮传动装置或各类型的齿轮传动装置的组合(诸如工作齿轮传动单元、工作齿轮传动单元和锥齿轮传动单元等)。根据本公开的教导，所有这些配置都可用于消除震颤并补偿倾斜动作。

图1B图示了根据本公开的实施例的图1的手持工具100并且还示出了附接/分离功能。如图所示，工具/器具102(勺子)可从附接臂104分离。在一个实施例中，附接臂104和器具102可以搭接在一起、通过磁力保持在一起、拧在一起等。本领域技术人员将理解，存在许多不同的方式来将器具102附接到附接臂104以使其易于移除但使其在使用期间不会脱落。该功能允许手持工具100的用户使用各种器具。在一个实施例中，手持工具100可以识别附接到附接臂104的器具102的类型，并相应地调整用于稳定工具的算法。可替换地，用户可以根据器具102的类型每年调整稳定(震颤和倾斜)算法。例如，用户或手持工具100可以根据所使用的器具102的类型来调节手持工具100输出的阻力以防止附接臂104碰到硬停止。

图1C图示了根据本公开的实施例的图1的手持工具100与硬停止的一个示例。本领域技术人员将理解，该图被高度简化以避免模糊本公开的某些方面。如图所示，附接臂104已撞上作为硬停止的一个示例的减震器172(bumper)。然而，本领域技术人员将理解，硬停止不一定是物理上的；例如，可以将硬停止编程到设备中以防止其损坏。当附接臂104撞上减震器172时，它使附接臂(和器具102)突然急停。这可能导致器具102上的食物飞出，或者如果器具在用户的口中，甚至可能导致用户伤害自己。因此，期望阻止手持工具100碰到硬停止，并确保在其到达硬停止之前对附接臂104施加逐渐增加的阻力。该阻力可以由动作生成机构174施加。值得注意的是，如果对附接臂104施加足够的力，手持工具100仍然偶尔会碰到硬停止(如图所示)；然而，手持工具100将阻止这种动作并且还将阻止倾斜动作，否则倾斜动作可能导致附接臂104碰到硬停止。

在所描绘的实施例中，MTM 120包括位于附接臂104的远端中的至少一个陀螺仪199。值得注意的是，尽管陀螺仪位于MTM 120方框的边界之外，但用于测量动作的任何设备都可被视为“被包括”MTM 120中，而无论其在手持工具100中的位置如何。此外，在一个或多个实施例中，MTM 120可以包括商业上可用的或专有的内部测量单元(IMU)。

图2A-2C示出了根据本公开的若干实施例的各种手持工具附件。本领域技术人员将理解，所描绘的工具附件不是详尽无遗的，并且可以使用其他工具附件。

图2A示出了与图1A的手持工具(例如，手持工具100)兼容的牙刷附件202A。牙刷可以允许患有震颤的人刷牙并且不会通过无意中将牙刷卡在他们的牙齿/牙龈中来伤害他们的嘴内部。牙刷附件202A可以优选地与阻止接触硬停止的手持工具一起使用。因为必须对牙刷工具202A施加一些压力，所以该设备应该阻止碰到硬停止以防止用户自己受伤。

图2B示出了叉子附件202B。类似于牙刷附件202A，将该叉子与具有硬停止阻力的手持工具结合使用可以是有利的。这通过使附接臂的运动最大化而使用户不会无意中伤害自己。

图2C描绘了画笔附件202C。尽管画笔附件遇上硬停止对于手持工具的用户来说几乎没有风险，但是硬停止可能导致绘画在线之间具有突然过渡并且缺乏美感。因此，使用具有阻止硬停止效果的手持工具的画笔附件202C可以是有利的。

值得注意的是，这里描述的设备可以都有自己特定的震颤减少和硬停止阻力硬件和算法。例如，当使用牙刷附件202A时，运动的复杂性可能不如施加力的能力重要。因此，附接臂输出以抵消遇上硬停止的阻力可以相对较大。相反，在画笔附件202C的情况下，运动的复杂性可能比有效使用附件所需的力更重要。因此，与牙刷附件202A和叉子附件202B相比，手持设备可以较少地阻止画笔附件202C碰到硬停止。

图3是图示了根据本公开的若干实施例的震颤稳定和硬停止阻止的方法300的流程图。处理方框301-305中的一些或全部在方法300中出现的顺序不应被视为限制性的。相反，受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，方法300中的一些可以以未示出的或甚至并行的各种顺序执行。

方框301图示了利用设置在手持设备(例如，图1的手持工具100)的壳体中的动作跟踪模块(“MTM”)来测量震颤动作和倾斜动作。测量震颤动作和倾斜动作可以包括将对应于震颤动作的高频动作与对应于倾斜动作的低频动作分离并进行响应。在一个实施例中，震颤动作和倾斜动作都可以由加速度计测量，并且低通滤波器或高通滤波器中的至少一个用于区分震颤动作和倾斜动作。在另一实施例中，测量震颤动作和倾斜动作包括使用包括在MTM中的加速度计和陀螺仪，并且使用卡尔曼滤波器或互补滤波器中的至少一个来分离震颤动作和倾斜动作。

方框303示出移动附接臂以减少附接臂中的震颤。在一个实施例中，包括在手持设备中的至少一个动作生成机构具有电机，并且调节电机输出以抵消使用附接臂的壳体的惯性。这减小了用户震颤在附接臂中的影响，并稳定了附接臂远端的位置。

方框305示出了手持设备响应于测量到倾斜动作来阻止附接臂碰到硬停止。如上所述，“硬停止”是一个方向上的最大移动距离；这可以是物理限制或内置于软件中的限制(例如，编程到设备中以防止损坏设备的运动限制)。

在一个实施例中，设置在手持工具中的动作生成机构响应于测量到低频动作和使用控制器挪动附接臂的设定点来阻止附接臂碰到硬停止。换句话说，当手持设备意识到附接臂太靠近硬停止时，手持设备就挪动附接臂试图到达的地方的位置。此外，阻止附接臂碰到硬停止可包括调节电机输出以抵消由倾斜动作导致的重力扭矩。例如，如果附接臂开始倾斜和下降，则手持设备可以利用加速度计/陀螺仪检测该运动、并输出扭矩以抵消该下降。扭矩可以与重力矢量相等且相反。

以计算机软件和硬件的形式描述上述过程。所描述的技术可以构成在有形或非暂时性机器(例如，计算机)可读存储介质中体现的机器可执行指令，所述指令当由机器执行时将使机器执行所描述的操作。另外，这些过程可以体现在硬件中，诸如专用集成电路(“ASIC”)或其他。

有形的非暂时性机器可读存储介质包括以机器(例如，计算机、网络设备、个人数字助理、制造工具、具有一个或多个处理器集合的任何设备等)可访问的形式提供(即，存储)信息的任何机制。例如，机器可读存储介质包括可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等)。

本发明的所示实施例的以上描述，包括摘要中所描述的内容，并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。尽管出于说明性目的在本文中描述了本发明的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内可以进行各种修改。

可以根据以上详细描述对本发明进行这些修改。所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的特定实施例。相反，本发明的范围完全由所附权利要求确定，所附权利要求应根据权利要求解释的既定原则来解读。

Claims

1.一种手持设备中的震颤减少的方法，包括：

利用设置在该手持设备的壳体中的动作跟踪模块(“MTM”)测量震颤动作和倾斜动作；

响应于测量到震颤动作，利用至少一个动作生成机构移动附接臂以减少该附接臂中的震颤动作；和

响应于测量到倾斜动作，利用该至少一个动作生成机构移动该附接臂以阻止该附接臂碰到该手持设备中的硬停止。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量震颤动作和倾斜动作包括将对应于震颤动作的高频动作与对应于倾斜动作的低频动作分离，并且响应于测量到低频动作来阻止该附接臂碰到该硬停止，其中该硬停止是一个方向上的最大移动距离。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述测量震颤动作和倾斜动作包括：

利用加速度计测量所述震颤动作；

利用加速度计测量所述倾斜动作；和

使用低通滤波器或高通滤波器中的至少一个来区分所述震颤动作和所述倾斜动作，并且其中所述至少一个动作生成机构响应于测量到低频动作并挪动该附接臂的设定点来阻止该附接臂碰到该硬停止。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个动作生成机构包括电机，并且其中减少该附接臂中的震颤动作包括调节电机输出以抵消所述壳体的惯性，并且其中所述阻止该附接臂碰到该硬停止包括调节电机输出以抵消由倾斜动作导致的重力扭矩。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述测量震颤动作和倾斜动作包括使用包括在所述动作跟踪模块中的加速度计和陀螺仪。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述测量震颤动作和倾斜动作包括使用卡尔曼滤波器或互补滤波器中的至少一个。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个动作生成机构包括电机，并且其中响应于利用加速度计和陀螺仪检测倾斜动作，该电机输出与重力矢量相等且相反的扭矩以阻止该附接臂碰到该硬停止。

8.一种其上存储有指令的非暂时性机器可读存储介质，当由处理系统执行时，所述指令使得处理系统执行一方法，该方法包括：

利用动作跟踪模块(“MTM”)测量手持设备的震颤动作和倾斜动作；

响应于测量到震颤动作，利用至少一个动作生成机构控制附接臂以减少该附接臂中的震颤动作，其中所述至少一个动作生成机构耦接到包括在该手持设备中的该附接臂；和

响应于测量到倾斜动作，利用该至少一个动作生成机构控制该附接臂以阻止该附接臂碰到硬停止。

9.根据权利要求8所述的非暂时性机器可读存储介质，其中所述测量震颤动作和倾斜动作包括：

利用在所述动作跟踪模块中包括的加速度计测量与所述震颤动作相对应的高频动作；

利用所述加速度计测量与所述倾斜动作相对应的低频动作；和

使用低通滤波器或高通滤波器中的至少一个来区分所述震颤动作和所述倾斜动作。

10.根据权利要求9所述的非暂时性机器可读存储介质，其中所述阻止该附接臂碰到硬停止包括调整所述至少一个动作生成机构中的电机的输出以抵消由所述倾斜动作导致的重力扭矩。

11.根据权利要求8所述的非暂时性机器可读存储介质，其中所述测量手持设备的震颤动作和倾斜动作包括使用包括在所述动作跟踪模块中的加速度计和陀螺仪。

12.根据权利要求11所述的非暂时性机器可读存储介质，其中响应于利用所述加速度计和所述陀螺仪测量所述倾斜动作，所述至少一个动作生成机构中的电机产生与重力矢量相等且相反的扭矩。

13.一种手持工具，包括：

壳体；

至少一个动作生成机构，设置在所述壳体内；

附接臂，耦接至所述至少一个动作生成机构；

动作跟踪模块(“MTM”)，设置在所述壳体中以检测壳体的动作；和

控制器，电耦接到所述动作跟踪模块，其中所述控制器包括逻辑，所述逻辑当由所述控制器执行时使得所述手持工具执行操作，所述操作包括：

响应于所述动作跟踪模块检测到震颤动作，控制所述至少一个动作生成机构以相对于所述壳体移动所述附接臂，以减少所述附接臂中的震颤动作；和

响应于所述动作跟踪模块检测到倾斜动作，控制所述至少一个动作生成机构以阻止所述附接臂碰到所述手持工具中的硬停止。

14.根据权利要求13所述的手持工具，其中所述动作跟踪模块包括加速度计以测量对应于所述震颤动作的高频动作和对应于所述倾斜动作的低频动作，其中所述控制器还包括当由所述控制器执行时导致所述手持工具执行操作的逻辑，所述操作包括：

应用低通滤波器或高通滤波器中的至少一个来区分所述震颤动作和所述倾斜动作；和

向所述至少一个动作生成机构发送指令以对抗所述低频动作并阻止所述附接臂碰到所述硬停止。

15.根据权利要求14所述的手持工具，其中，所述至少一个动作生成机构包括电机，并且其中，所述控制器包括当由所述控制器执行时使所述手持工具执行操作的逻辑，所述操作包括：

通过调节电机输出以抵消所述壳体的惯性来减少所述附接臂中的震颤动作，并通过调节电机输出以抵消由所述倾斜动作导致的重力扭矩来阻止所述附接臂碰到所述硬停止。

16.根据权利要求13所述的手持工具，其中所述动作跟踪模块包括加速度计和陀螺仪，其中所述加速度计和所述陀螺仪检测包括该手持工具的俯仰角和该手持工具的滚转角的该手持工具的取向，来阻止所述附接臂碰到所述硬停止。

17.根据权利要求16所述的手持工具，其中，所述控制器包括当由所述控制器执行时使所述手持工具执行操作的逻辑，所述操作包括：

使用卡尔曼滤波器或互补滤波器中的至少一个来减少所述附接臂中的震颤动作并阻止所述附接臂碰到所述硬停止。

18.根据权利要求16所述的手持工具，其中，所述至少一个动作生成机构包括电机，并且其中，所述控制器包括当由所述控制器执行时使所述手持工具执行操作的逻辑，所述操作包括：

响应于检测到所述倾斜动作，指示所述电机产生与重力矢量相等且相反的扭矩以阻止所述附接臂碰到所述硬停止。

19.根据权利要求13所述的手持工具，其中所述动作跟踪模块包括至少一个陀螺仪，并且所述至少一个陀螺仪位于所述附接臂的远端或所述壳体中的至少一个中。

20.根据权利要求13所述的手持工具，其中，所述动作跟踪模块包括内部测量单元(IMU)。

21.根据权利要求13所述的手持工具，其中，所述附接臂被配置为接收勺子附件、叉子附件、牙刷附件或画笔附件中的至少一个。