技术摘要：
实施例涉及手持工具和营养评估的方法。一种手持工具包括：手柄；从手柄延伸的附接臂；与附接臂的端部联接的用户辅助设备；致动器，安装到手柄并且联接到附接臂以经由附接臂物理地操纵用户辅助设备；以及控制器，附接到手柄并且包括逻辑，所述逻辑在由控制器执行时使得  全部
背景技术：
营养缺乏(或营养不良)是其中能量、蛋白质或其他营养物质的不平衡引起对身体 功能、临床结果或形体(形体)的不利影响的状态。在数量不断增加的65岁以上个体中，16％ 属于营养不良者。 营养不良的个体总数预计在未来30年会上升，并且特异性疾病引起更多的并发 症。肌张力障碍和亨廷顿氏舞蹈症(Huntington's  Chorea)是显著增加个体的热量需求(由 于肌肉活动增加)的运动障碍的两种症状。 营养不良是这些人口中的严重问题。帕金森病、阿尔茨海默病(Alzheimer's)和痴 呆症都是增加老年人口营养不良风险的疾病。已知营养不良引起肌肉功能下降、骨质量下 降、免疫功能减退、认知功能下降、手术恢复延迟、更高的住院费率、以及死亡。监控营养的 方法通常是定性的并且容易出错。 当监控疾病进展和活动时，存在以定量方式评估营养的强烈临床需求，但是这种 信息难以获得。 附图说明 参考以下附图描述本发明的非限制性和非穷尽性实施例，其中除非另有说明，在 各种视图中，相同的附图标记指代相同部件。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和图1B示出了根据本公开的实施例的利用手持工具的质量(mass)评估； 图2是示出根据本公开的实施例的使用手持工具评估营养摄入的过程的流程图； 图3是根据本公开的实施例的包括具有营养评估子系统的手持工具的营养评估系 统的图示； 图4A是根据本公开的实施例的用于提供营养评估的手持设备横截面图； 图4B是根据本公开的实施例的用于提供营养评估的手持工具的透视图；以及 图5是根据本公开的实施例的手持工具的运动生成机构(mechanism)的视图说明。
技术实现要素：
本文描述了使用手持工具评估营养摄取的装置、系统和方法的实施例。在下面的 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 4 CN 111588250 A 说　明　书 2/9 页 识到，可以没有一个或多个具体细节，或使用其他方法、组件、材料等实施本文所描述的技 术。在其他情况下，未详细地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”的参考意味着结合实施例描述的特定 特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的各个地方，短 语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征、 结构或特征可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。 用于评估患者的营养摄取量的常规方法对于患者是劳动密集型的(labor  intensive)，要求患者测量并记录在一定时间段内进食的食物。这可能干扰患者的生活，而 准确的结果取决于患者的完全依从性。 在一些实施例中，一种手持工具包括：手柄；从手柄延伸的附接臂；与附接臂的端 部联接的用户辅助设备；致动器，安装到手柄并且联接到附接臂以经由附接臂物理地操纵 用户辅助设备；以及控制器，附接到手柄并且包括逻辑，所述逻辑在由控制器执行时使得手 持工具执行操作，所述操作包括：在用户辅助设备持有质量时利用致动器将用户辅助设备 维持在特定方位；以及通过至少确定在用户辅助设备持有质量时将用户辅助设备保持在特 定方位的致动器的操作值作为用户辅助设备持有的质量的指示，来测量用户辅助设备持有 的质量。 在一些实施例中，一种方法包括：在活动期间监视手持工具的运动；利用致动器将 用户辅助设备移动到特定方位，所述致动器被安装到手持工具的手柄并联接到用户辅助设 备，以相对于手柄物理地操纵用户辅助设备；检测任务的开始，所述任务包括操纵手持工 具；以及通过至少确定在用户辅助设备持有质量时将用户辅助设备保持在特定方位的致动 器的操作值作为用户辅助设备持有的质量的指示，来测量用户辅助设备持有的质量，其中， 操作值的确定在任务期间进行。 在一些实施例中，一种营养评估的方法，包括：在手持工具的用户进食膳食期间监 视手持工具的运动，其中，手持工具被用于进食膳食；检测进食任务的开始，进食任务包括 操纵手持工具以进食由用户辅助设备持有的食物质量；利用致动器将用户辅助设备主动地 维持在特定方位，所述致动器被安装到手持工具的手柄并联接到用户辅助设备，以相对于 手柄物理地操纵用户辅助设备；确定在用户辅助设备携带食物质量时将用户辅助设备保持 在特定方位的致动器的操作值；由手持工具基于操作值确定由用户辅助设备持有的食物质 量的估计；以及在检测到进食任务的结束时，自动记录关于在进食任务期间消耗的食物的 量的数据。 在一些实施例中，装置、系统或方法提供使用手持工具来评估用户的营养摄入量 的累积质量的估计。在一些实施方案中，除了其它用途之外，手持工具是可以帮助用户避免 食物溢出的手持式摇臂式稳定设备。系统可以使用一种或多种方法来测量装载到与手持工 具联接(coupled)或者是手持工具的一部分的器具(例如勺子)中的食物的质量。更一般地， 该器具是与手持工具的壳体联接的用户辅助设备的示例，其中壳体也可以用作并且在本文 中被称为手持设备的手柄。手持工具的组件可以如图1A和图1B所示。 在一些实施例中，系统可以通过确定使用手持工具的手柄维持中性方位(neutral  orientation)(其可以是水平方向，或θ＝0度，或其他方向))所需的操作值，来确定加载在 与手持工具相联接的器具中的质量的估计。在一些实施例中，操作值可以是力值、功率值、 5 CN 111588250 A 说　明　书 3/9 页 电流值或表示维持器具定向的操作的其它值。在该过程中，系统可以确定(或者意识到)在 没有负载，即，器具被连接并且不包含任何质量的情况下维持正常定向所需的第一操作值 (例如力的第一量)。然后，系统可以确定当器具携带负载(该负载是一定质量的其他物质的 食物)时使用手持工具的手柄维持器具的正常定向所需的第二操作值(例如力的第二量)。 在一些实施例中，系统计算操作值和第一操作值之间的差异，并利用计算出的差值来确定 负载的质量的估计量。在一些实施例中，质量的量的计算在计算中利用与手持设备的手柄 相关的(in  relation  to)器具的几何形状的知识。例如，该器具将被期望在与手持工具的 手柄的近端距离一定距离的点处加载质量，其中所产生的杠杆作用力被向上的力抵消。 在一些实施例中，用于确定质量的过程可以包括在使用手持工具时确定平均控制 力。平均控制效果的确定可以包括记录控制器命令(垂直致动器)，或直接测量施加到致动 器或整个系统的电流。通过计算由致动器消耗的能量，可以确定由器具持有的食物的总质 量的估计值。 然而，实施例不限于用于确定质量的该特定过程，并且可以包括除了这个过程之 外的或作为其替代的其他过程。 在一些实施例中，用于确定质量的过程可以包括使用垂直霍尔效应传感器来利用 成比例控制从设定点测量平均旋转位移。从该位移到期望设定点的距离与被加载到器具的 质量成比例。 在一些实施例中，可以操作系统以将器具中的测量的质量与从手持工具的惯性传 感器，例如工具手柄内的传感器，获得的度量相组合。在一些实施例中，应用旋转运动学以 获得工具的手柄的俯仰(pitch)/旋转(roll)(或四元数)。在一些实施例中，基于俯仰和旋 转次数，可以应用算法来确定用户每餐已经进食了多少口食物。摄入的食物的口数与为每 一口食物确定的食物量相结合，可以计算每餐食物的总质量，然后可以在一定天数内追踪 以确定用户的营养摄入量。 在一些实施例中，可以基于附加数据来确定除食物质量之外的附加营养信息。例 如，如果用户可选地报告用户正在进食的食物的类型或使用其他方式确定食物的类型(例 如，通过分析由用户拍摄的膳食的照片)，则基于该信息，可以在一段时间内估计附加的营 养信息(脂肪、蛋白质、碳水化合物和总热量)。 与常规方法相反，可以利用手持工具测量由患者摄取的食物量，而不需要患者的 大量努力。在一些实施例中，可以利用手持工具自动测量在一段时间内摄取的食物的数量。 在一些实施例中，系统还可以提供报告所摄取的食物的量，其中报告可以经由网络连接自 动地递送到例如健康专业人员，从而使得健康专业人员远程监控患者的营养需求。 在一些实施方案中，如上所述，还可以使用系统用于除了确定食物消耗量之外的 或作为确定食物消耗量的替代方案的目的。在第一个例子中，如果例如用户的药物是液体 形式的，系统也可以用于监控药物的摄取。如果特定的用户辅助设备是用于测量液体药物 的测量勺子，则手持设备可用于测量用户在一段时间服用的药物的量。该信息可以用于确 保用户记住要服用所需药物，并且正在服用适量的这种药物。 在一些实施方案中，除了面临将他们置于营养不良风险的状况的人群之外，一般 用户可以利用手持工具来测量营养摄取量，包括例如正在与临床医师或营养师合作以改善 饮食或减轻体重的用户。 6 CN 111588250 A 说　明　书 4/9 页 图1A和图1B示出了根据本公开的实施例的利用手持工具进行的质量评估。如图1A (示出没有负载的操作)和图1B(示出了有负载的操作)所示，手持工具100包括作为工具的 手柄操作的工具壳体102，以及用于联接用户辅助设备110、这里也称为UAD的附接臂106。有 关手持工具100的其他细节将参照图4A、图4B和图5进行说明和描述。 如关于图4A和图4B进一步描述的，在一个实施例中，手持工具100关于某一中性方 位120稳定用户辅助设备110，该中性方位120可以是手持工具100的某一轴线120的角度θ。 中性位置可以是例如θ＝0。中性位置可以是手持工具100的选定位置或另外建立的。相对于 图4A和图4B描述了这种操作。 如图1A所示，在该示例中，用户辅助设备110可以相对于轴线120保持在一定的中 性方位。以另一种方式说明，手持工具操作以维持用户辅助设备110的位置。该操作需要一 定的力来克服用户辅助设备110的已知质量和几何形状，例如通过提供垂直运动的马达的 力。然而，如图1B所示，向用户辅助设备110添加质量160(例如一定量的食物或其他物质)将 导致方向的一定量的偏移到例如第二位置165。手持工具100的操作将通过添加一些附加的 力将用户辅助设备110返回到中性方位120，在一些实施例中，附加的力可以由垂直致动器 (例如提供垂直运动的马达)所需的附加量的电流来表示，或者由手持设备的电流使用的总 体增加来表示。在一些实施例中，可以利用附加力和用户辅助设备110的几何形状来计算由 手持工具100持有的质量160的估计。 图2是示出根据本公开的实施例的使用手持工具评估营养摄取的过程的流程图。 部分或全部流程块出现在流程中的顺序不应被视为限制。相反，受益于本公开的本领域普 通技术人员将理解，一些过程块可以以未示出的各种顺序或甚至并行来执行。 在一个过程中，患者(用户)可以开始手持工具的操作以执行任务或活动，在这种 情况下是进食205。在一些实施例中，该过程继续监控手持工具210的运动，其中手持工具的 运动用于估计营养摄入量。手持工具包括用于进食的特定用户辅助设备(UAD)，包括但不限 于诸如勺子或叉子附件的设备。 在一些实施例中，可以确定是否检测到活动的结束(例如膳食的结束)215，其可以 包括超时条件，诸如确定用户在足够长的时间没有进行任何动作，可以得出结论，用户已经 完成了膳食并且不再进食，或不打算进食膳食。也可以基于诸如关闭手持工具的电源，或从 手持工具移除用户辅助设备的其他动作来得出这样的结论，在一些实施例中，从手持工具 移除用户辅助设备将关闭手持工具。 如果没有检测到膳食活动的结束215，则该过程可以继续确定是否检测到进食任 务的开始(或更一般地，作为整个活动的一部分的任务)220，其中，如本文所使用的，进食任 务是从一个位置(例如碗或盘)中取一口食物(即，一定质量)，将食物带到用户的口中，并消 耗这一口食物的动作。为了该过程的目的，当前任务的开始可以是例如从静止位置向上的 运动，这里称为提升运动。提升运动因此可以是将手持设备从桌子或从含有食物的碗或盘 提升。如果没有检测到任务的开始，则该过程继续监控手持工具210的运动。 如果检测到任务的开始220，则确定用户正在食用一口食物的过程中，并且该过程 继续确定由UAD  225持有的质量的估计。在特定的实施中，手持设备将确定将UAD的方位返 回到保持到手持工具的手柄或其他定向测量的中性方位所需的附加操作值230，或者以另 一种方式说明，维持UAD的位置所需的附加操作值。在一些实施例中，手持工具将基于所确 7 CN 111588250 A 说　明　书 5/9 页 定的附加操作值和手持工具和UAD的几何结构来计算估计质量235，其在图1A和图1B中进一 步示出。在一些实施例中，附加操作值可以是提供用户辅助设备的垂直运动的垂直致动器 所需的附加电流量。在一些实施例中，质量可以通过在用户辅助设备的比例控制下的DC(直 流)误差的测量来估计。值得注意的是，质量的确定可以在进食任务(eating  task)的任何 时刻进行也可以在整个进食任务中进行。 在一些实施例中，确定是否检测到当前任务的完成或结束240。在该特定示例中， 可以由手持设备检测到的一个或多个因素来确定当前进食任务的结束，其中这些因素可以 包括指示一口食物被咽下的运动的检测，例如手持设备的俯仰或旋转中的局部最大值或最 小值(或例如俯仰和滚动的线性组合)，以及该质量的全部或一部分不再包含在手持设备的 UAD上的检测，例如通过检测操作值的减小以将UAD保持在与手持工具的手柄相关的中性方 位。如果检测到进餐任务的结束240，则该过程继续确定一口食物已经被用户245消耗，并且 存储关于在动作250中消耗的质量的数据。应注意的是，这样的过程可以包括确定所有的原 始质量已被消耗，或者如果确定进食动作的结束导致在UAD上剩余一定量的质量，则确定较 少的量被消耗。 在一些实施例中，如果没有检测到当前任务的结束240，则确定是否检测到UAD的 静止位置(resting  position)255，其中静止位置可以指示UAD已经返回到碗、盘或类似的 位置。静止位置的确定可以包括例如将UAD保持在中性位置所需的操作值的降低到小于零 质量水平，例如当手持工具搁置在食物碗或盘上时。如果未检测到静止位置255，则可以得 出结论，当前任务尚未完成，并且该过程继续确定将UAD返回到中性方位所需的操作值230。 如果检测到静止位置255，则可以得出结论，当前任务已经结束，而用户没有消耗质量260， 例如当一个人将食物返回到盘中时而没有进食。 在当前的任务结束时，无论是否消耗食物250或260，该过程将继续返回对手持工 具210的运动的监控。这种过程一般可以持续到检测到活动(用餐)结束215。在活动结束时， 该过程可以包括计算和存储关于在活动265中消耗的质量的数据，并且在某些时间点，报告 营养数据270，例如经由如图3所示的通信接口338报告数据。 图3是示出根据本公开的实施例的手持工具的营养评估子系统的图。在一些实施 例中，在系统300中，手持工具310包括震颤(tremor)检测和补偿子系统，例如关于图4A和图 4B示出和描述的子系统404，以及营养评估子系统330。营养评估包括质量确定单元332、控 制器334、存储器单元336和通信接口338。然而，营养评估子系统330可共享震颤子系统320 的一个或多个组件。 在一些实施例中，如图1A和图1B所示的，营养评估子系统330提供确定正在利用手 持工具的用户消耗的食物的质量。在一些实施例中，质量确定单元332提供对用户消耗的食 物质量的估计的确定，如图2所示的过程中提供的。在一些实施例中，营养评估子系统330还 包括用于存储关于用户已经消耗的食物质量的数据的存储器单元336，以及用于传送存储 在存储单元336中的营养数据的通信接口338。 在一些实施例中，质量确定单元332用于确定在任务过程期间由手持工具的用户 辅助设备持有的质量的估计。在一些实施例中，该过程包括控制器334，其操作以通过添加 质量来维持用户辅助设备的方位，并且质量确定单元332利用维持质量的估计中的这种方 位的附加操作值，例如附加的力、致动器或设备电流、或其他操作值。在一些实施例中，质量 8 CN 111588250 A 说　明　书 6/9 页 确定单元将关于所确定的质量的数据存储到存储单元336中。 控制器334可以用可编程微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路 (ASIC)或能够执行逻辑指令的其他器件来实现。逻辑指令本身可以是硬件逻辑、软件逻辑 (例如，存储在存储器单元336或其它地方)、或两者的组合。可以使用易失性或非易失性存 储器(例如，闪速存储器)来实现存储器单元336。 通信接口338被通信地联接(couple)以从存储器单元336输出数据，其中通信可以 经由诸如智能电话、平板计算机或膝上型计算机的外部单元340或直接通过这样的网络到 网络350(诸如因特网)。在一些实施例中，可以由连接到网络350的远程服务360接收数据。 在一个示例中，数据表示健康专业人员370经由远程服务器360接收的营养数据。在一些实 施例中，通信接口338是无线通信接口(如蓝牙、WiFi或其他系统)。在一些实施例中，通信接 口338可以建立到用户的蜂窝电话340的无线链路。在其他实施例中，通信接口338可以是有 线通信端口(例如，USB端口)。例如，当用户将手持工具310连接到充电座以对电源充电时， 通信接口338还可以与远程服务器360建立通信会话，用于传送营养数据。 在一些实施例中，应用可以在营养评估过程的操作中提供各种选项。例如，数据传 输可以使得用户能够控制隐私设置，添加关于其使用手持工具的注释，设置营养数据的自 动定期报告，启动营养数据的一次性报告和其他用户功能。 图4A和图4B示出了根据本公开的实施例的用于提供营养评估的手持工具。图4A是 手持工具400的横截面图，而图4B是手持工具400的透视图。在一些实施例中，手持工具400 包括营养评估子系统430，例如图3所示的子系统330。 在一些实施例中，手持工具400还能够检测和补偿无意的肌肉运动(震颤)。然而， 各种实施例不需要包括用于震颤补偿的机构和相关联的传感器来实现对营养摄取的评估， 即使这两个这样的特征被并入到所示的手持工具400的实施例中。 在一些实施例中，手持工具400包括用于评估营养物的子系统430和用于检测和补 偿震颤的子系统404。这些子系统可以具有不同的组件，或者可以共享一些组件，例如电力 系统、存储器、控制器，并包括可能共享的一个或多个传感器。在一些实施例中，可以省略用 于检测和补偿震颤的子系统的一个或多个组件。 如图4A和图4B所示，手持工具400包括壳体402，其用作用于把握手持工具400的手 柄。手持工具400还包括联接到壳体402的附接臂406。附接臂406被配置为接受用户辅助设 备410(例如，所示实施例中的勺子)到远离壳体402的端部。在一些实施例中，手持工具400 包括壳体402中的用于评估用户的营养摄入的营养评估子系统430。营养评估模块或子系统 可以包括可以呈现各种不同形状因子的多个功能项，并且可以进一步扩散到整个壳体402 中。 手持工具400的所示实施例还包括用于检测和补偿用户辅助设备410的震颤的子 系统404。在所示实施例中，子系统404包括沿着附接臂406放置以测量附件臂406和用户辅 助设备410的移动绝对值的至少一个惯性传感器408。子系统404还包括便携式电源412、运 动生成机构414、控制器416、控制系统418和用于测量相对壳体402的附接臂406的运动的至 少一个分布式运动传感器420。如上所述，营养评估模块或子系统430可以共享子系统404的 一个或多个组件(例如，电源412、控制器416等)。 在一个实施例中，附接臂406与特定类型的用户辅助设备410(图示的勺子)集成。 9 CN 111588250 A 说　明　书 7/9 页 在其他实施例中，附接臂406可以以各种方式接收各种不同的用户辅助设备410，包括但不 限于摩擦、卡扣或其他形式的锁定机构。便携式电源412可以利用多种选择，包括但不限于 可再充电电池、太阳能电池板等。 至少一个惯性传感器408和至少一个分布式运动传感器420检测无意的肌肉运动 并测量与用户不利地影响用户辅助设备410的运动时产生的这些无意的肌肉运动有关的信 号。这些传感器还检测相对于壳体402的稳定输出的运动。控制系统418响应于运动生成机 构414的信号通过控制器416发送电压命令，以消除用户的震颤或无意的肌肉运动。该取消 维持和稳定用户辅助设备410的位置，并使其相对于壳体402保持居中。 本领域普通技术人员容易认识到，根据本公开的系统和方法可以利用控制器416、 至少一个惯性传感器408、至少一个分布式运动传感器420和控制系统418，而且这些是在本 公开的精神和范围内的。在一个实施例中，控制器416包括能够从传感器输入产生电响应的 电气系统，诸如可编程微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等。在一 个实施例中，控制器416包括由Atmel制造的8位ATMEGA8A可编程微控制器，由于其总体上低 成本、低功率消耗和能够在大容量应用中使用的能力。 在一个实施例中，至少一个惯性传感器408是包括但不限于加速度计、陀螺仪或两 者的组合的传感器。在一个实施例中，至少一个分布式运动传感器420是包括但不限于霍尔 效应磁传感器的非接触位置传感器。在一个实施例中，控制系统418是闭环控制系统。 闭环控制系统在沿着手持工具400的各个点感测运动和加速度，并将详细信息馈 送到适当地移动运动生成机构414，以消除用户的无意肌运动的净效应，从而稳定用户辅助 设备410的位置的控制算法中。 本领域普通技术人员将容易地认识到，本文所述的装置、系统或方法可以利用于 各种应用。例如，各种不同的用户辅助设备410可以包括制造工具、外科手术工具、厨房用具 (例如叉、刀、勺子)、运动工具、围场工具(yard  tool)、修饰工具(例如梳子、指甲剪、镊子、 化妆涂抹器等)或牙科卫生工具(例如，牙刷、牙线工具等)。因此，手持工具400不仅可以用 于改善患有神经运动障碍的大量人群的生活质量，而且可用于协助生理震颤是一个问题的 各种应用，包括但不限于制造、手术和公共安全应用。 在一个实施例中，手持工具400使用至少一个惯性传感器408来稳定用户辅助设备 410位于中性位置(例如，可以选择θ＝0或以其他方式)。为了实现这一点，用户辅助设备410 的位置与角度θ一起被感测。对于该位置感测，至少一个惯性传感器408沿着附接臂406放 置，并且用于测量用户辅助设备410的绝对运动，同时为应用提供低噪声和足够的灵敏度。 沿着附接臂406的至少一个惯性传感器408的直接传感器放置为手持工具400提供了独特的 优点，因为它是非常坚固的，并且不依赖于根据使用而改变的反向运动/动力。因此，如上所 述，可以使用各种对象来实现用户辅助设备410，而不需要将用户辅助设备410的长度和重 量预先确定并预编程到控制器416中。 在所示实施例中，至少一个分布式运动传感器420位于壳体402内，壳体402位于手 持工具400的底部。至少一个分布式运动传感器420测量附接臂406的相对于壳体402的相对 运动，其中用户辅助设备410相对于壳体402保持在中心位置。在一个实施例中，至少一个分 布式运动传感器420是至少一个非接触霍尔效应位置传感器，其向控制系统418提供角度反 馈并且依赖于取决于致动角度的变化的磁场。 10 CN 111588250 A 说　明　书 8/9 页 变化的磁场由位于至少一个分布式运动传感器420内的策略性布置的集成电路 (IC)检测，它的模拟输出由控制器416读取，提供能够承受大量次数的完全非接触角度检 测。具有其非接触式感测方法的至少一个分布式运动传感器420提供了比传统的直接接触 感测方法(例如随时间磨损的电位器)的改进的可靠性。 在一个实施例中，手持工具400使用无芯微型马达和使用联接机构联接到无芯微 型马达的微型减速系统的组合来实现运动生成机构414，其中本文这些元件也可以称为致 动器(诸如垂直致动器，沿着Y轴提供上下运动，以及水平致动器，沿着X轴提供从一侧到另 一侧的运动)。通过总重量仅6.5克(g)的低成本的微型齿轮减速系统以所需的0-5赫兹(Hz) 的震颤频率，使这些无芯微型马达产生高达10牛顿(N)的显著的力。此外，从该技术获得的 功率很低，估计为0.5瓦(W)。 由于加速度计和陀螺仪不直接感测到用户的手位置，因此使用运动方程来估计用 户手抖动的幅度和频率。由于由倾斜引入的向心加速度和重力伪影(gravitational  artifacts)，下面的等式考虑了加速度计信号中引入的误差。一旦消除了这些误差，则使用 快速傅里叶变换(“FFT”)将加速度数据从时域变换到频域。通过提取所得光谱的峰值，可以 计算主要震颤频率以及手的加速度幅度的估计。振动物体的运动方程可用于计算手位置的 幅度。 图5是根据本公开的实施例的手持工具的运动生成机构的透视图。运动生成机构 500是图4A和图4B所示的运动生成机构414的一种可能的实现。 运动生成机构500包括联接到第一无芯微型马达502的第一微型齿轮减速系统和 联接到第二无芯微型马达504的第二微型齿轮减速系统。至少一个惯性传感器508沿着附接 臂506放置。附接臂506被配置为接受到其的用户辅助设备510。 作为(acting  as)水平致动器，第一无芯微马达502能够在水平(x)方向上产生旋 转运动。该旋转运动通过由水平轴承支撑的刚性连接件被赋予(impart)给第二无芯微型马 达504。作为垂直致动器，第二无芯微马达能够在垂直(y)方向上产生运动。来自第二无芯微 马达的运动由垂直轴承支撑。 在一些实施例中，第二无芯微马达504的操作可用于营养评估，其中由第二微型马 达504提供以将由用户辅助设备510持有的质量维持在与手持工具相关的中性方位的附加 力可以用于质量的量的计算。在一些实施例中，附加的力的量可以由第二微型马达504消耗 的附加的电流量指示，但是实施例不限于该实现，并且一般可以考虑附加的操作值以维持 由用户辅助设备510保持的质量处于中性位置。 联接机构用于组合两个分离的无芯微马达/微型齿轮减速系统502和504的水平和 垂直运动。该组合导致用户辅助设备510(在所示实施例中，勺子)的双向圆周运动。本领域 普通技术人员容易认识到，根据本公开的系统和方法可以利用各种联接机构，包括但不限 于滑动轴承机构、万向节结构或波纹管结构，并且这些在本公开的精神和范围内。 在运动生成机构500中，从两个分离的无芯微马达/微型齿轮减速系统502和504生 成两个自由度。附加自由度(例如，z方向上的第三个)可以通过向第一无芯微型马达502的 输出或第二无芯微型马达504的输出添加运动而被添加到运动生成机构500。 根据计算机软件和硬件来描述上述过程。所描述的技术可以构成体现在有形的 (tangible)或非暂时性的机器(例如，计算机)可读存储介质中的机器可执行指令，当由机 11 CN 111588250 A 说　明　书 9/9 页 器执行时将引起机器执行所描述的操作。另外，这些处理可以在诸如专用集成电路(ASIC) 或其他的硬件中体现。 有形的机器可读存储介质包括以机器可访问的非瞬时形式(例如，计算机、网络设 备、个人数字助理、制造工具、任何具有一个或多个处理器组的设备等)提供(即，存储)信 息。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上述描述，包括摘要中描述的内容，并不旨在是穷尽性的 或将本发明限制于所公开的精确形式。虽然为了说明的目的在本文中描述了本发明的具体 实施例和示例，但是在相关领域的技术人员将认识到，在本发明的范围内的各种修改是可 能的。 根据上述详细描述，可以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具体实施方案。相反，本发明的范围将完全由 所附权利要求来确定，权利要求将根据所建立的权利要求解释的理论来解释。 12 CN 111588250 A 说　明　书　附　图 1/6 页 图1A 图1B 13 CN 111588250 A 说　明　书　附　图 2/6 页 图2 14 CN 111588250 A 说　明　书　附　图 3/6 页 图3 15 CN 111588250 A 说　明　书　附　图 4/6 页 图4A 16 CN 111588250 A 说　明　书　附　图 5/6 页 图4B 17 CN 111588250 A 说　明　书　附　图 6/6 页 图5 18