[发明专利]用于手持式工具的反馈控制器的方法和系统

权利要求书

1.一种手持式工具，包括：

壳体，所述壳体具有至少测量所述壳体的方位的第一惯性测量单元IMU；

设置在所述壳体内或附接到所述壳体的一个或多个运动生成机构；

附接臂，所述附接臂具有至少测量所述附接臂的方位的第二IMU，其中，所述附接臂从所述壳体延伸并且与所述一个或多个运动生成机构联接；

附接到所述附接臂的远端的用户辅助装置；以及

耦接到所述第一IMU和所述第二IMU以及所述一个或多个运动生成机构的控制器，所述控制器包括在被所述控制器执行时使得所述手持式工具执行操作的逻辑，所述操作包括：

测量所述壳体和所述附接臂的方位；

当所述壳体、所述附接臂和所述用户辅助装置的一个或多个共享方位轴被测量为未对准时，确定由于传感器漂移已经引起未对准误差；并且

在生成用于驱动所述一个或多个运动生成机构的一个或多个电机命令之前校正所述未对准误差，以使所述附接臂相对于所述壳体运动时稳定所述用户辅助装置的运动；

其中，所述一个或多个共享方位轴包括部件的轴，所述部件包含所述壳体、所述附接臂或所述用户辅助装置，尽管所述部件绕其它轴彼此相对运动，但所述部件的轴在物理上相对于彼此恒定。

2.如权利要求1所述的手持式工具，其中，所述一个或多个运动生成机构包括第一运动生成机构和第二运动生成机构，并且其中，所述控制器被进一步配置为：

读取所测量的所述壳体的方位和所测量的所述附接臂的方位；

基于所述用户辅助装置的期望方位，生成将使所述附接臂从测量的方位运动到期望方位的第一电机命令和第二电机命令，所述第一电机命令和所述第二电机命令分别至少包括所述第一运动生成机构和所述第二运动生成机构的运动的方向和速度；以及

用所述第一电机命令和第二电机命令分别驱动所述第一运动生成机构和所述第二运动生成机构。

3.如权利要求2所述的手持式工具，其中，所述第一电机命令和第二电机命令包括分别施加到所述第一运动生成机构和所述第二运动生成机构的电压，所述电压用于控制相应的所述第一运动生成机构和所述第二运动生成机构的运动的加速度、速度和方向中的一个或多个。

4.如权利要求2所述的手持式工具，其中，所述期望方位包括所述附接臂相对于所述壳体的预期方位。

5.如权利要求2所述的手持式工具，进一步包括：

所述第一IMU，用于测量所述手持式工具的所述壳体的角速度，其中，所测量的角速度表明所述用户辅助装置的扰动运动；并且

所述控制器用于：

确定消除所述壳体的角速度的第三电机命令和第四电机命令，所述第三电机命令和第四电机命令分别向所述第一运动生成机构和所述第二运动生成机构提供相应的相反角速度，

将所述第一电机命令和所述第三电机命令结合以获得用于驱动所述第一运动生成机构的第五电机命令，

将所述第二电机命令和所述第四电机命令结合以获得用于驱动所述第二运动生成机构的第六电机命令，以及

用所述第五电机命令和所述第六电机命令分别驱动所述第一运动生成机构和所述第二运动生成机构。

6.如权利要求2所述的手持式工具，其中，所述壳体的方位和所测量的所述附接臂的方位由它们相应的IMU周期性地测量，并且所述第一运动生成机构和所述第二运动生成机构被针对每个对应的周期性测量的电机命令驱动。

7.如权利要求1所述的手持式工具，其中，所述一个或多个运动生成机构包括第一运动生成机构和第二运动生成机构，并且其中，所述第一运动生成机构使所述用户辅助装置在相对于所述壳体的第一自由度上运动，并且所述第二运动生成机构使所述用户辅助装置在相对于所述壳体的第二自由度上运动。

8.如权利要求1所述的手持式工具，其中，所述第一IMU和所述第二IMU每个都是至少具有加速度计和陀螺仪的六自由度IMU。