鞋底或内底的制作方法

本发明涉及一种用于鞋的鞋底或内底，其包括多个力敏电阻器。力敏电阻器可供可伸展材料使用。

背景技术：

传统上，力敏电阻器设置有形成在第一基板上的下传导构件以及形成在第二基板上的上传导构件。间隔器元件被安装在第一基板和第二基板之间。随着传导构件朝向和远离彼此移动，力敏电阻器的阻力被改变。以这种方式，施加到电阻器的力可以通过阻力的变化来确定。需要基板相对较硬且抗伸展，否则来自力敏电阻器的数据将被破坏。

这是特别相关的，因为力敏电阻器常常用在接收显著的力和变形的环境中。特别是，力敏电阻器用在所谓的“智能”服装中。其包括用于鞋的鞋底或内底，用以生成关于用户步态、压力分布和/或内旋的数据。

许多现有的鞋没有收集正确点的足够数据来测量所有这些指标。因此，需要提供一种用于鞋的鞋底或内底，其可以提供合适的测量结果来导出该信息。

技术实现要素：

提供了一种根据本发明的用于鞋的鞋底或内底。所述鞋底或内底包括：用于支撑用户脚趾的脚趾区域；用于支撑用户足前部的足前部区域；用于支撑用户足弓的足中部区域；用于支撑用户足跟部的足跟部区域；纵向方向，所述纵向方向从所述足跟部区域朝向所述脚趾区域延伸；横向方向，所述横向方向横向于所述纵向方向并从所述鞋底或内底的内侧延伸到外侧；多个力传感器，所述多个力传感器分布在整个所述鞋底或内底上并且包括：横向第一排力传感器，所述横向第一排力传感器位于所述脚趾区域中；横向第二排力传感器，所述横向第二排力传感器位于所述足前部区域中；纵向第一排力传感器，所述纵向第一排力传感器从所述足跟部区域到所述足中部区域沿着所述鞋底或内底的内侧；和纵向第二排力传感器，所述纵向第二排力传感器从所述足跟部区域到所述足中部区域沿着所述鞋底或内底的外侧。

该鞋底或内底设置有放置在相关位置中的高密度的力传感器，以允许获得关于步态、重量分布和内旋的高精度信息。

优选地，每排均包括至少三个力传感器。更优选地，每排均包括至少四个力传感器。

优选地，大多数力传感器具有相同的形状。这样降低了制造成本和不同输出的计算考量。

优选地，大多数力传感器呈大致圆形。更优选地，与其他力传感器比较，至少一个力传感器是细长传感器。

优选地，所述细长传感器设置在所述横向第一排力传感器或横向第二排力传感器中。

优选地，所述细长传感器为最外侧传感器。这样有助于节省较小鞋号中的空间，并且使数据损失最小化，因为与最外侧脚趾有关的信息对于分析而言是最不相关的。

优选地，所述鞋底或内底包括位于所述纵向第一排力传感器和纵向第二排力传感器之间的内部密封区域。

附图说明

现在将仅通过举例的方式参考附图详细描述本发明，在图中：

图1是包括根据本发明的多个力敏电阻器的鞋中底的俯视示意图；

图2是根据本发明的力敏电阻器的部分平面、部分立体的分解示意图；

图3是图2的力敏电阻器的侧视截面图；

图4是沿着图1的线a-a截取的截面图；

图5是用于图1的鞋底中的缓冲材料的视图；

图6是沿着图1的线b-b截取的截面图；

图7是根据现有技术的力敏电阻器的分解示意图；

图8是包括根据本发明的另一实施方式的多个力敏电阻器的鞋中底的俯视示意图；以及

图9是包括根据本发明的多个力敏电阻器的另选鞋中底的俯视示意图。

具体实施方式

图1中示出的鞋底(或中底/内底)100由柔性而可伸展的下层8和上层9(图4中示出)形成，下层8和上层9围绕其外边缘以水密和气密方式密封。虽然在整篇描述中使用术语“鞋底”，但是所描述的实施方式同样可应用于内底或中底。特别是，层8、9可借助热或声波焊接来密封。鞋底100可以是分离的可移除部件，或者可与鞋整合。鞋底100的形状适合人脚，并且图1的实施方式限定两个参考方向：纵向方向x，其从朝向鞋底100后部的足跟部区域22延伸到朝向鞋底100前部的脚趾区域28；以及横向方向y，其从鞋底100的内侧延伸到外侧。虽然图1中示出的鞋底用于右脚，但是应认识到，该鞋底的镜像版本将适用于左脚。另选地，鞋底100可通过翻转鞋底100而可用于任一只脚。

在纵向方向上从足跟部区域22起移动，鞋底100具有足中部区域24、足前部区域26和脚趾区域28。在使用中，足跟部区域22支撑用户足跟部，足中部区域24支撑用户足弓，足前部区域26支撑用户足前部，并且脚趾区域28支撑用户脚趾。

鞋底100设置有横跨鞋底100布置的多个力敏电阻器10。图2示出了示例性力敏电阻器10。导电油墨以力敏电阻器10的图案印刷在底层8上。该导电油墨形成电极12、14。这些电极12、14为大致半圆形，其中管脚13在电极12、14之间以交替的排延伸。这样形成第一导电元件。为了清楚起见，管脚13已经从其余附图中省略，但它们存在于每个力敏电阻器10中。

底层8一般是形成较大结构的较大片材的小部分。特别是，底层8可以是织物、塑料或形成饰面的一部分的其他柔性材料。虽然本发明总体上是关于鞋底100来描述的，但是应认识到，它可供任何其他饰面使用。

饰面一般旨在意指人们可以穿的任何东西。特别是，饰面可以是帽、背心、裤子、外套、面罩、内底、鞋、内衣或任何其他饰面中的任一者。

通过将导电油墨印刷到该底层8上，力敏电阻器10可设置在饰面上。然后，柔性底层8可接触佩戴者和/或经受外部冲击力，并且力敏电阻器10可以确定由佩戴者施加的力。

间隔器环18被设置成围绕第一导电元件。顶部传感器层19横跨间隔器环18设置。顶部传感器层19是柔性的并且包括第二导电元件。通常，顶部传感器层由pet形成。第一导电元件和第二导电元件可相对于彼此移动，以便在用户跑步时改变力敏电阻器10的阻力。

随着导电油墨被直接印刷到可伸展下层8上，力敏电阻器10的输出可在下层8弯曲和伸展时改变，因此实际上电阻器10的结果是不能使用的。为了解决这个问题，上部传感器层19比下层8硬。这为下层8的局部区域提供了增强的强度，在其上印刷第一导电元件。特别是，这通过杨氏模量比下层8高的上部传感器层19实现。这样局部地限制了下层8在间隔器18内的第一导电元件的区域中的伸展容易度。如此，第一导电元件可直接印刷到柔性下层8上，同时仍获得有用的数据。

如图1所示，下层8设置有印刷导电迹线，印刷导电迹线连接到力敏电阻器10的电极12、14。如图所示，可存在与每个力敏电阻器10相连接的单个接地迹线15。这减少了各迹线所需的空间。每个力敏电阻器10还设置有其自身的数据迹线16。鞋底设置有翼片7，翼片7为传导迹线15、16提供了通向外部cpu和控制系统(未示出)的路径。翼片7与底层8成一体并且同样是柔性而可伸展的。虽然本图示出有外部cpu和控制系统，但情况并不一定如此，并且cpu和控制系统可与鞋底100成一体或者设置于设计成包含在具有鞋底100的鞋内的另一层中。

鞋底100的柔性上层8和柔性下层9也横跨鞋底100的中央区域的一部分以水密和气密方式密封。这在鞋底上形成中央密封区域3，中央密封区域3可横跨足跟部区域22、足中部区域24和足前部区域26延伸。

如图4所示，图4是沿着图1所示的a-a截取的示意图。在外密封件和中央密封区域3之间，设置有可压缩材料5。可压缩材料5被设计成不密封到柔性上层8和柔性下层9中的任一者。特别是，层8、9不应该声波焊接到可压缩材料5。可压缩材料5在柔性上层8和柔性下层9之间是自由的。特别是，柔性上层8和柔性下层9未结合到可压缩材料5。这使得可压缩材料5在层8、9之间的间隙中自由移动。可压缩材料5是基本连续的，它由中央密封区域3保持到位，如图1所示。

可压缩材料可以是任何合适的材料。在具体的实施方式中，其是泡沫材料，该可压缩材料具有开孔布置或闭孔布置。图5示出了可供本发明使用的示例性开孔泡沫。为了确保鞋底100在使用中不会永久变形，对变形的高弹性是必需的。材料5可形成鞋底100的主要支撑材料，或者为增强舒适性还可提供附加缓冲材料。选择的材料5具有比第一层8和第二层9的材料更高的熔点，使得层8、9将在材料5周围密封到彼此而不会密封到材料5。

材料5可横跨多个力敏电阻器10设置。也就是说，材料5可由多个力敏电阻器10共享。

如图6(是沿着b-b截取的截面图)所示，在优选实施方式中，材料5设置有与力敏电阻器10基本对齐的切除部分。特别是，这些切除部分可形成为使得材料5基本上围绕力敏电阻器10。然后，材料5可与力敏电阻器10没有任何重叠。

空气能够流过材料5。这允许整个鞋底100围绕其外边缘被密封。通常，如图7所示的现有技术力敏电阻器50由第一导电元件51、间隔器53和第二导电元件55形成。间隔器53设置有从间隔器腔室58延伸的通风路径57。间隔器腔室58设置在导电元件之间。

随着导电元件朝向和远离彼此移动，间隔器腔室58的容积改变。因此，保持在间隔器腔室58中的空气必须经由通风路径57排出，否则现有技术力敏电阻器50可能破裂。如此，在没有本发明的可透气压缩材料5的现有技术鞋底中，必须设置从力敏电阻器50到鞋底100外侧的大气的通风路径。尽管努力使这些通风路径最小化，但是它们代表水分可经由其进入并损坏鞋底100的路径。

通过提供可透气材料5，这些通风路径不再是必需的。通过力敏电阻器10的运动而移位的空气可以横跨鞋底100分布，而不会破裂。这允许整个鞋底100被密封到大气，以确保比已知系统更好的防潮性。

图9示出了鞋底1的另选实施方式。为了易于理解，该图未示出之前实施方式的布线。该实施方式的布线与其他实施方式的描述基本上相同。在该实施方式中，可压缩材料5不是通常横跨鞋底延伸，而是在围绕每个力敏电阻器的圆形区域92中集中在力敏电阻器10周围的区域中。因为可压缩材料5具有比鞋底材料更高的熔点，所以密封件98将形成在可压缩材料5的形状周围。

在图9的实施方式中，可压缩材料5的连接部分94接合圆形区段92以形成可压缩材料5的连续区域。在脚趾区域28和足前部区域26中，圆形区段92可具有某种程度的重叠96。

在图9所示的实施方式中，可压缩材料5横跨所有力敏电阻器是连续的。然而，情况并不一定如此。在其他实施方式中，特定区域可各具有它们自己的可压缩材料5的离散区域。例如，脚趾区域28中可存在一个离散区域，足前部区域26中存在一个离散区域，并且顺着足跟部区域22和足中部区域24中的鞋底的任一侧存在两个离散区域。另选地，每个力敏电阻器10均可具有其自身的可压缩材料5的离散密封区段。也可存在可压缩材料5的单独离散密封区段和离散区域的组合。例如，脚趾区域28和足前部区域26可各具有它们自身的可压缩材料5的离散区域，而足跟部区域22和足中部区域24中的力敏电阻器10可位于可压缩材料的单独离散密封区段中。

力敏电阻器10分布在整个鞋底100上。这确保可以连同诸如用户在行走时的内旋程度之类的信息来计算用户重量分布的详细理解。特别是，如图1所示，每个区域22、24、26、28均包括含多个力敏电阻器10的单独感测区域。这些力敏电阻器10的形状彼此大致类似，均呈大致圆形。在脚趾区域28和足前部区域26中的每者中，设置有横跨鞋底100沿横向y延伸的一排力敏电阻器10。特别是，每排均包括布置成获取关于每个脚趾和对应脚趾关节的数据的五个力敏电阻器。

虽然脚趾区域28和足前部区域26的这种布置是理想的，但是在所有实施方式中不可能都如此。特别是，对于针对较小足部设计的鞋底100，不可能装配横跨横向方向y的五个分离的力敏电阻器10。因此，可设置有诸如图8所示的布置。如图所示，最内侧三个力敏电阻器10如图1那样设置。然而，代替两个分离的外部力敏电阻器10，设置有单个力敏电阻器40。该力敏电阻器40在横向方向y上是细长的，以覆盖脚趾区域28和足前部区域26的外部部分。该细长的力敏电阻器40在图8中为具有圆整端部的大致矩形。然而，可使用任何合适的形状。力敏电阻器40设置有电极42、44并且用作上述圆形力敏电阻器10。已经确定，来自单独外脚趾的数据不如内部区域那么受关注。因此，来自最外侧脚趾的数据可以组合，同时对于分析仍是有用的。

横跨足跟部区域22和足中部区域24，设置有纵向两排力敏电阻器10。一排位于鞋底的内侧，另一排位于外侧，密封中央区域3设置在这两排之间。在足跟部区域22和足中部区域24中的每者中，至少一个力敏电阻器10设置在每排中。优选地，如果鞋底100足够大，则每排均在足跟部区域22和足中部区域24中的每者中具有两个力敏电阻器10。

通过提供力敏电阻器10，在该布置中，可以获得提供关于用户重量分布和内旋的大量信息的高质量数据。