具有机动化系带和姿势控制的鞋类的制作方法

文档序号:30532799发布日期:2022-06-25 11:02阅读:279来源:国知局
具有机动化系带和姿势控制的鞋类的制作方法
具有机动化系带和姿势控制的鞋类
1.本技术是申请日为2017年3月10日、申请号为201780030227.2、发明名称为“具有机动化系带和姿势控制的鞋类”的发明专利申请的分案申请。
2.相关申请的交叉引用
3.本技术要求2016年3月15日提交的并且标题为“motorized shoe with gesture control”的第15/070,234号美国申请(以美国专利公布号2016/0262485公布)的优先权的权益,该第15/070,234号美国申请是2014年12月3日提交的并且标题为“footwear having sensor system”的共同未决的第14/559,680号美国申请(以美国专利公布号2015/0313308公布)的部分继续申请,该第14/559,680号美国申请是2012年2月22日提交的并且标题为“footwear having sensor system”的第13/401,918号美国申请(以美国公布号2013/0213147公布)的继续申请,每个申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
4.本文公开的主题总体上涉及一种具有机动化系带和姿势控制的鞋类物品。
5.背景
6.鞋类物品通常包括鞋面、鞋底结构以及系带机构或其他可以使鞋类物品相对于穿用者的足部固定的机构。鞋类物品还包括传感器系统。这样的传感器系统收集性能数据,该性能数据可以被访问用于后续使用,诸如用于分析目的。在各种性能数据中的任一种中,这样的分析可以提供与步速、节奏、距离和跳跃特性相关的信息。
7.附图简述
8.参考以下附图和描述可更好地理解实施方案。附图中的部件不一定按比例绘制,而是将重点放在图示实施方案的原理上。此外,在附图中,相似的参考标记在所有不同的视图中指示对应的部分。
9.图1是鞋的侧视图;
10.图2是图1的鞋的相反侧的视图;
11.图3是包含根据本发明的方面的传感器系统的一个实施方案的鞋(使鞋面移除并且足部接触构件被折叠到一边)的鞋底的俯视透视图;
12.图4是图3的鞋底和传感器系统的俯视透视图,其中鞋的足部接触构件被移除并且电子模块被移除;
13.图5是图3的鞋底的俯视透视图,其中鞋的足部接触构件被移除并且没有传感器系统;
14.图6是能够与传感器系统一起使用、与外部电子设备通信的电子模块的一个实施方案的示意图;
15.图7是图3的传感器系统的插入件的俯视图,该插入件适于定位在用于用户的右足部的鞋类物品的鞋底结构内;
16.图8是图7的插入件的俯视透视图;
17.图9是图3的传感器系统的俯视图,包括图7的插入件;
18.图10是图9的传感器系统的俯视透视图;
19.图11是图9的传感器系统的一部分的放大俯视图;
20.图12是图9的传感器系统和类似的传感器系统的俯视图,该类似的传感器系统适于在用于用户的左足部的鞋类物品的鞋底结构中使用;
21.图13是图7的插入件的分解透视图,示出四个不同的层;
22.图14是图13的插入件的第一层的俯视图;
23.图15是图14的第一层的一部分的放大俯视图;
24.图16是图13的插入件的第二层的俯视图;
25.图17是图16的第二层的一部分的放大俯视图;
26.图18是图13的插入件的间隔层的俯视图;
27.图19是图13的插入件的底层的俯视图;
28.图20是图示由图9的传感器系统的部件形成的电路的一个实施方案的示意电路图;
29.图21是示意性地图示由图11中的线21-21指示的区域的放大横截面视图;
30.图22a是图9的传感器系统的仰视图;
31.图22b是如图22a中图示的传感器系统的仰视图,具有连接在传感器系统中的通风口上方的过滤器;
32.图22c是根据本发明的方面的用于传感器系统的插入件的另一个实施方案的间隔层的俯视图,其中虚线示出了传感器的位置;
33.图22d是用于包含图22c的间隔层的用于传感器系统的插入件的仰视图,其中虚线示出了连接到插入件的过滤器的位置;
34.图23是与外部游戏设备通信的图6的电子模块的示意图;
35.图24是一双鞋的示意图,每只鞋包含传感器系统,处于与外部设备的网状通信模式;
36.图25是一双鞋的示意图,每只鞋包含传感器系统,处于与外部设备的“菊花链”通信模式;
37.图26是一双鞋的示意图,每只鞋包含传感器系统,处于与外部设备的独立通信模式;
38.图27是示出用于根据本发明的方面的传感器的一个实施方案的压力对电阻的曲线图;
39.图28是图4的鞋底和传感器系统的一部分的示意性横截面视图;
40.图29是根据本发明的方面的鞋底和传感器系统的另一个实施方案的一部分的示意性横截面视图;
41.图30是图3的鞋底的俯视图,其中足部接触构件处于操作位置;
42.图31是示意性描绘沿图10的线31-31截取的视图的横截面视图;
43.图32是示意性描绘沿图10的线32-32截取的视图的横截面视图;
44.图33是根据本发明的方面的传感器系统的另一个实施方案的分解透视图;
45.图34是根据本发明的方面的传感器系统的另一个实施方案的分解透视图;
46.图35a和35b是图7的传感器系统的传感器的示意性横截面视图;
47.图36是包含根据本发明的方面的传感器系统的另一个实施方案的鞋(使鞋面移除并且足部接触构件被折叠到一边)的鞋底的俯视透视图;
48.图37是图36的鞋底的俯视透视图,其中鞋的足部接触构件被移除并且没有传感器系统;
49.图38是图36的鞋底和传感器系统的俯视透视图,其中鞋的足部接触构件被移除并且电子模块被移除;
50.图39是图36的传感器系统的插入件的俯视图,该插入件适于定位在用于用户的右足部的鞋类物品的鞋底结构内;
51.图40是图39的插入件的第一层的俯视图;
52.图41是图39的插入件的第二层的俯视图;
53.图42是图39的插入件的间隔层的俯视图;
54.图43是图39的插入件的底层的俯视图;
55.图44是图39的插入件的分解透视图,示出四个不同的层;
56.图45是包含根据本发明的方面的传感器系统的另一个实施方案的鞋(使鞋面移除并且足部接触构件被折叠到一边)的鞋底的俯视透视图;
57.图46是图45的鞋底的俯视透视图,其中鞋的足部接触构件被移除并且没有传感器系统;
58.图47是图45的鞋底和传感器系统的俯视透视图,其中鞋的足部接触构件被移除并且电子模块被移除;
59.图48是根据本发明的方面的传感器系统的插入件的另一个实施方案的俯视图,该插入件适于定位在用于用户的右足部的鞋类物品的鞋底结构内;
60.图49是图48的插入件的第一层的俯视图;
61.图50是图48的插入件的间隔层的俯视图;
62.图51是图48的插入件的第二层的俯视图;
63.图52是根据本发明的方面的传感器系统的插入件的另一个实施方案的俯视图;
64.图53是图52的插入件的第一层的俯视图;
65.图54是图52的插入件的间隔层的俯视图;
66.图55是图52的插入件的第二层的俯视图;
67.图56是沿图52中的线56-56截取的横截面视图;
68.图57是图示根据本发明的方面的用于在鞋类物品的鞋底结构中形成井状部(well)的方法和装备的一个实施方案的示意性横截面视图;
69.图58是图示图57的鞋类物品的鞋底结构的示意性横截面视图,具有传感器系统的插入构件和与其连接的足部接触构件;
70.图59是图示根据本发明的方面的定位在鞋类物品的鞋底结构内的传感器系统的另一个实施方案的示意性横截面视图;
71.图59a是图示根据本发明的方面的定位在鞋类物品的鞋底结构内的传感器系统的另一个实施方案的示意性横截面视图;
72.图60是根据本发明的方面的被构造用于与传感器系统一起使用的足部接触构件的一个实施方案的透视图;
73.图61是根据本发明的方面的传感器系统的另一个实施方案的透视图;
74.图62-64图示了根据本发明的方面的插入构件中的端口的平面视图和透视图;
75.图65-67图示了端口的壳体的部件;
76.图68-71图示了在端口中使用的接口组件的视图;
77.图72-73图示了可操作地连接到插入构件的接口组件的视图;
78.图74是连接到插入构件并且使盖构件移除的端口的局部放大平面视图;
79.图75-76是附接到插入构件的端口的侧视图;
80.图77-78是根据本发明的方面的模块的另外的视图;
81.图79-80是根据本发明的方面的触体(contact)和模块载体的透视图;
82.图81-83是模块的部件的透视图;
83.图84是示出模块的接口的触体的包覆模制的局部横截面视图;
84.图85-86是模块的平面视图,示出了根据本发明的方面的灯组件;
85.图87-90是模块的内部视图,示出了灯组件的部件;
86.图91-94是与根据本发明的方面的模块相关联的pcb和接地面扩展器(ground plane extender)的视图;
87.图95图示了根据实施方案的可以使用一个物品或一对物品来执行的各种姿势的示意图;
88.图96是包括传感器和具有张紧设备的张紧系统的鞋类物品的实施方案的示意图;
89.图97是根据实施方案的张紧设备的一些部件的示意图;
90.图98-99是根据实施方案的用于根据基于姿势的输入来操作张紧设备的方法的示意图;和
91.图100是根据实施方案的用于张紧系统的各种姿势和各种命令之间的对应关系的示意图。
92.详细描述
93.示例方法和系统涉及具有机动化系带和姿势控制的鞋类物品。示例只代表可能的变型。除非另有明确说明,否则部件和功能是可选的并且可被组合或细分,并且操作可以在顺序上改变或者被组合或细分。在以下描述中,为了解释的目的,阐述了许多具体细节以提供对示例实施方案的透彻理解。然而,对于本领域的技术人员来说将明显的是,可以在没有这些具体细节中的每个细节或全部细节的情况下实践本主题。
94.常规地,系带机构和其他固定机构通过用户手动地置于张力下来操作,并且然后例如通过系紧鞋带来固定鞋带或其他固定机构。一种机动化系带系统被开发并且被并入到鞋类物品中,该机动化系带系统提供了马达以使鞋带置于张力下并固定鞋带。在这样的系统中,马达可以由用户与界面(例如按钮)交互来激活,或者通过检测足部在鞋类物品中的存在的传感器来激活。
95.然而,这样的系统不依赖于已经用于检测穿用者的活动的类型的传感器。此外,这样的传感器对穿用者的姿势不敏感。因此,检测足部在鞋类物品中的传感器可能对对应于用户故意命令例如收紧或松开鞋带的姿势不敏感。
96.已经开发了一种传感器系统,其利用活动传感器来检测鞋类物品的穿用者的姿势。这些姿势可以包括鞋跟点击、鞋尖点地以及用另一个鞋类物品触摸一个鞋类物品的鞋
跟或鞋前部。为了减少动作被误解为对应于命令的姿势的可能性,系统可以利用多个阶段,其中第一姿势使系统处于“启用”模式中,并且当处于启用模式时接收的第二姿势被解释为命令姿势。
97.鞋类(诸如鞋)以示例在图1至图2中示出,并且通常用参考标记100表示。鞋类100可以采取许多不同的形式,包括例如各种类型的运动鞋类。在一个示例性实施方案中,鞋100大致包括可操作地连接到通用通信端口14的力和/或压力传感器系统12。如下面更详细描述的,传感器系统12收集与鞋100的穿用者相关的性能数据。通过连接到通用通信端口14,多个不同的用户可以访问用于各种不同的用途的性能数据,如下面更详细描述的。
98.鞋类物品100在图1至图2中被描绘为包括鞋面120和鞋底结构130。为了在下面描述中参考的目的,鞋类100可分成3个大致的区:鞋前部区111、鞋中部区112和鞋跟区113,如图1中所图示。区111-113不旨在划分鞋类100的精确区域。而是,区111-113旨在表示鞋类100的在以下讨论期间提供参考框架的大致的区域。尽管区111-113通常应用到鞋类100,但对区111-113的参考还可以专门地应用到鞋面120、鞋底结构130、或应用到包括在鞋面120或鞋底结构130内的单独部件或作为鞋面120或鞋底结构130的一部分形成的单独部件。
99.如图1和图2中还示出的,鞋面120固定到鞋底结构130并且限定用于接纳足部的空腔或室。为了参考的目的,鞋面120包括外侧面121、相对的内侧面122以及鞋帮(vamp)或鞋背区域123。外侧面121定位成沿着足部的外侧面(即,外侧)延伸并且通常穿过区111-113中的每一个。类似地,内侧面122定位成沿着足部的相对的内侧面(即,内侧)延伸并且通常穿过区111-113中的每一个。鞋帮区域123被定位在外侧面121与内侧面122之间以与足部的上表面或脚背区域相对应。在这个图示的示例中,鞋帮区域123包括鞋喉124,鞋喉124具有鞋带125或以常规方式被使用以相对于足部修改鞋面120尺寸的其他期望的闭合机构,由此来调节鞋类100的贴合度。鞋面120还包括踝部开口126,该踝部开口126为足部提供通向鞋面120内的空腔的入口。多种材料可用于构造鞋面120,包括常规在鞋类鞋面中使用的材料。因此,鞋面120可由例如皮革、合成皮革、天然或合成纺织品、聚合物片材、聚合物泡沫、网纺织品、毡、非编织聚合物或橡胶材料的一个或更多个部分形成。鞋面120可由这些材料中的一种或更多种形成,其中材料或其部分例如以本领域中常规知晓和使用的方式缝合或粘接地结合在一起。
100.鞋面120还可包括鞋跟元件(没有显示)和鞋尖元件(没有显示)。鞋跟元件(当存在时)可在鞋跟区113中向上且沿着鞋面120的内表面延伸以增强鞋类100的舒适度。鞋尖元件(当存在时)可位于鞋前部区111中且在鞋面120的外表面上以提供耐磨性、保护穿用者的脚趾并有助于足部的定位。例如,在一些实施方案中,鞋跟元件和鞋尖元件中的一个或两个可以都不存在,或鞋跟元件可定位在鞋面120的外表面上。尽管上面讨论的鞋面120的构型适合于鞋类100,但是鞋面120可呈现任意期望的常规或非常规的鞋面结构的构型而不背离本发明。
101.如图3中示出的,鞋底结构130固定到鞋面120的下表面并且可以具有大致常规的形状。鞋底结构130可以具有多件式结构,例如该多件式结构包括鞋底夹层131、鞋外底132和足部接触构件133。足部接触构件133通常是薄的、可压缩的构件,其可以位于鞋面120中的空腔内并邻近足部的下表面(或在鞋面120与鞋底夹层131之间)以增强鞋类100的舒适度。在各种实施方案中,足部接触构件133可以是鞋垫、斯创贝尔(strobel)、鞋内底构件、靴
形元件、鞋内衬垫(sock)等。在图3至5中所示出的实施方案中,足部接触构件133是鞋内底构件或鞋垫。如本文中使用的术语“足部接触构件”不一定意味着与用户的足部直接接触,因为另一个元件可能会干扰直接接触。相反,足部接触构件形成鞋类物品的足部接纳室的内表面的一部分。例如,用户可能正穿着干扰直接接触的袜子。作为另一个示例,传感器系统12可以并入到鞋类物品中,被设计成在鞋或其他鞋类物品(诸如,外部靴形元件或鞋套)之上滑动。在这样的物品中,鞋底结构的上部部分可以被认为是足部接触构件,即使鞋底结构的上部部分不直接接触用户的足部。在一些布置中,鞋内底或鞋垫可以不存在,并且在其他实施方案中,鞋类100可以具有定位在鞋内底或鞋垫的顶部上的足部接触构件。
102.鞋底夹层构件131可以是冲击衰减构件或包括冲击衰减构件,并且在一些实施方案中可以包括多个构件或元件。例如,鞋底夹层构件131可以由在行走、跑步、跳跃或其他活动期间压缩以衰减地面或其他接触表面反作用力的聚合物泡沫材料形成,诸如聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯或其他材料(诸如phylon、phylite等)。在根据本发明的一些示例结构中,聚合物泡沫材料可封装或包括增强鞋类100的舒适度、动作控制、稳定性和/或地面或其他接触表面反作用力衰减性能的各种元件,诸如流体填充囊或缓和器。在还有的其他示例结构中,鞋底夹层131可包括压缩以衰减地面或其他接触表面反作用力的附加元件。例如,鞋底夹层131可包括柱型元件以有助于缓冲和吸收力。
103.在这个图示的示例鞋类结构100中,鞋外底132固定到鞋底夹层131的下表面,并由在步行或其他活动期间接触地面或其他表面的耐磨材料(诸如橡胶或柔性合成材料(诸如聚氨酯))形成。形成鞋外底132的材料可由合适的材料制造且/或被纹理化以赋予增强的附着摩擦力和防滑性。图1和图2中所示出的鞋外底132被示出为在鞋外底132的任一侧或两侧中包括多个切口或沟槽136,然而具有各种类型的踏面、轮廓和其他结构的许多其它类型的鞋外底132可以结合本发明使用。应当理解,本发明的实施方案可以与其他类型和构型的鞋以及其他类型的鞋类和鞋底结构结合使用。
104.图1至图5图示了包含根据本发明的传感器系统12的鞋类100的示例性实施方案,并且图3至图22b图示了传感器系统12的示例性实施方案。传感器系统12包括插入构件37,插入构件37具有连接到其上的力和/或压力传感器组件13。插入构件37被配置成与鞋类100的鞋底结构130接触定位,并且在一个实施方案中,插入构件37被配置成定位在足部接触构件133的下方和鞋底夹层构件131的顶部之上,并且处于大致相面对的关系。传感器组件13包括多个传感器16以及与传感器组件13通信(例如,经由导体电连接)的通信或输出端口14。端口14被配置成将从传感器16接收的数据传送到诸如电子模块(也称为电子控制单元)22,如下面所描述的。端口14和/或模块22可以被配置成与外部设备通信,也如下面所描述的。在图3至图5所图示的实施方案中,系统12具有四个传感器16:在鞋的大脚趾(第一趾骨或拇趾)区域处的第一传感器16a;在鞋的鞋前部区域处的两个传感器16b至16c,包括在第一跖骨头区处的第二传感器16b和在第五跖骨头区处的第三传感器16c;以及在鞋跟处的第四传感器16d。在运动期间,足部的这些区域通常经历最大程度的压力。每个传感器16被配置用于检测由用户的足部施加在传感器16上的压力。传感器通过传感器引线18与端口14通信,传感器引线18可以是电线引线和/或另一种电导体或合适的通信介质。例如,在图3至图5的实施方案中,传感器引线18可以是印刷在插入构件37上的导电介质,诸如银基油墨或其他金属油墨,诸如基于铜和/或锡的油墨。在一个实施方案中,引线18可以可替代地设置为
细电线。在其他实施方案中,引线18可以连接到足部接触构件133、鞋底夹层构件131或鞋底结构130的另一构件。
105.传感器系统12的其他实施方案可以包含不同数量或构型的传感器16,并且通常包括至少一个传感器16。例如,在一个实施方案中,系统12包括更大数量的传感器,并且在另一个实施方案中,系统12包括两个传感器,一个在鞋100的鞋跟中并且一个在鞋100的鞋前部中。此外,传感器16可以以不同的方式与端口14通信,包括任何已知类型的有线或无线通信,包括蓝牙和近场通信。一双鞋可以在该双鞋中的每只鞋中设置有传感器系统12,并且应当理解,成对的传感器系统可以协同地操作或者可以彼此独立地操作,并且每只鞋中的传感器系统可以彼此通信或彼此不通信。下面更详细地描述传感器系统12的通信。应当理解,传感器系统12可以设置有计算机程序/算法来控制数据(例如,来自用户的足部与地面或其他接触表面交互的压力数据)的收集和存储,并且这些程序/算法可以存储在传感器16、模块22和/或外部设备110中和/或由传感器16、模块22和/或外部设备110执行。
106.传感器系统12可以以多种构型在鞋100的鞋底130中定位。在图3至图5中示出的示例中,端口14、传感器16和引线18可以定位在鞋底夹层131和足部接触构件133之间,诸如通过将插入构件37定位在鞋底夹层131和足部接触构件133之间。在一个实施方案中,插入构件37可以连接到鞋底夹层和足部接触构件133中的一个或两个。腔或井状部135可以位于鞋底夹层131中(图5)和/或位于足部接触构件133中,用于接纳电子模块22,如下面所描述的,并且在一个实施方案中,端口14从井状部135内可以是可接近的。井状部135可以进一步包含用于模块22的壳体24,并且壳体24可以被配置成连接到端口14,诸如通过为端口14提供物理空间和/或通过为端口14和模块22之间的互连提供五金件。在图5中示出的实施方案中,井状部135通过鞋底夹层131的上部主表面中的腔形成。如图5中所示出的,鞋底结构130可以包括可压缩鞋底构件138,该可压缩鞋底构件138具有形成于其中的孔眼以接纳壳体24,该孔眼提供通向井状部135的入口和/或可以被认为是井状部135的一部分。插入件37可以放置在可压缩鞋底构件138的顶部上,以将壳体24放置在井状部135中。在一个实施方案中,可压缩鞋底构件138可以与鞋底夹层131相面对,并且可以与鞋底夹层131直接接触。应当理解,可压缩鞋底构件138可以鞋底夹层131相面对,其中一个或更多个附加结构定位在可压缩鞋底构件138和鞋底夹层131之间,诸如斯创贝尔构件。在图3至图5的实施方案中,可压缩鞋底构件138呈位于足部接触构件133和鞋底夹层131之间的泡沫构件138(例如,eva构件)的形式,在该实施方案中,该泡沫构件138可以被认为是下鞋内底/鞋垫。在一个实施方案中,泡沫构件138可以诸如通过使用粘合剂结合到鞋底夹层131的斯创贝尔133a(图58),并且可以覆盖斯创贝尔上的任何线迹,这可以防止插入件37被线迹磨蚀。该构型在图58中示意地示出。在图3至图5中所示出的实施方案中,壳体24具有多个壁,包括侧壁25和底壁26,并且还包括凸缘或唇缘28,该凸缘或唇缘28从侧壁25的顶部向外延伸,并且构造成用于连接到插入件37。在一个实施方案中,凸缘28是单独的构件,其经由钉28a连接到盆状体29以形成壳体24,钉28a通过插入件37中的位于孔眼27的前部端部处的孔眼28b连接。在一个实施方案中,钉28a可以经由超声波焊接或其他技术连接,并且可以被接纳在接收件中。在可替代实施方案中,鞋类物品100可以制造成具有形成在鞋底结构130中的盆状体29,并且凸缘28可以稍后被连接,诸如通过卡扣连接,可选地在端口的其他部分也已经被组装好之后。壳体24可以包括保持结构以将模块22保持在壳体24内,并且这样的保持结构可以与模
块22上的保持结构互补,诸如凸起/凸缘及狭槽布置、互补的凸起、锁定构件、摩擦配合构件等。壳体24还包括位于凸缘28和/或盆状体29中的指状凹部29a,指状凹部29a为用户的手指提供接合模块22的空间,以将模块22从壳体24移除。凸缘28提供了与插入件37的顶部接合的宽的基部,这分散了由凸缘28施加在插入件37上和/或足部接触构件133上的力,这样对这些部件造成严重变形和/或损坏的可能性较少。凸缘28上的倒圆拐角也有助于避免损坏插入件37和/或足部接触构件133。应当理解,在其他实施方案中,凸缘28可以具有不同的形状和/或轮廓,并且可以提供具有不同的形状和/或轮廓的类似功能。
107.足部接触构件133被构造成放置在泡沫构件138的顶部上以覆盖插入件37,并且足部接触构件133可以在其下部主表面中包含凹进部134以为壳体24提供空间,如图3中所示出的。足部接触构件133可以粘附到泡沫构件138,并且在一个实施方案中,可以仅粘附在鞋前部区中,以允许足部接触构件133被向上拉起来以接近模块22,如图3中所示出的。另外,足部接触构件133可以包括位于下侧的至少一部分上的粘性的或高摩擦材料(未示出),诸如硅树脂材料,以抵抗抵靠插入件37和/或泡沫构件138的滑动。例如,在其中足部接触构件133粘附在鞋前部区中并且在鞋跟区中自由的实施方案中(例如,图3),足部接触构件133可以具有位于鞋跟区上的粘性材料。粘性材料还可以提供增强的密封,以抵抗灰尘侵入到传感器系统中。在另一个实施方案中,如图60中所示出的,足部接触构件133可以包括门或舱口137,该门或舱口137被配置成位于端口14上方,并且设定尺寸成允许模块22穿过足部接触构件133插入和/或移除。图60中所示出的足部接触构件133的实施方案代替图3、图36或图45中的足部接触构件133可以是可使用的,以提供通向端口14和模块22的入口。在图60中所示出的实施方案中,门137具有铰链137a,该铰链137a通过沿着门137的一个边缘的材料附接而形成,从而允许门137通过旋转而打开和闭合。此外,在该实施方案中,门137由与足部接触构件133相同的材料形成,使得没有显著的缓冲损失因包括门137而被损失。此外,门137可以具有凸起137b或其他结构,以帮助通过用户抓握和操纵门137。在一个实施方案中,传感器系统12可以定位在足部接触构件133的下侧上,并且在这样的实施方案中,门137可以提供通向端口14的入口(未示出)。在另一个实施方案中,门137可以在另一边缘上具有铰链,或者可以以不同的方式打开,诸如通过移除、滑动等。在一个实施方案中,足部接触构件133也可以在其上具有图形标记92,如下面所描述的。
108.在一个实施方案中,如图3至图5和图7中所示出的,泡沫构件138还可以包括凹部139,该凹部139具有与插入件37相同的周边形状以将插入件37接纳在其中,并且插入构件37的底层69(图13)可以包括粘附性背衬以将插入件37保持在凹部139内。在一个实施方案中,相对强的粘合剂,诸如快速结合丙烯酸粘合剂,可以用于此目的。插入件37具有孔眼或空间27,用于接纳壳体24并为壳体24提供空间,并且在该实施方案中,泡沫构件138还可以允许壳体24完全穿过进入斯创贝尔和/或鞋底夹层131的至少一部分中或完全穿过斯创贝尔和/或鞋底夹层131的至少一部分。在图3至图5中所示出的实施方案中,相对于典型的足部接触构件133(例如,鞋垫)而言,足部接触构件133可以具有减小的厚度,其中泡沫构件138的厚度大体上等于足部接触构件133被减小的那部分厚度,以提供等同的缓冲。在一个实施方案中,足部接触构件133可以是具有大约2-3mm的厚度的鞋垫,并且泡沫构件138可以具有大约2mm的厚度,具有拥有大约1mm的深度的凹部139。在一个实施方案中,在将泡沫构件138连接到鞋类物品100之前,泡沫构件138可以粘附地连接到插入构件37。这种构型允许
泡沫构件138和插入件37之间的粘合剂在将泡沫构件附接到鞋类100的斯创贝尔或其他部分之前以平坦的状态设置,将泡沫构件附接到鞋类100的斯创贝尔或其他部分通常使泡沫构件138弯曲或折弯并且否则可能导致分层。在一个实施方案中,具有粘附地附接的插入件37的泡沫构件138可以在这种构型中作为单个产品提供,用于插入到鞋类物品100中。图3至图5中的端口14的定位不仅呈现与用户的足部最小的接触、刺激或其他干扰,还提供通过简单地抬起足部接触构件133来容易地接近。
109.在图3至图5的实施方案中,壳体24完全延伸通过插入件37和泡沫构件138,并且井状部135也完全延伸通过斯创贝尔133a且部分地进入鞋类100的鞋底夹层131中以接纳壳体24,如图58中示意性图示的。在另一个实施方案中,井状部135可以被不同地构造,并且在一个实施方案中井状部135可以被完全定位在斯创贝尔133a的下方,具有通过斯创贝尔133a的窗口以允许接近井状部135中的模块22。井状部135可以使用多种技术形成,包括从斯创贝尔133a和/或鞋底夹层131切割或去除材料,以形成其中包含有井状部的斯创贝尔133a和/或鞋底夹层131,或者使用其他技术或这样的技术的组合。在一个实施方案中,热刀109被使用来切割通过斯创贝尔133a并切入到鞋底夹层131中,以移除材料的块135a,进而形成井状部135,如图57中示意性图示的。在该实施方案中,热刀109包括围绕热刀109的周界延伸以限定接纳待移除的块135a的腔109b的壁109a以及向下延伸通过块135a的中间的尖头109c。壁l09a向下切割到斯创贝尔133a和鞋底夹层131中,以切割待移除的块135a的外边界。尖头109c既减弱了块135a的底侧以便于移除,又有助于在移除期间将块135a保持在腔109b内,因此通过简单地将热刀109提起远离鞋底结构130,块135a可以被移除。在一个实施方案中,热刀109可以被加热到250℃至260℃之间的温度。在其他实施方案中,热刀109(其可以不同地构造)可以用于在鞋底结构130中形成不同形状和/或构型的井状部135。图58示意性地图示了在形成之后连接到鞋底结构130的插入件37以及接纳在井状部135中的壳体24。如图58中所示出的,壳体24与井状部135的壁紧密地配合,这可能是有利的,因为壳体24和井状部135之间的间隙可能是材料失效的来源。可以使用适当的计算机控制装备使移除件135的过程自动化。
110.在进一步的实施方案中,井状部135可以位于鞋底结构130中的其它地方。例如,井状部135可以位于足部接触构件133的上部主表面中,并且插入件37可以放置在足部接触构件133的顶部上。作为另一示例,井状部135可以位于足部接触构件133的下部主表面中,其中插入件37位于足部接触构件133和鞋底夹层131之间。作为进一步的示例,井状部135可以位于鞋外底132中,并且从鞋100的外侧可以是可接近的,诸如通过鞋底130的侧面、底部或鞋跟中的开口是可见的。在图3至图5中所图示的构型中,如下面所描述的,端口14是可易于接近的,用于连接或断开电子模块22。在图59中所图示的实施方案中,足部接触构件133具有连接到底表面的插入件37,并且端口14和井状部135形成在鞋底结构130中,诸如以上面所描述的和图58中所示出的相同构型。接口20定位在壳体24的侧面上,如关于其他实施方案类似地示出的,但是应当理解,接口20可以定位在其他地方,诸如用于通过模块22的顶部接合。模块22可以被改变以适应这样的变化。在该实施方案中,如图3中所示出的,足部接触构件133可以设置有用于接近模块22的开口(诸如在图60中),或者可以能够被向上拉起以接近模块22。在图59a中所图示的实施方案中,插入件37被定位在足部接触构件133和斯创贝尔133a两者的下方,并与鞋底夹层构件131接触。在该实施方案中,如图3中所示出的,斯
创贝尔133a和/或足部接触构件133可以设置有用于接近模块22的开口,和/或可以能够被向上拉起以接近模块22。
111.在其他实施方案中,传感器系统12可以被不同地定位。例如,在一个实施方案中,插入件37可以定位在鞋外底132、鞋底夹层131或足部接触构件133内。在一个示例性实施方案中,插入件37可以定位在定位在鞋内底构件上方的足部接触构件133内,诸如定位在鞋内衬垫、鞋垫、内部鞋类内靴或其他类似物品内,或者可以定位在足部接触构件133和鞋内底构件之间。还有其他构型是可能的,并且下面描述其他构型的一些示例。如所讨论的,应当理解,传感器系统12可以包括在一双鞋中的每只鞋中。
112.图3至图22b中所图示的实施方案中的插入构件37由多个层形成,包括至少第一层66和第二层68。第一层66和第二层68可以由柔性薄膜材料形成,诸如薄膜或其它pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜,或其他聚合物薄膜,诸如聚酰胺。在一个实施方案中,第一层66和第二层68可以各自是具有0.05mm至0.2mm的厚度(诸如,125μm的厚度)的pet薄膜。另外,在一个实施方案中,第一层66和第二层68中的每一个层具有等于或小于2mm的最小弯曲半径。插入件37还可以包括定位在第一层66和第二层68之间的间隔层67和/或在第二层68下方定位在插入件37的底部上的底层69,其包括在图3至图22b中所图示的实施方案中。插入件37的层66、67、68、69彼此上下堆叠并且处于彼此相面对的关系,并且在一个实施方案中,层66、67、68、69都具有相似或相同的周边形状并且被叠加在彼此上(图13)。在一个实施方案中,间隔层67和底层69可以各自具有89μm至111μm的厚度,诸如100μm的厚度。在一个实施方案中,插入构件37的整个厚度可以是大约450μm,或者在另一个实施方案中为大约428μm至472μm,并且在进一步的实施方案中为大约278μm至622μm。在其他实施方案中,插入件37还可以包括100μm至225μm厚的附加粘合剂,并且还可以包括一个或更多个选择性加强层,诸如附加pet层。另外,在一个实施方案中,如以上所描述的整个四层插入件具有等于或小于5mm的最小弯曲半径。应当理解,在另一个实施方案中,第一层66和第二层68的定向可以颠倒,诸如通过将第二层68放置作为顶层而将第一层66放置在第二层68的下方。在图3至图22b的实施方案中,第一层66和第二层68具有印刷在其上的各种电路系统和其他组件,包括传感器16、引线18、电阻器53、54、导路(pathway)50、电介质贴片80和其他部件,这些在下面更详细地描述。在图3至图22b的实施方案中,部件印刷在第一层66的下侧和第二层68的上侧,然而在其他实施方案中,至少一些部件可以印刷在第一层66和第二层68的相对侧上。应当理解,位于第一层66和/或第二层68上的部件可以被移动/转置到其他层66、68。在一个实施方案中,部件可以以这样的方式被印刷在层66、68上,以便限制所需的印刷机道次(pass)的总数量,并且在一个实施方案中,单独的层66、68上的所有部件可以在单个道次中印刷。
113.在一个实施方案中,层66、67、68、69可以通过粘合剂或其他结合材料连接在一起。在一个实施方案中,间隔层67可以在一个或两个表面上包含粘合剂,以连接到第一层66和第二层68。同样,底层69可以在一个或两个表面上具有粘合剂,以连接到第二层68以及连接到鞋类物品100。为了这个目的,第一层66或第二层68可以另外地或替代地具有粘合表面。在其他实施方案中,各种其他技术(诸如热封、点焊或其他已知技术)能够用于连接层66、67、68、69。
114.插入件37、足部接触构件133和/或传感器系统12及鞋类100的其他部件也可以在
其上包括图形设计或其他标记(未示出)。图形设计可以设置在一个或更多个图形层(未示出)上,该一个或更多个图形层可以连接到插入件37,诸如通过将图形层覆盖在第一层66的顶部上。图形设计可以对应于传感器组件13、引线18以及由该层支撑的多种其他部件。例如,在图60的实施方案中,足部接触构件133具有图形标记92,该图形标记92形成定位在足部接触构件133下方的传感器系统12的插入件37的图形描绘。在其他实施方案中可以使用其他图形设计,包括信息上的、格式上的和其他这样的设计。
115.图3至图22b中所图示的插入件37具有一种这样的构型,该构型可以比其他插入件构型使用更少的材料,并且可以在公共应力点处提供更大的抗撕裂性。在这个实施方案中,插入件37具有从插入件37的区域中切去的材料部分,这些部分可能是多余的,诸如在外侧鞋前部区域或外侧及内侧鞋跟区域中。在这种构型中,插入件37具有被构造成被用户的足部的足中部区接合的鞋中部部分37a和被构造成被用户的足部的足前部(即,跖骨)区接合的鞋前部部分37b,其中鞋跟部分37c从鞋中部部分37a向后延伸,并且第一趾骨部分37d从鞋前部部分向前延伸,分别被构造成被用户的足部的鞋跟区和第一趾骨区接合。图4、图8、图10和图22a更详细地图示了这些特征。应当理解,根据用户的足部的形状,第一趾骨部分37d可以仅接合用户的足部的第一趾骨区。在这个实施方案中,鞋前部部分37b的宽度大于鞋中部部分37a的宽度,并且鞋中部部分37a和鞋前部部分37b两者都具有比第一趾骨部分37d和鞋跟部分37c更大的宽度,使得第一趾骨部分37d和鞋跟部分37c被构造为半岛形,这些半岛形分别从较宽的鞋中部部分37a和鞋前部部分37b处的基部以长形的方式向前或向后延伸到自由端部。如本文中所指出的,插入件37的一部分的宽度在内侧至外侧方向上测量,并且长度在前后方向(鞋尖至鞋跟方向)上测量。在图3至图22b的实施方案中,第一趾骨部分37d具有位于其上的待被用户的第一趾骨接合的传感器中的一个16a,并且鞋跟部分37c具有在其上的待被用户的脚跟接合的传感器中的另一个16d。剩余的两个传感器16b、16c位于插入件37的鞋前部部分37b上,具体地在第一跖骨头区处和在第五跖骨头区处,分别待被用户的足部的第一跖骨头区和第五跖骨头区接合。鞋中部部分37a包含用于接纳壳体24和模块22的孔眼27,并且孔眼27限定了在鞋前部部分37b和鞋跟部分37c之间延伸并连接鞋前部部分37b和鞋跟部分37c的两个条带88。在一个实施方案中,条带88具有8mm的最小宽度或在插入件37的总长度的3-5%的范围内的宽度。在这种使用中,插入件37的长度从第一趾骨部分37d的最鞋前端部(forefoot-most end)到鞋跟部分37c的最鞋跟端部测量。这些条带88在使用期间经历高应力,并且该宽度有助于避免在使用期间失效。在其他实施方案中,条带88可以通过附加结构来加强。例如,在一个实施方案中,条带88和/或插入件37的其他部分可以通过纤维或类似结构来加强。作为另一个示例,在一个实施方案中,插入件37可以包括在插入件37的至少一部分之上的附加结构层,诸如完全包围壳体24并且占据条带88以及条带88与插入件37的其余部分之间的接合部两者的全部的附加结构层。
116.在图3至图22b中所示出的实施方案中,插入件37具有限定插入件37的周界的周边边缘,并且周边边缘包括沿着插入件37的内侧面从鞋跟部分37c的后部延伸到第一趾骨部分37d的前部端部的内侧边缘85、从鞋跟部分37c的后部延伸到鞋前部部分37b的前部的外侧边缘86、以及沿着插入件37的第二、第三、第四和第五跖骨区域从外侧边缘86延伸到第一趾骨部分37d的前部边缘87。例如,如图8、图10和图22a中所示出的,在这个实施方案中,内侧边缘85、外侧边缘86和前部边缘87各自具有切口部分。沿着前部边缘87的切口部分87a位
于外侧边缘86和第一趾骨部分(即,半岛形)37d之间。沿着内侧边缘85和外侧边缘86的切口部分85a、86a位于鞋前部部分37b和鞋中部部分37a之间的接合部附近,并且鞋中部部分37a中的插入件37的宽度w1(在内侧边缘85和外侧边缘86之间限定)和在鞋前部部分37b中的宽度w2大于在第一切口85a和第二切口86a之间测量的插入件的宽度w3。这种构型在鞋中部部分37a和鞋前部部分37b之间形成了比鞋中部部分31a或鞋前部部分37b更窄的渐窄的颈部89。鞋中部部分31a和鞋前部部分37b的宽度w1、w2还大于在鞋跟部分37c处测量的宽度w4,并且鞋前部部分37b具有最大的相对宽度w2。在该实施方案中的鞋跟部分37c包括加宽的尾部部分37e,该尾部部分37e比鞋跟部分37c的更向前部分更宽,使得鞋跟部分37c在宽度上从鞋中部部分37a朝向插入构件37的鞋跟端部增加。
117.切口部分85a、86a、87a各自向内延伸到插入件37的主体中,并且通常具有凹形和/或凹入的形状。在图3至图22b中所图示的实施方案中,切口部分85a、86a、87a中的每一个具有平滑且凹形向内弯曲的(曲线)形状,其抵抗在插入件37中的裂缝的裂开、撕裂或蔓延。在这个实施方案中,切口部分85a、86a、87a中的每一个至少部分地由限定至少120
°
的弧的凹形曲线边缘限定。另外,在一个实施方案中,切口部分85a、86a、87a中的至少一个至少部分地由限定至少180
°
的弧的凹形曲线边缘限定。例如,如图8、图10和图22a中所看到的,至少内侧切口部分85a和外侧切口部分86a各自至少部分地由限定至少180
°
的弧的凹形曲线边缘限定。此外,在这个实施方案中,切口部分85a、86a、87a中的每一个在内侧边缘85、外侧边缘86和前部边缘87处由位于插入件的外周界上的平滑弯曲的边缘在两个侧面上界定。在这个实施方案中,界定切口部分85a、86a、87a中每一个的平滑弯曲边缘中的一个或两个限定至少90
°
的弧。在这些位置中使用切口部分85a、86a、87a并且利用这些构型可以增加插入件37的耐用性和寿命,例如通过如以上所描述的抵抗插入件37中裂缝的裂开、撕裂或蔓延。在这个实施方案中,切口部分85a、86a、87a定位在高应力区域中,在这些高应力区域中,这种抗损伤是最有利的。按照图3至图22b中所示出的构造的插入件37可以具有足够的抗疲劳性,以经受超过至少500000次循环的高达20mpa的应力。
118.在进一步的实施方案中,插入件37可以具有不同的切口部分和/或可以具有在相同位置处但具有不同形状的切口部分。例如,与图3至图22b的插入件37相比,图22c至图22d中所示出的插入件37’在类似的位置中具有切口部分85a、86a、87a,其中切口部分85a、86a、87a具有略微不同的周边形状。在这个实施方案中,与图3至图22b的插入件37的内侧切口部分85a相比,该内侧切口部分85a限定了较小的弧。与图3至图22b的插入件37的前部切口部分87a相比,这个实施方案的前部切口部分87a限定了不太对称且不太均匀地弯曲的形状。
119.图36至图47图示了具有插入件437、537的传感器系统412、512的另外的实施方案,插入件437、537具有与以上描述的和在图3至图22b中所示出的传感器系统12和插入件37不同的形状和构型。图36至图47的传感器系统412、512包括许多与图3至图22b的传感器系统12有共同之处的结构特征和功能特征。例如,传感器系统412、512包括传感器16,传感器16被构造和定位成与图3至图22b的传感器系统12大体上相同,并且以与图3至图22b的传感器系统12类似的方式运行。作为另一示例,传感器系统412、512包括并联的两个固定电阻器53、54以及层66、68之间的导路50,类似于图3至图22b的传感器系统12。为了简洁起见,本文中可能不再描述这些和其他这样的共同特征。
120.在图36至图44的实施方案中,与图3至图22b的插入件37相比,插入件437在类似的
位置中具有切口部分85a、86a、87a,其中切口部分85a、86a、87a具有略微不同的周边形状。在这个实施方案中,与图3至图22b的插入件37的内侧切口部分85a相比,该内侧切口部分85a限定了较小的弧。与图3至图22b的插入件37的前部切口部分87a相比,这个实施方案的前部切口部分87a更深并且限定了更大的弧。与图3至图22b的插入件37的外侧切口部分86a相比,这个实施方案的外侧切口部分86a更浅并且限定了更小的弧。另外,图36至图44的插入件437具有拥有大体上恒定宽度的鞋跟部分37c,并且不具有加宽的尾部部分37e。
121.在图45至图47的实施方案中,与图3至图22b的插入件37相比,插入件537在类似的位置中具有切口部分85a、86a、87a,其中切口部分85a、86a、87a具有略微不同的周边形状。在这个实施方案中,与图3至图22b的插入件37的内侧切口部分85a相比,该内侧切口部分85a限定了较小的弧。与图3至图22b的插入件37的外侧切口部分86a相比,这个实施方案的外侧切口部分86a更浅并且限定了更小的弧。图45至图48的插入件537的前部边缘87从第一趾骨部分37d朝向第五跖骨传感器16c稳定地倾斜,并且限定了直接延伸到前部切口部分87a中的大体上直的边缘。与图3至图22b的插入件37的前部切口部分87a相比,所得的前部切口部分87a限定了更小的弧。另外,图45至图48的插入件537具有拥有大体上恒定宽度的鞋跟部分37c,并且不具有加宽的尾部部分37e。图45至48的传感器系统512的引线18和许多其他部件在本文中未图示和/或引用,并且应当理解,这样的部件可以与图3至图22b的传感器系统12和/或图36至图44中的传感器系统412中的相应部件相似或相同地构造(在结构上和/或功能上)。
122.应当理解,插入件37、37’、437、537可以具有任何数量的不同构型、形状和结构,并且包括不同数量和/或构型的传感器16,以及不同的插入件结构或周边形状。例如,本文中所描述的插入件37、37’、437、537中的任何一个可以包括如以上所描述的结构特征中的一些或全部结构特征和与这样的结构特征相关联的功能,诸如切口部分85a、86a、87a和周边形状的其他特征,然而这些结构特征被不同地设定轮廓、设定尺寸和构造。此外,本文中所描述的插入件37、37’、437、537中的任何一个可以包括可以提供不同形状和/或功能的另外的或不同的结构特征。
123.在图3至图22b中所图示的实施方案中,传感器16是用于测量鞋底130上的压力和/或力的力和/或压力传感器。传感器16具有随着传感器16上的压力增加而减小的电阻,使得可以执行通过端口14测量电阻以检测传感器16上的压力。图3至图22b中所图示的实施方案中的传感器16在形状上是椭圆形或圆形的,这使得单一的传感器尺寸能够在几种不同的鞋码中使用。这个实施方案中的传感器16各自包括两个触体40、42,包括定位在第一层66上的第一触体40和定位在第二层68上的第二触体42。应当理解,本文中图示第一层66的附图是俯视图,并且电子结构(包括触体40、引线18等)定位在第一层66的底侧上,并且透过透明或半透明的第一层66观看,除非另有特别说明。触体40、42彼此相对定位,并且处于相对于彼此叠加的关系,使得诸如由用户的足部施加在插入构件37上的压力导致触体40、42之间的增加的接合。随着触体40、42之间的接合增加,传感器16的电阻减小,并且模块22被配置成基于传感器16的电阻上的变化来检测压力。在一个实施方案中,触体40、42可以由印刷在第一层66和第二层68上的导电贴片形成,诸如在图3至22b的实施方案中,并且两个触体40、42可以由相同或不同的材料形成。另外,在一个实施方案中,引线18由比传感器触体40、42的材料具有更高的导电性和更低的电阻率的材料形成。例如,贴片可以由碳黑或另一种导电
碳材料形成。此外,在一个实施方案中,两个触体40、42可以由相同的材料或具有相似硬度值的两种材料形成,这可以减少由于彼此接触的材料的硬度上的不同而导致的磨蚀和磨损。在这个实施方案中,第一触体40印刷在第一层66的下侧上,并且第二触体42印刷在第二层68的顶侧上,以允许触体40、42之间的接合。图3至图22b中所图示的实施方案包括间隔层67,间隔层67具有定位在每个传感器16处的孔眼43,以允许触体40、42穿过间隔层67接合,同时使第一层66和第二层68的其他部分彼此隔离。在一个实施方案中,每个孔眼43与传感器16中的一个对准,并且允许相应的传感器16的触体40、42之间的至少部分的接合。在图7至图18中所图示的实施方案中,孔眼43在面积上小于传感器触体40、42,允许触体40、42的中心部分彼此接合,同时使触体40、42的外部部分和分配引线18a彼此隔离(参见,例如图13和图35a至图35b)。在另一个实施方案中,孔眼43可以被设定尺寸以允许触体40、42在其整个表面上接合。应当理解,在其他实施方案中,传感器16和触体40、42的大小、尺寸、轮廓和结构可以改变,同时保持类似的功能。还应当理解,对于不同的鞋码,具有相同大小的传感器16可以在不同大小的插入件37中使用,在这种情况下,对于不同的插入件37大小,传感器16的尺寸相对于插入件37的总体尺寸可以是不同的。
124.在其他实施方案中,传感器系统12可以具有与图3至图22b的实施方案的传感器16不同地配置的传感器16。例如,图33至图34图示了传感器系统212、312的另外的实施方案,传感器系统212、312具有与图3至图22b的传感器系统12中的传感器16不同地配置的传感器16。在图33至图34中所图示的实施方案中,图33至图34中的传感器16的触体40、42被与图3至图22b的实施方案中的传感器16的触体40、42不同地配置。传感器系统212、312的其他部件和特征与图3至图22b的传感器系统12的部件和特征相似或相同,包括本文中描述的任何变化或替代实施方案。作为另一个示例,图48至图51图示了传感器系统712的实施方案,该传感器系统712包括具有触体740、742、744的传感器16,该触体740、742、744被与图3至图22b的实施方案的传感器16及触体40、42不同地配置。在进一步的示例中,传感器16可以利用不同的配置,该配置不包括碳基或类似的触体40、42和/或可以不用作电阻式传感器16。这样的传感器的示例包括电容式压力传感器或应变式压力传感器以及其他示例。
125.如图3至图22b中进一步所示出的,在一个实施方案中,插入件37可以包括内部气流系统70,该内部气流系统70被配置成在插入件37的压缩和/或弯曲期间允许气流通过插入件37。图9、11、13、18、22a至22b和28至30更详细地图示了气流系统70的部件。气流系统70可以包括一个或更多个空气管道或通道71,空气管道或通道71从传感器16通向一个或更多个通风口72,以允许空气在压缩期间从传感器16在第一层66和第二层68之间流动并且通过通风口72向外流动到插入件37的外部。气流系统70在传感器16压缩期间抵抗过度压力累积,并且还允许传感器16的触体40、42在各种气压和海拔下的一致的分离,进而导致较一致的性能。通道71可以形成在第一层66和第二层68之间。如图18中所示出的,间隔层67具有形成于其中的通道71,并且空气可以流动通过第一层66和第二层68之间的这些通道71,到达适当的通风口72。如图22b中所示出的,在一个实施方案中,通风口72可以具有覆盖它们的过滤器73。这些过滤器73可以被配置成允许空气、湿气和碎屑从通风口72离开,并且阻止湿气和碎屑进入通风口72中。在另一个实施方案中,插入件37可以不包含间隔层,并且通道71可以通过不以特定图案将层66、68密封在一起而形成,诸如通过施加不可密封的材料。因此,在这样的实施方案中,气流系统70可被认为与层66、68成一体或由层66、68直接限定。在
其他实施方案中,气流系统70可以包含不同数量或配置的空气通道71、通风口72和/或其它管道。
126.在图3至图22b、图28和图30中所图示的实施方案中,气流系统70包括两个通风口72和将四个传感器16中的每一个连接到通风口72中的一个的多个空气通道71。在这个实施方案中,间隔层67包括在每个传感器处的孔眼43,并且通道71连接到孔眼43,以允许空气通过通道71从传感器16流动离开。另外,在这个实施方案中,传感器16中的每两个通过通道71连接到通风口72中的一个。例如,如图4和图7至图18中所图示的,第一跖骨传感器16b具有通道71,该通道71延伸到稍微在插入件37的第一跖骨区域后面的通风口72,并且第一趾骨传感器16a具有通道71,该通道71也延伸到同一通风口72,经过包括通过第一跖骨传感器16b行进的通路。换句话说,第一趾骨传感器16a具有从第一趾骨传感器16a处的孔眼43延伸到第一跖骨传感器16b处的孔眼43的通道71,并且另一个通道71从第一跖骨传感器16b延伸到通风口72。第五跖骨传感器16c和鞋跟传感器16d也共享位于插入件37的鞋跟部分中的公共通风口72。一个通道71从第五跖骨传感器16c处的孔眼43向后延伸到通风口72,并且另一个通道71从鞋跟传感器16d处的孔眼43向前延伸到通风口72。在多个传感器之间共享通风口72可以降低费用,特别是通过避免需要额外的过滤器73来降低费用。在其他实施方案中,气流系统70可以具有不同的配置,诸如在图22c至图22d中所示出并在下面讨论的配置。在进一步的实施方案中,每个传感器16可以具有其自己的单独的通风口72,或者多于两个的传感器16可以共享相同的通风口72。
127.如图16至图18和图22a至图22b中所看到的,每个通风口72在第二层68的底侧(即,与第一层66相反的侧)中以开口形成,使得该开口允许空气、湿气和/或碎屑从气流系统70向外流出。在另一个实施方案中,通风口72可以包括多个开口。在进一步的实施方案中,通风口72可以另外地或替代地由第一层66中的开口形成,使得空气从插入件37向上排出。在另外的实施方案中,通风口72可以在插入件37的边(薄边缘)上,诸如通过将通道71延伸到边缘,使得通道71穿过边缘与插入件37的外部相通。如在图3至图22b、图28和图30中所图示的实施方案中,空气向下排放使得碎屑更难进入通风口72。底层69(如果存在的话)还包括位于通风口72下方的孔74,以允许从通风口72流出的空气穿过底层69。孔74明显大于通风口72,以便允许过滤器73通过围绕每个通风口72的周界的底层69粘附地附接到第二层68,如以下所描述的。另外,在这个实施方案中,每个通风口72具有定位在通风口72周围的加强材料75,以增加材料的稳定性和强度并防止断裂/撕裂。在所图示的实施方案中,加强材料75由与引线18相同的材料(例如银或其他金属油墨)形成,以便于印刷,但是也可以由与传感器触体40、42(例如,碳)或本文中讨论的介电材料相同的材料形成。
128.图3至图22b、图28和图30中所图示的实施方案中的通风口72向下打开,并且穿过通风口72的空气向下朝向鞋底夹层131以及朝向泡沫构件138(如果存在的话)穿行。在图3至图5、图28和图30中所图示的实施方案中,泡沫构件138具有位于通风口72正下方的腔76,并且构造成使得离开通风口的空气进入相应的腔76中。在图3至图5、图28和图30中所图示的实施方案中,每个腔76形成为完全延伸通过泡沫构件138的狭槽,该狭槽可以通过冲压、切割或其他技术形成。在另一个实施方案中,腔76可以是仅延伸通过泡沫构件138的一部分的凹部,或者可以延伸得比泡沫构件138更深,诸如延伸通过泡沫构件138下方的结构(例如,斯创贝尔、鞋底夹层等)的至少一部分。在进一步的实施方案中,鞋底结构可以不包含泡
沫构件138,并且腔76可以至少部分地由在另一个鞋底构件(诸如斯创贝尔、鞋底夹层等)中的狭槽、凹部或其它类似腔的结构形成。如图5中所示出的,在一个实施方案中,腔76的至少一部分可以是圆形的,并且可以延伸得比通风口72更宽,以为空气排放提供空间。这种构型允许空气自通风口72离开,而没有来自泡沫构件138的阻碍。在另一个实施方案中,插入件37可以定位在另一个鞋底构件(诸如,鞋底夹层131的一部分)的上方,该鞋底构件可以包含一个或更多个如以上所描述的腔76。在进一步的实施方案中,可以不存在腔,并且空气可以穿过通风口72直接向下进入泡沫构件138或其他鞋底构件中。腔76中的一个或两个可以具有形成管道77的延伸部分,该管道77进一步允许空气从腔76离开。在图3至图5、图28和图30的实施方案中,腔76中的每一个具有远离腔76侧向地延伸并超出插入件37的周边边界的通道部分77。换句话说,腔76的通道部分77从通风口72侧向地延伸到位于插入件37的周边边界的外侧的远端端部78。应当理解,如果泡沫构件138具有接纳插入构件37的凹部139,则腔76的通道部分77的远端端部78也可以位于凹部139的周边边界的外侧。在图3至图5中所示出的实施方案中,远端端部78延伸到泡沫构件138的边缘。这种构型允许进入腔76的空气通过侧向地穿过通道部分77并且然后向上和/或向外远离泡沫构件138而离开鞋底结构130。图28示出了这种构型的示意性横截面,其中箭头图示了空气的流动。图3至图5、图28和图30中所图示的构型允许空气从通风口72流出,并且可能返回到通风口72中,同时阻止碎屑(例如灰尘、纤维等)的迁移并且阻止湿气迁移到通风口72并且通过通风口72。空气必须穿过其以行进到通风口72和从通风口72行进离开的向下、侧向及向上的组合路径用于阻止这种迁移,并且碎屑将经常被捕获在腔76的远端端部78附近,非常类似于管道应用中的排水阱。
129.在另一个实施方案中,远端端部78可以在泡沫构件138内的一位置处终止,并且仍然在插入件37的周边边界的外侧,这允许空气离开腔76在远端端部78处向上排出,并且提供相同或相似的功能。图36至图38和图47图示了这个构型的示例实施方案。应当理解,图36至图38和图47的实施方案中的足部接触构件133可以包括围绕腔76的远端端部78定位的管道,以允许空气穿过足部接触构件133,诸如图28和图30中所示出的管道79。在进一步的实施方案中,通道部分77的至少一部分可以是在泡沫构件138内的孔道,而不是狭缝。在这样的构型中,通道部分77可以具有允许穿过孔道的空气向上排放的孔道部分和开口部分,或者孔道部分可以一直延伸到泡沫构件138的边缘以允许从侧面排放。图29示出了可替代实施方案的横截面,其中泡沫构件138包含腔76但不包含通道部分77。
130.另外,在图3至图5、图28和图30的实施方案中,足部接触构件133包括位于腔76的远端端部78处的延伸通过足部接触构件133的一个或更多个管道79。如图28和图30中所示出的,管道79可以是垂直延伸通过足部接触构件133的针孔型管道79。在另一个实施方案中,可以使用不同类型的管道79,包括狭缝或凹槽,并且至少一个管道79可以侧向地延伸到足部接触构件133的侧面,而不是向上延伸穿过足部接触构件133的厚度。管道79允许空气通过通风口72并且向外通过腔76以穿过足部接触构件133并且离开鞋底结构130。在另一个实施方案中,足部接触构件133可以不包括任何管道79。足部接触构件133在没有任何管道79的构型中仍然可以提供通风,诸如通过使用可呼吸泡沫或其他可呼吸材料来构造足部接触构件133。
131.如以上所描述的,在一个实施方案中,插入件37可以具有一个或更多个过滤器73,该一个或更多个过滤器73至少部分地覆盖通风口72,如图22b和图28至图29中所看到的。过
滤器73可以被认为是覆盖通风口72的选择性可渗透的闭合件,其至少允许空气从通风口72离开,并且阻止某些不期望的物质进入到通风口中。例如,在图3至图22b、图28和图30的实施方案中,过滤器73是选择性可渗透的闭合件,其允许空气向内和向外流动,并且还允许湿气向外流动,然而阻止湿气和/或颗粒向内流动。可以实现这个功能的一种类型的过滤器73是氟塑料多孔膜,例如,包括ptfe(即,聚四氟乙烯)纤维的多孔膜。在一个实施方案中,这样的多孔膜可以是10)lm至100)lm厚的多孔膜。在包括ptfe纤维的过滤器73中,ptfe的高表面能量导致水在过滤器73的表面上成珠,而不渗透。过滤器73还可以在一个侧面上具有粘合剂,以允许过滤器73连接到插入件37,并且还可以具有连接到面向内或面向外的侧面的另一种材料,诸如聚酯材料,以为多孔膜提供剪切强度。在图3至图22b、图28和图30中所示出的实施方案中,过滤器73围绕通风口72的周界粘附地附接到第二层68的底侧,以覆盖通风口72。在图3至图22b、图28和图30的实施方案中,底层69包括明显大于通风口72的孔74,以便允许过滤器73粘附地附接到第二层68。在其他实施方案中,可以使用不同类型的过滤器73,和/或过滤器73可以以另一种方式连接到插入件37。在其他实施方案中,可以不使用过滤器73。
132.图36至图44图示了具有插入件437的传感器系统412,该插入件437包括气流系统70,该气流系统70具有与以上描述的和在图3至图22b中所示出的插入件37不同的通道71及通风口72布置。图22c至图22d和图45至图47图示了插入构件37’、537的另外的实施方案,该插入构件37’、537包括气流系统70,该气流系统70具有与图36至图44的插入件437类似地布置的通道71和通风口72。图22c至图22d的实施方案中的传感器16a至16d的位置与图3至图22b、图28和图30的实施方案中大致相同,并且在图22c中在间隔层67上以虚线示出。为了简洁起见,本文中不再描述这样的结构特征。在图36至图44中的插入件437的实施方案中,第一趾骨传感器16a和第一跖骨传感器16b通过通道71以与以上描述大体上相同的构型连接到同一通风口72。第五跖骨传感器16c和鞋跟传感器16d也共享一个公共通风口72,该通风口72位于插入件437的第五跖骨区域,而不是如图3至图22b、图28和图30的实施方案中那样位于鞋跟部分中。在这种构型中,鞋跟传感器16d具有从鞋跟传感器16d处的孔眼43延伸到第五跖骨传感器16c处的孔眼43的通道71,并且另一个通道71从第五跖骨传感器16c延伸到通风口72。如图36至图44中所示出的,通风口72的位置与以上描述的实施方案不同,并且因此,插入件437可以与这样的鞋底结构130一起使用,即该鞋底结构130包含专门适用于这些位置中的通风口72的特征。图36至图38图示了鞋底结构130和泡沫构件138,泡沫构件138包括被定位用于与插入件437的通风口72协作的腔76。这些腔76类似于图3至图5中所示出并在本文中描述的实施方案的腔76起作用。例如,泡沫构件138在鞋底结构130的第五跖骨区域中具有向前延伸超过插入件437的周边边缘的腔76,以便提供空气从插入件437的第五跖骨区域中的通风口72的排放。泡沫构件138还在鞋底结构130的第一跖骨区域中具有向后延伸超过插入件437的周边边缘的腔76,以便提供空气从插入件437的第一跖骨区域中的通风口72的排放。在多种实施方案中,图22c至图22d和图45至47的插入件37’、537可以利用具有在类似的位置处定位的腔76的泡沫构件138。应当理解,在其他实施方案中,腔76的不同的位置和构型可以被使用。在进一步的实施方案中,单个鞋底结构130可以包含多个腔76,该多个腔76被布置成与具有不同通风口72位置的几种不同类型的插入件37、37’、437、537一起使用。在这个实施方案中,根据插入件37以及下列等等插入件的构型,腔76中的至少一些
可以是未使用的。在进一步的实施方案中,在本文中描述的气流系统70的实施方案中的特征、特性等中的任何一个,可以与气流系统70的其他实施方案以及传感器系统12、插入件37和/或鞋类100的其他实施方案相结合。
133.在图3至图22b的实施方案中,如以上所描述的,间隔层67使第一层66和第二层68上的导电构件/部件大致彼此隔离,除了在其中需要电接触的区域中之外,诸如在导路50处和传感器16的触体40、42之间。间隔层67具有孔眼38、43以限定层66、68之间期望电接触的区域。气流系统70的部件,特别是通道71可能为第一层66和第二层68之间的一个或更多个导电构件短路或其它不期望的电接触提供路线。在一个实施方案中,传感器系统12可以包括一个或更多个介电材料贴片80,以抵抗或防止一个或更多个导电构件跨过间隔层67的开口区域(诸如,通道71)不期望地短路。这个介电材料80可以是丙烯酸油墨或其他uv可固化油墨的形式,或者适合于应用的其他隔离材料。在图16至图17中所示出的实施方案中,插入件37具有在通道71上延伸的几个介电材料贴片80,以使位于传感器触体40、42周围的分布引线18a彼此隔离。如图16至图17中所示出的,介电材料80连接到第二层68的顶侧面并覆盖分布引线18a,然而在另一个实施方案中,介电材料80可以连接到第一层66、68,或者两个层都可以具有介电材料80。在其他实施方案中,间隔层67可以具有在通道71之上的介电“桥”。另外,介电材料完全覆盖分布引线18a的一部分,并且比通道71的宽度宽,这补偿了间隔层67的移动或移位或制造公差上的差异。在这个实施方案中,插入件37具有位于通道71中的一个与分布引线18a的每个交叉点处的介电材料贴片80,包括在第一趾骨传感器16a的后侧上的一个贴片80、在第一跖骨传感器16b的前端部和后端部上的两个贴片80、在第五跖骨传感器16c的后侧上的一个贴片80以及在鞋跟传感器16d的前侧上的一个贴片80。在其他实施方案中,插入件37可以具有位于插入件37上其他地方的介电材料贴片,以使分布引线18a或其他导电构件的其他部分与层66、68之间的短路隔离。应当理解,具有不同构型(该构型具有被不同地成形和/或定位的孔眼、孔、开口等)的间隔层67可以引起介电材料80在其他位置处的使用以用于绝缘目的。如本文中所讨论的,介电材料80可以在其他地方中用作加强或加固材料。
134.在图3至图22b的实施方案中,端口14、传感器16和引线18在插入构件37上形成电路10。端口14具有多个端子11,其中,四个端子11各自单独地专用于四个传感器16中的一个,一个端子11用于向电路10施加电压,并且一个端子1用于电压测量。在这个实施方案中,传感器系统12还包括各自位于层66、68中的一个上的一对电阻器53、54,以及连接第一层66上的电路系统和第二层68上的电路系统的导路50。电阻器53、54为模块22提供参考点,以测量每个传感器16的电阻,并且允许模块22将来自有源传感器16的可变电流转换成可测量的电压。另外,电阻器53、54并联布置在电路10内,这补偿了在电路10上的变化和/或在用于产生电阻器53、54的制造过程上的变化,诸如用于印刷引线18和/或传感器触体40、42的油墨的导电性上的变化。在一个实施方案中,两个电阻器53、54的等效电阻为1500+/-500kω。在另一个实施方案中,可以使用单个电阻器53、54或串联的两个电阻器53、54。在进一步的实施方案中,电阻器53、54可以定位在插件37上的其他地方,或者可以位于模块22的电路系统内。下面描述并在图20中示出了对这个实施方案的电路10的更技术性的描述。
135.图20图示了根据本发明的实施方案可以用于检测和测量压力的电路10。电路10包括六个端子104a-104f,包括用于向电路10施加电压的电源端子l04a、用于如以下所描述的
测量电压的测量端子l04b、以及四个传感器端子104c-l04f,这四个传感器端子中的每一个单独地专用于传感器16a-16d中的一个,并且在这个实施方案中,这四个传感器端子中的每一个代表地面。端子104a-104f代表端口14的端子11。在所示出的实施方案中,代表电阻器53和54的固定电阻器102a和102b并联连接。固定电阻器102a和102b可以物理地位于分离的层上。在端子104a和104b上的等效电阻由以下熟知的等式确定:
136.req=r102a
·
r1102b/(r102a+r102b)(等式1)
137.其中:
138.r102a=固定电阻器102a的电阻
139.r102b=固定电阻器102b的电阻
140.req=等效电阻
141.使固定电阻器102a和102b并联电连接补偿了在用于产生固定电阻器102a和102b的制造过程上的变化。例如,如果固定电阻器102a具有偏离期望电阻的电阻,则通过固定电阻器102b的平均效应,由等式1确定的等效电阻的偏差被最小化。本领域技术人员将理解,仅为了说明目的,示出了两个固定电阻器。另外的固定电阻器可以被并联地连接,并且每个固定电阻器可以形成在不同的层上。
142.在图20中所示出的实施方案中,固定电阻器102a和102b连接到传感器16a-16d。如以上所描述的,传感器16a-16d可以利用响应于压力上的改变而改变电阻的可变电阻器来实现。传感器16a-16d中的每一个可以利用多个可变电阻器来实现。在一个实施方案中,传感器16a-16d中的每一个都利用两个可变电阻器实现,该两个可变电阻器物理上位于不同的层上并且并联地电连接。例如,如上面关于一个实施方案所描述的,每个传感器16a-16d可以包含两个触体40、42,随着施加的压力增加,该两个触体40、42彼此接合到更大的程度,并且传感器16a-16d的电阻可以随着接合的增加而减小。如以上所提及的,使电阻并联连接产生等效电阻,该等效电阻减小制造过程期间产生的偏差。在另一个实施方案中,触体40、42可以串联布置。传感器16a-16d可以经由开关108a-108d连接到地面。开关108a-108d可以一次闭合一个以连接传感器。在一些实施方案中,开关108a-108d利用晶体管或集成电路实现。
143.在操作中,电压电平(诸如3伏)被施加在端子104a处。开关108a-108d一次闭合一个,以将传感器16a-16d中的一个连接到地面。当连接到地面时,传感器16a-16d中的每一个与固定电阻器102a和102b的组合形成分压器。例如,当开关108a闭合时,端子104a和地面之间的电压在固定电阻器102a和102b与传感器16a的组合之间分配。在端子104b处测量的电压随着传感器16a的电阻改变而改变。结果,施加到传感器16a的压力可以作为端子104b处的电压电平来测量。传感器16a的电阻利用施加到传感器16a的电压来测量,传感器16a与已知值的组合的固定电阻器104a和104b串联。类似地,选择性地闭合开关108b-108d将在端子104b处产生与施加在传感器16b-16d处的压力相关的电压电平。应当理解,在其他实施方案中,传感器16a-16d和端子104c-104f之间的连接可以是不同的。例如,如图12中所示出的,与右鞋插入件37相比,在左鞋插入件37中传感器16a-16d连接到接口20的不同的引脚。在另一个实施方案中,电压电平可以以相反的方式施加,其中地面位于端子104a处,并且电压施加在端子104c-104f处。在进一步的实施方案中,可以使用另一个电路构型来实现类似的结果和功能。
144.在所图示的实施方案中,两个电阻器53、54具有相似或相同的结构,但是应当理解,在其他实施方案中,电阻器可以具有不同的结构。每个电阻器53、54具有彼此间隔开的两个区段55、56以及定位在区段55、56之间并连接区段55、56的桥接部57。图15和图17图示了电阻器53、54的较详细的视图,其中,一个电阻器53从顶部示出,并且另一个电阻器54从下侧示出。区段55、56可以连接到不同的引线18,使得通过一个引线18进入电阻器53、54的电信号或电流将在区段55、56之间行进穿过桥接部57,并且然后通过另一个引线18离开。区段55、56可以形成为内部区段55和大体上围绕内部区段55的外部区段56,以在小的区域内为区段55、56之间的发送提供大的长度。在这个实施方案中,桥接部57也大体上包围内部区段55,并且大体上被外部区段56包围。如图15至图17中所看到和理解的,桥接部57与内部区段55和外部区段56两者部分重叠,以便允许通过桥接部57发送。在图15和图17的实施方案中,内部区段55以圆形或大体上圆形形状形成。在这个实施方案中,外部区段56至少部分地由半环形环形状(semi-annular ring shape)形成,该半环形环形状至少部分地围绕内部区段55并且围绕环的内部边缘与内部区段间隔开。这个实施方案中的桥接部57还至少部分地由具有内部半圆形边缘和外部半圆形边缘的半环形环形状形成,并且桥接部57至少部分地围绕内部区段55并且至少部分地填充区段55、56之间的空间。如图17中所图示的,桥接部57的内部边缘与内部区段55重叠,并且桥接部57的外部边缘与外部区段56重叠。另外,在这个实施方案中,间隙58被限定穿过外部区段56和桥接部57,以允许引线18连接到内部区段55并从内部区段55离开而不接触外部区段56或桥接部57。换句话说,半环形环形形状外部区段56和桥接部57具有限定它们之间的间隙58的端部。应当理解,在其他实施方案中,区段55、56和桥接部57的相对形状、大小和布置可以是不同的。
145.在一个实施方案中,桥接部57可以由比区段55、56更具电阻的材料形成,并且因此可以提供每个电阻器53、54的电阻的大部分。区段55、56可以至少部分地由高导电性材料形成,诸如银材料。在图3至图22b中所图示的实施方案中,内部区段55和外部区段56由与引线18相同的材料形成,诸如印刷的银基或其他金属基油墨。在这个实施方案中,桥接部57由与传感器触体40、42相同的材料形成,诸如碳黑或另一种导电碳材料。应当理解,在其他实施方案中,内部区段55和外部区段56和/或桥接部57可以由不同的材料形成。
146.导路50通常允许连续的和/或不间断的电通信,并且在第一层66和第二层68之间传递电信号。在图3至22b的实施方案中,端口14直接连接到第二层68,并且导路50可以用作端口14与第一层66、68上的传感器触体40之间的垂直路径。在这个实施方案中,导路50包括在第一层66和第二层68上的导电部分51,使得导电部分51彼此连续接合,以提供第一层66和第二层68之间的连续的电连通(参见例如图21)。这个实施方案中的间隔层67包括孔眼38,该孔眼38与导路50对齐,并且允许导电部分51之间通过间隔层67连续地接合。另外,在图3至图22b的实施方案中,导电部分51中的每一个被分成两个区段52,这两个区段52被长形间隙59分开(图15)。在图3至图22b中所示出的实施方案中,这些导电区段52具有大体上半圆形的形状,并且导电部分51具有大致圆形的形状。第一层66上的区段52大体上与第二层68上的区段52相同地成形、设定尺寸和定位,使得每个层66、68上的区段接合另一层66、68上的相应的区段52。在这个实施方案中,两个层66、68上的间隙59也大体上对齐。换句话说,导电部分51可以布置成使得导电部分51的左区段52彼此接合,并且导电部分51的右区段52彼此接合,其中左区段52中的任一个和右区段52中的任一个之间没有直接接合。可选
地,这个构型可以被描述为在第一层66和第二层68之间创建两个分离的并排导路,并且每个区段52可以被认为是形成每个导路的分离的导电部分。导路50的导电部分51由导电材料形成,并且在一个实施方案中,导电部分51可以由与引线18相同的材料形成,诸如银基油墨或其他金属油墨。在其他实施方案中,导路50及其在本文中描述的部件可以具有不同的大小、形状、形式或位置,并且可以由不同的材料形成。
147.在一个实施方案中,导路50可以至少部分地由加固结构60包围或界定,以提供结构支撑和/或效果。如图7至图17和图21中所图示的,导电部分51被大体上环形的加固件60包围。在这个实施方案中,加固件60不是完全环形的,因为间隙59延伸穿过加固件60,并且在另一个实施方案中,加固件60还可以包括另外的间隙,用于引线18穿过并连接到导电部分51。这个实施方案中的加固件60用于帮助导电部分51之间的接合,以实现导电部分51之间的最大接合。图21更详细地图示了这种构型。应当理解,图21本质上至少部分是示意性的,并且为了效果和理解,图21中所示出的部件的相对大小可能被放大。另外,为了清楚地图示其他层66、67、68,图21没有示出底层69。通常,间隔层67提供导电部分51之间的分离,使得层66、68必须在导路50处朝向彼此偏斜,以便导电部分51彼此接合。
148.在图21中所示出的实施方案中,间隔层67中的孔眼38允许导电部分51朝向彼此偏斜并彼此接合。第一层66和第二层68可以被抽真空或以其他方式压在一起以实现这种接触,诸如通过在导路50的位置处使辊子经过组装的插入件37上方以去除多余的空气。层66、68朝向彼此的偏斜在层66、68中的一个或两个上围绕孔眼38的边沿产生环形过渡区61,其中一个或多个层66、68朝向彼此偏斜。在这个实施方案中,过渡区61由外部环形断线61a和内部环形断线61b限定,其中过渡区61位于断线61a、61b之间,并且其中导电部分51位于内部断线61b内。在这种构型中,第一层66和第二层68在外部断线61a外和内部断线61a内是大致水平的,并且第一层66和第二层68在过渡区61处朝向彼此倾斜以产生导电部分51之间的接合。孔眼38在尺寸上大于加固件60,使得加固件60邻近孔眼38的边缘定位。在这种构型中,加固件60的增加的刚度倾向于导致层66、68在加固件60的位置处从水平到至少部分垂直的急剧过渡,并且因此加固件60倾向于限定过渡区61。
149.如图21中所看到的,过渡区61在加固件60处的位置允许在由过渡区61界定的区域62内导电部分51之间的最大接触。在一个实施方案中,导电部分51的大部分在由过渡区61界定的区域62内穿过孔眼38彼此连续地接合。在另一个实施方案中,导电部分51在由过渡区61界定的整个或大体上整个区域62上穿过孔眼38彼此连续地接合。这种连续接触有助于确保导路50和电路10将是不间断的并且将适当地运行。可以在导路50处或围绕导路50使用粘合剂来增强在导路50处层66、68之间的接合。加固件60可以由具有合适刚度的任何材料形成,并且在一个实施方案中,可以由比导电部分51的材料具有更大刚度的材料形成。这样的材料的一个示例是碳黑或其他碳基材料,尽管在其他实施方案中可以使用其他材料,包括其他类型的可印刷物质。
150.加固件60还可以以不同的方式帮助实现导电部分51之间的连续的接合。在图3至图22b的实施方案中,加固件60由碳基油墨形成,与导电部分51的金属基油墨相比,碳基油墨更能吸收多种波长的光,导电部分51的金属基油墨可能倾向于是反光的。层66、68上的油墨可以使用ir辐射固化,并且在这个实施方案中,加固件60可以吸收比导电部分51更多的ir辐射量。这种吸收可能倾向于加热层66、68的在加固件60正下方的区域,以在层66、68的
厚度上引起温度梯度,使得层66、68在其上印刷有加固件60的表面上较温热,且在相对的表面上较冷。这个温度梯度又可能导致不均匀膨胀!在加固件60的周围层66、68的相对表面处的收缩,使得加固件60处的较温热的表面可以相对于与加固件60相对的表面收缩,导致每个层66、68的在加固件60内侧(即,导电部分51处)的区略微向上突出或凹陷。层66、68的这种突出使层66、68上的导电部分51彼此更靠近地延伸,这可能导致导电部分51之间的增加的接合,有助于实现导电部分51在加固件60内的连续的或大体上连续的接合。层66、68的突出可以另外地或替代地通过机械冲压或其他预应变动作来增强,以产生突出或凹陷效果。诸如超声波点焊或其它点焊的结合技术可以被另外地或替代地使用来增加导电部分51之间的接合。在一个实施方案中,超声波点焊可以在导电部分51之间以华夫格图案使用,以保持导电部分51彼此接合。
151.导路50中的间隙59可以起到多种作用。间隙59可以起到的一个作用是在导路50的区段52之间产生电分离,以便在层66、68之间产生分离连接。间隙59可以起到的另一个作用是在插入件37弯曲期间增加导路50的耐用性。通常,用户的足部将倾向于从第五跖骨区域(也称为第五跖骨头区域或第五跖趾区域)“侧倾(roll)”到第一跖骨区域(也称为第一跖骨头区域或第一跖趾区域)。在图3至图22b的实施方案中,导路50位于插入件37的第二和/或第三跖骨区域周围,使得用户的足部的侧倾直接经过导路50。这种性质的重复侧倾能够导致导电部分51弯曲,这可能又导致磨蚀、断裂、分离等。如果适当地对齐,间隙59可以用作弯曲点,以最小化导电部分51的弯曲。在图3至图22b的实施方案中,间隙59大致垂直于用户的足部的典型侧倾方向对齐,或者换句话说,大致垂直于在插入件37的第五跖骨区域和第一跖骨区域之间延伸的线对齐。在一个实施方案中,可以在第一跖骨区域中的传感器16b和第五跖骨区域中的传感器16c之间绘制虚拟线l(见图10),并且间隙59可以垂直于这条线l或者在垂直于线l的+/-45
°
内对齐。如图10中所示出的线l被绘制在第一跖骨传感器16b的前边缘(例如前中心)和第五跖骨传感器16c的后边缘(例如后中心)之间。在其他实施方案中,间隙59(如果存在的话)可以被不同地定位,特别是如果导路50位于插入件37的不同区域中的话。
152.图52至图56图示了包括插入构件37的传感器系统612的另一个实施方案,该传感器系统612和插入构件37类似于图3至图22b的传感器系统12和插入件37。在图52至图56的实施方案中,导路50不像在图3至图22b的实施方案中那样包括加固件60。另外,这个实施方案中的导路50的导电部分51被扩大以覆盖在图3至图22b的实施方案中被加固件60覆盖的区域。换句话说,在这个实施方案中,导电部分51几乎延伸到与导路50对齐的孔眼38的边缘,并且导电部分51的部分被定位在过渡区61内,如图56中示意性所图示的。图52至图56的实施方案中的导电部分51的增加的尺寸可以为导电部分51之间的潜在接合提供更大的表面面积,并且从而提供导路50的更一致且不间断的功能。在其他方面中,导路50与图3至图22b中所示出的和在本文中的其他地方所描述的导路50的实施方案共享结构和功能特征。为了简洁起见,不再描述这样的类似的结构和功能。在一个实施方案中,机械冲压或其它预应变动作可以用于产生层66、68的突出或凹陷效果,以增强导电部分51之间的接合,如以上所描述的。还如以上所描述的,诸如超声波点焊或其它点焊的结合技术可以被另外地或替代地使用来增加导电部分51之间的接合。
153.在另一个实施方案中,导路50可以定位在另一个位置中或具有另一种构型。例如,
在一个实施方案中,导路50可以在端子11处或端子11附近形成,诸如通过利用第一层66上的双引脚连接件(未示出)并将双引脚连接件连接到接口20的第五端子11和第六端子11,诸如通过压接连接(crimping connection)。用于形成导路50的其他结构可以在进一步的实施方案中被使用。
154.图48至图51图示了传感器系统712的另一个实施方案,该传感器系统712被与本文中描述的传感器系统12、412、512、612不同地构造,并且与本文中描述的传感器系统12、412、512、612相比具有不同的操作模式。图48至图51的传感器系统712包括与以上描述和图3至图22b中所示出的传感器系统12有共同之处的许多结构和功能特征。例如,在图48至图51的实施方案中,插入件37的外部形状、传感器16的大致位置和气流系统70的构型与图3至图22b中的插入件37的形状、传感器16的大致位置和气流系统70的构型相似或相同。为了简洁起见,本文中可能不再描述这些和其他这样的共同特征。
155.在图48至图51的实施方案中,传感器系统712具有传感器16,传感器16包括定位在第二层68上的两个触体或电极740、742和定位在第一层66上的第三触体744。在这个实施方案中,所有触体40、742、744由如以上所描述的碳基油墨形成,在触体740、742、744中的每一个的边缘处具有一个或更多个分布引线18a。第二层68上的触体740、742可以具有与第一层66上的触体744不同的导电性,并且可以由被掺杂过的以实现更高导电性的碳基油墨形成。第二层68上的触体740、742彼此电分离,并且每个都通过引线18连接到端口14。单个电源或接地引线18b连接到所有传感器16的第一触体740,并且每个单独的传感器16的第二触体742通过单独的引线18连接到端口14。
156.图48至图51的传感器系统712中的传感器16的结构在其他方面类似于图3至图22b的实施方案中的传感器16。在这个实施方案中,组合的第一触体740和第二触体742类似于图3至图22b的实施方案的第二层68上的触体42被构造,除了第一触体740和第二触体742彼此电分离外,并且第三触体744类似于图3至图22b的实施方案中的第一层66上的触体40被构造。在其他实施方案中,传感器16和/或触体740、742、744可以具有不同的构型。例如,在一个实施方案中,第一层66上的触体744可以是碳基油墨的单个贴片。
157.在图48至图51中的传感器系统712的实施方案中,第一触体740和第二触体742彼此电分离,并且第三触体744与第一触体740和第二触体742处于相面对关系,使得第三触体744在向传感器16施加垂直压力时接合第一触体740和第二触体742。在这个构型中,来自端口14的信号通过穿过第一层66上的传感器16的电极744在每个传感器16的在第二层68上的两个电极740、742之间行进。因此,传感器16的电阻率由第二层68上的触体740、742和第一层66上的电极744之间的接合来确定,并且施加到传感器16上的压力和传感器16的电阻之间的关系类似于在本文中描述并在图27中示出的图3至图22b中的实施方案的传感器16的关系。图48至图51的传感器16的灵敏度范围、激活压力和其他功能性质也可以类似于图3至图22b中的传感器系统12的传感器16的那些。
158.图49至图51的传感器系统712中的端口14处的连接类似于图3至图22b的实施方案中的和图20中示意性图示的连接,包括电源端子104a、测量端子104b和四个传感器端子104c-104f。电阻率/电阻测量可以以与以上描述相同或类似的方式完成。图48至图51的实施方案中的电路类似于图20中所示出的电路,但是这个实施方案仅包括单个固定电阻器53,而不是如图3至图22b的实施方案中那样并联的两个固定电阻器53、54。另外,图3至图
22b的实施方案中的每个传感器16可以被认为是并联的五个电阻器,而图49至图51的传感器系统712中的每个传感器16可以被认为是并联的两个电阻器(触体742)与并联的三个附加电阻器(触体740)串联布置。在另一个实施方案中,图48至图51的传感器系统712可以被布线成具有并联的两个固定电阻器或者本文中所描述的任何其他电阻器构型。应当理解,因为连接到端口14的引线18仅存在于第二层68上,所以在这个实施方案中,层66、68之间不存在导路50。因此,图48至图51的传感器系统712中的间隔层67可以不像如图3至图22b的间隔层67中那样包含孔眼38。
159.插入件37可以通过将各种部件沉积在聚合物(例如pet)薄膜上来构造。在一个实施方案中,插入件37通过首先在每个层66、68上沉积导电金属材料来构造,诸如通过在引线18(包括分布引线18a、导路50的导电部分51、电阻器53、54的内部区段55和外部区段56等)的跟踪图案中印刷。然后,另外的碳材料可以沉积在每个层66、68上,诸如通过印刷,以形成触体40、42、导路50的加固件60、电阻器53、54的桥接部57等。然后任何另外的部件可以被沉积,诸如任何介电部分。在一个实施方案中,层66、68可以印刷在pet片材上,并且然后在印刷之后被切割以形成外部周边形状。
160.端口14被配置成以一种或更多种已知的方式将由传感器16收集的数据传送到外部源。在一个实施方案中,端口14是通用通信端口,被配置成以通用可读格式传送数据。在图3至22b中所示出的实施方案中,端口14包括用于连接到电子模块22的接口20,该接口20结合图3中的端口14示出。另外,在这个实施方案中,端口14与用于插入电子模块22的壳体24相关联,壳体24位于鞋底夹层131的中足弓或鞋中部区中的井状部135中。如图7至图16中所图示,传感器引线18会聚在一起,以在它们的端子11处形成合并的接口20,以便连接到端口14。在一个实施方案中,合并的接口可以包括传感器引线18到端口接口20的单独的连接,诸如通过多个电触体。在另一个实施方案中,传感器引线18可以被合并以形成外部接口,诸如插入式接口或另一种构型,并且在进一步的实施方案中,传感器引线18可以形成非合并的接口,其中每个引线18具有其自己的单独的端子11。也如以下所描述的,模块22可以具有用于连接到端口接口20和/或传感器引线18的接口23。
161.在图3至图22b中所示出的实施方案中,接口20采用电触体或端子11的形式。在一个实施方案中,端子11形成在舌状物或延伸部21上,舌状物或延伸部21从层66、68中的一个延伸到为壳体24提供的孔眼27中。延伸部将引线18的端部合并到单个区域以形成接口20。在图3至图22b的实施方案中,延伸部21从第二层68延伸到孔眼27中,并且在壳体24内向下弯曲,以将端子11放置在壳体24内,并且使接口20在壳体24内可接近。在这个实施方案中,第二层68在延伸部21的两个侧面上还具有狭缝83,以增加延伸部21的长度并允许延伸部21向下弯曲且向下延伸到壳体24中。狭缝83的倒圆端部可以阻止在第二层68的在延伸部21周围的材料中裂缝和撕裂的形成和/或蔓延。延伸部21可以穿过壳体24的凸缘28的下方,并且穿过唇缘28下方的狭槽或其他空间,以便延伸到壳体24中。当凸缘28是单独的件时,诸如在图31至图32中所示出的实施方案中,延伸部21可以在凸缘28连接到盆状体29之前插入凸缘28和盆状体29之间。在图3至图22b中所示出的实施方案中,延伸部21由与第二层68相同的聚合物薄膜材料形成,并且与第二层68成一体(例如,形成为单个件)。在其他实施方案中,延伸部21可以从第一层66延伸,可以包括连接到两个层66、68的部分,和/或可以由连接到一个层或两个层的单独的件形成。
162.如图3至图22b和图32中所图示的延伸部21具有连接到延伸部以加强延伸部21的一部分的加强材料81。该加强材料81可以从提供强度、刚度、耐磨性和其它加强的多种不同的材料中选择。例如,加强材料81可以由与用于在通道71处在层66、68之间隔离的介电材料80相同的材料形成,诸如丙烯酸油墨或其他uv可固化油墨。在图3至图22b和图32中所图示的实施方案中,加强材料81呈长形条带的形式,该长形条带在沿着延伸部21的长度的中途在延伸部21的整个宽度上延伸。在这个实施方案中,延伸部21从第二层68延伸到孔眼27中,并且加强材料81沉积在延伸部21的顶侧面上,延伸越过并穿过引线18的端部。在一个实施方案中,加强材料81可以具有比引线18的材料的刚度大的刚度,并且在另一个实施方案中,也可以具有比形成层66、68的薄膜材料大的刚度。
163.在图3至图22b和图32中所图示的构型中,延伸部21向下弯曲到井状部135中以及弯曲到壳体24中,如以上所讨论的,以将端子11放置在壳体24内并在壳体24内形成接口20。如图32中所示出的,延伸部21具有弯曲区域84,在弯曲区域84中,延伸部21在壳体24的周边边缘处向下弯曲,以沿着壳体24的侧壁25向下延伸。弯曲区域84是大致线性的并且横向延伸穿过延伸部21。在所图示的实施方案中,加强材料81位于延伸部21上,使得加强材料81的条带在弯曲区域84处横向延伸穿过延伸部21,并且大致平行于弯曲区域84。在一个实施方案中,加强材料81形成为长形矩形条带,并且具有足够的宽度,使得加强材料81覆盖整个弯曲区域84。在这个位置处,加强材料81起到多种作用。一种这样的功能是保护引线18和/或延伸部21的薄膜免受由于延伸部21的弯曲而造成的损坏。另一个这样的功能是保护引线18和/或延伸部21的薄膜免受弯曲区域84处的磨损和磨蚀,诸如免受在该位置处与壳体24的摩擦。进一步的这样的功能是为延伸部21增加刚度和/或强度。加强材料81的其它益处对于本领域技术人员来说可以是显而易见的。应当理解,在其他实施方案中,加强材料81可以被不同地定位、成形或构造,或者加强材料81可以另外地或替代地在不同的位置中使用以向传感器组件12的另一个部件赋予强度、刚度、耐磨性等。在其他实施方案中,可能未适用加强材料81,或者延伸部21的大部分可以被加强材料81覆盖。
164.壳体24可以包含连接结构,诸如用于在接口20和模块22之间建立连接的连接器引脚或弹簧(未示出)。在一个实施方案中,端口14包括形成接口20的电连接器82,该电连接器82可以包括单独附接到端子11的触体,如以上提及的并且如图32中所示出的。连接器82可以经由压接连接连接到延伸部21和端子11。这个实施方案中的接口20包括七个端子:四个端子11,每个单独地连接到传感器16中的一个;一个端子11,用作测量端子(图20中的104b);以及一个端子,用作电源端子(图20中的104a)以向电路10施加电压。如以上所讨论的,在另一个实施方案中,电源端子可以替代地被配置为接地端子,其中传感器端子(图20中的104c-104f)被配置为电源端子。如图12中所图示的,传感器16、引线18以及传感器系统12的其他部件的布置在左足部插入件37和右足部插入件37之间可以是不同的,并且与右插入件37相比,在左插入件37中,传感器16可以连接到不同的端子11。在这个实施方案中,前四个端子11仍然保留用于连接到传感器16(尽管可能以不同的顺序),其中第五、第六和第七端子11在左插入件37和右插入件37两者中保持相同的功能。在其他实施方案中,这种构型可以是不同的。在另一个实施方案中,模块22可以被具体地配置成与左或右鞋100以及插入件37一起使用。第七端子可以用于为配件(诸如唯一的识别芯片)供电。在一个实施方案中,第六端子11和第七端子11在从延伸部21的端部延伸的尾部21a上延伸。配件可以穿过尾
部21a上的两个端子连接,以为配件供电。配件可以包括带有存储芯片的小印刷电路板(pcb),该存储芯片经由各向异性接触形式附接到尾部21a。在一个实施方案中,配件芯片可以包括唯一识别鞋类物品100的信息,诸如序列号,以及实质性信息,诸如鞋类100是左鞋还是右鞋、男鞋还是女鞋、特定类型的鞋(例如跑步、网球、篮球等),以及其他类型的信息。这些信息可以由模块22读取,并随后在分析、呈现和/或组织来自传感器的数据中使用。配件可以密封到壳体24中,诸如经由环氧树脂或其他材料。
165.端口14适于连接到各种不同的电子模块22,该电子模块22可以像存储器部件(例如闪存驱动器)一样简单,或者该电子模块22可以包含更复杂的特征。应当理解,模块22可以是与个人计算机、移动设备、服务器等一样复杂的部件。端口14被配置用于将由传感器16收集的数据发送到模块22,以存储、发送和/或处理。在一些实施方案中,端口14、传感器16和/或传感器系统12的其他部件可以被配置用于处理数据。端口14、传感器16和/或传感器系统12的其他部件可以另外地或可替代地被配置用于将数据直接发送到外部设备110或多个模块22和/或外部设备110。应当理解,出于这些目的,端口14、传感器16和/或传感器系统12的其他部件可以包括适当的硬件、软件等。鞋类物品中的壳体和电子模块的示例在以美国专利申请公开号2007/0260421公开的序列号为111416,458的美国专利申请中被阐释,该美国专利申请通过引用并入本文中并且构成本文的一部分。尽管端口14被图示为具有形成用于连接到模块22的接口20的电子端子11,但是在其他实施方案中,端口14可以包含一个或更多个另外的或可替代的通信接口。例如,端口14可以包含或包括usb端口、火线端口、16-引脚端口或其他类型的基于物理接触的连接,或者可以包括无线或非接触式通信接口,诸如用于wi-fi、蓝牙、近场通信、rfid、低功耗蓝牙、无线个域网或其他无线通信技术的接口,或者用于红外或其他光通信技术的接口。在另一个实施方案中,传感器系统12可以包括一个以上的端口14,该端口14被配置用于与一个或更多个模块22或外部设备110通信。可替代地,这个构型可以被认为是单个分布式端口14。例如,传感器16中的每一个可以具有单独的端口14,用于与一个或更多个电子模块22通信,如图61中所图示的传感器系统812的实施方案中那样。分离的端口14可以被配置成使用无线或非接触式通信进行无线通信,如以上所描述的。在一个实施方案中,每个端口14可以包括具有天线的rfid芯片,并且在另一个实施方案中,端口14可以利用用户的身体作为发送系统,将信息从用户的足部发送到位于用户的身体上其他地方的模块22。这个实施方案中的端口14通过引线18连接到传感器16,并且应当理解,图61中以虚线标出的引线18表示在插入件37的下层上的引线18。在各种实施方案中,端口14可以位于插入件37的层之间、在插入件37中的孔眼内或在插入件37的上方或下方。应当理解,可以使用多个端口或分布式端口14,其中两个或更多个传感器的组合连接到单个端口14。在进一步的实施方案中,传感器系统12可以包括具有不同构型的一个或更多个端口14,这些构型可以包括本文中描述的两个或更多个构型的组合。
166.模块22可以另外地具有一个或多个通信接口,用于连接到外部设备110以发送数据用于处理,如以下所描述的并如图6和图23中所示出的。这样的接口可以包括以上描述的接触式或非接触式接口中的任何一个。在一个示例中,模块22至少包括可缩回的usb连接件,用于连接到计算机和/或用于对模块22的电池充电。在另一个示例中,模块22可以被配置用于接触连接或非接触连接到移动设备(诸如手表、手机、便携式音乐播放器等)。模块22可以被配置用于与外部设备110进行无线通信,这允许设备22保持在鞋类100中。然而,在另
一个实施方案中,模块22可以被配置成从鞋类100移除,以直接连接到外部设备110用于数据传输,诸如通过以上描述的可缩回usb连接件。在无线实施方案中,模块22可以连接到天线用于无线通信。天线可以被成形、设定尺寸、和定位成与用于选择性无线通信方法的合适的发送频率一起使用。另外,天线可以位于模块22内部或模块外部。在一个示例中,传感器系统12本身(诸如引线18和传感器16的导电部分)可以用于形成天线。模块22还可以被放置、定位和/或配置成以便改善天线接收,并且在一个实施方案中,可以使用用户的身体的一部分作为天线。在一个实施方案中,模块22可以永久地安装在鞋类100内,或者可替代地,根据用户的意愿可以是可移除的,并且如果需要的话,能够保留在鞋类100中。另外,如下文进一步解释的,模块22可以被移除,并且用另一个模块22替换,该模块22被编程和/或配置用于以另一种方式收集和/或利用来自传感器16的数据。如果模块22被永久地安装在鞋类100内,则传感器系统12还可以包含外部端口(未示出),诸如usb端口或火线端口,以允许数据传输和/或电池充电。应当理解,模块22可以被配置用于接触式和非接触式通信两者。
167.虽然端口14可以位于各种位置中而不背离本发明,但是在一个实施方案中,端口14被设置在一定位置和定向处和/或以其他方式被构造成使得避免或最小化与穿用者的足部的接触和/或对足部的刺激,例如当穿用者诸如在体育活动期间在鞋类物品100中踏下和/或以其他方式使用鞋类物品100时。图3至图4中的端口14的定位图示了一个这样的示例。在另一个实施方案中,端口14位于鞋100的鞋跟或鞋背区附近。鞋类结构100的其他特征可以帮助减少或避免穿用者的足部与端口14(或连接到端口14的元件)之间的接触,并且提高鞋类结构100的整体舒适性。例如,如以上所描述的并且如图3至图5中所图示的,足部接触构件133可以装配在端口14上方并且至少部分地覆盖端口14,从而在穿用者的足部和端口14之间提供一层衬垫。可以使用用于减少端口14和穿用者的足部之间的接触和调节端口14在穿用者的足部处的任何不适感的附加特征。如果需要的话,到端口14的开口可以穿过足部接触构件133的顶表面设置,而不背离本发明。例如,当壳体24、电子模块22和端口14的其他特征包括一定的结构和/或由一定的材料制成以便调节用户的足部处的感觉时,当提供附加舒适性及感觉调节元件时,等等,可以使用这样的构造。在不脱离本发明的情况下,可以提供以上描述的帮助减少或避免穿用者的足部与壳体(或接纳在壳体中的元件)之间的接触并提高鞋类结构的整体舒适性的各种特征中的任何一个,包括以上结合附图描述的各种特征,以及其他已知的方法和技术。
168.图62至图76公开了构造成与插入构件37一起使用的端口14的一个实施方案的进一步的视图。以上描述的类似的结构将用相同或类似的参考数字表示下面详细描述这个实施方案和该实施方案的变型。如本文中所讨论和公开的,端口14限定或支撑用于与模块22可操作连接的接口20。模块22也将在下面更详细的描述。通过端口14和模块22之间的可操作连接,由传感器组件12感测的数据可以被采集、存储和/或处理,以用于进一步使用和分析。
169.如从图62至图64理解的,端口14通常支撑在插入组件37的中间部分处。端口14通常包括支撑接口组件156的壳体24。如下面将更详细描述的,接口组件156可操作地连接到插入构件37的延伸部21,延伸部21在其上具有引线11。利用这样的连接,接口20被建立用于与模块22的接口23进一步可操作地连接。
170.如图65至图67中进一步示出的,这个实施方案中的壳体24包括基部构件140和盖
构件142。基部构件140可以对应于如以上所描述的限定侧壁25和基壁26的盆状体29。基部构件140的第一端部具有接纳插入构件37的延伸部21的大致方形的构型。基部构件140的第二端部具有倒圆构型。基部构件140限定第一区段144和第二区段146。第一区段144通常被设定尺寸成在形状上符合模块22并接纳模块22,并且第二区段146被设定尺寸成接纳和支撑接口组件156。第二区段146还具有彼此连通的第一横向狭槽148和第二横向狭槽150。第一横向狭槽148可以延伸得比第二横向狭槽150更宽并且更大。壳体24还在第二端部处限定用于将模块22保持在壳体24中的突起151。指状凹部29a通常靠近突起151定位。基部构件140还具有一对接收件152,用于与盖构件142配合。
171.如图66至图67中进一步示出的,盖构件142具有中心孔153,该中心孔153被设定尺寸成穿过其来接纳模块22。盖构件142还在第一端部处具有梁构件154,并且盖构件142的第二端部具有倒圆构型。梁构件154在连接到基部构件140时悬伸于第一区段144的一部分之上,如将描述的。盖构件142的下侧具有一对悬垂柱155,该悬垂柱155与基部构件140上的接收件152配合,如将描述的。盖构件142的外周界限定了唇缘或凸缘28。在示例性实施方案中,盖构件142可以具有协作地限定壳体24的侧壁25的悬垂壁。在这样的构型中,基部构件140可以在侧壁上限定壁架以接纳盖构件142上的悬垂壁。
172.图68至图71还示出了接口组件156的部件。接口组件156具有支撑电连接器82的载体157,诸如参考图32示意性描述的。电连接器82各自具有限定触体的远端端部,该触体由载体157可回弹地支撑,载体157将与模块22上的相应触体配合。电连接器82具有围绕载体157的弯曲部,并且具有其上具有多个指状物158的近端端部。在一个实施方案中,四个指状物158与每个连接器82相关联,并且指状物158可以以花瓣布置布置。如下面更详细解释的,接口组件156还可以包括填充材料159或灌封化合物159。还应当理解,如图69中所示出的,在与插入构件37的延伸部21连接之前,连接器的端部82a在预定位置处被折断。
173.如图72至图73中所示出的,接口组件156可操作地连接到插入构件37的延伸部21,该延伸部21在其上具有引线11。为了那个目的,指状物158连接到延伸部21,其中在引线11和连接器82之间存在接合。这种接合可以从图72中看到和理解,并且也可以从图32中理解。在示例性实施方案中,指状物158突出通过延伸部21,其中多个指状物158中的每一个以圆周方式延伸通过延伸部21并接合延伸部21。如图72中进一步示出的,应当理解,尾部21a可以进一步折叠以邻近延伸部21的后侧面定位。如所讨论的,具有第六和第七连接器的尾部21a可以具有连接到其上的pcb构件90(pcb构件90可以是唯一的识别芯片),以起到如先前所描述的作用。应当理解,延伸部21和载体157定位成从插入构件37的上平面表面悬垂。如图74中进一步所示出的,载体157定位在壳体24的基部构件140的第一横向狭槽148中。载体157被设定尺寸成紧密地配合并保持在第一横向狭槽148中。连接器82面向由壳体24限定的第一区段144。如从图75至图76可以理解的,应理解,填充材料159或灌封化合物159可以通过基部构件140中邻近第二横向狭槽150的开口150a(图65)注入到第二横向狭槽150中。灌封化合物159在示例性实施方案中可以是热固性塑料,并且也可以是一种或更多种其他材料。灌封化合物159填充第二横向狭槽150并围绕其中延伸部21连接到由载体157保持的连接器82的区域延伸,从而提供保护连接。在一个实施方案中,灌封化合物159保持期望量的柔性以增强延伸部21和端口14之间的连接。灌封化合物159可以抵抗冲击和振动,同时还可以抵抗湿气侵入和腐蚀剂。还应当理解,基部构件140被定位在插入构件37处,其中接收件
152与穿过插入构件37的相应的开口28b对齐。盖构件142定位在插入构件37的顶表面上,其中悬垂柱155装配到接收件152中(图62至图67)。执行超声波焊接操作以将盖构件142连接到基部构件140。这种连接类似于如图31中所示出的钉28a的连接。用于将盖构件142连接到基部构件140的其它连接技术可以在其他实施方案中使用,包括卡合连接或其它机械连接。应当理解,梁构件154在接口20上方延伸,其中连接器82被保护在壳体24中。这种构型提供了端口14到插入构件37的牢固连接,并且用于与模块22的进一步可操作连接,如本文中所描述。
174.图77至图90公开了模块22的一个实施方案的附加的视图和特征,这在下面更详细地描述。如先前所讨论的,模块22被端口14接纳并可操作地连接到端口14,以收集、存储和/或处理从传感器组件12接收的数据。应当理解,模块22容纳用于这样的目的的各种部件,包括但不限于印刷电路板、电源、灯构件、接口以及不同类型的传感器(包括多轴加速度计、陀螺仪和/或磁力计)。
175.模块22通常包括壳体170,壳体170支撑具有电连接器的接口23,电连接器形成用于与端口14的接口20配合的触体。如下面更详细地解释的,与模块22的接口23相关联的触体被形成为使得它们处于密封构型以防止湿气侵入。模块22还具有仅在关照时视觉上可感知的无正面led光指示器。最后,模块22利用增强模块22的操作的独特的接地面扩展器。
176.如图79至图83中所示出的,模块22的壳体170支撑接口组件171。接口组件171具有多个连接器172和模块载体173。连接器172各自具有形成触体的远端端部,该触体共同限定了模块22的接口23。应当理解,连接器172是插入模制的,使得材料形成在连接器172周围以限定模块载体173。还应当理解,连接器172的部分172a(图79)在预定位置处被折断,以使连接器172以适当的长度放置,用于进一步的可操作连接。壳体170通常具有模块基部构件174,该模块基部构件174具有外部基部构件175和内部基部构件176。壳体170还具有模块顶部构件177,该模块顶部构件177具有外部顶部构件178和内部顶部构件179。模块基部构件175、176、模块顶部构件178、179和接口组件171协作以提供围绕连接器172的密封构型。连接器172可被认为具有包覆模制构型。这些部件还形成内部腔,其中壳体170支撑内部部件,包括可操作地连接到连接器172的印刷电路板180。
177.如所讨论的,连接器172是插入模制的,其中模块载体173围绕连接器172形成。应当理解,外部基部构件175诸如在注塑模制工艺中形成,并且限定了端部开口。在这样的工艺中,连接器172可以充分地支撑在模具中,以承受与注塑模制工艺相关联的压力。接口组件171和外部基部构件175被放置在模具中,其中接口组件171定位在端部开口处并由外部基部构件175支撑。在进一步的注塑模制工艺中,额外的材料被注塑到模具中以形成内部基部构件176。内部基部构件176围绕模块载体173和连接器172的远端端部形成,并且还抵靠外部基部构件175的表面。众所周知,内部腔由内部基部构件176限定,其中印刷电路板180支撑在其中。应当理解,连接器172可操作地连接到印刷电路板180。还应当理解,模块22的部件被支撑在内部腔中。如下面更详细地解释的,连接器172以与过模制工艺密封隔离的方式构造。
178.在一个实施方案中,如图85至图86和图89至图90中所示出的模块顶部构件177,包括内部顶部构件179和外部顶部构件178,模块顶部构件177也可以使用注塑技术形成。如图88中所示出的,内部顶部构件179具有穿过其中的孔181。外部顶部构件178通常是平面构
件。内部顶部构件179定位在基部构件174上方,并且外部顶部构件178定位在内部顶部构件179上方。顶部构件177连接到基部构件175以封装模块22的内部部件。
179.利用这种结构构型,连接器172被密封以防止潜在的湿气侵入。如图84中所示出的,载体173大致在连接器172的内表面处与连接器172面对面接合。此外,内部基部构件176大致在连接器172的外表面处围绕连接器172定位。内部基部构件176还具有接合表面182,该接合表面182邻接并接合由外部基部构件175限定的接合表面183。如图84中进一步示出的,利用这样的构型,由虚线l表示的曲折路径被限定。这样的曲折路径l最小化湿气侵入的机会。例如,在使用期间,用户可能跑着经过水坑,可能使端口14和模块22暴露于湿气。在示例性实施方案中,连接器172被认为密封到5atm。在模块载体173和内部基部构件176之间,靠近曲折路径l(诸如在图84中的一个或两个点p处),可以使用结合材料(例如粘合剂)。
180.应当理解,模块22被接纳在端口14中。模块22的前部端部通过中心孔153插入并且进入到第一区段144中。模块22被设定尺寸成在大小上大致对应于第一区段144并且处于过盈配合。在这样的构型中,模块22上的接口23与端口14上的接口20可操作地接合,其中接口20、23的各自的触体面对面接触。因此,该构造使得模块22的接口23被迫抵靠端口14的接口20。模块22可以在后表面上具有凹部184,该凹部184接纳壳体24的突起151,以有助于通过卡扣连接将模块22保持在端口14中。用户可以在指状凹部29a的帮助下通过接近模块22而容易地将模块22从端口移除。因此,当需要时,诸如为了充电或传输数据,或者当用用于不同应用的不同类型的模块替换用于一个应用的一种类型的模块22,或者用刚充好电的模块22替换电耗尽的模块22时,模块22可以容易地插入到端口14中并从端口14移除。
181.如图85至图90中所示出的,模块22设置有灯组件185,以向用户提供发光指示。灯组件185可操作地连接到印刷电路板180。灯组件185通常包括灯构件186和导光器187。在示例性实施方案中,灯构件186是led灯构件,但是也可以使用其他灯构件。灯构件186具有弧形区段188,并且被构造成在第一方向上投射光,诸如由箭头a1所示出的,在示例性实施方案中,该第一方向可以是水平方向。灯构件186可以被认为是侧面发光的led。导光器187具有限定第一通路190的第一区段189,该第一通路190构造成在第一方向上。第一区段189具有凹入区域,该凹入区域大致对应于灯构件186的弧形区段188并接纳灯构件186的弧形区段188,以从灯构件186捕获尽可能多的光。因此,第一区段189与灯构件186的弧形区段188处于相面对的关系,并且部分地环绕灯构件186。如图中所示出的,导光器187具有有助于将光传播到更大区域从而沿着弧线将光传播出去的几何形状。导光器187还具有限定第二通路192的第二区段191,第二通路192被构造成在第二方向上。第二通路192向上且成角度地延伸,并且因此不同于第一方向。在一个示例性实施方案中,第二区段191以近似45度的角度倾斜,该角度被确定为增强光的反射。第二通路192具有靠近内部顶部构件179中的孔181定位的远端端部。导光器187可以用分散剂处理,诸如通过在注射模制导光器之前将试剂添加到树脂中。因为灯构件186和导光器187被构造成处于相面对的关系,所以这些部件实现了最小化的占用面积,这是有帮助的,因为有限的面积被限定在模块22中。在操作中,灯构件186根据需要经由印刷电路板180激活。光被投射在箭头a1所示的方向上。基于导光器187的形状,光也以弧形构型投射。光在这些方向上投射到第一通路190中。导光器187将光在箭头a2的方向上向上引导到第二通路192中。当光最初从侧面发光led投射出时,光从方向a1过渡到朝向第二通路192的倾斜方向。然后,光在方向a2上穿过孔181,并且透过外部顶部构
件178。导光器187的几何形状被定制成在如所示出的在非常短的路径长度上均匀地分散光。与导光器187一起使用的分散剂有助于使光更均匀地漫射,从而最小化来自灯构件186的光的聚集。由于所涉及的短路径长度,led灯构件186可以投射在某些区域中具有更集中亮度的光。利用本设计,光在穿过孔181的有限的光梯度的地方更均匀地传播和反射。定位在孔181上方的外部顶部构件178在材料的厚度和着色剂装填方面被构造成提供期望的半透明性。因此,如从图90和91中可以理解,当灯构件186未被点亮时,用户不能检测到模块22中存在led,从而提供空白或“空正面(dead-front)”外观。一旦灯构件186被激活,光沿着箭头a1被引导,并且沿着箭头a2被向上引导,并且穿过孔181和外部顶部构件178,如通过图91中的标记lt所示出的。利用导光器187和顶部构件的几何形状和处理,光以更加增强的方式被反射,以在光透过顶部构件照射出来的整个区域上提供均匀分散的光。还可以添加额外的结构,以便以更加增强的方式反射光。例如,导光器187可以设置有表面纹理以增强光反射。导光器187的倾斜壁或其他表面可以被涂上油漆或具有在其上施加的贴纸,以在光反射中实现期望的变化。应当理解,灯构件186可以以多种颜色投射光。灯构件186提供用于指示各种参数的标记,包括模块22的电池寿命。
182.本文中描述的端口14和模块22的构造提供了滑动配合。该构造提供了防水构型,并防止湿气侵入。当保持端口14和模块22之间的可操作连接时,这些性能被实现。接口组件上的指状物158还提供了与插入构件37的延伸部21的牢固连接,这是因为指状物和延伸部之间的接合位置被最大化。填充材料159被选择为具有期望的硬度以提供足够的柔性和抗腐蚀性能。在一个示例性实施方案中,填充材料159可以具有邵氏a级硬度30或更低。填充材料159围绕延伸部21和接口组件156之间的连接提供保护。壳体和插入构件37的接收件/柱连接还向插入构件37提供应力释放,以最小化插入构件37在使用期间撕裂的可能性。
183.图91至图94公开了与模块22相关联的接地面扩展器相关的附加特征。特别地,进一步的方面涉及最大化一个或更多个电子设备(诸如模块22)的pcb层的表面面积。某些方面涉及增加pcb的接地面层的表面面积。图91示出了示例pcb 1002的透视俯视图,其可以包括电通信中的一个或更多个部件,包括但不限于处理器、电容器、二极管、电阻器和/或其组合。pcb 1002被示出为在水平轴(“x”轴)上是平面的,然而,本领域的技术人员将理解,pcb 1002(或操作通信中的多个单独的pcb)可以被配置以形成非平面结构。pcb 1002还包括由导电材料(诸如例如铜)形成的接地面层(参见1004)。如图91中所示出的,接地面层1004的可见部分定位在pcb 1002的周界周围,然而,层1004的部分可以设置和/或连接到pcb 1002的其他部分。
184.在某些实施方案中,pcb 1002的至少一个部件可以被配置成与便携式电源(诸如例如电池(图91至图93中未示出,但图94中示出))可操作地通信。pcb 1002可以被配置成放置在具有有限尺寸的用于电池或其他形式的便携式电源的便携式设备内。由于便携式设备的上述尺寸限制,电池通常很小,并且如此可能在充电和/或有限的放电速率之间具有有限的服务时间。根据一个实施方案,pcb 1002可以包括空间,诸如电池空间1006。如图91中所示出的,电池空间1006包括沿着pcb 1002的x和z平面的区域,以允许将电源邻近pcb 1002放置。pcb 1002可以被制造成产生电池空间1002的尺寸,或者可以被配置成被改变(诸如通过卡扣区和/或交替厚度的区域)以形成一个或更多个电池空间。在这点上,尽管示例性空间是电池空间,但是本领域技术人员将理解,本公开不限于被配置用于容纳或定位电池的
那些区域和/或空间。
185.尽管pcb 1002的电池空间1006被示出为在三个侧面上被pcb 1002的各部分包围的狭槽构型,但是本领域技术人员将容易理解,pcb 1002的形状、尺寸和/或构型仅仅是说明性的,并且其他形状也在本公开的范围内。电池空间1006的确切形状和大小可以由其预期用途决定,并且不受本公开的限制。因此,对电池空间1006的唯一要求是包括沿着pcb 1002的水平面(例如,沿着x轴)的区域,以允许电源沿着同一平面并邻近pcb 1002放置。如图94中所示出的,其示出了pcb 1002的侧视图,诸如电池1008的电池可以沿着pcb 1002的水平面(x轴)定位。因为电池1008占据电池空间1006内的面积,所以与不具有空间(诸如电池空间1008)的pcb相比,pcb 1002的表面面积最小化,但取而代之的是包括位于同一点的接地面层1004的更大的面积。
186.根据某些实施方面,接地面扩展器(例如,参见1010)可以电连接到pcb 1002的接地面层1004。图92示出了根据一个实施方案的示例接地面扩展器1010。接地面扩展器1010可以由有效增加接地面层1004的表面面积的任何材料形成。在一个实施方案中,接地面扩展器可以包括铜和/或铝,然而,在进一步的实施方案中,任何导电材料可以用于接地面扩展器1010的至少一部分。一个或更多个连接器1012可以被使用以允许扩展器1010和接地面层1004之间的接触(和/或对齐),或者通过导电粘合剂、钎焊,经过钎焊、焊接、卡合以及它们的组合。如图92中最佳示出的,扩展器1010可以邻近电池1008的一个侧面(例如,顶部)放置,并且包括诸如顶部区(例如,1014)的部分,该部分大体上平行于pcb 1002并且因此沿着水平(x)轴与pcb 1002平齐。例如,扩展器1010可以包括可操作地连接到pcb 1002并从pcb 1002延伸到顶部区1016的垂直脊1016。顶部区1016可以包括一个或更多个孔1018,该一个或更多个孔1018可以允许来自周围部件(包括电池1008)的热交换。
187.如图94中所看到的,扩展器1010被示出为邻近电池1008的第一侧(例如,顶侧),并且与pcb 1002电连接,并且天线1020被定位成邻近电池1008的相对侧(例如,底部)。在图94的示例性实施方案中,接地面扩展器1010和天线1020还与pcb 1002成平行构型并且接地面扩展器1010和天线1020彼此成平行构型。因此,在至少一个实施方案中,便携式设备可以包括三个层:第一层,其包括诸如扩展器1010的接地面扩展器;第二层,其包括电池,该电池定位成使得电池的至少一部分沿着与可操作地连接到接地面扩展器的pcb相同的平面;以及第三层,其包括天线,诸如天线,诸如天线1020。在说明性实施方案中,层垂直地布置;然而,其他布置也在本公开的范围内。在这个方面,除非另有说明,否则不要求每一层与相邻层的相邻表面直接物理接触。例如,不要求天线1020与电池1008的相邻表面直接物理接触。
188.图6示出了示例电子模块22的示意图,该电子模块22包括通过数据发送/接收系统107的数据发送/接收能力,该数据发送/接收系统107可以根据本发明的至少一些示例来使用。虽然图6的示例结构图示了集成到电子模块结构22中的数据发送/接收系统(tx-rx)107,但是本领域的技术人员将理解,在本发明的所有示例中,可以包括单独的部件作为鞋类结构100或用于数据发送/接收目的的其他结构的一部分,和/或数据发送/接收系统107不需要完全包含在单个壳体或单个包装中。相反,如果需要的话,数据发送/接收系统107的各个部件或元件可以彼此分离,在不同的壳体中,在不同的板上,和/或以各种不同的方式与鞋类物品100或其他设备单独地接合,而不背离本发明。下面更详细地描述不同的潜在安装结构的各种示例。
189.在图6的示例中,电子部件22可以包括用于向一个或更多个远程系统发送数据和/或从一个或更多个远程系统接收数据的数据发送/接收元件107。在一个实施方案中,发送/接收元件107被配置成通过端口14进行通信,诸如通过以上描述的接触式或非接触式接口。在图6中所示出的实施方案中,模块22包括接口23,该接口23被配置成连接到端口14和/或传感器16。在图6中所图示的模块22中,接口23具有与端口14的接口20的端子11互补的触体,以与端口14连接。在其他实施方案中,如以上所描述的,端口14和模块22可以包含不同类型的接口20、23,该接口22、23可以是接触式的或无线的。应当理解,在一些实施方案中,模块22可以通过tx-rx元件107与端口14和/或传感器16接口。因此,在一个实施方案中,模块22可以在鞋类100的外部,并且端口14可以包括用于与模块22通信的无线发射器接口。这个示例的电子部件22还包括处理系统202(例如,一个或更多个微处理器)、存储器系统204和电源206(例如,电池或其他电源)。在一个实施方案中,电源206可以被配置用于感应充电,诸如通过包括线圈或其他感应构件。在这个构型中,可以通过将鞋类物品100放置在感应垫或其他感应充电器上来对模块22充电,从而允许在将模块22从端口14移除的情况下进行充电。在另一个实施方案中,电源206可以另外地地或替代地被配置成使用能量收集技术充电,并且可以包括用于能量收集的设备,诸如充电器,其通过由于用户的移动而吸收动能来对电源206进行充电。
190.如图6中所示出的,连接到一个或更多个传感器可以被实现,但是额外的传感器(未示出)可以被提供以感测或提供与各种不同类型的参数相关的数据或信息,诸如与鞋类物品100的用途或用户相关联的物理或生理数据,包括计步器类型的速度和/或距离信息、其他速度和/或距离数据传感器信息、温度、海拔、气压、湿度、gps数据、加速度计输出或数据、心率、脉搏率、血压、体温、ekg数据、eeg数据、关于角度定向以及在角度定向上的改变(诸如基于陀螺仪的传感器)的数据等,并且这个数据可以存储在存储器204中和/或使得可获得,例如用于通过发送/接收系统107发送到某个远程位置或系统。如果存在,另外的传感器还可以包括加速度计(例如,用于感测迈步期间的方向变化,诸如用于计步器类型的速度和/或距离信息,用于感测跳跃高度等)。在一个实施方案中,模块22可以包括另外的传感器208,诸如加速度计,并且来自传感器16的数据可以与来自加速度计208的数据集成,诸如通过模块22或外部设备110。
191.作为另外的示例,以上描述的各种类型的电子模块、系统和方法可以用于为鞋类物品提供自动冲击衰减控制。例如,这样的系统和方法可以像美国专利第6,430,843号、美国专利申请公开第2003/0009913号和美国专利申请公开第2004/0177531号中描述的那样操作,以上申请描述了用于主动和/或动态控制鞋类物品的冲击衰减特性的系统和方法(美国专利第6,430,843号、美国专利申请公开第2003/0009913号和美国专利申请公开第2004/0177531号各自通过引用整体并入本文并成为本文的一部分)。当用于提供速度和/或距离类型信息时,美国专利第5,724,265号、第5,955,667号、第6,018,705号、第6,052,654号、第6,876,947号和第6,882,955号中描述的类型的感测单元、算法、和/或系统可以被使用。这些专利各自通过引用整体并入本文。在美国专利申请公开第2010/0063778号和第2010/0063779号中描述了传感器和传感器系统的另外的实施方案以及使用该传感器和传感器系统的鞋类物品和鞋底结构和构件,这些申请通过引用以其整体并入本文并成为本文的一部分。
192.电子模块22还可以包括激活系统(未示出)。激活系统或其部分可以与模块22或与鞋类物品100(或其他设备)接合,连同与电子模块22的其他部分接合或分离。激活系统可以用于选择性地激活电子模块22和/或电子模块22的至少一些功能(例如,数据发送/接收功能等)。在不脱离本发明的情况下,可以使用各种不同的激活系统,并且各种这样的系统将在下面关于各种所包括的附图进行更详细的描述。在一个示例中,传感器系统12可以通过以特定模式激活传感器16来激活和/或去激活,诸如连续或交替的鞋尖/鞋跟点地。在另一个示例中,传感器系统12可以由按钮或开关激活,按钮或开关可以位于模块22上、鞋100上、或者与传感器系统12通信的外部设备上以及其他位置。在这些实施方案中的任何一个中,传感器系统12可以包含“睡眠”模式,该模式可以在设定的不活动的时间段之后去激活系统12。在可替代实施方案中,传感器系统12可以作为不激活或去激活的低功率设备来操作。
193.如图23中所示出的,模块22还可以被配置成与外部设备110通信,外部设备110可以是外部计算机或计算机系统、移动设备、游戏系统或其他类型的电子设备。图23中所示出的示例性外部设备110包括处理器302、存储器304、电源306、显示器308、用户输入310和数据发送/接收系统108。发送/接收系统108被配置成通过任何类型的已知电子通信(包括以上和本文其他地方描述的接触式和非接触式通信方法)经由模块22的发送/接收系统107与模块22通信。应当理解,模块22和/或端口14可以被配置成与多个外部设备通信,包括各种不同类型和配置的电子设备,并且还包括用于将信息传递到另一个外部设备的中间设备,并且可能或可能不会进一步处理这样的数据。另外,模块22的发送/接收系统107可以被配置用于多种不同类型的电子通信。还应当理解,如果需要,鞋100可以包括单独的电源来操作传感器16,诸如电池、压电、太阳能电源等。在图3至图22b的实施方案中,传感器16通过与模块22的连接来接收电力。
194.如以下所描述的,这样的传感器组件可以定制成与用于电子模块22和/或外部设备110的特定软件一起使用。第三方可以以一个压缩包与具有定制的传感器组件的鞋底插入件一同提供这样的软件。模块22和/或整个传感器系统12可以与用于分析从传感器16获得的数据的一个或更多个算法协作,包括存储在模块、外部设备110或其他部件上和/或由模块、外部设备110或其他部件执行的算法。
195.在操作中,传感器16根据其功能和设计收集数据,并且将数据发送到端口14。端口14然后允许电子模块22与传感器16接口,并收集数据用于以后使用和/或处理。在一个实施方案中,数据以通用可读的格式收集、存储和发送,因此数据能够被多个用户通过各种不同的应用程序访问和/或下载,用于在各种不同的目的中使用。在一个示例中,数据以xml格式收集、存储和发送。在一个实施方案中,模块22利用图20中所示的电路10,通过对测量端子104b处的电压降进行测量来检测传感器16中的压力变化,该电压降反映了当前接通的特定传感器16的电阻上的变化。图27图示了针对传感器16的压力-电阻曲线的一个示例,其中虚线图示了由于诸如插入件37的弯曲之类的因素造成的曲线的潜在偏移。模块22可以具有激活电阻ra,该激活电阻ra是用于模块22记录传感器上的压力所必需的检测电阻。产生该电阻的对应的压力被称为激活压力pa。激活电阻ra可以被选择为对应于特定的激活压力pa,在该特定的激活压力pa处,模块22需要记录数据。在一个实施方案中,激活压力pa可以是大约0.15bar、大约0.2bar或大约0.25bar,并且对应的激活电阻ra可以是大约100kω。另外,在一个实施方案中,最高灵敏度范围可以是从150到1500mbar。在一个实施方案中,按照图3
至图22b中所示出的进行构造的传感器系统12可以检测0.1至7.0bar(或大约0.1至7.0atm)的范围内的压力,并且在另一个实施方案中,传感器系统12可以以高的灵敏度检测在这个范围内的压力。
196.在不同的实施方案中,传感器系统12可以被配置为收集不同类型的数据。在一个实施方案中(以上描述的),传感器16可以收集关于按压的次数、顺序和/或频率的数据。例如,系统12可以记录穿着鞋类100时产生的迈步、跳跃、急转、踢或其他压缩力的数量或频率,以及其他参数,诸如接触时间和飞行时间(flight time)。定量传感器和二进制开/关型传感器两者都可以收集这种数据。在另一个示例中,系统可以记录鞋类产生的压缩力的序列,该压缩力的序列可以用于诸如确定足部旋前或旋后、重量转移、足部触地模式或其他这样的应用的目的。在另一个实施方案中(同样是以上描述的),传感器16能够定量地测量鞋100的相邻部分上的压缩力,并且数据因此能够包括定量压缩力和/或冲击测量。鞋100的不同部分上的力的相对差异可以用于确定鞋100的重量分布和“压力中心”。对于一个或两个鞋100,重量分布和/或压力的中心可以独立地计算,或者可以对两个鞋汇总计算,以便为一个人的整个身体找到压力中心或重量分布中心。在进一步的实施方案中,传感器16可以能够测量压缩力、接触时间、飞行时间或冲击之间的时间(诸如对于跳跃或跑步而言)上的变化率,和/或其他时变参数。应当理解,在任何实施方案中,传感器16在记录力/冲击之前可能需要一定的阈值力或冲击,如以上所描述的。
197.如以上所描述的,数据通过通用端口14以通用可读格式提供给模块22,使得可以使用数据的应用程序、用户和程序的数量几乎不受限制。因此,端口14和模块22根据用户的需要被配置和/或编程,并且端口14和模块22从传感器系统12接收输入数据,该数据可以以不同应用所需的任何方式使用。模块22可以能够识别所接收的数据是与左鞋相关还是与右鞋相关,诸如通过使用如本文中描述的唯一标识芯片92。模块22可以根据对lir鞋的识别来不同地处理数据,并且还可以将数据发送到外部设备110,确定数据是否来自lir鞋。外部设备110同样也可以基于lir鞋的标识不同地处理或以其他方式处理数据。在一个示例中,传感器16到端子11和接口20的连接在左插入件37和右插入件37之间可以是不同的,如图12中所示出的并如以上所讨论的。根据这种布置,来自左插入件37的数据可以与来自右插入件37的数据不同地解释。模块22和/或电子设备110可以相对于包含在唯一标识芯片92上的其他标识信息执行类似的动作。在许多应用中,数据在使用之前由模块22和/或外部设备110进一步处理。在外部设备110进一步处理数据的配置中,模块22可以将数据发送到外部设备110。这个发送的数据可以以相同的通用可读格式发送,或者可以以另一种格式发送,并且模块22可以被配置成改变数据的格式。另外,模块22可以被配置和/或编程以收集、利用和/或处理来自传感器16的用于一个或更多个特定应用的数据。在一个实施方案中,模块22被配置用于收集、利用和/或处理用于在多个应用中使用的数据。下面给出了这样的用途和应用的示例。如本文中所使用的,术语“应用”通常指特定用途,并且不一定指计算机程序应用中的用途,因为该术语在计算机领域中使用。然而,特定应用可以全部或部分地体现在计算机程序应用中。
198.此外,在一个实施方案中,模块22可以从鞋类100移除,并且用配置用于不同于第一模块22操作的第二模块22替换。例如,通过提起足部接触构件133、将第一模块22从端口14分离并从壳体24移除第一模块22、然后将第二模块22插入到壳体24中并将第二模块22连
接到端口14、且最后将足部接触构件133放回到适当位置中来完成替换。第二模块22可以被编程和/或配置为不同于第一模块22。在一个实施方案中,第一模块22可以被配置成在一个或更多个特定应用中使用,并且第二模块22可以被配置成在一个或更多个不同的应用中使用。例如,第一模块22可以被配置成在一个或更多个游戏应用中使用,并且第二模块22可以被配置成在一个或更多个运动表现监测应用中使用。此外,模块22可以被配置成在相同类型的不同应用中使用。例如,第一模块22可以被配置成在一个游戏或运动表现监测应用中使用,并且第二模块22可以被配置成在不同的游戏或运动性能监测应用中使用。作为另一个示例,模块22可以被配置用于相同游戏或性能监测应用中的不同用途。在另一个实施方案中,第一模块22可以被配置成收集一种类型的数据,并且第二模块22可以被配置成收集不同类型的数据。本文中描述了这种类型的数据的示例,包括定量力和/或压力测量、相对力和/或压力测量(即,传感器16相对于彼此)、重量移位/转移、力和/或压力变化的冲击序列(诸如用于足部触地模式)率等。在进一步的实施方案中,第一模块22可以被配置成以与第二模块22不同的方式利用或处理来自传感器16的数据。例如,模块22可以被配置成仅收集、存储和/或传送数据,或者模块22可以被配置成以某种方式进一步处理数据,诸如组织数据、改变数据的形式、使用数据执行计算等。在又一实施方案中,模块22可以被配置成不同地通信,诸如具有不同的通信接口或者被配置成与不同的外部设备110通信。模块22在其它方面也可以不同地起作用,包括在结构和功能方面两者,诸如使用不同的电源或包括附加的或不同的硬件部件,诸如如以上所描述的附加传感器(例如gps、加速度计等)。
199.针对系统12所收集的数据的一个预期用途是测量重量转移,这对于许多体育活动是重要的,诸如高尔夫挥杆、棒球/垒球挥杆、曲棍球挥杆(冰上曲棍球或陆上曲棍球)、网球挥杆、投掷/投球等。由系统12收集的压力数据可以给出关于平衡和稳定性的有价值的反馈,用于在任何适用运动领域中改进技术使用。应当理解,基于由此收集的数据的预期用途,或多或少昂贵和复杂的传感器系统12可以被设计。
200.系统12收集的数据可以在测量各种其他运动性能特性中使用。数据可以用于测量足部旋前/旋后、足部触地模式、平衡的程度和/或速度,以及其他这样的参数,这些参数可以用于在跑步/慢跑或其他体育活动中改进技术。关于旋前/旋后,对数据的分析还可以用作对旋前/旋后的预测。速度和距离监测可以被执行,这可以包括基于计步器的测量,诸如接触测量或悬于空中的时间测量(loft time measurement)。跳跃高度也可以被测量,诸如通过使用接触时间或悬于空中的时间测量。横向急转力可以被测量,包括在急转期间施加到鞋100的不同部分的不同的力。传感器16还可以定位成测量剪切力,诸如足部在鞋100内横向滑动。作为一个示例,额外的传感器可以并入到鞋100的鞋面120的侧面中,以感测对侧面的力。
201.该数据或由此导出的测量值对于运动训练目的可以是有用的,包括提高速度、力量、敏捷度、一致性、技术等。端口14、模块22和/或外部设备110可以被配置成给用户主动的、实时的反馈。在一个示例中,端口14和/或模块22可以被放置成与计算机、移动设备等通信,以便实时传达结果。在另一个示例中,一个或更多个振动元件可以包括在鞋100中,该一个或更多个振动元件可以通过振动鞋的一部分来给用户反馈以帮助控制运动,诸如美国专利第6,978,684号中公开的特征,该专利通过引用并入本文并成为本文的一部分。另外,数据可以用于比较运动动作,诸如将该动作与用户过去的动作进行比较,以显示一致性、改进
性或缺乏一致性,或者将用户的动作与另一个的相同的动作进行比较,诸如职业高尔夫球手的挥杆。此外,系统12可以用于记录用于运动员的“标志性”运动动作的生物力学数据。这个数据可以被提供给其他人,用于在复制或模拟该动作中使用,诸如用于在游戏应用程序中使用或在使一个动作叠加在用户的类似动作上的影子应用程序中使用。
202.系统12还可以被配置用于“全天活动”跟踪,以记录用户在一天的过程程中参与的各种活动。系统12可以包括用于这个目的的特殊算法,诸如在模块22、外部设备110和/或传感器16中。
203.系统12还可以用于控制应用程序,而不是数据收集和处理应用程序。换句话说,系统12可以被并入到鞋类或经历身体接触的其他物品中,以基于由传感器16检测到的用户的动作在控制外部设备110(诸如计算机、电视、游戏机等)的过程中使用。实际上,具有并入的传感器16和延伸到通用端口14的引线18的鞋类允许鞋类充当输入系统,并且电子模块22可以被配置、编程并适于接受来自传感器16的输入,并且以任何期望的方式使用这个输入数据,例如作为用于远程系统的控制输入。例如,带有传感器控制的鞋可以被用作控制或输入设备用于计算机,或者用于由计算机执行的程序,类似于鼠标,其中,某些足部运动、姿势等(例如,足部轻叩(foot tap)、双足轻叩、鞋跟轻叩、双鞋跟轻叩、左右足部移动、足部定向(foot-point)、足部弯曲等)可以控制计算机上预先指定的操作(例如,向下翻页、向上翻页、撤消、复制、剪切、粘贴、保存、关闭等)。为了这个目的,软件可以被提供以将足部姿势分配给不同的计算机功能控件。可以设想,操作系统可以被配置成接收和识别来自传感器系统12的控制输入。电视或其他外部电子设备可以以这种方式被控制。包含系统12的鞋类100也可以在游戏应用和游戏程序中使用,类似于nintendo wii控制器,其中特定的运动可被分配某些功能和/或可用于在显示屏上产生用户的运动的虚拟表示。作为一个示例,压力中心数据和其他重量分布数据可以在游戏应用中使用,这可能涉及平衡、重量疑为和其他性能活动的虚拟表示。系统12可以用作用于游戏或其他计算机系统的专用控制器,或者用作补充控制器。美国临时申请第611138,048号中示出并描述了使用用于鞋类物品的传感器系统作为用于外部设备的控制和用于这样的控制的足部姿势的配置和方法的示例,该申请通过引用以其整体并入本文。利用各种姿势来控制一个或更多个系统的进一步的实施方案将在下面进一步详细讨论,并在图95至图99中示出,图95至图99描述了用于张紧系统的基于姿势的控制。
204.另外,系统12可以被配置成直接与外部设备110和/或与用于外部设备的控制器通信。如以上所描述的,图6图示了用于电子模块22和外部设备之间通信的一个实施方案。在图23中所示出的另一个实施方案中,系统12可以被配置用于与外部游戏设备11oa通信。外部游戏设备11oa包含与图6中所示出的示例性外部设备110相似的部件。外部游戏设备11oa还包括至少一个游戏媒体307和至少一个远程控制器305,游戏媒体307包含游戏程序(例如,盒式磁带、cd、dvd、蓝光或其他存储设备),远程控制器305被配置成通过发送/接收元件108通过有线和/或无线连接进行通信。在所示出的实施方案中,控制器305补充用户输入310,然而在一个实施方案中,控制器305可以用作唯一的用户输入。在这个实施方案中,系统12设置有配件设备303,诸如具有usb插件的无线发射器/接收器,配件设备303被配置成连接到外部设备110和/或控制器305以使能够与模块22通信。在一个实施方案中,配件设备303可以被配置成连接到一个或更多个附加控制器和/或外部设备,这些附加控制器和/或
外部设备与控制器305和外部设备110具有相同和/或不同的类型。应当理解,如果系统12包括以上描述的其他类型的传感器(例如,加速度计),则这样的附加的传感器也可以被并入到控制外部设备110上的游戏或其他程序中。
205.诸如计算机/游戏系统的外部设备110可以设置有与系统12交互的其他类型的软件。例如,游戏程序可以被配置成基于用户的现实生活中的活动来改变游戏中角色的属性,这可以鼓励用户锻炼或更多地活动。在另一个示例中,程序可以被配置成显示与通过鞋的感测系统收集的用户活动相关或相称地扮演的用户的头像。在这样的配置中,如果用户活跃,头像可显得兴奋、精力充沛等,并且如果用户不活跃,则头像可显得困倦、懒惰等。传感器系统12还可以被配置用于更精细的感测,以记录描述运动员的“标志性移动”的数据,然后该数据可以用于各种目的,诸如用在游戏系统或建模系统中。
206.包含如本文中所描述的传感器系统12的单个鞋类物品100可以单独使用或与具有其自身传感器系统12’的第二鞋类物品100’组合使用,诸如图24至图26中所图示的一对鞋100、100’。第二鞋100’的传感器系统12’通常包含一个或更多个传感器16’,该一个或更多个传感器16’通过传感器引线18’连接到与电子模块22’通信的端口14’。图24至26中所示出的第二鞋100’的第二传感器系统12’具有与第一鞋100的传感器系统12相同的构型。然而,在另一个实施方案中,鞋100、100’可以具有拥有不同构型的传感器系统12、12’。两个鞋100、100’都被配置用于与外部设备110通信,并且在所图示的实施方案中,鞋100、100’中的每一个具有被配置用于与外部设备110通信的电子模块22、22’。在另一个实施方案中,两个鞋100、100’可以具有端口14、14’,端口14、14’被配置用于与相同的电子模块22通信。在这个实施方案中,至少一个鞋100、100’可以被配置用于与模块22进行无线通信。图24至图26图示了用于模块22、22’之间通信的各种模式。
207.图24图示了“网状”通信模式,其中模块22、22’被配置成彼此通信,并且还被配置成与外部设备110独立通信。图25图示了“菊花链”通信模式,其中一个模块22’通过另一个模块22与外部设备110通信。换句话说,第二模块22’被配置成向第一模块22传送信号(该信号可以包括数据),并且第一模块22被配置成向外部设备110传送来自模块22、22’两者的信号。同样,外部设备通过第一模块22与第二模块22’通信,通过向第一模块22发送信号,第一模块22将信号传送给第二模块22’。在一个实施方案中,模块22、22’还可以为了除了向外部设备110发送信号和从外部设备110发送信号之外的目的而彼此通信。图26图示了“独立”通信模式,其中每个模块22、22’被配置成与外部设备110独立通信,并且模块22、22’没有被配置成彼此通信。在其他实施方案中,传感器系统12、12’可以被配置成彼此通信和/或以其他方式与外部设备110通信。
208.实施方案可以包括使用一个或更多个姿势、运动、移动、动作或可以使用一个或更多个传感器检测到的其他行为来控制各种系统、设备和其他部件的装置。示例性姿势或移动可以包括但不限于:鞋跟点击、鞋尖轻叩、鞋跟轻叩、跺脚、轻敲或以其他方式使一只鞋的鞋尖与对应的鞋的鞋跟接触、使一只鞋的鞋底与另一只鞋的鞋前部轻敲或以其他方式接触、使鞋底的外侧面或内侧面边缘抵靠地面轻敲、跳跃、将鞋的鞋尖指向预定方向、左右足部移动、使足部弯曲以及可能的其他种类的姿势或移动。可以理解,使用轻叩(例如,鞋尖轻叩或鞋跟轻叩)的一些实施方案可以使用单次轻叩、双次轻叩、三次轻叩或任何其他数量的轻叩作为单个姿势用于提供命令。此外,其他示例性姿势可以包括上面列出的姿势和运动
的任何组合。例如,在一个实施方案中,轻叩鞋尖且然后轻叩鞋跟可以被认为是单个姿势。
209.任何这样的姿势、移动或运动可以用作对“姿势控制系统”的输入,该“姿势控制系统”基于一个或更多个检测的姿势或移动来控制一个或更多个系统、设备或其他部件。例如,图95至100的实施方案描绘了一种基于姿势的控制系统,用于根据以基于足部的姿势或移动的形式提供的来自用户/穿用者的命令来操作鞋类物品中的张紧设备。
210.实施方案还可以包括用于控制一个或更多个系统或设备的目的而确定姿势或移动是有意的还是无意的装置。在一些实施方案中,姿势控制系统可以被配置有其中系统主动“监听”或能够检测到一个或更多个基于姿势的用户命令的模式。这样的模式可以被称为“启用模式”。当系统处于这样的模式时,任何检测到的姿势(即,鞋尖轻叩)可以被系统解释为来自用户的命令或指令。然而,当系统不处于这样的模式时,任何姿势的检测可以被系统忽略,因为假设用户不是有意发出命令或指令。当不处于启用模式时,系统可能处于“禁用模式”。命令就绪模式或待命模式可以通过检测预定姿势(称为“启用姿势”或“提示姿势”)来激活,该预定姿势可以是在禁用模式下不被系统忽略的唯一姿势。在一些情况下,禁用模式可以被称为第一模式,而启用模式可以被称为第二模式,因为启动命令需要首先依次从第一模式传递到第二模式(使用预定姿势),并且然后用控制姿势启动命令。
211.图95是根据实施方案的用于向姿势控制系统提供不同指令或命令的姿势或移动的各种可能序列的示意图。更具体地,图95示出了鞋类系统中的第一鞋类物品1102和第二鞋类物品1104的各种瞬间或构型。一些姿势可能涉及两个鞋类物品,而其他姿势可能只涉及单一物品(并且在某些情况下包括单一物品和地面之间的接触)。
212.可以看到,每个序列用提示或启用姿势开始,该启用姿势将系统从禁用模式切换到启用模式(例如,初始姿势用于“待命”或“提示”系统)。为了清楚的目的,图95的本实施方案描绘了呈鞋跟点击姿势1110的形式的启用姿势,该鞋跟点击姿势从默认姿态1112开始,并且通过首先摆动鞋跟分开(如由瞬间1114所指示的)且然后摆动鞋跟一起点击(如由瞬间1116所指示)来继续。这个初始鞋跟点击姿势用于使姿势控制系统待命,使得其可以接收更多种类的姿势作为输入。
213.在图95中所示出的这个示例性实施方案中,鞋跟点击姿势1110充当提示姿势以使系统待命。在这个特定实施方案中,在系统未被启用时检测到的任何其他姿势或运动将被忽略。然而,在其他实施方案中,提示姿势或启用姿势可以是任何其他姿势,包括先前列出的各种姿势以及这样的姿势的任何组合。
214.转到图95的下部部分,示出了多个不同的可能的后续姿势,这将在鞋跟点击姿势1110之后执行。在一些情况下,在执行鞋跟点击姿势1110之后,在执行下一姿势之前,第一鞋类物品1102和第二鞋类物品1104可以处于另一个默认姿态1118。
215.作为一个示例性姿势,鞋尖轻叩姿势1120包括抬起物品(如由瞬间1130所指示的)和将鞋尖抵靠地面轻叩(如由瞬间1132所指示的)。作为另一个示例性姿势,鞋跟轻叩姿势1122包括提起物品的鞋跟(如由瞬间1134所指示的)和抵靠地面轻叩鞋跟(如由瞬间1136所指示的)。作为另一个示例性姿势,第一两个足部姿势1124包括将一个物品提到另一个物品上(如由瞬间1138所指示的)并用另一个物品的鞋底接触平放的物品的鞋前部(如由瞬间1140所指示的)。作为另一个示例性姿势,第二两个足部姿势1126包括将一个物品移动到另一个物品的后面(如由瞬间1142所指示的),并且用另一个物品的鞋尖接触平放的物品的鞋
跟(如由瞬间1144所指示的)。尽管未示出,但在其他实施方案中,命令或控制姿势可以是另一个鞋跟点击。换句话说,第一鞋跟点击可以使系统待命(作为提示姿势),而在系统已经启用时执行的第二鞋跟点击将被解释为命令姿势,诸如完全松开系统中的张力的命令。
216.图96是鞋类物品1200的实施方案的示意图。物品1200可以包括鞋面1202和鞋底结构1204。鞋类物品1200还可以设置有张紧系统1220和传感器系统1230。
217.张紧系统可以包括张紧构件、系带引导件、张紧组件、壳体单元、马达、齿轮、线轴或卷轴和/或电源。这样的部件可以有助于固定、调节张力并未穿用者的足部提供定制的贴合性。这些部件可以将物品固定到穿用者的足部,调节张力,并提供定制的贴合性。
218.在一些实施方案中,张紧系统可以包括张紧构件。如在整个本详细描述中以及在权利要求中使用的术语“张紧构件(tensioning member)”是指具有大致长形形状和高抗拉强度的任何部件。在一些情况下,张紧构件还可以具有大体上低的弹性。不同的张紧构件的示例包括但不限于:鞋带、缆线、条带以及绳。在一些情况下,张紧构件可以被用于紧固和/或收紧物品,包括衣服物品和/或鞋类物品。在其他情况下,张紧构件可以被用于在预定位置处施加张力,用于致动一些部件或系统的目的。
219.张紧系统1220的实施方案可以包括任何合适的张紧系统,包括包含在beers等人的于2013年8月20日提交的且标题为“motorized tensioning system”的美国专利申请公开第2014/0068838号(现为美国申请第14/014,491号);beers的于2013年8月20日提交的且标题为“motorized tensioning system with sensors”的美国专利申请公开第2014/0070042号(现为美国申请第14/014,555号);和beers于2013年9月20日提交的且标题为“footwear having removable motorized adjustment system”的美国专利申请公开第2014/0082963号(现为美国申请号14/032524)中的一个或更多个申请中公开的系统、部件、特征、元件、方法和/或过程中的任何一项;这些申请通过引用以其整体并入本文(在本文中统称为“自动系带情况”)。
220.参考图96,张紧系统1220可以包括张紧设备1222和张紧构件1224。张紧设备1222可以包括用于在张紧系统1220中自动增加或减少鞋带或其它张紧构件的张力的一个或更多个装置。如下面进一步详细讨论的,这样的装置可以包括马达、用于缠绕鞋带的线轴和电源装置(例如电池)。
221.图97包括张紧设备1222的一些部件的放大示意图。张紧设备1222可包括卷轴构件1300(或线轴)、马达1302和电源1304。因此,电源1304可以为马达1302供电以转动卷轴构件1300。在一些实施方案中,马达1302和卷轴构件1300可以使用齿轮组件1306进一步联接。
222.在一些实施方案中,马达1302可以包括电马达。然而,在其他实施方案中,马达1302可以包括本领域已知的任何种类的非电马达。可以被使用的不同的马达的示例包括但不限于:dc马达(诸如,永磁马达、有刷dc马达、无刷dc马达、开关磁阻马达,等)、ac马达(诸如,具有滑动转子的马达、同步电马达、异步电马达、感应马达等)、通用马达、步进马达、压电马达以及本领域中已知的任何其他种类的马达。
223.马达1302还可以包括曲轴,该曲轴可以用于驱动张紧系统的一个或更多个部件。例如,马达1302的曲轴可以驱动齿轮组件1306,齿轮组件1306还联接到卷轴构件1300。利用这种布置,卷轴构件1300可以被放置成与马达1302连通,以围绕中心轴线在相反方向上旋转。
224.电源1304可以包括电池和/或控制单元(未示出),其被配置成给马达1302供电和控制马达1302。电源1304可以是一种或更多种类型的电池技术的任何合适的电池,其可以用于为马达1302和张紧系统1220供电。可以被使用的一种可能的电池技术是锂聚合物电池。电池(或多个电池)可以是被封装为平坦的、圆柱形或硬币形形状的可充电的或可替换的单元。此外,电池可以是单个单元或是串联的或并联的单元。其它合适的电池和/或电源可以用于电源1304。
225.张紧设备1222可以设置在鞋底结构1204内。在一些实施方案中,鞋底结构1204可以包括接纳张紧设备1222的腔或凹部。在其他实施方案中,张紧设备1222可以固定在物品1200的其他区内,包括例如使用线束或其他附接装置外部地固定到鞋面1202。
226.如图97中所看到的,张紧构件1224的至少一部分可以缠绕到卷轴构件1300上。此外,张紧构件1224可以穿过张紧设备1222的壳体中的一个或更多个开口进入或退出张紧设备1222。在离开张紧设备1222时,张紧构件1224可被引导通过鞋面1202并穿过鞋面1202的一个或更多个区。在图96的实施方案中,张紧构件1224沿着鞋面1202的鞋背区或紧固区1250来回地引导,使得当张紧构件1224缠绕到卷轴构件1300上时,紧固区1250围绕足部收紧。
227.利用图96至图97中所示出的元件的配置,可以理解,被配置成向张紧设备1222(或直接向张紧设备1222内的马达1302)提供控制命令的任何系统可以通过使张紧构件1224从卷轴构件1300缠绕或退绕来控制物品1200的张紧。
228.传感器系统1230可以被配置为一组一个或更多个传感器,以及使用一个或更多个传感器所需的一个或更多个控制单元或其他外围部件(例如,电线、电源等)。在一些实施方案中,传感器系统1230包括鞋底传感器系统1232,该鞋底传感器系统1232包括设置在鞋底结构1204中的一组传感器。在一些实施方案中,鞋底传感器系统1232可以类似于先前已经讨论并且在图1中示出的传感器系统12。传感器系统1230还可以包括与鞋面1202相关联的一个或更多个传感器。这些传感器可以包括在鞋面1202的鞋跟区1208中的鞋跟传感器1236和在鞋面1202的鞋前部区1209顶部上的鞋前部传感器1238。尽管示出了鞋底传感器和鞋面传感器的特定构型,但是可以理解,在其他实施方案中,任何数量的传感器可以位于鞋底结构1204的区和/或鞋面1202的任何区中。可以在传感器系统1230中使用的示例性传感器包括但不限于接触传感器、角速度传感器(即陀螺仪传感器)以及其他种类的传感器。
229.通过将两个或更多个传感器放置在物品1200的不同位置处,姿势控制系统可以能够检测各种基于足部的姿势或移动,包括例如图95中所示出和上面讨论的各种姿势。例如,使用鞋跟传感器1236,姿势控制系统可以检测鞋跟区1208何时被对应的物品的鞋尖踢或轻叩,和/或何时用对应的物品执行鞋跟点击。同样,使用鞋前部传感器1238,姿势控制系统可以检测鞋前部区1209何时被对应的物品的鞋底或其他部分接触。更进一步地,当足部抵靠这些传感器中的一个或更多个施加压力时,鞋底传感器系统1232的各种传感器可用于检测鞋尖轻叩、鞋跟轻叩或其他姿势。
230.为了说明的目的,图96还示出了独立控制单元1260,在一些实施方案中,该独立控制单元1260可以被认为容纳姿势控制系统的逻辑。在这样的实施方案中,控制单元1260可以与传感器系统1230以及与张紧设备1222通信(有线或无线)。然而,可以理解,在其他实施方案中,姿势控制系统的逻辑可以被并入到传感器系统的任何部件和/或张紧系统/张紧设
备的部件中。
231.图95至图100中示出的本实施方案的系统(包括控制单元1260和/或与张紧设备1222相关联的单独的板上控制单元)可以使用在pheil于2015年12月1日提交的且标题为“an automated tensioning system for an article of footwear”的美国公开号___、目前是美国申请号14/955,705中公开的用于处理张紧控制逻辑的系统、传感器、部件、方法和/或过程中的任何一个,该申请全部通过引用并入本文。
232.图98是可以由任何部件、设备或系统执行的过程的示意图,该部件、设备或系统被配置成根据对应于物品的姿势或移动的任何输入来控制张紧设备。为了清楚的目的,假设在这里关于图98讨论的实施方案中,该过程由姿势控制系统执行。然而,在其他实施方案中,一个或更多个步骤可以由鞋类物品的任何部件、系统和/或设备来执行。在一些情况下,一些步骤可以由与物品上的系统无线通信的远程设备或系统来执行。
233.在步骤1400中,姿势控制系统可以检测启用姿势(或提示姿势)。这可以使用一个或更多个传感器来完成,包括接触传感器、力传感器以及角速度传感器。接下来,在步骤1402中,当系统被启用时,它可以检测控制姿势。然后在步骤1404处,姿势控制系统可以根据检测到的控制姿势来控制张紧设备。
234.图99是可以由姿势控制系统执行的更详细的过程的示意图。在步骤1500中,姿势控制系统从一个或更多个传感器接收信息。如先前所讨论的,这样的传感器可以是与物品相关联的任何种类的传感器,包括接触传感器和/或角速度传感器。此外,传感器可以设置在物品的各种不同的位置处,如先前所描述的。在步骤1502中,姿势控制系统确定是否检测到“启用姿势”。启用姿势是在两个姿势序列中系统作为第一个姿势识别以提供张紧命令的预定姿势。示例性启用姿势将是鞋跟点击,但是在其他实施方案中,启用姿势可以是任何预定的姿势或移动。可以理解,姿势控制系统接收由一个或更多个传感器生成的信息,并且这个信息被分析以确定是否发生启用姿势。然后,这个测量的或感测的信息可以与已知由一个或更多个传感器在启用姿势期间生成的预定的一组信息进行比较。
235.如果没有启用姿势被检测到,则系统行进回到步骤1500,并继续从一个或更多个传感器接收信息。如果启用姿势被检测到,则系统行进到步骤1504,在步骤1504,系统进入启用模式,并且然后行进到步骤1506,以继续从一个或更多个传感器接收可能与实际控制姿势(也称为命令姿势)相对应的任何新信息。
236.在一些实施方案中,系统可以包括超时机制,使得姿势控制系统不会无限期地停留在启用模式中。例如,在步骤1504期间进入启用模式时,如果第二姿势没有在预定时间间隔内被检测到,则系统可以自动使启用模式超时(即退出启用模式)。这样的时间间隔可以设置为任何值。在一个示例性实施方案中,系统可以在5到10秒后超时。因此,系统经过步骤1508来确定是否已经发生超时,并且如果已经发生超时,则返回到步骤1500(即,系统复位)。否则,系统行进到步骤1510。
237.在步骤1510处,系统可以检查以查看是否任何新的感觉信息(在步骤1506中接收的)与已知的控制姿势(或控制移动)相对应。如果没有,则在步骤1506处,系统继续从传感器接收新信息(直到在步骤1508中在某个点处发生超时)。如果系统检测到在系统被启用时控制姿势已经被执行,则系统行进到步骤1512。
238.在步骤1512中,系统检索与检测到的控制姿势相对应的操作或控制指令。换句话
说,系统基于从传感器接收的信息进行检查,以查看什么指令应该被发送到张紧设备。在步骤1514中,系统使用检索的控制指令控制张紧设备。在一些情况下,用于张紧设备的控制指令可以被称为“张紧命令”。
239.尽管图99的过程描绘了在预定时间之后发生的自动超时过程,但是其他实施方案可以包含用于退出启用模式的手动控制。在一些情况下,另一个预定姿势(不同于启用姿势)可以被使用来手动退出启用模式,从而允许用户重置系统而无需等待它自动超时。
240.图100是示出可以由系统检测的给定姿势(或移动)以及系统命令之间的对应关系的表格的示意图。这里,一组示例性姿势在列1602中列出,而对应的命令在列1604中给出。在图100的示例中,第一行1610示出了“鞋尖轻叩”姿势可以生成“完全收紧”命令。完全收紧命令可以是用于在系统中施加预设最大量的张力的命令。此外,第二行1612示出了“鞋跟轻叩”姿势可以生成“完全松开”命令。完全松开命令可以是用于完全释放系统中的张力使得足部可以容易地从物品中抽出的命令。更进一步地,第三行1614示出了“鞋前部被另一只鞋接触”姿势可以生成渐进松开命令,而第四行1616示出了“鞋跟被另一只鞋的鞋前部接触”姿势可以生成“渐进收紧”命令。这里,“渐进收紧”和“渐进松开”指的是以固定增量增加或减少系统中的张力。
241.可以理解,这些实施方案并不旨在限制,并且在其他情况下,姿势控制系统可以利用任何种类的姿势作为命令输入,包括用鞋类物品、鞋类物品之间、手和鞋类物品之间和/或仅仅用手或其他肢体执行的任何姿势。可以设想,一些实施方案可以使用能够检测腿、臂以及甚至手中的某种运动而不仅仅是足部中的运动的传感器。这样的传感器可以包括视觉传感器(照相机等),红外传感器或其他种类的传感器。
242.在一些实施方案中,该组姿势及相关命令可以在制造期间被预编程。然而,在一些实施方案中,可以允许用户添加新的姿势/命令配对和/或修改现有配对(例如,改变设置,使得鞋尖轻叩是对“完全松开”而不是“完全收紧”张紧系统的命令)。在至少一些实施方案中,用户可以利用计算设备,包括诸如智能手机或平板电脑的移动计算设备来修改姿势/命令设置。在一些情况下,这可以通过在移动设备上运行的应用程序来完成。然后,移动设备可以使用蓝牙、无线网络或其他无线通信系统与物品中的一个或更多个系统通信。
243.如先前所讨论的,“检测姿势”或本文中所使用的其他移动可以包括执行将来自一个或更多个传感器的输入数据流(第一组信息)与先前在已知姿势(鞋尖轻叩、鞋跟轻叩、第一鞋尖到第二鞋跟轻叩等)时测量的预定数据进行比较。数据的类型可以根据所使用的传感器的种类而变化。作为一个示例,在鞋跟点击期间,在鞋底或鞋面的鞋跟中使用接触或力传感器的系统可以在特定范围和特定持续时间内看到鞋跟处的力。在使用角速度传感器或陀螺仪的另一个示例中,可以知道相同的鞋跟点击姿势产生特定的角速度值流(或某个阈值范围内的值),其指示足部以与用另一个鞋跟点击一个鞋跟一致的方式摆动。此外,本实施方案可以利用如在beers于2015年5月28日提交的并且标题为“a lockout feature for a control device”的美国公开第___号、目前美国申请第14/723,832号中公开的识别活动类型和活动水平的方法中的任何一个,该申请全部通过引用并入本文中。
244.如本领域技术人员在阅读本公开后将理解的,本文中描述的各个方面可以实现为方法、数据处理系统或计算机程序产品。因此,这些方面可以采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案或组合软件和硬件方面的实施方案的形式。此外,这样的方面可以采取由一
个或更多个有形的计算机可读存储介质或存储设备存储的计算机程序产品的形式,该存储设备具有体现在存储介质中或存储介质上的计算机可读程序代码或指令。可以使用任何合适的有形计算机可读存储介质,包括硬盘、cd-rom、光存储设备、磁存储设备和/或它们的任何组合。此外,代表如本文中描述的数据或事件的各种无形信号可以以电磁波的形式在源和目的地之间传输,电磁波行进通过信号传导介质,诸如金属电线、光纤和/或无线传输介质(例如,空气和/或空间)。
245.如以上所描述的,本发明的方面可以在由计算机和/或其处理器执行的计算机可执行指令(诸如程序模块)的一般背景下描述。通常,程序模块包括例程、程序、对象、部件、数据结构等,其执行特定任务或实现特定抽象数据类型。如以上所描述的,这样的程序模块可以包含在有形的、非暂时性计算机可读介质中。本发明的方面也可以在分布式计算环境中实施,在分布式计算环境中,任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。程序模块可以位于存储器中,诸如模块22的存储器204或外部设备110的存储器304,或者外部介质,诸如游戏媒体307,该外部介质可以包括包括存储器存储设备的本地和远程计算机存储介质。应当理解,模块22、外部设备110和/或外部介质可以包括用于一起使用的互补的程序模块,诸如在特定的应用中。还应当理解,为了简单起见,在模块22和外部设备110中示出和描述了单个处理器202、302和单个存储器204、304,并且处理器202、302和存储器204、304可以分别包括多个处理器和/或存储器,并且可以包括处理器和/或存储器的系统。
246.本文所描述的传感器系统可以在各种不同的应用和配置中使用,包括一般的运动性能监测,诸如健身训练或特定运动活动(诸如篮球)中。应当理解,附加的传感器可以定位在鞋类上的其他位置处。传感器系统中的传感器还可以被配置成感测特定的横向移动和运动急转移动。如本文所讨论的,由传感器系统收集的数据可以由电子模块、移动设备或远程站点中的相关算法处理。可以设想,这样的数据处理可以用于在穿用方面建议用户,使得用户被建议何时需要一双新鞋。这样的数据也可以被处理并用于建议用户对特定用户有益的特定类型的鞋设计。最后,数据可以被处理以帮助定制鞋类的设计。虽然传感器系统被示出在鞋类中,但是该系统可以在其他类型的服装中使用。
247.本文中描述的传感器系统、以及鞋类物品、足部接触构件、插入件和包含传感器系统的其它结构的各种实施方案,提供了超过现有技术的益处和优点。例如,本文中描述的传感器实施方案中的许多为传感器系统提供了相对低的成本和耐用的选择,使得传感器系统可以用少的附加成本和良好的可靠性结合到鞋类物品中。结果,无论传感器系统最终是否需要被消费者使用,鞋类都可以用集成传感器系统制造,而不会明显影响价格。此外,具有定制的传感器系统的鞋底插入件可以便宜地制造并与设计成利用传感器系统的软件一起分发,而不会明显影响软件的成本。作为另一个示例,传感器系统为各种应用提供了范围广泛的功能,包括游戏、健身、运动训练和提供、用于计算机和其他设备的实际控制,以及本文中描述的和本领域技术人员可认识的许多其他应用。在一个实施方案中,第三方软件开发人员可以开发配置成使用来自传感器系统的输入运行的软件,包括游戏和其他程序。传感器系统以通用可读格式提供数据的能力大大扩展了第三方软件以及传感器系统可被使用的其他应用的范围。另外,在一个实施方案中,传感器系统可以产生允许精确检测所施加的力的信号和数据,这提供了更大的实用性和多功能性。作为进一步的示例,包含传感器系统的各种鞋底插入件,包括衬垫、鞋内底和其他元件,允许传感器系统可互换和定制用于不同
的应用。其他的优点对本领域技术人员是可认识的。
248.本文中已经描述和说明了几个可替代的实施方案和示例。本领域的普通技术人员将理解单独的实施方案的特征以及部件的可能组合和变化。本领域普通技术人员将进一步理解,实施方案中的任何一个可以与本文公开的其它实施方案以任意组合提供。应当理解,在不脱离本发明的精神或中心特征的情况下,本发明可以以其他特定形式体现。因此,本示例和实施方案在所有方面中都被认为是说明性的而非限制性的,并且本发明不限于本文中给出的细节。如本文所使用的术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等仅意图用于说明目的,并且不以任何方式限制实施方案。此外,如本文中使用的术语“多个”表示大于一个的任意数量,或分离地或结合地,根据需要,直到无穷大的数量。另外,如本文所使用的“提供”物品或器具,广泛地指使物品可获得或可接近,用于将在该物品上进行的将来的动作,并且并不意味着提供该物品的一方已经制造、生产或供应该物品,或者提供该物品的一方已经具有该物品的所有权或控制。因此,尽管已经图示和描述了特定的实施方案,但是在不明显背离本发明的精神的情况下,可以想到许多修改,并且保护范围仅由所附权利要求的范围限定。
249.示例
250.在示例1中,一种方法,包括:从鞋类物品的第一传感器接收第一组信息;基于第一组信息识别提示姿势;基于提示姿势进入启用模式;当处于启用模式时,从第一鞋类物品中的至少一个传感器接收第二组信息;当处于启用模式时,基于第二组信息识别控制姿势;确定对应于控制姿势的张紧命令;以及根据张紧命令控制鞋类物品的张紧设备。
251.在示例2中,示例1的方法可选地进一步包括,至少一个传感器是第一传感器。
252.在示例3中,示例1和2中的任一项或更多项的方法可选地还包括,至少一个传感器是不同于第一传感器的第二传感器。
253.在示例4中,示例1至3中的任一项或更多项的方法可选地还包括,提示姿势是鞋类物品的鞋跟被第二鞋类物品的鞋跟点击。
254.在示例5中,示例1至4中的任一项或更多项的方法可选地还包括,张紧命令是完全收紧鞋类物品的指令。
255.在示例6中,示例1至5中的任一项或更多项的方法可选地还包括,张紧命令是渐进地收紧第一鞋类物品的指令。
256.在示例7中,示例1至6中的任一项或更多项的方法可选地还包括,张紧命令是渐进地收紧第一鞋类物品的指令。
257.在示例8中,示例1至7中的任一项或更多项的方法可选地还包括,张紧命令是完全松开第一鞋类物品的指令。
258.在示例9中,示例1至8中的任一项或更多项的方法可选地还包括,张紧命令是渐进地松开第一鞋类物品的指令。
259.在示例10中,示例1至9中的任一项或更多项的方法可选地还包括,控制姿势是当鞋类物品的鞋尖被轻叩时。
260.在示例11中,示例1至10中的任一项或更多项的方法可选地还包括,控制姿势是当鞋类物品的鞋跟被轻叩时。
261.在示例12中,示例1至11中的任一项或更多项的方法可选地还包括,控制姿势是当鞋类物品的鞋前部被第二鞋类物品的鞋底结构接触时。
262.在示例13中,示例1至12中的任一项或更多项的方法可选地还包括,控制姿势是当第一鞋类物品的鞋跟被第二鞋类物品的鞋尖接触时。
263.在示例14中,示例1至13中的任一项或更多项的方法可选地还包括,控制姿势是当鞋类物品的鞋跟被第二鞋类物品的鞋跟点击时。
264.在示例15中,一种鞋类物品,包括鞋面、鞋底结构、包括卷轴构件和马达的张紧设备、第一传感器和第二传感器、以及控制单元,张紧设备设置在鞋面和鞋底结构中的至少一个中,其中张紧构件的一部分接合到卷轴构件,使得张紧构件可以缠绕卷轴构件和从卷轴构件退绕,控制单元被配置成:从第一传感器接收信息;当来自第一传感器的信息对应于提示姿势时进入启用模式;当处于启用模式时根据从第二传感器接收的信息控制张紧设备,该信息对应于控制姿势。
265.在示例16中,示例15的鞋类物品可选地还包括,第一传感器是接触传感器。
266.在示例17中,示例15和16中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,第二传感器是角速度传感器。
267.在示例18中,示例15至17中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,第一传感器被设置在鞋类物品的鞋跟中。
268.在示例19中,示例15至18中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,第二传感器被设置在鞋类物品的鞋前部中。
269.在示例20中,示例15至19中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是接合马达以转动卷轴直到张紧构件完全收紧的指令。
270.在示例21中,示例15至20中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是接合马达以渐进地转动卷轴进而收紧张紧构件的指令。
271.在示例22中,示例15至21中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是接合马达以转动卷轴直到张紧构件完全松开的指令。
272.在示例23中,示例15至22中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是接合马达以渐进地转动卷轴进而松开张紧构件的指令。
273.在示例24中,示例15至23中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是当鞋类物品的鞋尖被轻叩时。
274.在示例25中,示例15至24中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是当鞋类物品的鞋跟被轻叩时。
275.在示例26中,示例15至25中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是当鞋类物品的鞋前部被第二鞋类物品的鞋底结构接触时。
276.在示例27中,示例15至26中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是当第一鞋类物品的鞋跟被第二鞋类物品的鞋尖接触时。
277.在示例28中,示例15至27中的任一项或更多项的鞋类物品可选地还包括,控制姿势是当鞋类物品的鞋跟被第二鞋类物品的鞋跟点击时。
278.在示例29中,一种鞋类系统,包括第一鞋类物品和第二鞋类物品,第一鞋类物品和第二鞋类物品各自包括鞋面、鞋底结构、包括卷轴构件和马达的张紧设备、第一传感器和第二传感器、以及控制单元,张紧设备设置在鞋面和鞋底结构中的至少一个中,其中张紧构件的一部分接合到卷轴构件,使得张紧构件可以缠绕卷轴构件和从卷轴构件退绕,控制单元
被配置成:从第一传感器接收信息;当来自第一传感器的信息对应于提示姿势时,进入启用模式;以及当处于启用模式时,根据从第一鞋类物品和第二鞋类物品中的相关联的一个的第二传感器接收的信息控制与第一鞋类物品和第二鞋类物品中的一个相关联的张紧设备,该信息对应于控制姿势。
279.在示例30中,示例29的鞋类系统可选地还包括,第一传感器是接触传感器。
280.在示例31中,示例29和30中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,第二传感器是角速度传感器。
281.在示例32中,示例29至31中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,第一传感器设置在第一鞋类物品和第二鞋类物品中的每一个的鞋跟中。
282.在示例33中,示例29至32中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,第二传感器设置在第一鞋类物品和第二鞋类物品中的每一个的鞋前部中。
283.在示例34中,示例29至33中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是接合马达以转动卷轴直到张紧构件完全收紧的指令。
284.在示例35中,示例29至34中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是接合马达以渐进地转动卷轴进而收紧张紧构件的指令。
285.在示例36中,示例29至35中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是接合马达以转动卷轴直到张紧构件完全松开的指令。
286.在示例37中,示例29至36中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是接合马达以渐进地转动卷轴进而松开张紧构件的指令。
287.在示例38中,示例29至37中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是当第一鞋类物品和第二鞋类物品中的一个的鞋尖被轻叩时。
288.在示例39中,示例29至38中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是当第一鞋类物品和第二鞋类物品中的一个的鞋跟被轻叩时。
289.在示例40中,示例29至39中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是当第一鞋类物品和第二鞋类物品中的一个的鞋前部被第一鞋类物品和第二鞋类物品中的另一个的鞋底结构接触时。
290.在示例41中,示例29至40中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是当第一鞋类物品和第二鞋类物品中的一个的鞋跟被第一鞋类物品和第二鞋类物品中的另一个的鞋尖接触时。
291.在示例42中,示例29至41中的任一项或更多项的鞋类系统可选地还包括,控制姿势是当第一鞋类物品和第二鞋类物品中的一个的鞋跟被第一鞋类物品和第二鞋类物品中的另一个的鞋跟点击时。
292.尽管已经描述了各种实施方案,但是本描述旨在是示例性的而不是限制性的,并且对于本领域普通技术人员来说将明显的是,在实施方案的范围内的更多的实施方案和实现方式是可能的。任何实施方案的任何特征可以与任何其它实施方案中的任何其它特征或元件组合地使用或替代任何其它实施方案中的任何其它特征或元件,除非特别限制。因此,除了根据所附权利要求及其等同物之外,实施方案不受限制。而且,在所附的权利要求的范围内可以进行各种修改和改变。
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