用于分析体育活动的系统和方法
本申请是申请日为2014年3月13日、申请号为201480026957.1、发明名称为“用于分析体育活动的系统和方法”的专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年3月15日提交的美国临时申请No.61/801,235的优先权且还要求均在2013年11月22日提交的美国专利申请No.14/088,048、 14/088,016、14/088,052和14/088,036的美国专利申请的优先权，这些申请以其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明通常涉及用于检测和监视体育活动和其它运动的系统、设备和方法，其可以利用从并入到鞋类物品的传感器系统而来的数据输入。
背景技术
已知的利用从体育活动收集的数据的系统。这种数据可被分析并以许多不同形式和格式提供给用户，包括通过表现指标的指示。然而，用于收集这种体育活动的数据的传感器系统和其它硬件存在困难，例如在构造、耐久性、准确性、灵敏性等方面。因而，尽管用于监视和检测体育活动的某些系统具有许多有利特征，但是它们仍然具有某些缺陷。本发明寻求克服现有技术的这些缺陷和其它缺陷，以提供之前不可用的新特征。
发明内容
下文提供了本发明一些方面的一般描述以便提供对本发明的基本理解。该发明内容不是本发明的广泛概括。不意图将识别关键或重要的本发明的要素或界定本发明的范围。以下的内容仅仅以一般的形式给出了本发明的一些原理，以作为下文提供的更详细描述的导读。
本发明的通常方面涉及用于鞋类物品的传感器系统，包括定位为与鞋类物品的鞋底构件接触的柔性插入构件、连接到插入构件且配置为用于与电子模块或其它装置通信的端口和连接到插入构件的多个传感器。每一个传感器配置为使得传感器上的压力改变传感器的电阻。多个引线连接到插入构件，以将传感器连接到端口。系统也可以包括连接到端口的电子模块，其配置为用于从传感器收集数据和用于与外部装置通信。模块可以从端口拆卸。
本发明的一些方面涉及如上所述的传感器系统，每一个传感器包括第一层和第二层，第一接触部位于第一层上且第二接触部位于第二层上，第二接触部大致对准第一接触部。另外，通过将导线缝制到插入构件中形成引线，例如涂有导电制剂的尼龙线。在一个构造中，传感器可以通过连结(例如粘接剂连结)连接到插入构件的外表面。在另一构造中传感器也可以定位在插入构件内。
根据一个方面，每一个传感器进一步包括从传感器延伸的连接垫，其中引线连接到传感器的连接垫，例如通过将导线缝制到连接垫中。
根据另一方面，端口包括多个端子，包括连接到每一个传感器的一个端子和连接到电/地引线的两个额外端子，所述电/地引线连接到所有传感器，电阻器定位在两个额外端子之间。
根据进一步方面，系统包括连接到插入构件且配置为在其中接收电子模块的壳体，其中端口具有在壳体中露出的接口，用于连接到电子模块。
本发明的额外方面涉及如上所述的传感器系统，其中插入构件是柔性泡沫插入构件，且其中传感器连结到插入构件的外表面。连结可以通过粘接剂连结实现。在该构造中，传感器可以连接到插入构件的顶部或底部表面。系统可以合并如上所述的任何方面。
本发明的通常方面还涉及用于鞋类物品的传感器系统，鞋类物品包括配置为形成鞋类物品的鞋底结构一部分的鞋底构件、定位为接触鞋底构件的柔性插入构件、连接到插入构件且配置为用于与电子模块或其它装置通信的端口，和连接到插入构件的多个传感器。每一个传感器配置为使得传感器上的压力改变传感器的电阻。多个引线连接到插入构件，以将传感器连接到端口。系统也可以包括连接到端口的电子模块，其配置为用于从传感器收集数据和用于与外部装置通信。模块可以从端口拆卸。
本发明的一些方面涉及如上所述的传感器系统，其中柔性插入构件是单个薄柔性片，且其中每一个传感器包括第一层和第二层，第一接触部位于第一层上且第二接触部位于第二层上，第二接触部大致对准第一接触部。每一个传感器通过连结材料连接到插入构件的外表面，例如粘接剂连结材料。在一个构造下，引线可通过印刷在插入件的外表面上的导电迹线形成。
根据一个方面，电子模块包覆模制在鞋底构件中且完全地包含在鞋底构件中。系统也可以包括外部连接件，其电连接到电子模块，其中外部连接件暴露到鞋底构件的外部且可从鞋底构件的外部访问，以提供与电子模块的物理电连。在一种构造中，外部连接件可以是尾部，其从鞋底构件的脚跟区域延伸。
根据另一方面，鞋底构件围绕插入构件密封。另外，鞋底构件可以包括上和下隔膜层，且插入构件可以层叠在上和下隔膜层之间。
根据进一步的方面，每一个传感器的第一接触部包括两个电气分开的部分，引线连接到两个电气分开部分每一个，且其中每一个传感器的第二接触部接合第一传感器的两个电气分开部分中的两者。
本发明的额外方面涉及如上所述的传感器系统，其中柔性插入构件包含在鞋底构件中，使得鞋底构件在插入构件周围密封。系统可以合并如上所述的任何方面。
根据一个方面，每一个传感器包括第一层和第二层，具有第一接触部位于第一层上且第二接触部位于第二层上，第二接触部大致与第一接触部对准。插入构件可以是单个薄柔性片，其在这种构造下，传感器连接到插入构件的外表面。另外，每一个传感器的第一接触部可包括两个电气分开的部分，引线连接到两个电气分开部分每一个，使得中每一个传感器的第二接触部接合第一传感器的两个电气分开部分两者，且其中引线通过形成在插入构件的外表面上的导电迹线形成。
本发明的通常方面还涉及用于鞋类物品的传感器系统，鞋类物品包括配置为形成鞋类物品的鞋底结构一部分的鞋底构件、配置为接触鞋底构件的柔性插入构件、连接到插入构件且配置为用于与电子模块或其它装置通信的端口，和连接到插入构件的多个传感器。每一个传感器包括压电材料，且传感器每一个配置为使得传感器上的压力产生被端口接收的电压。多个引线连接到插入构件，以将传感器连接到端口。系统也可以包括连接到端口的电子模块，其配置为用于从传感器收集数据和用于与外部装置通信。模块可以从端口拆卸。
本发明的一些方面涉及如上所述的传感器系统，其中插入构件通过将插入构件层叠到鞋底构件中连接到鞋底构件。在一个构造中每一个传感器可以连接到插入构件的外表面。插入构件可以用各种材料制造，例如泡沫材料或织物材料。
根据一个方面，插入构件包括聚合物片材料的顶部层和底部层，使得传感器定位在顶部层和底部层之间。
根据另一方面，电子模块包覆模制在鞋底构件中且完全地包含在鞋底构件中。系统也可以包括外部连接件，其电连接到电子模块，其中外部连接件暴露到鞋底构件的外部且可从鞋底构件的外部访问，以提供与电子模块的物理电连。另外，电子模块可以配置为用于跨传感器产生电压，以造成压电材料的变形，以为用户提供触觉反馈。
根据进一步方面，每一个传感器包括压电材料，在其相反表面上具有金属化部分，其中引线连接到金属化部分。每一个传感器可以进一步包括围绕压电材料和金属化部分的聚合物层。
本发明的额外方面涉及如上所述的传感器系统，其中通过将导电丝缝制到插入构件或鞋底构件中而形成引线。系统可以合并如上所述的任何方面。
本发明的通常方面还涉及用于鞋类物品的传感器系统，包括配置为与鞋类物品的鞋底结构连接的柔性插入构件、连接到插入构件且配置为用于与电子模块或其它装置通信的端口和连接到插入构件多个传感器。每一个传感器包括电连接到端口的传感器材料条带。每一个条带可以直接地连接到端口，或通过中间连接件连接到端口，以将传感器电连接到端口。系统也可以包括连接到端口的电子模块，其配置为用于从传感器收集数据和用于与外部装置通信。模块可以从端口拆卸。
本发明的一些方面涉及如上所述的传感器系统，其中端口位于插入构件的中足区域中，且第一多个传感器材料条带从中足区域延伸到插入构件的前足区域，第一多个条带中的至少一些具有与第一多个条带中其它的不同的长度。另外，第二多个传感器材料条带从中足区域延伸到插入构件的脚跟区域，第二多个条带中的至少一些具有与第二多个条带中其它的不同的长度。
根据一个方面，每一个传感器的传感器材料是配置为在变形时产生电压的压电材料。电子模块可以配置为用于基于通过压电材料产生的电压从传感器收集数据。电子模块可以另外配置为用于产生跨传感器的电压，以使得压电材料变形，以为用户提供触觉反馈。进一步地，电子模块可以包括电源，且电子模块可以配置为用于利用通过压电材料产生的电压以为电源充电。进一步，电子模块可以配置为用于基于变形的条带数量确定插入构件的挠曲程度。在一种构造中，每一个传感器可以包括在其相反表面上具有金属化部分的压电材料的条带，其中金属化部分提供用于电子连接的点。每一个传感器可以进一步包括围绕压电材料和金属化部分的聚合物层。
根据另一方面，第一多个条带中的至少一些相对于第一多个条带中其它的延伸的具插入构件的中足区域更远，且其中第二多个条带中的至少一些相对于第二多个条带中其它的延伸的距插入构件的中足区域更远。
本发明的额外方面涉及如上所述的传感器系统，其中第一多个压电材料条带至少部分地定位在插入构件的前足区域中，使得第一多个条带中的至少一些相对于第一多个条带中其它的延伸得距插入构件的中足区域更远。第二多个压电材料条带至少部分地定位在插入构件的脚跟区域中，使得第二多个条带中的至少一些相对于第二多个条带中其它的延伸得距插入构件的中足区域更远。系统可以合并如上所述的任何方面。
根据一个方面，第一多个条带中的至少一些相对于第一多个条带的其它的具有不同长度，且其中第二多个条带中的至少一些相对于第二多个条带中其它的具有不同长度。
本发明的其它方面涉及鞋类物品，其包括至少部分地限定脚接收腔室的鞋帮构件、接合鞋帮构件的鞋底结构和如上所述连接到鞋底结构的传感器系统。传感器系统的插入构件可以接收在脚接收腔室中。
从以下说明书并结合以下附图可理解本发明的其它特征和优点。
附图说明
为了更全面理解本发明，参考附随附图通过例子的方式描述本发明，其中:
图1是鞋的侧视图；
图2是图1的鞋的相反侧视图；
图3是鞋的鞋底的俯视透视图(鞋帮被去除且脚接触构件被折向一边)，其并入配置为用于与本发明的一些方面结合使用的传感器系统的一个实施例；
图4是图3的传感器系统和鞋底的俯视透视图，鞋的脚接触构件被去除且电子模块被去除；
图5是电子模块的一个实施例的示意图，其能用于传感器系统，与外部电子装置通信；
图6是图3的传感器系统的插入件的俯视图，其适于定位在用于用户右脚的鞋类物品的鞋底结构中；
图7是图6的插入件和相似的传感器系统的俯视图，其适于用在用于用户左脚的鞋类物品的鞋底结构中；
图8是图6插入件的分解透视图，且显示了四个不同层；
图9是通过图3的传感器系统的部件形成的电路的一个实施例示意性电路；
图10是一对鞋的示意图，其每一个含有传感器系统且与外部装置成网孔通信模式；
图11是一对鞋的示意图，其每一个含有传感器系统且与外部装置成“菊花链”通信模式；
图12是一对鞋的示意图，其每一个含有传感器系统且与外部装置成独立通信模式；
图13是显示了根据本发明一些方面针对传感器一个实施例的压力vs电阻的曲线图。
图14A是用于连接到电子模块的壳体和端口一个实施例的透视图，电子模块附接到插入构件；
图14B是图14A的壳体和端口的横截面视图；
图15是根据本发明一些方面的模块的透视图；
图16是图15的模块的侧视图；
图17是鞋类物品的鞋底构件的另一实施例的俯视图，其并入与本发明一些方面结合使用的传感器系统的一个实施例；
图18A是图17示出的传感器系统部件的电子连接的系统的一个实施例的示意图；
图18B是图17示出的传感器系统部件的电子连接的系统的另一实施例的示意图；
图19是通过图17的传感器系统的部件形成的电路的一个实施例示意性电路；
图20是鞋类物品的鞋底构件的另一实施例的俯视图，其并入与本发明一些方面结合使用的传感器系统的一个实施例；
图21是用于图20的传感器系统的插入件透视图；
图22示出了图20的传感器系统的传感器，以及传感器功能的示意图；
图23是可用于图20的传感器系统的插入件另一实施例的俯视图；
图24是与本发明的一些方面结合使用的传感器系统的另一实施例的俯视图；
图25是图24的传感器系统的传感器的示意图；
图26是与本发明的一些方面结合使用的传感器系统的另一实施例的俯视图；
图27是与本发明的一些方面结合使用的传感器系统的另一实施例的俯视图；且
图28是图26的传感器系统的工作方法的示意图。
具体实施方式
尽管本发明存在许多不同形式的实施例，但是本发明的优选实施例在附图中示出且将在本文描述，应理解，本说明书被认为是本发明远离的例证而不应被认为是要将本发明的范围限制为所示和所述的实施例。
用于将传感器系统并入鞋类物品的传感器系统和结构的各种实施例在本文显示和描述。应理解，每一个这种实施例可以利用针对其它实施例在本文所述的任何特征，以及2012年2月22日提交的美国专利申请13/401,918、 13/401,916和13/401,914；2012年2月17日提交的美国专利申请13/399,778、 13/399,786、13/399,916和13/399,935；和2009年6月12日提交的美国专利申请12/483,824和12/483,828所述的任何特征，这些申请通过引用合并于此。
本文所述的传感器系统的实施例可以与鞋类物品结合使用，例如鞋，其显示为图1-2的例子且通常标记为附图标记100。鞋100可采取许多不同形式，例如包括各种类型的运动鞋。在一个示例性实施例中，鞋100通常包括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。如后文详述，传感器系统12收集与鞋100的穿戴者有关的表现数据。通过连接到通用通信端口14，多个不同使用者可访问用于如后文详述的许多不同用途的表现数据。
鞋类物品100显示在图1-2中，包括鞋帮120和鞋底结构130。为了在如下描述中进行参照的目的，鞋100可以分为三个基本区域:前足区域111、中足区域112和脚跟区域113，如图1所示。区域111-113不是要划分鞋100 的确切区域。而是，区域111-113目的是代表鞋100的大致区域，其在以下描述期间提供参考系。虽然区域111-113通常应用于鞋100，但是对区域 111-113的参照也可具体应用于鞋帮120、鞋底结构130或包括在鞋帮120 或鞋底结构130一部分中和/或形成为其一部分的各个部件。
进一步如图1和2所示，鞋帮120固定到鞋底结构130且限定用于接收脚的空穴或腔室。为了参照的目的，鞋帮120包括外侧121(lateral side)、相反的内侧(medial side)122和鞋面或脚背区域123。外侧121定位为沿脚的外侧延伸(即外部)且通常经过每一个区域111-113。类似地，内侧122 定位为沿脚的相反内侧延伸(即内部)且通常经过每一个区域111-113。鞋面区域123定位在外侧121和内侧122之间，以对应于鞋帮表面或脚的脚背区域。在示出的例子中，鞋面区域123包括具有鞋带125或其它期望的关闭件机构的鞋口124，其利用常规的方式来改变鞋帮120相对于脚的尺寸，由此调整鞋100的穿着。鞋帮120还包括脚踝开口126，其提供脚向鞋帮120 中的空穴的进出。各种材料可以用于构造鞋帮120，包括通常用于鞋帮的材料。因而，鞋帮120可以例如用皮革、人造皮革、天然或合成织物、聚合物片材、聚合物泡沫、网孔织物、毛毡、非织造聚合物或橡胶材料的一个或多个部分形成。鞋帮120可以用这些材料中的一种或多种形成，其中材料或其部分被缝制或粘接连结在一起，例如以通常已知和本领域使用的方式。
鞋帮120也可以包括脚跟元件(未示出)和脚趾元件(未示出)。脚跟元件在存在时可以向上延伸且沿脚跟区域113中鞋帮120的内表面延伸，以增强鞋100的舒适性。脚趾元件在存在时可以位于前足区域111中和鞋帮120 的外表面，以提供耐磨性、保护穿戴者的脚趾和有助于脚的定位。在一些实施例中，例如，脚跟元件和脚趾元件中之一或二者可以不存在，或脚跟元件可以定位在鞋帮120的外表面上。虽然上述鞋帮120的构造适用于鞋100，但是鞋帮120可以呈现任何期望的常规或非常规的鞋帮结构，而不脱离本发明。
如图3所示，鞋底结构130固定到鞋帮120的下表面且可以具有通常的常规形状。鞋底结构130可以具有多部件结构，例如包括中底131、外底132 和脚接触构件133的鞋底结构。脚接触构件133通常是薄的可压缩构件，其可以定位在鞋帮120中的空穴中且邻近脚的下表面(或在鞋帮120和中底131 之间)，以增强鞋100的舒适性。在各种实施例中，脚接触构件133可以是鞋垫、士多宝、内底构件、内靴元件、短袜等。在图3-4所示实施例中，脚接触构件133是内底构件或鞋垫。在本文使用的术语“脚接触构件”不必直接暗示接触用户的脚，因为其它元件会与直接接触干涉。而是，脚接触构件形成鞋类物品的脚接收腔室的内表面的一部分。例如,用户可以穿着与直接接触部干涉的短袜。作为另一例子，传感器系统12可以并入到设计为在鞋或其它鞋类物品上滑动的鞋类物品的，例如外靴元件或鞋覆盖件。在这样的物品中，鞋底结构的鞋帮部分可以被认为是脚接触构件，即使其不直接地接触用户的脚。在一些结构中，内底或鞋垫可以没有，而在其它实施例中，鞋100 可以具有定位在内底或鞋垫顶部上的脚接触构件。
中底构件131可以是或包括冲击衰减构件，且在一些实施例中可以包括多个构件或元件。例如，中底构件131可以用聚合物泡沫材料形成，例如聚亚安酯、醋酸乙烯乙酯或其它材料(例如轻质材料、飞龙(phylite)等)，其压缩以在步行、跑步、弹跳或其它活动期间衰减地面或其它接触表面的反作用力。在根据本发明的一些示例性结构中，聚合物泡沫材料可以包封或包括各种元件，例如流体填充的囊或减速件，其增强鞋100的舒适性、运动控制性、稳定性、和/或地面或其它接触表面反应力衰减性能。在又一些示例性结构中，中底131可以包括额外的元件，其压缩以衰减地面或其它接触表面反作用力。例如，中底131可以包括柱类型的元件，以有助于缓冲和吸收力。
在这种示出的示例性鞋结构100中外底132固定到中底131的下表面且用耐磨材料形成，例如橡胶或柔性合成材料，例如聚亚安酯，其在走行或其它活动期间接触地面或其它表面。形成外底132的材料可以用合适的材料制造和/或带有织纹，以赋予增强的牵引力和抗滑性。图1和2和中底131所示的外底132显示为在外底132的任一侧或两侧包括多个切口或防滑纹136，但是可以结合本发明使用具有各种类型的花纹、轮廓和其它结构的许多其它类型的外底132。应理解，本发明的实施例可以结合其它类型和构造的鞋以及其它类型的鞋类物品和鞋底结构使用。
图1-4示出了并入根据本发明的传感器系统12的鞋100的示例性实施例，且图3-8示出了传感器系统12的示例性实施例。传感器系统12包括插入构件37，其具有与之连接的力和/或压力传感器组件13。应理解，插入构件37的使用是一个实施例，且包括不同类型的传感器系统12的鞋类物品可以结合本文所述的一些方面来使用。还应理解，插入件37可以具有许多不同构造、形状和结构，且包括不同数量和/或构造的传感器16，和不同的插入结构或周边形状。
插入构件37配置为被定位为接触鞋100的鞋底结构130，且在一个实施例中，插入构件37配置为定位在脚接触构件133下方且在中底构件131顶部上方且为大致的面对关系。传感器组件13包括多个传感器16，和与传感器组件13通信的通信或输出端口(例如经由导体电连接)。端口14配置为用于将从传感器16接收的数据例如通信到电子模块(也称为电子控制单元) 22，如下所述。端口14和/或模块22可以配置为与外部装置通信，也在下文描述。在图3-8所示的实施例中，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，在鞋的前足区域处的传感器 16b-c(包括在第一跖骨头部区域处的第二传感器16b和在第五跖骨头部区域处的第三传感器16c)和在脚跟处的第四传感器16d。脚的这些区域通常在运动期间经历最大程度的压力。每一个传感器16配置为用于检测通过用户的脚在传感器16上施加的压力。传感器通过传感器引线与端口14通信，所述引线可以是导线引线和/或另一电导体或合适的通信介质。例如,在图3-8 的实施例中，传感器引线18可以是导电介质，其被印刷在插入构件37上，例如基于银的墨水或其它金属墨水，例如基于铜和/或锡的墨水。在一个实施例中引线18可以替换地设置为细导线。在其它实施例中，引线18可以连接到脚接触构件133、中底构件131或鞋底结构130的另一构件。
传感器系统12的其它实施例可以包含不同数量或构造的传感器16，且通常包括至少一个传感器16。例如,在一个实施例中，系统12包括更多数量的传感器，且在另一实施例中，系统12包括两个传感器，一个在脚跟中且一个在鞋100的前足中。此外，传感器16可以以不同方式与端口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。一对鞋可以在该一对的每个鞋中设置有传感器系统12，且应理解成对传感器系统可以协同操作或可以彼此独立地操作，且每一个鞋中的传感器系统可以或可以不彼此通信。传感器系统12的通信在下文描述。应理解，传感器系统12可以设置有计算机程序/算法，以控制数据的收集和存储(例如从用户的脚与地面或其它接触表面的相互作用而来的压力数据)，且这些程序/算法可以存储在传感器16、模块22、和/或外部装置110中和/或被其执行。
传感器系统12可在鞋100的鞋底130中以多种构造定位。在图3-4所示的例子中，端口14、传感器16和引线18可定位在中底131和脚接触构件 133之间，例如通过将插入构件37定位在中底131和脚接触构件133之间。在一个实施例中插入构件37可以连接到中底和脚接触构件133中之一或两者。空腔或井部135可定位在中底131中和/或脚接触构件133中，用于接收电子模块22，如下所述，且在一个实施例中可以从井部135中访问端口14。井部135可以进一步包含用于模块22的容纳件24，且容纳件24可以配置为用于连接到端口14，例如通过提供用于端口14的物理空间和/或通过提供用于端口14和模块22之间相互连接的硬件。在图3-4所示的实施例中，井部 135通过中底131的上部主表面中的空腔形成。如图3-4所示，鞋底结构130 可以包括可压缩的鞋底构件138，且具有在其中形成孔以接收容纳件24，这提供了对井部135的访问和/或可以被认为是井部135的一部分。插入件37 可被置于可压缩的鞋底构件138的顶部，以将容纳件24放置在井部135中。在一个实施例中可压缩的鞋底构件138可以面对中底131，且可以直接接触中底131。应理解可压缩的鞋底构件138可以面对中底131，一个或多个额外的结构定位在可压缩的鞋底构件138和中底131之间，例如士多宝构件。在图3-4的实施例中，可压缩的鞋底构件138是位于脚接触构件133和中底 131之间的泡沫构件138的形式(例如EVA构件)，在该实施例中其可以被认为是下内底/鞋垫。在一个实施例中泡沫构件138可以连结到中底131的士多宝(未示出)，例如通过使用粘接剂，且可以覆盖士多宝上的任何缝合部分，这可防止插入件37因缝合而磨损。
在图3-4所示的实施例中，容纳件24具有多个壁，包括侧壁25和基部壁26，且还包括凸缘或唇部28，所述凸缘或唇部从侧壁25的顶部向外延伸，且配置为用于连接到插入件37。在一个实施例中，凸缘28是单独的构件，其经由钉28A连接到盆状部29，以形成容纳件24，所述钉通过位于孔27 前端的插入件37中的孔28B连接。在一个实施例中，钉28A可以经由超声波焊接或其它技术连接，且可以接收接收器中。在替换实施例中，鞋类物品 100可以制造为具有形成在鞋底结构130中的盆状部29，且凸缘28可以随后连接，例如通过卡扣连接，可选地是在端口的其它部分也被组装之后。容纳件24可以包括保持结构，以将模块22保持在容纳件24中，且这种保持结构可以与模块22上的保持结构互补，例如凸片/凸缘和槽道构造，互补凸片，锁定构件，摩擦-装配构件，等。容纳件24还包括位于凸缘28和/或盆状部29中的指状凹部29A，其提供用于用户的指状接合模块22以将模块22 从容纳件24除去的空间。凸缘28提供与插入件37的顶部接合的宽基部，其将通过凸缘28施加在插入件37和/或脚接触构件133上的力分散开，这使得这种部件严重偏斜和/或损坏的可能性减小。凸缘28上的圆角也有助于避免插入件37和/或脚接触构件133的损坏。应理解在其它实施例中凸缘28可以具有不同形状和/或轮廓，且可以通过不同形状和/或轮廓提供相似的功能性。
脚接触构件133配置为置于泡沫构件138的顶部上，以覆盖插入件37，且可以在其下主表面中包含凹陷134，以提供用于容纳件24的空间，如图3 所示。脚接触构件133可以粘接到泡沫构件138，且在一个实施例中，可以仅粘接在前足区域中，以允许脚接触构件133被向上拉动，以存取模块22，如图3所示。另外，脚接触构件133可以包括粘或高摩擦的材料(未示出)，其位于下侧的至少一部分上，以抵抗靠着插入件37和/或泡沫构件138的滑动，例如硅树脂材料。例如,在脚接触构件133粘接在前足区域而在脚跟区域中自由的实施例(例如图3)中，脚接触构件133可以具有位于脚跟区域上的胶粘材料。胶粘材料也可以提供增强的密封，以抵抗泥土渗透到传感器系统中。在另一实施例中，脚接触构件133可以包括门或开口(未示出)，其配置为位于端口14上方且大小设计为允许模块22通过脚接触构件133插入和/或除去，所述门或开口可以以各种方式打开，例如在铰链上摆动或去除插塞类的元件。在一个实施例中，脚接触构件133也可以在其上具有图形标记 (未示出)，如下所述。
在一个实施例中，如图3-4所示，泡沫构件138也可以包括具有与插入件37相同周边形状的凹部139以在其中接收插入件37，且插入构件37的底层69(图8)可以包括粘接剂背衬，以将插入件37保持在凹部139中。在一个实施例中，相对强的粘接剂(例如快连型亚克力粘接剂)可以用于这种目的。插入件37具有用于接收容纳件24和为容纳件24提供空间的孔或空间27，且在该实施例中的泡沫构件138也可以允许容纳件24完全经过并进入士多宝和/或中底131的至少一部分和/或通过士多宝和/或中底131的至少一部分。在图3-4所示的实施例中，脚接触构件133可以具有相对于典型的脚接触构件133(例如鞋垫)减小的厚度，泡沫构件138的厚度基本上等于脚接触构件133的厚度减少，以提供同样的缓冲。在一个实施例中，脚接触构件133可以是具有约2-3mm的厚度的鞋垫，且泡沫构件138可以具有约 2mm的厚度，凹部139具有约1mm的深度。在一个实施例中泡沫构件138 可以在将泡沫构件138连接到鞋类物品100之前粘接连接到插入构件37。这种构造允许泡沫构件138和插入件37之间的粘接，以在将泡沫构件附接到鞋100的士多宝或其它部分之前设定为平坦状态，这通常使得泡沫构件138 弯折或弯曲且可以造成分层。在一个实施例中，粘接附接了插入件37的泡沫构件138可以以这种构造提供，作为用于插入到鞋类物品100中的单个产品。图3-4中端口14的定位仅不提供与用户脚的极小接触、刺激或其它干涉，而且还通过提升脚接触构件133而提供容易的进出。
在图3-4的实施例中，容纳件24完全地延伸通过插入件37和泡沫构件 138，且井部135也可以完全地延伸通过士多宝且至少部分地进入鞋100的中底131以接收容纳件24。在另一实施例中，井部135可以不同地配置，且在一个实施例中可以完全地定位在士多宝的下方，穿过士多宝的窗口以允许操作井部135中的模块22。井部135可以使用各种技术形成，包括从士多宝和/或中底131切削或去除材料，形成士多宝和/或中底131且井部被包含在其中，或使用技术或这种技术的组合。容纳件24可以装配为靠近井部135 的壁，这是有利的，因为容纳件24和井部135之间的间隙是材料失效的原因。使用适当的计算机控制设备就可以自动进行去除部件135的过程。
在进一步实施例中井部135可以位于鞋底结构130的其它位置。例如, 井部135可以位于脚接触构件133的鞋帮主表面且插入件37可置于脚接触构件133的顶部。作为另一例子，井部135可以位于脚接触构件133的下主表面，插入件37位于脚接触构件133和中底131之间。作为进一步的例子，井部135可以位于外底132且可以从鞋100的外部操作，例如通过在鞋底130 的侧部、底部或脚跟的开口。在图3-4所示的构造中，端口14可容易地操作，用于连接或断开电子模块22，如下所述。在另一实施例中，脚接触构件 133可以具有连接底部表面的插入件37，且端口14和井部135可以形成在鞋底结构130中。界面20定位在容纳件24的侧面上，如针对其它实施例类似地显示的，但是应理解界面20可以定位在其它位置，例如用于通过模块 22的顶部接合。模块22可以被变化，以适应这种改变。容纳件24、插入件 37、模块22和/或界面的其它构造和布置可以在其它实施例中使用。
在其它实施例中，传感器系统12可被不同地定位。例如,在一个实施例中，插入件37可定位在外底132、中底131或脚接触构件133中。在一个示例性实施例中，插入件37可以定位在位于内底构件上方的脚接触构件133 中，例如短袜、鞋垫、内部鞋短靴或其它相似的物品，可以定位在脚接触构件133和内底构件之间。其它一些构造也是可以的。如所述的，应理解传感器系统12可以包括在成对的每只鞋中。
在图3-8所示的实施例中的插入构件37用多个层形成，至少包括第一和第二层66、68。第一层和第二层66、68可以用柔性膜材料形成，例如
在一个实施例中层66、67、68、69可通过粘接剂或其它连结材料连接在一起。在一个实施例间隔层67可以在一个表面或两表面上包含粘接剂，以连接到第一和第二层66、68。底层69也可以在一个表面或两表面上具有粘接剂，以连接到第二层68以及鞋类物品100。第一或第二层66、68可以另外或替换地具有用于这种目的的粘接剂表面。各种其它技术可用于在其它实施例中连接层66、67、68、69，例如热密封，点焊，或其它已知技术。
在图3-8示出的实施例中，传感器16为力和/或压力传感器，用于测量鞋底130上的压力和/或力。传感器16具有阻力，其随传感器16上压力的增加而减小，使得可执行通过端口14来测量阻力，以检测传感器16上的压力。图3-8示出的实施例中的传感器16为椭圆的或圆形的，这使得单个传感器尺寸能用于几个不同的鞋尺寸。在该实施例中的传感器16每一个包括两个接触部40、42，包括定位在第一层66上的第一接触部40和定位在第二层 68的第二接触部42。应理解示出了本文中的第一层66的图为俯视图，且电子结构(包括接触部40，引线18等)定位在第一层66的底侧且通过透明的或半透明的第一层66能被看到，除非以其它方式具体说明。接触部40、42 定位为彼此相对且处于彼此重叠关系，使得例如通过用户的脚在插入构件37 上施加的压力使得接触部40、42之间的接合程度增加。传感器16的电阻随接触部40、42之间接合程度的增加而减小，且模块22配置为基于传感器16 电阻得的变化而检测压力。在一个实施例中，接触部40、42可以通过导电片形成，所述导电片印刷在第一和第二层66、68上，例如在图3-8的实施例中，且两个接触部40、42可以用相同或不同的材料形成。另外，在一个实施例中，引线18用与传感器接触部40、42的材料(一个或多个)相比具有更高的导电性和更低电阻的材料形成。例如,导电片可以用碳或其它导电碳材料形成。进一步地，在一个实施例中，两个接触部40、42可以用相同材料形成或用具有相似的硬度的两种材料形成，这可减少由于彼此接触的材料硬度的不同而造成磨损。在该实施例中，第一接触部40被印刷在第一层66 的下侧，且第二接触部42被印刷在第二层68的上侧，以允许接触部40、42 之间的接合。图3-8示出的实施例包括间隔层67，且具有定位在每一个传感器16处的孔43，以允许通过间隔层67接合接触部40、42，同时使得第一和第二层66、68的其它部分彼此绝缘。在一个实施例中，每一个孔43对准传感器16中的一个且允许相应传感器16的接触部40、42之间至少部分接合。在图3-8示出的实施例中，孔43的面积比传感器接触部40、42小，允许接触部40、42的中央部分彼此接合，同时使得接触部40、42的外部部分和分布的引线18A彼此绝缘(例如见图8)。在另一实施例中，孔43可以大小设置为允许接触部40、42在其整个表面之间接合。应理解，接触部40、 42和传感器16的大小、尺寸、轮廓和结构在其它实施例中可以改变同时保持相似的功能。还应理解具有相同大小的传感器16可以用于不同大小的插入件37(其用于不同大小的鞋)，在这种情况下传感器16的尺寸相对于插入件37的总尺寸可以针对不同插入件37的大小而不同。在其它实施例中，传感器系统12可以具有与图3-8实施例的传感器16不同地配置的传感器16。在进一步的例子中，传感器16可以利用不同构造，其不包括基于碳或相似的接触部40、42和/或可以不用作电阻传感器16。在其它例子中，这种传感器的例子包括电容传感器或应变计压力传感器。
如图3-8进一步所示的，在一个实施例中，插入件37可以包括内部的气流系统70，其配置为允许气流在插入件37的挤压和/或挠曲期间穿过插入件37。图8更详细地示出了气流系统70的部件。气流系统70可以包括一个或多个空气通道或通路71，其从传感器16引导到一个或多个通气部72，以在挤压期间允许空气从传感器16流动到第一和第二层66、68之间且向外通过通气部(一个或多个)72对的插入件37的外部。气流系统70在传感器 16的挤压期间阻止过多压力积累，且还允许在各种空气压力和海拔下传感器 16的接触部40、42的一致分离，实现更一致的性能。通道71可以形成在第一和第二层66、68之间。如图8所示，间隔层67具有形成在其中的通道71，且空气可在第一和第二层66、68流过通过这些通道71，到达适当的通气部 (一个或多个)72。在一个实施例中通气部72可以具有覆盖它们的过滤器(未示出)。这些过滤器可以配置为允许空气、湿气和碎片经过达到通气部 72以外且防止进入通气部72的湿气和碎片。在另一实施例中，插入件37 可以不包含间隔层，且通道71可以通过不密封的层66、68一起形成为具体的样式，例如通过应用不可密封的材料。由此，在这种实施例中气流系统70 可以被认为与层66、68整合或直接地通过其限定。在其它实施例中，气流系统70可以包含不同数量或构造的空气通道71、通气部72和/或其它通道。
在图3-8示出的实施例中，气流系统70包括两个通气部72和多个空气通道71，所述空气通道将四个传感器16每一个连接到通气部72中的一个。在该实施例中，间隔层67包括在每一个传感器处的孔43，且通道71连接到孔43，以允许空气通过通道71流动离开传感器16。另外，在该实施例中，两个传感器16通过通道71连接到通气部72每一个。例如,如图4和8所示，第一跖骨传感器16b具有延伸到略微在插入件37的第一跖骨区域后方的通气部72的通道71，且第一趾骨传感器16a也经由一通道延伸到相同通气部 72的通道71，所述通道包括通过第一跖骨传感器16b的路径。换句话说，第一趾骨传感器16a具有通道71，所述通道从在第一趾骨传感器16a的孔 43延伸到在第一跖骨传感器16b处的孔43，且另一通道71从第一跖骨传感器16b延伸到通气部72。第五跖骨传感器16c和脚跟传感器16d也共享位于插入件37的脚跟部分处的共同通气部72。一个通道71从第五跖骨传感器 16c处的孔43向后延伸到通气部72，且另一通道71从脚跟传感器16d处的孔43向前延伸到通气部72。在多个传感器中共享通气部72可减少花费，尤其是通过避免对额外过滤器73的需要。在其它实施例中，气流系统70可以具有不同构造。例如,在各种实施例中，每一个传感器16可以具有其各自的通气部72，或多于两个的传感器16可以共享同一通气部72。
每一个通气部72形成为在第二层68的底侧中的开口(即与第一层66 相对)，从而开口允许空来自气流系统70的气、湿气、和/或碎屑向外流，如图8所示。在另一实施例中，通气部72可以包括多个开口。在进一步实施例中，通气部72可以另外或替换地通过第一层66中的开口形成，使得空气向上排出到插入件37以外。在额外的实施例中，通气部72可以位于插入件 37的侧壁(薄边缘)，例如通过将通道71延伸到边缘，使得通道71通过边缘开放到插入件37的外部。如图3-8所示的实施例中，空气向下排出使得更难以让碎屑进入通气部72。底层69如果存在则还包括位于通气部72下方的孔74，以允许空气流动到通气部72以外，以经过底层69。孔74极大地大于通气部72，以便通过围绕每一个通气部72的周边的底层69而允许过滤器粘接地附接到第二层68，如下所述。另外，在该实施例中，每一个通气部 72具有定位在通气部72周围的加强材料75，以对材料增加稳定性和强度且防止破坏/撕裂。在示出的实施例中，加强材料75用与引线18相同的材料形成(例如银或其它金属)，以有助于印刷，但是也可以用与传感器接触部40、42(例如碳)相同的材料形成或本文所述的介电材料。
图3-8示出的实施例中的通气部72向下敞开且通过通气部72的空气向下朝向中底131且朝向泡沫构件138(如果存在)行进。在图3-4示出的实施例中，泡沫构件138具有空腔76，所述空腔76直接地位于通气部72下方且配置为使得离开通气部的空气进入相应空腔76。这种空腔76形成为完全地或至少部分地延伸通过泡沫构件138的槽道。这种构造允许空气没有泡沫构件138阻碍地流到通气部72以外。在图3-4的实施例中，空腔76每一个具有通道部分77，其远离空腔76横向延伸且超过插入件37的周边边界。换句话说，空腔76的通道部分77从通气部72横向延伸到位于插入件37周边边界外部的远端78。应理解如果泡沫构件138具有用于接收插入构件37的凹部139，则空腔76的通道部分77的远端78也可以位于凹部139的周边边界外部，如图3-4所示的实施例中那样。这种构造允许空气进入空腔76以通过横向通过通道部分77且随后向上和/或向外远离泡沫构件138而离开鞋底结构130。在另一实施例中，远端78可以停止在泡沫构件138中的一点且仍然在插入件37的周边边界外部，这允许空气在远端78处向上排出空腔76 且提供相同或相似的功能性。如上所述，气流系统70的部件可以与其它实施例不同地配置。
另外，在图3-8的实施例中，脚接触构件133包括一个或多个通道(未示出)，所述通道延伸穿过位于空腔76的远端78处的脚接触构件133。通道可以是针孔类型通道，且垂直地延伸通过脚接触构件133。在另一实施例中，可以使用不同类型的通道，包括狭槽或沟槽，且至少一个通道可以与脚接触构件133的一侧横向地延伸，而不是向上延伸经过脚接触构件133的厚度。通道允许空气通过通气部72离开且向外通过空腔76以经过脚接触构件133 和离开鞋底结构130。在另一实施例中，脚接触构件133可以不包括任何通道(一个或多个)。脚接触构件133在没有任何通道(一个或多个)的构造中仍然提供通气性，例如通过使用用于构造脚接触构件133的可透气泡沫或其它可透气材料。
在图3-8的实施例中，如上所述，间隔层67通常将第一和第二层66、 68上的导电构件/部件彼此隔绝，但是在期望的电接触区域中除外，例如在路径50处以及在传感器16的接触部40、42之间。间隔层67具有孔38、43，以限定层66、68之间的期望电接触区域。气流系统70的部件，特别是通道71，可以通过第一和第二层66、68之间的导电构件提供用于短路或其它期望的电接触的路径。在一个实施例中，传感器系统12可以包括一个或多个介电材料片80，以抵抗或防止通过横过间隔层67的打开区域的一个或多个导电构件造成的不期望短路，例如通道71。这种介电材料80可以是亚克力墨水或其它可UV固化的墨水或适用于该应用的其它绝缘材料。在图3-8所示的实施例中，插入件37具有延伸经过通道71的几个介电材料片80，使得位于接触部40、42周围的分布引线18A彼此绝缘。
在图3-8的实施例中，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11，四个端子11每一个分别专用于四个传感器16中的一个，一个端子11用于对电路10施加电压，而一个端子 11用于电压测量。在该实施例中，传感器系统12还包括一对电阻器53、54，且每一个位于层66、68的一个上，且路径50将第一层66上的电路与上的电路连接。电阻器53、54提供用于模块22的参考点，以测量每一个传感器 16的电阻，且允许模块22将来自活动传感器16的可变电流转换为可测量的电压。另外，电阻器53、54并联布置在电路10中，其对电路10中的改变和/或用于形成电阻器53、54的制造过程中的改变进行补偿，例如用于打印引线18和/或传感器接触部40、42的墨水导电性的改变。在一个实施例中，两个电阻器53、54的等效电阻为1500+/-500kΩ。在另一实施例中，可以单个电阻器53、54或使用串联的两个电阻器53、54。在进一步实施例中，电阻器53、54可以定位在插入件37上的其它位置，或可以定位在模块22的电路中。这种实施例的电路10的更多技术描述如下且如图20所示。
图9示出了根据本发明的实施例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104a、用于测量如下所述电压的测量端子104b、和四个传感器端子104c-104f，其每一个分别专用于传感器16a-16d中的一个，且其每一个在在该实施例中代表接地。端子104a-104f代表端口14的端子11。在所示的实施例中，代表电阻器53和54固定电阻器102a和102b并联连接。固定电阻器102a和102b 可以在实体上定位在分开的层中。通过如下公知的等式确定跨过端子104a 和104b的等效电阻:
Req＝R102a·R102b/(R102a+R102b)(等式1)
其中:
R102a＝固定电阻器102a的电阻
R102b＝固定电阻器102b的电阻
Req＝等效电阻
并联电连接的固定电阻器102a和102b对用于形成固定电阻器102a和 102b的制造过程中的变化进行补偿。例如,如果固定电阻器102a具有从期望电阻获得的电阻，则通过使得固定电阻器102b的影响平均而使得通过等式1 确定的等效电阻的偏离最小化。本领域技术人员应理解仅处于展示的目的显示了两个固定电阻器。额外的固定电阻器可以并联连接且每一个固定电阻器可以形成在不同层上。
在图9所示的实施例中，固定电阻器102a和102b连接到传感器16a-16d。传感器16a-16d可以通过可变电阻器实施，其电阻响应于压力的变化而变化，如上所述。传感器16a-16d每一个可以通过多个可变电阻器实施。在一个实施例中，每一个传感器16a-16d通过两个可变电阻器实施，两个可变电阻器实体位于不同层上且并联电连接。例如,如上针对一个实施例所述，每一个传感器16a-16d可以包含两个接触部40、42，二者随施加压力的增加而彼此更大程度地接合，且传感器16a-16d的电阻可以随接合的增加而减小。如上所述，将电阻器并联连接形成使得制造过程期间形成的偏差最小化的等效电阻。在另一实施例中，接触部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。开关108a-108d可以一次闭合一个，以连接传感器。在一些实施例中，开关108a-108d通过晶体管或集成电路实施。
在运行中，例如3伏特的电压水平施加在端子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。在连接到地时，传感器16a-16d通过固定电阻器102a和102b的组合而每一个形成分压器。例如,开关108a闭合时，端子104a和地之间的电压在固定电阻器102a和102b 的组合和传感器16a之间分配。在端子104b处测量的电压随传感器16a电阻的变化而变化。结果，施加于传感器16a的压力可以被测量为端子104b 处的电压水平。利用施加于传感器16a(其与已知值的组合的固定电阻器104a 和104b串联)的电压来测量传感器16a的电阻。类似地，选择性地闭合开关108b-108d将在端子104b处产生与传感器16b-16d处施加的压力有关的电压。应理解，传感器16a-d和端子104c-f之间的连接在其它实施例中可以不同。例如，与右鞋插入件37相比，传感器16a-d连接到左鞋插入件37中接口的不同销，如图8所示。在另一实施例中，电压水平可以以相对的方式施加，地位于端子104a处且电压施加在端子104c-f处。在进一步实施例中，其它电路构造可以用于首先相似的结果和功能。
所示示出的实施例中两个电阻器53、54具有相似的或相同的结构，但是应理解其它实施例中电阻器具有不同结构。每一个电阻器53、54具有彼此间隔开的两个部分55、56和定位在部分55、56之间且将其连接的电桥57。在一个实施例中，电桥57可以用比部分55、56更大电阻的材料形成，且可以由此提供每一个电阻器53、54的大部分电阻。部分55、56可以至少部分地用高导电性材料形成，例如银材料。在图3-8示出的实施例中，内和外部分55、56用与引线18相同的材料形成，例如基于印刷银或基于其它金属的墨水。在该实施例中，电桥57用与传感器接触部40、42相同的材料形成，例如碳黑或其它导电性碳材料。应理解，在其它实施例中内和外部分55、56 和/或电桥57可以用不同材料形成。
路径50通常允许在第一和第二层66、68之间连续和/或无中断的电连通和传递电子信号。在图3-8的实施例中，端口14直接连接到第二层68且路径50可以用作端口14和第一层66、68上的传感器接触部40之间的垂直路径。在该实施例中，路径50包括在第一层66和第二层68上的导电部分51，从而导电部分51可以彼此持续接合，以提供第一和第二层66、68之间的持续电连通。在该实施例中的间隔层67包括与路径50对准的孔38且允许通过间隔层67进行导电部分51之间的持续接合。另外，在图3-5的实施例中，导电部分51每一个被分为两个部分52，所述两个部分被细长间隙59分开。间隙59可以取向为在插入件37的挠曲期间通过用作使得导电部分51的弯曲最小化的挠曲点而增加路径50的耐久性。路径50的导电部分51用导电材料形成，且在一个实施例中，导电部分51可以用与引线18相同的材料形成，例如基于银的墨水或其它金属墨水。在其它实施例中，路径50且本文所述的其部件可以具有不同尺寸、形状、形式或位置，且可以用不同材料形成。另外，在一个实施例中，路径50可以至少部分地被强化结构60围绕或以强化结构60为边界，以提供结构支撑和/或结构效果，例如有助于导电部分51之间的接合。如图3-8所示的，导电部分51被基本上环形的强化件60 围绕。强化件60可以用具有合适刚度的任何材料形成，且在一个实施例中，可以用比导电部分51的材料更大刚度的材料形成，例如碳黑或其它基于碳的材料。进一步地，间隔层67中的孔38允许导电部分51彼此接合。
可以通过在聚合物(例如PET)膜上沉积各种部件而构造插入件37。在一个实施例中，通过首先在每一个层66、68上沉积导电金属材料来构造插入件37，例如通过在引线18的迹线图案中进行印刷(包括分布引线18A、路径50的导电部分51、电阻器53、54的内和外部分55、56等)。额外的碳材料可随后沉积在每一层66、68上，例如通过印刷，以形成接触部40、42、路径50的强化件60、电阻器53、54的等。任何额外的部件可随后被沉积，例如任何介电部分。在一个实施例中，层66、68可以印刷在PET板件上且随后被切割，以在印刷之后形成外周边形状。
端口14配置为用于以一个或多个已知方式将通过传感器16收集的数据通信到外部源。在一个实施例中，端口14是通用通信端口，配置为用于以通用可读方式进行数据通信。在图3-8和14所示的实施例中，端口14包括用于连接到电子模块22的接口20，其针对图3的端口14显示。另外，在该实施例中，端口14与用于插入电子模块22的容纳件24相关，所述电子模块位于中底131的中间足弓或中足区域中的井部135中。如图3-8所示的，传感器引线18汇合在一起以在其端子11处形成统一的接口20，以便连接到端口14。在一个实施例中，统一的接口可以包括传感器引线18与端口接口 20的各种连接，例如通过多个电接触部。在另一实施例中，传感器引线18 可以被统一化，以形成外部接口，例如插塞类型接口或其它构造，且在进一步的实施例中，传感器引线18可以形成非统一的接口，每一个引线18具有其各种的单独端子11。如下所述，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。
在图3-8和14所示的实施例中，接口20采取电接触部或端子11的形式。在一个实施例中，端子11形成在从层66、68中的一个延伸到为容纳件 24设置的孔27中的舌部或延伸部21上。延伸部使得引线18的端部统一到单个区域，以形成接口20。在图3-8和14的实施例中，延伸部21从第二层 68延伸到孔27中，且在容纳件24中向下弯曲以将端子11放置在容纳件24 中且使得在容纳件24中可操作接口20。延伸部21可以在容纳件24的凸缘 28下方经过且通过槽道或唇部28下方的其它空间，以便延伸到容纳件24 中。在图3-8和14所示的构造中，延伸部21向下弯曲到井部135中且进入容纳件24中，如上所述，以将端子11放置在容纳件24中且在容纳件24中形成接口20。
容纳件24可以包含连接结构，例如用于实现接口20和模块22之间连接的连接销或弹簧，如图14所示。在一个实施例中，端口14包括形成接口 20的电连接头82，这可以包括分布附接到端子11的接触部，如上所述。连接头82可以经由卷压连接连接到延伸部21和端子11。在该实施例中的接口 20包括七个端子：每一个分布连接到传感器16中的一个四个端子11，用作测量端子(在图20中的104b)的一个端子11，和用作电源端子(图20中的104a)以将电压施加到电路10的一个端子。如上所述，在另一实施例中电源端子可以代替地配置为地端子，传感器端子(图20中的104c-f)被配置为电源端子。第七端子可以用于为附件提供电力，例如独特的识别芯片92 (见图14B)。在一个实施例中，第六和第七端子11在尾部21A上延伸，所述尾部从延伸部21的端部延伸。附件可以经过尾部21A上的两个端子11 连接，以为附件提供电力。附件可以包括具有存储器芯片的小的印刷电路板 (PCB)，所述芯片经由各向异性的接触形式附接到尾部21A。在一个实施例中，附件芯片可以包括能独特地识别鞋类物品100的信息，例如序号，以及例如鞋100是左鞋或是右鞋、是男鞋或是女鞋、具体的鞋类型(例如跑鞋、网球鞋、篮球鞋等)和其它类型的信息的实质信息。这种信息可以被模块22读取且随后用于分析、提供和/或组织来自传感器的数据。附件可以密封到容纳件24中，例如经由环氧树脂或其它材料。
端口14适于连接到许多不同的电子模块22，其可以与存储器部件(例如闪存驱动盘)或其可以包含更复杂的特征。应理解，模块22可以是复杂的部件，如个人计算机、移动装置、服务器等。端口14配置为用于将通过传感器16收集的数据传递到模块22，用于存储、传递、和/或处理。在一些实施例中，传感器系统12的端口14、传感器16和/或其它部件可以配置为用于处理数据。传感器系统12的端口14、传感器16、和/或其它部件可以另外或替换地配置为用于直接地下外部装置110或多个模块22和/或外部装置 110传递数据。应理解，出于这些目的，传感器系统12的端口14、传感器 16和/或其它部件可以包括适当的硬件、软件等。在鞋类物品中的壳体和电子模块的例子显示在美国专利申请No.11/416,458，其以美国专利申请公开 No.2007/0260421公开，其通过引用合并于此且成为本文一部分。虽然端口14显示为具有形成用于连接到模块22的接口20的电子端子11，但是在其它实施例中，端口14可以包含一个或多个额外的或替换的通信接口。例如, 端口14可以包含或包括USB端口、Firewire端口、16引脚端口或或其它类型的基于物理接触部的连接，或可以包括无线的或非接触的通信接口，例如用于Wi-Fi、Bluetooth、近场通信、RFID Bluetooth低能量、Zigbee或其它无线的通信技术的接口，或用于红外线或其它光学通信技术的接口。在另一实施例中，传感器系统12可以包括多于一个的端口14，其配置为用于与一个或多个模块22或外部装置110通信。这种构造可以替换地被认为是单个分布式端口14。例如,传感器16每一个可以具有用于与一个或多个电子模块22 通信的分开端口14。在该实施例中端口14通过引线18连接到传感器16且可以位于插入件37的层之间，在插入件37的孔中，或在各种实施例中在插入件37的上方或下方。应理解，多个或分布式端口(一个或多个)14可以与连接到单个端口14的两个或更多传感器的组合一起使用。在进一步实施例中，传感器系统12可以包括具有不同构造的一个或多个端口14，其可以包括本文所述的两个或更多构造的组合。
模块22可以另外具有一个或多个通信接口，用于连接到外部装置110，以传递用于处理的数据，如下所述且如图5所示。这种接口可包括如上所述的任何接触或非基础的端口。在一个例子中，模块22至少包括可缩回的USB 连接，用于连接到计算机和/或用于对模块22的电池充电。在另一例子中，模块22可以配置为用于接触或无线连接到可移动的装置，例如手表、电话、便携音乐播放器等。模块22可以配置为用于与外部装置110无线通信，所述外部装置允许装置22保持在鞋100中。然而，在另一实施例中，模块22 可以配置为从鞋100去除以直接地连接外部装置110，用于数据转移，例如通过如上所述的可缩回的USB连接。在无线实施例中，模块22可以连接到用于无线通信的天线。天线可以成形为、大小设置为和定位为用于所选择无线通信方法的适当的发送频率。另外，天线可以位于模块22内部或在模块外部。在一个例子中，传感器系统12本身(例如传感器16的引线18和导电部分)可以用于形成天线。模块22可以进一步被放置、定位和/或配置为改善天线的接收，且在一个实施例中，可以使用用户身体的一部分作为天线。在一个实施例中，模块22可以永久地安装在鞋100中，或替换地可以根据用户选择而去除且能按期望保持在鞋100。另外，如下进一步所述的，模块 22可以被去除和被另一模块22更换，所述另一模块22被编程和/或配置为以另一方式收集和/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100中，则传感器系统12可以进一步包含外部端口(未示出)，以允许数据传递和/或电池传递，例如USB或Firewire端口。应理解，模块22可以配置为用于接触和非接触通信。
尽管端口14可以位于各种位置而不脱离本发明，但是，在一个实施例中，端口14设置在一位置和取向和/或以其它方式设置结构，以便避免或最小化与穿戴者脚接触和/或刺激，例如在穿戴者向下迈步和/或使用鞋类物品 100时，例如在体育活动期间。在图3-4和14中端口14的定位显示了一个这样的例子。在另一实施例中，端口14定位为靠近鞋100的脚跟或脚背区域。鞋结构100的其它特征可以有助于减少或避免穿戴者的脚和端口14之间的接触(或连接到端口14的元件)和改善鞋结构100的总体舒适性。例如,如上所述和如图3-4所示，脚接触构件133可以装配在端口14上且至少部分地覆盖端口14，由此提供穿戴者的脚和端口14之间的衬垫层。可以使用用于减少端口14和穿戴者的脚之间接触和调节穿戴者的脚从端口14的任何不期望感觉的额外特征。
图14进一步显示了端口14的一个实施例，其配置为用于插入构件37。如上所述的相似结构被标记相同的或相似的附图标记。这种实施例和实施例的变化在下文描述。如本文所述和本文公开的，端口14限定或支撑用于可操作地与模块22连接的接口20。模块22也将在后文详述。通过端口14和模块22之间的可操作连接，通过传感器组件12感测的数据可被获得、存储和/或处理，以用于进一步使用和分析。
进一步如图14所示，在该实施例中容纳件24包括基部构件140和覆盖构件142。基部构件140可以对应于如上所述的盆状部29，其限定了侧壁25 和基部壁26。覆盖构件142具有尺寸设置为用于通过其中接收模块22的中央孔153。覆盖构件142的下侧具有一对悬出柱体(未示出)，其与如下所述的基部构件140上的接收部(未示出)协作。覆盖构件142的外周边限定了唇部或凸缘28。在示例性实施例中，覆盖构件142可以具有悬出壁，其协同限定容纳件24的侧壁25。在这种构造中，基部构件140可以限定在侧壁上的突台，以接收覆盖构件142上的悬出壁。
图14进一步显示了接口组件156的部件。接口组件156具有承载器157，所述承载器支撑例如示意性地参考图14B所述的电连接件82。电连接件82 每一个具有限定了通过承载器157弹性支撑的接触部，所述承载器与模块22 上的相应接触部协作。如图14所示，接口组件156操作地连接到延伸部21，所述延伸部具有在其上的插入构件37的引线11。进一步如图14B所示，应理解，尾部21A可进一步折叠到延伸部21的背侧上方且定位为与其邻近。进一步如图14所示，承载器157定位在容纳件24的基部构件140的第一外侧槽道148。如从图14B可理解的，填充材料159(例如密封胶)可以注射到承载器157后方的第二外侧槽道150中。这种构造使得接口20的连接件 82在盆状部29中露出，用于连接到模块22。
图15-16显示了模块22的一个实施例的额外的视图和特征。如前所述，模块22被端口14接收且操作地连接到端口14，以收集、存储和/或处理来自传感器组件12的数据。应理解模块22承装用于这种目的的各种部件，包括但不限于印刷电路板、电源、发光构件、接口和不同类型的传感器，包括多轴加速度计、陀螺仪和/或磁强计。模块22通常包括支撑接口组件171的壳体170，所述接口组件形成接口23且具有形成用于与端口14的接口20 协作的接触部的电连接件。接口组件171具有多个连接件172和模块承载器 173。连接件172每一个具有远端，所述远端形成接触部，其共同限定模块 22的接口23。应理解，连接件172可以被插入模制，使得材料形成在连接件172周围，以限定模块承载器173。壳体170通常具有模块基部构件175，其可以包括多个构件(例如外构件和内构件)。壳体170进一步具有模块顶部构件177，其也可以包括多个构件(例如外构件和内顶部构件)。模块基部构件175、模块顶部构件177、和接口组件171协作以提供在连接件172周围的密封构造。在该实施例中，连接件172可以被认为具有包覆模制构造。这些部件还形成内空腔，其中壳体170支撑内部部件，所述内部部件包括印刷电路板，所述印刷电路板操作地连接到连接件172。
应理解模块22接收在端口14中。模块22的前端插过中央孔153且进入第一部分144。模块22尺寸设置为以干涉配合的方式大小基本对应于盆状部29。在这种构造中，模块22上的接口23操作地接合端口14上的接口20，其中接口20、23的相应接触为表面-表面接触。由此，该构造使得模块22 的接口23被压靠端口14的接口20。模块22可以具有在后表面上的凹部184，其可以容纳件24上的突出部，以有助于通过卡扣连接将模块22保持在端口14中。用户可容易地通过在指状凹部29A的辅助下操作模块22而从端口除去模块22。由此，在必要时，模块22可容易地插入到端口14和从端口14 去除，例如用于充电或传递数据，或在将用于一种应用的一类模块22更换为用于不同应用的不同类型模块，或将电力耗尽的模块22更换为刚刚充好电的模块22。
图5显示了示例性电子模块22的示意图，其包括通过数据传递/接收系统107发送/接收的能力，所述系统可以根据本发明的至少一些例子使用。尽管图5的示例性结构示出了数据传递/接收系统(TX-RX)107被整合到电子模块结构22中，但是本领域技术人员应理解单独部件可以被包括以作为鞋结构100的一部分或用于数据传递/接收目的的其它结构，和/或在本发明的所有例子中数据传递/接收系统107不必完全包含在单个壳体中或单个包装中。反而，如果期望，数据传递/接收系统107的各种部件或元件可以彼此分开、在不同壳体中、在不同板上和/或以各种不同方式与鞋类物品100或其它装置分别接合，而不脱离本发明。不同可能安装结构的各种例子在后文详述。
在图5的例子中，电子部件22可以包括数据传递/接收元件107，用于从一个或多个远程系统传递数据和/或接收数据。在一个实施例中，传递/接收元件107配置为用于通过端口14通信，例如通过如上所述的接触或非接触接口。在图5所示的实施例中，模块22包括配置为用于连接到端口14和 /或传感器16的接口23。在图5示出的模块22中，接口23具有与端口14 的接口20的端子11互补的接触部，以与端口14连接。在其它实施例中，如上所述，端口14和模块22可以包含不同类型的接口20、23，其可以是接触式的或无线的。应理解，在一些实施例中，模块22可以通过TX-RX元件 107与端口14和/或传感器16接口连接。因而，在一个实施例中，模块22 可以在鞋100外部，且端口14可以包括用于与模块22通信的无线传递接口。这种例子的电子部件22进一步包括处理系统202(例如一个或多个微处理器)、存储器系统204、和电源206(例如电池或其它电源)。在一个实施例中，电源206可以配置为用于感应充电，例如通过包括线圈或其它感应构件。在该构造中，模块22可以通过将鞋类物品100放置在感应垫或其它感应充电器上来充电，允许不将模块22从端口14除去。在另一实施例中，电源206 可以另外或替换地配置为用于使用能量收集技术(energy-harvestingtechnology)充电，且可以包括用于能量收集的装置，例如通过吸收由于用户的运动产生的动能而对电源206充电的充电器。
与一个或多个传感器的连接可如图5所示地实现，但是额外的传感器(未示出)可以被设置，以感测或提供与许多种不同类型的参数相关的数据或信息，例如与鞋类物品100的使用或用户相关的物理或生理学的数据，包括计步器类型的速度和/或距离信息，其它速度和/或距离数据传感器信息，温度，高度，气压，湿度，GPS数据，加速度计输出或数据，心率，脉搏速率，血压，体温，EKG数据，EEG数据，与角度取向有关的数据和与角度取向有关的改变(例如基于陀螺仪的传感器)等，且这种数据可以存储在存储器204 中和/或例如可用于通过传递/接收系统107传递到一些远程位置或系统。额外的传感器(一个或多个)如果存在则也可以包括加速度计(例如用于感测走步期间的方向改变，例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)。在一个实施例中，模块22可以包括额外的传感器208，例如加速度计，且从传感器16而来的数据可以与从加速度计208而来的数据整合，例如通过模块22或外部装置110。
作为额外的例子，如上所述的各种类型的电子模块、系统和方法可以用于提供用于鞋类物品的自动冲击缓冲控制。这种系统和方法可以例如如美国专利No.6,430,843、美国专利申请公开No.2003/0009913、美国专利申请 No.2004/0177531中所述的那些一样操作，其描述了用于主动和/或动态控制冲击衰减特点的系统和方法(美国专利No.6,430,843，美国专利申请公开 No.2003/0009913，和美国专利申请公开No.2004/0177531每一个通过参考完全并入本文且成为本文的一部分)。在用于提供速度和/或距离类型信息时，美国专利5,724,265、5,955,667、6,018,705、6,052,654、6,876,947和6,882,955 所述类型的感测单元、算法和/或系统可以使用。这些专利每一个通过参考完全并入本文。传感器和传感器系统的额外实施例以利用其的及鞋类物品和鞋底结构和构件在美国专利申请2010/0063778和2010/0063779中描述，该申请通过引用合并于此且成为本文的一部分。
电子模块22也可包括激活系统(未示出)。激活系统或其部分可以与模块22或鞋类物品100(或其它装置)以及与电子模块22的部分一起或分开地接合。激活系统可以用于选择性地让电子模块22和/或电子模块22的至少一些功能(例如数据传递/接收功能等)激活。可以使用各种不同激活系统而不脱离本发明。在任何这样的实施例中，传感器系统12可以包含“睡眠”模式，其可在设定的不激活周期之后使得系统12停用。在替换实施例中，传感器系统12可以操作为不激活或停用的低功率装置。
模块22可以进一步配置为用于与外部装置110通信，外部装置可以是外部计算机或计算机系统，可移动装置，游戏系统或其它类型的电子装置，如图6和10-12所示。图5所示的示例性外部装置110包括处理器302、存储器304、电源306、显示部308、用户输入310和数据传递/接收系统108。传递/接收系统108配置为用于经由模块22的传递/接收系统107、通过已知任何类型的电子通信(包括如上所述和本文其它位置所述的接触和非接触通信方法)与模块22通信。应理解，模块22和/或端口14可配置为用于与多个外部装置通信，包括许多种不同类型和构造的电子装置，且还包括中间装置，所述中间装置用于将信息传递到另一外部装置，且可以或可以不进一步处理这种数据。另外，模块22的传递/接收系统107可以配置为用于多种不同类型的电子通信。进一步应理解，鞋100可以包括分开的电源，以在必要时操作传感器16，例如电池、压电电源、太阳能电源或其它电源。在图3-8 的实施例中，传感器16通过连接到模块22而接收动力。
如下所述，这种传感器组件可被定制为用于电子模块22和/或外部装置 110的具体软件。第三方可以提供这种软件以及鞋底插入件，其具有定制的传感器组件，作为包装。模块22和/或总的传感器系统12可以与一个或多个算法协作，用于分析从传感器16获得的数据，包括在模块、外部装置110 或另一部件上存储和/或执行的算法。
在操作中，传感器16根据其功能和设计收集数据，和传递数据到端口 14。端口14随后允许电子模块22与传感器16接口通信，且收集用于以后使用和/或处理的数据。在一个实施例中，数据被以普遍可读形式收集、存储和传递，如此数据能被多个使用者访问和/或下载，用于各种不同应用，用于各种不同目的。在一个例子中，数据以XML格式收集、存储和传递。在一个实施例中，模块22通过测量测量端子104b处的电压降而检测利用如图9 所示的电路10的传感器16中的压力变化，这种电压降反映了当前被切换的具体传感器16的电阻变化。图13示出了用于传感器16的压力–电阻曲线的一个例子，虚线显示了由于例如插入件37的弯曲这样的因素造成的曲线潜在迁移的情况。模块22可以具有启动电阻RA，且是模块22在传感器上记录压力所必要的检测电阻。生产这种电阻的相应压力被称为启动压力PA。启动电阻RA可以被选择为期望让模块22记录数据时的具体启动压力PA。在一个实施例中，启动压力PA可以为约0.15bar，约0.2bar，或约0.25bar，且相应的启动电阻RA可以为约100kΩ。另外，在一个实施例中，最高敏感范围可以为150-1500mbar。在一个实施例中，被如图3-22所示地构造的传感器系统12可检测0.1-7.0bar(或约0.1-7.0atm)范围的压力，且在另一实施例中，传感器系统12可以以高敏感性检测这种范围以上的压力。
在不同实施例中，传感器系统12可以配置为收集不同类型的数据。在一个实施例中(如上所述)，传感器(一个或多个)16可收集与压缩的数量、顺序和/或频率有关的数据。例如,系统12可记录在穿着鞋100的同时引起的步伐、跳跃、横切、踢、或其它引起挤压力的数量或频率，以及例如接触时间和飞行时间的其它参数。定量传感器和二元开/关类型传感器可收集这种数据。在另一例子中，系统可记录通过鞋引起的挤压力的顺序，其可用于例如确定脚内旋或反掌、重量迁移、脚步模式或其它这种应用的目的。在另一实施例(也如上所述)中，传感器(一个或多个)16能定量地测量鞋100的邻近部分上的挤压力，且数据因此可包括定量挤压力和/或冲击测量。鞋100 的不同部分上的力的相对差异可用于确定鞋100的重量分布和“压力中心”。重量分布和/或压力中心可针对一只或两只鞋100独立地计算，或可在两只鞋上一起计算，例如用于找出人的整个身体的压力中心或重量分布中心。在进一步实施例中，传感器(一个或多个)16可以测量挤压力的变化率、接触时间、飞行时间或冲击之间的时间(例如跳跃或跑步)，和/或其它暂时依赖型参数。应理解，在任何实施例中，在记录力/冲击之前传感器16会需要某些临界力或冲击，如上所述。
如上所述，在一个实施例中数据通过通用端口14以通用可读格式提供到模块22，从而可使用数据的应用、使用者和程序的数量几乎是无限的。由此，端口14和模块22被用户按照期望配置和/或编程，且端口14和模块22 接收来自传感器系统12的输入数据，所述数据可以以期望用于不同应用的任何方式使用。模块22可以识别接收的数据是与左鞋或是右鞋有关，例如通过使用独特的识别芯片92。模块22可以根据L/R鞋的识别不同地处理数据，且也可以通过识别数据是否来自L/R鞋而将数据传递到外部装置110。外部装置110也可以基于L/R鞋的确认不同地处理或以其它方式操作数据。在一个例子中，传感器16与端子11和接口20的连接在左和右插入件37之间可以是不同，如图12所示且如上所述。根据这种构造，来自左插入件37 的数据可以与来自右插入件37的数据不同地解读。模块22和/或电子装置110可以针对包含在独特识别芯片92上的其它识别信息执行相似的动作。在许多应用中，在使用之前数据被模块22和/或外部装置110进一步处理。在外部装置110进一步处理数据的构造中，模块22可以将数据传递到外部装置110。这种被传递的数据可以以相同的通用可读格式传递，或可以以另一格式传递，且模块22可以配置为改变数据的格式。另外，模块22可被配置和/或编程为收集、利用、和/或处理来自用于一个或多个具体应用的传感器 16的数据。在一个实施例中，模块22配置为用于收集、利用和/或处理用于在多个应用中使用的数据。这种使用和应用的例子在下文给出。如在本文使用的，术语“应用”通常是指具体使用，而不是必须指计算机程序应用，因为该术语是用在计算机领域的。然而，具体应用可以完全或至少部分地在计算机程序应用中实施。
进一步地，在一个实施例中，模块22可从鞋100去除且被替换为第二模块22，所述第二模块配置为用于与第一模块22不同地操作。例如,更换是通过提升脚接触构件133、将第一模块22从端口14断开连接和将第一模块 22从容纳件24去除随后将第二模块22插入容纳件24并将第二模块22连接到端口14且最后可脚接触构件133放置就位而实现的。第二模块22可以与第一模块22不同地编程和/或配置。在一个实施例中，第一模块22可以配置为用于一个或多个具体应用中，且第二模块22可以配置为用于一个或多个不同应用中。例如,第一模块22可以配置为用于一个或多个游戏应用且第二模块22可以配置为用于一个或多个运动表现监视应用。另外，模块22可以配置为用于相同类型的不同应用。例如,第一模块22可以配置为用于一个游戏或运动表现监视应用，且第二模块22可以配置为用于不同游戏或运动表现监视应用。作为另一例子，模块22可以配置为在相同游戏或表现监视应用中有不同用途。在另一实施例中，第一模块22可以配置为收集一类数据，且第二模块22可以配置为收集不同类型的数据。这种类型数据的例子在本文描述，包括定量的力和/或压力测量，相对力和/或压力测量(即传感器16 相对于彼此)，重量迁移/转移，冲击顺序(例如对于脚落地方式)，力和/或压力变化速率等。在进一步实施例中，第一模块22可以以与第二模块22不同的方式配置为利用或处理来自传感器16的数据。例如,模块22可以配置为仅对数据进行收集、存储和/或通信，或模块22可以配置为进一步以某种方式处理数据，例如管理数据，改变数据形式，使用数据执行计算等。在另一实施例中，模块22可以配置为以不同方式通信，例如具有不同通信接口或配置为与不同外部装置110通信。模块22也可以在不同方面发挥功能，包括两者结构和功能方面，例如使用不同电源或包括额外的或不同的硬件部件，例如如上所述的额外的传感器(例如GPS，加速度计等)。
对通过系统12收集的数据想到的一种用途是测量重量转移，这对许多体育活动来说是重要的，例如高尔夫挥杆，棒球/垒球挥棒，曲棍球挥棍(冰球或陆上曲棍球)，网球挥拍，投/投球等。通过系统12收集的压力数据可赋予与平衡和稳定性有关的有价值的反馈，用于在任何可应用的运动领域提高技术。应理解，可以基于由此收集的数据的目的用途设计更多或更少的昂贵且复杂的传感器系统12。
通过系统12收集的数据可用于测量各种其它运动表现特点。数据可用于测量脚内转/反掌的程度和/或速度，脚步模式，平衡，和其它这种参数，所述参数可用于提高跑步/慢跑或其它体育活动的技术。对于内转/反掌，数据分析也可用作内转/反掌的预测。可执行速度和距离监视，其可以包括基于测量结构的计步器，例如接触测量或腾空时间测量。跳跃高度也可被测量，例如通过使用接触或腾空时间测量。横向切入力可被测量，包括在切入期间应用于鞋100的不同部分的差分力。传感器16也可被定位为测量剪切力，例如脚在鞋100中的横向滑动。作为一个例子，额外的传感器可以并入到鞋 100的鞋帮120的侧部，以感测抵靠侧部的力。
由此获得的数据或测量结果可以应用运动训练目的，包括提高速度、动力、爆发力、一致性、技术等，如后文所述。端口14、模块22和/或外部装置110可被配置为向用户给出主动的实时反馈。在一个例子中，端口14和/ 或模块22可被置于与计算机、可移动装置等通信，以便实时地传递结果。在另一例子中，一个或多个振动元件可以包括在鞋100中，其可通过让鞋的一部分振动而有助于控制运动，例如美国专利No.6,978,684公开的特征，该专利通过参考并入本文且成为本文的一部分。另外，数据可用于将体育运动进行比较，例如将运动与用户过去的运动比较，以显示一致形、提高程度或欠缺程度，或将用户的运动与另一用户的相同运动比较，例如专业高尔夫球手的挥杆。
系统12也可配置为用于“全天活动”跟踪，以记录用户在一天的时间中所进行的各种活动。系统12可以包括用于该目的的具体算法，例如在模块22、外部装置110和/或传感器16中。系统12也可以用于用于基于通过传感器16检测的通过用户做出的运动而控制应用，而不是数据收集和处理应用，例如在外部装置110的控制中使用，例如计算机、电视、视频游戏等。
含有本文所述的传感器系统12的单个鞋类物品100可单独或与第二鞋类物品100’组合使用，所述第二鞋类物品具有其自己的传感器系统12’，例如一对鞋100、100’，如图10-12所示。第二鞋100’的传感器系统12’通常包括通过传感器引线18’连接到端口14’的一个或多个传感器16’，所述端口与电子模块22’通信。如图10-12所示的第二鞋100’的第二传感器系统12’具有与第一鞋100的传感器系统12相同的构造。然而，在另一实施例中，鞋100、100’可以具有构造不同的传感器系统12、12。两个鞋100、 100’配置为用于与外部装置110通信，且在示出的实施例中，鞋100、100’每一个具有配置为用于与外部装置110通信的电子模块22、22’。在另一实施例中，鞋100、100’二者可以具有配置为用于与同一电子模块22通信的端口14、14’。在该实施例中，至少一个鞋100、100’可以配置为用于与模块22无线通信。图10-12示出了用于模块22、22’之间通信的各种模式。
图10示出了了“网孔”通信模式，其中模块22、22’配置为用于彼此通信，且还配置为用于独立地与外部装置110通信。图11示出了“菊花链”通信模式，其中一个模块22’通过其它模块22与外部装置110通信。换句话说，第二模型22’配置为将信号(其可以包括数据)通信到第一模块22，且第一模块22配置为将从两模块22、22’而来的信号通信到外部装置110。同样，外部装置通过第一模块22经由将信号发送到第一模块22而与第二模型22’通信，所述第一模块22将信号通信到第二模型22’。在一个实施例中，模块22、22’也可彼此通信以用于并非向或自外部装置110传递信号的目的。图12示出了“独立”通信模式，其中每一个模块22、22’配置为用于与外部装置110独立通信，且模块22、22’不配置为用于彼此通信。在其它实施例中，传感器系统12、12’可以配置为用于彼此通信和/或以其它方式与外部装置110通信。
图17-19示出了用于鞋类物品10的传感器系统12的另一实施例。图 17-19的系统12利用插入件或承载器，以插入鞋类物品，其具有在对应于鞋底上关键压力点的位置与之连接的多个传感器16，还包括通过插入件200 支撑以用于连接到电子模块22的端口14。在该实施例中，传感器16可以是如上所述的传感器，包括设置在分开层上的接触部40、42，其电阻在挤压期间变化。端口14和模块22也可以利用如上所述的构造。插入件200可以是鞋底构件，用于插入鞋类物品，例如士多宝、内底、鞋垫等，且可以用柔性泡沫、织物、橡胶、和其它这种材料制造，或其组合。将传感器16连接到端口14的引线18通过导线(缝制到插入件200)或可沉积在插入件200上或中的柔性墨水形成。这种导线的一个例子是涂有导电制剂的尼龙纱线。在其它实施例中，可以使用不同类型的导电丝(例如基于莱卡布的导电丝或其它弹性导电丝)。传感器16可以具有连接垫201，其被针对缝制连接而优化，且也可以背衬压敏粘接剂，以有助于放置在插入件200上。进一步地，传感器16可以是对称的，允许它们被中间侧地或侧向侧地放置。传感器16可以定位在插入件200的顶部或底部表面上。在另一实施例中，传感器16可以定位在插入件200中。
使用导电丝作为导线18允许传感器16和端口14之间的导电路径且具有与其所缝制的鞋材料相同的机械性能。这又将鞋的运动与传感器系统12 的材料脱开且增加耐久性和允许系统12并入到具有各种挠曲特点的各种鞋。图17所示的构造还减少或消除对分开插入件的需要，减少材料使用和简化组件，以及减少重量和潜在地增加鞋底柔性。进一步地，这种构造允许传感器16并入到各种不同尺寸的鞋，而不需要针对并入不同尺寸鞋而要求特殊尺寸的插入件。
图18A-B示意性地示出插入件200上传感器16之间的连接，如图17 所示。应理解图18A-B的部件未按比例绘制。如所示的，单个电/地引线18B 将所有传感器16连接到端口14的电/地端子11A，且每一个传感器16也连接到其自己的单独端子11。在图18A中，额外端子11连接到电/地端子11A，电阻器102位于在它们之间。在图18B中，电阻器102位于最后的端子11 和脚跟传感器16之间。图19示出了电路204，其可以与图17-18示出的系统12相关，其类似于图9的电路10，但是电路204包括仅一个电阻器102 (但是在另一实施例中可以包括并联的电阻器)。
图20-23示出了用于鞋类物品10的传感器系统12的另一实施例。图 20-23中的系统12利用插入件600，其可以是如上所述的聚合物带或膜的单层片(例如Mylar)，传感器16与之连接。在该实施例中的传感器16可以是如上所述的FSR传感器，包括设置在分开层上的接触部40、42，这在挤压期间改变电阻。传感器16每一个可以分别形成为双层构造，类似于图17和图22所示的，接触部40、42印刷在分开的层上，且每一个传感器16可分别连接到插入件600。传感器16可以具有用于连接到插入件600的粘接剂背衬，如图21所示，且也如上所述。插入件600进一步具有通过印刷在插入件600上的导电迹线形成的引线18，且如果插入件600是单层则这种导电迹线可以露出。进一步地，插入件600可整体地形成在鞋底构件601中，例如鞋垫，且可以层压在鞋底构件601的两个薄膜层(未示出)之间，例如TPU 层。传感器16由此密封在鞋底构件601中，且可通气到鞋底构件601而没有污染的风险，因为鞋底构件601是密封的。系统12进一步包括通过引线 18连接到传感器16的端口14，其还与如下所述的电子模块602通信。
图22示出了传感器16的一个实施例，具有设置在基板层603A、B上的两个电极40、42，每一个电极40、42具有通过一个或多个分布引线18A、 18E连接的多个节段1-5。应理解，电极40、42定位为重叠关系，第一电极 40定位在底部基板603A的顶部表面上且第二电极42定位在顶部基板层 603B的底部表面上，类似地如本文其它位置所述的。如图22所示，第一电极40具有两个电气分开的部分605、606，其每一个具有分开的分布引线18A，一个部分605包括节段2和4而另一部分606包括节段1、3和5。第一部分 605连接到输入引线18C且第二部分606连接到输出引线18D(或反过来也可以)，这两个引线18C、D结合到底部基板层603A。第二电极42具有单个分布引线18E。图22示意性示出了经过传感器16的信号路径，从引线18C而来并接触底部基板603A，经过第一电极40的第一部分605，达到顶部基板603B上第二电极42的相应节段，其随后向回经过第一电极40的第二部分606且经过输出引线18D。因而，如图22所示，每一个传感器16代表并联的两个分开电阻器(即节段2、4)，其被置于与并联的三个分开电阻器(即节段1、3，5)串联。应理解这种相同或相似的传感器构造可以用在如上所述的图17的实施例中。在该实施例中的传感器16和端口14可以以与图18-19 所示和所述的同样的方式连接在一起。其它构造可以用在其它实施例中。
图20-23的实施例的模块602永久地连接到鞋底构件601，且可以与一个或多个其它鞋底构件(例如中底)组合而至少部分地或完全地包封在鞋底构件601和/或鞋底构件601中。在图20-22的实施例中，模块602被包覆模制在鞋底的足弓区域中，且可以至少部分地或完全地被鞋底构件601包封。模块602具有与传感器引线18结合的端口14，如本文其它实施例所述的。应理解，模块602可以至少包括针对电子模块22在本文其它位置所述的任何/所有功能部件和特征。在替换实施例中，图20-23的系统12可以具有可拆卸电子模块22和用于接收模块22的容纳件24，如本文所述和如图14A-16 所示。
另外，连接件607提供与图20-23的实施例中的模块602的通信，以便提供与模块602的外部电连通。在该实施例中，鞋底构件601可以具有尾部形式的连接件607，其从鞋底构件601的脚跟区域延伸且与模块602电连通。连接件607露出到外部，以提供与外部电子设备的物理连接。连接件607配置为被外部连接件接合，例如“蛇牙(snake bite)”连接件，且可以具有配置为用于连接到具体外部连接件的接触部和其它结构。模块602可由此与外部装置通信，以发送或接收信息(例如软件更新/重置)，且连接件607也可用于电池充电。应理解，模块602也可以配置为用于无线通信，如本文其它位置所述的。在一个实施例中，连接件607可以在鞋空腔中被访问，且在另一实施例中，连接件607可以在鞋底的外部访问，例如通过鞋底的外部壁中的一个露出。如果连接件607位于鞋空腔中，则应理解其可以位于鞋底构件 601下方或在可以被提起以访问连接件607的另一鞋底构件下方。在另一实施例中，与模块602的通信可以是无线的，且充电也可以是无线的(例如感应充电、运动充电等)。
图20-23的插入件600中传感器16和引线18的构造与本文所述的其它构造相比需要更少的用于连接的表面面积。因此，在该实施例中的插入件600 可以利用更少的材料且可以具有额外切口部分，其可为插入件600提供额外的柔性和/或撕扯缓解功能。例如,图23示出了插入件600，其可用于图20-23 的系统12且与本文所述的其它实施例相比在其周边边缘上包括更深的切口 608。应理解插入件600的其它区域也可以被去除，取决于导电迹线的构造。
图24-25示出了用于鞋类物品10的传感器系统12的另一实施例。图 24-25的系统12利用承载器或插入件400，其具有与在鞋底上的关键压力点对应的位置上与插入件连接的多个传感器16。插入件400可以类似于图20 的插入件600配置，即插入件400可以连接或连结到鞋底构件或用作鞋底构件，用于插入到鞋类物品中，例如士多宝、内底、鞋垫等。在一个实施例中，，插入件400是柔性泡沫或织物层，其具有与之连接的传感器16，所述传感器可层叠到鞋垫或其它鞋底构件中。将传感器16连接到端口14的引线18可以通过导线或柔性墨水形成，所述导线缝制到其所连结的插入件400或鞋底构件中，所述柔性墨水可沉积在插入件400上或中，如针对图17类似地描述的。这种传感器将鞋底的运动与传感器材料分离，如针对图17所述的。在该实施例中，传感器16是压电传感器，其在变形时形成电压。图24-25的系统12进一步包括与电子模块401通信的端口14，所述电子模块可以永久地连接在鞋底中，如上针对图20-23的模块602所述的(例如通过包覆模制)。也如上所述，模块401可以包括连接件402，以提供对外部电子设备的物理连接。另一类型的模块可以替换地被使用，例如图14A-16中如上所述和所示的可拆卸模块22。
图24-25的实施例中使用的压电传感器16可以以各种方式构造，包括至少一个压电材料。可以用在传感器16中的压电材料的一个例子是聚偏二氟乙烯(polyvinylidenedifluoride，即PVDF)，但是也可以使用其它材料。在该实施例中，每一个传感器16具有与之连接的两个引线18，且压电材料的变形跨两个引线18产生电压。图25示出了压电传感器16的一个潜在构造，其可以与图24的系统12结合使用。图25中的传感器16包括压电材料 403，所述压电材料可以在两侧上具有，以形成用于被引线18接触的导电表面，其被聚合物层405围绕以用于支撑和保护。应理解图25是示意性的。压电传感器16可以是通过粘接剂、缝合或其它技术连接到插入件400的分开传感器。在另一实施例中，外压电材料403和金属化部分可以包含在双层迈拉(Mylar)插入件的层之间，其可用作保护性的聚合物层405。
图24-25的实施例中压电传感器16的使用具有几个优点。例如，传感器16是非常薄且柔性的，且几乎可在任何位置容易地密封和/或直接地层叠在鞋部件中。另外，传感器16不要求电力，因为压电效应使得传感器16能产生电压。这种效应也可以用于能量收集，例如用于为模块401充电。进一步地，压电效应可逆向工作，即在电压被施加时传感器16可以变形。这种效应可用于产生触觉/触感反馈，其可通过接触的感觉而被用户察觉，例如轻微的振动。传感器也是对称的，且可用在任何取向。传感器16的连接垫也可以被优化以用于覆盖引线的墨水或丝线。
图26-28示出了用于鞋类物品10的传感器系统12的另一实施例。图26-28中的系统12利用承载器或插入件500可以类似于在图17-25所示和如上所述的任何插入件200、600、400。在该实施例中，系统12利用多个压电膜带501，其用作用于感测鞋类物品的鞋底的挠曲的传感器。多个膜带501 布置为模仿人脚的骨骼形状，且带501布置为具有不同长度。带501可以直接地连接到系统12的电子部件502，其可以包括端口14和如上所述的任何实施例的电子模块(例如图14A-16的可拆卸模块22，图20-23的包覆模制模块600等)。在另一实施例中，导电引线可以用于将压电带501连接到电子部件502。图26示出了了并入压电带501的传感器系统12的一个实施例，且图27示出了利用更少数量压电带501的另一实施例，用于更简单和不昂贵的构造。在一个实施例中，带501可以具有类似于图25示出的传感器16 构造。
图28示出了图26的传感器系统12的功能。两个不同鞋底挠曲线F1、 F2显示在图28中，且带501的构造提供在两个挠曲线F1、F2之间进行区分的能力。第一挠曲线F1仅造成最长的带501中的两个变形，而不造成任何其它带501变形。电子部件502可由此基于哪个带501被变形而哪个带501 不变形来确定挠曲线F1的位置。第二挠曲区域F2使得更多的带501变形，且以同样的方式确定这种挠曲线F2的位置。鞋底的挠曲程度可随后通过两个挠曲线F1、F2之间的距离确定。鞋底的小挠曲将形成小的挠曲区域，且挠曲轴线(例如挠曲线F1、F2)将一起闭合且经常是在前足附近。鞋底的大挠曲将形成大的挠曲区域，且挠曲轴线将分开得更远且可以是在中足区域中。由此，系统12可通过使用如所示配置的带501确定挠曲位置和挠曲程度。压电带501也可生产如上所述的优点，例如薄的尺寸、柔性等，以及使用能量收集和/或触觉反馈。
如本领域技术人员从本发明可理解的，本文所述的的各种方面可以实施为方法、数据处理系统、或计算机程序产品。因而，这些方面可以采取完全硬件实施方式、完全软件实施方式或软件和硬件组合的实施方式的形式。进而，这些方面可以采取被一个或多个实体计算机可读存储介质或存储装置存储的计算机程序产品的形式，其具有计算机可读程序代码或指令，被嵌入在存储介质中或上。任何合适的实体计算机可读存储介质可以使用，包括硬盘、 CD-ROM、光学存储装置、磁性存储装置、和/或其任何组合。此外，代表本文所述数据或事件的各种无形信号可以在来源和目的地之间传递，其形式是通过信号传导介质(例如金属导线、光学纤维和/或无线传递介质(例如空气和/或空间))行进的电磁波。
如上所述，本发明的一些方面可以在计算机可执行指令的一般背景下进行描述，例如程序模块，且被计算机和/或其处理器执行。通常，程序模块包括例行程序、程序、目标、组成部分、数据结构等，其执行具体的人物或实施具体的抽象数据类型。这种程序模块可以包含在实体的非瞬时计算机可读介质中，如上所述。本发明的一些方面也可以实施在分布式计算环境中，其中任务通过远程处理装置执行，所述远程处理装置通过通信网络连接。程序模块可以位于存储器中，例如模块22的存储器204或外部装置110的存储器304，或外部介质中，例如游戏介质，其可以包括具有记忆存储装置的本体或远程计算机存储介质。应理解，模块22、外部装置110和/或外部介质可以包括用于在一起使用的互补程序模块，例如在特别的应用中。还应理解，处于简单的目的，在模块22和外部装置110中显示和描述了单个处理器202、 302和单个存储器204、304，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，且可以包括处理器和/或存储器的系统。
在本文已经描述和示出了几个替换的实施例和例子。本领域技术人员应理解各实施例的特征和部件的可能组合和变化。本领域技术人员应进一步应理解任何实施例可以以与本文公开的其它实施例的任何组合提供。应理解，本发明可以以其它具体形式实施，而不脱离本发明的精神或核心特点。因此，本发明的例子和实施例在所有方面是说明性的而不是限制性的，且本发明不被限制为本文给定的详细情况。在本文使用的术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等仅是出于展示的目的且不以任何方式限制实施例。另外，在本文使用的术语“多个”是指大于一个的任何数量，是单独的或相结合的，如果必要可以是无限数量。进一步地，如本文使用的，“提供”物品或设备是宽泛地指制造可用或可操作的物品以用于未来在物品上执行动作，而不是意味着提供物品的一方已经制造、生产或供应了物品，或提供物品的一方已经拥有或控制了物品。因而，尽管已经示出和描述了具体实施例，但是可以想到许多修改，而不会显著脱离本发明的精神，且保护范围仅通过附随的权利要求的范围限定。
