机动张紧系统的制作方法
【专利说明】机动张紧系统
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2012年8月31日提交的美国临时专利申请序列号为61/695，930的优先权的权益，其通过引用以其整体并入本文。
[0003]背景
[0004]本实施方案大体涉及包括张紧系统的鞋类物品和服装物品。
[0005]鞋类物品大体包括两个主要元件:鞋面和鞋底结构。鞋面常常由被缝合或胶着地结合在一起以在鞋类的内部形成用于舒适且牢固地容纳足部的空腔(void)的多种材料元件(例如，织物、聚合物薄片层、泡沫层、皮革、合成皮革)形成。更特别地，鞋面形成在足部脚背区和脚趾区上、沿着足部内侧和外侧并且在足跟区周围延伸的结构。鞋面还可结合有调节鞋类的合适性以及允许足部进入鞋面内的空腔和从鞋面内的空腔中移除的鞋带系统。同样地，某些服装物品可包括各个种类的闭合系统以用于调节服装的合适性。
[0006]概述
[0007]在一方面中，用于调节物品中的张紧构件的机动张紧装置包括马达和齿轮减速系统，其中马达驱动齿轮减速系统。装置还包括线管(spool)，其连接至齿轮减速系统并且配置为卷绕张紧构件，其中线管以第一旋转方向旋转以拉紧张紧构件，以及其中线管以与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转以放松张紧构件。装置还包括与线管合作的扭矩传递系统，其中扭矩传递系统实质上防止线管驱动马达。扭矩传递系统被配置为使扭矩自齿轮减速系统的齿轮传递至线管。
[0008]在另一方面中，用于调节物品中的张紧构件的机动张紧装置包括马达和齿轮减速系统，其中马达配置为驱动齿轮减速系统。装置还包括线管，其配置为卷绕张紧构件，其中线管可以第一旋转方向旋转以便拉紧张紧构件，以及其中线管可以与第一方向相反的第二旋转方向旋转以便放松张紧构件。装置还包括扭矩传递系统，其能够使扭矩自齿轮减速系统传递至线管，使得可使用由马达产生的扭矩来以第一旋转方向旋转线管。扭矩传递系统在递增拉紧模式下可操作，其中使用由马达产生的扭矩来以第一旋转方向旋转线管并且从而拉紧张紧构件。扭矩传递系统在递增放松模式下可操作，其中张紧构件的张力被递增地减少。扭矩传递系统在完全放松模式下可操作，其中实质上无扭矩自扭矩传递系统传递至线管。
[0009]在另一方面中，用于调节物品中的张紧构件的机动张紧装置包括马达和齿轮减速系统，其中马达配置为驱动齿轮减速组件。装置还包括线管，其配置为卷绕张紧构件，其中线管可以第一旋转方向旋转以便拉紧张紧构件，以及其中线管可以与第一方向相反的第二旋转方向旋转以便放松张紧构件。装置还包括扭矩传递系统，其能够使扭矩自齿轮减速系统传递至线管，使得可使用由马达产生的扭矩来以第一旋转方向旋转线管。扭矩传递组件还包括:轴，其包括螺纹端，其中线管可旋转地安装到轴上；棘轮组件，其安装到轴的螺纹端上，其中棘轮组件被布置在齿轮减速系统和线管的第一端之间，并且其中棘轮组件使扭矩自齿轮减速组件传递至线管的第一端；旋转控制组件，其安装到轴上，旋转控制组件与线管的第二端相关联。棘轮组件通过在轴的螺纹端上旋转以及抵靠线管的第一端夹紧使扭矩传递至线管的第一端。可使用旋转控制组件来使轴和线管锁在一起，使得轴与线管不能独立旋转。
[0010]在另一方面中，用于调节物品中的张紧构件的机动张紧装置包括马达和齿轮减速系统，其中马达配置为驱动齿轮减速系统。装置还包括线管，其配置为卷绕张紧构件，其中线管可以第一旋转方向旋转以便拉紧张紧构件，以及其中线管可以与第一方向相反的第二旋转方向旋转以便放松张紧构件。装置还包括扭矩传递组件，其机械地连接至齿轮减速系统的齿轮，并且配置为使由马达产生的扭矩递送至线管。装置还包括次级卷绕组件，其配置为将扭矩应用于线管。次级卷绕组件独立于扭矩传递组件将扭矩应用于线管。
[0011]在另一方面中，用于调节物品中的张紧构件的机动张紧装置包括马达，其配置为驱动曲轴，曲轴以第一方向定向。装置还包括线管，其包括:第一容纳部分，其用于容纳张紧构件；以及第二容纳部分，其邻近第一容纳部分布置，其中线管可旋转地安装至轴，轴与第一方向近似平行。装置还包括齿轮减速系统，其配置为使扭矩自曲轴传递至线管。装置还包括弹簧构件，其附接至线管的第二容纳部分，弹簧构件配置为提供扭矩，以便卷绕线管。弹簧构件被布置为邻近马达。
[0012]在另一方面中，鞋类物品包括:鞋面，其包括多个鞋带引导装置；以及鞋带，其穿过多个鞋带引导装置插入。物品还包括机动拉紧装置，其包括线管，其中鞋带被卷绕到线管上。机动拉紧装置还包括:马达，其配置为驱动齿轮减速系统；以及扭矩传递系统，其能够使扭矩自齿轮减速系统传递至线管，以便使鞋带卷绕在线管周围。扭矩传递系统防止线管驱动马达。
[0013]在另一方面中，服装物品包括:张紧构件，其合并到服装物品中；以及机动拉紧装置，其包括线管，其中张紧构件被卷绕到线管上。机动拉紧装置还包括:马达，其配置为驱动齿轮减速组件；以及扭矩传递系统，其能够使扭矩自齿轮减速组件传递至线管，以便使张紧构件卷绕在线管周围。扭矩传递系统防止线管驱动马达。
[0014]根据以下图形和详细描述的查阅，实施方案的其他系统、方法、特征和优点对本领域普通技术人员将是明显的或将变得明显。意图包括在本说明书和本概述内的所有这类另外的系统、方法、特征和优点在实施方案的范围内，并且通过以下权利要求保护。
[0015]附图简述
[0016]参考以下附图和描述可更好地理解实施方案。图中的部件不一定按比例绘制，重点反而放在图示本发明的原理上。此外，在图中，相同的参考数字指明贯穿不同视图的相应部分。
[0017]图1是具有张紧系统的鞋类物品以及用于控制张紧系统的遥控装置的实施方案的示意性等距视图；
[0018]图2是遥控装置运行鞋带控制应用的实施方案的示意图；
[0019]图3是足部正插入物品中以及遥控装置运行鞋带控制应用的实施方案的示意图；
[0020]图4是足部完全插入物品中以及遥控装置运行鞋带控制应用的实施方案的示意图；
[0021]图5是当遥控装置向张紧系统发送递增拉紧命令时物品被拉紧的实施方案的示意图；
[0022]图6是当遥控装置向张紧系统发送递增放松命令时物品被放松的实施方案的示意图；
[0023]图7是在遥控装置已向张紧系统发送打开命令以后物品被打开以允许足部移除的实施方案的示意图；
[0024]图8是其中壳体单元的外盖被移除的机动张紧装置的实施方案的示意性等距视图；
[0025]图9是机动张紧装置的某些部件的实施方案的示意性分解等距视图；
[0026]图10是棘轮组件的实施方案的示意性分解等距视图；
[0027]图11是显示了棘轮组件夹至线管的机动张紧系统的一部分的示意性等距视图；
[0028]图12是轴和旋转控制组件的实施方案的示意性等距视图；
[0029]图13是显示了旋转控制组件接合线管的机动张紧系统的一部分的示意性等距视图；
[0030]图14是图13的旋转控制组件的一部分的另一示意性等距视图；
[0031]图15是线管的实施方案的示意性等距视图；
[0032]图16是扭矩传递系统的实施方案的侧面示意图；
[0033]图17是扭矩传递系统在完全放松配置下的实施方案的侧面示意图；
[0034]图18是扭矩传递系统在正在递增拉紧配置下的实施方案的侧面示意图；
[0035]图19是扭矩传递系统在已经递增拉紧配置下的实施方案的侧面示意图；
[0036]图20是当齿轮接触棘轮组件时扭矩传递系统的一部分的示意性等距视图；
[0037]图21是图20的扭矩传递系统的部分的示意性等距视图，其中齿轮、棘轮组件和线管夹在一起并且线管被旋转；
[0038]图22是扭矩传递系统在递增放松配置下的侧面示意性等距视图；
[0039]图23是扭矩传递系统在递增放松配置的第一阶段的示意性等距视图；
[0040]图24是扭矩传递系统在递增放松配置的第二阶段的示意性等距视图；
[0041]图25是扭矩传递系统在递增放松配置的第三阶段的示意性等距视图；
[0042]图26是扭矩传递系统过渡到完全放松配置的实施方案的示意性侧视图；
[0043]图27是当鞋带正卷绕到线管上时次级卷绕组件操作的示意性等距视图；
[0044]图28是当鞋带由于鞋带上的张力正从线管解开时次级卷绕组件操作的示意性等距视图；
[0045]图29是当鞋带已经在线管近处形成某些松弛部分时次级卷绕组件操作的示意性等距视图；
[0046]图30是包括用于次级卷绕组件的可选配置的机动张紧装置的示意性等距视图；
[0047]图31是物品的包括外部鞋跟稳定器(heel counter)的一部分的自顶向下的示意图，其中机动张紧装置、控制单元和电池的位置被示意性地指示；
[0048]图32是包括由使用者穿戴的肩垫的服装物品的等距示意图；
[0049]图33是配置有张紧系统的垫的实施方案的示意性放大图；
[0050]图34是配置有张紧系统的垫的实施方案的示意性放大图，其中张紧系统的缆绳已经在垫周围拉紧；
[0051]图35是使用者以及具有张紧装置的服装物品和用于控制张紧装置的遥控装置的实施方案的不意性等距视图；
[0052]图36是图35的使用者、服装和遥控装置的示意性等距视图，其中使用者已经选择递增拉紧按钮，并且机动张紧装置已经增大垫周围的张力；
[0053]图37是可配置有包括机动张紧装置的张紧系统的另外的服装物品的实施方案的示意性等距视图；
[0054]图38是包括张紧系统和遥控手环的鞋类物品的实施方案的示意性等距视图，所述遥控手环配置为控制张紧系统的机动张紧装置；
[0055]图39是用于自动控制物品中的张力以维持初始张力的示意性过程；
[0056]图40是根据使用者选择的张紧模式用于自动控制张力的示意性过程；
[0057]图41是机动张紧装置的可选实施方案的示意性等距视图；
[0058]图42是图41的机动张紧装置的负载保持机构的放大等距视图；
[0059]图43是机动张紧装置的一部分的实施方案的剖视图；
[0060]图44是机动张紧装置的负载保持机构的另一实施方案的等距视图；
[0061]图45是图44的负载保持机构的等距视图，其中输出环已经被移除；
[0062]图46是用于包括机动张紧装置的张紧系统的手动释放机构的实施方案的示意性等距视图；
[0063]图47是用于机动张紧装置的负载保持机构的另一实施方案的等距视图；
[0064]图48图示拉紧系统和计算机之间的示例性通信模式；
[0065]图49图示包括用于拉紧或放松张力的刻度盘的示例性用户界面；
[0066]图50图示用于拉紧膝支架的示例性遥控界面；
[0067]图51图不用于支架(brace)的感应充电配置；
[0068]图52图示用于机动拉紧装置的用户界面，所述界面包括导电板；以及
[0069]图53-54图不用于机动张紧装置的不同实施方案的棘轮机构的实施例。
【具体实施方式】
[0070]概览
[0071]图1图示配置有张紧系统150的鞋类物品100的实施方案的示意性等距视图。在当前实施方案中，也在以下被简称为物品100的鞋类物品100以运动鞋比如跑步鞋的形式示出。然而，在其他实施方案中，张紧系统150可与任何其他种类的鞋类一起使用，所述其他种类的鞋类包括但不限于:登山鞋、英式足球鞋、美式足球鞋、帆布胶底运动鞋、跑步鞋、交叉训练鞋、橄榄球鞋、篮球鞋、棒球鞋以及其他种类的鞋。此外，在某些实施方案中，物品100可被配置以便与各种种类的非运动相关的鞋类一起使用，所述非运动相关的鞋类包括但不限于:拖鞋、凉鞋、高跟鞋类、懒汉鞋以及任何其他种类的鞋类。如在以下进一步详细讨论的，张紧系统可不限于鞋类，并且在其他实施方案中，张紧系统可与各种种类的服装一起使用，所述服装包括衣服、运动服、体育器材和其他种类的服装。在还其他实施方案中，张紧系统可与支架比如医疗支架一起使用。
[0072]为了参考的目的，参照图1，物品100可分成鞋前部部分10、鞋中部部分12和鞋跟部分14。鞋前部部分10可大体上与脚趾以及使跖骨与趾骨连接的关节相关联。鞋中部部分12可大体上与足部的足弓相关联。同样地，鞋跟部分14可大体上与足部的后跟(包括跟骨)相关联。将理解的是，鞋前部部分10、鞋中部部分12和鞋跟部分14仅意图描述的目的并且不意图区分物品100的精确区域。
[0073]为了一致和方便起见，方向性形容词贯穿对应于图示的实施例的此详细描述被使用。如贯穿此详细描述和权利要求中使用的术语“纵向”指的是延伸部件的长度的方向。并且，如贯穿此详细描述和权利要求中使用的术语“横向”指的是延伸部件的宽度的方向。此夕卜，如贯穿此详细描述和权利要求中使用的术语“竖直”指的是垂直于纵向和横向方向两者的方向。将理解的是，这些方向性形容词的每一个可应用于实施方案中示出的各个部件，包括物品100以及张紧系统120的部件。
[0074]物品100可包括鞋面102和鞋底结构104。通常，鞋面102可为任何类型的鞋面。特别地，鞋面102可具有任何设计、形状、大小和/或颜色。例如，在其中物品100是篮球鞋的实施方案中，鞋面102可为高帮鞋面，其被成形为对脚踝提供高度的支撑。在其中物品100是跑步鞋的实施方案中，鞋面102可为低帮鞋面。
[0075]在某些实施方案中，鞋底结构104可被配置为对物品100提供附着摩擦力。除了提供附着摩擦力之外，鞋底结构104可减弱当在行走、跑步或其他步行活动期间在足部和地面之间被压缩时的地面反作用力。在不同的实施方案中，鞋底结构104的配置可显著改变，以包括多种常规或非常规结构。在某些情况下，鞋底结构104的配置可根据在其上可使用鞋底结构104的一个或更多个类型的地面表面来配置。地面表面的实施例包括但不限于:天然草皮、合成草皮、泥土以及其他表面。
[0076]在不同的实施方案中，鞋底结构104可包括不同的部件。例如，鞋底结构104可包括鞋外底、鞋底夹层和/或鞋内底(insole)。此外，在某些情况下，鞋底结构104可包括一个或更多个防滑构件或附着摩擦力元件，其被配置为增大与地面表面的附着摩擦力。
[0077]在某些实施方案中，鞋底结构104可与鞋面102连接。在某些情况下，鞋面102被配置为缠绕在足部周围并且使鞋底结构104固定至足部。在某些情况下，鞋面102可包括开口 130，其提供通向物品100的内部空腔的入口。
[0078]张紧系统可包括张紧构件。如贯穿此详细描述和权利要求中使用的术语“张紧构件”指的是具有通常长形形状和高抗张强度的任何部件。在某些情况下，张紧构件还可具有通常低的弹性。不同张紧构件的实施例包括但不限于:鞋带、缆绳、狭条(strap)和细绳。在某些情况下，可使用张紧构件来扣紧和/或拉紧物品，包括衣服物品和/或鞋类物品。在其他情况下，可使用张紧构件来在预定的位置处应用张力，以用于促动某些部件或系统的目的。
[0079]张紧系统150可包括各种部件和系统，以便调节开口 130的大小并且从而使鞋面102在穿戴者的足部周围拉紧(或放松)。在某些实施方案中，张紧系统150可包括鞋带152以及机动张紧装置160。鞋带152可被配置为经过各个不同的鞋带引导装置154，其可进一步与鞋喉部开口(throat opening) 132的边缘相关联。在某些情况下,鞋带引导装置154可对鞋面上的传统孔眼提供相似的功能。特别地，当鞋带152被拉动或张紧时，鞋喉部开口 132可通常束紧，使得鞋面102在足部周围拉紧。
[0080]在本实施方案中，鞋带引导装置154的布置仅意图为示例性的，并且将理解的是，其他实施方案不限于用于鞋带引导装置154的特定配置。此外，实施方案中图示的特定类型的鞋带引导装置154也为示例性的，并且其他实施方案可结合任何其他种类的鞋带引导装置或类似的鞋带设备(lacing provis1n)。在某些其他实施方案中，例如,鞋带154可通过传统孔眼插入。可结合到实施方案中的鞋带引导设备的