运动或其它行为感测系统的制作方法

运动或其它行为感测系统的制作方法
【专利说明】
[00011 本申请是申请日为2007年4月24日、申请号为201310716782.4、发明名称为"运动 或其它行为感测系统"的发明申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明通常涉及鞋类物品和其它制品，上述鞋类物品和其它制品包括例如用于感 测物理作用或行为参数的电子模块和用于容纳上述模块的壳体。此外还描述了行为感测系 统和利用上述装置来感测用户行为的方法。
【背景技术】
[0003] 鞋类物品技术在近年来得到了发展，因此时髦鞋类物品的至少一些实例（包括运 动鞋)可包括各种的电子组件。例如，已知鞋类物品系统包括例如基于目前的和正在使用的 鞋类物品特性用于感测和控制由鞋制品提供的冲击力衰减的程度的装置。与鞋类物品相关 的其它电子系统和特征也是已知的。

【发明内容】

[0004] 本发明的各方面涉及包括一个或多个例如用于感测物理行为特性(例如，用于测 量关于运动或其它行为的一个或多个物理或生理参数）的电子模块的鞋制品、容纳足的装 置，和/或其它装置，以及涉及包括用于安装上述电子模块的鞋制品、足部容纳装置，和/或 其它装置。本发明的具体方面涉及：（a)包括在其内限定的壳体的鞋制品或其它结构，上述 壳体用于容纳上述类型的电子模块；（b)包括在其内限定的不对称壳体的鞋制品或其它结 构，上述壳体用于容纳上述类型的不对称的电子模块；（c)包括固定系统和/或释放机构的 鞋制品或其它结构，以便可去除地将上述类型的电子模块(或其它装置)安装到鞋制品或其 它制品；（d)包括用于选择性触发上述类型电子模块的触发系统的鞋制品或其它结构；（e) 包括用于选择性触发上述类型电子模块的鉴别系统的鞋制品或其它结构;和/或(f)用于容 纳上述类型电子模块的通用容座或装置(任选具有任意一个或多个上述附加特征）。
[0005] 本发明的另外方面涉及制备鞋制品、其它容纳足的装置，和/或其它结构的方法， 上述鞋制品、其它足部容纳装置、和/或其它结构包括上述各种类型的壳体、电子模块、固定 系统、释放系统、触发系统、鉴别系统等。本发明的另外附加方面涉及包括电子模块的行为 感测系统（或者其它物理或生理参数的测量或感测系统）、上述各种类型的鞋制品和/或其 它装置，以及涉及用于制备和使用上述系统的方法(例如，用于测量任选关于性能的一个或 多个物理或生理参数，用于在运动前、运动过程中和/或运动后等将数据或其它信息提供到 运动员或其它用户）。
【附图说明】
[0006] 通过参考下述描述和伴随附图，可获得对本发明各方面以及本发明至少一些特征 和优势的更全面了解，其中在本说明书中自始至终相同的参考数字指示相同的特征，并且 其中：
[0007] 图1示出其中可使用根据本发明实例的鞋制品和/或其它特征和方面的示例性环 境；
[0008] 图2示出根据本发明实例可使用的示例性电子模块的示意框图，例如用于感测比 如与物理作用或行为等相关的物理或生理特性或数据；
[0009] 图3示出根据本发明实例的示例性运动行为感测系统或其它物理或生理数据测量 或感测系统的示意框图；
[0010] 图4示出根据本发明实例可用于在运动过程中将信息显示给运动员或其它用户的 示例性远程装置；
[0011] 图5A至图5C示出根据本发明一些实例的在第一位置内包括运动行为感测模块或 其它装置的示例性鞋制品部分；
[0012] 图6A至图6C示出根据本发明一些实例的在第二位置内包括运动行为感测模块或 其它装置的示例性鞋制品部分；
[0013] 图7示出用于形成鞋制品内电子模块或其它装置的壳体的示例性程序；
[0014] 图8示出包括安装于其中的电子运动行为测量模块或其它装置的示例性鞋制品部 分；
[0015] 图9A至9C示出调节用户对电子模块或其它元件壳体的感觉的各种实例，壳体任选 包括安装于其内的模块或元件；
[0016] 图10A和图10B示出根据本发明一些实例的电子模块和为此壳体的各种不对称特 征；
[0017] 图11A至图11C示出根据本发明一些实例的电子模块和为此壳体的另外不对称特 征；
[0018] 图12A和图12B示出根据本发明一些实例在另外安装位置内包括运动行为感测模 块或其它装置的示例性鞋制品部分；
[0019] 图13示出根据本发明一些实例在外部可接近位置内包括运动行为感测模块或其 它装置的示例性鞋制品部分；
[0020] 图14示出根据本发明一些实例的包括与一部分鞋帮构件配合的运动行为感测模 块或其它装置的示例性鞋制品；
[0021] 图15A和图15B示出根据本发明一些实例的适于电源、天线、和/或传送/接收系统 的各种示例性特征和结构；
[0022] 图16 -19示出用于触发、供电以及提供与安装在壳体构件内的模块电连通的各种 示例性特征和结构；
[0023]图20 - 24示出根据本发明实例的用于将模块固定在壳体构件内以及用于将模块 从固定系统释放的各种示例性特征和结构；
[0024] 图25A至图26示出根据本发明实例的系统和方法的触发、鉴别和/或数据算法选择 特征的各种示例性特征和结构；以及
[0025] 图27和图28示出根据本发明实例可提供的适于通用壳体构件的各种示例性特征 和结构。
【具体实施方式】
[0026]在本发明各种实例的下述描述中，参考伴随附图进行描述，其形成本文的一部分， 并且其中通过示出关于本发明各方面的各种结构、实施例、实例和环境的方式示出。可以理 解在不脱离本发明范围情况下，在此可以使用其它结构、实施例、实例和环境，以及可对在 此描述的各种系统和方法进行结构和功能性的改变。
[0027]如在此所使用的术语"行为"或"运动行为"意味着各种类型的物理作用或行为。这 种行为包括但非必要地限于:测试程序;训练行为;计时测验;正规竞赛;非正式测试等。"行 为"还包括不包括在用于运动目的的物理作用或行为中的人们(诸如正在玩耍的儿童、第一 回应者、年长或其它助活和/或医院患者、物理康复患者等)所进行的行为。在该说明书中术 语"运动事件"或"事件"可与"运动行为"或"行为"同义使用。
[0028]关于"行为"的"物理数据"或"物理参数"相应于关于或与关于行为的任意可测量 特性相关的任意数据。这种物理数据或参数包括但不限于:生理数据或参数(在下面更详细 描述）；实测时间；物理时刻;覆盖距离;采取的步骤数目；速度;加速度；角速度；角加速度； 高度;大气压力；回转仪产生的数据;航向或方向数据;环境温度数据;环境湿度数据;风向 数据;风速数据;基于全球定位卫星（"GPS"）的数据等等。
[0029]关于"行为"的"生理数据"或"生理参数"相应于关于或与关于用户人或身体的任 意可测量特性相关的任意数据。这种生理数据或参数包括但不限于：心率;脉动速度;燃烧 热;卡路里燃烧速率;METs;体重;体温;血压;心电图数据;EEG数据等。
[0030] 如在此使用的"鞋类物品"或"鞋制品"意味着可穿着到足上的任意类型的制品，并 且这些术语包括但不限于:所有类型的鞋、靴子、运动鞋、凉鞋、带鞋、扣拇指的足底凉鞋、拖 鞋(mules、scuffs、slippers)、特定运动的鞋(诸如高尔夫鞋、网球鞋、跑鞋、横穿训练鞋、棒 球鞋、英式跑鞋或足球防滑鞋、滑雪靴等)等。"鞋"可保护足不受环境损伤和/或增强穿着者 的行为（例如，物理、生理、医疗等行为）。但是如在此所述的那样，还可在任意类型的"足部 容纳装置"中配合使用和/或实践本发明的各方面。如在此使用的术语"足部容纳装置"包括 用户将他或她的足部的至少一些部分放置于其中的任意装置。除了所有类型的鞋(上述)之 外，足部容纳装置包括但不限于：用于将足固定在滑雪撬、越野滑雪撬、水撬、滑雪板等中的 绑带和其它装置;用于将足固定在适用于自行车、训练仪器等的踏板中的绑带、夹子或其它 装置;在玩电视游戏或其它游戏过程中用于容纳足部的绑带、夹子或其它装置等等。
[0031] 1.本发明方面的通常描述
[0032] 本发明的方面通常涉及包括用户行为感测仪器的鞋或其它装置。如图1中所示，其 通常示出本发明的一个实例以及其中可使用本发明的示例性环境，一只或多只独立鞋制品 1〇〇(诸如运动鞋）可装配有电子模块102,诸如行为测量模块102或用于其它目的（例如， RFID传送/接收、无线电通信或其它音频/视频传送/接收，GPS数据传送/接收等）的模块 102。模块102可包括电子装置，用于在行为过程中（例如在运动事件或锻炼或其它行为过程 中）感测和/或收集信息，用于将信息提供给穿鞋者或其它装置(例如，传送装置、RFID装置 等），和/或用于控制另一装置(例如，鞋冲击力衰减系统等）。虽然可感测、提供给用户或其 它装置，和/或另外使用或产生的任意希望或合适类型的信息，但是上述类型信息的更具体 实例包括:用户行进速度信息;行进距离信息;步进计数信息;实测时间信息;GPS信息;高度 信息；用户生理信息；由GPS、速度、距离、步进计数、实测时间、生理或其它信息衍生的信息 (例如报警信息、路线信息、地理信息等）；RFID产生的信息等等。另外的或可选的，模块102 可用于控制其它装置或起作用和/或提供数据到其它装置，上述装置包括作为鞋制品一部 分存在的装置、用户人上的装置、由用户携带的装置，和/或在其它位置处的装置，诸如冲击 力衰减特性的行为冲击力衰减元件包括在鞋制品、显示装置、数据接收和处理装置等中。
[0033]如在图1实例中所示的那样，当用户104移动时，在安装到或包括在鞋100内的模块 102中提供的装置将测量、产生或接收关于与运动和/或鞋的使用相关(诸如像速度和/或距 离信息、GPS信息、脉动速率、心率和/或上述的信息类型）的一个或多个物理或生理特性的 数据，和/或执行其它希望的功能。如果需要，至少一部分上述数据可存储于存储器内（例 如，内藏于模块102内的存储器、在鞋100内单独提供的存储器、设有外围或远程设备的存储 器等），例如以便后期使用和/或分析，和/或其可例如通过任选作为模块102或鞋制品100的 一部分而包括在其内的无线传送装置106传送到用户或其它装置。任选的，如果需要，模块 102和/或鞋100可包括一个或多个微处理器或其它数据处理系统，或具有能够在将数据或 其它信息传送到用户104或其它装置之前进行数据处理的能力。
[0034]以任意不脱离本发明的范围的希望方式将数据或希望的信息传送到用户104或其 它装置，例如，传送到无线接收器108,其设有由用户104携带的显示装置110。任选的，如果 需要的话，显示装置110可配备有微处理器或其它数据处理系统，或具有能够初始处理由模 块102或鞋100发送的原始数据的能力，以便使得进一步处理由模块102或鞋100发送的数据 和/或信息成为可能，使得显示希望数据等成为可能。作为更具体的实例，显示装置110可包 括各种的电子装置和/或可以任意希望构造形成，诸如便携式的用户携带的装置，例如，类 似于和/或包括钟表、秒表、PDA类型装置、移动电话、MP3或其它音频播放器、头戴式的显示 装置、呼机类型的装置、头戴受话器或耳机等的功能。还可提供各种类型的"显示装置"，诸 如音频装置、视频装置、音频/视频装置、文字数字显示器、无线电接收装置、电视等，包括小 的、便携式的、用户携带形式的这种装置。
[0035]根据该常规的实例和使用的示例性环境的通常描述，将在下面对本发明的各种示 例性方面进行更详细的描述，包括关于下述的各种示例性特征:其中模块可与鞋或其它结 构配合的方式、内藏于其中的模块和/或电子装置可触发的方式、由具体用户使用模块的方 式或在具体鞋制品或其它装置中可鉴别的使用方式、其中可选择数据处理算法的方式、其 中电子模块可固定和/或从鞋制品或其它装置释放的方式等。
[0036] A.包括内部塑料容座的鞋
[0037]本发明的一方面涉及包括用于容纳电子模块的容座(receptacle)的鞋(或其它足 部容纳装置），该电子模块用于行为感测中（例如，用于配合图1所述的各种示例性系统中）。 根据本发明至少一些实例的鞋制品（或其它容纳足部的装置制品）可包括：（a)至少部分限 定足部容纳腔室的鞋帮构件(或其它足部接触构件）；（b)与鞋帮构件配合的鞋底结构(或其 它足部支撑构件），其中鞋底结构包括外底外表面(或其它接触地面的表面)和位于外底表 面和足部容纳腔室之间的冲击力衰减构件(例如，中底元件、内底元件、鞋内衬底、外底构件 的一部分等），其中冲击力衰减构件的主表面具有限定于其中的开口或凹陷；以及(c)在开 口或凹陷中提供的壳体，其中壳体限定面对足部容纳腔室的容座。
[0038]提供由壳体限定的容座，以便容纳行为感测电子模块，诸如上述各种类型的模块 102。在一些更具体的实例中，电子模块可提供关于鞋制品使用的位置、速度、或距离信息的 至少之一。但是容座不需要总是包括电子模块。例如，如果需要的话，可以出售和/或穿着在 容座内不包括电子模块102的鞋制品。在这种情况和/或环境下，如果需要，可在壳体内提供 填充元件(例如，具有一定尺寸和形状以便固定在壳体中的非电子坯料）以便至少部分填充 容座。填充元件可由任意希望的材料制作，例如包括:泡沫材料;刚性塑料，金属或材料的组 合件;或其它材料。在至少一些情况下或在一些环境中，该填充材料可用于至少部分填充容 座以及防止出现不希望的感觉，例如，如果在一位置处存在空腔，那么将导致穿着者的怪异 感觉或不舒适。
[0039] 电子模块和/或任选的任意希望的填充材料可任选以可去除或可释放的方式、以 不脱离本发明范围的任意希望方式固定在容座内的壳体。在一些实例中，可提供使得能够 将电子模块稳定固定到壳体的系统。在不脱离本发明范围的情况下可使用任意希望的固定 系统，例如包括:与冲击力衰减构件或壳体至少之一配合的延伸过容座的覆盖元件(例如， 类似于各种电子装置中的电池覆盖元件，诸如手持式电子游戏装置、移动电话、照相机、远 程控制装置等）；与冲击力衰减构件或壳体至少之一配合的至少部分延伸过容座的保持装 置(例如，诸如限制带、条等）；用于将模块相对于壳体保持在位的紧固件(例如，螺丝钉或其 它有螺纹的配合元件、钩和环类型的紧固件配置、在适于电子游戏装置的许多电池容座中 所提供类型的柔顺性塑料保持配置等）；装有弹簧的配合系统(诸如像装配到制动机构内的 弹簧偏压球或其它构件(类似于在液压离合器中使用的那些）、用于将存储卡或其它卡固定 在诸如移动电话、数字照相机、音频和/或视频记录装置等的电子装置内的所用类型的机 构）；基于粘合剂的固定系统等。如果需要，至少一部分固定系统可直接配合至少一部分电 子模块或填充元件，但这不是必须的。作为另一实例，如果需要，固定系统可包括延伸进入 凹陷、开口、沟槽、或在电子模块内不连续限定的构件(作为壳体和/或鞋结构其它部分的一 部分），和/或电子模块可包括延伸进入凹陷、开口、沟槽、或在壳体和/或鞋结构其它部分内 不连续限定的延伸构件。
[0040] 在根据本发明的鞋结构的至少一些实例中，壳体和电子模块可制造成在至少一个 方向上不对称，例如这样电子模块将在相对于壳体的单一取向或有限数目的取向上固定在 壳体中。在至少一些实例中，这些元件在从足部容纳腔室朝向鞋外底表面的方向上可以是 不对称的，这样如果电子模块不正确安装（例如，其反转），那么其将凸起到足部容纳腔室 内，导致用户不舒适并且导致他/她纠正模块取向。这种配置例如在壳体位于鞋制品的足 弓、足中部、或后跟部分处的情形下尤其有效。作为另外的实例，如果需要，壳体和/或电子 模块可如此设计，这样它们的顶部和底部周边彼此具有不同的尺寸和/或形状(例如，顶部 具有比底部周边或周长大的周边或周长），这样电子模块和壳体将在有限和受限数目的相 对取向上配合在一起。在其它结构中，如果需要，电子模块可设计成以至少两种不同的取向 固定到容座内，一个取向相应于电子模块"开启"位置以及一个取向相应于电子模块"关闭" 位置(例如，通过将模块旋转180度而改变可接受的取向）。这种配置也是有用的，例如以便 当不希望收集数据和/或传送信号时中断电连接和/或关闭电子模块，例如以便节省电池寿 命，保持系统各种组件的寿命，使得在飞机上丧失传送能力，以防止电子模块失败等。
[0041] 壳体，电子模块和/或容座不需要直接暴露到鞋制品的足部容纳腔室。此外如果需 要，可提供足部接触构件以便至少部分覆盖壳体、电子模块、和/或容座。该足部接触构件例 如可构成传统的内底构件、鞋内衬底、短靴元件或适于鞋制品的其它构件。此外，如果需要， 该足部接触构件可在壳体、电子模块和容座的位置处包括另外的冲击力衰减材料，以便有 助于更好地掩饰或调节用户感觉和/或更好地感知壳体、电子模块和容座。当然，如果需要， 足部接触构件可相对于壳体容易移动或可去除，以便允许用户接近壳体、电子模块和容座。
[0042] 根据本发明至少一些实例的鞋制品还可包括如配合图1所述的有助于行为数据收 集和/或传送方面的特征和结构。例如，根据本发明至少一些方面的鞋制品可包括与鞋帮构 件或鞋底结构的至少之一的一部分配合和/或作为鞋帮构件或鞋底结构的至少之一的一部 分形成的天线系统，例如以便将数据传送到外部或远程数据处理系统和/或显示装置。天线 系统可配置成从壳体延伸并且可操作地与电子模块耦合，其中电子模块至少部分配合在壳 体内，以便能够将数据传送到模块/从模块传送数据。可选的，如果需要，在不脱离本发明范 围的情况下可包括作为电子模块部分的天线和/或传送系统，这样鞋结构本身不需要任意 电接触、数据处理能力、和/或数据传送/接收能力。当然，在不脱离本方面范围的情况下可 使用相对于电子模块和/或壳体的任意天线和/或传送系统和/或配置。
[0043] 根据本发明适于鞋制品的潜在特征和结构的另一实例包括与鞋帮构件或鞋底结 构的至少之一配合的电源，例如以便提供用于操作电子模块和/或传送系统(如果有的话为 任意的类型）的能量。在至少一些实例中，如果需要，电源可与鞋制品装配在一起，并且可包 括位于壳体或与壳体配合的电触头或端子，这样电子模块可从独立于电子模块定位的电源 接收能量。可选的，如果需要，电子模块可包括其自身电源(例如电池），以便操作其传感器 和/或处理系统，并且鞋制品可包括独立的电源(例如，用于操作处理系统，传送系统等）。此 外作为另外一个实例，如果需要，可使用在电子模块上的电源(例如，经由通过壳体提供的 电连接)来为作为鞋结构一部分提供的独立天线和/或传送系统提供能量。当然，在不脱离 本发明范围的情况下可使用相对于天线和/或传送系统、壳体和/或电子模块的任意供电系 统配置。
[0044] 作为传统的情况，可以成对出售和使用根据本发明各方面的鞋制品。在一些实例 中，成对的两只鞋可包括相同或不同定位的壳体和电子模块容座。在上述配置中，电子模块 可选择性位于一对鞋子的任意一只内（一只鞋可在特定情况下比另一只鞋更好，或者为了 特定目的，例如为了数据传送目的，例如依赖于在他/她的右侧或左侧上携带用户携带的数 据处理系统和/或显示系统（例如，包括运动行为数据处理和/或显示能力的钟表或带子固 定的装置）。在上述配置中，例如可在不包括电子模块的任意容座内提供诸如上述各种类型 的填充元件。作为另一实例，如果需要，可在两只鞋子内提供不同的电子模块，例如以便测 量不同的物理或生理参数，以便在数据捕获过程中提供备份或冗余等。在一些情况或情形 下，如果需要，可在两只鞋子内都提供填充元件(例如，当不需要测量和/或数据传送时，诸 如在空中旅行的过程中等;在售货点（例如当电子模块独立于鞋子出售或提供时等）；当在 需要测量处不配合运动或其它行为时;为了保护电池、模块或其他系统组件寿命等）。
[0045] 当然，如果需要，单只鞋制品可包括若干电子模块安装位置，例如在上述类型的壳 体形式下，位于单只鞋子的多个位置处(例如，在内部，在鞋跟内，在足弓内或足中部区域 内，在鞋子外部上，或鞋舌区域内，在鞋帮构件上，在鞋底构件内等）。如果需要，在电子模块 和其壳体之间的连接特征可由根据本发明的系统和方法使用，以便将信息提供到电子模块 或其它数据处理系统(例如关于其中安装的鞋子类型，其在鞋子内的位置等等）。该信息可 用于各种目的，诸如数据算法选择目的（例如，以便确定准备感测和/或显示的物理或生理 参数类型，以便确定数据更新的频率或测量轮流检测等）。此外，电子模块和其壳体之间的 连接特征会告知数据处理系统和/或电子模块是否将其安装在用户的右鞋或左鞋内，并且 该信息可用于根据本发明系统和方法中的任意希望目的（例如，以便选择性连接到或触发 侧向或内侧定位的天线系统之一以便数据传送/接收目的等）。
[0046] 此外本发明的附加方面涉及利用