具有执行非触觉和触觉操作的致动器的可穿戴物品的制作方法

本发明涉及触觉效应，尤其涉及具有执行非触觉操作和触觉操作的致动器的可穿戴物品。

背景技术：

正在开发自动紧固到人的身体或者自动调整其适配性的致动衣物。示例包括自动系鞋带的鞋子、自动打开和关闭的拉链以及自动收紧的皮带。致动衣物的其他示例包括基于诸如湿度、环境温度、体温以及其他环境或生物测定因素的条件自动改变其孔隙率的衣物。

这种致动衣物具有若干现有的并且仍然不可预见的优点，例如使懒惰或匆忙的人的着装的努力最小化，使得行动受限的人能够自己着装并保持一定程度的独立性和尊严，或者自动调整增强人的舒适。

技术实现要素：

本发明涉及可由人穿戴的物品，其中该物品具有执行非触觉操作和触觉操作的致动器。

在一个方面，可穿戴触觉使能装置包括可穿戴物品。该可穿戴物品包括致动器和输入设备。控制器电连接到该致动器和该输入设备。控制器用于将操作和触觉驱动信号选择性地发送到致动器，并且在从输入设备接收到输入信号时生成触觉驱动信号。触觉驱动信号包含消息。

在另一方面，一种可穿戴触觉使能装置包括可穿戴物品，该可穿戴物品由人穿戴。可穿戴物品包括紧固件、可操作地连接到紧固件的电机及传感器。紧固件包括具有运动范围的紧固件构件。控制器电连接到电机和输入设备。控制器包括存储触觉确定模块和触觉控制模块的存储器。触觉确定模块被编程为确定与来自传感器的输入相关联的触觉数据。触觉控制模块被编程为生成包含触觉数据的触觉控制信号。致动器驱动电路与致动器电通信，并且用于向致动器选择性地施加非触觉驱动信号。致动器驱动电路还用于在接收到触觉效应信号时将触觉驱动信号选择性地施加到致动器。触觉驱动信号控制电机以将紧固件构件移动小于运动范围的距离。可编程电路与传感器、存储器和致动器驱动电路电通信。可编程电路被编程为将触觉效应信号选择性地传递到致动器驱动电路。触觉效应数据、触觉效应信号和触觉驱动信号包含消息。

另一方面是一种通过可穿戴物品递送触觉反馈的方法。该方法包括：在控制器中接收输入信号，其中的控制器电耦合到致动器，控制器和致动器可操作地连接到可穿戴物品；选择性地生成非触觉驱动信号并将非触觉驱动信号施加到致动器，其中非触觉驱动信号的选择性生成响应于控制器接收到非触觉输入信号而发生；以及选择性地生成触觉驱动信号并将触觉驱动信号施加到所述致动器，其中触觉驱动信号的选择性生成响应于控制器接收到触觉输入信号而发生，触觉信号与触觉数据相关联。

附图说明

图1是示出具有执行非触觉和触觉操作的致动器的可穿戴物品的实施例的框图。

图2是示出图1所示的可穿戴物品的替代实施例的框图。

图3是更详细地示出图1所示的可穿戴物品的框图。

图4是示出具有附加输入设备的图1和图3所示的可穿戴物品的框图。

图5是示出图1至图4所示的可穿戴物品可以操作的联网环境的框图。

图6是示出具有包括执行非触觉和触觉操作的致动器的自动系带系统的鞋的局部等距视图。

图7是示出可用于具有执行非触觉和触觉操作的致动器的可穿戴物品中的自动拉链的局部等距视图。

图8A和8B是具有执行非触觉和触觉操作的智能材料的可穿戴物品的局部等距视图。

具体实施方式

将参考附图详细描述各种实施例，其中贯穿几个视图中相同的附图标记表示相同的部件和组件。对各种实施例的参考不限制所附权利要求的范围。另外，本说明书中阐述的任何示例不旨在是限制性的，并且仅仅阐述了所附权利要求的许多可能实施例中的一些。

在适当时，以单数使用的术语也将包括复数，反之亦然。除非另有说明或“一个或多个”的使用明显不适当，否则本文中“一个(a)”的使用意指“一个或多个”。除非另有说明，使用“或”表示“和/或”。“包括(comprise)”、“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(include)”、“包括(includes)”、包括(including)”、“具有(has)”和“具有(having)”的使用是可互换的并且不旨在是限制性的。术语“例如”也不旨在是限制性的。例如，术语“包括”应当表示“包括但不限于”。

一般来说，本发明涉及可由人穿戴的物品，其中该物品具有执行非触觉操作和触觉操作的致动器。

现在参考图1，可穿戴物品100具有致动器102、控制器104和输入设备106。可穿戴物品100可以是由人穿戴的任何类型的用品。可穿戴物品100的示例包括衣服、鞋类、诸如人工四肢的假肢、诸如帽子和头盔的头饰、穿在身上的体育用具、诸如防弹背心、头盔和其他防弹衣的防护装备、眼镜、诸如领带和围巾的附件、腰带和吊带；诸如手链、项链和手表的珠宝；及任何可以穿在身上的用品。

致动器102可以是发起运动以在可穿戴物品上执行操作的任何受控机构或其他结构。由致动器102执行的操作的示例包括将可穿戴物品100紧固到人的身体、调整可穿戴物品100的配合，或者对物品100执行任何其它操作。各种实施例可包括单个致动器或两个或更多个致动器。

输入设备106是将信号输入到控制器104中的任何设备。输入设备106的示例是诸如开关的控制设备。输入设备106的另一示例是将信号输入到控制器104中的换能器。可用作输入设备106的换能器的示例包括天线和传感器。各种实施例可以包括单个输入设备或可以包括两个或更多个输入设备。另外，各种实施例可以包括不同类型的输入设备。例如，至少一些可能的实施例包括开关和例如天线或传感器的换能器。

控制器104是基于从输入设备106接收信号或数据来控制致动器102的操作的任何类型的电路。数据可以是任何类型的参数、指令、标记或由处理器处理的其他信息、程序模块和本文公开的其它硬件。

在操作中，控制器104和致动器102具有非触觉操作。这种操作的示例包括操作紧固件以将可穿戴物品100闭合或固定在身体上或调整可穿戴物品100的配合。通过操作诸如开关的输入设备106来执行该操作。致动器102的非触觉操作可以对人造成触觉感觉，但是不旨在传送诸如提示、通知或其他信息的特定消息。

控制器104和致动器102还具有触觉操作。在这样的操作中，输入设备106被激励并且向控制器104输入信号。作为响应，控制器104操作致动器102以向穿戴该物品100的人提供触觉反馈。触觉反馈通常体现对穿戴该物品100的人的消息。该消息可以是通知或可以包含其他类型的更复杂的信息。致动器102的触觉操作可以是使得其可与非触觉操作区分开。例如，如本文更详细描述的自动腰带可以在非触觉操作期间以较慢的速率自动收紧。然后该腰带可以在触觉操作期间以更快的速率或根据特定运动模式来收紧。

触觉效应可以是传递给人的任何类型的触觉感觉。触觉效应包含诸如提示、通知或更复杂信息的消息。

图2示出了可穿戴物品100的替代实施例，其基本上类似于图1所示的可穿戴物品，并且也包括输入设备106，控制器100和致动器102。

在该实施例中的可穿戴物品100还包括存储识别信息的RFID标签108。可以存储在RFID标签108上的识别信息的示例包括识别穿戴可穿戴物品100的人的信息、可穿戴物品100的类型、包括RFID标签的特定可穿戴物品、包括在可穿戴物品100上的致动器102的类型、或任何其他信息。

在该实施例中，可穿戴物品100包括至少一个输入设备106，其是用于接收包含与触觉消息相关联的数据的信号的天线。

图2中所示的实施例具有许多应用，包括在具有提供RFID读取器和远程设备之间的通信的网络的环境中使用。在操作中，人在RFID读取器附近移动，RFID读取器检测RFID标签108并读取识别信息，识别信息接着被发送到远程设备。响应于接收到识别信息，远程设备确定是否将与触觉效应相关联的数据递送到可穿戴物品100。如果计算设备确定发送数据，则信号被生成并且发送到天线。天线接收由控制器104处理的信号。控制器104然后控制致动器102以传送触觉消息。

其他实施例可以在使用除RFID标签和读取器以外的硬件、软件和系统在控制器104和远程设备或网络之间通信的环境中使用。例如，可穿戴物品100可以具有与控制器104进行数据通信的蓝牙(Bluetooth)收发器。蓝牙接收器可以利用与远程设备通信的蓝牙信标来提供数据通信或存在感测。在该示例中，蓝牙信标可以周期性地广播由蓝牙接收器接收并由控制器104处理的触觉消息或其他数据。在另一示例中，相机或其他成像设备可以与远程设备进行数据通信，并且向远程设备提供人的面部或特定衣物项目的图像。如果远程设备识别到人的面部或衣物项目，则其可以确定触觉消息或其他数据是否应当被发送到控制器，并且将触觉消息或数据发送到控制器104，控制器104然后将对其进行处理。

图3示出了图1所示的可穿戴物品100的可能实施例的更详细框图。

在该实施例中，可穿戴物品100包括致动器102和控制器104。两个输入设备与控制器电通信，并且包括非触觉控制设备110和传感器112。致动器驱动电路114与控制器104和致动器102电通信。

致动器102可以是产生运动的任何设备。致动器的示例包括诸如电机的机构、诸如螺线管的线性致动器、磁性或电磁机构、及诸如形状记忆合金、压电材料、电活性聚合物和包含智能流体的材料的智能材料。

非触觉控制设备110是发起非触觉操作的执行的输入设备。非触觉控制设备110的示例是人手工致动的开关。另一示例包括在某些条件下自动执行的开关。非触觉控制设备110的又一示例包括天线，该天线接收传送指令的信号或与检测到的状况相关联的传感器输出。开关可以是在电路中产生、断开或改变连接的任何机制。

传感器112可以是响应于接收到刺激而输出信号的任何仪器或其它设备。传感器112可以硬连线到控制器104或者可以无线地连接到控制器104。传感器112可以用于检测或感测各种不同的状况、事件及事情，例如致动器102或可穿戴物品100的非触觉操作、致动器102或可穿戴物品100的触觉操作、可穿戴物品100的物理条件，环境条件或其他人或物体的存在。

传感器112的示例包括：例如麦克风的声学或声音传感器；振动传感器；化学和颗粒传感器，例如酒精测定器(breathalyzers)，一氧化碳和二氧化碳传感器及盖革(Geiger)计数器；电和磁传感器，例如电压检测器或霍尔效应传感器；流量传感器；导航传感器或仪器，例如GPS接收器、高度计、陀螺仪或加速度计；位置、接近度和运动相关的传感器，例如压电材料、测距仪、里程表、速度计、冲击探测器；成像和其他光学传感器，例如电荷耦合器件(CCD)、CMOS传感器、红外传感器和光电探测器；压力传感器，例如气压计、压力计和触觉传感器；力传感器，例如压电传感器和应变仪；温度和热传感器，例如温度计、量热计、热敏器、热电偶和高温计；接近度和存在传感器，例如运动检测器、三角测量传感器、雷达、光电池、声纳和霍尔效应传感器；生物芯片；生物测定传感器，例如血压传感器、脉搏/氧传感器、血糖传感器和心脏监测器。另外，传感器112可以由例如压电聚合物的智能材料形成，该智能材料在一些实施例中既用作传感器又用作致动器。在于2014年2月25日颁布的名称为“用于移动设备上共享反馈的交互性模型(Interactivity model for shared feedback on mobile devices)”的美国专利8,659,571中公开了另外的传感器，其全部公开内容通过引用并入本文。

在可穿戴物品100包括天线或传感器的情况下，控制器104可以接收关于包括非触觉操作、触觉操作的可穿戴物品100的操作或状态，和例如物品100是否具有任何磨损区域的物品100的状态、物品100上的紧固件的状态、或物品100在人上的定位的输入或反馈。控制器104可以处理信号、信息或数据输入，然后控制致动器102传送与可穿戴物品100的状态的操作相关的触觉消息。控制器104还可以接收与除了可穿戴物品100本身的操作或状态之外的条件、方面以及事物相关的输入或反馈。例如，其可以接收关于可穿戴物品100被暴露或可能被暴露的环境条件的信息、关于穿戴可穿戴物品100的人的行为或移动的信息，以及可由传感器112感测或者另外传送到控制器104的任何其他信息。

致动器驱动电路114是从控制器104接收触觉信号的电路。触觉信号包含触觉数据，而触觉数据定义致动器控制电路114使用以生成触觉驱动信号的参数。可以由触觉数据定义的参数的示例包括相对于事件的频率、振幅、相位、反转、持续时间、波形、启动时间、上升时间、衰减时间和滞后或超前时间。触觉驱动信号被施加到致动器102。

控制器104包括总线116、处理器118、输入/输出(I/O)控制器120和存储器122。总线116包括用于提供路径以在包括处理器118、存储器122和I/O控制器120的控制器104中的各个组件之间传送数据的导线或传输线。总线116通常包括控制总线、地址总线和数据总线。然而，总线116可以是适于在控制器104中的各个组件之间传送数据的任何总线或总线的组合。

I/O控制器120是监视控制器104和诸如非触觉控制设备110、传感器112和致动器驱动电路114的外围或外部设备的操作的电路。I/O控制器120还管理在控制器104和外围设备之间流动的数据，并且使处理器118免于与监视和控制外围设备相关联的细节。I/O控制器120可以与其接口的其他外围设备或外部设备的示例包括外部存储设备、监视器、例如键盘、指向设备的输入设备、外部计算设备、天线、由人穿戴的其他物品、以及任何其他远程设备。

处理器118可以是用于处理信息的任何电路，并且可以包括任何合适的模拟或数字电路。处理器118还可以包括执行指令的可编程电路。可编程电路的示例包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)或适于执行指令的任何其它处理器或硬件。在各种实施例中，处理器118可以是单个单元或两个或更多个单元的组合。如果处理器118包括两个或更多个单元，则这些单元可以物理地位于单个控制器中或分离的设备中。

存储器122可以包括诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪速存储器、磁存储器、光学存储器或任何其它合适的存储器技术的易失性存储器。存储器122还可以包括易失性存储器和非易失性存储器的组合。

存储器122可以存储用于由处理器118执行的多个程序模块，包括事件检测模块124、触觉确定模块126、注册模块128、通信模块130、非触觉控制模块132和触觉控制模块134。每个模块是执行一个或多个特定任务的数据、例程、对象、调用和其他指令的集合。虽然本文公开了某些模块，但是本文描述的各种指令和任务可以由单个模块、模块的不同组合、除了本文公开的模块之外的模块或由与控制器104通信的远程设备所执行的模块来执行。

事件检测模块124被编程为从传感器112、天线或远程设备接收数据。在接收到数据时，事件检测模块124确定是否存在与触觉效应相关联的事件、条件或操作状态。

在识别出与触觉效应相关联的事件时，触觉确定模块126分析从传感器112、天线或远程设备接收的数据以确定通过致动器102所递送的触觉效应。触觉确定模块126可以使用的确定触觉效应的示例性技术包括被编程为做出决定以选择触觉效应的规则。另一示例包括将触觉效应与从传感器或天线接收的数据相关联的查找表或数据库。

触觉控制模块134在触觉确定模块126识别出要传送到致动器102的触觉效应时生成触觉信号。触觉控制模块134接收触觉数据并生成触觉信号。触觉控制模块134将触觉信号发送到致动器驱动电路114，致动器驱动电路114然后产生触觉驱动信号。触觉驱动信号包含要传送给穿戴物品100的人的消息。

在非触觉控制设备110致动时，I/O控制器120向控制器104输入非触觉操作数据。非触觉控制模块132接收非触觉操作数据，并生成非触觉操作信号，该非触觉操作信号被输入到致动器驱动电路114。致动器驱动电路114然后生成非触觉驱动信号，并将非触觉驱动信号施加到致动器102。还在各种实施例中，非触觉控制设备和I/O控制器120可以将诸如指示简单的开或关指令的标志的二进制信息输入到控制器104中。替换地，非触觉控制设备110和I/O控制器120可输入指示更复杂指令的更复杂信息，供非触觉控制模块132进行处理并且提供对致动器102的更复杂控制。

注册模块128接收并处理诸如设备信息、背景信息或用于系统功能的其它数据的注册数据。设备信息可以包括诸如地址或可以识别可穿戴物品100、可穿戴物品100的类型、可穿戴物品100中包括的硬件的类型、穿戴物品100的人，或者物品100所属的人的其他数据的识别数据。识别信息还可以识别包括在可穿戴物品100上的硬件的能力(例如，设备是否能够提供触觉反馈、存储数字内容、接收用户输入等)。地址的示例包括媒体访问控制(media access control，MAC)地址、统一资源定位符(uniform resource locators，URL)或其他网络地址。地址数据还可以包括识别在哪里可以建立用于传送数字内容的通信信道的端口信息和/或其他设备信息。在替代实施例中，注册数据可以存储在RFID标签108上。

通过注册关于可穿戴物品100的识别数据，并且如本文中更详细地讨论的，远程设备可以被使得知道可穿戴物品100，使得它们可以向可穿戴物品100传送诸如触觉数据指令的数据并且从可穿戴物品100传送诸如触觉数据指令的数据。

在2013年12月13日提交的名称为“身体介入的数字内容传送和触觉反馈的方法和装置(Method and apparatus of body-mediated digital content transfer and haptic feedback)”的序列号为No.14/106,275的美国专利申请更详细地讨论可穿戴物品的注册和往返于它们的数据通信，其全部内容通过引用并入本文。

通信模块130促进控制器104与远程设备之间的通信。远程设备的示例包括计算设备、传感器、其他可穿戴物品、健身器械和智能电器。计算设备的示例包括服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、智能手机、家庭自动化计算机和控制器，以及可编程的任何其他设备。该通信可以采取适于数据通信的任何形式，包括通过无线或有线通信信号或数据路径的通信。在各种实施例中，通信模块可以将控制器104配置为可穿戴物品或其他远程设备的集中控制器，作为与其他可穿戴物品或其他远程设备通信的对等体，或者作为混合式集中控制器和对等体，使得控制器在一些情况下可以作为集中控制器操作，在其他情况下作为对等体操作。

程序模块的替代实施例是可能的。例如，一些替代实施例可以具有比事件检测模块124、触觉确定模块126、注册模块128、通信模块130、非触觉控制模块132和触觉控制模块134更多或更少的程序模块。例如，控制器104可以用于仅递送单个触觉效应。这样的实施例可以不具有触觉确定模块126，并且事件检测模块124或一些其他模块将使得触觉控制模块134将触觉数据发送到触觉控制模块134。在其他替代实施例中，没有事件检测模块124并且触觉控制模块134在控制器104接收到来自传感器112的输入时将触觉信号发送到致动器控制电路114。

在一些可能的实施例中，一个或多个程序模块在诸如远程计算设备或其他可穿戴物品的远程设备中。例如，事件确定模块124可以位于远程计算设备中，该远程计算设备还存储触觉效应和定义何时传递触觉效应的规则的库。在这样的实施例中，当事件检测模块124确定触觉效应应当通过致动器102递送时，控制器104将数据传送到远程设备。该数据可以像指示控制器104从传感器112接收输入的标志一样简单，或者更为复杂，例如识别由传感器112指示的状况的类型或识别从其接收输入信号的传感器112的类型。远程设备上的触觉确定模块126将处理数据和指令，从存储器122检索匹配的触觉数据，然后将触觉数据发送到控制器104，用于通过致动器102处理和生成触觉效应。在其他可能的实施例，事件检测模块124也位于远程设备中，在这种情况下，当控制器104接收到来自传感器112的输入时，其向远程设备传送数据。

图4所示的可穿戴物品100基本上类似于图3所示的可穿戴物品，并且包括控制器104、非触觉控制设备110、传感器112、致动器驱动电路114以及致动器102。另外，控制器104包括网络接口控制器(NIC)106。天线138与NIC 136电通信，并在控制器104和远程设备之间提供无线通信。通信模块130被编程为控制通过天线138的通信，包括处理通过天线138所接收的信号中所包含的数据，以及准备要通过天线138发送到远程设备的数据。通信可以根据任何无线传输技术，包括标准诸如蓝牙、蜂窝标准(例如，CDMA、GPRS、GSM、2.5G、3G、3.5G、4G)、WiGig、IEEE 802.11a/b/g/n/ac、IEEE 802.16(例如，WiMax)。

NIC 136还可以使用用于发送数据的任何合适的端口和连接器并根据任何适当的标准(例如RS 232、USB、FireWire、以太网、MIDI、eSATA或雷电(thunderbolt))通过有线连接在控制器104和远程设备之间提供有线通信。

现在参考图5并在本公开的其他地方讨论，可穿戴物品100可以在网络140和远程设备内操作并与网络140和远程设备通信。远程设备的示例包括计算设备142、传感器144、RFID读取器146和诸如其他可穿戴物品、运动器械，智能电器和其他设备的其他连接的设备。在其他实施例中，网络140提供与远程设备或除了本文公开的那些之外的远程设备的不同组合的数据通信。

网络140在环境141中操作，在环境141中，可穿戴物品100将例如在建筑物、汽车或其他交通工具中或在户外的限定区域中被穿戴。另外，在各种实施例中，网络140是公共网络、专用网络、局域网络、诸如因特网的广域网，或其某种组合。

在各种实施例中，计算设备142与可穿戴物品100上的控制器104进行通信。在这样的实施例中，计算设备142执行程序模块以处理数据并向控制器104传送数据。例如，计算设备142从传感器112接收输入，该传感器112可以在可穿戴物品100中或者远离可穿戴物品100。计算设备142然后将传感器数据传送到可穿戴物品100中的控制器104。在另一个示例中，计算设备142接收来自一个可穿戴设备的数据，并将该数据中继到另一可穿戴设备中的控制器，以协调在不同的可穿戴物品之间的触觉效应的传递。在另一示例中，计算设备142从诸如智能电器或运动器械的其他远程设备143接收数据，并将该数据中继到可穿戴物品中的控制器。在又一个可能的实施例中，可穿戴物品100中的控制器104将诸如传感器读数的数据传送到计算设备142，计算设备142然后确定是否传递触觉效应或传递什么触觉效应。计算设备142然后将适当的数据返回到控制器104。

在又一可能的示例中，RFID读取器146或一些其它传感器检测RFID标签108的存在和可穿戴物品100的存在，并将该存在传送给计算设备142。RFID读取器146从RFID标签108中获得标识数据，并且将所获得的标识数据传送到计算设备142，计算设备142然后处理该数据并确定是否向可穿戴物品100中的控制器104传送数据。计算设备142可以执行触觉确定模块126。如果触觉确定模块126确定递送触觉效应，计算设备142可以将与触觉效应相关联的数据传送到可穿戴物品100的控制器104，然后控制器104通过致动器102递送触觉效应。确定是否递送触觉效应可以基于各种因素，包括从RFID标签108所获得的标识数据，或从RFID标签108所获得的标识数据与诸如来自传感器112的输入或者诸如从第三方来源接收到的天气报告的附加数据的组合。

另外，在各种实施例中，定义触觉效应和定义触觉驱动信号的参数的触觉数据可以由计算设备142确定。如果只有一个可用触觉效应，则计算设备142在确定已发生与触觉效应相关联的事件时检索该触觉数据。计算设备142将该触觉数据传送到可穿戴物品100中的控制器104用于处理。替换地，计算设备142执行触觉确定模块126以识别与识别数据对应的触觉效应。

在示例性应用中，当穿戴类似于图6所示并且在本文更详细讨论的鞋的致动鞋(actuated foot wear)的人开始从室内走向户外时，他们将经过定位在门附近的RFID读取器146附近。RFID读取器146将检测致动鞋的存在并将该存在传送给计算设备142。如果计算设备142接收到存在诸如雨的恶劣天气的信息，则它将传送与触觉效应相关联并且与消息相关联的数据，该消息指示人应该换成靴子、带上伞、或穿上雨衣。

在另一个示例中，试图减肥的人正穿戴例如自动腰带的致动物品100。该人接近配备有RFID读取器146或其它接近检测器的冰箱，该RFID读取器146或其它接近检测器检测致动腰带的存在并将该存在传送给计算设备142。计算设备142然后将数据发送到在该腰带上的控制器104。所发送的数据与触觉效应和建议此人小心他们选择的食物的消息相关联。

在又一示例中，穿戴诸如领带的致动物品100的人在会议中或在安静区域中，并且接收在他们的智能手机上的呼叫。该手机知道致动物品100并且确定该呼叫是紧急情况。然后，该手机向致动物品100发送与触觉效应以及呼叫是重要的并且需要尽快被回答的消息相关联的信号。在该示例中，领带包括智能材料，其使得领带暂时收紧或收紧直到紧急呼叫被连接。

在另一示例中，可以通过可穿戴物品100来回放视频或电影的触觉轨迹。在该示例中，致动器102的操作可以与在电影中呈现的事件或情绪协调。操作致动器102以突然或反复地收紧和松开可以与电影中的爆炸相协调，或者致动器可以在特别紧张的场景中收紧可穿戴物品。可穿戴物品中的致动器102的操作可以与视频游戏中的事件和情绪(例如当在面向战斗的游戏中射击角色时，在赛车游戏中存在撞击或在体育游戏中的碰撞)类似地协调。

致动器102还可以被操作以在用户与用户界面交互时提供反馈。例如，在与用于计算机、智能手机、游戏控制台的用户界面(包括基于物理环境或虚拟现实的用户界面)交互时，当使用按钮、诸如鼠标或笔的指示设备或其他控件和物体时，可以振动或移动衬衫袖口、腰带、拉链或衣服的其他物品中的致动器以提供触觉反馈。

触觉使能的服装的其他示例和应用也是可能的，包括在2013年12月13日提交的名称为“身体介入的数字内容传送和触觉反馈的方法和装置(Method and apparatus of body-mediated digital content transfer and haptic feedback)”的美国申请序列号No.14/106,275中提供的示例，其全部内容通过引用并入本文。在美国专利申请序列号No.14/106,275所公开的一个这样的示例中，致动器102可以被操作以传递流动感觉。在该示例中，可以协调单个可穿戴物品100或多个可穿戴物品中的不同致动器102的操作，以增加人感觉到流动感觉的区域。

可穿戴设备100的各种实施例也可以独立于远程设备而操作。例如，鞋，腰带、领带、安全设施或医疗设施可以包括将信号输入到控制器104进行处理的压力传感器。如果控制器确定可穿戴物品太紧或松弛，则其可以控制致动器102递送指示可穿戴物品太紧或松弛的触觉消息。例如，在鞋中，如果跑步者或其他人的脚开始膨胀使得鞋太紧，则致动器102可以传递触觉消息以提示人松开鞋。在另一个示例中，头盔可以具有一系列传感器以检测人头部上的定位或下巴带是否被固定。控制器104可以从传感器接收输入，确定是否存在失配，然后如果存在失配，则控制致动器102传送触觉消息。诸如头盔的可穿戴物品也可以包括传感器以检测头盔材料中的结构故障，例如裂缝。如果传感器输入指示头盔中的故障的信号，则控制器104然后可以控制致动器102来传送指示故障的触觉消息。图6示出了可穿戴物品的一个可能的实施例。在该实施例中，可穿戴物品是具有自动鞋带150_a-150_d的鞋148。鞋148包括鞋底152、连接到鞋底152的上部154、鞋带或带150_a-150_d以及自动系带系统156。鞋底152限定空腔153。上部154限定间隙，以允许上部154膨胀并为插入穿戴者的脚留出空间。

自动系带系统156包括具有驱动轴160以及安装在驱动轴160上的第一滑轮162_a和第二滑轮162_b的电机158。电机158、驱动轴160及滑轮162_a和162_b被定位于空腔中。自动系带系统156还包括定位在槽(未示出)中的轭164，其限定在鞋底152中并且从空腔153延伸到靠近鞋底152的上部154的位置。第一带168_a和第二带168_b具有分别连接到第一滑轮162_a和第二滑轮162的一端。带168_a和带168_b延伸穿过狭槽并且具有连接到轭164的相对端，轭164也定位在狭槽中。

带150_a-150_b具有连接到靠近间隙的一个侧边缘的上部154的第一端。然后，该带沿着上部154的相对侧延伸越过间隙并进入槽166。带150_a-150_d的相对端连接到轭164。在操作中，电机158使滑轮162_a和滑轮162_b在一个方向上旋转以拉动或拉起带168_a和带168_b，这又将轭164拉动得更靠近滑轮162_a和滑轮162_b。轭164拉动带150_a-150_d并将鞋148收紧或紧固到穿戴者的脚。为了脱掉鞋148，电机158沿相反方向转动驱动轴160以及滑轮162_a和滑轮162_b，这释放或松开带150_a-150_d。

控制器104位于鞋底152中并且与电机158和定位在鞋底152的表面上的非触觉控制装置110电通信。在该实施例中，非触觉控制装置110是压敏开关，当穿戴者插入他们的脚并且向该开关施加压力时，该压敏开关被致动，这使得控制器104驱动电机158，直到带150_a-150_d被牢固地收紧。当穿戴者使其脚跟足够提升使得施加到压敏开关的力减小预定量时，压敏开关也被致动，这使得控制器104驱动电机158，直到带150_a-150_d松开预定的量。本文公开的自系带鞋148基本上类似于由具有在俄勒冈州的比弗顿的主要营业地的Nike公司开发的Nike Air Mag鞋，并且基本上类似于在2014年7月8号公布的名称为“自动系带系统(AUTOMATIC LACING SYSTEM)”的美国专利8,769,844中公开的鞋，并且其全部公开内容通过引用并入本文。

另外，传感器112安装在鞋148中并且还与控制器104电通信。如本文更详细解释的，传感器112在感测到预定条件时将信号输入到控制器104中。在从传感器112接收到输入信号时，并且根据实施例，控制器104确定是否向穿着鞋148的人传递触觉效应以及传递什么触觉效应。在进行该确定时，控制器104生成触觉信号并将触觉信号传送到致动器驱动电路(图6中未示出)。致动器驱动电路生成触觉驱动信号并将其施加到电机158，以便以与所确定的触觉效应对应并传送预定消息的预定模式来移动带150_a-150_d。

预定模式可以是能够将消息传送给穿着鞋148的人的任何模式。例如，控制器104可以根据预定间隔或根据变化的间隔反复松开和收紧带150_a-150_d预定次数或以某一模式反复松开和收紧带150_a-150_d。另一种触觉效应可能是收紧和松开带150_a-150_d以沿其长度具有与当鞋148最初放置在人的脚上时通常施加到带150_a-150_d的张力不同的纵向张力。在另一个示例中，带150_a-150_d的张力被改变或变化以提供一系列不同的张力。

在替代实施例中，除了传感器112之外，控制器104可以包括天线138，使得控制器104可以与远程设备通信。在其他实施例中，鞋子158中的控制器104包含天线138且没有传感器。鞋子158还可以包括RFID标签108。

鞋的另一替代实施例包括具有折叠型构造的智能材料，所述折叠型构造在平坦的第一形状或具有用于容纳脚的扩大开口的第一形状与围绕人的脚成型的第二形状之间转变或折叠。当人踏入鞋中时，传感器检测到人的脚并向控制器输入信号。控制器然后控制智能材料从第一形状弯曲到围绕人的脚成型的第二形状。在该实施例中，智能材料还可以在向其施加诸如电流或电场的外力时振动。在一些实施例中，智能材料用作触觉致动器和紧固件。在其他实施例中，智能材料用作当其检测到脚的力时输出信号的传感器，并因此用作触觉致动器、紧固件和传感器。

图7示出了可以包括在可穿戴物品100中的自动拉链172。拉链172包括相对的链174_a和174_b，并且每个链分别具有齿176_a和齿176_b，齿176_a和齿176_b被定位成使得一个链的齿相对于相对链的齿偏移，并选择性地与相对链的齿啮合。滑块178限定了Y形通道，其接合相对的链174_a和174_b，并且当滑块178分别在链条上上下移动时迫使相对的齿176_a和176_b啮合或脱离。壳体180可操作地连接到滑块178并且容纳自动拉链系统184。拉环182可操作地连接到壳体180，并且可以用于沿着拉链172的长度手动地移动滑块178。滑块178具有在拉链172完全闭合的一个位置与拉链172完全打开的相对位置之间的最大行程长度。

自动拉链系统184包括电机186、两个齿轮188_a和188_b、控制器104、诸如开关的非触觉输入设备110和天线118。两个齿轮188_a和188_b安装在电机186的驱动轴上。一个齿轮188_a具有啮合一个链174_a中的齿176_a之间的间隙的齿。另一齿轮188_b具有啮合相对链174_b中的齿176_b之间的间隙的齿。在操作中，电机186沿一个方向旋转齿轮，以使滑块178沿着链174_a和174_b向上移动，以闭合拉链172，并在相反的方向沿着链向下移动滑块178，以打开拉链172。

如本文更详细地解释的，天线118从远程设备接收包含与触觉效应相关的数据的信号。控制器104处理所接收的数据并控制电机186以预定模式移动滑块178以递送触觉效应。触觉效应可以是滑块178的移动距离或运动范围，其小于滑块的最大行程长度。其他触觉效应可以通过如下方式递送：沿着拉链100以向上和向下模式或以特定顺序重复地移动滑块178；以长度上变化的间隔来间歇地移动滑块178；以不同的速度或加速度模式移动滑块178；或任何其他模式或运动。另外，在没有接收来自穿戴物品的人的指令的情况下移动滑块178可以是触觉效应。

当用户手动地拉动滑块178时，另一种可能的触觉反馈可以正促使电机186和齿轮188_a和188_b沿与手动运动相反的方向移动滑块178，以提供力反馈。该力反馈可以以各种模式和大小递送，以便沿着拉链的长度或一些其它触觉效应递送虚拟制动(virtual detent)，并且递送不同的触觉消息。例如，当滑块178沿着拉链的长度移动时，可间歇地递送力反馈以产生一系列虚拟制动以指示不推荐松开或打开拉链。

虚拟制动也可用于提供紧固件已行进的距离的感觉。例如，致动器可以每四分之一英寸或每厘米周期性地施加虚拟制动。当紧固件或致动器被自动运行时，也可以应用虚拟制动。例如，当致动器运行时，可以周期性地向致动器施加额外的脉冲，以使致动器急速或暂时改变其运行速度。

在另一个示例中，当滑块178撞击或接近停止时，电机186可以运行以提供力反馈或一些其它自动运动，从而向用户通知其运动范围的结束。在该示例中，滑块或拉链将具有确定滑块的相对位置的机构，例如力传感器、接近传感器、编码器或步进电机。如果滑块与指示拉链的拉链的链174中的一个脱离并且因此可穿戴物品完全打开，则滑块178也可以提供触觉反馈。

替代实施例可以包括包含在自动化拉链系统184中并且与控制器104电通信的传感器。除了天线138之外或代替天线138，可以使用传感器112。另外，尽管示出了拉链172，本文公开的实施例可以应用于其它类型的紧固件，例如其它拉链紧固件，诸如皮带扣的搭扣、按扣、夹子、扣子、纽扣、智能材料、纽扣、眼钩、钩环紧固件、鞋带、带或弹性带。

图8A是一些可能的实施例的截面图，其中致动器102包括智能材料。在该实施例中，可穿戴物品100由利用诸如细丝、纤维或纱线的材料192的线股的编织织物形成。编织到织物中的线股包括由智能材料194形成的一个或多个线股。在所示实施例中，由智能材料194形成的线股在织物的一个方向上被定向，并且通常彼此平行。

用智能材料194形成的线股的数量将根据智能材料、智能材料的非触觉功能以及智能材料递送足够强足以由穿戴物品100的人感受的感觉的能力而变化。智能材料的非触觉功能的示例包括调节物品的合身、将物品固定到穿戴它的人，基于诸如湿度、环境温度、体温和其他环境或生物特征因素的条件来调节织物的孔隙率。未示出控制器和可穿戴物品的其他部件，但是类似于本文所讨论的那些。图8B示出了包括由智能材料形成的线股194的编织物，除了该编织物包括在一个方向上编织的至少一个线股194以及在不同的方向(通常正交的方向)编织的至少一个线股194。各种实施例可包括与图8A和8B中所示的编织物不同的编织物。

在替代实施例中，可穿戴物品100由针织或编织的线股，或除了诸如聚合物、皮革或金属的线股之外的材料形成。另外，各种实施例中的智能材料通过除了编织(weaving)、针织(knitting)或编织(braiding)之外的技术与可穿戴物品组合。例如，智能材料可以施加到可穿戴物品的表面并且用粘合剂、线股的螺纹或紧固件保持就位。在另一个示例中，智能材料使用将智能材料模制到可穿戴物品中的技术被包含在材料内部。

除了折纸型鞋和本文公开的实施例之外，智能材料可以用作不同类型的可穿戴物品中的传感器、触觉致动器和紧固件。例如，衬衫可具有由智能材料形成的具有第一展开状态和第二收缩状态的袖口。当人通过袖口插入他们的手时，它从第一状态转变到第二状态。智能材料替代了袖扣、致动器和触觉致动器。

裤子的弹性或示例腰部是另一个示例，腰部由具有第一弹性状态和第二非弹性状态的智能材料形成。人穿上裤子，腰部中的智能材料的状态从第一状态变化到第二状态。智能材料用作腰带，包括本文更详细公开的腰带。

智能材料可以是响应于外部刺激而改变物理性质从而调整可穿戴物品100并引起由穿戴物品100的人感受到的感觉的任何材料。外部刺激可以通过控制器被施加到智能材料。可以控制智能材料的刺激的示例包括电位差、电流、磁场或可以由控制器或与控制器通信的远程设备所生成、触发或控制的任何其它刺激。在各种实施例中，改变智能材料的物理性质将导致智能材料相对于可穿戴物品的其它线股或部分移动、振动或改变形状。在各种实施例中，智能材料可以具有不同类型的运动，例如线性运动、智能材料的直径或其他尺寸的变化，以及智能材料的形状的变化。对智能材料的形状的改变的示例可以包括弯曲(bending)、弯曲(curving)、在螺旋(spiral)或螺旋(helical)形状与直线构造之间转变。另外，至少一些实施例，对智能材料的改变是可逆的，并且其可以在两个或更多个形状或状态之间转变。

智能材料的示例包括形状记忆合金(例如温度和磁性形状记忆合金)、具有电子机构的电活性聚合物(例如电致伸缩、静电、压电和铁电聚合物)、包括压电聚合物的压电材料、导电聚合物、纤维素和其它生物聚合物，离子聚合物金属复合材料(IPMC)、电永久材料、磁静力材料、磁致伸缩材料、pH敏感聚合物、珀尔帖(Peltier)电池，铁磁流体材料和其它流体材料。另外，智能材料可以由纳米颗粒或纳米管形成或者包括纳米颗粒或纳米管。智能聚合物的示例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乳酸(PLA)、均聚物、共聚物和三元共聚物。智能材料还可以包括聚合物-金属复合材料和不同材料的其他组合。其他示例包括响应于诸如温度、电流、电场、库仑力、离子的迁移或扩散的力而移动或改变形状的智能材料。

另外，智能材料可具有各种状态和结构，例如流体、固体、气体、凝胶、固体、拉长纤维或面板，其他形状及其组合。也可以使用例如气囊的气动结构。

另外，智能材料194的线股可具有不同于传统圆形形状的轮廓。非圆形轮廓可以帮助智能材料194的线股相对于材料中的其它线股移动，这可以使得可穿戴物品100收缩或膨胀，从而分别收紧或松开可穿戴物品。非圆形形状还可以用于调节编织物(weave)，针织物(knit)或编织物(braid)的紧密度，或者调节可穿戴物品的孔隙率，以使其能够排出，使其更暖或更冷。改变孔隙率也可以使可穿戴物品具有或多或少的防水性。替代的轮廓形状的示例包括椭圆形、正方形或三角形。可以将不同的材料添加到线股以形成微观的翼或螺旋桨叶片，其也可以帮助智能材料的线股相对于物品中的其他线股移动。在其它可能的实施例中，智能材料形成为不同于线股的结构。贴片是智能材料的这种替代结构的示例。可能的实施例还可以包括由能够引起纤维直径变化的材料制成的纤维，其也可以用于调节编织物、针织物或编织物的紧密度或调节可穿戴物品的孔隙率。

除了本文公开的实施例之外，智能纤维的性质可以用于改变可穿戴物品的表面上的摩擦特性。对智能材料施加外力可以在光滑状态和非光滑状态之间改变它。例如，鞋上的鞋底可以在光滑状态和非光滑状态之间改变。在另一个示例中，可穿戴物品(例如假肢装置或安全设备)的内表面可以改变为光滑状态，以使得更容易将可穿戴物品放置到人的身体上，然后变为非滑溜状态以帮助保持可穿戴物品到位。

上述各种实施例仅以说明的方式提供，并且不应被解释为限制所附的权利要求。本领域技术人员将容易地认识到可以在不遵循本文示出和描述的示例性实施例和应用并且不脱离所附权利要求的真实精神和范围的情况下进行各种修改和改变。