定制鞋类以及用于设计且制造其的方法
【专利说明】定制鞋类以及用于设计且制造其的方法
[0001]相关申请的交叉引用
本发明要求2012年12月19日提交的美国临时专利申请系列号61/739，346的优先权和权益，其全部内容以引用的方式并入本文。
发明领域
[0002]本发明大体上涉及鞋类、服装和运动设备领域，更加具体地，涉及定制的鞋类、月艮装和运动设备的物品及其元件，以及用于设计并且制造其的相关的系统和方法。
[0003]发明背景
鞋类物品的性能和舒适度的许多方面取决于鞋类穿用者的各种表现和身体特性。例如，步长、步速、脚着地部位、旋前/旋后、跑姿和跑速可以受到所穿鞋类的元件的影响。另夕卜，运动员的身体特性，诸如，身高、体重、鞋子尺码、脚形、腿形、腿尺寸等，可以影响运动员的表现和所穿鞋类物品的性能。
[0004]虽然各个运动员具有一套独特的表现和身体特性以及一套独特的美观和性能要求，但是运动员在选择鞋类时一般已经局限于基本选择，诸如，品牌、款式、尺码、宽度、以及(对于跑步钉和带防滑钉的鞋类)鞋钉尺寸和形状，在传统制造技术和产品分销渠道下尚无满足每个人的具体性能和美观要求的全定制鞋类。
【发明内容】
[0005]本发明涉及定制鞋类、服装和运动设备及其元件、以及用于设计并且制造定制鞋类、服装和运动设备及其元件的相关的系统和方法。
[0006]本发明的一个方面包括一种设计为用户定制的鞋类物品的鞋底的至少一部分的方法。所述方法包括以下步骤:确定与用户有关的至少一个输入参数；分析所述至少一个输入参数来确定所述用户的脚的至少一个性能度量；以及基于所述性能度量确定用于所述用户的鞋类物品的鞋底的至少一部分的至少一个定制结构特点。
[0007]在一个实施例中，确定所述至少一个输入参数包括:测量所述用户的脚的至少一部分的至少一种特性。测量所述用户的脚的至少一部分的至少一种特性可以包括:获取实验数据，所述实验数据表示在步态周期的地面接触阶段(或者，例如跑、跳、剪、转、踢等体育运动的地面接触阶段)的至少一部分期间所述脚的性能特性。所述至少一个输入参数可以包括:例如，压力、摩擦、力、位置、速度、加速度、旋转速度、旋转加速度、脚的至少一部分的形状变化、质量分布、能量分布、应力、应变、和/或事件发生经过的时间的至少一个。在一个实施例中，所述(多个)输入参数可以包括地面接触时间、初始脚着地部位、脚趾离开位置、旋前特性、和/或旋后特性。
[0008]在一个实施例中，所述至少一个输入参数包括至少以下一个:(i)在所述步态周期的所述地面接触阶段的至少一部分期间，在所述用户的所述脚的脚底的至少一部分上的压力分布；(ii)在所述步态周期的所述地面接触阶段的至少一部分期间，所述用户的所述脚的至少一部分的形状和/或位置变化；和/或(iii)在所述步态的所述地面接触阶段的至少一部分期间，在所述脚的所述脚底的至少一部分与地面表面之间的力分布。
[0009]确定所述至少一个输入参数可以包括:测量所述用户的脚的至少一种身体特性，并且，例如，测量所述脚的至少一种生理结构特性。所述至少一种生理结构特性可以包括形状、尺寸、磨损模式、损伤轮廓、骨骼结构、汗腺分布、水分含量、温度、循环度量、肌肉活动性、摩擦度量、血压、心率、容积变化、水化水平、排汗水平、韧带结构、脚趾形状、脚趾分布、后跟形状、和/或足弓形状的至少一个。
[0010]所述至少一个性能度量可以包括表示在步态周期的地面接触阶段(或者，例如跑、跳、剪、转、踢等体育运动的地面接触阶段)的至少一部分期间在所述用户的所述脚与所述地面之间的相互作用的度量。所述至少一个输入参数可以包括在所述步态周期的所述地面接触阶段的至少一部分期间在所述用户的所述脚的脚底的至少一部分上的压力分布测量值和在所述脚的所述脚底的至少一部分与所述地面表面之间的力分布测量值中的至少一个。
[0011]在一个实施例中，分析所述至少一个输入参数包括:将所述压力分布测量和力分布测量转换为至少部分地与所述用户的所述脚的至少一部分相关的单个坐标系。在一个实施例中，分析所述至少一个输入参数包括:将所述压力分布测量值和所述力分布测量值相乘，以确定至少部分地与在所述用户的所述脚上的多个部位处在所述脚与所述地面之间的相互作用的角度和大小中的至少一个相关的性能度量。
[0012]所述至少一个性能度量可以包括:识别所述用户的所述脚的在所述步态周期的所述地面接触阶段的至少一部分期间暴露于较高压力和/或力的一个或者多个区域，并且例如可以包括识别与所述较高压力和/或力相关联的方向向量。
[0013]在一个实施例中，鞋类物品的所述鞋底的至少一部分的所述结构特性包括用于外底的一个或者多个牵引元件，所述牵引元件包括鞋底图案、牵引元件形状、牵引元件取向、和/或牵引元件构型中的至少一个。在一个实施例中，鞋类物品的所述鞋底的至少一部分的所述结构特性包括材料分布、和/或材料密度分布、和/或一个或者多个机械结构在所述鞋底的一部分内的分布中的至少一个。
[0014]可以使用一个或多个增量/快速制造技术来形成鞋类物品的鞋底的至少一部分的所述结构特性。示例快速制造技术包括但不限于选择性激光烧结、熔融沉积成型、立体光刻、分层实体制造、或者基于喷墨的增量制造。
[0015]本发明的另一方面包括一种鞋类物品，其包括:鞋帮；以及鞋底，其中，所述鞋底的至少一部分包括针对与所述用户相关联的至少一个性能度量而定制的一个或多个结构特性。
[0016]本发明的另一方面包括一种用于鞋类物品的牵引元件，其包括:前缘、基座部、以及在前缘到基座部之间延伸的底切，其中，该牵引元件被调节为使得前缘垂直于要求最佳牵引的方向而取向。
[0017]本发明的另一方面包括一种设计为用户定制的鞋类物品的至少一部分的方法。所述方法包括以下步骤:确定与用户相关的至少一个输入参数；分析所述至少一个输入参数来确定所述用户的脚的至少一个性能度量；以及基于所述性能度量来确定用于所述用户的所述鞋类物品的至少一部分的一个或多个定制结构特性。
[0018]本发明的另一方面包括一种鞋类物品，其包括:鞋帮以及鞋底，其中，所述鞋帮和所述鞋底中的至少一个包括专门为特定用户定制的至少一个元件。
[0019]本发明的另一方面包括一种设计为用户定制的服装物品的至少一部分的方法。所述方法包括以下步骤:确定与用户相关的至少一个输入参数；分析所述至少一个输入参数来确定所述用户的身体部分的至少一个性能度量；以及基于所述性能度量来确定用于所述用户的所述服装物品的至少一部分的一个或多个定制结构特性。
[0020]本发明的另一方面包括一种设计为用户定制的运动设备物品的至少一部分的方法。所述方法包括以下步骤:确定与使用运动设备物品的用户相关的至少一个输入参数；分析所述至少一个输入参数来确定所述运动设备物品的至少一个性能度量；以及基于所述性能度量来确定所述运动设备物品的至少一部分的一个或多个定制结构特性。
[0021 ] 在本文中公开的本发明的这些以及其他目的，连同优点和特征，将通过参照下文说明书、附图和权利要求书而变得更加明显。此外，应当理解的是，本文所描述的各个实施例的特征并不是互相排斥的并且可以各种组合和排列的形式存在。
【附图说明】
[0022]在图中，贯穿不同的视图，类似的附图标记一般表示相同的零部件。同样，这些图并不一定是按照比例绘制而成，相反，重点一般放在示出本发明的原理上。在以下说明中，参照以下附图对本发明的各个实施例进行描述，在附图中:
图1是根据本发明的一个实施例的设计为用户定制的鞋类物品的鞋底的至少一部分的方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施例的获取表示运动员的性能特性的实验数据的系统的不意图；
图3是根据本发明的一个实施例的鞋类物品的示意透视图；
图4A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的协调系统的侧视图；
图4B是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一协调系统的侧视图；
图5A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的压力感测内底的平面图；
图5B是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一压力感测内底的平面图；
图6A是根据本发明的一个实施例的针对经历了在跑步运动期间的初始后跟着地型地面接触的运动员的脚的压力分布的示意图；
图6B是针对经历了跑步运动的脚趾离开阶段的运动员的脚的压力分布的示意图；
图6C是针对在跑步通过跑道的转角部分的同时经历了跑步运动的脚趾离开阶段的图6A的运动员的左右脚的压力分布的示意图；
图7A是根据本发明的一个实施例的针对经历了跑步运动期间的初始足中段着地型地面接触的运动员的脚的压力分布的示意图；
图7B是针对经历了跑步运动的脚趾离开阶段的运动员的脚的压力分布的示意图；
图7C是针对在跑步通过跑道的转角部分的同时经历了跑步运动的脚趾离开阶段的图7A的运动员的左右脚的压力分布的示意图；
图8A是根据本发明的一个实施例的针对经历了跑步运动期间的初始足中段着地型地面接触的另一运动员的脚的压力分布的示意图；
图SB是针对经历了跑步运动的脚趾离开阶段的图8A的运动员的脚的压力分布的示意图；
图SC是针对在跑步通过跑道的转角部分的同时经历了跑步运动的脚趾离开阶段的图8A的运动员的左右脚的压力分布的示意图；
图9A是根据本发明的一个实施例的针对经历了跑步运动期间的初始前脚着地型地面接触的另一运动员的脚的压力分布的示意图；
图9B是针对经历了跑步运动的脚趾离开阶段的图9A运动员的脚的压力分布的示意图；
图9C是针对跑步通过跑道的转角部分的同时经历了跑步运动的脚趾离开阶段的图9A的运动员的左右脚的压力分布的示意图；
图1OA是根据本发明的一个实施例的针对经历了在跑步运动期间的初始后跟着地型地面接触的运动员的压力数据测量值和压力中心计算值的示意图；
图1OB是根据本发明的一个实施例的针对经历了在跑步运动期间的初始足中段着地型地面接触阶段的运动员的压力数据测量值和压力中心计算值的示意图；
图1OC是根据本发明的一个实施例的针对经历了在跑步运动期间的足中段着地型地面接触阶段的另一运动员的压力数据测量值和压力中心计算值的示意图；
图1OD是根据本发明的一个实施例的针对经历了在跑步运动期间的前脚着地型地面接触阶段的另一运动员的压力数据测量值和压力中心计算值的示意图；
图1lA是根据本发明的一个实施例的针对后跟着地跑姿在跑步运动的地面接触阶段期间在鞋类物品与地面之间的力测量值的曲线图；
图1lB是根据本发明的一个实施例的针对足中段着地跑姿在跑步运动的地面接触阶段期间在鞋类物品与地面之间的力测量值的曲线图；
图12A是根据本发明的一个实施例的在跑步运动的初始后跟着地型地面接触阶段期间在鞋类物品内底中的多个压力传感器上的压力测量值的示意图；
图12B是在跑步运动的中间地面接触阶段期间在图12A的内底中的压力测量值的示意图；
图12C是在跑步运动的脚趾离开阶段期间在图12A的内底中的压力测量值的示意图；图13A是根据本发明的一个实施例的在跑步运动的初始后跟着地型地面接触阶段期间的力和局部压力数据的示意图；
图13B是在跑步运动的地面接触阶段期间图13A的鞋子的力和局部压力数据的示意图；
图13C是在跑步运动的脚趾离开阶段期间图13A的鞋子的力和局部压力数据的示意图；
图14A是根据本发明的一个实施例的在跑步运动的初始后跟着地型地面接触阶段期间的压力和分布式性能度量数据的示意图；
图14B是在跑步运动的地面接触阶段期间图14A的鞋子的压力和分布式性能度量数据的不意图；
图14C是在跑步运动的脚趾离开期间图14A的鞋子的压力和分布式性能度量数据的示意图；
图15A是图14A的分布式性能度量数据的示意图； 图15B是图14B的分布式性能度量数据的示意图；
图15C是图14C的分布式性能度量数据的示意图；
图16A是根据本发明的一个实施例的图14A至图14C的组合分布式性能度量数据的示意图；
图16B是具有基于图16A的性能度量数据的结构特性的鞋类物品的外底的示意性平面图；
图16C是具有基于图16A的性能度量数据的结构特性的鞋类物品的另一外底的示意性平面图；
图17A至图17B是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的牵引元件的平面图和侧视图；
图17C至图17D是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；
图17E至图17F是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；
图17G至图17H是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；
图171至图17J是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；
图17K至图17L是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；
图17M至图17N是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；
图170至图17P是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的外底元件的另一牵引元件的平面图和侧视图；
图18是根据本发明的一个实施例的用于在其上具有多个牵引元件的鞋类物品的外底元件的透视图；
图19A是根据本发明的一个实施例的针对经历了跑步运动的后跟着地型地面接触的运动员的脚的压力向量中心的示意图；
图19B是图16A的压力向量中心的示意性平面图,具有表示在沿着压力向量中心的多个位置处的压力的示例数据；
图20A是根据本发明的一个实施例的针对经历了跑步运动的足中段着地型地面接触的运动员的脚的压力向量中心的示意图；
图20B是图18A的压力向量中心的示意性平面图,具有表示在沿着压力向量中心的多个位置处的压力的示例数据；
图21A是根据本发明的一个实施例的针对经历了跑步运动的前脚着地型地面接触的运动员的脚的压力向量中心的示意图；
图21B是图19A的压力向量中心的示意性平面图,具有表示在沿着压力向量中心的多个位置处的压力的示例数据；
图22A是根据本发明的一个实施例的针对图17A的脚的网格部分的分布的示意性平面图；
图22B是根据本发明的一个实施例的针对图17A的脚的网格部分的另一分布的示意性平面图；
图23A是根据本发明的一个实施例的通过使用圆形装填分析技术基于性能度量信息来形成鞋类物品的结构特性的方法的示意图；
图23B是根据本发明的一个实施例的通过使用狄洛尼三角剖分(Delaunaytriangulat1n)分析技术基于性能度量信息来形成鞋类物品的结构特性的方法的示意图；
图23C是根据本发明的一个实施例的通过使用沃罗诺伊图(Voronoi diagrams)分析技术基于性能度量信息来形成鞋类物品的结构特性的方法的示意图；
图24A至图24C是根据本发明的一个实施例的基于单位运动员测量性能数据和不同套选择标准的鞋类物品的外底板的平面图；
图25A至图25E是根据本发明的一个实施例的基于单位运动员测量性能数据和不同套选择标准的鞋类物品的其他外底板的平面图；
图26A至图26B是根据本发明的一个实施例的基于通过使用相同选择标准来分析的第一和第二运动员测量性能数据的鞋类物品的其他外底板的平面图；
图27是根据本发明的一个实施例的用于运动员的鞋类的外底板的侧视图，该运动员的鞋子包括用于可插入式鞋钉的基座元件；
图28A和图28B是根据本发明的一个实施例的用于基于在跑步通过跑道的转角部分时测量的性能数据的运动员的左右鞋的外底板的平面图；
图29A和图29B是根据本发明的一个实施例的用于基于在跑步通过跑道的转角部分时测量的性能数据的另一运动员的左右鞋的外底板的平面图；
图30A和图30B是根据本发明的一个实施例的用于基于在跑步通过跑道的转角部分时测量的性能数据的图29A和图29B的运动员的左右鞋的外底板的平面图；
图31A和图31B是图30A和图30B的外底板的透视图；
图32A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的中底的侧视图；
图32B是图32A的中底的平面图；
图32C是图32A的中底的透视图；
图32D是用于设计图32A的中底的数学网格的透视图；
图33是根据本发明的一个实施例的用于计算中底网格的标量六面体压力映射分布的示意性透视图；
图34A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的侧向侧视图；
图34B是图34A的中底的内侧侧视图；
图34C是图34A的中底的俯视图；
图34D是图34A的中底的仰视图；
图34E是图34A的中底的透视图；
图34F是图34A的中底的另一透视图；
图35是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的透视仰视图；
图36A是根据本发明的一个实施例的鞋类物品的侧向侧视图； 图36B是图36A的鞋类物品的内侧侧视图；
图36C是图36A的鞋类物品的俯视图；
图36D是图36A的鞋类物品的仰视图；
图36E是图36A的鞋类物品的透视图；
图37A是根据本发明的一个实施例的用于具有六边形单元的鞋类物品的中底的仰视图；
图37B是图37A的中底的侧视图；
图37C是图37A的中底的透视图；
图37D是图37A的中底的透视图，在底表面上具有压痕；
图38A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的仰视图；
图38B是图38A的中底的透视图；
图39A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的仰视图；
图39B是图39A的中底的侧视图；
图40A是根据本发明的一个实施例的用于具有圆形单元的鞋类物品的中底的仰视图； 图40B是图40A的中底的侧视图；
图41A是根据本发明的一个实施例的用于具有圆形单元的鞋类物品的另一中底的仰视图；
图41B是图41A的中底的侧视图；
图42是根据本发明的一个实施例的用于具有圆形单元和顶板的鞋类物品的中底的透视图；
图43A是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的仰视图；
图43B是图43A的中底的侧视图；
图44是根据本发明的一个实施例的用于鞋类物品的另一中底的透视图；
图45是根据本发明的一个实施例的用于与脚的形状相符合的鞋类物品的中底的俯视图；
图46是根据本发明的一个实施例的用于具有三角形单元的鞋类物品的中底的透视图；
图47A是根据本发明的一个实施例的用于具有三角形单元的鞋类物品的另一中底的透视图；
图47B是图47A的中底的仰视图；
图48是