CN103476284A - 具有传感器系统的鞋 - Google Patents

Abstract

一种鞋类物品，包括一个鞋面和一个鞋底结构以及一个与鞋底结构相连的传感系统。该传感系统包括多个传感器，这些传感器用来探测用户脚部施加在传感器上的力。每个传感器都具有两个与力敏电阻材料通信的电极。此外，还可能将传感系统插入鞋底中，构成鞋底的一部分。插入件可能包括具有一个或多个气室的气流系统，其中气室与一个或多个储气筒通过它们之间的气道相通。插入件可能还具有多层结构，且在各层之间提供气流系统。

Description

具有传感器系统的鞋

对相关申请的交叉引用

本申请要求2011年2月17日提交的第61/443,802号的美国临时专利的权益和优先权，将申请内容全部经引用包含于此。

技术领域

本发明大体涉及具有传感器系统的鞋，更具体地，涉及具有可操作性地连接到位于鞋中的通信端口的的力传感器组件的鞋。

背景技术

已知本文包含的具有传感器系统的鞋。传感器系统收集运动数据，其中数据能够被获取用于诸如分析目的的后续用途。在某些系统中，传感器系统比较复杂或只能通过某些操作系统才能够获取或使用数据。因而，不必要地限制了收集数据的用途。从而，虽然某些具有传感器系统的鞋提供许多优势特征，然而它们也具有某些限制。本发明寻求克服某几个限制和现有技术中的其他缺陷，并且提供迄今为止还不存在的新特征。

发明内容

本发明大体涉及具有传感器系统的鞋。本发明的一些方面涉及包括上部构件和鞋底结构的鞋类物品，且传感器系统连接到鞋底结构。传感器系统包括被设置为检测用户的脚施加在传感器上的力的多个传感器。

根据本发明的一方面，鞋还包括可操作性地连接到传感器的通信端口。在一种实施例中，通信端口被构造为用于传输关于被每个传感器检测到的力的数据，数据具有通用可读的格式。端口还可被构造为用于与电子模块连接以提供传感器与模块之间的通信。

根据本发明的另一方面，鞋可包括与传感器通信的电子模块，电子模块被构造为用于从传感器收集数据。模块可通过通信端口连接到传感器，且可位于鞋中的腔室中。在一种实施例中，模块还可被构造为用于传输数据到外部设备以做进一步处理。

根据本发明的另一方面，鞋可包括位于鞋底结构的井部，井部被构造为用于可去除地接收电子模块。井部可具有与传感器连接的且被构造为与模块通信的通信端口。

根据本发明的另一方面，传感器系统还包括多个传感器导线，传感器导线将传感器连接到端口和/或电子模块。导线可包括一根或多根用于提供从端口和/或模块到传感器的电源线。

根据本发明的另一个方面，传感器可为一种或多种不同传感器类型。在一种实施例中，传感器是力敏电阻传感器。在另一种实施例中，传感器包括两个电极和设置在两个电极间的力敏电阻材料。电极和该力敏材料可被设置在鞋底结构的不同构件上。

根据本发明的另一方面，本传感器系统包括位于鞋底结构的第一趾骨区域的第一传感器，位于鞋底结构的第一跖骨头部区域的第二传感器，位于鞋底结构的第五跖骨头部区域的第三传感器和位于鞋底结构后跟区域的第四传感器。

根据其它方面，插入件包含与内部气流系统相通的通气孔，其中通气孔允许空气从内部气流系统流到插入件外部。通气孔可与内部气流系统的一个或多个组件相通，且在一个示例中，可至少与内部气流系统的储气筒相通。

本发明的其他方面涉及一种插入构件，插入构件可包括上述传感器系统。插入构件适于被放置在与鞋底结构接触的位置，比如通过插入插入构件到鞋类物品和/或将插入构件形成为鞋类物品的一部分，比如鞋类物品的鞋底结构的一部分。例如，在其他构造中，插入件可为内底构件，中底的一部分，或适于以被插入到内底构件下方或上方的单独的构件。

根据本发明的一个方面，插入件形成为插入构件，插入构件包括适于与脚的跖骨部分接合的中央部分，从中央部分的前边缘延伸且适于与脚的第一趾骨接合的第一趾骨部分和从中央部分后边缘延伸且适于与脚后跟接合的后跟部分。中央部分具有从前边缘测量到后边缘的长度和垂直于长度测量的宽度，其中第一趾骨部分从中央部分的前边缘以伸长的方式延伸并且具有相对于中央部分宽度更窄的宽度和比第一趾骨部分的宽度更长的长度。后跟部分从中央部分的后边缘以伸长的方式延伸且具有比中央部分的宽度更窄的宽度和比后跟部分的宽度更长的长度。插入件还包括传感器系统，传感器系统包括连接到插入构件的多个力传感器和被构造为用于与电子设备通信的端口。至少一个力传感器位于中央部分上，至少一个力传感器位于第一趾骨部分上，至少一个力传感器位于后跟部分上，并且端口位于中央部分上。插入构件可具有外周边缘，外周边缘包括具有向外弯曲形状的前内边缘（frontmedialedge），具有向内弯曲形状的前外侧边缘（frontlateraledge）和各自具有至少一个向内弯曲边缘的后内边缘（rearmedialedge）和后外侧边缘（rearlateraledge）。

根据本发明的另一方面，插入件可包括柔性聚合物插入构件和传感器系统，该插入构件适于被布置为与鞋类物品的鞋底结构接触，该传感器系统包括连接到插入构件的多个力传感器和被构造为用于与电子设备通信的端口。插入构件具有完全地延伸穿过插入构件的厚度的多条缝隙，且缝隙位于靠近传感器系统中至少一个力传感器的位置。至少一条缝隙可从外周边缘向内延伸进入插入构件，和/或完全地位于插入构件中使得缝隙不与外周边缘接触。在一种实施例中，至少一个传感器具有内间隙，并且缝隙中的一条延伸进入内间隙。在另一种实施例中，插入构件包括其上具有电极和导线的第一层和其上具有力敏电阻材料的第二层。

根据本发明的另一方面，插入件可包括传感器系统，传感器系统包括连接到插入构件的多个力传感器和被构造为用于与电子设备通信的端口。力传感器中的至少一个包括力敏电阻材料片，具有连接到端口的第一导线的第一电极和具有连接到端口的第二导线的第二电极。力敏电阻材料片具有包括被间隙分开的第一裂片和第二裂片的多裂片结构。第一电极与第一裂片和第二裂片连接，第二电极与第一裂片和第二裂片连接。力敏材料片还可包括一个或多个与电极接触的附加裂片，比如被第二间隙与第一裂片隔开的第三裂片。力敏电阻材料还可包括一个或多个横跨间隙且连接第一裂片和第二裂片的狭窄桥接构件。电极还可各自地具有在第一裂片和第二裂片间的细长间隙上叠加的增大的空间，使得电极没有任何部分能够位于细长间隙中。

根据本发明的另一方面，插入件可包括插入构件，由层状构造中的连接到插入构件的表面的片状材料形成的图形层，片状材料上具有设计图形，和传感器系统，传感器系统包括连接到插入构件的多个力传感器和被构造为用于与电子设备通信的端口。

根据其他方面，插入件可包括柔性聚合物插入件和具有上述多个力传感器和端口的传感器系统。插入件的内部气流系统包括至少一个储气筒、在至少一个传感器上或周围的至少一个气室和从气室延伸到储气筒的至少一个通道，从而压缩传感器之一将导致空气从气室通过空气通道流到储气筒。多个气室可与相同的储气筒相通。此外，每个气室可具有多裂片结构，该结构包括一个或多个由细长的间隙隔开的增大裂片和延伸跨过间隙来连接裂片的一个或多个窄桥接接构件。插入件可由上述两层形成，从而储气筒、气室和通道均置于两层之间。

本发明的还有一些方面涉及脚部接触构件或具有上述传感器系统的鞋底结构的其它鞋底构件，包括与其连接的多个传感器。脚部接触构件或其他鞋底构件可被构造为用于插入到鞋类物品。在一种实施例中，鞋底构件可包括被构造为与设置在另一鞋底构件上的力敏材料连接的多个电极和传感器导线。

本发明的其他一些方面涉及包括带有上述传感器系统的鞋类物品的系统，电子模块连接到传感器系统，外部设备被构造为与电子模块通信。模块被构造为从传感器接收数据和传输该数据到外部设备，并且外部设备被构造为进一步处理该数据。

根据本发明的另一方面，系统还包括连接到外部设备的附件设备，其被构造为使得电子模块和外部设备之间能够通信。附件设备还可被构造为用于连接到第二外部设备以使得电子模块和该第二外部设备之间能够通信。

根据本发明的另一个方面，传输至外部设备的数据能够被用于一个或多个不同的应用中。这些应用能够包括将数据用作用于被外部设备执行的程序的控制输入信息，比如游戏程序或用于对运动员表现监测的其他程序中。运动员表现监测可包括监测一个或多个诸如速度、距离、侧向运动、加速度、跳跃高度、传递重量、脚着地方式、平衡、脚内翻或旋后、跑步时测量的滞空时间、侧切力、接触时间、压力中心、重量分布及/或影响力等的表现指标。

本发明还有一部分涉及上述带有传感器系统的鞋类物品的使用方法。这些方法包括从电子模块的传感器接收数据并从模块传输这些数据到远程外部设备以用于进一步处理，其可包括在一个或多个应用中的使用。这些方法还包括从传感器系统移除或断开第一电子模块并将第二模块连接于此，在此该第二模块被构造为用于不同的操作。这些方法还包括处理这些数据用于一个或多个应用和/或将这些数据用作外部设备的输入信息。本发明的其他方面还可包括用于执行一个或多个这些方法的特征和/或使用上述鞋类和系统的指示的计算机可读介质。

本发明的其他方面涉及包括至少两个鞋类物品的系统，每个具有上述传感器系统，电子模块连接在其上，每个电子模块被构造为用于将从传感器接收的通信到外部设备。系统可使用多个通信模式。在一种实施例中，每个模块单独与外部设备通信。在另一种实施例中，模块额外地或替换地被构造为彼此通信。在另一个实施例中，一个电子模块被构造为传输数据到另一个电子模块，且另一个电子模块被构造为从两个电子模块传输数据到外部设备。

在下列描述与附图中，可明显看出本发明的其它特征和优点。

附图说明

图1是鞋的侧视图

图2是图1中的鞋的相对侧视图

图3是包括传感器系统的实施例的鞋的鞋底的俯视图

图4是包括图3的传感器系统的鞋的侧横截面视图；

图5是包括图3的传感器系统的另一只鞋的侧横截面视图；

图5A是位于鞋类物品的鞋底中的井部的端口的实施例的侧横截面视图；

图5B是位于鞋类物品的鞋底中的井部的端口的第二实施例的侧横截面视图；

图5C是位于鞋类物品的鞋底中的井部的端口的第三实施例的侧横截面视图；

图5D为第四个端口实施例的侧截面图，该端口位于鞋底井部中；

图5E为端口实施例的侧截面图，该端口位于鞋底井部中；

图6为电子模块实施例的示意图，该电子模块可配合传感器系统使用，与外部电子设备进行通信；

图7为鞋底的侧横截面图，包括图3中的传感器系统，且具有外部输出端口；

图8为鞋底的俯视图，包括另一使用力敏电阻(FSR)传感器的传感器系统实施例；

图9和图10中的示意图阐述了力敏电阻材料的特征；

图11-14为鞋底的侧截面分解图，包括多个使用力敏电阻(FSR)传感器的传感器系统实施例；

图15为鞋底的俯视图，包括另一使用分开电极和力敏电阻元件的传感器系统实施例；

图16-20为鞋底的侧截面分解图，包括多个使用分开电极和力敏电阻元件的传感器系统实施例；

图21为一只鞋子的侧面图，包括另一处于鞋底的上部的传感器系统实施例；

图22为鞋底侧截面分解图，显示了两个电子模块的交换；

图23为图6中的电子模块与外部游戏设备进行通讯的示意图；

图24中的两只鞋子分别包括一个传感器系统，处于与外部设备的网状通信模式中；

图25中的两只鞋子分别包括一个传感器系统，处于与外部设备的“链环形”通信模式中；

图26中的两只鞋子分别包括一个传感器系统，处于与外部设备的独立通信模式中；

图27为构造传感器系统中使用的两组层的俯视图；

图28为包括传感器系统的插入构件组件的俯视图，使用了图27中的一组层；

图29中的俯视图为另一包括本发明涉及的传感器系统的插入构件实施例；

图30为图29所示左右成对插入构件的俯视图；

图31为图29传感器系统和一部分插入构件的放大视图；

图31A为图29中插入构件的气流系统的俯视图，其中传感器系统的传感器位置用虚线表示；

图32为图29传感器系统和一部分插入件的放大分解图；

图33为如图29所示传感器系统一起使用的插入构件的另一实施例的一部分的放大分解图；

图34中的俯视图为另一包括本发明涉及的传感器系统的插入构件实施例；

图35为图34所示左右成对插入构件的俯视图；以及

图36为图34中插入构件的气流系统的俯视图，其中传感器系统的传感器位置用虚线表示。

具体实施例

虽然本发明可以接受实施例的许多不同形式，本发明的最佳实施例其在附图中示出且将在此处被具体描述，应了解本公开被视为本发明的原理的范例并且不意在将本发明的大方面限定为示出和描述的实施例。

鞋类，比如鞋，在图1-2中通过举例示出且大致指定为参考标识100。鞋类100能够采取许多不同的形式，包括，例如，运动鞋类的不同类型。在一个实施例中，鞋100大体上包括可操作性地连接到通用通信端口14的力传感器系统12。如以下将详细描述的，传感器系统12收集与鞋100的穿戴者相关的表现数据。通过连接到通用通信端口14，多个不同用户能够获取表现数据用于多种不同的用途，以下将具体描述。

鞋类物品100在图1-2中备描绘成包括上部120和鞋底结构130。出于在以下描述中参考的目的，鞋类100可被分为3个大致区域：前脚区域111，足中段112和后跟区域113，如图1所示。区域111-113并非意在对鞋类100的进行严格区域划分。相反地，区域111-113意在表示在以下讨论中提供参考框架的鞋类100的大体区域。虽然区域111-113大体上应用到鞋类100，但是对区域111-113的参考也可具体地应用到上部120、鞋底结构130、或包括在上部120或鞋底结构130中和/或形成为上部120或鞋底结构130的一部分的独立部分。

如同在图1和2中进一步示出的，上部120被紧固到鞋底结构130且限定用于接受脚部的空位或腔室。出于参考的目的，上部120包括外侧（lateralside）121，相对的内侧（medialside）122和鞋面或脚背区域123。外侧121定位为沿脚部的外侧（即，外部侧）延伸且大体上通过穿过各区域111-113。相似地，内侧122被定位为沿脚部的对立内侧（即，内部侧）延伸且大体上通过穿过各区域111-113。鞋面区域123被置于外侧121和内侧122之间以符合脚部的上部表面或脚背区域。在本示例中的鞋面区域123包括具有鞋带125的颈部124或其他以传统方式使用以改变上部120相对于脚部的尺寸的闭合机制，从而调整鞋类100的贴合。上部120还包括提供脚部进入上部120中的空位的通道的脚踝开口126。可用多种材料构建上部120，包括用在鞋类上部的传统材料。因而，上部120可由例如一个或多个部分的皮革、合成皮革、自然或合成纺织品、聚合物片、聚合物泡沫、网眼纺织品、毛毡、非羊毛聚合物、或橡胶材料形成。上部120可由一个或多个这些材料形成，其中材料或部分缝制地或粘合地结合在一起，例如，通过传统已知且用于现有技术的方式。

上部120也可包括后跟元件（未示出）和脚趾元件（未示出）。后跟元件，当存在时，可向上且沿着后跟区域113的上部120的内表面延伸以提高鞋类100的舒适度。脚趾元件，当存在时，可位于前脚区域111且在上部120的外表面上以提供抗磨力，保护穿戴者的脚趾并帮助脚部定位。例如，在一些实施例中，后跟和脚趾元件的一个或两个可不存在，或后跟元件可被置于上部120的外表面上。虽然上述上部120的构造适用于鞋类100，在不脱离本发明的情况下，上部120可呈现出任何想要的传统的或非传统的上部结构。

鞋底结构130被紧固到上部120的下表面且可具有大体上传统的形状。鞋底结构130可具有多片结构，例如，一个包括中底构件131，外底132，和脚部接触构件133（其可为鞋垫、内底、内底构件、短袜、袜子等（见图4-5））。在图4-5示出的实施例中，脚部接触构件133是内底构件或鞋垫。用在这里的术语“脚部接触构件”不必指直接与用户的脚部接触，因为其他元件可妨碍直接接触。相反地，脚部接触构件形成鞋类物品的脚部接收腔室的内表面的一部分。例如，用户可穿着妨碍与脚部直接接触的袜子。作为另外一个例子，传感器系统12可被容纳在鞋类物品中，该鞋类物品被设计为套在鞋或其他鞋类物品上，比如为外部靴元件或鞋套。在这种物品中，鞋底结构的上部部分可被考虑为脚部接触构件，即使其并没有直接接触用户的脚部。

中底构件131可为冲击缓冲构件。例如，中底构件131可由聚合物泡沫材料形成，比如聚氨酯、乙基醋酸乙烯共聚物或其他材料（比如phylon、phylitE等）材料压缩以减小在走路、跑步、条约或其他活动期间的地面或其他接触表面反作用力。在根据本发明的一些示例结构中，聚合物泡沫材料可封装或包括不同元件，比如流体填充囊或调节器，其可提高舒适度、移动控制、稳定性和/或鞋类100的地面或其他接触表面反作用力衰减性质。在其他示例结构中，中底构件131可包括附加元件，附加元件压缩以减小地面或其他接触表面反作用力。例如，中底可包括柱型元件以辅助缓冲和吸收力。

在示例中的鞋类结构100的外底132被紧固至中底构件131的下表面且由抗磨材料形成，比如橡胶或柔性合成材料，比如聚胺酯，抗磨材料在走动或其他活动时与地面或其他表面接触。形成外底132的材料可由适合的材料形成和/或具有纹理以给予提高的附着摩擦力和抗滑力。外底132的结构和制造方法将在此后进一步讨论。脚部接触构件133（其可为内底构件、鞋垫、短靴构件、士多宝、袜子等）典型地为薄的、可压缩的构件，其可被置于上部120的空位中和靠近脚部的下方表面（或者在上部120与中底构件131之间）以提高鞋类100的舒适度。在一些布置中，可缺少内底或鞋垫，在其他实施例中，鞋类100可具有位于内底或鞋垫顶部的脚部接触构件。

在图1和2中示出的外底132包括在外底132的一边或两边的多个切口或缝隙136。这些缝隙136可从外底132延伸到其上方部分或延伸到中底构件131。在一个布置中，缝隙136可从外底132的底表面延伸到外底132底部与外底132顶部之间的中点。在另一个布置中，缝隙136可从外底132的底部延伸到距离大于到外底132半程的一点处。在另一个布置中，缝隙136可从外底132的底部延伸到外底132与中底构件131相遇的点处。缝隙136可提供额外的柔性给外底132，且由此给予在穿戴者的脚弯曲的自然方向更多地弯曲。此外，缝隙136可帮助穿戴者提供附着摩擦力。应了解本发明的实施例可与其他类型和构造的鞋一起使用，以及其他类型的鞋类和鞋底结构。

图3-5为鞋100的示范性实施例，根据本发明，该鞋包括传感器系统12。传感器系统12包括力传感器组件成13，该力传感器组件具有多个传感器16，与传感器组件13进行通信的通信或输出端口14（比如，通过导线进行电相连）。在图3所示实施例中，系统12具有四个传感器16，第一传感器16A位于鞋子大脚趾（第一趾骨）区，两个传感器16B-C均位于鞋子足前区，其中第二传感器16B位于第一跖骨区，第三传感器16C位于第五跖骨区，而第四传感器16D位于脚跟处。脚部的这些区域在运动过程中通常承受最大程度的压力。图27-28所示和下面描述的实施例使用了传感器16的类似配置。每个传感器16都用来探测用户脚部施加在各自传感器上的力。这些传感器通过传感器导线18与端口14进行通信，传感器导线可为引线及/或适于通信的其它电导体或介质。比如，在一种实施例中，传感器导线18可为印刷在脚接触件133、中底131或鞋底结构130的其它部件（比如脚接触件133与中底131之间的层）上的电导介质。

传感器系统12的其他实施例可包括不同数量或构造的传感器16，比如以下描述并在图8、图11-21和图27-28中示出的实施例，其大体包括至少一个传感器16。例如，在一个实施例中，系统12包括许多数量的传感器，在另一个实施例中，系统12包括两个传感器，一个位于后跟且一个位于鞋100的前脚。此外，传感器16可与端口以不同的方式进行通信，包括任何已知有线或无线通信的类型，包括蓝牙和近场通信。一双鞋的每只鞋都提供有传感器系统12，且应了解一对传感器系统可彼此协同地操作或彼此独立地操作，并且每只鞋里的传感器系统可或不可与另一只通信。传感器系统12的通信在以下被更加详细地描述。应了解传感器系统可提供由计算机程序／算法以控制数据的收集和储存（例如，用户脚部与地面或其他接触表面的互动压力数据），并且这些程序／算法可被储存和／或被传感器16、端口14、模块22执行，和／或外部设备110。传感器16可包括必要组件（例如处理器、内存、软件、TX/RX，等）以完成储存和／或这些计算机程序／算法的执行和／或数据和／或其他信息的直接（有线或无线）传输到端口14和／或外部设备110。

传感器设备12可被置于鞋100的鞋底130中的几个构造中。在图4-5示出的示例中，端口14、传感器16和导线18可被置于中底构件131和脚部接触构件133之间，比如通过连接端口14、传感器16和／或导线18到中底构件131的顶部表面或脚部接触构件133的底部表面。腔室或井部135能够位于中底构件131中（图4）或在脚部接触构件133（图5）中用于接收电子模块，如以下描述，并且端口14可在井部135中可及。在图4示出的实施例中，井部135由中底构件131的上部主要表面中的开口形成，并且在图5中示出的实施例中，井部135由脚部接触构件133的底部主要表面中的开口形成。例如，在一个实施例中，井部135可部分地位于脚部接触构件133和中底构件131两者中。在进一步实施例中，井部135可位于外底132中并且可从鞋100的外边可及，比如通过鞋底130的侧部、底或后跟中的开口。在图4-5中示出的构造中，端口14可容易地可及以连接或断开电子模块，如以下的描述。在其他实施例中，传感器系统12可置于不同位置。例如，在一个示例性实施例中，端口14、传感器16、和／或导线18可被置于脚部接触构件133上方或里面，比如袜子、鞋垫、内部鞋靴或相似的物品。在进一步实施例中，端口14、传感器16、和／或导线18可被形成插入件或衬垫，设计为快速地容易地在脚部接触构件和中底构件131之间可插入，比如在图12和19-20中示出的。其他构造也是可能的，并且其他构造的实例在以下被描述。如所讨论的，应了解传感器系统12可被包括在一双鞋的每只鞋中。

在一个实施例中，传感器16是用于测量施加在鞋底130上的应力、压力、或其他力和／或能量或其他与其相关的力传感器，尤其地在鞋类100的使用过程中。例如，传感器16可是或包括力敏电阻传感器或其他使用力敏电阻材料（比如以下将详细描述的量子隧道复合材料、定制导电泡棉或力传感橡胶），磁阻传感器、压电的或压阻的传感器、应变仪、弹簧式传感器、光纤传感器、偏振光传感器、机械作动传感器、位移传感器和／或可以测量脚部接触构件133、中底构件131、外底132等的力和／或压力的任何其他已知传感器或转换器。传感器可以是或包括模拟设备或能够量化地检测或测量力的其他设备，或者其可简单地为二进制类型开／关转换器（例如，硅酮薄膜类型转换器）。应了解通过传感器对力的量化的测量可包括采集且传输或其他产生能够通过诸如模块22或者外部设备110的电子设备转换为量化力测量的可用数据。这里描述一些传感器，比如压电传感器、力敏电阻传感器、量子隧道复合传感器、定制导电泡棉传感器等，能够检测或测量电阻、电容或电势的区别或变化使得测得的区别能够被转化成分力。如上面提到的弹簧式传感器，能够被构造为测量由压强和／或形变导致的电阻变化或形变。如上面提到的光纤传感器包括可压缩管道和光源且光测量设备被连接至此。在这种传感器中，当管道被压缩时，管道中的光的波长或其他性质也随之变化，并且测量设备能够检测这种变化并且将这种变化转变成力的测量。也可以使用纳米涂层，其中光传输性质的变化被测量并关联到施加在鞋底上的压强或力。一个实施例使用多组（例如，100）二进制开／关传感器，并且分力能够通过在具体的区域的传感器信号的干扰被检测。在此未被提及的传感器的其他类型人可以被使用。应了解传感器相对便宜并且能够在鞋的大量生产过程中放置在鞋中。更昂贵的更复杂的传感器系统可被包含在训练类型的鞋中。应了解不同类型的传感器的组合可用于一个实施例中。

附加地，传感器16可以许多不同的方式被放置在或置于与鞋结构接合。在一个示例中，传感器16可为印刷导电油墨传感器、电极、和／或被设置在鞋底构件上的导线，该鞋底构件比如为气囊或其他充满流体的腔室、泡沫材料或其他用于鞋100的材料，或者袜子、短靴、插入件、衬垫、鞋垫或中底等。传感器16和／或导线18可被编织到衣物或织物材料中（比如鞋垫、短靴、鞋面、插入件等），例如，当编织或编结衣物或织物材料时使用导电织物或纱线。传感器系统12的许多实施例的制造成本并不昂贵，例如，如果以下的描述和图8和图11-21所示，通过使用力敏电阻传感器或力敏电阻材料。应了解传感器16和／或导线18也可以任何需要的方式被沉积在鞋结构的一部分上或与鞋结构的一部分接合，比如通过传统的沉积技术，通过导电的纳米涂层，通过传统的机械连接器、和任何其他可用已知方法。传感器系统能够被构造为向穿戴者提供机械反馈。附加地，传感器系统12可包括单独的电源线供电或作为传感器16的接地。在以下描述并在图5A-5E和图27-35中所示的实施例中，传感器系统12、1312、1412、1512包括单独的电源线18A、1318A、1418A、1518A，其用作连接传感器16、1316、1416、1516到端口14、14A-E以提供从模块22到传感器16、1316、1416、1516的电。作为另一个示例，传感器系统12能够通过将印刷导电油墨传感器16或电极和导电的织物或纱线导线18合并形成，或者在鞋的气囊或泡沫上形成这样的传感器。传感器16可通过在气囊上的一个或多个表面压印导电的、力敏材料以达到应变仪一样的效果。当气囊表面在活动过程中扩张和／或收缩时，传感器能够通过力敏材料的电阻变化检测这种变化以检测气囊上的力。在具有内部织物以保持一致的形状的气袋中，导电材料可位于气囊的顶部和底部，并且随着气袋扩张和压缩而产生的导电材料之间的电容变化可被用于测定力。此外，能够转换空气压强的变化到电信号的设备能够被用于测定当气囊被压缩时的力。

端口14被构造为用于以一种或多种已知方式将传感器16收集的数据传输至外部源。在一个实施例中，端口14为通用通信端口，被构造为用于通用可读格式的数据通信。在图3-5示出的实施例中，端口14包括用于连接到电子模块22的接口20，在图3中示出为与端口14连接。在图3-5示出的实施例中，接口20的形式为电触点。附加地，在这个实施例中，端口14与用于电子模块22的插入的壳体24相连，其被置于鞋类物品100的足中区域或中拱的井部135中。图3-5中的端口14的定位不仅仅具有最小程度的接触、刺激、或其他对用户脚部的干扰，其也通过提升脚部接触构件133提供容易的可及性。附加地，如图6所示，传感器导线18在端子端部形成合并的接口或连接器19，以连接到端口14和端口接口20。在一个实施例中，合并接口19可包括从传感器导线18到端口接口20的独立连接，比如通过多个电触点。在另一个实施例中，传感器导线可被合并以形成外部接口19，比如以下描述的插接型接口，或以其他方式，在其他实施例中，传感器导线18可形成非合并的接口，每条导线18具有其自己的子接口。如图6所示，传感器导线能够聚合到一个位置以形成合并的接口。如以下的描述，模块22可具有用以连接到端口接口20和／或传感器导线18的接口23。

端口14适于连接到多个不同的电子模块22，其可简单地为内存组件（例如，闪存）或其可包括更复杂的特征。应了解模块22可为如同计算机、移动设备、服务器等一样的复杂组件。端口14被构造为用于传输由传感器16采集的数据到模块22以储存和／或处理。在另一个实施例中，端口14可包括必要的组件（例如，处理器、内存、软件、TX/RX等）以完成这些计算机程序／算法的储存和／或执行和／或数据和／或其他信息的直接（有线或无线）传输到外部设备110。鞋类物品中壳体和电子模块的示例在美国专利申请系列号11/416，458中示出，发表为美国专利申请公开号2007/0260421，且此专利在此经引用而成为本文的一部分。虽然端口14与电触点示出形成用于连接到模块的接口20，在其他实施例中，端口14可包括一个或多个用于与传感器16、模块22、外部设备110、和／或其他组件通信的附加的或替换的通信接口。例如，端口14可包含或包括USB端口、火线端口、16针端口或其他以物理接触为基础的连接的类型，或者可包括无线的或无接触的通信接口，比如用于Wi-Fi、蓝牙、近场通信、无线射频识别、低能量蓝牙、ZigBee、或其他无线通信技术、或用于红外线的或其他光学通信技术（或这些技术的接合）的接口。

传感器导线18可以多种不同的构造连接到端口14。图5A-5E示出端口14A-E被置于鞋类物品100的井部135中（诸如以上描述的鞋底结构130的鞋底构件中）的示例实施例。在图5A-5E示出的实施例中，井部135具有多个壁，包括侧壁139和底壁143。

图5A示出了端口14A的实施例，其中四个传感器导线18和电源线18A穿过井部135的单个侧壁139连接到端口14A。在示出的实施例中，传感器导线18以5针连接的形式形成合并的接口，其连接到端口14A的接口20。在这种构造中，导线18、18A连接到端口接口20以形成合并的接口，且每个导线18、18A在连接针62处端接以形成多针连接。这种连接针62在一个实施例中可被看作井部135中可及的导线18、18A的暴露端。同样地，模块22具有包括用于连接端口接口20中的导线18、18A的连接针62的五针连接60的连接或接口23。

图5B示出了端口14B的实施例，其中两个传感器导线18穿过井部135的侧壁139的一个连接到端口14B并且其他两个传感器导线18和电源线18A穿过侧壁139的另外一个连接到端口14B。在这个实施例中，导线18形成两个分别的合并导线接口19，合并导线接口19以外部接口19的形式存在，并且端口14B具有用于连接到导线18、18A的两个分别的接口20。外部接口19可为插接型接口，针型接口或其他接口且端口接口20互补地被构造为连接外部导线接口19。此外，在这种构造中，模块22具有被构造为连接端口接口20的两个接口23。

图5C示出了端口14C的实施例，其中传感器导线18和电源线18A穿过侧壁139和穿过井部135的底壁143连接到端口14C。在这个实施例中，传感器导线18形成用于连接到端口14C的多个分开的导线接口19。端口14C包括内部电路64，内部电路合并所有导线18、18A的连接到端口接口20，用于连接到模块接口23。端口14C还可包括用于连接到每个导线接口19的互补接口。应了解导线18、18A可穿过本实施例中的井部135的一个或多个侧壁139连接，且导线18、18A出于示出的目的展示为穿过两个侧壁139连接在一起。应了解在本实施例中，多于一条的导线18、18A可穿过井部135的特定的侧壁139连接，并且只有一条导线18、18A可穿过底壁143连接。

图5D示出了端口14D的实施例，其中传感器导线18和电源线18A穿过井部135的底壁143连接到端口14D。在示出的实施例中，导线18、18A形成合并接口，其在端口14D的底部以在图5A中讨论和示出的相似的构造以连接的方式连接到接口20。每条导线18、18A在端口接口20的连接针62处端接，并且模块接口23包括被构造为用以连接到导线18、18A的连接针62的多个针连接60。

图5E示出了端口14E的实施例，其中传感器导线18和电源线18A穿过井部135的每个侧壁139连接到端口14E。在本实施例中，导线18、18A形成用于连接到端口14E的几个分开的接口19，与图5C中讨论并示出的实施例相似。如以上所讨论的，端口14E可包括用于连接到导线接口19的互补接口，并且其还可包括用于连接模块22的接口。在其他实施例中，导线18、18A可穿过井部135的任何数量的侧壁139连接。

那些在图5B、5C、5E示出的实施例中，其中传感器18形成多于一个的接口19，端口14B、14C、14E和／或模块22可具有多个接口20、23，或可具有只有一个接口20、23，且端口14可具有将所有导线18、18A连接到接口20、23的内部电路64。附加地，模块22可具有一个或多个与端口14的接口20互补的接口23，其与端口14连接。例如，如果端口14具有在其侧壁139和／或底壁143的接口20，模块22也具有侧壁和／或底壁的互补接口23。应理解，模块22和端口14可不具有相同的互补接合20、23，并且只有一对互补接口20、23能够在组件之间通信。在其他实施例中，端口14和井部135可具有用于导线18、18A的连接的不同的构造。附加地，端口14可具有不同的形状，其可使得更多的连结构造成为可能。此外，本位所描述的任何连接构造或构造组合均可以与本文的传感器系统的各种实施例配合使用。

模块22可额外地具有一个或多个用于连接外部设备110以传输数据的通信接口，例如，用于如图6中示出和讨论的处理。这种接口能够包括上述的任何接触和不接触的接口。在一个示例中，模块22包括至少一个用于连接到计算机的能够伸缩的USB连接部。在其他示例中，模块22可被构造为用于对移动设备有接触或无接触的连接，比如手表、收集、便携式音乐播放器等。模块22可被构造为其从鞋类100被去除以直接连接外部设备110用以数据传输，比如以上的能够伸缩的USB连接或其他连接接口。然而，在其他实施例中，模块22可被构造为与外部设备110无线通信，如果需要，其可允许设备22保留在鞋类100中。在无线实施例中，模块22可连接到用于无线通信的天线。天线根据所选的无线通信方法调整其形状、大小和位置以在合适的传输频率下使用。附加地，天线可被置于模块22的内部或模块22的外部，比如在端口14处或其他位置。在一个实施例中，传感器系统12本身（比如导线18和传感器16的导电部分）可被用于全部地或部分地形成天线。应了解除了与传感器系统12中某处连接的天线，模块22可包括另一根天线，比如在端口14处，在一个或多个传感器16处等。在一个实施例中，模块可被永久性地安装在鞋类100中，或替换地根据用户的想法被去除并且能够根据需要保留在鞋类100中。附加地，如以下将解释的，模块22可被去除并被替代为其他模块22，该模块22被编程和／或被构造为用于采集和／或以其他方式利用传感器16的数据。如果模块22被永久性地安装在鞋类100中，传感器系统12还可包括外部端口15以允许数据传输和／或电池充电，比如如图7所示的USB或火线端口。这种外部端口15可附加地或替代地用于信息的通信。模块22还可被构造为用于无接触充电，比如感应式充电。应了解模块22可被构造为用于接触和／或无接触的通信。

虽然端口14可在不脱离本发明的情况下被置于不同位置，在一个实施例中，在某个位置以某种方向设置端口14，或以其他方式被构建以避免或最小化对穿戴者的脚部的接触和／或刺激，例如，当穿戴者踩下和／或鞋类物品的其他使用时，例如在运动活动期间。图3-5中端口14的定位示出了这样的一个示例。在其他的实施例中，端口14置于靠近鞋100的后跟或脚背区域。鞋类结构100的其他特征可帮助减少或避免穿戴者的脚部与端口14（或与端口14连接的元件）的接触并改善鞋类结构100的整体舒适度。例如，如图4-5所示，脚部接触构件133，或其他脚部接触构件，可与端口14完全接合并至少部分地覆盖端口，由此提供穿戴者脚部与端口14之间的一层填充层。用于减少其间的接触和调节端口14与穿戴者脚部之间不舒服的感觉的附加特征可被使用。当然，如果需要，在不脱离本发明的情况下穿过脚部接触构件133的顶部表面提供端口14的开口。例如，当壳体24、电子模块22、和／或端口14的其他特征包括能够调节用户脚部的感觉的特征和／或由能够调节用户脚部的感觉的材料制造时，当提供附加的舒适度和感觉调节元件时等，上述构造可被使用。在不脱离本发明的情况下，可提供上述任何帮助减少少避免穿戴者的脚部与壳体（或接收于壳体中的元件）之间的接触的不同特征并且改善鞋类结构的整体舒适度，包括结合图4-5的上述的不同特征，和其他已知的方法和技术。

在一个实施例中，端口14被构造为用于与在鞋底结构130中的井部135包含的模块22进行有接触的通信，端口14为了连接到模块22而被置于井部135中或与其紧邻。应了解如果井部135还包括用于模块22的壳体24，壳体24可被构造为用于连接到端口14，比如通过向端口14提供物理空间或在端口14与模块22之间提供用于互连的硬件。图3中的端口14的定位示出了这样一个示例，壳体24提供物理空间以接收用于连接到模块22的端口14。

图6示出了包括能够通过数据传输／接收系统106进行数据传输／接收的示例电子模块22的示意图，其可依照本发明的至少一些示例被使用。虽然图6的示例结构示出了数据传输／接收系统(TX-RX)106被整合到电子模块结构22中，本领域技术人员将意识到鞋类结构100或其他结构可包括分开的组件作为其一部分用于数据传输／接收目的，和／或数据传输／接收系统106不需要完全地被包括在本发明所有示例中的单独的壳体或单独的包装中。相反地，如果需要，数据传输／接收系统106的各种组件或元件可彼此分开，在不同的壳体中，在不同的板上，和／或在不脱离本发明的情况下以各种不同的方式分开地接合到鞋类物品100或其他设备。以下详细描述了各种潜在的安装结构的各种示例。

在图6的示例中，电子模块22可包括用于传输数据到一个或多个远程系统和／或从一个或多个远程系统接收数据的数据传输／接收元件106。在一个实施例中，传输／接收元件106被构造为用于通过端口14通信，比如通过以上讨论的接触的或非接触的接口。在图6示出的实施例中，模块22包括被构造为连接到端口14和／或传感器16的接口23。在图3示出的模块22中，接口23具有与端口14的接口20的触点互补的触点以连接到端口14。在其他实施例中，如上，端口14和模块22可包括不同类型的接口20、23，其可为有线的或无线的。应了解在一些实施例中，模块22可通过TX-RX元件106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可在鞋类100的外部，并且端口14可包括用于与模块22通信的无线传输器接口。本示例的电子组件22还包括处理系统202（例如，一个或多个微处理器）。供电器206可向传感器16和／或传感系统12的其他组件供电。如果需要，鞋100可附加地或替换地包括分开的电源以操作传感器16，比如电池、压电电源、太阳能电源或其他。

通过TX-RX元件106可以完成对一个或多个传感器的连接，并且提供附加的传感器（未示出）用来检测或提供数据或与各种不同类型的参数相关的信息。这些数据或信息的示例包括物理或与鞋类物品100或用户使用相关联的生理数据，包括计步器类型速度和／或距离信息、其他速度和／或距离数据检测信息、温度、海拔、气压、湿度、GPS数据、加速度输出或数据、心率、脉搏率、血压、体温、EKG数据、EEG数据、角定向相关数据和角定向变化（比如陀螺仪传感器）等，并且这些数据可被储存在内存204和／或，例如，可供用于从传输／接收系统106到一些远程位置或系统的传输。附加传感器，如果出现，还可包括加速计（例如，用于检测在步行期间的方向改变，比如，计步器类型速度和／或距离信息，用于检测跳跃高度等）。

作为附加的示例，电子模块、系统和上述各种类型的方法可用于对于鞋类物品提供自动冲击缓减控制。例如，这种系统和方法可按照美国专利号6,430,843、美国专利申请公开号2003/0009913和美国专利申请公开号2004/0177531所描述的进行操作，其描述用于积极地和／或动态地控制鞋类物品（美国专利号6，430，843、美国专利申请公开号2003/0009913和美国专利申请公开号2004/0177531各自都在此被完全地引用，并成为本专利申请说明书的一部分）的冲击缓减特征系统和方法。当用来提供速度和／或距离类型信息时，可使用美国专利号5,724,265、5,955,667、6,018,705、6,052,654、6,876,947和6,882,955中描述的检测单元、算法、和／或系统。这些专利各自地完全被包括于此作为引用并成为本专利申请说明书的一部分。

在图6的实施例中，电子模块22能够包括激活系统（未示出）。即或系统或其部分可与模块22或鞋类物品100（或其他设备）一起接合或从电子模块22的其它部分分开。激活系统可用来选择性地激活电子模块22和／或电子模块22（例如，数据传输／接收功能等）的至少一些功能。在不脱离本发明的情况下可使用各种不同的激活系统。在一个实施例中，传感器系统12可通过以特有的模式激活传感器16被激活和／或被失效，比如连续或交替轻叩脚趾／后跟，或施加在一个或多个传感器16的阀值力。在其他示例中，可通过按钮或开关激活传感器系统12，该传感器系统可位于模块22上，也可位于其他位置。在任何这些实施例中，传感器系统12可包括“睡眠”模式，其可在一段不活动期后使系统12失效。在一个实施例中，如果在激活后的一小段时间内没有其他的活动，传感器系统12可返回到“睡眠”模式以防止一些非有意激活。在替换实施例中，传感器系统12可被作为不被激活或失效的低功率设备操作。

模块22还可被构造为用于与外部设备110的通信，外部设备可为外部计算机或计算机系统、移动设备、游戏系统、或其他电子设备类型。图6中所示的示例的外部设备110包括处理器302、内存304、供电器306、显示屏308、用户输入310和数据传输／接收系统108。传输／接收系统被构造为用于通过模块22的传输／接收系统106与模块22通信，通过任何已知电子通信的类型，包括以上和此处的其他地方描述的接触的和不接触的通信方法。应了解模块22能够被构造为用于与多个外部设备通信，包括各种不同类型和配置的电子设备，并且与模块22通信的设备随时间变化。附加地，模块22的传输／接收设备106还可被构造为用于多个不同类型的电子通信。还应了解此处描述的外部设备110可通过与模块22、端口14和／或彼此通信的两个或多个外部设备具体化，包括一个或多个中间设备，其传递信息到外部设备110，并且通过外部设备的组合实现处理、程序／算法的执行和外部设备110的其他功能。

如上，根据本发明，许多不同类型的传感器可被包括在传感器系统中。图8示出了鞋100的一个示例性实施例，鞋100包括传感器组件213的传感器系统212，传感器组件213包括多个力敏电阻(FSR)传感器216。传感器系统212与上述传感器系统12相似，且也包括与电子模块22通信的端口14和多个连接FSR传感器216到端口14的导线218。模块22被包括在鞋100的鞋底结构130的井部或腔室135中，并且端口14连接到井部135以使得井部135中的模块22的连接可用。端口14和模块22包括用于连接和通信的互补接口220、223。

图8中示出的力敏电阻包括第一和第二电极或电触点240、242以及布置在第一和第二电极之间的力敏电阻材料244以使电极240、242电连接在一起。当向力敏材料244施加压力时，力敏材料244的电阻率和／或导电性产生变化，其改变电极240、242之间的电势。可以通过传感器系统212检测电阻中的变化以检测施加在传感器216上的力。在压力下，力敏电阻材料244可通过各种方式改变其电阻。例如，力敏材料244可具有内部电阻，在材料被压缩时，内部电阻减小，与下文将详细描述的量子隧穿复合材料类似。进一步压缩本材料可进一步降低电阻，一边进行定量测量和二进制（开／关）测量。在一些情况下，这种力敏电阻行为可被描述为“基于体积的电阻”，且出现这种行为的材料可被成为“智能材料”。作为另一个示例，材料244可通过改变表面到表面接触的程度改变电阻。可以通过几种方式实现，比如通过在表面上使用显微映像，在不压缩的条件下将增加表面电阻，其中当压缩显微映像时，表面电阻减小，或通过使用可以变形的柔性电极以增加与另一电极的表面接触面积将降低表面电阻。该表面电阻可为材料244与电极240、242之间的电阻和/或导电层（例如，碳/石墨）与多层材料244的力敏层（例如，半导体）之间的表面电阻。压缩越多，表面与表面的接触面积越大，从而减低电阻，实现定量测量。在一些情况中，这类力敏应电阻行为可被描述为“基于接触的电阻”。应了解如本申请的力敏电阻材料244可为或包括掺杂或非掺杂的半导体材料。

FSR传感器216的电极240、242可由任何导电材料组成，包括金属、碳/石墨纤维或复合材料、其他导电复合材料、导电聚合物或包括导电材料的聚合物、导电陶瓷、掺杂的半导体或任何其他导电材料。通过使用任何合适的方法可将导线218连接到电极240、242，包括焊接、钎焊、铜焊、胶粘连接、固定件或任何其他整体或非整体的连接方法。替换地，电极240、242及相关导线218可由一段相同材料组成。

图9-10大体示出比如图8所示的FSR传感器216的传感器16中的力敏应电阻材料M的用途。电极(+)与(-)之间存在电势P1，如图9所示。压缩力敏电阻材料M时，材料M的电阻发生变化，因此，电极(+)与(-)之间电势P2发生变化，如图10所示。材料M可使用基于体积的电阻、基于接触的电阻或其他类型的力敏电阻行为。例如，图8中传感器216的力敏电阻材料244可以这种方式表现。在另一个示例中，量子隧穿复合材料、定制导电泡沫、力转换橡胶和下方及图16-20所示的其他力敏电阻材料均示出力敏电阻行为。应了解，电极(+)与(-)可按不同的布置方式定位，比如层叠布置，其中材料M置于电极(+)与(-)之间。

在图8所示的实施例中，FSR传感器216的电极240、242有多个咬合或交叉指状物246，力敏电阻材料244置于指状物246之间以实现电极240、242彼此之间的电连接。在图8所示的实施例中，每根导线218独立地从模块22向连接各自导线218的传感器216供应电源。应了解，传感器导线218可包括从每个电极240、242延伸至端口14的单独的导线，并且模块22可通过此类单独导线向电极240、242提供电源，比如通过本专利申请说明书其他地方描述的单独电源线18A、1318A。

适用于传感器系统212的力敏电阻器可从SensitronicsLLC等供应商处购买。可适用的力敏电阻器示例在美国专利号4,314,227和6,531,951中予以示出和描述，全部示例经引用包括于此并成为本专利申请说明书的一部分。

图27-28示出用于并入鞋类物品100的FSR传感器系统1312的另一种实施例。传感器系统1312包括四个传感器1316，第一个传感器1316、第二个传感器1316、第三个传感器1316和第四个传感器1316分别置于第一趾骨（大脚趾）区域、第一跖骨区、第五跖骨区和后跟区域，类似于图3所示构造。每个传感器1316具有一根将传感器1316连接至端口14的传感器导线1318。附加地，电源线1318A自端口14延伸出，连接至全部四个传感器1316。电源线1318A在各种实施例中可并联、串联或以其他构造连接，每个传感器1316在另一种实施例中可拥有单独的电源线。如图28所示，每根导线1318、1318A均连接至端口14，以连接和传输数据到与端口14连接的模块（未显示）。应了解，端口14可拥有此处描述的任何构造。在本实施例中，导线1318、1318A经合理定位来使用多个连接针62实现图5A所示的5针连接。

与就图8的上述系统212类似，传感器系统1312的每个传感器1316包括第一和第二电极或电触点1340、1342及设置在电极1340、1342之间来实现电极1340、1342间电连接的力敏电阻材料1344。将力/压力施加在力敏材料1344上时，力敏材料1344的电阻率和/或导电率发生变化，从而改变电极1340、1342之间的电势和/或电流。传感器系统1312可检测到电阻变化，以检测施加到传感器1316上的力。此外，每个FSR传感器1316均拥有多个咬合或交叉指状物1346，力敏电阻材料1344置于指状物1346之间，以实现电极1340、1342相互之间的电连接。

在图27-28所示的传感器系统1312的实施例中，每个传感器1316包括由导电金属层和在金属层（未显示）上形成接触表面的碳层（比如碳黑）构造的两个触点1340、1342。传感器1316还包括由一层碳或碳浆（比如碳黑）构造的力敏电阻材料1344，其中碳或碳浆与电极1340、1342的碳接触表面接触。碳-碳接触在压力下能产生更大的导电性，提升传感器1316的效能。本实施例中的导线1318、1318A由可与触点1340、1342的金属层材料相同的导电金属材料构造而成。在一个实施例中，导线1318、1318A和触点1340、1342的金属层均由银构造而成。

如图27-28所示，在本实施例中，传感器系统1312由两个柔性层1366、1368构造而成，两个柔性层结合形成插入构件1337来插入鞋类物品，比如下文的脚部接触构件133和中底构件131之间。层可由任何柔性材料制成，比如柔性聚合材料。在一个实施例中，层1366、1368由0.05-0.2毫米厚的柔软薄MylAr材料制成。插入构件1337先通过在第一层1366上沉积导电金属材料构造而成，比如按传感器1316的导线1318、1318A和电极1340、1342的线迹图形印刷来形成图27所示的构造。然后，附加的碳接触层沉积在第一层1366上，追踪传感器1316的电极1340、1342，碳素力敏电阻材料1344作为浆沉积在第二层1368上，如图27所示。所有材料沉积完毕后，层1366和1368以叠加方式定位，如图28所示，因此电极1340、1342与力敏电阻材料1344浆对齐，以形成插入构件1337来插入鞋类物品100。应了解，导电金属材料和碳材料1344沉积在面对面的层1366、1368的面上（例如，最底层1366、1368的顶面和最顶层1366、1368的底面）。在一个实施例中，以这种方式构造的传感器系统1312可检测到10-750千帕范围之间的压力。附加地，传感器系统1312能够检测到该范围内至少一部分的压力，并且其具有高灵敏度。

图29-32示出了可并入鞋类物品100的FSR传感器系统1412的另一种实施例。传感器系统1412包括四个传感器1416，第一个传感器1416、第二个传感器1416、第三个传感器1416和第四个传感器1416分别置于第一趾骨（大脚趾）区域、第一跖骨区、第五跖骨区和脚跟区域，类似于图3和图27-28所示构造。每个传感器1416拥有将传感器1416连接至端口14的传感器导线1418。附加地，电源线1418A自端口14延伸出，连接至全部四个传感器1416。电源线1418A在各种实施例中可并联、串联或以其他构造连接，并且每个传感器1416在另一种实施例中可拥有单独的电源线。如图29所示，每根导线1418、1418A连接到端口14，以连接和传输数据到端口14连接的模块（未显示）。应了解，端口14可具有此处描述的任何构造。在本实施例中，导线1418、1418A经合理定位来使用多个连接针62实现图5A所示的5针连接。

与图26-28的上述系统1312类似，图29-32所示的传感器系统1412的每个传感器1416包括第一和第二电极或电触点1440、1442和设置在电极1440、1442之间来实现电极1440、1442间电连接的力敏电阻材料1444。在本实施例中，与图26-28的实施例类似，电极1440、1442定位在与力敏材料1444表面接触的位置，使得电极1440、1442和力敏材料1444拥有通过表面与表面接触而相互接合的相对表面，如下文所详述。当压力施加在力敏材料1444上时，力敏材料1444的电阻率和/或导电性发生变化，从而改变电极1440、1442之间的电势和/或电流。传感器系统1412可检测到电阻变化从而检测施加到传感器1416上的力。附加地，FSR传感器1416的电极1440、1442各自有多个咬合或交叉指状物1446，力敏电阻材料1444置于指状物1446之间，以实现电极1440、1442彼此之间的电连接。

在图29-32所示的传感器系统1412的实施例中，每个传感器1416包括由导电金属层和在金属层上形成接触表面的可选的碳层（比如，碳黑）构造的两个电极1440、1442，如上就图27-28的传感器1316。传感器1416也包括由碳层、碳块或一碳浆1444A（比如碳黑）构造的力敏电阻材料1444，其与电极1440、1442的碳接触表面接触。本实施例中的导线1418、1418A由可与电极1440、1442的金属层材料相同的导电金属材料构造而成。在一个实施例中，导线1418、1418A和电极1440、1442的金属层均由银构造而成。

如图32所示，力敏材料1444的块1444A具有由多个裂片1470形成的多裂片结构，这些裂片相互分离或大体上相互分离。在图29-32所示的实施例中，力敏材料1444的块1444A具有三个由间隙1471隔开的裂片1470。裂片1470大体上彼此分离，由延伸跨过间隙1471的桥接构件1472连接，使得桥接构件1472在裂片1470之间形成电连接。在图32的构造中，裂片1470成排布置，并在三个裂片1470之间具有两个间隙1471，且每个间隙1471拥有桥接构件1472跨越。换言之，间隙1471将该排的中心裂片1470与另外两个裂片1470隔开，桥接构件1472跨越间隙1471延伸以将中心裂片1470与另外两个裂片1470连接起来。附加地，在该构造中，桥接构件1472位于块1444A的一个侧边，另一个桥接构件1472位于块1444A的对立侧边，使得块1444A大体上形成S型结构。而且，本实施例中的间隙1471可具有细长且直的构造，传感器1416安装于其上的插入件1437可具有在间隙1471内延伸的缝隙1476，如下。在另一种实施例中，块1444A可具有不同的结构，比如具有不同构造的裂片1470、间隙1471和/或桥接构件1472的非裂片或不同多裂片结构。例如，块1444A可具有双裂片结构或具有不同结构的三裂片结构，比如具有三个桥接构件1472的三角形或具有彼此之间没有电连接的裂片1470。

本实施例中的电极1440、1442具有多个间隔指状物1446，如图31-32所示，类似于上述电极1340、1342。每个电极1440、1442至少具有一个与力敏材料块1444A的每个裂片1470接触的多个指状物1446。附加地，每个电极1440、1442具有两个扩大的空间1473，其比指状物1446之间的其他空间大，且空间1473置于叠加在力敏材料中的间隙1471上方。由于空间1473，电极1440、1442在间隙1471中没有指状物1446置于其中。换言之，本实施例中的电极1440、1442也可视为具有大体上为S型的多裂片结构，且裂片被空间1473大体上分离，类似于力敏材料1444的块1444A。此外，该配置有助于在施加到传感器1416上的力和传感器1416产生的信号之间实现所需关系或比例。在一种实施例中，传感器1416通过逐渐增大的力实现信号强度的渐变，这种关系可能在本质上为线性或曲线关系。例如，在一种实施例中，施加的力和产生的信号之间为线性关系，其中斜度接近1，或者换言之，信号按与施加的力所成的约1:1的比例增减。施加的力与电阻/输出之间的这种关系便于准确测定施加的力，因为信号按与所施加力直接成比例的方式变化。因而，在本实施例中，传感器系统1412能够产生准确反映施加到传感器1416上的力的信号和数据，例如，在其他目的之中，这些信号和数据可用来准确测量施加到传感器1416上的力或准确测定施加到传感器1416上的力的相对差异。在其他实施例中，施加到传感器1416上的力与电阻和/或结果信号之间可具有不同的关系或比例，且在一种实施例中可为简单的二进制（开-关）转换关系。

如图32所示，在本示例性实施例中，传感器系统1412由两个柔性层1466、1468构建而成，两个柔性层结合形成插入构件1437来插入鞋类物品，比如在下文的脚部接触构件133和中底构件131之间。层可由任何柔性材料形成，比如柔性聚合材料。在一个实施例中，层1466、1468由薄的PET（例如，Teslin）或Mylar材料或任何其他合适的材料制成，包括此处描述的材料。一个或多个附加保护层（未显示）也可用于插入件1437，其由与第一层和第二层1466、1468相同的材料或不同的材料制成。插入构件1437先通过在第一层1466上沉积导电金属材料构造而成，比如按传感器1416的导线1418、1418A和电极1440、1442的线迹图形印刷来形成图29-32所示的构造。然后，附加的碳接触层，如果存在，沉积在第一层1466上，追踪传感器1416的电极1440、1442，并且碳素力敏电阻材料1444作为浆或块1444A沉积在第二层1468上，如图32所示。所有材料沉积完毕后，层1466和1468以叠加方式定位，如图32所示，使得电极1440、1442与力敏电阻材料1444浆对齐，以形成插入构件1437来插入鞋类物品100。在一个实施例中，可用粘合剂或其他粘结材料将层1466、1468连接在一起，在其他实施例中可用各种其他技术来连接层1466、1468，比如热封、点焊或其他已知技术。在一个实施例中，以这种方式构造的传感器系统1412能够检测到10-750千帕范围之间的压强。附加地，传感器系统1312能够检测到该范围至少一部分的压力，并且其具有高灵敏度。

相比其他插入构件的构造，比如图27-28中插入件1337的构造，图29-32所示的插入件1437具有使用更少的材料构造。插入件1437的构造可提供附加的优势，比如在抗裂缝/裂纹撕裂和扩展中，在制造中或之后可轻松插入鞋子等。在本实施例中，插入件1437具有几部分材料裁剪自插入件1437的多余区域，比如前足侧面区域或脚跟外侧和内侧区域。这种构造的插入件1437具有中央部份1474A，该部分被构造为被用户的中足和/或前足（即，跖骨）区域接合，其中第一趾骨部分1474B和后跟部分1474C从中足部分1474A的对立两端延伸出，被构造为分别与用户的第一趾骨区和后跟区接合。应了解，根据用户脚的形状，第一趾骨部分1474B可仅接合用户的第一趾骨区。在本实施例中，中央部分1474A的宽度超过第一趾骨部分1474B和后跟部分1474C的宽度，使得第一趾骨部分1474B和后跟部分1474C被构造为以伸长方式从较宽中央部分1474A延伸出的内衬材料条或舌。如此处所提及，部分插入件1437的宽度是按照由内侧向外侧的方向测量出，长度是按照从前到后的方向测量出。在图29-32的实施例中，传感器1416用类似于上述图3的传感器16A-D的方式布置。第一趾骨部分1474B上有一个传感器1416，该传感器被用户的第一趾骨接合，并且脚跟部分1474C上具有另一个传感器1416，该传感器被用户的脚跟接合。剩下的两个传感器1416位于插入件1437前足区域的中央部分1474A，具体在第一跖骨头部区域和第五跖骨头部区域，分别被用户的脚的第一和第五跖骨头部区域接合。

在图29-32所示的实施例中，插入件1437具有界定插入件1437外周并且具有几个裁剪部分的周边边缘1475，如上。例如，插入件1437在第二至第五趾骨区或其外周具有一个裁剪部分，并且在脚跟部分1474C的内侧和外侧边缘上具有两个裁剪部分。换种说法，周边边缘1475具有一个从中央部分1474A的内侧延伸至第一趾骨部分1474B内侧的前内侧边缘1475A、一个从中央部分1474A的外侧延伸至第一趾骨部分1474B外侧的前外侧边缘1475B、一个从中央部分1474A的内侧延伸至脚跟部分1474C内侧的后内侧边缘1475C和一个从中央部分1474A的外侧延伸至脚跟部分1474C外侧的后外侧边缘1475D。前外侧边缘1475B向内弯曲或呈凹入状，从而创建一个裁剪部分，而前内侧边缘1475A具有向外弯曲的形状。此外，后内侧边缘1475C和后外侧边缘1475D均至少具有一个向内弯曲边缘或凹入状边缘，从而形成另一个裁剪部分。裁剪部分为第一趾骨部分1474B和脚跟部分1474C提供细长条或舌构造。应了解，插入件1437可具有任何数量的不同构造、形状和结构，以及包括不同数量和/或构造的传感器1416和不同的插入构件结构或外周形状。

此外，图29-32的插入件1437在插入件1437材料中具有多条缝隙1476，这样可影响插入件1437的弯曲和挠曲性能。例如，缝隙1476可令插入件1437周边区域更挠曲，比如在压缩传感器1416期间，在传感器1416上形成一个更加法向（即正交）力。相比弯曲力、扭转力或剪力，具有法向力的传感器1416通常工作效率更高，因而，可生成更少的噪音和/或失真的更干净的信号。至少一些缝隙1476可置于传感器1416附近，可从插入件1437的周边边缘1475向内延伸。附加地，一条或多条缝隙1476可置于一个或多个传感器1416的内间隙、凹口、凹口等处（比如上述间隙1471）。在图29-33所示的实施例中，两条缝隙1476置于每个传感器1416附近，且每条缝隙1476延伸至力敏材料1444中裂片1470之间的间隙1471之一。本实施例中的缝隙1476均为细长型且完全延伸穿过插入件1437的材料。附加地，一些缝隙1476从插入件1437的周边边缘1475向内延伸，其他缝隙完全布置在插入件1437内并且不接触周边边缘。应了解，在各种实施例中，插入件1437可包括未延伸至传感器1416边界的额外缝隙1476和/或构造不同的缝隙1476。

此外，如图29-32所示，在一种实施例中，插入件1437可能可选包括经配置来在插入件1437压缩及/或弯曲期间让气流通过插入件1437的内部气流系统1477。气流系统1477可能在合适的位置（比如在传感器1416上或周围）包含一个或多个气囊1478，且包含一个或多个与气室1478相通的储气筒1479。图29-32所示插入件1437的实施例具有内部气流系统1477（在图31A中更详细展示），该系统包含四个位于传感器系统1412的四个传感器1416上的气室1478。气流系统1477也包含两个各自通过空气通道1480与一个或多个气室1478相通的储气筒1479。一个储气筒1479位于插入件1437的中心部位1474A，并与三个气室1478相通：第一气室1478位于第一趾骨部分1474B中的传感器1416上，第二和第三气室1478位于中心部位1474A的第一和第五跖骨区的传感器1416上。另一个储气筒1479位于插入件1437的脚跟部分1474C，并与脚跟部分1474C中的传感器1416上的第四气室1478相通。气流系统1477经配置来在压缩气室1478及/或储气筒1479周围的区域（比如通过压缩或弯曲相邻传感器1416）时允许气流在气室1478和储气筒1479之间流通。在所示实施例中，气室1478位于运动期间遭受大压缩的区域，气流系统1477帮助控制插入件1437部分的弯曲和变形。在其他实施例中，气流系统1477可能包含不同数量或配置的气室1478、储气筒1479及/或空气通道1480，比如图36所示及下述实施例。在一种实施例中，插入件1437有一个或多个位于气流系统1477的组件之一内或与之相通的通气孔1484，如图31所示。例如，通气孔1484可与一个或多个气室1478、一个或多个储气筒1479、一个或多个空气通道1480及/或这些部件的任何组合相通。这种配置的通气孔1484可允许气道从气流系统1477通向插入件1437外部。此外，一个或多个通气孔1484可能延伸至插入件1437周边而非通过一个或多个层1466、1468。

图31A所示实施例中的气室1478具有多裂片结构，类似于上述力敏材料1444块1444A。因此，在本实施例中，气室1478有三个由间隙1482隔开的裂片1481。裂片1481大体上相互分离，由延伸跨过间隙1482的桥接构件1483连接，因此，桥接构件1483在裂片1481之间形成气流通道。在图31A所示配置中，裂片1481排成排，并在三个裂片1481之间拥有两个间隙1482，且每个间隙1482拥有桥接件1483跨越，类似于上述块1444A。此外，在该配置中，一个桥接件1483位于每个气室1478的一个侧面，另一个桥接件1483位于气室1478的对立侧面，让每个气室1478大体上形成S型结构。本实施例中气室1478的形状大体上与力敏材料1444的块1444A的相同，并以按照力敏材料1444的叠加方式定位。在这种配置中，气室1478的间隙1482的位置与力敏材料1444的间隙1471相同，因此，缝隙1476也在气室1478中的间隙1482内延伸。在其他实施例中，一个或多个气室1478可能具有不同的形状或配置。

在图29-32所示实施例中，气室1478、储气筒1479和气流系统1477的气流通道1480由插入件材料的层1466、1468之间的间隔形成。如上所述，层1466、1468可封在一起，比如用热封、邦定材料或其他密封技术，因此，气流系统1477的组件的形状将由未封在一起的层1466、1468区域确定。例如，在一种实施例中，层1466、1468用粘合剂或其他通过印刷或另一种技术应用在一层或两层1466、1468上的邦定材料封在一起，气流系统1477通过不在划定气室1478、储气筒1479和气道1480的区域上应用粘合剂形成。气室1478及/或储气筒1479可能使用有助于分离层1466、1468的非导电材料（未显示）。此外，在一种实施例中，一个或两个层1466、1468可能拥有至少一个通气孔1484，以在使用及/或制造过程允许在层1466、1468之间排气。图31所示通气孔1484位于插入件1437的密封区域，但插入件1437可额外或替换地在气流系统1477的组件之一内具有通气孔1484（如上所述）。除气流系统1477之外，可使用通气孔1484或者将之代替气流系统。连接层1466、1468之后可封闭通气孔1484，以防止空气再次进入。

插入件1437在其上也可包括图形设计1485或其他记号。置于插入件1437的一个或两个层1466、1468的一个或多个图形层1486上提供图形设计1485。在图32所示的实施例中，插入件1437包括其上含有图形设计或记号1485的额外图形层1486。在本实施例中，图形层1486置于第一层1466的顶部，并密封在第一层1466上。图形层1486具有与第一和第二层1466、1468相同的外周形状和轮廓，而在另一种实施例中，图形层1486可具有不同的形状，包括外周尺寸小于第一和第二层1466、1468。附加地，图形层1486可由与其他层1466、1468相同的材料或不同的材料制成。图形设计1485可具有任何合适的构造。在一种实施例中，如图33所示，图形设计1485可包括传感器1416和/或传感器系统1412的其他组件的风格化或非风格化的描绘。图33的图形设计包括传感器1416大致尺寸、剖面形状和位置的图形描绘。

图33示出了图29-32的传感器系统1412的替换实施例，其中层1466、1468和电极1440、1442的相对于力敏材料1444的定向均反过来。换言之，其上具有形成电极1440、1442的导电材料的第一层1466在构建中作为底层布置，其上具有力敏材料1444的第二层1468置于第一层1466上。可按上述相同形式或构造提供层1466、1468、电极1440、1442和力敏材料1444。附加地，图33所示的传感器系统1412的实施例包括具有风格化或非风格化传感器1416版本的形式的图形设计1485的图形层1486，如上，该图形设计用于向用户指出传感器1416的位置。

图34-36示出用于并入鞋类物品100的FSR传感器系统1512的另一种实施例。传感器系统1512包括四个传感器1516，第一个传感器1516、第二个传感器1516、第三个传感器1516和第四个传感器1516分别置于第一趾骨（大脚趾）区域、第一跖骨头部区域、第五跖骨头部区域和脚跟区域，类似于图29-32所示构造。图34-36所示实施例的传感器系统1512的构造方式在许多方面与图29-32所示实施例的传感器系统1412的构造方式相同或大体上类似。因而，为简洁起见，可以不详细描述传感器系统1512的某些功能，且应了解，图29-32中传感器系统1416的描述并入传感器系统1512的描述中，提到的差异除外。还应了解，传感器系统1512可具有上述及图33所示传感器系统1412的实施例的任何特征。

图34-36所示传感器1516的构造方式与图29-32中传感器1416的构造方式大体上相同。本实施例的每个传感器1516具有将传感器1516连接至端口14的传感器导线1518。附加地，电源线1518A自端口14延伸出，并连接至全部串联的四个传感器1516以为全部四个传感器1516提供电源。与图29-32中的传感器1416类似，传感器系统1512的每个传感器1516包括第一和第二电极或电触点1540、1542及设置在电极1540、1542之间来实现电极1540、1542间电连接的力敏电阻材料1544。在本实施例中，与图29-32的实施例类似，电极1540、1542置于与力敏材料1544表面接触的位置。同样与图29-32的实施例类似，电极1540、1542有多个咬合或交叉指状物1546。应了解，传感器1516采用上述图29-32的相同方式构建，同样，功能方式也相同。

如图34所示，本实施例中力敏材料1544的块1544A具有由多个裂片1470形成的多裂片结构，这些裂片相互分离或大体上相互分离。力敏材料1544的块1544A被构造为大体上与图29-32中力敏材料1444相同，裂片1570由细长的间隙1571隔开，桥接构件1572跨越间隙1571以在裂片1570之间形成电连接。与上述相似，块1544A可具有大体上为S型的结构。如上，每个电极1540、1542至少具有一个与力敏材料1544块1544A的每个裂片1570接触的多个指状物1546。如上进一步描述，本实施例中的电极1540、1542具有多裂片结构，其中两个扩大的间隔1573置于力敏材料1544中的间隙1571上。

在图34-36的实施例中，传感器系统1512由两个柔性层1566、1568构造而成，两个柔性层结合形成插入构件1537来插入鞋类物品，如图29-32。如上所述，第一层1566上可具有位于其上的电极1540、1542和导线1518、1518A，第二层1568上可具有力敏材料1544。从图34-36中可看到，本实施例中插入构件1537的周边边缘1575的外周形状和轮廓与图29-32中插入件1437的不同，插入构件1537的形状与图27-28中插入构件1337的形状更相似。应了解，本实施例中插入构件1537也可包括图形设计或记号（未示出），且可在类似于图形设计1485的图形层（未示出）和上述及图32-33所示的图形层1486上提供该图形设计或记号。

图34-36的插入构件1537在插入构件1537材料中具有多条缝隙1576，这些缝隙可完全延伸穿过插入构件1576。缝隙1576可置于传感器1516附近，包括在间隙1571中延伸或在传感器1516内部延伸的缝隙，且可从插入构件1537的周边边缘1575向内延伸，类似于上述插入件1437。图34-36所示插入构件1537的缝隙1576被构造为不同于图29-32中的缝隙1476。某些缝隙1576具有不同的长度和形状，且脚跟传感器1516在力敏材料1544的间隙1571中没有缝隙1576。附加地，插入构件1537具有的若干未在传感器1516中延伸的缝隙，包括插入构件1537脚跟区域中传感器1516外周的周边缝隙（统称1576A）。周边缝隙1576A为弯曲缝隙1576，其在插入构件1537的脚跟区域按照周边边缘1575的轮廓延伸，并环绕脚跟传感器1516的外周弯曲。和上述及图29-32所示缝隙1476一样，缝隙1576可允许插入构件1537周边区域更挠曲，比如在压缩传感器1516期间，在传感器1516上再产生法向压缩。例如，插入构件1537脚跟区域中的周边缝隙1576A允许插入构件1537在脚跟压缩期间绕着传感器1516以“杯状”形状挠曲，这样可在传感器1516上形成更法向的力。

此外，如图29-32所示，在一种实施例中，插入件1537可能可选包含经配置来在插入件1537压缩及/或弯曲期间让气流通过插入件1537的内部气流系统1577。本实施例的气流系统1577在图36中更详细展示。图34-36所示插入件1537的实施例具有内部气流系统1577，该系统包含四个位于传感器系统1512的四个传感器1516上的气室1578。气流系统1577也包含两个各自通过气道1580与一个或多个气室1578相通的储气筒1579。储气筒1579与三个气室1578相通：第一气室1578位于第一趾骨传感器1516上，第二和第三气室位于第一跖骨区和第五跖骨区的传感器1516上。另一储气筒1579位于脚跟区域，并与脚跟区域中传感器1516上的第四气室1578相通。气流系统1577的功能实质上与上述图29-32中气流系统1477相同。储气筒1579和气道1580的形状和位置与图29-32所示气流系统1477中的不同，如图31A和图36之间的对比所示。此外，本实施例中的气室1578拥有多裂片结构，实质上与上述图29-32中的气室1478相同，其三个裂片1581由间隙1582隔开，由跨越间隙1582的桥接构件1583连接起来。也可使用与图29-32中气流系统1477相同的上述技术形成气流系统1577的组件。此外，如上所述，插入件1537可包含一个或多个通气孔（未显示）。

图8和图27-36所示传感器系统212、1312、1412、1512及图27-36所示插入构件1337、1437、1537可在鞋子100中图4和5中所示的脚部接触构件133和中底构件131之间使用。在一种实施例中，在制造鞋子100过程中、鞋帮120连接至中底构件131和外底132之后将FSR传感器系统212、1312、1412、1512插入中底构件131（和内底，如有）上方，然后将脚部接触构件133插入传感器系统212、1312、1412、1512上。附加地，在一种实施例中，传感器系统212、1312、1412、1512可作为插入构件的一部分插入，比如图12和27-35所示的插入件437、1337、1437、1537。图11-14示出在比如鞋子100的鞋类物品中使用FSR传感器的附加示例。如上及图4所示，图11-14所示的实施例示出了中底构件131，其具有用于容纳电子模块22的井部135和用于连接至模块22端口14。然而，应了解，井部135和/或端口14可置于其他位置，比如全部或部分置于图5所示的脚部接触构件133或鞋子100的其他位置。

作为一个示例，图11示出了包括FSR传感器系统312的鞋类物品的部分鞋底结构130，其中中底构件131具有与其相连的FSR传感器组件313。在本实施例中，FSR传感器316部分嵌入中底构件131，传感器导线318连接至中底构件131的顶部表面。应了解，中底构件131可具有层，该层遮盖传感器316以将其固定在中底构件131内，传感器318可全部或部分嵌入中底构件131，或中底构件131具有“口袋”以插入传感器316。中底构件131还具有与其相连的端口14。端口14连接至传感器导线318，并置于井部135内来连接井部135内容纳的电子模块22。传感器导线318在端口14附近形成接口319以与端口14连接。

在另一个示例中，图12示出了包括FSR传感器系统412的鞋类物品的部分鞋底结构130，其中附加鞋底构件437包括FSR传感器组件413。在本实施例中，附加的鞋底构件437被构造为插在脚部接触构件133与中底构件131之间的插入件或衬垫。插入件437具有与其相连的FSR传感器416和传感器导线418。插入件437的构造可与上述及图27-28所示插入构件1337的构造类似，或具有另一种构造。附加地，在本实施例中，插入件437是一薄层的柔性聚合物织带材料，其上安装了FSR传感器416和传感器导线418以将传感器固定到位。应了解，传感器416和/或导线418可全部或部分地嵌入插入件437的聚合物材料。在另一个实施例中，插入件437可完全由传感器组件413组成，无任何邦定或织带材料。插入件437也被构造为将传感器导线418连接至端口14且其定位使得当插入件437置于脚部接触构件133与中底构件131之间时，传感器导线418的接口419在井部135内或与之相邻，以通过端口14与井部135内接收的电子模块22连接。附加地，可在鞋底结构130上提供一个或多个具有不同构造的传感器416的其他插入件437。升起（lift）脚部接触构件133，然后用另一个不同构造的插入件437替换一个插入件即可拆除和互换这些其他插入件437。这样便于针对不同的应用根据需要将单个鞋类物品与不同的传感器416构造结合使用。例如，如下，传感器系统412可被构造为与外部设备110通信，且不同构造的传感器416能够用于外部设备110上运行的不同比赛或其他程序。此外，可调整插入件437的尺寸使得其能够用于许多不同尺寸的不同鞋类物品以提供多功能性。

在图13所示的替换实施例中，插入件、衬垫或其他附加鞋底构件437A能够被构造有用于放置在脚部接触构件133顶部的传感器组件412A。本插入件437A的构造方式与上述插入件437的构造方式类似，比如具有连接到传感器416A和传感器导线418A的柔性聚合物织带材料。传感器组件412A可包括绕着脚部接触构件133延伸或将之穿过的延长和/或合并导线418A，终止在接口419A中，该接口419A被构造为用于连接至置于井部135中的端口14以与电子模块22相连。应了解，本插入件437A在某些情况下被视为“脚部接触构件”，因为插入件437A形成鞋底结构130的顶部部分。与上述插入结构437类似，可以去除插入结构437A且将其与其他具有不同传感器416A构造的插入件437A互换，并且调整其尺寸以放置在具有各种不同尺寸的鞋类中。

在另一种替换实施例中，可生产插入构件以连接至另一鞋底构件，比如脚部接触构件133或中底构件131。该插入构件可类似于上述及图12-13所示的插入件437和437A，比如具有连接了传感器416、416A和传感器导线418、418A的柔性织带材料（如聚合物）。该构造能够使得根据需要将传感器组件413、413A安装在鞋底结构130的任何构件之上，以创建一个完整的传感器系统。能够使用多种不同方式将插入构件连接到鞋底构件，比如使用粘合剂、固定件、焊接、热封或任何其他合适的技术。应了解，在一种实施例中，插入件437、437A可不具有织带材料且可只包括传感器组件413、413A的电子组件。

作为另一个示例，图14示出了包括FSR传感器系统512的鞋类物品的鞋底结构130的一部分，其中脚部接触构件133具有连接至其的FSR传感器组件513。图14所示的脚部接触构件133是鞋内底构件，然而如上所述，脚部接触构件133可替换地为短靴元件、士多宝、鞋垫、袜子或鞋类物品中使用的其他类型脚部接触构件。在本实施例中，FSR传感器516部分地嵌入脚部接触构件133，传感器导线518连接至脚部接触构件133的底面。应了解，脚部接触构件133可具有遮盖传感器516以将其固定在脚部接触构件133内的层，并且传感器518可全部地或部分地嵌入脚部接触构件133，或脚部接触构件133的口袋可用于接收传感器516。传感器导线518的端子端部被构造为连接端口14且其被置于使得当脚部接触构件133置于中底构件131顶部时，导线518的接口519在井部135内或与之相邻，以通过端口14与井部135内接收的电子模块22连接。附加地，可提供具有不同构造传感器组件513的多个脚部接触构件133的鞋底结构130。通过去除其他脚部接触构件133，然后用具有不同构造传感器516的另一个脚部接触构件133将其替换，即可拆除和互换这些其他脚部接触构件133。这使得针对不同的应用，根据需要，将单个鞋类物品与不同的传感器516构造一起使用，包括上述外部设备110上运行的程序。

图15示出了包括传感器系统612的鞋子100的示例性实施例，传感器系统612包括合并了多个传感器616的传感器组件613。传感器616使用电极640、642的电极对641和单独的力敏电阻元件650，包括与电极640、642接触的力敏电阻材料644。在本实施例中，每个电极对641和力敏材料644结合形成一个传感器616，运行方式与上述及图9-10中所示电极(+)与(-)和材料M类似。传感器系统612用类似于上述传感器系统12、212的方式布置，也包括与电子模块22及将电极640、642连接到端口14的多根导线618通信的端口14。模块22被包括在鞋子100鞋底结构130的井部或腔135中，端口14连接在井部135内以在井部135内连接至模块22。

图15中的力敏电阻元件650可为定位于与电极640、642接触的位置的任何元件。力敏元件650可完全由力敏电阻材料644组成或仅部分由力敏材料644组成，比如通过包括一层力敏材料644或包括力敏材料644的策略性安置区。附加地，力敏元件650可是一个连续块或包括几个独立块。在一个实施例中，比如下述及图16-20所示实施例，力敏元件650可被包括在鞋底结构130构件中或完全形成鞋底结构130的构件。

适合用作力敏电阻材料244的一种材料为量子隧穿复合材料(“QTC”)，其提供基于体积的电阻行为。量子隧穿复合材料一般包括包括金属颗粒或其他导电颗粒的聚合物基体材料。压缩时，导电颗粒相互靠近，让电子机械地隧穿绝缘聚合物基体。随着压缩加剧，导电颗粒依然相互靠近，从而增加电流量、减少测量的电阻。量子隧穿复合材料中的颗粒可具有不规则表面，其能够使得颗粒运动相对范围增大而不相互接触。这种行为允许定量或二进制（开/关）检测力敏材料上的力。在其他供应商中，可从PeratechLimited处购买合适的量子隧穿复合材料。

适用作力敏电阻材料244的另一种材料是定制导电泡沫，其也提供力敏电阻特性。定制导电泡沫通常包括由导电材料或包括导电材料添加剂制成的泡沫，比如碳黑或其他形式的碳或导电聚合物。定制导电泡沫在压缩泡沫时可增大电子的导电性，从而减少测量的电阻。适用作力敏电阻材料244的另一种材料是力转换橡胶。力敏材料644可是出现力敏电阻特性的任何其他材料，包括上述具有基于体积的电阻或基于接触的电阻的任何材料。

电极640、642可由关于电极240、242的上述任何材料制成。在一个实施例中，能够使用导电墨将电极640、642和/或导线618印在一个表面上，比如脚部接触构件133、中底构件131或另一个鞋底构件。在另一种实施例中，导电胶带及上述其他结构和技术能够用于此用途。

图15所示传感器系统612可在图4和5中所示脚部接触构件133和中底构件131之间的鞋子100中使用，比如通过将力敏电阻元件650连接至脚部接触构件133或中底构件131。图11-20示出在比如鞋子100的鞋类物品中使用采用单独的力敏电阻元件的传感器的额外示例。如上及图4所示，图11-20所示的实施例示出了在其处具有用于容纳电子模块22的井部135和用于连接至模块22的端口14的中底构件131。然而，应了解，井部135和/或端口14可置于其他位置，如图5所示，比如全部地或部分地置于脚部接触构件133或鞋子100中的其他位置。

作为一个示例，图16示出了包括传感器系统712的鞋类物品的鞋底结构130的一部分，其中脚部接触构件133具有连接至其的电极组件713。在本实施例中，电极组件713包括连接到脚部接触构件133底面的传感器导线718和电极对741。在一种实施例中，电极对741和传感器导线718可被印在脚部接触构件133底部，在另一种实施例中，电极对741和导线718可被包括在脚部接触构件133底部的层中。应了解，电极对741和/或导线718可全部或部分地嵌入脚部接触构件133。中底构件131的顶面包括力敏电阻材料744层751的形式的力敏电阻元件750。应了解，该层751在某些实施例中可不连续。传感器导线718的接口719置于井部135内或与之相邻，以通过接口14连接井部135内容纳的电子模块22。附加地，可向鞋底结构130提供多个具有不同构造的电极组件713的脚部接触构件133。去除这些其他脚部接触构件133，然后用具有不同构造电极对741的另一个脚部接触构件133将其替换，即可去除和互换这些其他脚部接触构件133。这样便于针对不同的应用根据需要允许将单个鞋类物品与不同的传感器构造结合使用，包括上述外部设备110上运行的程序。也应了解，本构造可被反转，其中脚部接触构件133具有与其相连的力敏电阻元件750，电极对741可连接至中底构件131。

在图17所示的另一种实施例中，鞋底结构130包括传感器系统812，其中脚部接触构件133具有电极组件813且按照上述及图16中所示电极装置713的相同构造与电极组件813相连。与上述类似，电极装置813包括连接至脚部接触构件133底面的传感器导线818和电极对841，其中导线818端接于接口819以连接其至端口14。然而，在图17的实施例中，中底构件131本身的功能与力敏电阻元件850相同，并完全由力敏电阻材料844组成。本实施例的其他功能的方式与图16所示实施例相同，并提供相同的互换性。还应了解，本构造可被反转，其中脚部接触构件133的功能与力敏电阻元件850相同，由力敏电阻材料844组成，且电极对841可连接至中底构件131。

在另一个示例中，图18示出了包括传感器系统912的鞋类物品的鞋底结构130的一部分，其中脚部接触构件133、中底构件131和附加的鞋底构件937具有与其相连的位于中底构件131和脚部接触构件133之间的电极组件713连。电极组件913包括连接至附加鞋底构件937的传感器导线918和电极对941。在本实施例中，附加鞋底构件133是由一薄层的柔性聚合物织带材料制成的插入件937，聚合物织带材料上安装了电极对941和传感器导线918以将电极对941固定到位。应了解，电极对941和/或导线918可被全部地或部分地嵌入插入件937的聚合物材料。在另一种实施例中，插入件937可完全由电极组件913组成，无任何粘结或织物材料。中底构件131在其顶面包括以力敏电阻材料944的层951的形式的力敏电阻元件950，类似于图16的力敏元件750。应了解，该层951在某些实施例中可不连续。插入件937被构造为将传感器导线918连接至端口14并且被置于使得当插入件937置于脚部接触构件133与中底构件131之间时，传感器导线918的接口919在井部135内或与之相邻以通过端口14与井部135内接收的电子模块22连接。附加地，可向鞋底结构130提供多个具有不同构造的电极组件913的插入件937。升起脚部接触构件133，然后用具有不同构造电极对941的另一个插入件937将插入件937替换，即可去除和互换这些其他插入件937。这样使得针对不同的应用根据需要将单个鞋类物品与不同的传感器构造一起使用，包括上述外部设备110上运行的程序。

在图19所示的另一种实施例中，鞋底结构130包括传感器系统1012，其中插入件1037按照上述及图18中所示电极装置913的相同构造与电极装置1013相连。与上述类似，电极装置1013包括连接至中底构件131与脚部接触构件133之间的插入件1037的传感器导线1018及电极对1041，其中导线1018端接于接口1019以连接至端口14。然而，在图19的实施例中，中底构件131本身的功能与力敏电阻元件1050相同，并完全由力敏电阻材料1044组成。本实施例发挥作用的方式与图18所示实施例相同，并提供相同的互换性。应了解，在替换实施例中，脚部接触构件133可由力敏电阻材料1044构建，赋予与力敏电阻元件1050相同的功能。在该本构造中，插入件1037和/或电极组件1013可需重新构造或重新定位来与插入件1037顶面而非底面的力敏材料1044接触。

应了解，在替换实施例中，图18-19所示的插入件937、1037能够与包括力敏电阻元件950、1050的脚部接触构件133一起使用。当脚部接触构件133在其底面而非中底构件131的顶面具有力敏电阻材料944的层951时，插入件937和/或电极组件91可被重新构造为或重新定向以接触插入件937的顶侧而非底侧上的力敏材料944。脚部接触构件133在其顶侧可具有力敏材料944的层951，在此情况下，插入件937、1037也可以从顶侧插入。应了解，如果整个脚部接触构件133包括力敏电阻元件1050，则插入件937、1037能够在脚部接触构件133的顶侧或底侧被使用。

在图20所示的另一个实施例中，鞋底结构130包括传感器系统1112，其中插入构件1137按照上述及图18中所示电极组件913的相同构造与电极组件1113相连。与上述类似，电极组件1113包括连接至中底构件131与脚部接触构件133之间的插入构件1137的传感器导线1118及电极对1141，其中导线1118端接于接口1119以连接端口14。然而，在图20的实施例中，力敏电阻元件1150包括在未附接到中底构件131或脚部接触构件133的力敏电阻材料1144的单独衬垫1151中。衬垫1151可完全由力敏电阻材料1144组成或包括由力敏材料1144组成的部分或区域。附加地，在本实施例中，衬垫1151被置于中底构件131和插入构件1137之间，然而，在另一个实施例中，衬垫1151可置于脚部接触构件133和插入构件1137之间。应了解，如果改变衬垫1151的位置，插入构件1137和/或电极组件1113可需被重新构造或重新定位以与插入构件1137顶侧（而非底侧）的力敏材料1144接触。进一步地，在其他实施例中，只要电极对1141与力敏材料1144接触，衬垫1151和插入构件1137就可被置于鞋底结构130中的任何位置。除此之外，本实施例发挥作用的方式与图18所示实施例相同，并提供不同电极组件的相同互换性。本实施例也提供力敏元件1150的互换性，比如需要不同的材料1144时或力敏元件损坏或报废时。

在另一种替换实施例中，可产生插入构件以连接另一个鞋底构件，比如脚部接触构件133或中底构件131。该插入构件可类似于上述及图18-20中所示插入件937、1037、1137，比如具有柔性织带材料（比如，聚合物），其具有电极对941、1041、1141和传感器导线918、1018、1118（具有被构造用于连接端口14的末端），如上所述。该构造根据需要使得电极组件913、1013、1113能够被安装在鞋底结构130的任何构件之上，以创建一个完整的传感器系统。可使用许多不同的方式将插入构件连接至鞋底构件，比如使用粘合剂、固定件、焊接、热封或任何其他合适的技术。应了解，一种实施例中的插入件937、1037、1137可不具有织带材料而只包括传感器组件913、1013、1113的电子组件。

应了解，量子隧穿复合材料、特制导电泡沫、力转换橡胶和这里所讨论的其他力敏电阻材料能够被用于创建独立、完备的传感器，类似于上文和如图8所示的FSR传感器216，并且不限制必须用在具有分离的电极和力敏元件的传感器组件中。这样的独立传感器可包括力敏电阻材料和两根电极，如图9-10所示。

在如图21所示的另一种实施例中，传感器系统1212中可包括连接在鞋100的鞋面120而非鞋底结构130的传感器组件1213。上述的各种不同类型的传感器均可用于本实施例，并且传感器能够以任和合适的方式连接鞋面120。例如，在一个实施例中，传感器1216可为织入鞋面的材料的FSR传感器，并将导电纤维也织入鞋面材料以形成导线1218。在本实施例中，所示模块22被包括在鞋100的鞋底130，且导线1218从鞋面120脚部接触构件133的下方延伸至与模块22通信的端口14。然而，应了解，模块22可被置于其他位置，包括在其他的实施例中被附接到上部120上。

上述的各种能够互换的鞋底插入构件在此处在预算合理时可定制开发传感器系统，其包括具有传感器/电极组件413、413A、913，1013和1113的能够互换的插入件437、437A、937，1037和1137，以及具有传感器/电极组件513，713和813的可以互换的脚部接触构件133。例如，FSR传感器插入件437和437A与具有FSR传感器组件513的脚部接触构件133就能够通过各种不同来源被定制制造用于各种目的，并且可被插入到各种鞋类100中。作为另一个示例，插入件937、1037和1137与具有电极组件713、813、913，1013和1113的脚部接触构件133也可进行类似的定制生产，并被插入到各种鞋类100中。在一种实施例中，鞋类100可在制造中包括力敏电阻材料，并且可将任何传感器组件构造713、813、913，1013和1113插入到鞋类100中以发挥力敏材料的功能。如上，力敏电阻材料1144的单独衬垫1151能够被制造以使其可以被插入各种鞋类中，进一步提升这套系统的多功能性。如下，这种传感器组件能够被定制以用于电子模块22和/或外部设备110的特定软件。第三方可通过打包的方式与具有定制传感器组件的鞋底插入构件一起提供这样的软件。

下面根据图3-5中的传感器系统12说明了传感器系统12、212、312、412、412A、512、612、712、812、912、1012、1112、1212、1312、1412、1512的操作和用途，并且应了解，传感器系统12的工作原理，包括所有实施例和变化情况，完全应用于上述各种传感器系统212、312、412、412A、512、612、712、812、912、1012、1112、1212、1312、1412、1512的其他实施例。在操作中，传感器16根据其功能和设计采集数据，然后将数据传输到端口14。然后，端口14允许电子模块22与传感器16接口连接并收集数据以作后用和/或处理。在一个示例中，数据被以通用可读格式收集、储存和传送，因此这些数据能够被多个用户用各种不同的应用程序访问和/或下载并用于各种不同的目的。在一个实施例中，数据以XML格式收集、储存和传输。附加地，在一个实施例中，数据可被传感器16以序列方式收集，并且在另一个实施例中，数据可被两个或更多个传感器16同时收集。

在不同的实施例中，传感器系统12可被构造为收集不同类型的数据。在一个实施例（如上）中，传感器16可收集关于压缩的次数、顺序和/或频率的数据。例如，系统12能够记录走动、跳跃、切、踢或其他穿上鞋100后所产生的挤压力的次数或频率，以及其他参数，比如接触时间和滞空时间等。定量型传感器还是二进制开/关型传感器两者都能够采集这种数据。在另一个实施例中，系统能够记录鞋子所产生的压缩力顺序，其能够被用于诸如确定足部是内翻还是外翻、重量转移、步伐等目的。在另一个实施例中（如上），传感器16能够定量测定鞋100上相邻部分所承受的挤压力，因此数据能够包括量化的挤压力和/或冲击力测量值。还可利用鞋100上不同部分的受力的相对差别确定鞋100上的重量分布和“压力中心”。可以分别计算某一只或两只鞋100的重量分布和“压力中心”，也可将两只鞋作为整体进行计算，比如找出某个人的全身的压力中心或重量分布中心。如上，可采用相对较为密集的开/关二进制型传感器阵列通过检测压力较大的时候传感器相互之间所产生的“搅动”来定量地测量力。在更进一步的实施例中，传感器16能够测量挤压力变化的速率、接触时间、滞空时间或冲击之间的间隔时间（比如跑和跳），和/或其他基于瞬时的参数。应了解，在任何实施例中，传感器16在记录力/冲击之前需要有特定阀值力。

如上所述，这些数据通过通用端口14以通用可读格式提供给模块22，因此能够使用这些数据的应用程序、用户和程序的数量几乎没有限制。因此，用户可按照需要构造端口14和模块22，和/或对其编程，并且端口14和模块22接收传感器系统12的输入数据，这使得数据可以对不同的应用以任意的方式使用。在许多应用中，这些数据在使用前将经过模块22和/或外部设备110被进一步的处理。应了解，在某些实施例中，传感器16、端口14、模块22、外部设备110（包括设备110A）的一个或多个，和/或者这些组件的组合，在一些实施例中可处理这些数据中的至少一部分，提供的这些组件包括具有处理能力的硬件和/或其他结构。在外部设备110对数据进行进一步的处理的构造中，模块22可向外部设备110传输数据。所传输的数据既可采用通用可读格式，也可以采用其他格式，并且模块22被构造为以改变数据的格式。附加地，对于一个或多个特定应用，模块22能够被构造为以采集、利用、和/或处理传感器16所发送的数据。在一个实施例中，模块22被构造为以采集、利用、和/或处理数据以用于多个应用。下面给出了这鞋用法和应用的示例。如在此使用的，“应用”这个术语泛指某种具体的用途，不必限定为计算机程序应用中的用途，虽然这个术语被用于计算机技术中。不过，具体的应用可被全部地或部分地嵌入到计算机程序应用中。

此外，正如图22所示的实施例，模块22能够被从鞋类100去除并用被构造为用于与第一模块22操作不同的第二模块22A替代。应了解，模块22可被去除并被以相似或相同的方式构造的另外一个模块22A替代，比如电池耗尽、故障等。在图22所示的实施例中，完成替换有以下步骤，升起脚部接触构件133、从端口14断开第一模块22并且从井部135去除第一模块22，然后将第二模块22A插入到井部135中并且将第二模块22A连接到端口14，最后将脚部接触构件133归位。第二模块22A可被编程和/或被构造为不同于第一模块22。在一个实施例中，第一模块22可被构造为用于一种或多种特有应用，并且第二模块22A可被构造为用于一种或多种不同的应用。例如，第一种模块22可被构造为用于一种或多种游戏应用，并且第二模块22A可被构造为用于一种或多种运动表现监测应用。附加地，模块22、22A可被构造为用于同类的不同应用。例如，第一模块22可被构造为用于一种游戏或运动表现监测应用，并且第二模块22A可被构造为用于不同的游戏或运动表现监测应用。作为另外一个示例，模块22、22A可被构造为用于在相同游戏或表现监测应用中的不同用途。在另一个实施例中，第一模块22可被构造为以采集一种数据并且第二模块22A可被构造为以采集一种不同类型的数据。这里描述的这些类型的例子，包括力的定量测定、相对力（即传感器16相对其他的）的测定、重量的转换/转移、冲击顺序（如步伐）、力度变化速度等。在另一个实施例中，第一模块22可被构造为以不同于第二模块22A的方式利用或处理传感器16的数据。例如，模块22、22A可被构造为只采集、储存和/或传输数据，或模块22、22A可被构造为以进一步以一些方式处理这些数据，比如数据的整理、改变数据格式，用数据进行计算等。而在另一种实施例中，模块22、22A还可被构造以不同地通讯，比如具有不同的通信接口或被构造成与不同的外部设备110通讯。模块22、22A也可在其他方面具有不同的功能，包括结构的方面和功能的方面两者，比如采用不同的电源或包括诸如前述的附加传感器（例如GPS、加速计等）的不同的硬件组件。

一种预期用于通过系统12收集的数据的用途是测量重量转移，这对很多运动活动很重要，比如高尔夫挥杆、棒球/垒球挥杆、曲棍球挥棒（冰上或场地曲棍球）、网球挥拍、扔球/投球等。系统12所收集到的压力数据可提供关于平衡和稳定方面的有价值的反馈以改善任何可应用的运动领域的技术。应了解，基于收集到的数据的目的用途，可设计或多或少昂贵和复杂的传感系系统12。

系统12所收集到的数据能够用来测量各种其他运动表现特征。这些数据能够被用来测量足部内翻/外翻的角度及/或速度、步伐，平衡和其他类似参数，这些都可用于改善快跑/慢跑或其他运动活动中的技术。关于内翻/外翻，这些数据的分析也能够用来预测内翻/外翻。可以监视速度和距离，其可包括计步器的测量，比如接触或滞空时间的测量。还可测量跳跃高度，比如采用接触测量或滞空时间测量。可以测量侧切力，包括切入时鞋100上不同部位上所被施加的不同的力。传感器16可被置于测量剪切力的地方，比如鞋100内脚的侧滑。作为一个示例，可在鞋100的上部120中包括附加的传感器来检测边的受力。作为另一个示例：高密度的二进制传感器阵列能够通过激活的传感器的“搅动”的侧向变化来检测剪切作用。

在另一个实施例中，如上，可在鞋100的鞋面120中附加地或替换地包括一个或多个传感器1216。传感器1216可以任何上述方式合并到鞋面120中。例如，传感器1216可被织入上部的材料中，并将导电纤维也织入上部以形成导线。在这种构造下，可测量更多的参数，比如踢力比如用于英式或美式足球，和英式足球中的“触球”次数和/或频率。

由此得到的数据或测量结果可对用运动训练的目的有用，包括改善速度、力量、敏捷、稳定性、技巧等。端口14、模块22和/或外部设备110能够被构造为向用户提供主动的实时反馈。在一个示例中，端口14和/或模块22可被置于与计算机、移动设备等进行通讯的位置，以实时传达结果。在另一个示例中，鞋100中包括一个或多个振动元件，通过振动鞋子的部分给用户提供反馈，帮助其控制移动，比如美国专利号6,978,684中所公开的特征，其通过引用被包括于此并作为本专利申请说明书的部分。附加地，这些数据能够被用来比较运动动作，比如将现在的动作与用户之前的动作进行比较以展示一致性、改善以及不足等，或将某个用户的动作与另一个用户的同一个动作进行比较，比如职业高尔夫球手的挥杆动作。此外，系统12可被用以记录运动员的“标志性”运动动作的生物力学数据。可将该数据提供给他人用以重复或模拟该动作，比如用于游戏应用或跟随应用等覆盖与用户的相似的动作的动作。

系统12还可被构造为“全天活动”追踪，记录用户一天中参与的各种活动。系统12可包括用于此目的的特有的算法，比如在模块22、外部设备110和/或传感器16中。

系统12也可被用作控制类应用而非数据收集与处理类应用。换言之，系统12可被合并到鞋类或其它与身体接触的物品中，以用于基于传感器16所检测到的用户动作来控制外部设备110，比如计算机、电视机、视频游戏等。实际上，合并了延伸到通用端口14的传感器16和导线18的鞋类允许其作为输入系统，并且电子模块22能够被构造、编程和改造以接收传感器16的输入并且以任何想要的方式使用这些输入数据，例如作为远程系统的控制输入。例如，带有传感器控制的鞋能够用作某台计算机或计算机上执行的程序的控制或输入设备，类似于鼠标，其使得脚部动作、手势等（例如，足拍、足双拍、足跟打、足跟双打、足横划、足尖点、足弹跳等）能够控制计算机上预设定的操作（例如，向下翻页、向上翻页、撤销、复制、剪切、粘贴、保存、关闭等）。为此，能够提供软件来将足部手势分配给不同的计算机功能控制。可预期的是，操作系统能够被构造为接收和识别传感器系统12的控制输入。电视机或其它外部电子设备能够通过这种方式被控制。合并系统12的鞋类100也能够被用于游戏应用和游戏程序中，类似于任天堂Wii控制器，特有动作分配给特定的功能和/或能够被用于在显示屏上产生用户的移动的虚拟再现。作为一个示例，压力中心数据和其他重量分布数据能够被用在游戏应用中，包括平衡的虚拟呈现、重量转移和其他表演动作。系统12能够被用作用于游戏或其它计算机系统的独有控制器或补充控制器。构造的示例和使用这些传感器系统作为鞋类物品的外部设备控制的方法和用于这些控制的脚部手势在美国临时专利申请号61/138,048中示出，其全部作为引用被包括于此。

附加地，系统12还可被构造为直接与外部设备110和/或该外部设备的控制器进行通讯。如上，图6示出了用于在电子模块22和外部设备之间通讯的一种实施例。在图23所示的另一种实施例中，系统12能够被构造为与外部游戏设备110A进行通讯。该外部游戏设备110A包括类似于图6所示的示例性外部设备110的组件。该外部游戏设备110A中还包括至少一个包括游戏程序的游戏介质307（例如，游戏卡带、CD、DVD、蓝光或其他存储设备），并且至少一个遥控器305被构造为通过传输／接收元件108进行有线和/或无线连接通信。在所示实施例中，控制器305作为用户输入310的补充，然而在另一个实施例中，控制器305可作为唯一的用户输入。在本实施例中，提供系统12和附件设备303，比如带USB插口的无线传输／接收器，附件设备被构造为连接到外部设备110和/或控制器305以使得能够与模块22通信。在一个实施例中，附加设备303可被构造为连接到一个或多个附加的控制器和/或外部设备，其类型可与控制器305和外部设备110相同和/或不同。应了解，如果系统12中还包括了上述的其他类型的传感器（例如，加速计），则这些附加传感器也能够被合并以控制外部设备110上的游戏或其他程序。

外部设备110，比如计算机/游戏机系统，可提供其他类型的软件实现与系统12的交互作用。例如，游戏程序可根据用户的真实生活活动被构造为改变游戏角色的属性，其能够鼓励用户进行锻炼或加大活动量。在另一个实施例中，程序可被构造为显示用户的角色化身，角色的表现与通过检测鞋的系统收集的用户活动相关或成一定比例。在这样的构造中，角色在用户活跃显得激动、充满能量，如果用户不够活跃，用户角色就显得困倦、迟缓。传感器系统12还能够被构造为对描述运动员标志性动作的更详尽的检测，然后其能够被用于各种目的，比如游戏系统或建模系统。

图24示出了“网格”通信模式，其中模块22、22’被构造为可彼此通信，并且还可可以分别与外部设备110进行独立通信。图25示出了“菊花链”式通讯模式，其中模块22’通过另一只模块22与外部设备110通信。换言之，第二模块22’被构造为将信号（其中可包括数据）通信到第一模块22，并且第一模块22被构造为将来自模块22、22’两者的信号通信到外部设备110。类似地，外部设备通过第一模块22与第二模块22’通信，通过发送信号到第二模块22’的第一模块22。在一种实施例中，对于非传输信号到外部设备110或从其接收信号的目的，模块22、22’也可以进行相互之间的通信。图26示出了“独立”的通信模式，其中每个模块22、22’被构造为用于与外部设备110独立通信，并且模块22、22’被构造为不能彼此通信。在其他实施例中，传感器系统12、12’可被构造为以另一种方式彼此通信和/或与外部设备110通信。

本发明范围内还预测了系统12收集的数据的其他可用途和应用并且本领域技术人员能够意识到这些其他用途和应用。

如同本领域技术人员在阅读本公开后将领会的，这里描述的各种方面可通过一种方法、数据处理系统或计算机程序产品实施。因而，这些方面可体现为完全的硬件实施例、完全的软件实施例或结合软件和硬件的的实施例。此外，这些方面还可体现为被具有计算机可读程序代码或指令的一个或多个有形的计算机可读存储介质或存储设备储存且在存储介质中或上被实施的计算机程序产品。可使用任何合适的有形计算机可读存储介质，包括硬盘、光盘、光存储设备、磁存储设备，和/或以上的结合。此外，各种无形的体现此处描述的数据或事件的信号可在来源和目的地之间以以通过诸如金属丝、光纤，和/或无线传输媒体（如空气和/或空间）的信号导电介质的电磁波的形式传递。

如上所述，本发明的各个方面可在被其计算机和/或处理器执行的计算机可执行的指令的大环境中被描述。大体上，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。这样的程序模块可被包括在有形DE计算机可读介质中，如前。本发明的各方面还可用在分布式计算环境中，任务由通过通信网络连接的远程处理设备执行。程序模块可位于内存中，比如模块22的内存204或外部设备110的内存304，或外部介质，比如游戏媒体307，其可包括包括内存存储设备的本地和远程计算机存储介质。应了解，模块22、外部设备110和/或外部介质可包括补充程序模块用于一起使用，比如在特定应用程序中。还应了解，为了简洁，模块22和外部设备110示出和描述了单个的处理器202、302和单个的内存204、304，并且处理器202、302和单独的内存204、304可分别包括多个处理器和/或内存，并且可包括一套处理器和/或内存。

这里所描述的传感器系统的各种实施例，以及鞋类物品、脚部接触构件，插入构件和包括传感器系统的其他结构等，提供了超过现有技术的好处和优点。例如，这里所描述的许多传感器实施例为传感器系统提供了相对便宜和耐用选择使得传感器系统能够被合并到鞋中并且成本增加少而且可靠性好。因此，不论消费者最终究竟是否需要使用这套传感器系统，这种鞋类可以在生产制造时直接集成传感器系统，并且不会对价格产生明显的影响。附加地，带有定制传感器系统的鞋底插入构件能够与被设计以使用传感器系统的软件一起被便宜地制造和分销，并且不会对软件成本产生明显的影响。作为另一个示例，该传感器系统提供了用于丰富的应用的丰富的功能，包括游戏、健身、运动训练和改善、计算机和其他设备的实际控制，以及这里所描述的且本领域技术人员能够意识到的其他各种用途。在一个实施例中，第三方软件开发者能够开发被构造为使用传感器系统的输入以运行的软件，包括游戏和其他程序。传感器系统提供通用可读格式的数据的能力能力级大地扩展了传感器系统能够使用的第三方软件和其他应用的范围。附加地，在一个实施例中，本传感器系统可以产生许可对施加的力的精确检测的信号和数据，其提供了更多的实用性和多功能性。作为另外一个示例，包括传感器系统的各种鞋底插入构件，包括衬面、鞋垫和其他元件，为不同的应用提供传感器系统的互换性和定制性。不仅如此，具有切口和/或缝隙的插入构件的构造考虑到插入构件更均匀的挠曲，在受挤压时可更好地保持正交（垂直）受力。这样更有利于传感器更有效地发挥功能，提供更少噪音和／或失真的更清晰的信号。本领域技术人员意识到可意识到其他优点。

这里所述的包括传感器系统12的单只鞋类物品100能够被单独使用或与具有其自己的传感器系统12’的第二只鞋类物品100’一起使用，比如如图24-26所示的一双鞋100、100’。第二只鞋100’的传感器系统12’大体上包括一个或多个通过传感器导线18’连接到端口14’的传感器16’以与电子模块22’进行通信。图24-26所示之第二只鞋100’的第二套传感器系统12’具有与第一只鞋100的传感器系统12相同的构造。不过，在另一种实施例中，鞋100、100’可具有具有不同构造的传感器系统12、12’。两只鞋100、100’均被构造用于与外部设备110通信，且在所示实施例中，鞋100、100’的每只具有被构造为与外部设备110通信的电子模块22、22’。在另一种实施例中，鞋100、100’可都具有被构造为与同一只电子模块22进行通信的端口14、14’。在本实施例中，鞋100、100’的至少一只可被构造用于与模块22进行无线通信。图24-26示出了在模块22、22’之间进行通信的各种模式。

这里已描述和示出了几个替换实施例和示例。本领域技术人员将意识到各自实施例的特性，以及组件的结合与变化。本领域技术人员还将意识到任何实施例都可以与这里公开的其他实施例进行任意结合。应了解，在不脱离本发明的宗旨和中心特征的情况下，本发明还可以其他特定的形式被实施。因此，这里的示例和实施例均应被视为示范性而非限定性，且本发明不应被本文所给出的细节而限定。这里的“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等术语，均以示范为目的，而非对实施例进行任何形式的限定。附加地，这里所用的术语“多个”表示任何大于一的数，无论是分开地还是结合地，如果需要，直至无穷大。此外，这里所用之“提供”一件物品或装置的说法，泛指给出该物品可用或可及以用与在物品上实施的进一步行动，并不意味着提供该物品者同时也是其制造者、生产者或供销者，也不意味着提供该物品者对其拥有所有权或控制权。因而，虽然这里示出和描述了特定的实施例，在明显地不脱离本发明的宗旨的情况下可想出许多修改并且保护范围仅被所附的权利要求的范围所限定。

Claims (30)

1.一种用于鞋类物品的插入件，该鞋类物品适于接合脚部，该鞋类物品包括鞋底结构和与该鞋底结构相连的上部部分，该插入件包括：

柔性聚合物插入构件，其适合被布置为接触鞋类物品的鞋底结构，该插入构件包括以层叠方式连接在一起的第一层和第二层；以及

传感器系统，其包括连接至插入构件的多个力传感器和被构造为与电子设备进行通讯的端口，

其中，插入构件具有内部气流系统，该内部气流系统包括限定在第一层和二层之间的储气筒和限定在第一层和第二层之间的多个气室，各个气室位于多个力传感器之一上且具有在第一层和第二层之间从相应气室到储气筒延伸的通道，从而压缩传感器将导致空气通过空气通道在气室和储气筒之间流动。

2.根据权利要求1的插入件，其中，其中所述传感器系统包括至少四个传感器，包括置于插入构件的第一趾骨部分的第一趾骨传感器，置于插入构件的中央部分上的第一跖骨传感器和第五跖骨传感器，以及置于插入构件的后跟部分的后跟传感器。

3.根据权利要求1的插入件，其中，所述传感器系统进一步包括从端口延伸到多个力传感器的每个的多个导线。

4.根据权利要求1的插入件，其中所述多个力传感器为具有两个电极和置于电极间的力敏电阻材料的力敏电阻传感器。

5.根据权利要求1的插入件，其中，插入构件的第一层和第二层均包括柔性聚合物织带。

6.根据权利要求1的插入件，其中，多个传感器均包括与力敏电阻材料接触的一对电极，且其中，所述第一层上具有电极，所述第二层上具有力敏电阻材料。

7.根据权利要求6的插入件，其中，传感器系统还包括从力传感器延伸至端口的多根导线，且其中导线也位于所述第一层上。

8.根据权利要求1的插入件，其中，气流系统还包括第二储气筒和附加气室，该附加气室具有位于多个力传感器之一上的第二通道，第二通道从附加气室延伸至第二储气筒，从而压缩位于附加气室上的力传感器将导致空气通过第二空气通道在第二气室和第二储气筒之间流动。

9.根据权利要求1的插入件，其中，所述第一层和第二层由应用在该第一层和第二层中至少之一上的邦定材料连接在一起，且其中气室、通道和储气筒由不受邦定材料覆盖的区域形成。

10.根据权利要求1的插入件，还包括与内部气流系统相通的通气孔，该通气孔允许空气从内部气流系统流到插入件外部。

11.根据权利要求10的插入件，其中，通气孔至少与内部气流系统的储气筒相通。

12.根据权利要求1的插入件，其中，每个气室具有多裂片结构，该结构包括由间隙分开的第一裂片和第二裂片，以及将第一裂片和第二裂片连接起来的桥接构件。

13.一种用于鞋类物品的插入件，该鞋类物品适于接合脚部，该鞋类物品具有鞋底结构和与鞋底结构相连的上部部分，该插入件包括：

柔性聚合物插入构件，其适合被布置为接触鞋类物品的鞋底结构；以及

传感器系统，其包括连接到该插入构件的多个力传感器和构造为与电子设备进行通讯的端口，

其中插入构件具有内部气流系统，该气流系统包括储气筒、位于多个力传感器的第一传感器上的气室、和从气室延伸至储气筒的通道，从而压缩第一传感器将导致空气通过气流通道在气室和储气筒之间流动。

14.根据权利要求13的插入件，其中，内部气流系统还包括位于多个力传感器的第二传感器上的第二气室和从第二气室延伸至储气筒的第二通道，从而压缩第二传感器将导致空气通过第二空气通道从第二气室流向储气筒。

15.根据权利要求13的插入件，其中，内部气流系统还包括第二储气筒、位于多个力传感器的第二传感器上的第二气室和从第二气室延伸至第二储气筒的第二通道，从而压缩第二传感器将导致空气通过第二空气通道从第二气室流向第二储气筒。

16.根据权利要求13的插入件，其中，内部气流系统还包括：

第二储气筒、在多个力传感器的第二个传感器上的第二气室和从第二气室延伸至第二储气筒的第二通道，从而压缩第二传感器将导致空气通过第二空气通道从第二气室流向第二储气筒；以及

在多个力传感器的第三个传感器上的第三气室和从第三气室延伸至储气筒的第三通道，从而压缩第三传感器将导致空气通过第三空气通道从第三气室流向储气筒。

17.根据权利要求13的插入件，其中，其中所述传感器系统包括至少四个传感器，包括置于插入构件的第一趾骨部分的第一趾骨传感器，置于插入构件的中央部分上的第一跖骨传感器和第五跖骨传感器，以及置于插入构件的后跟部分的后跟传感器。

18.根据权利要求13的插入件，其中，所述传感器系统进一步包括从端口延伸到多个力传感器的每个的多个导线。

19.根据权利要求13的插入件，其中所述多个力传感器为具有两个电极和置于电极间的力敏电阻材料的力敏电阻传感器。

20.根据权利要求13的插入件，其中，气室具有多裂片结构，该结构包括由间隙分开的第一裂片和第二裂片及将第一裂片和第二裂片连接起来的桥接构件。

21.根据权利要求13的插入件，还包括与内部气流系统相通的通气孔，且通气孔允许空气从内部气流系统流到插入件外部。

22.根据权利要求21的插入件，其中，通气孔至少与内部气流系统的储气筒相通。

23.根据权利要求13的插入件，其中，内部气流系统还包括多个气室和各自从气室之一延伸至储气筒的多个空气通道，各气室位于多个力传感器之一处。

24.根据权利要求13的插入件，其中，插入件包括以分层配置连接的第一层和第二层，其中储气筒、气室和空气通道均在第一层和第二层之间。

25.根据权利要求24的插入件，其中，多个力传感器均包括与力敏电阻材料接触的一对电极，传感器系统还包括从力传感器延伸到端口的多根导线，电极和导线在所述第一层上，力敏电阻材料在所述第二层上。

26.一种用于鞋类物品的插入件，该鞋类物品适于接合脚部，该鞋类物品包括鞋底结构和与鞋底结构相连的上部部分，该插入件包括：

柔性聚合物插入构件，其适合被布置为接触鞋类物品的鞋底结构，该插入构件包括适于接合足部的跖骨的中心部分、从中心部分前缘伸出并适于接合足部第一趾骨的第一趾骨部分、从中心部分后缘伸出并适于接合足部足跟的足跟部分，其中第一趾骨部分和足跟部分在内-外侧方向上相对中心部分收窄，该插入构件还包括以层叠方式连接在一起的第一层和第二层；

传感器系统，其包括连接到插入构件的第一、第二，第三和第四力传感器，和配置为与电子设备通讯的端口，其中第一、第二，第三和第四力传感器都包括：

连接至第一层的力敏电阻材料片；

第一电极，其具有连接至端口的第一导线，第一电极和第一导线连接至第一层；以及

第二电极，其具有连接至端口的第二导线，第二电极和第二导线连接至第二层，

其中力敏电阻材料片具有多裂片结构，该结构包括隔开一间隙的第一裂片和第二裂片，以及跨该间隙且连接第一裂片和第二裂片的桥接构件，其中第一电极与第一裂片和第二裂片相触，第二电极与第一裂片和第二裂片相触，

其中第一传感器位于插入构件的第一趾骨部分，第二和第三力传感器位于插入构件的中心部分，而第四力传感器位于插入构件的足跟部分，

其中插入构件具有完全贯穿插入构件厚度的多个缝隙，缝隙定位为靠近传感器系统的第一、第二，第三和第四力传感器中的至少一个，且

其中的插入构件具有内部气流系统，该内部气流系统包括限定在第一层和第二层之间并位于第一、第二、第三和第四个力传感器上的多个气室和两个储气筒，每个气室具有在第一层和第二层之间形成并从气室延伸至储气筒之一的通道，从而压缩第一、第二、第三和第四个传感器将导致空气通过空气通道在气室和储气筒之间流动。

27.根据权利要26的插入件，其中，每个气室具有多裂片结构，该结构包括由间隙分开的第一裂片和第二裂片及将第一裂片和第二裂片连接起来的桥接构件，从而气室的多裂片结构具有与力敏电阻材料的多裂片结构相似的形状。

28.根据权利要求26的插入件，其中，第一层和第二层由应用在第一层和第二层至少之一上的邦定材料连接在一起，且其中气室、空气通道和储气筒由不受邦定材料覆盖的区域形成。

29.根据权利要求26的插入件，还包括与内部气流系统相通的通气孔，通气孔允许空气从内部气流系统流到插入件外部。

30.根据权利要求29的插入件，其中，通气孔与内部气流系统的储气筒至少之一相通。

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