CN104969047A

CN104969047A - 具有传感器系统的衣服

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Publication number: CN104969047A
Application number: CN201380072430.8A
Authority: CN
Inventors: J.C.梅希特; T.M.卡西拉斯; R.L.沃特金斯
Original assignee: Nike Innovation LP
Current assignee: Nike Innovate CV USA; Nike Innovation LP
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: US20200333198A1; JP7267497B2; JP2016509635A; US20150233778A1; WO2014093888A3; US9839394B2; JP2017187499A; EP3543669B1; EP3543669A1; US10704966B2; JP2020201273A; US11946818B2; CN108562384A; JP2019117203A; EP3222981B1; CN104969047B; US20220214234A1; JP2022003337A; EP4089386A1; EP3222981A1

Abstract

一种传感器系统被配置用于与衣服物品一起使用，所述传感器系统包括由聚合物材料形成的多个传感器、以及将传感器连接至端口的导电引线，所述聚合物材料具有分散在其中的导电颗粒材料。引线还可由聚合物材料形成，所述聚合物材料具有分散在其中的导电颗粒材料。导电材料以第一分散密度分散在传感器(一个或多个)中，并且导电材料以高于第一分散密度的第二分散密度分散在引线中。传感器中的每个被配置为当在压力下变形时电阻增大，所述电阻由连接至端口的模块检测。第二分散密度使得引线中的每个具有足够的电导率，所述足够的电导率使得引线被配置为在任何变形状态下、在每个传感器与端口之间传导电子信号。

Description

具有传感器系统的衣服

相关申请交叉引用

本申请要求与2012年12月13日提交的美国专利申请No.13/713,967的优先权和权益，上述申请通过引用的方式整体并入本文并成文本文的一部分。

技术领域

本发明总体涉及一种具有传感器的衣服，并且更特别地涉及一种具有挤压式传感器系统(extruded sensor system)的衣服物品，所述传感器系统具有传感器构件以及被连接至通信端口的导体，所述通信端口与衣服操作地相关联。

背景技术

已知的是，具有集成到其中的传感器系统的衣服物品。传感器系统跟踪运动并且收集表现数据，其中所述运动和表现数据可以被存取用于诸如分析目的的后续使用。在某些系统中，传感器系统是复杂的，并且由于在穿着者关节处衣服的弯曲而有时不可靠。另外，数据仅可以借助某些操作系统来存取或使用。因而，对于所收集的数据的使用会不必要地被限制。相应地，虽然某些具有传感器系统的衣服物品提供诸多优势特征，但是它们仍具有某些限制。本发明尝试克服某些上述限制以及现有技术的其他缺陷，并且提供在此之前不可用的新特征。

发明内容

本发明总体涉及一种具有传感器系统的衣服物品。本发明的方面涉及一种传感器系统，其包括由聚合物材料形成的多个传感器、以及连接至传感器的导电引线，所述聚合物材料具有分散在其中的导电颗粒材料。引线还可由聚合物材料形成，所述聚合物材料具有分散在其中的导电颗粒材料。传感器和引线可具有相同的或不同的聚合物材料和/或导电颗粒材料。在一个实施例中，导电材料以第一分散密度分散在传感器(一个或多个)中，并且导电材料以高于第一分散密度的第二分散密度而分散在引线中。传感器中的每个被配置为当在压力下变形时电阻增大，或换句话说，传感器具有非变形条件下的第一电阻、以及变形条件下的第二电阻，其中第二电阻高于第一电阻。在引线包括分散的导电材料的配置中，第二分散密度使得引线中的每个具有足够的电导率，所述足够的电导率使得引线被配置为在任何变形状态下、在每个传感器与端口之间传导电子信号。

根据一个方面，衣服物品还包含与传感器操作地连接的通信端口，使得引线将传感器连接至端口。在一个实施例中，通信端口被配置用于传输以通用可读取格式的、由每个传感器检测的关于力的数据。端口还可被配置用于连接至电子模块以允许传感器与模块之间的通信。

根据另一方面，衣服物品包含与传感器通信的电子模块，其被配置用于收集来自传感器的数据。模块可通过通信端口而与传感器连接，并且可被定位在与衣服物品相关联的空腔内。在一个实施例中，模块还被配置用于将数据传输至外部装置用于进一步处理。

根据另一方面，衣服物品可包含被配置用于可移除地接收电子模块的壳体。壳体可包括用于将模块接收在其中的凹部，并且可具有与传感器连接、并且被配置用于与模块通信的通信端口。壳体还可具有被配置用于将模块保持在壳体内的保持结构。

根据又一方面，每个传感器的聚合物材料和导电颗粒材料、与每个导电引线是共挤压的。

根据附加方面，每个引线包括设置在导电芯部周围的绝缘涂层，其中绝缘涂层和导电芯部二者是由聚合物材料形成的。绝缘涂层实质上没有导电颗粒材料，并且导电芯部包括以第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料。每个传感器可附加地或可替代地包括设置在芯部周围的绝缘涂层，其中绝缘涂层和导电芯部二者是由聚合物材料形成的。绝缘涂层实质上没有导电颗粒材料，并且芯部包括以第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料。

根据附加方面，传感器中的至少一个包括多个大致平行的分支部，所述分支部具有横向于分支部延伸的一个或多个桥接部以将分支部连接在一起。这样的传感器(一个或多个)具有以锯齿状(zigzag)样式布置的三个或更多的分支部。

根据附加方面，传感器可由第一聚合物涂料形成，所述第一聚合物涂料具有以第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料，并且引线可由第二聚合物涂料形成，所述第二聚合物涂料具有以第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料。第一聚合物涂料和第二聚合物涂料二者是硅基涂料。

根据附加方面，导电颗粒材料包括从由下列材料构成的一组中选择的至少一种颗粒材料：镍、银、碳、和铝。

根据附加方面，传感器中的至少一个包括薄化区段，所述薄化区段具有相对于传感器的其他部分减小的宽度。

根据附加方面，每个传感器具有连接至端口的两个引线，并且每个传感器和连接至其的两个引线一体地形成为单个挤压式构件，所述单个挤压式构件具有形成传感器的传感器区段、以及形成引线的导体区段。传感器区段可由聚合物材料形成，所述聚合物材料具有以第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料，并且导体区段可由聚合物材料形成，所述聚合物材料具有以第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料。

本发明的附加方面涉及一种衣服物品，其包括如上文描述的传感器系统。衣服物品可以是衬衫，其可具有至少位于衬衫的肘部区域、肩部区域、和/或腋下区域中的传感器，并且其可具有位于上背部区域或胸部区域中的端口。衣服物品可以是一条裤子(包括短裤)，其可具有位于至少在膝盖区域和裤子的后部区域中的传感器，并且其可具有位于裤子的腰部区域的前部或背部区域上的端口。衣服物品还可以是全紧身衣裤(full bodysuit)，其具有一个或多个传感器和位于关于衬衫和裤子的上文描述的位置中的一个中的端口。衣服物品还可以是具有分离的衬衫和裤子构件的运动服或类似的装备。衬衫和裤子的传感器系统可共享单个端口，或可具有分离的端口，所述分离的端口可彼此通信和/或与共用的外部装置通信。还可以利用其他衣服物品.

本发明的附加方面涉及一种衣服物品，其包括服装构件，所述服装构件具有设置在其上的传感器系统。传感器系统包括挤压式硅树脂构件，其具有传感器区段和导体区段，所述导体区段连接至传感器区段、并且与传感器区段是连续的。传感器区段具有以第一浓度包含在其中的导电颗粒材料，并且导体区段具有以第二浓度包含在其中的导电颗粒材料，所述第二浓度大于所述第一浓度。传感器区段和导体区段可分别形成如上文描述的一个或多个传感器和引线。

本发明的又一方面涉及一种包括如上文描述的衣服物品和/或传感器系统的系统，其具有被连接至传感器系统的电子模块。所述系统还可具有被配置用于与电子模块通信的外部装置。所述模块被配置为从传感器接收数据、并且将所述数据传输至外部装置，并且所述外部装置被配置用于进一步处理所述数据。

根据一个方面，所述系统还包括被连接至外部装置的附件装置，所述附件装置被配置以实现电子模块与外部装置之间的通信。附件装置还可被配置用于连接至第二外部装置，以实现电子模块与第二外部装置之间的通信。

根据另一方面，通信至外部装置的数据可被使用在一个或多个不同的应用中。这样的应用可以包括使用所述数据作为用于由外部装置执行的程序的控制输入，所述程序诸如游戏程序，或用于运动表现监测及其他。运动表现监测可以包括监测一个或多个表现指标，诸如速度、距离、侧向运动、加速度、跳跃高度、重心转移、脚撞击样式、平衡、脚旋前或旋后、在跑步过程中的滞空时间测量、侧向切削力、接触时间、压力中心、投掷手臂速度/力、踢球脚速度/力、重量分布、和/或冲击力及其他。

本发明的仍又一方面涉及利用包含如上文描述的传感器系统的衣服物品的方法。这样的方法可以包括在电子模块处接收来自传感器的数据，并且将所述数据从所述模块传输至远程外部装置用于进一步处理，其可包括在一个或多个应用中使用。这样的方法还可以包括将第一电子模块从传感器系统移除或断开连接、并且在其位置中连接第二模块，其中第二模块被配置用于不同的操作。这样的方法还可以包括处理所述数据用于在一个或多个应用中使用和/或使用所述数据作为用于外部装置的控制输入。还进一步地，这样的方法可以包括接收数据、并且利用和/或以各种方式进一步处理数据的外部装置，包括如控制输入，用于运动检测或建模，以及其他这样的使用。本发明的方面还可包括计算机可读取媒体，其包含用于使用在进行这些方法的一个或多个特征和/或利用上文描述的鞋类和系统的指令。

本发明的其他方面涉及一种系统，其包括具有如上文描述的传感器系统的至少一个衣服物品，以及具有包括与端口通信的一个或多个传感器的传感器系统的至少一个鞋类物品。电子模块可以被连接至传感器系统，并且每个电子模块被配置用于将从传感器接收到的数据通信至外部装置。来自不同的传感器系统的数据可被集成并且一起处理，诸如通过模块和/或外部装置，并且可被使用在上文描述的任何应用中。所述系统可使用若干不同的通信模式中的一个。

本发明的仍其他特征和优势从结合下列附图的下列详细描述中将是明显的。

附图说明

图1是衣服物品的一个实施例的后视图，所述衣服物品以具有传感器系统的衬衫的形式；

图2是图1的衬衫的部分的放大视图；

图3是图2的衬衫的壳体的部分的剖面图；

图4是如在图2中示出的放大视图，其中将壳体移除以示出细节；

图5是如在图1中示出的后视图，具有附接至衬衫的替代壳体；

图6是图1的衬衫的前视图；

图7是衣服物品的另一实施例的后视图，所述衣服物品以具有传感器系统的裤子的形式；

图8是图7的裤子的部分的放大视图；

图9是如在图8中示出的后视图，具有附接至裤子的替代壳体；

图10是图7的裤子的前视图；

图11是衣服物品的另一实施例的后视图，所述衣服物品以具有传感器系统的紧身衣裤的形式；

图12是图11的紧身衣裤的前视图；

图13是以田径服形式的衣服物品的另一实施例的后视图，所述田径服包括如在图1中示出的衬衫和如在图7中示出裤子；

图14是能够与传感器系统一起使用、与外部电子装置通信的电子模块的一个实施例的示意图；

图15是与外部游戏装置通信的、图14的电子模块的示意图；

图16是根据本发明的方面的传感器系统的一个实施例的传感器的示意性剖面图，具有被连接至传感器的引线；

图17是处于拉伸变形状态下的图16的传感器的示意性剖面图；

图18是根据本发明的方面的传感器系统的另一实施例的传感器的示意性剖面图；

图19是处于拉伸变形状态下的图18的传感器的示意性剖面图；以及

图20是根据本发明的方面的、包括与图1的物品的传感器通信的传感器系统的鞋类物品的透视图。

具体实施方式

虽然本发明是易受许多不同形式的实施例影响的，但是借助存在于示出在附图中、并且将在本文详细描述的本发明的优选实施例而理解的是，本公开被认为是本发明的原理的范例、并且不意图为将本发明的广泛方面限制为图示的和描述的实施例。

本发明的方面可与包括服装构件的衣服物品100结合使用，所述服装构件例如图1-6中示出的衬衫形式的服装构件10、图7-10中示出的一条裤子50、图11-12中示出的紧身衣裤60、或其他衣服物品，诸如手套、鞋类(包括袜子、鞋等)、其他类型的衬衫(包括短袖衬衫或无袖衬衫)、其他类型的裤子(包括短裤)、帽子或其他头饰、大衣或其他外套、手臂或腿部带、腰带、或被配置为覆盖和/或穿着在用户的身体的任何部分上的其他类型的衣服。通常，衣服物品具有连接至其和/或设置在其上的传感器系统12，其包括被适配用于连接至电子模块16或其他装置的端口14、一个或多个传感器20、以及将传感器20连接至端口14的一个或多个引线22。

服装构件10被配置作为穿着在用户的上部身体上的衬衫，并且如图1中图示的，包括躯干部分30，所述躯干部分具有从躯干部分30侧部延伸的袖子31、并且被配置为至少部分地覆盖用户的手臂。躯干部分30具有被配置为至少部分地覆盖用户的背部的背部区域32、被配置为至少部分地覆盖用户的胸部的胸部区域33。袖子31具有被配置为至少部分地覆盖用户的肘部的肘部区域34。肩部区域35和腋下区域36将袖子31连接至躯干部分30、并且被配置为分别至少部分地覆盖用户的肩部和腋下。虽然端口14可位于各种位置而不背离本发明，但是在一个实施例中，端口14设置在一位置和取向处和/或以其他方式具有构造以使得诸如在运动活动过程中，避免或最小化与用户身体的接触和/或对身体的刺激。图1-6中的端口14的定位图示了一个这样的示例。在该实施例中，端口14位于服装构件10的背部区域32的上部部分中，但是在其他实施例中可位于其他位置，例如，胸部区域33，躯干部分30的其他地区、或在袖子31中的一个上。端口14和/或服装构件10可包括附加的结构以增加用户的舒适度。

图1-6中图示了传感器系统12的一个示例实施例。通常，传感器系统12包括被连接至服装构件10的一个或多个传感器20。传感器20由具有分散在其中的导电颗粒材料的柔性的、绝缘的基体材料形成。柔性材料可以是绝缘聚合物材料，在一个实施例中诸如是硅树脂，并且可以可替代地是诸如聚氨酯的另一聚合物材料、或其他柔性材料。导电颗粒材料可以是金属材料，诸如镍、银、金、铜、铝、或其他金属材料(包括其合金)，以及碳或其他导电材料，并且还可包括导电材料的组合。导电颗粒材料可以是任何颗粒形式的，包括粉末、片状物、针状物等，或这样的形式的组合。图16-17图示了传感器20的示例实施例，示出了具有分散在聚合物材料23中的导电材料24的柔性聚合物基体材料23。

传感器20具有基于变形和所施加的力而变化的电导率(和电阻率)，并且可被视为是力敏感的电阻材料。其发生的机理是，基体材料23的变形引起导电材料24的颗粒之间的距离增大或减小，这改变材料的电阻或电导率。例如，如在图17中示出的，当基体材料23被伸展(例如，拉伸变形)时，导电材料24的颗粒之间的距离增大，这传感器20相对于如图16中示出的传感器20的电阻增大、并且电导率减小。传感器20中的导电材料的浓度或分散密度可使得由于传感器20的典型变形所引起的电阻的改变是足够重要以精确地可测量的。该密度可以依赖于导电材料24和/或基体材料23的一致性(identity)。

在一个实施例中，传感器20可具有跨共用压力点(例如，如下文描述的弯折点)延伸的多个连接的分支部46。如图1中示出的，在肘部区域34处，分支部46可彼此平行或大致平行地取向，并且在一个实施例中，可被布置为交替或“锯齿状”配置，具有在分支部之间横向地延伸以将相邻的分支部46连接在一起的一个或多个桥接部47。在其他实施例中可利用其它配置和取向。在该配置中，全部多个分支部46共享单对引线22，并且以单个传感器20操作。如果任何分支部46被足够地变形，则模块16将登记由传感器的变形。因此，传感器20的检测可以更一致，因为不同的运动会变形传感器20的不同的分支部46。附加地，由于用户以稍微不同的配置来穿着服装构件10、服装构件10在使用过程中的滑移、不同人之间的尺寸/解剖学上的不同等，故传感器20可关于用户的关节而不同地定位。传感器20的多个分支部46允许在任何这些情况下的运动的检测。此外，该一致性准许物品100以对于大量用户有效的单一构造来商业地售卖，这避免了昂贵地定制的需要。

传感器20还可包含一个或多个薄化部分或区段29，所述薄化部分或区段具有的宽度小于传感器20的其他部分的宽度和/或引线22的宽度。如在图1中示出的传感器20包括这样的薄化区段29。薄化区段29的减小的厚度确保传感器20跨其整个宽度变形，以便于产生跨传感器20的宽度的一致的电阻率改变、并且由此产生运动检测中更高的一致性。在另一实施例中，为了这一目的，整个传感器20可具有减少的宽度，包括关于引线22的宽度而减少的宽度。

传感器12还包括将传感器20连接至端口14的传感器引线22。在图1-6中图示的实施例中，引线22也是由柔性的、绝缘的基体材料25形成的，所述基体材料具有分散在其中的导电的颗粒材料26。上文列出的关于传感器20的任何材料也可被用于引线22。在一个实施例中，传感器20的基体材料23和导电材料24与引线22的材料25、26相同。在另一实施例中，导电材料26、和引线22的基体材料25中的一者或二者可以是与传感器20的材料23、24不同的。理解的是，传感器系统12可包括具有不同的基体和/或导电材料的、可以被用于实现不同的功能性的不同的传感器20和/或引线22的组合。在另一实施例中，引线22可由不同的配置形成的，诸如具有绝缘涂层的导电线、或具有导电镀层的丝线(thread)。在一个实施例中，这样的线或丝线可被编织到服装构件10的织物中。

通常，引线22具有的电导率大于传感器20的电导率，并且具有在实质上任何变形状态下(排除极端的变形，诸如断裂)在传感器20与端口14之间传导电子信号的足够的电导率。在图1-6的实施例中，引线22中的导电材料26的浓度或分散密度大于传感器20中的分散密度，如在图16-17中示出的，以建立增大的电导率。引线22中的导电材料26的分散密度可使得引线22的正常或典型的变形不引起电导率上的显著的或可测量的减小。该密度可以依赖于导电材料26和/或基体材料25的一致性。

在一个实施例中，如在图1中示出的，每个传感器20具有将传感器20连接至端口40的两个引线22，其中一个用作电力引线，并且其中另一个用作回路(return)或接地。图1的实施例还包括连接至多个不同的传感器20的单个接地引线22A(或可替代地，单个电源引线)，而传感器20具有分离的电力引线22(或可替代地，分离的接地引线)。在又一实施例中，传感器20中的两个或更多可共享一对引线22，并且可以用单个“环”来布置，其具有将传感器20连接至端口14的一对引线。这些传感器20可被认为是一“套”传感器20。例如，在一个实施例中，在如图1中示出的替代传感器20配置中的分支部46中的每个可被配置作为分离的传感器20，以具有较高电导率的辅助引线形式的桥接部47连接分离的传感器20，使得传感器20共享一对主引线22并且被布置为一套。在该配置中，该套传感器20将串联地布置，但是在另一实施例中，两个或更多的传感器20可并联地布置。传感器20和引线22的进一步的配置是被预期的。

在一个实施例中，传感器20和引线22可通过应用可以用可流动形式应用、继而凝固(诸如通过干燥、固化等)的涂料(paint)或类似物质而形成并且连接至服装构件10。传感器20和引线22可被应用为不同类型的涂料，诸如具有较低分散密度的导电材料以形成传感器20的第一涂料、以及具有较高分散密度的导电材料以形成引线22的第二涂料。在一个实施例中，底漆、粘接剂、或其他连结材料可被用于增强涂料与服装构件之间的连接。附加地，涂料的使用或应用传感器20和引线22的类似技术可便于用于特定用户的物品100的定制，是传感器20和引线22能够以希望的样式或配置快速地形成。

在另一实施例中，传感器20和引线22可通过挤压而形成。传感器基体材料23可掺杂有以适当的分布密度的传感器导电材料24、装载到挤压装置中、并且被挤压以形成传感器20。类似地，引线基体材料25可掺杂有以适当的分布密度的引线导电材料26、装载到挤压装置中、并且被挤压以形成引线22。在一个实施例中，挤压的传感器20和引线22可通过以希望的样式将传感器20和引线22直接地挤压到服装构件10上而连接至服装构件10。如上文类似地提到的，在一个实施例中，底漆、粘接剂、或其他连结材料可被用于增强所挤压的材料与服装构件之间的连接。在其他实施例中可使用其他成形方法。

在一个实施例中，传感器20和引线22可以在一个实施例中一起形成作为连续的构件，所述连续的构件由基体材料23、25形成，具有不同的区段，所述不同的区段具有不同浓度的导电材料以形成传感器20和引线22。可利用共挤压、其他挤压技术、或另一有效的方法以产生连续的构件。在一个示例实施例中，如在图1中示出的，每个传感器20、或成套的传感器20和引线、或将传感器(一个或多个)20连接至端口14的引线22可以是由单个基体材料(例如硅)形成的单个连续的构件，具有彼此连续的一个或多个传感器区段27以及一个或多个导体区段28。传感器区段27具有以适当浓度分散在其中以形成传感器20的导电材料24，并且导体区段28具有以适当浓度分散在其中以形成引线22的导电材料26。理解的是，在该实施例中，传感器20和引线22的导电材料24、26可以是相同的不同的材料。在另一实施例中，不同的基体材料23、25可被用于传感器区段27和导体区段28，如果这样的材料23、25可以被足够地连结以形成单个连续的构件。

在另一实施例中，如上文描述的传感器20和/或引线22可具有绝缘涂层21，诸如在图18-19中图示的。在一个实施例中，绝缘涂层21可由与传感器20和/或引线22的基体材料(一种或多种)23、25相同的材料形成，并且在附加的实施例中，还可随着传感器20和/或引线22共挤压、或以其他方式与传感器20和/或引线22连续地并且一体地形成。可替代地，导电涂层21可由一种或多种不同的材料制成，或当分离地形成时可由与基体材料(一种或多种)23、25相同的材料制成。图19图示了传感器20的拉伸变形，其根据上文描述的相同机理来增大传感器20的电阻率。

图1-6图示了物品100的一个示例实施例，示出了传感器20的定位。传感器20可被定位在物品100上的弯折点处或其附近，其被配置为定位在运动集中的用户身体的部分(例如关节)上。如在图1中看出的，传感器20被定位在肘部区域中的每个上，而引线22从传感器20延伸至位于服装构件10的背部区域32中的端口14。这些传感器20当用户的肘部弯曲时变形。附加的传感器29定位在肩部区域35中的每个的背部侧上、以及服装构件10的每个腋下区域36中，而引线22将每个传感器20连接至端口14。这些传感器20当用户的手臂抬起和降低、或向前和向后运动时变形。如上文描述的，这些传感器20的变形引起传感器20的电阻改变，这通过模块16与引线22和端口通信而检测到。如示出的，全部传感器20和引线22被连接至服装构件10的外表面。在另一实施例中，传感器20和/或引线22中的至少一些可被连接至服装构件10的内表面、或嵌入到服装构件10内，或这样的配置的组合。理解的是，在其他实施例中，物品100可包括附加的传感器20和/或处于其他位置中的传感器20。

端口14被配置用于使用多个连接器或连接触针13而连接至引线引线22，其可以是或可包括金属(例如银)丝线或其他导体。端口14还包括被配置用于与模块16的接口17通信。接口17、18中的每个可包括多个电触头(未示出)或其他连接件。在一个实施例中，接口17、18包括对应于引线22中的每个的分离的电触头。线束(harness)构件11支撑与引线22连接的连接触针13，并且将触针统一(consolidates)在一起以连接至接口18。线束构件11可由片状的聚合物材料制成，所述材料具有至少部分地嵌入在其中的触针13。框架构件19可被定位在线束构件11周围，以支撑线束构件11、提供用于连接至服装构件10的点、并且覆盖引线22与触针13之间的连结部及其他功能。框架构件19可由聚合物泡沫或其他合适的材料形成。

在图1-6中图示的实施例中，壳体40被连接至邻近于端口14的服装构件10，并且被定位和配置为将模块16固持为与端口14连接。在一个实施例中，如在图1-3中图示的，壳体40是由刚性外壳形成的，诸如限定凹部41的刚性聚合物或金属外壳。在该实施例中，壳体40是由通过卡扣、过盈配合、或其他机械连接方式而配合在一起的内部构件和外部构件45A、45B形成的，并且通过将衣服构件10的部分夹持在内部和外部构件45A、45B之间而连接至衣服构件10，如在图3中图示的。在图3中示出的实施例中，内部构件45A包括支撑模块16的底壁，然而在另一实施例中，壳体40可包括环形或部分地环形的内部构件45A、并且连接至外部边缘周围的外部构件45B，其中中央空间允许衣服构件10的部分形成壳体40的底壁。在另一实施例中，壳体40可由皮革或类似材料(包括合成物)形成、并且通过在外周周围的缝制而被连接至服装构件10，如在图5中图示的。壳体40可以可替代地由具有一些结构稳定度的另一种材料形成，诸如金属材料或聚合物材料(包括聚合物-基体复合材料)。可替代地，壳体40可以用另一方式而被连接至服装构件，包括粘接剂或其他连结材料、机械紧固等。在其他实施例中，壳体40可具有不同的形状、尺寸、结构、或在服装构件10上的定位，或者端口14可不具有与其相关联的壳体，诸如如果端口14被配置为使用无线接口。

壳体40可具有凹部41，所述凹部被配置为将模块16的至少部分接收在其中，并且还可包括保持模块16的保持结构。该保持结构可以是与模块16上的保持结构互补的。例如，在图1-2中示出的实施例、和图5中示出的实施例中，壳体40具有以凹部41周围的凸缘42的形式的保持结构，并且模块16具有接收凸缘42以将模块16保持在壳体中的外周凹槽43。图3和5中壳体还包括在凹部41的一个端部处的接收部44，所述接收部接收模块16的端部，所述端部包括模块接口17并且作为用于模块16的进一步的保持结构。端口接口18在接收部44内至少部分地暴露，使得当模块16被接收到接收部44中时，接口17、18彼此接触以实现端口14与模块16之间的通信。在其他实施例中，壳体40和/或模块16可包括不同类型的保持结构，包括保持凸片或其他可释放的保持结构。例如，端口14和/或模块16可包括类似于下列专利申请中描述并示出的实施例的接口17、18和/或保持结构，所述专利申请包括美国专利申请序列号11/416,458、公布为美国专利申请公开号2007/0260421的专利申请；美国专利申请序列号13/401,918；美国专利申请序列号12/483,824、公布为美国专利申请公开号2010/0063778的专利申请；美国专利申请序列号12/483,828、公布为美国专利申请公开号2010/0063779的专利申请；以及美国专利申请序列号13/399,778和13/399,935，上述申请全部通过引用的方式整体并入本文并且成为本文的部分。

图7-10图示了衣服物品500的另一实施例，所述衣服物品包括以裤子形式的服装构件50，具有连接至其的传感器系统12。服装构件50被配置作为由用户的下部身体穿着、并且如在图7中图示的裤子，包括腰部部分51，所述腰部部分具有从腰部部分51向下延伸、并且被配置为至少部分地覆盖用户的腿部的腿部52。腰部部分51具有被配置为至少部分地覆盖用户的背部侧的背部区域53，并且腿部52具有被配置为至少部分地覆盖用户的膝盖的膝盖区域54。传感器系统12包括如上文关于图1-6的实施例描述的相同的一般特征，包括传感器20、和将传感器20连接至端口14的引线22，以及任何变型例或替代实施例。端口14可包括如上文描述的、并且在图1-3中示出的或在图5中示出的壳体40，或用于固持被定位为邻近端口14的电子模块16的另一类型的壳体。在图7-10中示出的实施例中，端口14位于服装构件50的背部区域53的中央(例如，尾骨地区)，并且在其他实施例中可位于其他位置，诸如臀部地区或皮带扣地区。附加地，服装构件50具有位于膝盖区域54中的、随着用户的膝盖的弯折而变形的传感器20、以及位于背部区域53中的、随着用户的膝盖和大腿的抬起而变形的两个传感器20。理解的是，在其他实施例中，物品500可包括附加的传感器20和/或处于其他位置中的传感器20。还理解的是，服装构件50和/或传感器系统12可包括上文描述的替代配置或任何变型例。

图11-12图示了衣服物品600的另一实施例，其包括紧身衣裤形式的服装构件60，具有连接至其的传感器系统12。服装构件60被配置作为紧身衣裤以被穿着来覆盖用户的全部身体，并且如在图11-12中图示的，包括躯干部分61，所述躯干部分具有从被配置为至少部分地覆盖用户的腿部的腰部部分61向下延伸的腿部62，以及从被配置为至少部分地覆盖用户的手臂的躯干部分61侧延伸的袖子63。躯干部分61具有被配置为至少部分地覆盖用户的下部背部、背部侧、和臀部的下部背部区域64，以及被配置为至少部分地覆盖用户的背部的上部背部区域65。腿部62具有被配置为至少部分地覆盖用户的膝盖的膝盖部分66。袖子63具有被配置为至少部分地覆盖用户的肘部的肘部区域67。肩部区域68和腋下区域69将袖子63连接至躯干部分61、并且被配置为分别至少部分地覆盖用户的肩部和腋下。传感器系统12包括如上文关于图1-10的实施例描述的相同的一般特征，包括传感器20和将传感器20连接至端口14的引线22，以及任何变型里或替代实施例。端口14可包括如上文描述的壳体40或另一类型的壳体，用于固持电子模块16，其可被定位为邻近端口14。在图11-12中示出的实施例中，端口14位于服装构件60的上部背部区域65的中央，但是在其他实施例中可位于其他位置，诸如在躯干部分61的下部部分处(例如前或后腰部地区)。附加地，服装构件60具有位于肘部区域67中的、随着用户的肘部的弯折而变形的传感器20，位于膝盖区域66中的、随着用户的膝盖的弯折而变形的传感器20，以及位于下部背部区域64中的、随着用户的膝盖和大腿的抬起而变形的两个传感器20。附加的传感器29定位在肩部区域68中的每个的背部侧上、以及服装构件60的每个腋下区域69中，而引线22将每个传感器20连接至端口14。这些传感器20当用户的手臂抬起和降低、或向前和向后运动时变形。理解的是，在其他实施例中，物品600可包括附加的传感器20和/或处于其他位置中的传感器20。还理解的是，服装构件60和/或传感器系统12可包括上文描述的替代配置或任何变型例。

图14图示了衣服物品700的附加的实施例，所述衣服物品包括以田径服(track suit)形式的服装构件70，其包括如上文描述的并且在图1-10中示出的、以衬衫10和裤子50形式的分离的服装构件，具有连接至其的传感器系统12。在图14的实施例中，物品700具有两个端口14，所述端口具有两个电子模块16，所述电子模块如上文描述地布置和定位为与图1-10的服装构件10、15连接。在该实施例中，两个模块16可被配置为与分离的电子装置71同时地通信，并且可附加地或可替代地被配置为彼此通信。在另一实施例中，物品700可包括连接至单个模块16的单个端口14。端口14被定位在衬衫构件10的背部区域32的上部部分中，类似于图11-12的物品600，其中来自以裤子构件50形式的传感器20的引线22从裤子构件50延伸至衬衫构件10。这可通过桥接连接部72的使用而完成，诸如可释放的电子连接，例如各种插头、计算机连接器等。还理解的是，服装构件70和/或传感器系统12可包括上文描述的替代配置或任何变型例。

端口14被配置用于以一个或多个已知的方式、将由传感器20收集的数据通信至外部源。在一个实施例中，如在图14-15中示出的，端口14是通用通信端口，被配置用于以通用地可读取的格式来通信数据。如上文描述的，在图1-13中示出的实施例中，端口14包括用于连接至电子模块16、结合图3和14-15中的端口14示出的接口18。在图14-15中示出的实施例中，接口18可采用电触头的形式。还如上文描述的，图1-13中的传感器引线22被统一以在它们的端接端部处形成接口18，以便于连接至端口14，如在图4中更详细地示出的。在一个实施例中，引线22可个体地连接至端口接口18，诸如通过上文讨论的连接触针13。在另一实施例中，传感器引线22可被统一以形成外部接口，诸如插入型接口或另一配置，并且在又一实施例中，传感器引线22可形成不统一的接口，其中每个引线22具有它们自身的子接口。如在图2、4-5、和8-9中图示的，传感器引线22可以会合至单一位置以形成统一的接口。如还在下文描述的，模块16可具有用于连接至端口接口18和/或传感器引线22的接口17。

端口14被适配用于连接至各种不同的电子模块16，其可以是如存储器部件(例如，闪存驱动器)一样简单或可包含更复杂的特征。理解的是，模块16可以如个人计算机、移动装置、服务器等一样的复杂。端口14被配置用于将由传感器20采集的数据传输至模块16用于存储和/或处理。虽然端口14被图示为具有形成用于连接至模块的接口18的电子触头，但是在其他实施例中，端口14可包括一个或多个附加的或替代的通信接口。例如，端口14可包含或包括USB端口、固件端口、16针端口、或其他类型的基于物理接触的连接部，或可包括无线或不接触式的通信接口，诸如用于Wi-Fi、蓝牙、近场通信、RFID、蓝牙低能量、低功耗局域网、或其他无线的通信技术的接口，或用于红外或其他光学通信技术的接口。

模块16可附加地具有用于连接至一个或多个外部装置110以传输用于处理的数据的一个或多个通信接口，如下文描述并且在图14中示出的。这样的接口可包括任何上文描述的接触式或不接触式的接口。在一个实施例中，模块16被配置用于使用无线连接技术而连接至外部装置110，诸如上文提到的那些无线连接技术。在该实施例中，模块16可被配置用于与外部装置110无线通信，这允许装置22保持连接至端口14。在一无线实施例中，模块16可被连接至用于无线通信的天线。天线可具有形状、尺寸、并且被定位用于使用，具有用于所选择的无线通信方法的适当的传输频率。附加地，天线可内部地位于模块16内或外部于所述模块。附加地，模块16可被配置用于至移动装置的接触式或不接触式的连接，诸如手表、移动电话、可携带音乐播放器等。在另一实施例中，模块16附加地或可替代地包括物理连接器，诸如用于连接至外部装置110的可伸缩的USB连接。模块16可被配置为从端口14移除，以直接地连接至外部装置110用于数据转移，诸如通过上文描述的可伸缩USB连接。在一个实施例中，模块16可永久性地安装至服装构件10，或可替代地按照用户的选项会是可移除的、并且如果希望的话能够维持安装至服装构件10。附加地，如下文进一步解释的，模块16可被移除或替换为被编程和/或配置用于以另一方式来采集和/或利用数据的另一模块16。如果模块16永久性地安装至服装构件10，则传感器系统12还可包含外部端口以允许数据转移和/或电池充电，诸如USB或固件端口。理解的是，模块16可被配置用于接触式和不接触式通信二者。

图14示出了示例电子模块16的示意图，包括通过数据传输/接收系统106的数据传输/接收能力，其可根据本发明的至少一些示例来使用。虽然图14的示例结构图示了如整合到电子模块结构16中的数据传输/接收系统(TX-RX)106，但是本领域的技术人员将意识到分离的部件可被包括作为衣服物品100等的结构的部分，或者用于数据传输/接收目的的其他结构和/或数据传输/接收系统106不需要在本发明的所有示例中均被整体地包含在单个壳体或单个封装部中。然而，如果希望的话，则数据传输/接收系统106的各种部件或元件可在不同的壳体中、在不同的板上彼此分离开，和/或单独地与衣服物品100等、或不背离本发明的各种不同方式的其他装置接合。不同潜在的安装结构的各种示例在下文更详细描述。

在图14的示例中，电子部件16可包括用于将数据传输至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被配置用于通过端口14通信，诸如通过上文描述的接触式或不接触式接口。在图14中示出的实施例中，模块16包括被配置用于连接至端口14和/或传感器20的接口17。在图14中图示的模块16中，接口17具有与端口14的接口18的触头互补的触头，以连接至端口14。在其他实施例中，如上文描述的，端口14和模块16可包含不同类型的接口17、18，所述接口可以是有线的或无线的。理解的是，在一些实施例中，模块16可通过TX-RX元件106来与端口14和/或传感器20建立接口。在一个实施例中，模块16可外部于物品100等，并且端口14可包括用于与模块16通信的无线的发射器接口。该示例的电子模块16还包括处理系统202(例如，一个或多个微处理器)、存储器系统204、和电力供给206(例如，电池或其他电力源)。

连接至一个或多个传感器可以由TX-RX元件106来完成，但是可设置附加的传感器(未示出)来感测或提供关于各种各样的不同类型的参数的数据或信息，诸如与物品100等的使用、或用户相关联的物理的或生理的数据，包括计步器类型速度和/或距离信息、其他速度和/或距离数据传感器信息、温度、海拔、大气压力、湿度、GPS数据、加速度计输出或数据、心率、脉搏、血压、身体温度、EKG数据、EEG数据、关于角度取向和角度取向改变的数据(诸如基于陀螺仪的传感器)等，并且该数据可被存储在存储器204中和/或可用于例如由传输/接收系统106传输至一些远程位置或系统。附加的传感器(一个或多个)，如果存在的话，还可包括加速度计(例如，用于感测在步伐过程中的方向改变，诸如用于计步器类型速度和/或距离信息，用于感测跳跃高度、方向改变等)。

如图14中示出的电子模块16可以包括激活系统(未示出)。激活系统或其部分可与模块16或与物品100等接合，(或其他装置)与电子模块16的其他部分一起或分离开。激活系统可被用于选择性地激活电子模块16和/或电子模块16的至少一些功能(例如，数据传输/接收功能等)。可使用各种各样的不同的激活系统而不背离本发明，并且各种这样的系统将在下文中参照各种被包括的附图来更详细地描述。在一个示例中，传感器系统12可通过以具体样式激活传感器20而被激活和/或停用，诸如连贯的或替代的手臂或腿部弯曲。在又一示例中，传感器系统12可由按钮或开关激活，所述按钮或开关可位于模块16上、服装构件10上、或在与传感器系统12通信的外部装置上、以及其他位置。在这些实施例中的任何中，传感器系统可包含“睡眠模式”，所述睡眠模式可以在一定的闲置时间段之后停用系统12。在替代实施例中，传感器系统12可作为低电力装置操作，其不激活或停用。

模块16还可被配置用于与外部装置110通信，如上文描述的，其可以是外部计算机或计算机系统、移动装置、游戏系统、或其他类型的电子装置，如在图14-15中示出的。在图14-15中示出的示例性外部装置110包括处理器302、存储器304、电力供给306、显示器308、用户输入310、和数据传输/接收系统108。传输/接收系统108被配置用于通过任何类型的已知电子通信、经由模块16的传输/接收系统106而与模块16通信，包括上文或本文其他位置描述的接触式和不接触式通信方法。理解的是，模块16可被配置用于与多个外部装置通信，包括多种多样的不同类型和配置的电子装置。附加地，模块16的传输/接收系统106可被配置用于多个不同类型的电子通信。又理解的是，鞋100可包括分离的电力源以在如果需要的情况下操作传感器20，所述电力源诸如电池、压电装置、太阳能电力供给等。传感器20还可通过连接至模块16而简单地接收电力。

传感器系统12的操作和使用在关于图1-6中示出的传感器系统12的下文描述，并且理解的是，传感器系统12的操作原理，包括其全部实施例和变型例，是可应用至上文描述的传感器系统12的其他实施例的。在操作中，传感器20根据它们的功能和设计来采集数据，并且将数据传输至端口14。端口14继而允许电子模块16与传感器20建立接口，并且收集数据用于后续使用和/或处理。在一个实施例中，数据以通用地可读取的格式来收集、存储、和传输，所以所述数据能够由具有各种不同应用的多个用户存取和/或下载，用于各种不同目的的使用。在一个示例中，数据以XML格式来收集、存储、和传输。

在不同的实施例中，传感器系统12可被配置为收集不同类型的数据。在一个实施例(上文描述的)中，传感器(一个或多个)20可以收集反应身体在传感器20周围的点处的运动的数据，例如，在一个实施例中时在用户的关节处。例如，传感器20可随着传感器20的变形由于不同程度的弯折或其他运动而改变来使电阻逐渐地增大。从该数据，关于用户的运动的信息可以被采集，诸如运动的数量、顺序、和/或频率，以及运动的程度、运动的速度、以及其他信息。在另一实施例中，传感器20可以是二进制开/关类型传感器，而不是定性(qualitative)传感器。这样的数据可不准许用户的运动程度被检测，但是用户的运动的其他方面可以被检测，诸如数量、顺序、频率等。在又一实施例中，传感器(一个或多个)20可能够测量弯折、弯曲、或其他信息的改变，和/或时间依赖性的参数。理解的是，在任何实施例中，传感器20可在登记数据之前要求某一阈值力或变形。

如上文描述的，数据以通用地可读取的格式、通过通用端口14而提供至模块16，使得可以使用所述数据的应用、用户、和程序的数量几乎是不受限制的。因而，端口14和模块16如用户希望地被配置和/或编程，并且端口14和模块16从传感器系统12接收数据，该数据可以用任何希望的方式用于不同的应用中。在许多应用中，数据在使用之前还由模块16和/或外部装置110进一步地处理。在其中外部装置110进一步地处理数据的配置中，模块16可将数据传输至外部装置110。该传输的数据可以用相同的通用地可读取的格式来传输，或可以用另一格式来传输，并且模块16可被配置为改变数据的格式。附加地，模块16可被配置和/或编程以采集、利用、和/或处理来自传感器20的数据用于一个或多个具体的应用。在一个实施例中，模块16被配置用于采集、利用、和/或处理数据用于在多个应用中使用。这样的使用或应用的示例在下文中给出。如本文使用的，术语“应用”通常指的是特定的使用，并且不必要地如用在计算机领域中的该术语一样，指的是计算机程序应用。然而，特定的应用可在计算机程序应用中整体地或部分地实施。

此外，模块16可以从服装构件移除，并且被替换以被配置用于与第一模块16不同地操作的第二模块16。在图1-6的实施例中，所述替换是通过将第一模块16从端口14断开、并且将第一模块16从凹部41移除、继而将第二模块16插入到凹部41中、并且将第二模块16连接至端口14来完成的。第二模块16可与第一模块16不同地编程和/或配置。在一个实施例中，第一模块16可被配置用于使用在一个或多个特定的应用中，并且第二模块16可被配置用于使用在一个或多个不同的应用中。例如，第一模块16可被配置用于使用在一个或多个游戏应用中，并且第二模块16可被配置用于使用在一个或多个运动表现监测应用中。附加地，模块16可被配置用于使用在相同类型的不同应用中。例如，第一模块16可被配置用于使用在一个或多个游戏或运动表现监测应用中，并且第二模块16可被配置用于使用在不同的游戏或运动表现监测应用中。作为另一示例，模块16可被配置用于相同的游戏或运动表现监测应用内的不同的使用。在另一实施例中，第一模块16可被配置为采集一个类型的数据，并且第二模块16可被配置为采集不同类型的数据。这样类型的数据的示例在本文描述，包括定量的力测量、相对的力测量(即，相对于彼此的传感器20)、重量切换/转移、力改变的冲击顺序(诸如跨步样式)率等。在又一实施例中，第一模块16可被配置为以与第二模块16不同的方式来利用或处理来自传感器20的数据。例如，模块16可被配置为仅采集、存储、和/或通信数据，或模块16可被配置为以某一方式来进一步地处理数据，诸如组织数据、改变数据的形式、使用数据进行计算等。在又另一实施例中，模块16可被配置为不同地通信，诸如具有不同的通信接口或被配置为与不同的外部装置110通信。模块16也可在其他方面中具有不同的功能，包括结构性和功能性的方面，诸如使用不同的电力源或包括附加的或不同的硬件部件，诸如上文描述的附加的传感器(例如，GPS、加速度计等)。

由系统12收集的数据的一个预期的使用是通过用户的关节弯折来检测和/或测量运动，包括使用在各种各样的运动活动中的关节，诸如肘部、肩部、膝盖、和臀部。如上文描述的，可以从所述数据采集的关于用户的运动的信息包括运动的数量、顺序、和/或频率，运动的速度，以及其他信息。理解的是，基于由此收集的数据的预期使用，可以设计或多或少地昂贵的和复杂的传感器系统12。由系统12收集的数据可被用在各种其他运动表现特征的测量中。例如，可以进行速度和距离检测，其可包括基于计步器的测量。作为另一示例，运动信息可以被用于建模用户的运动(诸如通过外部装置110)。这样可以被建模的运动包括、但不限于，跑步形式、投掷形式(例如，棒球、美式足球、垒球、板球等)、篮球投篮形式、摆动形式(例如，棒球、高尔夫球、网球、曲棍球等)、踢球形式(例如，足球或橄榄球)、滑冰或轮滑形式、跳跃形式、攀登形式、举重形式、或其他静态锻炼形式、姿态、以及其他这样的运动。

数据、或源自其的测量，对于运动训练目的来说会是有用的，包括改进速度、力量、敏捷性、一致性、技术等。端口14、模块16、和/或外部装置110可以被配置为给予用户主动的、实时的反馈。在一个示例中，端口14和/或模块16可以被置为与计算机、移动装置等通信，以便于实时地传送结果。附加地，数据可以被用于比较运动，诸如与用户的过去的运动相比较以显示一致性、改进、或缺陷，或将用户的运动与另一用户的相同运动相比较，诸如职业高尔夫球手的挥杆。此外，系统12可被用于记录运动员的“招牌”运动的生物力学数据。该数据将被提供给其他装置用于使用在复制或模拟运动中，诸如用于使用在游戏应用或通过用户的类似运动来叠加运动的阴影(shadow)应用中。

系统12还可以被配置用于“全天候活动”跟踪，以记录用户在全天中所参与的各种活动。系统12可包括用于该目的的具体算法，诸如在模块16、外部装置110、和/或传感器20中。

除了数据收集和处理应用之外，系统12还可被用于控制应用。换句话说，系统12可被并入到遇到身体接触的衣服、或另一服装构件中，用于使用在基于由传感器20检测到的用户的运动来控制外部装置110中，诸如计算机、电视机、视频游戏等。实际上，具有所并入的传感器22和延伸至通用端口14的引线22的衣服允许所述衣服作为输入系统，并且电子模块16可以被配置、编程、并且适配为从传感器20接受输入，并且以任何希望的方式来使用该输入数据，例如，作为用于远程系统的控制输入。例如，具有传感器控制的鞋可以被用作用于计算机、或用于由计算机执行的程序的控制或输入装置，其中某些运动、姿态等类似于鼠标。其中某些运动、姿态等(例如，水平或竖直的手或手臂波、点击等)可以控制计算机上预先设计的操作(例如，向下翻页、向上翻页、撤销、复制、剪切、粘贴、保存、关闭等)。为了该目的，可以提供软件以分配不同的姿势给不同的计算机功能控制。预期的是，操作系统可被配置为接收和识别来自传感器系统12的控制输入。电视机或其他外部电子装置可以用该方式来控制。并入了系统12的物品100、500、600、700还可以被用在游戏应用和游戏程序中，类似于任天堂Wii控制器，其中具体的运动可以被分配以某些功能和/或可以被用于在显示屏幕上产生用户运动的虚拟代表。系统12可被使用作为用于游戏或其他计算机系统的专用控制器，或作为互补的控制器。

附加地，系统12可被配置为与外部装置110和/或与用于外部装置的控制器直接地通信。如上文描述的，图14图示了用于在电子模块16与外部装置之间通信的一个实施例。在另一实施例中，示出在图15中，系统12可以被配置用于与外部游戏装置110A通信。外部游戏装置110A包含与图14中示出的示例性外部装置110类似的部件。外部游戏装置110A还包括至少一个游戏媒体307，所述游戏媒体包含游戏程序(例如磁带、CD、DVD、蓝光、或其他存储装置)，以及被配置为通过传输/接收元件108来有线和/或无线连接而通信的至少一个远程控制器305。在示出的实施例中，控制器305补充用户输入310，然而在一个实施例中，控制器305可具有的功能是作为唯一的用户输入。在该实施例中，系统12设置有附件装置303，诸如具有USB插件的无线发送器/接收器，其被配置为连接至外部装置110和/或控制器305以实现与模块16的通信。在一个实施例中，附件装置303可被配置为连接至一个或多个附加的控制器和/或外部装置，它们是与控制器305和外部装置110相同和/或不同类型的。理解的是，如果系统12包括上文描述的其他类型的传感器(例如，加速度计)，诸如附加的传感器还可以并入到控制游戏、或外部装置110上的其他程序中。

外部装置110，诸如计算机/游戏系统，可以设置有其他类型的软件以与系统12相互作用。例如，游戏程序可被配置为基于用户的现实生活中的活动来改变游戏中角色的属性，这可以鼓励用户锻炼或进行更多的活动。在另一示例中，程序可被配置为显示用户的头像，其相关于或成比例于由鞋的感测系统收集的用户活动。在这样的配置中，如果用户已经是活跃的，则头像可显得兴奋、精力充沛等，并且如果用户已经是不活跃的，则头像可显得困倦、疲惫等。传感器系统12还可被配置用于更精细(elaborate)的感测以记录描述运动员“招牌动作”的数据，所述数据可继而被利用于各种目的，诸如在游戏系统或建模系统中。

包含本文描述的传感器系统100的单个物品100等可以被单独使用、或与第二物品100等结合使用，所述第二物品具有其自身的传感器系统12，诸如在图13中图示并且在上文描述的田径服70中的物品100、500。在一个实施例中，上文描述的物品100等中的一个可具有传感器系统12，其与鞋类物品80中的传感器系统82通信、或以其他方式而与其结合起来工作，如在图20中图示的，其中鞋类80的传感器系统80与衬衫物品100的传感器系统12通信。在图20的实施例中，鞋类物品80具有传感器系统82，所述传感器系统包括端口81、连接至端口81的一个或多个传感器83、以及连接至端口81以接收来自传感器83的数据的模块84。鞋类物品80的传感器系统82可利用FSR传感器，并且可根据如美国专利申请序列号13/401,918中描述的一个或多个实施例配置，所述申请通过引用的方式全部并入本文并成为本文的部分。传感器或传感器系统、以及利用它们的鞋类物品和鞋底结构和构件描述在美国专利申请序列号12/483,824、公布为美国专利申请公开号2010/0063778中；美国专利申请序列号12/483,828、公布为美国专利申请公开号2010/0063779中；以及美国专利申请序列号13/399,778和13/399,935中，上述申请全部通过引用的方式整体并入本文并且成为本文的部分。图20图示了彼此通信的模块16、84，并且理解的是，在这样的通信中可涉及一个或多个中间装置。在一个实施例中，来自衣服物品100中的传感器系统12的数据可以被集成、组合、和/或以其他方式而与来自鞋类80的传感器系统82的数据一起使用。这样的集成的数据可以提供描述用户的运动的进一步的细节，并且可以被用在本文描述的或前述专利申请中的任何应用中，也可用于其他用途。数据集成可以在从传感器系统12、82二者接收数据之后，由模块16、84进行，或可由外部装置110进行。装置100还可产生所集成的数据的视觉、音频、或其他输出，其可包括表现指标(indicators)。

通信的各种模式可被用于集成来自多个传感器系统12、82的数据，包括在前述专利申请中描述的任何通信模式的传感器系统也可被使用。如在图20中图示的，传感器系统12的模块16可与鞋类传感器系统82的模块84直接地通信、和/或在一个实施例中模块16、84二者可与外部装置110通信。在另一实施例中，单个模块16可被用于传感器系统12、82二者。例如，衣服传感器系统12的端口14或鞋类传感器系统82的端口81可被配置用于与模块16无线通信以实现这样的使用。作为另一示例，传感器系统12、82的一个或多个个体传感器20、83可具有专用天线或用于与本文描述的其他部件和/或装置通信的其他通信装置。由系统12所收集的数据的仍其他使用和应用被预期在本发明的范围内、并且可由本领域技术人员意识到。

如将由本领域技术人员在阅读本公开时意识到的，本文描述的各种方面可被实施为一种方法、一种数据处理系统、或一种计算机程序产品。因此，这些方面可采取完全地硬件的实施例、完全地软件的实施例、或软件和硬件方面组合的实施例。此外，这样的方面可采取由一个或多个有形的计算机可读取媒体或具有实施在存储媒体中或存储媒体上的计算机可读取程序代码、或指令的存储装置所存储的计算机程序产品的形式。可利用任何合适的有形的计算机可读取存储媒体，包括硬盘、CD-ROM、光学存储装置、磁性存储装置、和/或它们的组合。另外，代表如本文描述的数据或事件的各种有形的信号可以用行进通过诸如金属导线、光学纤维、和/或无线传输媒体(例如，空气和/或空间)的信号传导媒体的电磁波的形式而被转移在源与目的地之间。

如上文描述的，本发明的方面可被描述在计算机可执行指令的通常环境中，诸如由计算机和/或其处理器执行的程序模块。通常地，程序模块包括进行特定任务或执行特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。这样的程序模块可包含在如上文描述的有形的计算机可读取媒体中。本发明的方面还可实施在分布式计算环境中，在所述分布式计算环境中任务是由通过通信网络联接的远程处理装置来执行的。程序模块可位于存储器中，诸如模块16的存储器204或外部装置110的存储器304，或位于外部媒体中，诸如游戏媒体307，其包括本地和远程计算机存储器媒体，所述计算机存储器媒体包括存储器存储装置。理解的是，模块16、外部装置110、和/或外部媒体可包括用于一起使用的互补的程序模块，诸如在特定的应用中。还理解的是，为了简单起见，在模块16和外部装置110中仅示出了单个处理器202、302和单个存储器204、304，并且处理器202、302和存储器204、304可分别包括多个处理器和/或存储器，并且可包括处理器和/或存储器的系统。

本文描述的传感器系统的各种实施例，以及并入传感器系统的衣服物品和其他结构，提供相比于现有技术的益处和优势。例如，本文描述的传感器实施例中的许多提供相对低的成本以及对于传感器系统的耐用选项，使得传感器系统可并入到衣服物品中而只具有少量的额外成本、以及良好的可靠性。因此，不管传感器系统是否由消费者最终地希望来使用，衣服可以制造有一体化的传感器系统，而不明显地影响价格。附加地，衣服物品(一个或多个)可被制造为穿着在用户的普通衣服下方的薄的并且轻量化的服装(garments)，提供表现跟踪而不影响用户的外观和风格。作为另一示例，传感器系统提供用于各种应用的宽范围的功能性，所述应用包括游戏、健身、运动训练和改进、用于计算机和其他装置的实际控制、以及本文描述的和可由本领域技术人员意识到的许多其他应用。在一个实施例中，第三方软件开发者可以开发被配置为使用来自传感器系统的数据而运行的软件，包括游戏和其他程序。传感器系统提供以通用地可读取格式的数据的能力极大地扩展了传感器系统可以被使用的第三方软件和其他应用的范围。

本文已经描述和图示了若干替代实施例和示例。本领域的技术人员将意识到个体实施例的特征，以及部件的可能的组合和变型。本领域的技术人员还将意识到任何实施例可被设置在与本文公开的另一个实施例的任何组合中。理解的是，本发明可用其他特定的形式实施而不背离本发明的理念或核心特征。因此，本示例和实施例被认为在全部方面中时说明性并且不是约束性的，并且本发明不限于本文给出的细节。如本文使用的术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”等，仅意图用于说明的目的，并且不以任何方式限制实施例。另外，如本文使用的术语“多个”指示任何大于一个的数量，分开地或结合地，如需要的话，直到无限的数量。此外，如本文使用的“设置”物品或设备，广泛地指的是使所述物品可用或可存取用于在所述物品上进行的未来行动，并且不意味着提供已经制造、生产、或攻击所述物品的一方或提供所述物品的一方已经拥有或控制了所述物品。相应地，虽然已经图示和描述了具体的实施例，但是想到的是多种修改而不显著地背离本发明的理念，并且保护范围仅由所附权利要求的范围来限制。

Claims

1.一种传感器系统，包括：

多个传感器，其由聚合物材料形成，所述聚合物材料具有以第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料；

端口，其被配置用于与电子模块通信；

多个导电引线，其由聚合物材料形成，所述聚合物材料具有以第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料，其中所述引线被连接在所述传感器与所述端口之间，

其中，所述传感器中的每个被配置为当在压力下变形时电阻增大，并且

其中，所述第二分散密度高于第一分散密度，使得所述引线中的每个具有足够的电导率，所述足够的电导率使得所述引线被配置为在任何变形状态下、在每个传感器与所述端口之间传导电子信号。

2.如权利要求1所述的传感器系统，其中每个传感器的聚合物材料和导电颗粒材料与每个导电引线是共挤压的。

3.如权利要求1所述的传感器系统，其中每个引线包括设置在导电芯部周围的绝缘涂层，所述绝缘涂层和所述导电芯部二者由所述聚合物材料形成，并且其中所述绝缘涂层实质上没有所述导电颗粒材料，并且所述导电芯部包括以所述第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料。

4.如权利要求1所述的传感器系统，其中每个传感器包括设置在芯部周围的绝缘涂层，所述绝缘涂层和所述导电芯部二者由所述聚合物材料形成，并且其中所述绝缘涂层实质上没有所述导电颗粒材料，并且所述芯部包括以所述第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料。

5.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述传感器中的至少一个包括多个大致平行的分支部，所述分支部具有横向于所述分支部延伸的一个或多个桥接部以将所述分支部连接在一起。

6.如权利要求5所述的传感器系统，其中至少一个传感器包括以锯齿状样式布置的三个或更多的分支部。

7.如权利要求1所述的传感器系统，还包括连接至所述端口的壳体，所述壳体具有被配置为将所述电子模块保持在其中的保持结构。

8.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述传感器由第一聚合物涂料形成，所述第一聚合物涂料具有以所述第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料，并且所述引线由第二聚合物涂料形成，所述第二聚合物涂料具有以所述第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料。

9.如权利要求8所述的传感器系统，其中所述第一聚合物涂料和所述第二聚合物涂料二者是硅基涂料。

10.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述导电颗粒材料包括从由下列材料构成的一组中选择的至少一种颗粒材料：镍、银、碳、和铝。

11.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述传感器中的至少一个包括薄化区段，所述薄化区段具有相对于所述传感器的其他部分减小的宽度。

12.如权利要求1所述的传感器系统，其中每个传感器具有将所述传感器连接至所述端口的两个引线，并且其中每个传感器和连接至其的两个引线一体地形成为单个挤压式构件，所述单个挤压构件具有形成所述传感器的传感器区段和形成所述引线的导体区段，所述传感器区段由具有以所述第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料的聚合物材料形成，并且所述导体区段由具有以所述第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料的聚合物材料形成。

13.一种传感器系统，包括：

传感器，其由第一聚合物材料形成，所述第一聚合物材料具有分散在其中的第一导电颗粒材料；

端口，其被配置用于与电子模块通信；

导电引线，其由第二聚合物材料形成，所述第二聚合物材料具有分散在其中的第二导电颗粒材料，其中所述引线被连接在所述传感器与所述端口之间，

其中，所述传感器具有在非变形条件中的第一电阻、以及在变形条件中的第二电阻，并且其中所述第二电阻高于所述第一电阻，并且

其中，所述引线具有足够的电导率，使得所述引线被配置为在任何变形状态下、在所述传感器与所述端口之间传导电子信号。

14.如权利要求13所述的传感器系统，其中所述第一聚合物材料与第二聚合物材料相同。

15.如权利要求13所述的传感器系统，其中所述引线包括由所述第二聚合物材料形成的、并且设置在导电芯部周围的绝缘涂层。

16.如权利要求15所述的传感器系统，其中所述第二导电材料是分散在所述第二聚合物材料内的导电颗粒材料，其中所述绝缘涂层实质上没有所述第二导电材料，并且所述导电芯部包括以施加足够的电导率的分散密度分散在其中的第二导电材料，所述足够的电导率使得所述引线被配置为在任何变形状态下、在所述传感器与所述端口之间传导所述电子信号。

17.如权利要求15所述的传感器系统，其中所述第二导电材料是包含在所述绝缘涂层内的导电纤维材料。

18.如权利要求13所述的传感器系统，其中所述传感器包括设置在芯部周围的绝缘涂层，所述绝缘涂层和所述导电芯部二者由所述第一聚合物材料形成，并且其中所述绝缘涂层实质上没有所述第一导电颗粒材料，并且所述芯部包括分散在其中的第一导电颗粒材料。

19.如权利要求13所述的传感器系统，其中所述传感器具有将所述传感器连接至所述端口的一对引线。

20.如权利要求13所述的传感器系统，还包括连接至所述端口的壳体，所述壳体具有被配置为将所述电子模块保持在其中的保持结构。

21.如权利要求13所述的传感器系统，其中所述第一导电颗粒材料和所述第二导电颗粒材料每种包括从由下列材料构成的一组中选择的至少一种颗粒材料：镍、银、碳、和铝。

22.一种衣服物品，包括：

服装构件，其被配置为穿着在用户的身体上；

传感器，其在第一位置处被连接至所述服装构件，其中所述传感器是由聚合物材料形成的，所述聚合物材料具有以第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料，其中所述传感器被配置为当用户穿着所述服装构件时随着所述用户的运动而变形；

端口，其被配置用于与电子模块通信，所述端口在远离所述第一位置的第二位置处连接至所述服装构件；以及

导电引线，其被连接至所述服装构件，其中所述引线被连接在所述传感器与所述端口之间、并且在所述传感器与所述端口之间沿着所述服装构件延伸，

其中，所述传感器被配置为当在压力下变形时电阻增大。

23.如权利要求22所述的衣服物品，其中所述物品是衬衫，并且所述传感器位于所述衬衫的肘部区域中，所述肘部区域被配置为至少部分地覆盖所述用户的肘部。

24.如权利要求22所述的衣服物品，其中所述物品是裤子，并且所述传感器位于所述裤子的膝盖区域中，所述膝盖区域被配置为至少部分地覆盖所述用户的膝盖。

25.如权利要求22所述的衣服物品，其中所述引线是由所述聚合物材料形成的，所述聚合物材料具有以第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料，其中所述第二分散密度高于所述第一分散密度，使得所述引线具有足够的电导率，所述足够的电导率使得所述引线被配置为在任何变形状态下、在所述传感器与所述端口之间传导电子信号。

26.如权利要求22所述的衣服物品，其中所述引线包括由所述聚合物材料形成的绝缘涂层，所述聚合物材料具有布置在其中的导电纤维材料，使得所述引线具有足够的电导率，所述足够的电导率使得所述引线被配置为在任何变形状态下、在所述传感器与所述端口之间传导电子信号。

27.如权利要求22所述的衣服物品，还包括被配置为在与所述第一服装构件不同的位置中被穿戴在所述用户的身体上的第二服装构件，其中所述第二服装构件具有被连接至所述第二服装构件的传感器，其中所述第二传感器由所述聚合物材料形成，所述聚合物材料具有分散在其中的导电颗粒材料，其中所述第二传感器被配置为当用户穿戴所述第二服装构件时随着所述用户的运动而变形，并且所述衣服物品还包括被连接至所述服装构件的导电引线，其中所述引线由所述聚合物材料形成，所述聚合物材料具有分散在其中的导电颗粒材料，其中第二引线被连接在所述第二传感器与所述端口之间、并且在所述传感器与所述端口之间从所述第二服装构件延伸至所述服装构件。

28.如权利要求22所述的衣服物品，其中每个引线包括设置在导电芯部周围的绝缘涂层，所述绝缘涂层和所述导电芯部二者由所述聚合物材料形成，并且其中所述绝缘涂层实质上没有所述第二导电颗粒材料，并且所述导电芯部包括分散在其中的第二导电颗粒材料。

29.如权利要求22所述的衣服物品，其中所述传感器包括设置在芯部周围的绝缘涂层，所述绝缘涂层和所述导电芯部二者由所述聚合物材料形成，并且其中所述绝缘涂层实质上没有所述第一导电颗粒材料，并且所述芯部包括分散在其中的第一导电颗粒材料。

30.如权利要求22所述的传感器系统，还包括被连接至所述服装构件的壳体，所述端口被连接至所述壳体，并且所述壳体具有被配置为将所述电子模块保持在其中的保持结构。

31.如权利要求22所述的衣服物品，还包括：

第二传感器，其在远离所述第一位置和第二位置的第三位置处被连接至所述服装构件，其中所述第二传感器是由聚合物材料形成的，所述聚合物材料具有以所述第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料，其中所述第二传感器被配置为当用户穿着所述服装构件时随着所述用户的运动而变形；以及

第二导电引线，其被连接至所述服装构件，其中所述第二引线由所述聚合物材料形成，所述聚合物材料具有以第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料，其中所述第二引线被连接在所述第二传感器与所述端口之间、并且在所述第二传感器与所述端口之间沿着所述服装构件延伸，

其中，所述第二传感器被配置为当在压力下变形时电阻增大，并且

其中，所述第二引线被配置为在任何变形状态下将第二电子信号从所述第二传感器传导至所述端口。

32.一种运动表现监测系统，包括：

衣服物品，其包括被配置为穿着在用户的身体上的服装构件；

传感器，其被连接至所述服装构件，其中所述传感器是由聚合物材料形成的，所述聚合物材料具有以第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料，其中所述传感器被配置为当用户穿着所述服装构件时随着所述用户的运动而变形；

壳体，其被连接至所述服装构件，所述壳体具有保持结构；

电子模块，其可移除地安装在所述壳体内，其中所述壳体的保持结构被配置为可释放地保持所述电子模块，并且其中所述电子模块被配置用于与所述外部电子装置通信；

端口，其被连接至所述壳体，使得所述端口与所述电子模块通信；

导电引线，其被连接至所述服装构件，其中所述引线由所述聚合物材料形成，所述聚合物材料具有以第二分散密度分散在其中的导电颗粒材料，其中所述引线被连接在所述传感器与所述端口之间、并且在所述传感器与所述端口之间沿着所述服装构件延伸，

其中，所述传感器被配置为当在压力下变形时电阻增大，并且

其中，所述第二分散密度高于所述第一分散密度，使得所述引线具有足够的电导率，所述足够的电导率使得所述引线被配置为在任何变形状态下经由所述端口将电子信号从每个传感器传导至所述模块，并且

其中，所述模块被配置为接收所述电子信号，以通过检测所述传感器的增大的电阻来检测所述用户的运动、并且将指示所述用户的运动的数据通信至所述外部装置。

33.如权利要求32所述的系统，其中所述物品是衬衫，并且所述传感器位于所述衬衫的肘部区域中，所述肘部区域被配置为至少部分地覆盖所述用户的肘部。

34.如权利要求33所述的系统，其中所述壳体位于所述衬衫的上背部区域中。

35.如权利要求32所述的系统，其中所述物品是衬衫，并且所述传感器位于所述衬衫的肘部区域中，所述肘部区域被配置为至少部分地覆盖所述用户的肘部。

36.一种衣服物品，包括：

服装构件，其具有设置在其上的传感器系统，所述传感器系统包括具有传感器区段和导体区段的挤压式硅树脂构件，所述导体区段被连接至所述传感器区段并且与所述传感器区段时连续的，所述传感器区段具有以第一浓度包含在其中的导电颗粒材料，并且所述导体区段具有以第二浓度包含在其中的导电颗粒材料，所述第二浓度大于所述第一浓度。

37.一种运动表现监测系统，包括：

第一传感器系统，其被连接至所述服装构件，所述第一传感器系统包括：

传感器，其被连接至所述服装构件，其中所述传感器是由聚合物材料形成的，所述聚合物材料具有以第一分散密度分散在其中的导电颗粒材料，其中所述传感器被配置为当用户穿着所述服装构件时随着所述用户的运动而变形，并且还被配置为随着变形而电阻增大；

第一端口，其被连接至所述服装构件；

导电引线，其将所述传感器连接至所述端口；和

第一电子模块，其被配置用于连接至所述第一端口，其中第一模块还被配置为检测所述传感器的电阻增大、并且通过所述第一端口而从所述传感器收集数据；

鞋类物品，其被配置为穿着在所述用户的脚上；

第二传感器，其被连接至所述鞋类物品，所述第二传感器系统包括：

FSR传感器，其被连接至所述鞋类物品并且被配置为检测由用户的脚作用在所述FSR传感器上的压力；

第二端口，其被连接至所述鞋类物品并且被操作地连接至所述FSR传感器以接收来自所述FSR传感器的输入；以及

第二电子模块，被配置用于连接所述第二端口，其中所述第二模块还被配置为通过所述端口收集来自FSR的数据；和

外部装置，其被配置用于与所述第一和第二模块通信，所述外部装置被配置为从所述第一和第二模块接收数据、并且集成来自所述第一和第二模块的数据。