CN108427075B - 活动监测装置和它的电源管理方法 - Google Patents

Abstract

运动活动监测装置的电池可在充电和放电状态二者中被管理以提供更准确的状态信息和/或预期充电时间。附加地或替换地，各种电源管理程序可被执行以最大化电池剩余电量。

Description

活动监测装置和它的电源管理方法

本申请是申请日为2013年01月18日、申请号为201380012028.0的专利申请的分案申请。

交叉引用

本申请要求2012年1月19日提交的名为"POWER MANAGEMENT"的美国临时申请No.61/588,646的优先权。该申请通过引用在此全文并入。

技术领域

这里所述的方面一般涉及电池和/或电源管理。特别地，这些方面为活动监测装置提供电池和电源管理。

背景技术

锻炼和健身已经变得越来越流行，并且这样的活动带来的益处是公知的。各种类型的技术已经并入到健身和其他运动活动中。例如，很多种便携式电子装置可用于健身运动，诸如MP3或其他音频播放器、广播、便携式电视、DVD播放器、或其他视频播放装置、手表、GPS系统、计步器、移动电话、寻呼器、呼叫器等。许多健身爱好者或运动员在锻炼或训练中使用一个或多个所述装置，以保持其愉悦，记录和提供运动表现数据或者保持他们和其他人联系等。

技术的进步也已经提供了更复杂的运动表现监测系统。运动表现监测系统允许对和锻炼或健身运动相关的许多物理或生理特性或其他运动表现进行容易和方便的监测，包括例如速度和距离数据、海拔数据、GPS数据、心率、脉搏、血压数据、体温、进行的步数等。

本发明的特征和优点的讨论在下面的参照附图进行的详尽描述中被提及。

发明内容

下面介绍本发明不同特征的总体概述，以提供对其方面中的至少一些的基本理解。该概述不意图作为本发明的广泛的综述。其不意图确定本发明的关键或决定性元件，或勾勒出本发明的范围。下文中的概述仅以下文中更详尽的描述的前序的总体形式展示了本发明的一些概念。

这里所述的方面提供了一种可佩戴装置，其在一个示例性实施例中是具有电子数据存储类型装置的运动表现监测和追踪装置。

根据本发明的一个方面，USB装置被用作具有可佩戴支架的组件的一部分。此外，支架和/或USB装置可包括和传感器通信的控制器，以作为整体的运动表现监测系统记录和监测运动表现。可佩戴装置可包括发光特征，其配置为将各种类型的信息传输至用户。

这里所述的方面进一步包括管理活动监测装置内的电源。例如，方面可涉及监测装置内的电池的充电和放电。

贯穿本发明还描述了其他方面和特征。

附图说明

为了理解各个方面，现在将仅以举例的方式参照附图进行描述，附图中：

图1是使用运动表现监测和反馈系统的人员的视图，该系统在本发明的一个示例性实施例中包括具有运动功能的可佩戴装置组件；

图2是图1中示出的可佩戴装置组件的透视图；

图2a是可佩戴装置组件的替换性实施例；

图3是图2中示出的可佩戴装置组件的正视图；

图4是图2中示出的可佩戴装置组件的侧视图；

图5是图2中示出的可佩戴装置组件的透视图，其中组件的部分以透明形式示出，以示出内部构件；

图6是沿图4中的线6-6截取的可佩戴装置组件的示意性剖视图；

图7a是可佩戴装置组件的脊柱部件中使用的电池隔室的透视图；

图 7b是作为脊柱部件一部分的电池隔室的透视图；

图8a是脊柱部件的前透视图；

图8b是脊柱部件的底侧透视图；

图9是具有附连的USB连接器的脊柱部件的透视图；

图10a-10c是USB连接器的视图；

图11a-11f是用于在可佩戴装置组件中使用并使用USB连接器的紧固机构的接收器部件以及其他构件的视图；

图12a-12c是在可佩戴装置组件中使用的间隔器部件或延展元件的视图；

图13是附连至可佩戴装置组件的间隔器部件的透视图；

图14是此处描述的可佩戴装置组件的控制器的柔性电路部件的示意性平面图；

图15和16是具有附连至其的装置的一些构件的脊柱部件的透视图；

图17是和控制器关联的输入按键的放大视图；

图18是图17中的输入按键的局部剖视图；

图19是具有形成于其上的外部部件并示出电池隔室的脊柱部件的透视图；

图19a是示出了具有端口开口的电池隔室的部分的装置的底部侧透视图；

图20是电池和闭合部件的局部透视图，并示出了电池的触点；

图21a-21d公开了根据此处描述的一个或多个方面的各个脊柱部件和电池构造；

图22示出了根据这里所述的方面的用于管理电池状态检测和信息的示例性过程；

图23示出根据本文所述一个或多个方面的示例性电池信息查找表；

图24示出了根据本文所述一个或多个方面的示例性电池操作装置的充电过程；以及

图25示出了根据本文所述一个或多个方面的示例性电池操作装置的放电过程。

具体实施方式

在下面本发明的多个示例性实施例的描述中，参照附图进行，附图形成本文一部分，并且其中以示例方式显示了其中可实践本发明的方面的多个示例性装置、系统和环境。应可理解，可使用部件、示例性装置、系统和环境的其他特定布置，并且可作出结构和功能修改而不偏离本发明的范围。而且，当术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等可用于本说明书中来描述本发明的各种示例性特征部和元件时，为了方便起见，这些术语被例如基于附图中所示的示例性方向使用。本说明书中不应被认为需要结构的特定的三维方向才落在本发明的范围内。

活动监测装置的总述

本文所述的方面提供了一种活动监测装置，例如具有运动功能的可佩带电子装置组件。在一个示例性实施例中，可佩戴电子运动装置组件可包括将运动信息传输至佩戴者的可发光部分。附加地，可佩戴电子运动装置可包括配置为连接至(直接地或间接地)另一装置的数据传输部分。在一个示例中，可佩戴电子运动装置可包括USB连接器和存储装置，其可连接至另一装置的USB口，以传输和接收数据。

在一种布置中，可佩戴电子运动装置可包括USB存储装置，其也可配置为作为连接器，以将可佩戴电子运动装置组件的两个端部彼此固定。USB 装置被连接至支架，该支架在一个示例性实施例中为腕带。

电子可佩戴装置组件可进一步包括壳体部分，其将控制器支撑在其中。所述控制器包括诸如电源和电路的相关联构件。各种传感器可以可操作地和诸如三轴加速度计的控制器相关联。该壳体具有其中壳体是防水且防撞击的结构构造。

在一个或多个布置中，控制器可使用具有特定特征的用户界面，以增强装置的功能。例如，可佩戴电子运动装置组件可包括显示屏，其可包括指示系统，其中运动数据可显示或以其他方式传输至用户。显示屏可包括LCD 屏幕、由一系列LED灯构成的显示屏、LED图形化用户界面等。显示在显示屏上的数据可存储在内部的不可移除存储器或可移除USB存储装置上。附加地，可佩戴电子运动装置的USB装置可嵌入在计算机中，其中表现数据可自动上传至远端站点或移动装置，用于进一步处理、显示和回顾。所述装置还可配置用于使得用户被提醒，以开始数据传输操作。装置也可能能够和其他移动装置或远端站点进行通用的无线通信。

此外，可佩戴运动装置可佩戴在用户身体上的多个位置，包括用户的胸部(诸如，胸带)、绕用户的手腕、绕用户的手臂、在用户的头部上、在用户的脚踝或大腿上等。

在一个示例性实施例中，显示屏可包括显示屏和标示系统。标示系统可显示对应于佩戴装置组件的用户的活动水平的信息。标示系统可包括多个光元件，其可选择性地发光以提供信息。该多个光元件中的每一个可以发出多种颜色光。显示和标示系统可分立或协同地操作，以将标记显示给用户。

在附加的示例性实施例中，装置可包括间隔器部件，其可调节装置的尺寸以适应各种用户。

在此外的其他示例性实施例中，装置可和移动装置以及远端站点交互，以向用户提供增强的体验。

活动监测装置的示例性实施例

尽管上文中已经大致描述了本发明的方面，下文中的详尽描述和附图一起提供了运动表现监测系统的更详尽的示例以及和本发明示例一致的方法。本领域技术人员应当然能够理解，下列描述组成本发明的示例的描述，而不应被解释为以任何方式限制本发明。

图1大致地公开了使用运动表现监测和反馈系统1的人，该系统在本发明的一个示例性实施例中包括具有运动功能的可佩带装置组件10。如在下文中更详尽地描述地，可佩戴装置组件10包括和诸如三轴加速度计相关联的传感器，其中装置10能够监测用户的运动活动或整体活动。如在图1中所示，运动表现监测和反馈系统1还可包括进一步的模块或传感器2和移动装置3，该模块或传感器诸如由鞋携带或嵌入在鞋中。可以理解的是，系统1 还可根据需要使用其他类型的传感器和装置，所述传感器和装置包括心率监视器。如在下文中更详尽地描述的，包括可佩戴装置10的系统1的各个构件可彼此无线地通讯，以记录和监测运动表现或整体用户活动。还可以理解的是，人员可仅利用可佩戴装置10以记录和监测运动表现或整体活动。运动表现数据或整体活动可包括多种不同的参数、指标或生理特性，包括但不限于速度、距离、已行进步数、以及诸如卡路里、心率和出汗检测的能量消耗。这样的参数也可以按照活动点数(例如，有时在此处也称作“AP”)或由用户基于用户的活动赚取的货币来表示。

基于鞋的传感器2可具有各种电子构件，包括电源、磁性传感器元件、微处理器、存储器、发送系统和其他合适的电子装置。在一个示例性实施例中，传感器2被安装在图1中示出的用户的鞋上。传感器2和系统的其他构件一起使用，以记录运动表现的其他参数中诸如速度和距离的数据。传感器 2可为在美国专利公开Nos.2007/0006489、2007/0011919和2007/0021269中公开的传感器。这些美国专利公开通过引用被合并于此并成为本申请的一部分。传感器2也可采取力传感器阵列形式，以采集和用户相关的附加数据，其诸如在美国专利公开No.2010/0063778和No.2010/0063779中公开的，前述公开通过引用被合并于此并成为本申请的一部分。该移动装置可为智能手机或其他类型的便携显示装置。可佩戴装置组件10也可与其他类型的传感器交互和通信，所述其他类型的传感器包括基于服饰的传感器或与诸如跑步比赛或其他运动比赛的事件相关联的传感器。

图2-6示出了图1中的可佩戴装置组件10的不同视图。可佩戴装置组件10总体包括壳体12、控制器14、输入按键16、显示屏18和标示系统20。可以理解的是，控制器14具有各种相关的构件和/或可操作地连接至其，该构件包括电源、传感器和相关的电路。图2a示出了一种可替换装置10，其具有更大的标示系统20。将首先对装置10的结构进行描述，然后对装置的操作以及由所述装置和相关的系统提供的附加的用户操作进行描述。

壳体12为可佩戴带的形式，所述可佩戴带诸如腕带，且通常包括内脊部件22(图6-9)，其具有用于电源的隔室、外包壳部件24以及紧固机构26 或栓锁部件26。在某些示例性实施例中，壳体12可具有一个或多个间隔器部件28，以调节装置10的尺寸，将在下文中对其进行更为详尽的讨论。

如在图2-6中进一步示出的，可佩戴装置组件10为环形的或大致为圆形的，在此说明性示例中，其配置为绕用户的腕部佩戴。可佩戴装置组件10 可成形为各种其他的形状，而不与本发明背离，诸如椭圆卵形、椭圆形、八边形、矩形等。装置10也可配置为附连至夹或其他装置，其可可移除地附连至人，或并入其他服饰中。可佩戴装置组件10和壳体12可包括大致平面部分，且沿侧部具有倒圆或成斜面的边沿。在示例性实施例中，所述成斜面的边沿可仅包括在壳体12的一个侧部上。所述壳体的端部被配置为经由紧固机构26彼此结合。在一个或多个布置中，可佩戴装置组件10的壳体12 的向外或朝外的侧部可包括平滑的纹路，而朝内的侧部(例如，接触佩戴者身体)可包括摩擦特征。在一个示例中，可佩戴装置10的朝内的侧部可制有棱纹，以改进摩擦和阻止绕用户的腕部或其他身体部分的滑动。纹路可在整个内侧上都为均匀的或可为不均匀的。例如，棱纹或其他纹路可随着纹路远离形成在壳体的端部处的紧固机构而愈发显著。在其他布置中，纹路也可附加至可佩戴装置组件14的外侧，且所述可佩戴装置组件的内侧可为平滑的。可使用楞纹和纹路的多种组合和构造。在此外的其他实施例中，壳体12 可并入装置10的内径上的吸汗部件，或芯吸元件(wickingelement)。

如图7-9所示，内脊部件22是具有实质刚性部分和一些柔性部分或区域的部件。脊柱部件22大致支撑如将在此处进一步描述的控制器14的构件。脊柱部件22可被视作底盘部件，其具有附连至其的各种构件。脊柱部分22 具有大致曲线的构造，且具有外表面30和内表面32。脊柱部分22包括延伸至第一远端36和第二远端38的中间部分34。中间部分34具有中心部分或中心段40，以及第一段42和第二段44。中间部分34进一步具有第一柔性区域46或部件，其将中心部分40的一个端部连接至第一段42，中间部分 34进一步具有第二柔性区域48或部件，其将中心部分40的另一端部连接至第二段44。柔性区域46,48提供这些区域处脊柱部分22以及整个装置的更容易的挠曲，而第一段42和第二段44以及中心部分40被视作刚性区域或本质刚性区域。

在示例性实施例中，柔性区域46、48可被视作柔性铰链区域且为成大致凹形形状的弯曲段。因此，所述柔性区域具有中心部分或基体部分，其中一对部件从基体部分延伸出，并由此限定出向内弯曲的部分。所述弯曲段具有在凹形构造的基体或中心部分处减薄的厚度，以增强柔性区域46、48的柔性特性。因此，脊柱部件22具有沿其长度(例如，刚性中心部分、刚性第一段和刚性第二段)的总体厚度或第一厚度，而柔性区域具有较小的第二厚度“t”，以辅助总体壳体12和脊柱部件22的柔性特性。特别地，柔性区域的基体部分具有较刚性中心部分、第一刚性段和第二刚性段小的厚度。如将在下文中更详尽地解释的，柔性区域46、48在装置10挠曲时(例如当置于用户的腕部上时或将装置10从用户的腕部移除时)辅助由脊柱部件22支撑的构件最靠近其中应力最小化的中性轴线。

如图7-9所示，中间部分34的第一段42具有第一凹陷隔室50，并且中间部分34的第二段44具有第二凹陷隔室52。这些段具有曲线的构造。凹陷隔室50,52尺寸设定为接收与控制器14相关联的电源。在图7a和7b中示出的示例性实施例中，凹陷隔室50、52初始地由金属包壳(诸如触变模制的金属部件55)成形。触变模制的(A thixo-molded)部件在一个示例性实施例中使用，而诸如任意铸造金属部件、模铸部件或任意金属注射成形部件的其他部件也可使用。形为金属帽的金属罩或闭合部件也如下文所述地被提供为电源的金属包壳。希望形成一个或多个电池142的金属包壳，且可以理解的是，该壳可包括相对的金属部件，其不形成完整的腔室，但基本环绕电池。可以理解的是，触变模制隔室可初始地形成为其中脊柱部件22的剩余部分在触变模制隔室上形成。脊柱部件的部分可形成在限定出隔室50,52的底部部分的触变模制部件之上。隔室50、52进一步具有一对开口59以接收将被描述的电池端子或触点。凹陷隔室50,52可总体地改变尺寸或参照彼此改变尺寸。因此，凹陷隔室50,52可具有增大的尺寸，以适应具有增大的容量的更大的电源。这些特征将在下文中被更详尽地描述。

中间部分34进一步支撑靠近外表面30的控制器14的其他构件，以及下文中将描述的显示屏18和标示系统20。脊柱部件22可具有将标示系统 20支撑在其上的成斜面的边沿。脊柱部件22具有一定的开口以接收紧固机构(诸如粘合剂和螺纹紧固件)，以将控制器构件固定地附连至脊柱部件22。第一远端36和第二远端38支撑紧固机构26和可选的间隔件28。

在一个示例性实施例中，帮助形成隔室50,52的触变模制部件55由镁形成，其中脊柱部件22的剩余部分由形成在部件55上的聚丙烯材料制成。可以理解的是，可将其他材料用于脊柱部件22以及电池壳。

如图2、3、6和19所示，外包壳部件24位于脊柱部件22周围，且罩住控制器14、显示屏18和标示系统20。在示例性实施例中，外包壳部件24 是使用注射成型工艺成形的热塑性弹性体部件，所述注射成型工艺在下文中将详述。相应地，外包壳部件24在保持环形形状时具有可回复的弹性。外包壳部件24具有大致圆形的外表面56以及大致平面的内表面58，且可被视作具有限定出装置10的内径的内部部分以及限定出装置10的外径的外部部分。外表面56具有本质大的半径以形成弧度，虽然大致表现为平面。侧部边沿具有较外表面小的半径，且成斜面的侧部边沿进一步具有小的半径。

外包壳部件24的表面协同形成内部容积，以接收所述装置的各个构件，而同时保持最小的横截面尺寸。外包壳部件进一步具有成斜面的侧部边沿 60。标示系统20位于靠近成斜面的侧部边沿60。可以理解的是，壳体12 可按需在每个侧部边沿上具有成斜面的边沿。外包壳部件24具有孔62，以容纳用于和控制器14交互的输入按键。外包壳部件24具有第一区域64以适应观看显示屏18，且包括第二区域66以适应观看标示系统20。可以理解的是，第一区域64具有一定的结构和尺寸以使得由显示屏18投射的标示可被通过外包壳部件24的第一区域64观看到。进一步可以理解的是，第二区域66具有一定的结构和尺寸以使得由标示系统20投射的标示可被通过外包壳部件24的第二区域66观看到。

外包壳部件24可包括提供深色外观的染色剂。染色剂的量被控制以使得由外包壳部件24罩住的构件不能被看见。但是，当显示屏18和标示系统 20被激活时，光轻易地投射通过外包壳部件24，且视觉地可感知。例如，在一个示例性实施例中，外包壳部件是半透明的热塑性弹性体，其具有一定百分比的染色剂。外包壳部件24可进一步被视作大体透明的，但具有由一定量的黑色染色材料提供的染色。在该构造中，外包壳部件24中的内部构件大体不能被看见，但是，当显示屏18和/或标示系统20激活时，灯部件通过外包壳部件24被清晰地看见。因此，内部构件通过裸眼不能被看见，但显示屏和/或标示系统可在激活时通过外包壳部件被看见。装置10可进一步配置为使得显示屏和标示系统中的一个总是可见的，而显示屏和标示系统中的另一个仅在激活时可以被看见。例如，显示屏可一直是可以被看见的，以诸如示出时刻，而标示系统仅在激活时可以被看见。进一步可理解外包壳部件24可为透明的材料或包括各种不同的染色剂或多种染色剂。一定的颜色可标示装置10被特别设计用于一定类型的用途或事件。第一区域64和第二区域66可被构造为透明的。在示例性实施例中，这些区域被染色至更深的颜色，其中显示屏18和标示系统20透过其被照亮。

可以理解的是，替换地，开口可设置在第一区域64和第二区域66处，以观察显示屏18和标示系统20。外包壳部件24的内表面58具有第一开口 68和靠近由脊柱部件22支撑的电源的位置的第二开口70。第一开口68由通过紧固件固定在第一开口68上的第一帽72或闭合部件覆盖，且第二开口 70由通过紧固件固定在第二开口70上的第二帽74或闭合部件覆盖。第一帽72和第二帽74由金属材料形成，以和金属电池隔室50、52协作，以提供用于电源的金属包壳，所述电源将被描述。

外包壳部件24可包括多种材料，所述多种材料包括多种聚合物、塑料或橡胶、热塑性弹性体部件、热塑性聚氨酯部件、液态硅酮部件、和橡胶复合材料、以及其他可模制的弹性部件、和/或诸如氯丁二烯橡胶的合成物、塑料、织物、金属和/或以上的组合。在一个或多个示例中，所述材料可包括热聚氨酯和/或热塑性橡胶。使用的所述材料也可提供一些柔性，使得由可佩戴装置组件10形成的环件的尺寸可变大，而不使得组件10开裂或破裂。如将在下文中更详尽解释的，可将粘性促进剂使用在脊柱部件22和支撑在其上的构件上，以辅助外包壳部件24的粘合。将在下文中描述装置10的成形工艺时详述脊柱部件22和外包壳部件24。

如图6、10和11所示，紧固部件26或栓锁部件26大致包括第一突起部件90和第二接收器部件92。第一突起部件90位于靠近壳体12的第一端部位置，且第二接收器部件92位于靠近壳体12的第二端部位置。可以理解的是，部件90,92可按需置于壳体12的相对端部上。第一突起部件90并入输入/输出部件94用于数据传输，且在示例性实施例中，采取为具有本质刚性本体96的USB连接器94的形式。USB连接器94包括多个嵌入在刚性本体96的顶表面中的导线98。导线98具有可操作地连接至控制器14的连接器。如图10c所示，第一突起部件90进一步具有位于刚性本体96的底表面位置的凹部100，其大致和USB导线98相对。底部凹部100限定出接合表面102。

如图6和11a-f所示，第二接收器部件92在其中限定出开口104，且支撑枢转部件106。枢转部件106具有指针部分108，且包括弹簧110，以将指针部分108朝向栓锁位置偏置。枢转部件进一步包括可压下的按键112，以将指针部分108移动远离栓锁位置。第二接收器部件92进一步具有和开口 104相对的端部处的一对叉形部件120。叉形部件120具有倾斜或弯曲的凸轮表面122。槽124沿叉形部件120的长度被限定出。

如在图11a-f中进一步示出的，第一突起部件90被接收在第二接收器部件92中，该第二接收器部件在实施例中可连接至脊柱部件22的一个端部。初始地，指针部分108从栓锁位置枢转且偏置开。一旦指针部分108进入凹部100中，则指针部分108由弹簧110偏置进入凹部100中并偏置进入栓锁位置中。装置10继而处在闭合位置中，其中指针部分108可邻接接合表面 102，以将装置10保持在闭合、环形构造中。当在示例性实施例中时，紧固构件26并入常用的USB连接器94，可以理解的是，也可使用其他类型的用于通信的连接构造。例如，装置10可使用微型USB连接器、火线接口、16 针插座、或其他类型的基于物理接触的连接，或可包括无线或非接触通信接口，诸如Wi-Fi、蓝牙、近场通信、RFID、蓝牙低能量、紫峰(Zigbee)或其他无线通信技术的接口，或用于红外或其他光通信技术的接口。进一步可以理解的是，装置10可配置为完全从诸如USB连接器94的数据传输部件进行通信和数据传输，或完全经由无线通信进行或通信和数据传输，或经由无线通信和各种类型的嵌入式通信的组合进行通信和数据传输。

图10a-10c公开了USB连接器94的附加视图。USB连接器94具有结构性特征，其提供更干净、更审美地愉悦的构造，而同时保持可操作性。在常用的USB连接器中，引线被不均匀地隔开，具有矩形形状，且所述引线的各自的端部未被对齐。如在图10a中所示，USB连接器94的引线98跨刚性本体96以一距离均匀地间隔开。此外，引线98相对于刚性本体96的顶面114凹陷。附加地，刚性本体96限定出均匀地隔开的圆形开口116，且其中开口116的端部被对齐。引线98通过开口116曝露。由于引线98相对于刚性本体96的顶面凹陷，每一个引线98具有突起的棱纹118，所述棱纹靠近刚性本体96的顶表面114延伸。在示例性实施例中，引线98置于模中，在其中材料被注射成型在引线98周围，以形成具有均匀和对齐的圆形开口116的刚性本体。这样的结构提供增强的USB连接器94。

装置10可在圆周尺寸上变动，其中装置10可限定出更小和更大的环形构造，以适应例如用户的不同腕部尺寸。为了该目的，壳体12可并入如图 12-13所示的间隔器部件28或延展部件或元件28。可以理解的是，可使用单个间隔器部件28或可使用多个间隔器部件28，或完全不使用，其中装置 10简单地具有在壳体12的端部处连接的栓锁机构。间隔器部件28与壳体 12的一个端部以及紧固机构26的接收器部件92的一个端部协助，以增加装置10的圆周尺寸。间隔器部件28具有本体130，其具有包括尺寸设定为接收一对叉形部件120的一对开口132的一个端部，所述一对叉形部件120布置在紧固机构26的接收器部件92上。本体130支撑靠近开口132的旋转棘爪134。旋转棘爪134具有弯曲的凸轮表面135，且具有偏置弹簧136。旋转棘爪134由图12b中示出的紧固件和盖板大致固定在本体130的中心位置处。旋转棘爪134大致可绕中心位置旋转。本体130的另一端部支撑一对叉形部件137，其包括和接收器部件92的叉形部件120类似的凸轮表面138。

如可从图11f和13理解的，当使用间隔器部件28时，间隔器部件28 的叉形部件137被接收并固定在壳体12的端部中的开口中。壳体12的所述端部具有对应的结构以接收这样的叉形部件137。紧固机构26的接收器部件 92上的叉形部件120被插入在间隔器部件28的本体130上的一对开口130 中。为了该目的，接收器部件92上的倾斜的凸轮表面122接合旋转棘爪134 上的凸轮表面135，其中旋转棘爪134旋转(出于清晰目的，图12c中箭头 A的盖板被移除)以允许叉形部件120进一步插入开口132中。一旦叉形部件120上的槽124和旋转棘爪134对齐，旋转棘爪134的端部被接收在槽124 中，且由此将间隔器部件固定至紧固机构26的接收器部件92中(参见图11f 和13)。可以理解的是，可设置入口孔以在需要时旋转棘爪134，以将间隔器部件28从装置10移除。可以理解的是，可使用多个间隔器元件28以增加尺寸，或间隔器部件28可被移除以减小尺寸。间隔器部件28的长度可变动，且在一些情形中，可在5-10mm的范围中。在一个示例中，间隔器元件 28的长度可每个为8mm。在另一示例中，间隔器部件28的长度可为6mm。进一步可以理解的是，如果未使用延展元件28，则接收器部件92上的叉形部件120和壳体12的端部协作以被固定至所述端部。在示例性实施例中，间隔器元件28可具有和壳体类似的构造，所述壳体诸如是具有位于本体上的热塑性部件的塑料本体。叉形部件120可为本体中金属插入件的一部分。在一些示例性实施例中，可使用间隔器部件的装置10的内径可从约147mm 变化至221mm。

装置10具有由壳体12支撑的控制器14。控制器14大致包括印刷电路板140，其具有包括电路、处理单元、数据存储存储器、连接器以及其他本领域中已知的构件的各种构件。控制器14进一步包括为电池组(一个或多个)或多个电池形式的电源142、天线组件144以及传感器组件146。控制器14还可包括其他构件，诸如扬声器，以传输声音信息。

图14示出了印刷电路板(PCB部件)140的示意图。在示例性实施例中，PCB部件140是柔性电路部件。PCB部件具有各种区域或区段，以将各种部件支撑在其上。PCB部件还包括中心区域140a，其中显示屏18和标示系统20可操作地连接至所述中心区域。PCB部件还包括挠曲区域140b，其在位置上对应于脊柱部件22的柔性区域46、48。此处描述的其他构件也连接至PCB部件140。如图15和16所示，PCB部件140绕在且安装至脊柱部件22上。可使用紧固件以将PCB部件固定地附连至脊柱部件22。可以理解的是，连接时PCB部件的中心区域140a对应于脊柱部件22的中心部分34。 PCB部件140大致跟随脊柱部件22的轮廓，该轮廓包括柔性区域46、48的轮廓。因此，柔性区域140b位于脊柱部件22的柔性区域46、48处，且成大致面-面接合。该构造允许PCB部件靠近中性轴线被移动，其中当装置10 被挠曲时，作用在PCB部件上应力被最小化。

如上文所讨论的，PCB部件140支撑控制器14的各种构件。例如，PCB 部件140支撑天线组件144以及传感器组件146。所述PCB部件进一步支撑数据存储存储器构件。数据存储存储器接收来自传感器组件的输入，以及接收来自USB连接器94的输入。由控制器14存储的数据也可经由USB连接器94传输至诸如计算机的另一装置，以及经由计算机传输至远端站点。

由PCB部件140支撑的天线组件144辅助和其他移动装置的通信。因此，装置10能够和移动装置无线通信，且在一个示例性实施例中，控制器 14使用蓝牙无线通信。因此，控制器14可具有蓝牙无线电，且使用天线组件144，其中装置10可和移动装置无线地通信。可以理解的是，装置10装备有其他必要的构件，以进行该无线通信。将在下文中详细描述该通信的进一步示例。

如所讨论的，PCB部件140将传感器组件146支撑在其上。传感器组件 146可包括多个不同的传感器。在示例性实施例中，传感器组件146包括形为三轴加速度计的加速度计。如已更加详尽解释的，传感器146检测对应于佩戴装置10的用户的活动的运动。可以理解的是，系统1和/或控制器14 还可按需包括其他传感器。例如，由用户使用的系统1可使用基于鞋的传感器，其和装置10通信。用户还可具有基于服饰的传感器，其可和装置10通信。进一步可以理解的是，传感器组件146可包括心率传感器。所述心率传感器可按需为胸部安装传感器。可以理解的是，心率传感器也可并入装置10 的壳体12中，所述心率传感器诸如靠近用户的腕部检测心率的传感器。也可使用诸如GPS传感器的其他传感器。还可将附加的传感器并入装置10中。在一个示例性实施例中，所述传感器可包括陀螺仪传感器。传感器可为微机电系统(MEMS)类型陀螺仪装置。这样的传感器可和装置中的其他传感器 (诸如加速度计)协作，以提供增强的功能和能力，以及提供对感知的用户运动的进一步区分。

如所讨论的，控制器14包括为多个电池142形式的电源142。可以理解的是，也可在该设计中使用单个电池142。这样的设计可允许柔性电路部件具有附加的区域来支撑与装置10相关的附加的构件。但是，在示例性实施例中，电源142使用一对电池142。如从图6和20可理解的，电池142具有曲线或弯曲的构造，且大致为刚性部件。电池142限定出弯曲的平面表面。在示例性实施例中，装置10使用电池142对。第一电池142位于脊柱部件 22的第一凹陷隔室50中，而第二电池142位于脊柱部件22的第二凹陷隔室 52中。电池142具有大致对应于凹部50,52的深度的厚度。电池142大致和脊柱部件22的内表面32平齐。可以理解的是，电池142可操作地连接至控制器14，以给装置10提供电源。

如图20所示，电池142具有和其关联的弹性罩部件148。罩部件148 具有一对圆形的凸起部149，且电池142的电池触点150粘合在圆形凸起部 149上。所述电池位于凹陷的隔室50、52中，其中触点150延伸穿过隔室 50、52中的开口59，且接合PCB部件140，以给装置10提供电力。当帽 70、74被紧固至脊柱部件22上时，圆形凸起部149和触点150被弹性地卡至PCB部件140，提供增强的导电连接部。可以理解的是，每一个电池142 都使用弹性罩部件148。在附加的示例性实施例中，可使用导电环氧树脂部件来结合电池触点。电池142和相应的凹陷的隔室50、52的总体尺寸可变动，诸如变大，以增加电池容量和需要重新充电之前的装置的续航。可以理解的是，刚性电池142安装在脊柱部件22的更刚性的第一段42和刚性的第二段44中。脊柱部件22的挠曲区域46、48允许段42、44和电池142铰链地绕挠曲区域46、48枢转，以提供总体柔性的壳体12和装置10。

如图2-6和16-19所示，装置10包括可压下输入按键16，以辅助装置 10的操作。如从图17和18可理解的，输入按键16可操作地连接至控制器 14，其由大致邻近显示屏18的壳体12支撑。输入按键16可经由输入按键 16由用户访问，所述可输入按键延伸通过壳体12的外包壳部件24。输入按键16具有在两杆成型工艺(two-shot molding process)中一起整体地形成的刚性的基体部件76以及柔性的帽78。内部腔室79由输入按键16限定，以支撑可与控制器14交互的触摸式开关。刚性基体部件76具有限定出第一工具表面82的上环部80和靠近柔性帽78并限定出第二工具表面86的下环部 84。在形成装置10的过程中，当外包壳部件24注射成型在脊柱部件22和支撑构件周围时，第一工具表面82和第二工具表面86以紧密的面-面接合来和工具接合。所述接合阻止注射成型的材料流入输入按键16的内部腔室 79中，这可阻止输入按键16正确地操作。经由输入按键16提供输入的装置 10的操作将在下文中更详尽地描述。

如图2和15以及16所示，装置10的显示系统18或显示屏18由壳体12支撑，且可操作地连接至控制器14。所述显示屏可被视作装置10或壳体 12的可发光部分。显示系统18可包括一系列单独的发光元件或灯部件，诸如示例性实施例中的LED灯152。所述LED灯可以阵列形成且在中心位置处可操作地连接至PCB部件140。LED等152可布置为使得词、字母、数字、符号等可由单个离散的LED灯152的各种组合发光而产生。例如，LED 灯152可以矩阵形成布置，其具有特定数量的行和列。壳体12的外包壳部件24围绕并保护LED灯152。如所讨论的，外包壳部件24具有第一区域 64(如图19)并对应于LED灯152的位置，使得一旦LED灯发光时，光通过外包壳部件24可见(在替换性实施例中，第一区域64可为透明或本质透明的)。可以理解的是，第一区域可为单独并离散的。例如，每一个发光区域可由外包壳部件24的不透明或不透光部分围绕，使得来自LED152中的每一个的光不混杂在一起。显示系统18可仅跨可佩戴装置组件10的整个圆周的一部分。例如，如图2所示，显示系统占据了装置10的与紧固机构26 相对的顶部部分或中心部分。显示系统18的尺寸(例如单个LED灯的数量、灯的行和列的数量以及总体宽度或长度)可基于最大数据量确定，以在任意一次、以使用的任意字体和/或特性和/或以上的组合显示出。在一个示例中，显示系统18可包括成5行的20个LED灯152，其中每行大致平行于可佩戴装置组件10的长度。附加地或替换地，总体外圆周(例如，装置组件14的朝外的表面)可在174-182mm的范围中。还可以理解的是，显示屏18可包括灯部件，其标示装置10正在经由诸如蓝牙通信的无线连接和移动装置通信。

又如图2和15以及16所示，装置10的标示系统20由壳体12支撑，且可操作地连接至控制器14。标示系统20也可被视作总体的显示屏18的一部分或部件。装置10的显示系统可被视作包括第一显示屏和第二显示屏。可以理解的是，标示系统20可操作，且和显示屏18一起发光，或完全独立于显示屏18发光。标示系统20还可包括多个附加的发光元件160或灯部件 160，其在示例性实施例中也可采取LED灯的形式。灯部件160可操作地连接至控制器14，并由PCB部件140支撑。标示系统20总体地位于壳体12 的侧部边沿处。在一个特定的示例中，标示系统20可包括一系列20个发光元件160。可选地，发光元件41可沿可佩戴装置组件10的壳体12的两个侧部边沿分布。在示例性实施例中，发光元件160也可以以大致线性的构造布置。标示系统20的发光元件160可形状上不同于显示系统18的灯152。形状、尺寸或其他外观属性的不同可允许用户识别被传输的信息的类型。例如，发光元件160可将可佩戴装置组件10的壳体12的成斜面的侧部边沿60的一个或多个对齐，以方便用户的观察。在其中可佩戴装置组件14的侧部或边缘被圆形化的示例中，发光元件160可布置在圆形化的边沿的外部曲线上，使得佩带时光可以被看见(例如，背离装置14佩带于的用户腕部或其他本体部分)。和显示屏18的灯152的构造类似，外包壳部件24具有第二区域 66(图19)，其位于对应于标示系统20的发光元件160的位置处。从标示系统20的灯部件投射出的光在第二区域66处通过外包壳部件24可以被看见 (在替换性实施例中，第二区域64可为透明的或本质透明的)。在一个或多个布置中，由发光元件160产生的照明的外观可由外包壳部件24的对应的部分的尺寸、形状、透明度以及其他外观属性限定。例如，发光元件160可实际为环形的(例如，环形灯管)，但可用于照明外包壳部件24的透明的矩形区域，以由此形成矩形标示(例如参见图2a)。标示系统20的多个灯160 可绕装置组件10的圆周的一部分延伸。在一个示例中，标示系统20的多个灯160延伸大致显示屏18的长度的相同长度。在标示系统20和显示屏18 的多个灯之间的间隔也可为类似的。在另一示例中，灯部件160可绕圆周的大致一半延伸，而在其他示例中，标示灯部件160可绕圆周的大致三分之一延伸。在此外的其他示例中，灯部件160可绕可佩戴装置组件10的整个周界的3/4或大致整个周界延伸。还可以理解的是，构成标示系统的多个灯160 可被集合在一起，其中标示系统可具有不同的段。标示系统20的不同段可以下文中更详尽描述的不同的构造发光。每一个发光元件160也可被视作显示屏的分立的单个段。从显示屏18和标示系统20的构造可理解，显示屏18 可沿第一方向投射光，且标示系统20可沿第二方向20投射光，其中第一方向不同于第二方向。在一个示例性实施例中，第二方向可大致横向于第一方向。还可以理解的是，显示屏的灯部件可采取其他各种提供发光特性的形式和结构。

可以理解的是，可使用各种工艺来成形诸如图1-6中示出的装置10的装置。在示例性实施例中，成形脊柱部件22的工艺初始地包括成形电池隔室。如从图7a、7b、8a和8b可理解的，提供有模具，其中经由触变模制工艺(thixo-molding process)，镁被注射进入模具中，以成形触变模制部件55。镁制触变模制部件55和金属帽70、74(图2)协作，以提供电池142的本质金属的壳。如所讨论的，可使用其他金属成形过程。一旦成形后，触变模制部件55被置于模具中，其中材料被注入该模具中，以成形脊柱部件22。材料被环绕触变模制部件55外模制，其中一定量的注射材料在部件55的内表面上延伸(图7-8)。可以理解的是，模具被设计为并入成形脊柱部件22 的本质刚性的部分，脊柱部件22的柔性区域46、48，以及其他用于接收、安装或以其方式支撑此处所述的装置10的各种构件的结构。在示例性实施例中，注入在触变模制部件55上以成形脊柱部件22的剩余部分的材料是聚丙烯。

一旦脊柱部件22成形后，附加的构件被连接至脊柱部件22。例如，脊柱部件22的一个端部可和连接结构连接，所述连接结构将和栓锁机构或间隔器元件中的任意一个协作。进一步可以理解的是，USB连接器94成形为具有上述的特征。如从图10a-10c可理解的，USB引线98设置为具有凸起的棱纹118，其例如通过冲压工艺成形。引线98置于模具中，其中塑料注射模制材料绕引线98成形，以形成绕引线98的刚性本体96。可以理解的是，模具被设计为成形圆形开口116，且其中引线98继而被等距地间隔开且垂直地对齐。当引线98在圆形开口中凹陷时，凸起的肋部118延伸以靠近刚性本体96的顶表面114。模具还设计为在USB连接器94的刚性本体96中成形凹部100。一旦成形，USB连接器94连接至脊柱部件22的端部，而引线的端部将可用于连接至控制器(图9)。

具有附连的构件的脊柱部件22可继而插入模具中，其中装置的内径部分被外模制(overmold)。热塑性弹性体材料被注入模具中，以成形壳体12 的内部部分。可以理解的是，可使用粘性促进剂，其中粘性促进剂在外模制热塑性弹性体材料之前被施加至脊柱部件22的内表面。所述粘性促进剂辅助增强热塑性弹性体材料至脊柱部件22的粘结。在一个示例性实施例中，由3M公司出售的3M Primer 94用作粘性促进剂。还可以理解的是，模具被设计为使得开口被提供在壳体12的与将接收电池142的凹陷的隔室50、52 连通的内部部分中。

附加的构件继而可附连至脊柱部件。如从图15和16可理解的，控制器 14的PCB部件140成形有必需的电路、其他电子构件、天线、以及包括三轴加速度计在内的需要的传感器。此外，显示屏18和标示系统20构件还连接至PCB部件140。进一步可以理解的是，输入按键16在两杆注射成形工艺中成形，其中刚性基体部件整体地连接至柔性帽(图17-18)。输入按键也连接至PCB部件140。PCB部件140连接至脊柱部件22。PCB部件140被缠绕至脊柱部件且大致以面-面接合跟随脊柱部件22的轮廓，所述接合包括脊柱部件22的柔性区域46、48处。(图6、15、16)PCB部件140固定地附连至脊柱部件22。如所述，该构造辅助提供其中来自挠曲的应力被最小化的更中性的轴线。USB连接器94的引线的端部还焊接至PCB部件140。电池142插入在电池隔室(图19-20)中。凸起的触点位于通过电池隔室50、52 中的开口59，其中触点和印刷电路板上的接收触点匹配。电池闭合部件经由螺纹紧固件(图2)固定地附连至所述装置的内部部分，其中电池触点被朝向和PCB部件140关联的匹配触点偏置。

该中间组件继而被插入在附加的模具中，用于附加的外模制工艺。模具包括工具，其接合输入按键16的第一环表面82和第二环表面86，以阻止热塑性弹性体材料移入输入按键16的内部部分中(图17-18)。热塑性弹性体材料被注入模具中，以完成外包壳部件24的成形。在一个示例性实施例中，脊柱部件22包括具有端口开口380的管结构，其中材料通过该管结构注入，以形成外包壳部件24的外部部分。如图19a所示，端口开口380被提供在电池隔室52的倾斜表面中，且通过脊柱部件22和管结构连通。一旦置于恰当的模具部件中，注入的材料被注射通过端口开口380，并在模具中流动，以成形外包壳部件24的外部部分。可以理解的是，端口开口380可位于脊柱部件22的电池隔室或其他位置中。端口开口380还可进一步包括多个端口开口。因此，支撑在脊柱部件22上的各种构件被罩入在外包壳部件24中。热塑性弹性体材料流至输入按键16的侧表面并与其接合，其中材料的进一步迁移被工具阻止(见图6)。一旦外模制工艺完成，所述栓锁机构的接收器部分以及任意需要的间隔器元件可被附连(图2、3和19)。在这样的构造中，可以理解的是，壳体12是容易柔性的，以允许将装置置于用户的腕部上。装置10在脊柱部件22的柔性区域46、48处挠曲，其中可以理解的是，电池142安装于其上的多个刚性段一起移动。外包壳部件24的弹性性能方便地允许这样的枢转，同时提供充分的结构以保护由脊柱部件22支撑的构件。

装置10继而被成形，且可用于操作(图2)。下文描述了操作以及其他用户体验。

本发明的装置10可具有多个替换性结构和构造。图21a-d示出了可用于本发明的装置10的脊柱部件和电池的替换性实施例的示意性侧视图。类似的结构可参照类似的附图标记。脊柱部件22a包括多个柔性区域46a、48a 和刚性段或本质刚性的段或区域42a、44a。图21a-d示出了形为脊柱部件22a 的较薄部分的柔性区域。较薄部分可对应于更柔性的区域，而脊柱部件22a 的较厚部分可对应于更多的非柔性区域或刚性区域。可以理解的是，脊柱部件22a更易挠曲，或更易绕柔性区域铰链地枢转。刚性区域42a、44a可能为非柔性的，以允许诸如电路板、发光系统、电池组以及其他电子组件的非柔性构件被固定。例如，刚性区域42a、44a可各自包括电池组142。附加地或替换地，一个或多个刚性区域42a、44a可包括用于处理、存储和/或感知运动信息的电路。显示构件可设置在大致在支撑电池的刚性区域42a、44a 之间延伸的附加的中心刚性区域中。刚性区域42a、44a可具有受限量的柔性，以至少允许装置组件10的预定量的延展。

如从图21a-21b可理解的，电池组142的长度可被调节，以增加或减少电池容量。由于电池组142的长度的变化，显示构件、标示系统构件、或其他控制器构件的长度或其他尺寸也可被影响。例如，如果电池组142的长度增加，则显示器的尺寸或显示屏可减小，以进行补偿。类似地，在图21c-21d 中，电池组142的厚度可被改动，以调节电池容量和装置寿命。通过增加装置的厚度而不是长度，柔性区域的尺寸可最大化，这是由于不存在电池组142沿装置组件10的长度的延展。但是，增加厚度也可增加重量和/或增大装置圆周。电池142和刚性段或区域42a、44a可协同地尺寸设定为提供一个装置10，其具有合适的容量以在需要充电之前记录活动以及显示信息。

活动监测装置的电源管理

如本文所述，活动监测装置(例如可佩带装置组件10)可由一个或多个电池或其它类型的电源便携地供电。由于活动监测装置可使用可充电电池，因此期望能最大化电池容量和获得准确的电池容量信息。例如，剩余电池信息的准确性可改善用户计划锻炼的能力从而装置可在整个活动期间被供电且适当地管理用户的预期。附加地或替换地，所述装置可包括用于最大化剩余电池功率的各种程序。在一个实例中，这种程序可去激活活动追踪，目的是节省电力来允许使用者继续查看装置上的数据。如本文进一步讨论的，去激活的优先权可被限定为使得第一组的一个或多个功能或元件在第二组的一个或多个功能或元件之前被去激活，且第二组在第三组的一个或多个功能或元件被去激活之前被去激活。在一个实例中，活动追踪装置(例如加速度计、心律传感器、GPS传感器、陀螺仪传感器等)可具有高于如LED的UI 元件或某些UI显示器的优先权。因此，所述UI元件或显示器可在追踪装置之前被去激活。

电池容量也可随着时间而降级。因此，电池完全充电或放电的时间量的估计，如果是基于静态充电/放电曲线或其它静态预定基准点确定的，则可随着时间而变得不准确。替代地，电池充电和放电时间信息可被更新从而该数据可被动态地修正以改善和保持这一信息的准确性。在一个实例中，电池电量可被基于电压测量值而计算。继而可关于电池电量和对应的电压测量值建立表格。在使用过程中，装置可基于原始电压测量值和相关联的预定电量来确定当前电量。附加地或替换地，装置还可使用过滤值。所述过滤值可对应于原始电压测量值的移动平均值。该过滤值在一些实例中可考虑了电源峰值或孤立点，其可不适当地识别使用单个原始测量值。在一些布置中，所述过滤值可将最近2、3、5、10、15或任意其它数目的原始测量值取平均值。

图22示出了一个示例电源管理程序，其可被用在活动监测装置中以管理装置状态变化和监测电池电量和充电时间。该程序可在装置打开电源是或在其它预定时间或事件(例如当装置达到满电或当硬重设或软重设发生时) 启动。在步骤2205中，监测装置可确定电池充电过滤器是否已被启动。所述过滤器可为配置为确定过滤值(例如前述原始测量的电池电压值的移动平均值)的算法或程序。如果所述过滤器还没有被启动(例如，没有操作以计算移动平均值)，在步骤2210中，装置可确定装置当前是否处于充电状态中。例如，装置可检测装置的充电单元当前是否是活跃的。如果装置当前处于充电模式中，装置可在步骤2215、2220和2225中分别关闭充电单元、读取电池的电压和随后重新激活充电单元。由于在装置充电时通常不能进行准确的电压读取，充电可被临时中止从而可获得更准确的电池电压读数。替换地或附加地，由于电压被最近测量，电压读数可基于最近测量电压和充电耗时量被估计。在另一些实例中，所述电压读数可等同于最近测量的或最近确定的 (例如估计的、平均的或其它方式计算的)电压。例如，先前确定的电压可被使用，如果所述电压是位于预定时间量内(例如30秒、1分钟、5分钟、 10分钟等)被测量的或其它方式确定的。也可使用确定电池电压值的其它方法。

如果装置当前未被充电，电压可被在步骤2230中从电池读取，而不必执行充电单元去激活/重新激活程序。在放电状态中读取电池数值在一些情况下可受到如本文所讨论的各种限制。在电池的电压要被确定后，通过在步骤 2235中计算过滤器值，过滤器可被启动。例如，监测装置可基于确定的电压和如果可用的一个或多个先前电压读数/确定值来计算当前过滤器值。如所讨论的，过滤器值可对应于特定数目的最近电压值的移动平均值。

一旦过滤被启动，监测装置可在步骤2240中确定在该装置中已经发生状态改变。所述装置的各种状况可包括其中该装置在充电的充电状态、其中该装置在耗电的放电状态、其中该装置可限制功能至所有功能的特定子集的睡眠状态、无线通信关闭状态、活动追踪状态以及非活动追踪状态等。用户可按需定义附加的或替换的状态。例如，用户可定义新状态和指定需要的功能和/或硬件在新定义的状态中工作或关闭。当用户打开或关闭特定模式时，状态改变可发生和/或被检测到。例如，如果用户将监测装置插至充电源，状态可自动地从放电状态改变至充电状态。在特定实例中，当监测装置的充电单元被激活时，这种状态改变可被检测到。

如果状态改变已被检测到，监测装置可进一步在步骤2245中评估状态改变是否对应于至充电状态的过渡(例如，从放电状态)。如果是，在步骤 2250中，监测装置可确定将该装置电池从当前电池电量充电至满电状态所需的时间量。监测装置可基于充电时间需求表格进行上述确定。例如，电压- 电量百分比-至满电时间的表可被根据经验地确定和定义且用作确定装置从特定电压(对应于特定电量百分比)至满电状态所需的时间量的基准线。监测装置可使用最近测量电压作为确定满电时间的基础。在其它实例中，监测装置可计算更新的过滤值或使用最近确定的过滤值来确定满电时间。

图23示出了用于两种类型的电池的示例性电池(例如大和小)的电量表。该表沿着列2305中的相应电量百分比在列2301和2303中指定了两种类型的电池的电压。因此，在一个实例中，如果2800mvs的电压从电池中被读取，装置可基于表中定义的相应项确定电池被充电了0％。在另一实例中，如果电压读数对于小电池类型是3692，装置可确定电池被充电15％。如果电压读数落入表中指定的电压值之间，最接近的，下一最高和/或下一最低电压可被用于确定充电百分比和/或充电时间。图23中所示的表仅是电压水平、电量和充电时间之间预定相关性的一个实例。其它表格、数据结构、数值和/或对应关系也可被定义和使用，包括其中包括更多或更少类型电池的那些。

返回至图22，一旦充电时间已被计算出，监测装置可进一步在步骤2255 中启动计时器。该计时器可被配置为测量在开始充电和完全充电完成(或达到特定电量)之间的实际耗时。计时器测量的使用将在下面更加详尽地讨论。一旦充电时间已被计算出且计时器已被启动，监测装置可返回至步骤2240 以继续监测状态改变。

如果状态改变是至放电状态(例如从充电状态)的改变，监测装置可在步骤2260中停止计时器且确定耗时量。随后，监测装置可在步骤2265中确定电池是否已被完全充电。如果是，所述装置可在步骤2270中基于确定的耗时量更新或重新校准电压电量表。例如，对应于初始电压读数的充电时间值(在充电开始)可被更新以反映确定的耗时量。根据一个或多个布置，电压电量表可仅在电池完全充电时被更新。在其它示例中，电压电量表即使在电池未被完全充电时也可被更新。

更新电压电量表可仅包括更新用于初始充电电压的相应充电时间(例如，当计数器被启动时)，而不更新或以其他方式修正用于其它电压水平的充电时间。但是，在其它实例中，所述装置可通过适当地对要求的时间量进行内插值或外插值以更新用于一个或多个其它电压水平的电压电量表。在特定实例中，电量表中定义的充电时间可被符合至由数学公式定义的充电曲线，如charge_time＝a*voltage_level²+b。系数a可保持恒定，而b的新值可基于开始电压水平和实际耗时(例如充电时间)而被计算。使用b的新计算值，其它电压水平可使用修正的充电曲线/公式被重新计算。在其它实例中，符合整个或部分充电曲线的公式可被在预定时间(例如每2个月、每6个月、每年等)、事件(例如，装置硬重设或软重设、固件和/或软件更新等)或当用户指令时被重新计算。即，包括曲线斜率的曲线公式可考虑更新的电压- 充电时间值而改变。在另一些实例中，仅充电曲线的特定点(例如，从60％或更低至100％充电的充电值)可被重新计算/校准。

在其它布置中，新充电时间值可通过从多个预定充电时间表中选择不同的充电时间表而被确定。例如，多个充电时间表可被根据经验地生成用于不同的电池寿命中的不同消耗时间。在特定实例中，第一充电时间表可被开发用于6个月的旧电池，而第二充电时间表可被开发用于12个月的旧电池。附加的充电时间表可按要求或按需被定义用于其他电池年龄。当确定用于开始电压水平的实际充电时间时，装置可识别和选择多个充电时间表中的反映匹配或最匹配充电时间-电压水平关系的一个。例如，如果3718的开始电压要求80分钟来充电至满电量，装置可识别一个电量表，其显示用于3718的电压读数的80分钟充电时间。如果对于3718mvs，80分钟的精确匹配没有在任一表中指定，装置可在多个表中选择最接近的匹配表(例如3718的电压读数的79分钟)。所述选定的表继而可被用于所有电压水平，直至进一步的更新被执行。

在更新充电时间后，监测装置可返回至步骤2240以继续监测状态中的改变。

如果监测装置未检测到状态改变，装置可继续运行于充电或放电状态中。因此，如果装置确定当前在充电状态(步骤2275)，装置可行进至图24 所示的示例程序。替换地，如果装置确定其运行在放电状态(步骤2280)，装置可执行图25所示的示例性程序。关于充电和放电状态操作的进一步细节将在下面详尽描述。

图24描述了一个程序，其可在活动监测装置例如可佩戴装置组件10充电时被执行。例如，装置可提供更新的电池充电信息而不采用当充电进行时从电池的读数(例如，不采用充电启动时的初始读数)。通过减少或消除从电池中读数的数量，充电不必在每次需要读数时中止和重启。因此，在步骤 2400，装置可确定更新的电池电压读数。确定更新的电池电压读数可根据各种方法进行。在一个实例中，装置可基于充电启动时确定的过滤值或原始电池数值读数确定更新的电池电压。替换地或附加地，装置可使用最近的或在充电启动前确定的原始或过滤电池电压值读数。装置可进一步使用例如计时器确定从充电启动的耗时量。使用开始电池电压和该耗时，装置可使用如本文所述的预定电压-电量表(例如图23所示的表)确定当前电池电压和对应的电量(例如已充电百分比)。这样，装置不必从电池读取信息(例如电压) 以确定或估计当前电池充电量。

在步骤2405中，装置可随后比较和确定是否确定的当前电池电压小于最近的过滤电压值。最近的过滤电压值可不考虑当前确定的电池电压值。例如，移动平均值可不包括当前确定的电池值。替换地，最近过滤的电压值可被更新以包括当前确定的电池值(例如，包括当前确定的电池值的移动平均值)。如果当前电池电压值小于最近确定的过滤电压值，装置在步骤2410中可设定当前电池电压值给最近过滤值，而不是使用步骤2400中确定的电池值。步骤2405和2410可被执行以确保充电被显示为从充电状态启动前的电量水平开始增加。在一些布置中，步骤2405和2410可仅被执行单次，例如当装置首次进入充电状态时。装置可随后从步骤2400跳至其后的步骤2415。

在步骤2415中，当前过滤值可被用当前确定的电池值更新。在当前电池电压小于最近过滤的电压值的事件中(例如步骤2405和2410)，过滤值可保持不变。替换地，在充电状态中过滤值可不被使用。因此，确定的更新电池电压读数(例如估计的电池电压)可被用作一个值，通过该值充电水平显示被更新。图24的过程可被周期性地或不定期地执行。例如，所述过程可被根据如参照图25所述的计时器而被触发。

当充电时，对应的电量百分比，如从电量表中确定的，可被显示在装置上、充电装置上(例如电源适配器或计算装置)等。在一些实例中，电量百分比可仅在充电单元(例如整流电路)指示充电完成时达到100％。如果充电单元未指示完成充电，但是耗时对应于100％充电，装置可仍仅显示99％ (或最接近百分比)直至充电单元指示完成。在一些配置中，电池充电水平被示出为电池轮廓的填充量。因此，电池显示可仅在充电单元指示充电完成时被完全填充。

替换地或附加地，显示可不反映100％充电，直至耗时对应于满电且充电单元反映完成。因此，即使充电单元指示电池已被完全充电，显示可不示出100％电量直至达到对应于100％电量的耗时量。

如果装置处于放电状态(例如，不处于充电状态)，装置可执行电源管理/电池监测状态，如图25中所示。例如，在步骤2500中，装置可确定监测计时器是否已期满。监测计时器可不同于充电计时器且可被用于触发电池电压读数的更新。如果计时器已期满，装置可行进至步骤2510，以更新电池值读数，如下进一步所述。但是，如果检测没有期满，装置可在步骤2505中确定是否已请求电池值的手动更新(例如用户输入)。如果否，装置还可返回至步骤2240(图22)以继续监测计时器期满或手动更新或状态改变。

用于在放电状态中读取电池值的监测计时器(例如采样间隔)可被设定为各种值。例如，装置可被设定为每2分钟、每5分钟、每10分钟、每15 分钟、每30分钟等读取电池值(例如采样间隔可逐渐地变得更长(首先是1 分钟、然后2分钟、然后5分钟、睡眠(不采样)等)。采样间隔可在一些示例性配置中是用户可配置的。在一些情况下，采样可不基于预定计时器执行。例如，如果装置当前在高负荷状况下，例如接收用户输入(例如，按钮按下、触摸输入)，无线通信、显示器激活等，装置可不进行采样。替代地，装置可基于每个事件估计电量损失。因此，每次按钮按下可对应于0.2％的电量损失，而每分钟的激活显示可对应于0.75％电量损失。无线通信可对应于0.1％/分钟的电量损失。在高负荷状况结束后，在对电池采样前，装置还可等待预定时间量(例如30秒、1分钟、3分钟、5分钟、10分钟等)。

在步骤2510中，装置可读取电池电压和重设或启动监测计时器。在步骤2515中，装置可确定是否读取的电池电压值大于最近的过滤值。如这里所述，当前过滤值可或可不包括当前读取的电池电压值。如果读取的电池电压值大于当前过滤值，装置可替代地在步骤2520中设定读取的电池电压值给当前过滤值。步骤2515和2520的过程可被用于确保剩余电池电量被低估，从而剩余电池电力不被过量报告且装置不意外耗光电池电力。

在步骤2525中，当前过滤值可被用当前确定的电池值更新。在当前电池电压大于最近过滤的电压值的事件中，过滤值可保持不变。装置可随后返回至图22中的步骤2240。

根据一些方面，为了最大化电池功率，活动监测装置可限定电源特征曲线，其在不同的剩余功率水平处被激活。在一个实例中，如果电池达到第一剩余电池水平(例如25％、30％、33％、35％等)，低电池指示器可被显示或以其它方式传送。在第二剩余电池水平(例如，10％、15％、17％、20％等) 处，装置可显示充电指示器(例如插头图标)以及去激活一个或多个活动监测进程，例如计算已进行的活动量(例如进行的步数、消耗的卡路里、赚取的活动点数)。去激活优先权可被定义，例如在去激活数据追踪元件和进程前去激活UI特征和/或硬件。去激活这种进程可允许装置节省电力，所述电力以其他方式被处理器使用。在第三剩余电池水平(例如，低10％、低7％、低5％等)处，装置可进入深睡眠模式。深睡眠模式可包括一个或多个活动传感器的去激活、用户输入中断的去激活、和/或一个或多个显示器的关闭，包括各个活动监测进程的去激活。在一些布置中，少于所有的传感器可被去激活(例如，需要很多电力以使用的那些)而留下其它传感器被激活。在另一些实例中，如果装置包括多于一个的显示器，小于所有的显示器可被去激活。在特定实例中，要求最少功率的显示器可继续被打开。根据某项配置，退出深睡眠模式可要求装置通过被插入电源而进入充电状态。

用于各个水平的关闭或打开的各个功能和硬件可为用户可配置的。而且，电源管理水平的数目还可由用户按需或按要求定义。用户然后可定义装置的特征，且可被对于各个水平的每个而被关闭或打开。

如这里所述，装置可包括两个电池。在一个示例性实施例中，装置可检查一个或多个电池被正确地连接，例如经由通用并行输入/输出(GPIO)插头或装置或软件。但是，装置可不包括GPIO能力。

在示例性实施例中，装置可通过测量电池/多个电池(这些电池可被串联、并联或组合)的内阻来检查电池或多个电池的连接。作为实例，这种内阻可通过在电池处于高负荷时测试电池压降而被测量。为此的程序设想(i)关闭装置的显示器(即低负荷状况)且采用在该负荷下的电池测量值；(ii)打开显示器(即选择高或最高负荷状况)且采用在该负荷下的电池测量值；和(iii) 极端高负荷和低负荷状况之间的压降。在电池的工厂安装过程中，在1个电池附连至该系统时该程序可被运行且当2个电池附连时再次运行。当2个电池被附连时，由于电路可供应更多的功率，电池倾向于具有更小的压降。

在一些布置中，可期望提供一种用于该装置的电源管理系统，其要求很少到没有软件管理，且可被简单和便宜的部件实施。这种电源管理系统可提供下面的功能：

a.当可用时自动切换至USB电源(即不需要软件控制)。

b.当USB电源可用时自动开始给电池充电(即不需要软件控制)。

c.具有集成电池PCM，例如，允许在分配给电池的空间内具有更多的电池。

d.支撑电池的作用“闭锁”(例如用于存储和运输)，其中系统被关闭或其它方式置于不从电池抽吸或几乎不抽取或抽取选择的最小电流的状态中(例如，当用户初次接收和使用装置时电池未耗尽)。

e.当USB电源可用时自动解锁电池。由此当USB可用时最小化或消除电池抽取(battery draw)。

在一个或多个实例中，装置或活动追踪系统可使用并联的两个电池(例如，锂聚合物电池)，PCM电路被设计到主电路中，从而电池没有保护包封装直至完全安装在装置或系统中。所述PCM保护免于过充、过放电、充电时过流和放电时过流。在特定实例中，充电电流是0.7C，而放电电流在0.01C 和2C的平均之间。

附加地或替换地，装置或系统可被配置为基于期望装置寿命来优化电池寿命。一些消费电子装置可设想具有12-24个月的有用寿命跨度。时间使得电池性能在有用寿命跨度内降低。在一种配置中，装置的有用寿命可被定位为18个月。在该特定示例性配置中，用于充电的高度使用假定位可为274 充电循环，即基于在18个月内每2天给电池充电。在该特定示例性配置中，电池设计可被规定为满足下面目标，例如以确保装置满足目标18个月的有用寿命，且可能的话，使得实际寿命延长超过该有用寿命，例如在某种(用户意义上的)程度。为了，该延长可被挑战至300、500或更多充电/放电循环，即在高度使用情况下。

用于装置电池的保留电池容量(基于初始容量)的一个实例可被指定如下：

100循环	>95％电池容量
		300循环	>90％电池容量
500循环	>85％电池容量
		1000循环	>70％电池容量

如所示，装置可为人可佩带装置，其采取要求一定体积空间的卵/手镯的形式，所述体积空间分配给电池，以使其也采取该曲线或径向轮廓。因此，装置可包括曲线轮廓的一个或多个功能电池。所述曲线轮廓的电池可被使用冷成形工艺制造，其中电池通过滚子/传送系统被动态地进给，且通过轮/芯轴下提供该曲线形状以成形。在另一实例中，这种电池可使用热成型工艺成形，其中扁平电池芯被置于腔体中，继而通过将电池压入腔体而热成形，采用了曲线轮廓。

在一些方面，数据可被以紧凑方式存储以减少存储要求和/或电池消耗，例如用于检索和重组。在一个实例中，指标(卡路里、步数、EEP、时间等) 采样数据的紧凑二进制存储可被使用，例如存储至内存分区用于在外部应用 (手机、网络等)中检索和重组。在特定实例中，紧凑存储可为闪存分区。这种可被实施为例如指定外部串行闪存分区(designatedexternal serial flash memory partition)。

存储协议/系统可提供下列一个或多个：

-页码级(256字节大小)完整性

-足够的分辨率以准确地描述指标在时间上的生成

-可与存储在分区上的其它形式的数据区分开

-版本兼容性：改变至可被读取器检测的格式，例如具有最小压缩

-复原性：数据完整性被牢固地保持：坏数据可被识别

-能支持关于每个采样的选择量的元数据，特别是限制的或最小量的元数据。

-能描述会话的开始和结束(例如，典型地，午夜至午夜)

存储格式或结构可包括页码大小的数据包(page-sized data envelope)，其具有头(类ID和有效负载(payload)大小)且以CRC标记(其被CRC 跟随)终止。CRC标记是当被例如消费者读取时数据有效性的二次点(a secondary point of data validation)。在数据包内是各种标记、一些跟随着数据，这些标记可包括下列的一个或多个：

-会话开始标记，其描述采样在其处落入新会话的点

-会话结束标记，其描述采样在其后落入随后会话的点

-采样标记，包含采样数据和元数据。

在一个实例中，采样标记可具有下列的特征：

-格式版本号(例如，用于确定与消费应用的兼容性)

-采样id(例如16bit)

-UTC纪元时间戳(例如32bit)

-EEP偏移(例如16bit)

-卡路里偏移(例如16bit)

-步数偏移(例如16bit)

-距离偏移(例如16bit)

-有效时间偏移(例如16bit)

通过在存储至闪存前等待至页码/包被填充，闪存访问的频率可被有效降低，即其中页码/包可仅需要在包被填充或特定内容改变时(如在重设或改变至跟引导装载器(bootloader))被存储。还提供确定的地址用于CRC。当包被存储至闪存时，写指针地址可被保持在RAM中，且在电源状态改变、内存高水印(memory high watermark)、USB状态改变或请求时保存至非易失性存储器中。在初始化时，应用读取该地址至RAM用于继续使用。当数据从装置读取时，其从特定存储偏移中被请求，如果该偏移在外部闪存内的被写入采样存储的边界内，数据被从外部闪存返回，直至其达到写指针地址的点。附加数据被从RAM(如其被填入一样从包内)中提取。CRC仅在刚写入外部闪存前被添加。

上述程序可被用在具有多个这里所讨论的电池的活动监测装置中。例如，每个电池的电量可被单独地计算且累加在一起以呈现总电量。替换地或附加地，单独的电量和数值可针对每个电池单独地被报告。

而且，上述电源管理程序可被用于各种装置且不限于运动活动监测装置。例如，用于其它便携装置(例如便携媒体装置、移动通信装置等)的电池可使用类似的电源管理和充电方法以最大化电池寿命并提供准确的电池状态信息。

结论

虽然本发明已经关于包括目前实现本发明的优选模式的特定示例进行了描述，但是本领域中的技术人员将意识到，存在多种上面所述的系统和方法的变化和排列。例如，本发明的各种方面可被用于不同的组合中，并且本发明的各方面的各种不同的子组合可被一起使用在一个系统或方法中，而不偏离本发明。在一个示例中，本文所述的软件和应用可被实施为存储在计算机可读媒介中的计算机可读指令。而且，上面所述的各种元件、部件和/或步骤可改变，可被改变顺序、省略，和/或其他元件、部件和/或步骤可被增加，而不偏离本发明。因而，本发明应如所附权利要求中所提出的而被宽泛地解释。

Claims (20)

1.一种运动活动监测装置，包括：

一个或多个活动传感器；

至少一个电池；

处理器；和

存储器，其存储计算机可读取指令，该指令在执行时使得该运动活动监测装置：

从所述至少一个电池中读取电压水平；

基于所读取的电压水平和查找表确定所述至少一个电池的当前电量，该查找表存储读取的电压水平与对应电量之间的关联性；

确定当前电量是否满足第一预定电量阈值和第二预定电量阈值；

响应于确定当前电量满足第一预定电量阈值而不满足第二预定电量阈值，去激活以下至少一个：该运动活动监测装置的第一硬件装置和第一活动监测程序；

响应于确定当前电量满足第一预定电量阈值和第二预定电量阈值：

去激活以下至少一个：该运动活动监测装置的第一硬件装置和第一活动监测程序；和

去激活以下至少一个：该运动活动监测装置的第二硬件装置和第二活动监测程序。

2.如权利要求1所述的运动活动监测装置，其中以下至少之一包括活动指标计算程序：该运动活动监测装置的第一硬件装置和第一活动监测程序。

3.如权利要求2所述的运动活动监测装置，其中以下至少之一包括所述一个或多个活动传感器中的至少一个：运动活动监测装置的第二硬件装置和第二活动监测程序。

4.如权利要求3所述的运动活动监测装置，其中以下至少之一进一步包括运动活动监测装置的多个显示器中的至少一个且少于所有的显示器：运动活动监测装置的第二硬件装置和第二活动监测程序。

5.如权利要求1所述的运动活动监测装置，进一步包括无线通信装置。

6.如权利要求1所述的运动活动监测装置，进一步包括充电单元。

7.如权利要求1所述的运动活动监测装置，其中，所述存储器还存储计算机可读取指令，该指令在执行时使得该运动活动监测装置：

确定程序正在被运动活动监测装置执行；

确定对应于程序被运动活动监测装置执行而导致的预定电量损失，其中所述预定电量损失在所述确定程序正在被运动活动监测装置执行之前而被限定；和

通过从确定的电量减去预定电量损失来确定电池更新电量。

8.如权利要求1所述的运动活动监测装置，所述至少一个电池包括多个电池。

9.一种用于活动监测装置的电源管理方法，包括：

读取活动监测装置的至少一个电池的电压水平；

基于所读取的电压水平和查找表确定所述至少一个电池的当前电量，该查找表存储读取的电压水平与对应电量之间关联性；

确定当前电量是否满足第一预定电量阈值和第二预定电量阈值；

响应于确定当前电量满足第一预定电量阈值，去激活第一活动监测程序；

确定当前电量是否满足比第一预定电量阈值更低的第二预定电量阈值；

响应于确定当前电量满足第二预定电量阈值，去激活该活动监测装置的第一硬件装置和该第一活动监测程序。

10.如权利要求9所述的电源管理方法，还包括在确定当前电量满足第一预定电量阈值时向该活动监测装置的显示器提供低电池指示器。

11.如权利要求9所述的电源管理方法，还包括在确定当前电量满足第二预定电量阈值时向该活动监测装置的显示器提供低电池指示器。

12.如权利要求9所述的电源管理方法，还包括：

确定当前电量是否满足比第二预定电量阈值更低的第三预定电量阈值；和

响应于当前电量满足第三预定电量阈值，激活该活动监测装置的休眠模式。

13.如权利要求12所述的电源管理方法，其中激活该休眠模式包括以下中的至少一个：去激活该活动监测装置的一个或多个活动传感器、去激活用户输入中断、关闭一个或多个显示器，以及去激活活跃的活动监测程序。

14.如权利要求9所述的电源管理方法，还包括基于所述当前电量确定预期剩余电池时间。

15.如权利要求9所述的电源管理方法，其中该第一活动监测程序包括活动指标计算程序。

16.如权利要求9所述的电源管理方法，其中该活动监测装置的所述第一硬件装置包括活动传感器。

17.如权利要求9所述的电源管理方法，还包括：

确定正在由该活动监测装置执行的程序；

确定与正在由该活动监测装置执行的程序对应的预定电量损失，其中，预定电量损失在确定程序正在被活动监测装置执行之前而被限定；和

通过从确定的电量减去预定电量损失来确定电池更新电量。

18.如权利要求17所述的电源管理方法，还包括基于电池更新电量的预期剩余电池时间。

19.一种运动活动监测装置，包括：

至少一个活动传感器；

至少一个显示器；

至少一个电池；

处理器；和

存储器，其存储计算机可读取指令，该指令在执行时使得该装置：

确定所述至少一个电池的当前电量；

确定当前电量是否满足第一预定电量阈值和第二预定电量阈值；

响应于确定当前电量满足第一预定电量阈值而不满足第二预定电量阈值，去激活所述至少一个活动传感器的第一活动传感器；

响应于确定当前电量满足第一预定电量阈值和第二预定电量阈值：

去激活所述至少一个活动传感器的第一活动传感器；和

去激活所述至少一个显示器的显示器。

20.如权利要求19所述的运动活动监测装置，其中确定所述至少一个电池的当前电量基于读取的电压水平和查找表，该查找表存储读取的电压水平与对应电量之间关联性。

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