CN113287828B - 包括倾斜调整器的鞋类 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种鞋底结构，该鞋底结构可包括腔室和包含电流变流体的传递通道。电极可被定位成响应于跨越电极的电压在传递通道中的电流变流体的至少一部分中创建电场。鞋底结构还可包括控制器，控制器包括处理器和存储器。处理器和存储器中的至少一个可存储指令，指令为由处理器可执行的以实行操作，该操作包括将跨越电极的电压维持在阻止电流变流体流过传递通道的一个或多个流动禁止电平，并且该操作还包括将跨越电极的电压维持在准许电流变流体流过传递通道的一个或多个流动启用电平。

Description

包括倾斜调整器的鞋类
本申请是申请日为2016年5月24日、申请号为201680043110.3、发明名称为“包括倾斜调整器的鞋类”的发明专利申请的分案申请。
相关申请数据
本申请要求基于2015年5月29日提交的且题为“包括倾斜调整器的鞋类(FootwearIncluding an Incline Adjuster)”的美国专利申请号14/725,218的优先权权益。所述优先权申请号14/725,218以其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于鞋类物品的鞋底结构，并且涉及包括所述鞋底结构的鞋类物品。
背景技术
传统的鞋类物品通常包括鞋面和鞋底结构。鞋面为足部提供了覆盖物，并且相对于鞋底结构对足部进行牢固地定位。鞋底结构被固定到鞋面的下部，并且被配置成当穿着者站立、行走或跑步时被定位在足部与地面之间。
经常以针对特定状况或一组状况对鞋进行优化为目的设计传统的鞋类。例如，诸如网球和篮球的运动需要大量的左右移动。为参加此类运动时的穿着设计的鞋经常在侧向移动期间经受更大力的区域中包括大量加强件和/或支撑件。作为另一个示例，跑步鞋经常被设计用于由穿着者以直线向前移动。当在改变状况期间或在多种不同类型的移动期间必须穿鞋时，可能出现困难。
发明内容
提供本发明内容用于以简化形式介绍下面在具体实施方式中另外描述的概念的选择。本发明内容不旨在识别本发明的关键特征或基本特征。
在至少一些实施例中，一种用于鞋类物品的鞋底结构可包括第一腔室，所述第一腔室定位在鞋垫的第一部分下方且支撑鞋垫的第一部分。第一腔室可包含电流变流体，并且可具有响应于电流变流体传入和传出第一腔室而变化的高度。鞋底结构还可包括定位在鞋垫的第二部分下方且支撑鞋垫的第二部分的第二腔室，其中第二腔室包含电流变流体，并且具有响应于电流变流体传入和传出第二腔室而变化的高度。传递通道可与第一腔室和第二腔室的内部流体连通，并且可包含电流变流体。电极可被定位成响应于跨越电极的电压在传递通道中的电流变流体的至少一部分中创建电场。鞋底结构还可包括控制器，该控制器包括处理器和存储器。处理器和存储器中的至少一个可存储指令，该指令为由处理器可执行的以实行操作，该操作包括将跨越电极的电压维持在阻止电流变流体流过传递通道的一个或多个流动禁止电平，并且该操作还包括将跨越电极的电压维持在准许电流变流体流过传递通道的一个或多个流动启用电平。
本文描述了附加实施例。
附图说明
在附图的图中以示例的方式而不是以限制的方式示出一些实施例，并且附图中相似的附图标记是指类似的元件。
图1是根据一些实施例的鞋的内侧视图。
图2A是图1的鞋的鞋底结构的底视图。
图2B是图1的鞋的鞋底结构的底视图，但移除了前足鞋外底元件和倾斜调整器。
图2C是图1的鞋的鞋底结构的前足鞋外底元件的底视图。
图3是图1的鞋的鞋底结构的局部分解内侧透视图。
图4A是图1的鞋的倾斜调整器的放大顶视图。
图4B是图4A的倾斜调整器的后边缘视图。
图5A是图4A的倾斜调整器的底层的顶视图。
图5B是图4A的倾斜调整器的中间层的顶视图。
图5C1是图4A的倾斜调整器的顶层的顶视图。
图5C2是图4A的倾斜调整器的顶层的底视图。
图5C3是图4A的倾斜调整器的顶层的局部区域横截面视图。
图6是示出图1的鞋中的电气系统部件的框图。
图7A至图7D是示出当从最小倾斜状况到最大倾斜状况时图1的鞋的倾斜调整器的操作的局部示意性区域横截面视图。
图7E是图1的鞋的倾斜调整器和底板的顶视图，并且示出对应于图7A-图7D的视图的剖面线的近似位置。
图8A是在从最小倾斜状况到最大倾斜状况的转变期间的不同时间的足部位置、压力差、电压电平和倾斜角的曲线图。
图8B是在从最大倾斜状况到最小倾斜状况的转变期间的不同时间的足部位置、压力差、电压电平和倾斜角的曲线图。
图9A和图9B是示出根据一些实施例的由图1的鞋的控制器实行的操作的流程图。
图10A和图10B是示出根据一些附加实施例的由鞋的控制器实行的操作的流程图。
具体实施方式
在各种类型的活动中，在鞋的穿着者正在跑步或以其他方式参与活动时改变鞋或鞋部分的形状可为有利的。例如，在许多跑步比赛中，运动员围绕具有弯曲部分(也被称为“弯道”)的跑道赛跑。在一些情况下，特别是诸如200米或400米赛跑的较短的比赛项目，运动员可能在跑道弯道上以冲刺步速跑步。然而，以快速的步速在平坦曲线上跑步在生物力学上效率很低，并且可能需要笨拙的身体移动。为了抵消此类影响，一些跑步跑道的弯道是向内倾斜的。这种向内倾斜允许更有效的身体移动，并且通常导致更快速的跑步时间。测试表明，可通过更改鞋的形状实现类似的优点。特别地，以具有相对于地面倾斜的鞋垫的鞋在平坦跑道弯道上跑步可模仿以具有非倾斜鞋垫的鞋在向内倾斜的弯道上跑步的益处。然而，倾斜的鞋垫在跑步跑道的直线部分上是不利的。当在弯道上跑步时可提供倾斜的鞋垫且当在直线跑道部段上跑步时减少或消除倾斜的鞋类将给予显著的优点。
在根据一些实施例的鞋类中，使用电流变(ER)流体以改变一个或多个鞋部分的形状。ER流体通常包括悬浮非常小的颗粒的非导电油或其他流体。在一些类型的ER流体中，颗粒可具有5微米或更小的直径，并且可由聚苯乙烯或具有偶极分子的另一种聚合物形成。当跨越ER流体施加电场时，流体的粘度随着该电场的强度的增加而增加。如以下更详细描述的，该效果可用于控制流体的传递，并且修改鞋类部件的形状。虽然最初描述了跑鞋实施例，但是其他实施例包括旨在用于其他运动或活动的鞋类。
为了辅助和阐明各种实施例的随后描述，本文定义了各种术语。除非上下文另外指示，否则以下定义适用于本说明书的全文(包括权利要求书)。“鞋”和“鞋类物品”可互换使用，以指旨在用于穿着在人类足部上的物品。鞋可包封或可能不能包封穿着者的整个足部。例如，鞋可包括暴露穿着足部的大部分的凉鞋状鞋面。鞋的“内部”是指当鞋被穿着时由穿着者的足部所占据的空间。鞋部件的内部侧面、表面、面或其他方面是指朝向(或将朝向)成品鞋中的鞋内部取向的该部件的侧面、表面、面或其他方面。部件的外部侧面、表面、面或其他方面是指远离(或将远离)成品鞋中的鞋内部取向的该部件的侧面、表面、面或其他方面。在一些情况下，部件的内部侧面、表面、面或其他方面可在该内部侧面、表面、面或其他方面与成品鞋中的内部之间具有其他元件。类似地，部件的外部侧面、表面、面或其他方面可在该外部侧面、表面、面或其他方面与在成品鞋外部的空间之间具有其他元件。
可基于穿着该鞋的人类足部的区域和/或解剖结构，以及通过假设鞋的内部通常符合穿着的足部且针对穿着的足部以其他方式适当地定尺寸，描述鞋元件。足部的前足区域包括跖骨的头部和主体，以及趾骨。鞋的前足元件是当鞋被穿着时具有位于穿着者的前足(或其部分)的外侧和/或内侧的下方、上方、穿着者的前足(或其部分)的外侧和/或内侧处，和/或在穿着者的前足(或其部分)前方的一个或多个部分的元件。足部的足中区域包括骰骨、舟骨和楔状骨，以及跖骨的基部。鞋的足中元件是当鞋被穿着时具有位于穿着者的足中段(或其部分)的外侧和/或内侧的下方、上方和/或穿着者的足中段(或其部分)的外侧和/或内侧处的一个或多个部分的元件。足部的足跟区域包括距骨和跟骨。鞋的足跟元件是当鞋被穿着时具有位于穿着者的足跟(或其部分)的外侧和/或内侧的下方、穿着者的足跟(或其部分)的外侧和/或内侧处，和/或穿着者的足跟(或其部分)后方的一个或多个部分的元件。前足区域可与足中区域重叠，足中区域和足跟区域也可重叠。
除非另外指示，否则纵向轴线是指沿着足部中心的水平足跟-脚趾轴线，水平足跟-脚趾轴线大致平行于沿着第二跖骨和第二趾骨的线。横向轴线是指跨越足部的水平轴线，该水平轴线通常垂直于纵向轴线。纵向方向通常平行于纵向轴线。横向方向通常平行于横向轴线。
图1是根据一些实施例的跑鞋10的内侧视图。鞋10的外侧具有类似的构型和外观，但被配置成对应于穿着者足部的外侧。鞋10被配置用于穿着在右足部上，并且是包括为鞋10的镜像且被配置用于穿着在左足部上的鞋(未示出)的一双鞋的一部分。然而，如下面更详细解释的，鞋10及其对应的左鞋可被配置成在一组给定的状况下以不同的方式更改它们的形状。
鞋10包括附接到鞋底结构12的鞋面11。鞋面11可由各种类型的材料中的任一种形成，并且具有各种不同构造中的任一种。在一些实施例中，例如，鞋面11可被编织为单个单元，并且可不包括其他类型的衬里的内靴。在一些实施例中，鞋面11可通过缝合鞋面11的底部边缘入楦成形，以包封容纳足部的内部空间。在其他实施例中，鞋面11可通过士多宝(strobel)或以某种其他方式入楦。电池组件13位于鞋面11的后部足跟区域中，并且包括向控制器提供电功率的电池。控制器在图1中是不可见的，但在下面结合其他附图描述了控制器。
鞋底结构12包括鞋垫14、鞋外底15和倾斜调整器16。倾斜调整器16位于在前足区域中鞋外底15与鞋垫14之间。如下面更详细解释的，倾斜调整器16包括支撑鞋垫14的内侧前足部分的内侧流体腔室，以及支撑鞋垫14的外侧前足部分的外侧流体腔室。ER流体可通过与两个腔室内部流体连通的连接传递通道在这些腔室之间传递。该流体传递可相对于另一个腔室提高一个腔室的高度，从而导致位于腔室上方的鞋垫14的一部分倾斜。当ER流体另外流过通道被中断时，维持倾斜直到ER流体流动被允许恢复。
鞋外底15形成鞋底结构12的地面接触部分。在鞋10的实施例中，鞋外底15包括前部鞋外底部段17和后部鞋外底部段18。通过比较图2A(鞋底结构12的底视图)和图2B(在移除前足鞋外底部段17和倾斜调整器16的情况下的鞋底结构12的底视图)可看到前部鞋外底部段17和后部鞋外底部段18的关系。图2C是从鞋底结构12移除的前足鞋外底部段17的底视图。如图2A中看到的，前部鞋外底部段17延伸通过鞋底结构12的前足和中心足中区域，并且逐渐减小到变窄的端部19。端部19在位于足跟区域中的接合部20处附接到后部鞋外底部段18。后部鞋外底部段18在侧面足中区域上方且在足跟区域上方延伸，并且附接到鞋垫14。前部鞋外底部段17还通过支点元件且通过倾斜调整器16的上面提及的流体腔室耦接到鞋垫14。前足鞋外底部段17围绕穿过接合部20且经过前足支点元件的纵向轴线L1枢转。特别地，并且如下面解释的，当鞋垫14的前足部分相对于前足鞋外底部段17倾斜时，前足鞋外底部段17围绕轴线L1旋转。
鞋外底15可由聚合物或聚合物复合材料形成，并且可在地面接触表面上包括橡胶和/或其他耐磨材料。牵引元件21可被模制到鞋外底15的底部中或以其他方式形成在鞋外底15的底部中。前足鞋外底部段17还可包括用于持有一个或多个可移除尖头元件22的容置部。在其他实施例中，鞋外底15可具有不同的构型。
鞋垫14包括鞋中底25。在鞋10的实施例中，鞋中底25具有近似对应于人类足部轮廓的尺寸和形状，鞋中底25是延伸了鞋垫14的整个长度和宽度的单件，并且包括成型的顶表面26(图3中示出的)。顶表面26的外形被配置成大体对应于人类足部的足底区域的形状，并且被配置成提供足弓支撑。鞋中底25可由乙烯醋酸乙烯酯(EVA)和/或一种或多种其他闭孔聚合物泡沫材料形成。如下所述，鞋中底25也可具有形成在其中以容纳控制器和其他电子部件的凹部27和凹部28。后部鞋外底部段18的向上延伸的内侧和外侧还可向穿着者足部提供附加的内侧支撑和外侧支撑。在其他实施例中，鞋垫可具有不同的构型，例如，鞋中底可覆盖少于全部的鞋垫或可完全不存在，和/或鞋垫可包括其他部件。
图3是鞋底结构12的局部分解内侧透视图。底部支撑板29位于鞋10的足底区域中。在鞋10的实施例中，底部支撑板29附接到前部鞋外底部段17的顶表面30。可由相对坚硬的聚合物或聚合物复合材料形成的底部支撑板29有助于使前部鞋外底部段17的前足区域硬化，并且为倾斜调整器16提供稳定的基部。内侧力感测电阻器(FSR)31和外侧FSR 32附接到底部支撑板29的顶表面33。如下面所解释的，FSR 31和FSR 32提供有助于确定倾斜调整器16的腔室内的压力的输出。
支点元件34附接到下支撑板29的顶表面33。支点元件34被定位在底部支撑板29的前方部分中的FSR 31与FSR 32之间。支点元件34可由硬橡胶，或由在鞋10的穿着者跑步时所产生的负荷下通常不可压缩的一种或多种其他材料形成。
倾斜调整器16附接到下支撑板29的顶表面33。倾斜调整器16的内侧流体腔室35定位在内侧FSR 31的上方。倾斜调整器16的外侧流体腔室36定位在外侧FSR 32的上方。倾斜调整器16包括支点元件34延伸通过的孔37。支点元件34的至少一部分定位在腔室35与腔室36之间。结合图4A-图5C3讨论倾斜调整器16的附加细节。顶部支撑板41也位于鞋10的足底区域中，并且定位在倾斜调整器16的上方。在鞋10的实施例中，顶部支撑板41大体与底部支撑板29对准。也可由相对坚硬的聚合物或聚合物复合材料形成的顶部支撑板41提供了稳定和相对不可变形的区域，倾斜调整器16可推靠在该稳定和相对不可变形的区域上，并且该稳定和相对不可变形的区域支撑鞋垫14的前足区域。
鞋中底25下侧的前足区域部分附接到顶部支撑板41的顶表面42。足跟和侧面足中区域中的鞋中底25下侧的部分附接到后部鞋外底部段18的顶表面43。前部鞋外底部段17的端部19在部段18的前边缘的最后面位置44的后方附接到后部鞋外底部段18，以便形成接合部20。在一些实施例中，端部19可为在位置14处或在位置14附近滑入形成在部段18中的狭槽中的突片，和/或可楔入顶表面43与鞋中底25的下侧之间。
在图3中还示出了控制器47的DC到高电压DC转换器45和印刷电路板(PCB)46。转换器45将低电压DC电信号转换成施加到倾斜调整器16内的电极的高电压(例如，5000V)DC信号。PCB 46包括一个或多个处理器、存储器和其他部件，并且被配置成通过转换器45控制倾斜调整器16。PCB 46还从FSR 31和FSR 32接收输入，并且从电池组件13接收电功率。PCB 46和转换器45可附接到足中区域48中的前部鞋外底部段17的顶表面，并且也可分别搁置在下侧鞋中底25中的凹部28和凹部27内。
图4A是倾斜调整器16的放大顶视图。图4B是来自图4A中指示的位置的倾斜调整器16的后边缘视图。内侧流体腔室35通过流体传递通道51与外侧流体腔室36流体连通。ER流体填充腔室35和腔室36以及传递通道51。可在一些实施例中使用的ER流体的一个示例由ERF Produktion Würzberg GmbH以名称“RheOil 4.0”进行销售。在本示例中，假设倾斜调整器16的顶部由不透明层形成，并且因此在图4A中用虚线来指示传递通道51。
传递通道51具有蛇形形状，以便为通道51内的电极提供增加的表面积，以在通道51内的流体中创建电场。例如，并且如图4A中看到的，通道51包括接合覆盖腔室35与腔室36之间的空间的通道51的其它部段的三个180°弯曲部段。在一些实施例中，传递通道51可具有1毫米(mm)的最大高度h(图4B)、2mm的平均宽度(w)以及沿着流动方向至少257mm的最小长度。
在一些实施例中，传递通道的高度实际上可被限制在至少0.250mm到不超过3.3mm的范围内。由柔韧材料构造的倾斜调整器可在使用期间与鞋一起弯折。跨越传递通道的弯折局部减小了弯折点处的高度。如果没有足够的容限，则电场强度的对应增加可超过ER流体的最大介电强度，从而引起电场崩溃。在极端情况下，电极可能变得太接近以至于真实触摸，同样导致电场崩溃。
ER流体的粘度随着所施加的电场强度而增加。效果是非线性的，并且最佳场强在3千伏/毫米(kV/mm)到6千伏/毫米(kV/mm)的范围内。用于将电池从3V提升到5V的高电压直流-直流转换器可通过物理尺寸和安全考虑被限制为小于2W或小于或等于10kV的最大输出电压。为了将电场强度保持在期望的范围内，因而，在一些实施例中，传递通道的高度可被限制为约3.3mm(10kV/3kV/mm)的最大值。
传递通道的宽度实际上可被限制在至少0.5mm到不大于4mm的范围内。如下面所解释的，可由3层或更多层的热塑性聚氨酯薄膜构造倾斜调整器。薄膜的层可通过热量和压力粘结在一起。在该层压过程期间，材料部分中的温度在熔化时可超过玻璃转变温度，以便粘结邻接层的熔化材料。在粘结期间的压力使熔化材料混合，但也可将熔化材料的一部分挤出到倾斜调整器的中间间隔层内预先形成的传递通道中。因此，可通过该材料部分地填充通道。在通道宽度小于0.5mm时，挤出的材料的比例可为通道宽度的较大百分比，从而制约ER流体的流动。
通道的最大宽度可受到倾斜调整器的两个腔室之间的物理空间的限制。如果通道很宽，则中间层内的材料在构造期间可变薄且没有支撑的，并且通道壁可容易脱落。ER流体的等效串联电阻也将随着通道宽度的增加而减小，这增加了功率消耗。对于下至M7(US)的鞋码，实际宽度可被限制为小于4mm。
传递通道的期望长度可为当使用时倾斜调整器的腔室之间的最大压力差的函数。通道越长，可承受的压力差就越大。最佳通道长度可为应用相关的和构造相关的，并且因而可在不同实施例之中变化。当电场被移除时，长通道的危害是对流体流动的更大制约。在一些实施例中，通道长度的实际限制在25mm到350mm的范围内。
如图4B所看到的，倾斜调整器16可由三个元件形成。可从热塑性聚氨酯(TPU)的平坦的片材切割的底层53形成腔室35和腔室36的底部以及传递通道51的底部。可从一块平坦的硬TPU切割的中间层/间隔层54形成了腔室35和腔室36的以及传递通道51的侧壁。可由柔性TPU形成的顶部片材55包括两个凹部。内侧凹部57形成内侧腔室35的顶部和上侧壁。外侧凹部58形成外侧腔室36的顶部和上侧壁。中间层54的底表面可被焊接或以其他方式粘结到底层53的顶表面的一部分。中间层54的顶表面可被焊接或以其他方式粘结到顶层55的底表面的一部分。
通过参考图5A到图5C2来另外理解倾斜调整器16的构造。图5A是示出了底层53的顶表面59的底层53的顶视图。除了为支点孔37的一部分的开口60之外，底层53是连续的片材。底部电极61形成在形成传递通道51的底部的顶表面59的部分上。在一些实施例中，底部电极61是已经被印刷到表面59上的一定跨度的导电油墨。用于形成底部电极61的导电油墨可为例如包括聚合物基体中的银板的油墨，聚合物基体包括TPU且与底层53的TPU粘结以形成柔性导电层。这种油墨的一个示例是从杜邦公司(E.I.DuPont De Nemours andCompany)可商购获得的PE872可拉伸导体。除了电极61之外，导电材料的小部段62被施加到表面59，并且用于将电极61连接到来自转换器45的两个HV DC输出引线中的一个。
图5B是示出了中间层54的顶表面63的中间层54的顶视图。中间层54是具有第一开口64和第二开口65的连续件，其中开口64和开口65中的每个从中间层54的顶表面63延伸到底表面。第一开口64是支点孔37的一部分。第二开口65具有表示在鞋10的横向平面中的内侧腔室35、传递通道51和外侧腔室36的组合轮廓的形状(在组装倾斜调整器16和鞋10之后)。开口65的内侧部分形成内侧流体腔室35的侧壁。开口65的中心部分形成传递通道51的侧壁。开口65的外侧部分形成外侧流体腔室36的侧壁。
图5C1是示出了顶层55的顶表面52的顶层55的顶视图。除了为支点孔37的一部分的开口66之外，顶层55是连续的片材。在图5C1中，凹部57和凹部58是凸结构。内侧凹部57在内侧上被模制或以其他方式形成到顶层55的片材中，并且形成内侧流体腔室35的顶部和上侧壁。外侧凹部58在外侧上被模制或以其他方式形成到顶层55的片材中，并且形成外侧流体腔室36的顶部和上侧壁。在至少一些实施例中，顶层55由相对柔软且柔性的TPU形成，该TPU允许凹部57和凹部58容易地收缩和展开，以便当ER流体移入和移出腔室35和腔室36时允许腔室35和腔室36的顶部改变高度。
图5C2是示出了顶层55的底表面68的顶层55的底视图。在图5C2中，凹部57和凹部58是凹结构。顶部电极69形成在形成传递通道51的顶部的底表面68的部分上。在一些实施例中，顶部电极69也是已经被印刷到表面68上的一定跨度的导电油墨。用于形成顶部电极69的导电油墨可为用于形成底部电极61的油墨的相同类型。除了电极69之外，导电材料的小部段70被施加到底表面68，并且用于将顶部电极69连接到来自转换器45的两个HV DC输出引线中的另一个。图5C3(从图5C2中指示的位置截取的局部区域横截面视图)示出了顶部电极69的和凹部58的附加细节。凹部57和顶部电极的其他部分可为类似的。
图6是示出鞋10的电气系统部件的框图。前往或来自图6中的框的各个线表示信号(例如，数据和/或功率)流动路径，并且未必旨在表示各个导体。电池组件13包括可再充电锂离子电池101、电池连接器102和锂离子电池保护IC(集成电路)103。保护IC 103检测异常充放电状况，控制电池101的充电，并且实行其他传统的电池保护电路操作。电池组件13还包括用于与控制器47通信且用于给电池101充电的USB(通用串行总线)端口104。功率路径控制单元105控制是从USB端口104还是从电池101向控制器47供应功率。开/关(O/O)按钮106激活或去激活控制器47和电池组件13。LED(发光二极管)107指示电气系统是开还是关。电池组件13的上述各个元件可为传统且可商购获得的部件，该部件以本文所述的新颖和创造性方式进行组合和使用。
控制器47包括容纳在PCB 46上的部件以及转换器45。在其他实施例中，PCB 46的部件和转换器45可包括在单个PCB上，或可以某种其他方式进行封装。控制器47包括处理器110、存储器111、惯性测量单元(IMU)113和低能无线通信模块112(例如，蓝牙通信模块)。存储器111存储可由处理器110执行的指令，并且可存储其他数据。处理器110执行由存储器111存储和/或存储在处理器110中的指令，本文描述了实行诸如该指令的操作的控制器47中的执行结果。如本文所使用的，指令可包括硬编码指令和/或可编程指令。
IMU 113可包括陀螺仪和加速度计和/或磁力计。可由处理器110使用由IMU 113输出的数据，以检测鞋10的取向和运动的改变，并且因此检测穿着鞋10的足部的取向和运动的改变。如下面更详细解释的，处理器110可使用此类信息来确定鞋10的一部分的倾斜度应何时改变。无线通信模块112可包括ASIC(专用集成电路)，并且用于将编程和其他指令传送到处理器110，以及下载可由存储器111或处理器110存储的数据。
控制器47包括低压降电压调节器(LDO)114和升压调节器/转换器115。LDO 114从电池组件13接收功率，并且将恒定电压输出到处理器110、存储器111、无线通信模块112和IMU 113。升压调节器/转换器115将来自电池组件13的电压提升到向转换器45提供可接受输入电压的电平(例如，5伏)。转换器45然后将该电压增加到高得多的电平(例如，5000伏)，并且跨越倾斜调整器16的电极61和电极69供应该高电压。通过来自处理器110的信号启用和禁用升压调节器/转换器115以及转换器45。控制器47还接收来自内侧FSR 31和来自外侧FSR 32的信号。基于来自FSR 31和FSR 32的这些信号，处理器110确定来自穿着者足部对内侧流体腔室35以及对外侧流体腔室36的力是否在腔室35内创建高于腔室36内的压力的压力，或反之亦然。
控制器47的上述各个元件可为以本文所述的新颖和创造性方式进行组合和使用的传统的且可商购获得的部件。而且，控制器47通过存储在存储器111和/或处理器110中的指令被物理地配置成结合控制腔室35与腔室36之间的流体的传递实行本文描述的新颖和创造性的操作，以便调整鞋10的鞋垫14的前足部分的倾斜度。
图7A至图7D是示出当从最小倾斜状况到最大倾斜状况时根据一些实施例的倾斜调整器16的操作的局部示意性区域横截面视图。在最小倾斜状况下，相对于底板顶板的倾斜角α具有αmin的值，该值表示鞋底结构12被配置成在前足区域中提供的最小倾斜量。在一些实施例中，αmin＝0°。在最大倾斜状况下，倾斜角α具有αmax的值，该值表示鞋底结构12被配置成提供的最大倾斜量。在一些实施例中，αmax为至少5°。在一些实施例中，αmax＝10°。在一些实施例中，αmax可大于10°。
在图7A-图7D中，表示了底板29、倾斜调整器16、顶板41、FSR 31、FSR 32和支点元件34，但为了简单起见省略了其他元件。图7E是倾斜调整器16(在最小倾斜状况下)和底板29的顶视图，该顶视图示出对应于图7A-图7D的视图的剖面线的近似位置。从图7E中省略了顶板41，但是如果图7E中包括顶板41，则顶板41的外围边缘将大体与底板29的外围边缘重合。虽然根据图7E的截面线，支点元件34将不出现在区域横截面中，但是用虚线指示相对于图7A-图7D中的其他元件的内侧和外侧支点元件34的大体位置。
在图7A至图7D中还指示了外侧止动件123和内侧止动件122。当倾斜调整器16和顶板41处于最大倾斜状况时，内侧止动件122支撑顶板41的内侧。当倾斜调整器16和顶板41处于最小倾斜状况时，外侧止动件123支撑顶板41的外侧。外侧止动件123防止顶板41朝向外侧偏斜。因为跑步者在赛跑期间在逆时针方向上围绕跑道行进，所以当在跑道的弯曲部分上跑步时，鞋10的穿着者将转向他或她的左侧。在这种使用场景中，将不需要使右鞋鞋底结构的鞋垫朝向外侧倾斜。然而，在其他实施例中，并且如下面所讨论的，鞋底结构可偏斜到内侧或外侧。
在一些实施例中，来自包括鞋10的一双鞋的左鞋可以与图7A-图7D中示出的稍微不同的方式进行配置。例如，内侧止动件可处于与鞋10的外侧止动件123的高度类似的高度，并且外侧止动件可处于与鞋10的内侧止动件122的高度类似的高度。在此类实施例中，左鞋的顶板在最小倾斜状况与最大倾斜状况之间移动，在最大倾斜状况中顶板倾斜到外侧。
在图7A-图7D中示意性地表示外侧止动件123的位置和内侧止动件122的位置，并且在先前附图中未示出外侧止动件123的位置和内侧止动件122的位置。在一些实施例中，外侧止动件123可被形成为底板29的外侧或边缘上的边沿。类似地，内侧止动件122可被形成为底板29的内侧或边缘上的边沿。
图7A示出了当顶板41处于最小倾斜状况时的倾斜调整器16。鞋10可被配置成当鞋10的穿着者站立或处于即将开始赛跑的出发台中时，或当穿着者正在跑道的直线部分上跑步时，将顶板41置于最小倾斜状况中。在图7A中，控制器47将跨越电极61和电极69的电压维持在一个或多个流动禁止电压电平(V＝Vfi)。特别地，跨越电极61和电极69的电压足够高以生成电场，该电场具有足以将传递通道51中的ER流体121的粘度增加到防止流出或流入腔室35和腔室36的粘度水平的强度。在一些实施例中，流动禁止电压电平Vfi是足以在电极61和电极69之间创建3kV/mm与6kV/mm之间的场强的电压。在图7A至图7D中，使用较细的点画指示ER流体121，该ER流体121具有处于正常粘度水平(即，不受电场影响)的粘度。使用较密的点画指示ER流体121，其中粘度已经提高到阻止流过通道51的水平。因为ER流体121在图7A所示的状况下不能流过通道51，所以如果鞋10的穿着者在鞋10的内侧与外侧之间变换重量，则顶板41的倾斜角α不改变。
图7B示出了在控制器47已经确定顶板41应被置于最大倾斜状况(即，倾斜到α＝αmax)之后不久的倾斜调整器16。在一些实施例中，并且如下面所解释的，控制器47基于鞋10穿着者所采取的跨步的数量作出这种确定。在确定顶板41应倾斜到αmax时，控制器47确定穿鞋10的足部是否处于鞋10与地面接触的穿着者步态周期的一部分中。控制器47还确定内侧腔室35中的ER流体121的压力PM与外侧腔室36中的ER流体121的压力PL之间的差ΔPM-L是否为正，即，PM-PL是否大于零。如果鞋10与地面接触，并且ΔPM-L为正，则控制器47将跨越电极61和电极69的电压减少到流动启用电压电平Vfe。特别地，跨越电极61和电极69的电压减少到足够低的以减少传递通道51中的电场的强度的电平，使得传递通道51中的ER流体121的粘度处于正常粘度水平。
在将跨越电极61和电极69的电压减少到Vfe电平时，通道51中的ER流体121的粘度下降。ER流体121然后开始流出腔室35且流入腔室36。这允许顶板41的内侧开始朝向底板29移动，并且顶板41的外侧开始远离底板29移动。结果，倾斜角α开始从αmin增加。
在一些实施例中，控制器47基于来自IMU 113的数据确定鞋10是否处于步态周期的跨步部分中且与地面接触。特别地，IMU 113可包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。使用来自加速度计和陀螺仪的数据且基于跑步者足部的已知生物力学(例如，在步态周期的不同部分期间在各个方向上的旋转和加速度)，控制器47可确定鞋10穿着者的右足部是否正踏在地面上。控制器47可基于来自FSR 31和FSR 32的信号，确定ΔPM-L是否为正。这些信号中的每个对应于来自压在FSR上的穿着者足部的下力的大小。基于这些力的大小且基于腔室35和腔室36的已知尺寸，控制器47可使来自FSR 31和FSR 32的信号的值与ΔPM-L的大小和符号相关。
图7C示出了在与图7B相关联的时间之后不久的倾斜调整器16。在图7C中，顶板41已经达到最大倾斜状况。特别地，顶板41的倾斜角α已经达到αmax。内侧止动件122防止倾斜角α超过αmax。图7D示出了在与图7C相关联的时间之后不久的倾斜调整器16。在图7D中，控制器47已经将跨越电极61和电极69的电压提高到流动禁止电压电平Vfi。这防止另外流过传递通道51，并且将顶板41保持在最大倾斜状况。在正常的步态周期期间，当前足滚动到内侧时，右足部对鞋的向下力最初在外侧上更高。如果没有防止通过通道51的流动，则穿着者右足部外侧上的最初向下力将减小倾斜角α。
在一些实施例中，鞋10的穿着者可需要采取若干跨步，以便使顶板41达到最大倾斜度。于是，控制器47可被配置成当控制器47(基于来自IMU 113以及FSR 31和FSR 32的数据)确定穿着者足部已经离开地面时，提高跨越电极61和电极69的电压。然后，当控制器47再次确定鞋10踏在地面上且ΔPM-L为正时，控制器47可使该电压下降。对于预定数量的跨步，这可重复。图8A中示出在从最小倾斜状况到最大倾斜状况的转变期间在不同时间的内侧-外侧压力差ΔPM-L、跨越电极61和电极69的电压和倾斜角α的曲线图。
在时间T1，控制器47确定鞋10的顶板41应转变到最大倾斜状况。在时间T2，控制器47确定鞋10正踏在地面上，但ΔPM-L是负的。在时间T3，控制器47确定鞋10正踏在地面上，并且ΔPM-L是正的，并且控制器将跨越电极61和电极69的电压减少到Vfe。结果，顶板41的倾斜角α开始从αmin增加。在时间T4，控制器47确定鞋10不再踏在地面上，并且控制器将跨越电极61和电极69的电压提高到Vfi。结果，倾斜角α保持在其当前值。在时间T5，控制器47再次确定鞋10正踏在地面上，但ΔPM-L是负的。在时间T6，控制器47确定鞋10正踏在地面上，并且ΔPM-L是正的，控制器47再次将跨越电极61和电极69的电压减少到Vfe，并且倾斜角α恢复增加。在时间T7，倾斜角α达到αmax。倾斜角α停止增加，因为通过内侧止动件122防止顶板41的另外偏斜。在时间T8，控制器47确定鞋10不再踏在地面上，并且控制器47再次将跨越电极61和电极69的电压提高到Vfi。控制器47通过另外的跨步周期将该电压维持在Vfi，直到控制器47确定顶板41应转变到最小倾斜状况。
图8B是在从最小倾斜状况到最大倾斜状况的转变期间在不同时间的内侧-外侧压力差ΔPM-L、跨越电极61和电极69的电压和倾斜角α的曲线图。在时间T11，控制器47确定鞋10的顶板41应转变到最小倾斜状况。在时间T12，控制器47确定鞋10正踏在地面上，并且ΔPM-L是负的，并且控制器47将跨越电极61和电极69的电压减小到Vfe。结果，并且因为负的ΔPM-L表示外侧腔室36中的压力Plat高于内侧腔室35中的压力Pmed，所以ER流体121开始流出外侧腔室36且流入内侧腔室35，并且倾斜角α开始从αmax减小。在时间T13，控制器47确定鞋10正踏在地面上，但ΔPM-L是正的，并且控制器47将跨越电极61和电极62的电压增加到Vfi。结果，顶板41的倾斜角α保持。在时间T14，控制器47确定鞋10再次踏在地面上且ΔPM-L是负的，并且控制器47将跨越电极61和电极69的电压降低到Vfe。结果，倾斜角α继续减小。在时间T15，倾斜角α达到αmin。倾斜角α停止减小，因为通过外侧止动件123防止顶板41的另外偏斜。在时间T16，控制器47确定ΔPM-L是正的，并且控制器47再次将跨越电极61和电极69的电压增加到Vfi。控制器47通过另外的跨步周期将该电压维持在Vfi，直到控制器47确定顶板41应转变到最大倾斜状况。
在上面的示例中，控制器47在两个跨步周期期间降低跨越电极61和电极69的电压，以在倾斜状况之间转变。然而，在其他实施例中，控制器47可在更少或更多的跨步周期期间降低该电压。用于从最小倾斜度转变到最大倾斜度的跨步周期的数量可能不会与从最大倾斜度转变到最小倾斜度的跨步周期的数量相同。
图9A和图9B是示出根据一些实施例的由控制器47实行的操作的流程图。在操作200中，按压开/关按钮106(图6)，并且控制器47被供电，并且控制器47实行初始化例程。在一些实施例中，例如，控制器47可将跨越电极61和电极69的电压减少到Vfe，直到第二次按压开/关按钮106。运动员可穿上鞋10，第一次按压按钮106，平足站立一会，并且然后第二次按压按钮106。以该方式，利用顶板41处于最小倾斜状况来初始化鞋10。
在操作202中，控制器47确定顶板41是否应从最小倾斜度转变到最大倾斜度，例如，确定鞋10的位置是否指示从操作200处的且对应于倾斜是期望的位置(例如，跑道弯道)的初始化位置行进了一定距离。在一些实施例中，控制器47通过计数自从初始化以来所采取的跨步的数量，并且确定该数量的跨步是否足以将鞋10穿着者定位在跑道弯道的一部分中，作出操作202的确定。通常，田径运动员的步幅长度非常一致。从起跑线到每个分道中的弯道的跑道尺寸和距离是可由控制器47存储的已知量。基于从鞋10穿着者到控制器47的指示分配给该鞋10穿着者的分道的输入，以及指示该穿着者的步幅长度的输入，控制器47可通过保持所采取的跨步的跑步计数，确定穿着者的跑道位置。如上面所讨论，控制器47可基于来自IMU 113的数据，确定鞋10可处于步态周期内的哪个位置。这些步态周期确定可指示何时已经采取跨步。
如果控制器47确定顶板41不应从最小倾斜度转变到最大倾斜度，则控制器47在“否”分支上循环回到操作202。否则，控制器47在“是”分支上继续进行到操作204，并且将跨步计数器s初始化为零。跨步计数器s与自从初始化以来控制器47维持的上面提及的跨步计数不同。
在操作206中，控制器47确定鞋10是否正踏在地面上且ΔPM-L是否是正的。如果任一要求未满足，则控制器47在“否”分支中重复操作206。如果满足两个要求，则控制器47在“是”分支上继续进行到操作208，并且将跨越电极61和电极69的电压减少到Vfe。然后，控制器47继续到操作210，并且确定鞋10是否仍踏在地面上，并且ΔPM-L是否仍然是正的。如果满足两个要求，则控制器47在“是”分支上重复操作210。如果未满足一个或两个要求，则控制器47在“否”分支上继续进行到操作212，其中控制器47将跨越电极61和电极69的电压提高到Vfi。然后，控制器47在操作214中使s(跨步)计数器递增。
接下来，控制器47继续进行到操作216，并且确定是否s＝n，其中n是在从最小倾斜度到最大倾斜度的转变期间跨越电极61和电极69的电压将下降的跨步的数量。在图8A的示例中，例如，n＝2。在一些实施例中，n可为用户可调整的参数。例如，鞋10的较轻穿着者可需要3次踏步以在倾斜状况之间完全转变。
如果控制器47在操作216中确定s不等于n，则控制器47在“否”分支上返回操作206。否则，控制器47在“是”分支上继续到操作218。在操作218中，控制器47确定顶板41是否应转变回到最小倾斜状况，确定穿着者是否已经从对应于跑道的直线部分的初始化位置行进了一定距离。在一些实施例中，控制器47基于自从初始化以来所采取的跨步的数量、步幅长度和分配给鞋10穿着者的分道，作出操作218的确定。如果控制器47确定不需要转变，则重复操作218(“否”分支)。如果需要转变，则控制器47在“是”分支上继续进行到操作220(图9B)。
在操作220中，控制器47将s计数器重置为0。在操作222中，控制器47确定鞋10是否正踏在地面上且ΔPM-L是否是负的。如果没有满足两个测试，则控制器47重复操作222(“否分支”)。如果满足两个测试，则控制器47继续进行到操作224，并且将跨越电极61和电极69的电压减少到Vfe。然后，控制器47在操作226中确定鞋10是否仍踏在地面上以及ΔPM-T是否仍为负。如果满足两个测试，则控制器47重复操作226(“是”分支)。否则，控制器47在“否”分支上继续进行到操作228，并且将跨越电极61和电极62的电压提高到Vfi。然后，控制器47在操作230中使s计数器递增，并且继续到操作232。在操作232中，控制器47确定是否s＝p，其中p是在从最大倾斜度到最小倾斜度的转变期间跨越电极61和电极69的电压将下降的跨步的数量。在图8B的示例中，例如，p＝2。在一些实施例中，p也可为用户可调整的参数。p的值不需要与n相同。如果s不等于p，则控制器47在“否”分支上返回操作222。如果s＝p，则控制器47在“是”分支上返回操作202(图9A)。
在一些实施例中，包括鞋10的一双鞋的左鞋可以类似于上面针对鞋10描述的方式的方式操作，但是其中最大倾斜状况表示左鞋顶板朝向外侧的最大倾斜度。由左鞋控制器实行的操作将类似于上面结合图8A至图9B所描述的操作，但是其中确定基于ΔPM-L的符号而不是基于ΔPL-M＝PL-PM的符号，其中PL是左鞋外侧流体腔室中的压力，并且PM是左鞋内侧流体腔室中的压力。
在一些实施例中，鞋可类似于鞋10，但是可缺少诸如止动件122和止动件123(图7A-7D)的内侧和/或外侧止动件。在一些此类实施例中，最小倾斜角αmin和最大倾斜角αmax可为用户可输入到控制器的可调整参数。此外，鞋可包括被配置成输出指示顶板倾斜角的信号的一个或多个偏斜传感器。此类偏斜传感器可为测量顶板与底板之间的距离的一个或多个MEMS传感器，或测量顶板与底板之间的旋转角度的编码器。
图10A和图10B是示出根据一些实施例的由右鞋的控制器实行的操作的流程图，其中最小倾斜角αmin和最大倾斜角αmax可为可调整参数。在操作300中，控制器实行类似于结合图9A的操作200所描述的初始化例程的初始化例程。在操作302中，控制器确定是否需要到最大倾斜度的转变。如果不需要，则控制器重复操作302(“否”分支)；如果需要，则控制器继续进行到操作304(“是”分支)。可以类似于图9A中的操作202的方式实行操作302。
在操作304中，控制器确定鞋是否正踏在地面上且ΔPM-T是否是正的。如果否，则重复操作304(“否”分支)。如果满足两个测试，则控制器继续到操作306，并且将跨越倾斜调整器电极的电压设定为Vfe。然后，控制器继续到操作308，并且确定(a)鞋是否仍踏在地面上，(b)ΔPM-T是否仍是正的，以及(c)鞋顶板的倾斜角α是否小于αmax。如果测试(a)、(b)和(c)全部满足，则控制器重复操作308(“是”分支)。如果未满足测试(a)、(b)和(c)中的一个或多个，则控制器在“否”分支上继续进行到操作310，并且将倾斜调整器电极电压提高到Vfi。然后，控制器继续进行到操作312，并且确定鞋顶板的倾斜角α是否小于αmax。如果鞋顶板的倾斜角α小于αmax，则控制器返回操作304(“是”分支)。否则，控制器在“否”分支上继续进行到操作314，并且确定鞋顶板是否应转变到最小倾斜状况(例如，确定自从初始化以来的跨步是否表示对应于跑道弯道结束的距离)。如果否，则重复操作314(“否”分支)。如果是，则控制器在“是”分支上继续进行到操作316(图10B)。
在操作316中，控制器确定鞋是否正踏在地面上且ΔPM-T是否是负的。如果未满足两个测试，则控制器重复操作316(“否”分支)。如果两个步骤都满足，则控制器在“是”分支上继续进行到操作318，并且将倾斜调整器电极电压提高到Vfe。然后，控制器继续到操作320，并且确定(a)鞋是否仍踏在地面上，(b)ΔPM-T是否仍是负的，以及(c)鞋顶板的倾斜角α是否大于αmin。如果测试(a)、(b)和(c)全部满足，则控制器重复操作320(“是”分支)。如果测试(a)、(b)和(c)中的一个或多个未满足，则控制器在“否”分支上继续进行到操作322，并且将倾斜调整器电极电压提高到Vfi。然后，控制器继续到操作324，并且确定鞋顶板的倾斜角α是否大于αmin。如果是，则控制器返回操作316(“是”分支)。否则，控制器在“否”分支上返回操作302(图10B)。
如上面所指示的，图10A和图10B描述了可由右鞋中的控制器实行的操作。该右鞋可为包括左鞋的一双鞋的一部分，左鞋也缺少内侧止动件和外侧止动件，并且包括倾斜传感器，并且还包括控制器，该控制器被配置成实行类似于图10A和图10B中描述的操作的操作，但是其中在操作308、操作312、操作320和操作324中的确定基于ΔPL-M而不是ΔPM-L。
在一些实施例中，类似于鞋10的右鞋可为可配置的，以使顶板朝向外侧倾斜，并且类似于鞋10的左鞋可为可配置的，以使顶板朝向内侧倾斜。在一些此类实施例中，鞋缺少类似于止动件122和止动件123的内侧止动件和外侧止动件。这些鞋还可包括检测顶板倾斜角的传感器，并且可包括被配置成实行类似于结合图10A和图10B所描述的操作的操作的控制器，但是其中偏斜的方向是附加的用户可编程参数。如果用户对右鞋顶板的该参数进行编程以倾斜到内侧，则图10A和图10B的操作将由右鞋控制器实行。如果用户对右鞋顶板的该参数进行编程以倾斜到外侧，则由右鞋控制器实行的操作将类似于图10A和图10B的操作，但是其中操作308、操作312、操作320和操作324的确定基于ΔPL-M而不是ΔPM-L。如果用户对左鞋顶板的该参数进行编程以倾斜到内侧，则图10A和图10B的操作将由左鞋控制器实行。如果用户对左鞋顶板的该参数进行编程以倾斜到外侧，则由左鞋控制器实行的操作将类似于图10A和图10B的操作，但是其中操作308、操作312、操作320和操作324的确定基于ΔPL-M而不是ΔPM-L。
在一些实施例中，鞋控制器可基于其他类型的输入来确定何时从最小倾斜度转变到最大倾斜度，并且反之亦然。在一些此类实施例中，例如，鞋穿着者可穿着包括位于穿着者躯干上和/或在从鞋移位的一些其他位置处的一个或多个IMU的衣服。这些传感器的输出可经过类似于无线模块112(图6)的无线接口，传送到鞋控制器。在从这些传感器接收指示穿着者具有与使鞋顶板倾斜的需要相一致的假设的身体姿势(例如，当在跑道弯道上跑步时穿着者的身体向一侧偏斜时)的输出时，控制器可实行操作以使鞋顶板倾斜。在另外的其他实施例中，鞋控制器可以某种其他方式(例如，基于GPS信号)确定位置。
在一些实施例中，鞋可包括倾斜调整器和被配置成使鞋床的不同部分倾斜的其他部件。仅举一个示例，篮球鞋可包括类似于倾斜调整器16的倾斜调整器，但是篮球鞋具有定位在内侧足中或足跟区域中的一个腔室，以及定位在外侧足中或足跟区域中的另一个腔室，并且其中修改腔室的形状以匹配这些位置。这样的鞋的控制器可被配置成在确定穿着者的身体位置对应于使足中段和/或足跟倾斜的需要时，以及在确定不再需要此类倾斜时，实行类似于上述操作的操作。当向左侧急转方向时，例如，具有内侧倾斜的足中段和足跟区域的右鞋可提供附加的支撑和稳定性。控制器可被配置成基于穿着者躯干的位置和/或移动，和/或基于鞋内侧上的压力的突然增加，和/或基于位于鞋面内的指示足跟区域已经相对于前足区域偏斜的传感器，确定正在发生急转方向运动。
控制器不需要位于鞋底结构内。在一些实施例中，例如，控制器的一些或全部部件可位于电池组件(诸如电池组件13)的壳体内和/或在定位在鞋类鞋面上的另一个壳体中。
为了说明和描述的目的，已经呈现了前述实施例描述。前述描述不旨在为穷尽性的或将本发明的实施例限于所公开的精确形式，并且根据上面的教导，修改和变型是可能的，或可从各种实施例的实践中获取该修改和变型。选取和描述了本文讨论的实施例，以便解释各种实施例的原理和性质及其实际应用，以使得本领域技术人员能够以适于构思的特定用途来以各种实施例和各种修改来利用本发明。来自本文所述的实施例的特征的任何和所有组合、子组合和排列都在本发明的范围内。在权利要求中，对潜在或预期穿着者或部件用户的引用不需要真实穿着或使用该部件，或者存在穿着者或用户作为所要求保护的发明的一部分。
为了避免疑义，本申请包括在以下编号段落(称为“段落(Para)”或“段落(Paras)”)中描述的主题：
1.一种用于鞋类物品的鞋底结构，包括鞋垫；第一腔室，该第一腔室定位在鞋垫的第一部分下方且支撑鞋垫的第一部分，第一腔室包含电流变流体，并且具有响应于电流变流体传入和传出第一腔室而变化的高度；第二腔室，该第二腔室定位在鞋垫的第二部分下方且支撑鞋垫的第二部分，第二腔室包含电流变流体，并且具有响应于电流变流体传入和传出第二腔室而变化的高度；传递通道，该传递通道与第一腔室和第二腔室的内部流体连通，并且包含电流变流体；电极，该电极被定位成响应于跨越电极的电压，在传递通道中的电流变流体的至少一部分中创建电场；以及控制器，该控制器包括处理器和存储器，处理器和存储器中的至少一个存储指令，指令为由处理器可执行的以实行操作，操作包括将跨越电极的电压维持在阻止电流变流体流过传递通道的一个或多个流动禁止电平，并且操作还包括将跨越电极的电压维持在准许电流变流体流过传递通道的一个或多个流动启用电平。
2.根据段落1所述的鞋底结构，其中第一腔室和第二腔室中的每个包括至少一个柔性壁。
3.根据段落1或2所述的鞋底结构，其中传递通道具有蛇形形状。
4.根据任何前述段落所述的鞋底结构，其中传递通道包括使方向改变180°的多个部段。
5.根据任何前述段落所述的鞋底结构，其中鞋垫的第一部分和第二部分处于前足区域中。
6.根据任何前述段落所述的鞋底结构，还包括定位在第一腔室和第二腔室下方且在鞋外底上方的支撑板。
7.根据任何前述段落所述的鞋底结构，还包括定位在第一腔室和第二腔室上方且在鞋垫的第一部分和第二部分下方的支撑板。
8.根据任何前述段落所述的鞋底结构，还包括定位在第一腔室与第二腔室之间且在鞋垫下方的枢转元件，其中当准许电流变流体流过传递通道时，枢转元件与第一腔室和第二腔室相比可压缩性较小。
9.根据任何前述段落所述的鞋底结构，其中电极位于传递通道的内壁上。
10.根据任何前述段落所述的鞋底结构，其中电极包括印刷在传递通道的内壁上的导电油墨。
11.根据任何前述段落所述的鞋底结构，还包括柔性聚合物片材，该柔性聚合物片材形成第一腔室的顶部的至少一部分和侧壁的部分，以及第二腔室的顶部的至少一部分和侧壁的部分。
12.根据任何前述段落所述的鞋底结构，还包括顶部聚合物片材、底部聚合物片材，以及定位在顶部聚合物片材与底部聚合物片材之间且粘结到顶部聚合物片材和底部聚合物片材的间隔片材，其中顶部聚合物片材、底部聚合物片材和间隔片材限定第一腔室和第二腔室以及传递通道，并且其中间隔片材包括在横向平面中具有对应于第一腔室、流体通道和第二腔室的轮廓的形状的切口。
13.根据任何前述段落所述的鞋底结构，其中操作包括(i)当包括鞋底结构的鞋类物品处于第一位置时，将跨越电极的电压维持在一个或多个流动禁止电平，(ii)响应于鞋类物品从第一位置行进第一距离，将跨越电极的电压维持在一个或多个流动启用电平，(iii)在(ii)之后，将跨越电极的电压维持在一个或多个流动禁止电平，以及(iv)在(iii)之后，响应于鞋类物品从第一位置行进第二距离，将跨越电极的电压维持在一个或多个流动启用电平。
14.根据任何前述段落所述的鞋底结构，还包括陀螺仪和加速度计，其中陀螺仪和加速度计可通信地耦接到控制器。
15.根据从属于段落13的段落14所述的鞋底结构，其中操作包括通过确定由鞋类物品的穿着者所采取的跨步的数量，确定鞋类物品已经从第一位置行进第一距离和第二距离。
16.根据任何前述段落所述的鞋底结构，其中鞋底结构被配置成相对于定位在第一腔室和第二腔室下方的鞋外底部分，使包括第一部分和第二部分的鞋垫的一部分的角度增加至少5度。
17.根据任何前述段落所述的鞋底结构，其中鞋底结构被配置成相对于定位在第一腔室和第二腔室下方的鞋外底部分，使包括第一部分和第二部分的鞋垫的一部分的角度增加至少10度。
18.一种包括根据任何前述段落的鞋底结构的鞋类物品。
19.一种鞋类物品，包括：鞋面；鞋底结构，鞋底结构包括第一腔室，该第一腔室包含电流变流体，并且具有响应于电流变流体传入和传出第一腔室而变化的高度，第二腔室，该第二腔室包含电流变流体，并且具有响应于电流变流体传入和传出第二腔室而变化的高度，传递通道，该传递通道与第一腔室和第二腔室的内部流体连通，并且包含电流变流体，以及电极，该电极被定位成响应于跨越电极的电压，在传递通道中的电流变流体的至少一部分中创建电场；以及控制器，控制器包括处理器和存储器，处理器和存储器中的至少一个存储指令，指令为由处理器可执行的，以实行操作，操作包括将跨越电极的电压维持在阻止电流变流体流过传递通道的一个或多个流动禁止电平，并且操作还包括将跨越电极的电压维持在准许电流变流体流过传递通道的一个或多个流动启用电平。
20.根据段落19所述的鞋类物品，其中鞋底结构还包括定位在第一腔室和第二腔室下方的第一支撑板，以及定位在第一腔室和第二腔室上方的第二支撑板。
21.根据段落19或20所述的鞋类物品，其中传递通道具有蛇形形状。
22.根据段落19至21中任一项所述的鞋类物品，其中电极位于传递通道的内壁上。
23.根据段落19至22中任一项所述的鞋类物品，还包括顶部聚合物片材、底部聚合物片材，以及定位在顶部聚合物片材与底部聚合物片材之间且粘结到顶部聚合物片材和底部聚合物片材的间隔片材，其中顶部聚合物片材、底部聚合物片材和间隔片材限定第一腔室和第二腔室以及传递通道，并且其中间隔片材包括在横向平面中具有对应于第一腔室、流体通道和第二腔室的轮廓的形状的切口。
24.根据段落19至23中任一项所述的鞋类物品，其中操作包括(i)当包括鞋底结构的鞋类物品处于第一位置时，将跨越电极的电压维持在一个或多个流动禁止电平，(ii)响应于鞋类物品从第一位置行进第一距离，将跨越电极的电压维持在一个或多个流动启用电平，(iii)在(ii)之后，将跨越电极的电压维持在一个或多个流动禁止电平，以及(iv)在(iii)之后，响应于鞋类物品从第一位置行进第二距离，将跨越电极的电压维持在一个或多个流动启用电平。
25.根据段落19至24所述的鞋类物品，其中鞋底结构被配置成相对于定位在第一腔室和第二腔室下方的鞋外底部分，使包括第一部分和第二部分的鞋垫的一部分的角度增加至少10度。
26.根据段落19至24所述的鞋类物品，其中控制器位于鞋底结构中。

Claims (20)

1.一种鞋类物品，包括
鞋面；和
附接到鞋面的鞋底结构，该鞋底结构包括位于鞋底结构的前足区域中的倾斜调整器，并且其中
倾斜调整器包括内侧腔室、外侧腔室、将内侧腔室与外侧腔室隔开的中央部分、限定在中央部分内并连接内侧腔室和外侧腔室的传递通道，位于传递通道内的一对电极，以及填充内侧腔室、传递通道和外侧腔室的电流变ER流体，
每个电极在传递通道的整个电极容纳部分中延伸，并且
传递通道的电极容纳部分具有蛇形形状。
2.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述传递通道的所述电极容纳部分的蛇形形状包括多个180°弯曲部分，所述多个180°弯曲部分将所述传递通道的所述电极容纳部分的其他部分接合在一起。
3.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中
内侧腔室的顶部和上侧壁被构造成当ER流体从内侧腔室流入传递通道内时收缩并减小内侧腔室的高度，并且还被构造成当ER流体从传递通道流入内侧腔室时扩大并增加内侧腔室的高度，以及
外侧腔室的顶部和上侧壁被构造成当ER流体从外侧腔室流入传递通道内时收缩并减小外侧腔室的高度，并且还被构造成当ER流体从传递通道流入外侧腔室时扩大并增加外侧腔室的高度。
4.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中
内侧腔室、外侧腔室和传递通道在鞋底结构的足跟区域中不存在，并且
ER流体在鞋底结构的足跟区域中不存在。
5.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中
内侧腔室位于倾斜调整器的内侧部分，
外侧腔室位于倾斜调整器的外侧部分，并且
倾斜调整器包括平坦的底表面，该平坦的底表面包括内侧部分的底表面，中央部分的底表面和外侧部分的底表面。
6.根据权利要求5所述的鞋类物品，其中
内侧腔室、外侧腔室和传递通道在鞋底结构的足跟区域中不存在，并且
传递通道的电极容纳部分的蛇形形状包括多个180°弯曲部分，这些弯曲部分将所述传递通道的电极容纳部分的其他部分接合在一起。
7.一种鞋类物品，包括
鞋面，和
附接到所述鞋面的鞋底结构，该鞋底结构包括底部支撑板、倾斜调整器，支点元件和顶部支撑板，并且其中
倾斜调整器包括内侧腔室、外侧腔室、将内侧腔室与外侧腔室隔开的中央部分、限定在中央部分内并连接内侧腔室和外侧腔室的传递通道、位于传递通道内的一对电极，以及填充内侧腔室、传递通道和外侧腔室的电流变ER流体，
倾斜调整器位于底部支撑板的顶表面上方和顶部支撑板的底表面下方，
支点元件包括不可压缩的材料并且从底部支撑板的顶表面延伸到顶部支撑板的底表面，
支点元件的至少一部分位于内侧腔室和外侧腔室之间，
内侧腔室的顶部和上侧壁被构造成当ER流体从内侧腔室流入传递通道内时收缩并减小内侧腔室的高度，并且还被构造成当ER流体从传递通道流入内侧腔室时扩大并增加内侧腔室的高度，以及
外侧腔室的顶部和上侧壁被构造成当ER流体从外侧腔室流入传递通道内时收缩并减小外侧腔室的高度，并且还被构造成当ER流体从传递通道流入外侧腔室时扩大并增加外侧腔室的高度，
其中，每个电极在传递通道的整个电极容纳部分中延伸，并且
传递通道的电极容纳部分具有蛇形形状。
8.根据权利要求7所述的鞋类物品，其中，所述底部支撑板、所述倾斜调整器、所述支点元件和所述顶部支撑板被构造成使得
外侧腔室高度的增加与内侧腔室高度的减小相结合，使顶部支撑板沿支点元件在第一方向上枢转，
外侧腔室高度的减小与内侧腔室高度的增加相结合，使顶部支撑板绕支点元件在第二方向上枢转，所述第二方向不同于第一方向。
9.根据权利要求7所述的鞋类物品，其中，所述底部支撑板、所述倾斜调整器、所述支点元件和所述顶部支撑板被构造成使得禁止所述ER流体在所述传递通道中的流动固定了所述顶部支撑板相对于底部支撑板的倾斜角度。
10.根据权利要求7所述的鞋类物品，其中
内侧腔室、外侧腔室和传递通道在鞋底结构的足跟区域中不存在，并且
ER流体在鞋底结构的足跟区域中不存在。
11.根据权利要求7所述的鞋类物品，其中
鞋底结构包括外底和泡沫中底，
底部支撑板位于外底的上方，并且
顶部支撑板位于泡沫中底的下方。
12.根据权利要求7所述的鞋类物品，其中，所述传递通道的所述电极容纳部分的长度为至少257毫米。
13.根据权利要求7所述的鞋类物品，其中
每个电极在传递通道的整个电极容纳部分中延伸，
该对电极包括第一电极，该第一电极位于传递通道的第一内壁上并暴露于ER流体，并且
该对电极包括第二电极，该第二电极位于传递通道的第二内壁上并暴露于ER流体。
14.根据权利要求7所述的鞋类物品，还包括：
位于底部支撑板和内侧腔室之间的内侧力感测电阻器FSR；
位于底部支撑板和外侧腔室之间的外侧FSR；
与电极电连通的DC到高电压DC转换器；
处理器，被构造为从内侧FSR和外侧FSR接收信号，并控制DC到高电压DC转换器的输出；和
存储器，包括存储在所述存储器上的指令，其中，所存储的指令可由处理器执行以使处理器控制DC到高电压DC转换器并基于来自内侧FSR和外侧FSR的信号而将流动禁止电压施加到电极上，在该流动禁止电压下，ER流体通过传递通道的流动被阻止。
15.根据权利要求7所述的鞋类物品，还包括：
位于底部支撑板和内侧腔室之间的内侧力感测电阻器FSR；
位于底部支撑板和外侧腔室之间的外侧FSR；
与电极电连通的DC到高电压DC转换器；
处理器，被构造为从内侧FSR和外侧FSR接收信号，并控制DC到高电压DC转换器的输出；和
存储器，包括存储在所述存储器上的指令，其中，所存储的指令可由处理器执行以使处理器控制DC到高电压DC转换器并基于来自内侧FSR和外侧FSR的信号而将流动启用电压施加到电极上，允许ER流体通过传递通道的流动。
16.一种鞋类物品，包括
鞋面，和
附接到所述鞋面的鞋底结构，该鞋底结构包括底部支撑板、倾斜调整器和顶部支撑板，并且其中
倾斜调整器包括内侧腔室、外侧腔室、将内侧腔室与外侧腔室隔开的中央部分、限定在中央部分内并连接内侧腔室和外侧腔室的传递通道、位于传递通道内的一对电极，以及填充内侧腔室、传递通道和外侧腔室的电流变ER流体，
倾斜调整器位于底部支撑板的顶表面上方和顶部支撑板的底表面下方，
处理器，
存储器，包括存储在所述存储器上的指令，其中，所存储的指令可由处理器执行以使处理器执行包括以下步骤的步骤：
确定不需要改变顶部支撑板相对于底部支撑板的倾斜角度，并且
响应于确定不需要改变顶部支撑板的倾斜角度，将跨越电极的电压保持在一个或多个流动禁止电平，以阻止ER流体流过传递通道，
其中，每个电极在传递通道的整个电极容纳部分中延伸，并且
传递通道的电极容纳部分具有蛇形形状。
17.根据权利要求16所述的鞋类物品，其中，所存储的指令可由所述处理器执行以使所述处理器执行包括以下步骤的附加步骤：
确定需要将顶部支撑板相对于底部支撑板的倾斜角度改变为最大倾斜角度，
确定内侧腔室和外侧腔室中的一个的压力高于内侧腔室和外侧腔室中的另一个的压力，并且
基于确定需要将顶部支撑板的倾斜角度改变为最大倾斜角度，并且基于确定内侧腔室和外侧腔室中的所述一个中的压力高于内侧腔室和外侧腔室中的所述另一个的压力，将跨越电极的电压保持在一个或多个流动启用电平，以允许ER流体流过传递通道。
18.根据权利要求17所述的鞋类物品，其中，所存储的指令可由所述处理器执行以使所述处理器执行包括以下步骤的附加步骤：
在确定需要将顶部支撑板的倾斜角度改变为最大倾斜角度之后，但在顶部支撑板相对于底部支撑板的倾斜角度达到最大倾斜角度之前，确定内侧腔室和外侧腔室中的所述一个中的压力不高于内侧腔室和外侧腔室中的所述另一个的压力，并且
响应于确定内侧腔室和外侧腔室中的所述一个的压力不高于内侧腔室和外侧腔室中的所述另一个的压力，将跨越电极的电压保持在一个或多个流动禁止电平，以阻止ER流体流过传递通道。
19.根据权利要求17所述的鞋类物品，其中，所存储的指令可由所述处理器执行以使所述处理器执行包括以下步骤的附加步骤：
确定需要将顶部支撑板相对于底部支撑板的倾斜角度改变为最大倾斜角度，
确定内侧腔室和外侧腔室中的所述另一个中的压力高于内侧腔室和外侧腔室中的所述一个的压力，并且
基于确定需要将顶部支撑板的倾斜角度改变为最大倾斜角度，并且基于确定内侧腔室和外侧腔室中的所述另一个中的压力高于内侧腔室和外侧腔室中的所述一个的压力，将跨越电极的电压保持在一个或多个流动启用电平，以允许ER流体流过传递通道。
20.根据权利要求7所述的鞋类物品，其中，所述不可压缩的材料是硬橡胶。
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