DE602004009229T2

DE602004009229T2 - Intelligentes Schuhwerk und Verfahren zum Verstellen der Leistungseigenschaft eines Schuhwerks

Info

Publication number: DE602004009229T2
Application number: DE602004009229T
Authority: DE
Inventors: Christian North Plains DiBenedetto; Mark Arthur Portland Oleson; Charles Portland Roth; Mark Christopher Portland Thompson
Original assignee: Adidas International Marketing BV
Current assignee: Adidas International Marketing BV
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: JP2004267784A; EP2298107A1; JP4208143B2; EP1457128A3; US20070180736A1; EP1880627B1; JP4542596B2; ATE374538T1; EP1457128B1; JP2008229372A; US20040177531A1; US7676960B2; EP2298107B1; US7188439B2; EP1457128A2; DE602004009229D1; US20070011920A1; US7506460B2; EP1880627A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf intelligente Systeme für Schuhe. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf automatische, selbstregelnde Systeme, die ein Leistungsmerkmal des Schuhs verändern.
Hintergrundinformation
Herkömmliche Athletenschuhe umfassen ein Oberteil und eine Sole. Die Sole ist üblicherweise aus einem Material hergestellt, das gewählt wird um zu versuchen ein bestimmtes Leistungsmerkmal des Schuhs, beispielsweise Stabilität oder Steifigkeit zu optimieren. Normalerweise umfasst die Sohle eine Mittelsohle und eine Außensohle, wobei beide ein elastisches Material umfassen können, um den Fuß und das Bein des Trägers zu schützen. Ein Nachteil von herkömmlichen Schuhen ist, dass Leistungsmerkmale wie Polsterung/Dämpfung und Steifigkeit nicht einstellbar sind. Der Träger muss deshalb einen speziellen Schuh für eine spezielle Aktivität auswählen. Für Aktivitäten beispielsweise, die eine größere Polsterung/Dämpfung erfordern wie Laufen, muss der Träger eine Art von Schuh auswählen und für Aktivitäten, die eine größere Steifigkeit erfordern, um seitliche Bewegung zu unterstützen, wie Basketball, muss der Träger eine unterschiedliche Art von Schuh auswählen.
Einige Schuhe sind ausgeformt worden, um die Einstellung in dem Grad der Polsterung/Dämpfung oder Steifigkeit zu erlauben, die von der Sohle bereitgestellt wird. Viele dieser Schuhe verwenden eine Flüssigkeitsblase, die nach Wunsch gefüllt oder entleert werden kann. Ein Nachteil, den diese Schuhe bieten, ist, dass eine oder mehrere der Blasen ausfallen können, wobei sie das Polsterungs/Dämpfungssystem effektiv nutzlos machen. Viele der Schuhe, die Flüssigkeitsblasen verwenden, erlauben überdies keine kleinen Änderungen in dem Grad der Polsterung/Dämpfung, die durch die Sohle bereitgestellt wird. Häufig wird bei der Änderung des Grades der Polsterung/Dämpfung, der von der Sohle durch Unterdrucksetzen oder Druckwegnehmen, oder teilweise Unterdrucksetzen oder teilweise Druckwegnehmen bereitgestellt wird, die Blase normalerweise größer als es von dem Träger gewünscht wird. Mit anderen Worten, Blasen sind normalerweise nicht zu feinen Einstellungen in der Lage.
Ein weiterer Nachteil von vielen Schuhen, die ausgeformt worden sind, um die Einstellung des Grades der Polsterung/Dämpfung oder Steifigkeit zu erlauben, die von der Sohle bereitgestellt wird, ist, dass sie nur manuell einstellbar sind. Dementsprechend ist es erforderlich, dass der Träger, um seine Schuhe einzustellen, die spezifische Tätigkeit, mit der er/sie beschäftigt ist, unterbricht. Bei einigen Schuhen kann es auch erforderlich sein, den Schuh teilweise zu zerlegen, den Schuh wieder zusammenzubauen oder sogar Schuhteile auszutauschen. Zudem kann der Träger, zu seinem oder ihrem Missfallen, in dem Umfang der Einstellungen, die gemacht werden können, beschränkt sein.
Einige Schuhe sind für ein automatisches Einstellen des Grades der Polsterung/Dämpfung oder Steifigkeit, die von der Sohle bereitgestellt wird, ausgeformt worden. Diese Schuhe messen den Betrag der Kraft oder des Drucks, der auf die Sohle durch den Fuß des Trägers ausgeübt wird, wenn der Fuß des Trägers auf den Boden auftrifft. Durch Analyse und Untersuchung ist jedoch entdeckt worden, dass die bloße Messung der Kraft oder des Drucks allein zu beschränkt ist, als dass sie Informationen liefern könnte, die mit der Leistungsfähigkeit des Schuhs in Verbindung stehen. Beispielsweise liefert das Messen der Kraft keine Angabe, ob die Sohle für einen bestimmten Träger entweder überkomprimiert oder unterkomprimiert ist ohne vorhergehende Untersuchungen der normalen Kraft, die von dem Träger während der Aktivität ausgeübt wird. Falls die Sohle überkomprimiert oder unterkomprimiert ist, ist der Schuh nur schlecht an die Aktivität und Bedürfnisse des Trägers angepasst. Im Wesentlichen hat sich der Körper des Trägers an den Schuh anzupassen. Die biomechanischen Bedürfnisse des Trägers werden nur schlecht, wenn überhaupt, getroffen.
Die US 6,430,843 B1 bezieht sich auf einen Schuh mit einem dynamisch geregelten Polsterungs-/Dämpfungssystem. Das Polsterungs-/Dämpfungssystem umfasst eine versiegelte, flüssigkeitsgefüllte Blase, die in einer Mehrzahl von getrennten Polsterungs-/Dämpfungskammern ausgebildet ist und ein Regelungssystem. Das Regelungssystem, das einen Prozessor ((CPU), Central Processing Unit), Drucksensoren und Ventile umfasst, steuert den Flüssigkeitsaustausch zwischen den Kammern.
Aus der US 5,813,142 ist ein Schuh bekannt, der eine einstellbare Sohlenpolsterung/-dämpfung aufweist mit darin angeordneten Flüssigkeitsblasen. Jede Flüssigkeitsblase umfasst ein zugehöriges Druck erfassendes Gerät, das den Druck misst, der von dem Fuß des Benutzers auf die Flüssigkeitsblase ausgeübt wird. Falls der Druck über eine Schwelle ansteigt, öffnet ein Steuersystem teilweise ein Flüssigkeitsventil, um zu ermöglichen, dass Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsblase entweicht.
Die FR 2,743,701 bezieht sich auf einen Absorber für Schock und Vibrationen für Schuhe, wobei Vibrations- oder Schocksensoren die Dicke und/oder die Steifigkeit oder piezoelektrische Elemente in einer Schuhsole modifizieren.
Zusammenfassend können Schuhe, die ausgeformt worden sind, um Einstellungen in dem Grad von Polsterung/Dämpfung oder Steifigkeit zu ermöglichen, die von der Sohle bereitgestellt werden, immer noch nicht an die Bedürfnisse des Trägers angepasst werden. Insbesondere sind sie nicht über den gesamten Bereich der biomechanischen Bedürfnisse eines bestimmten Trägers vollständig einstellbar, oder ihnen fehlt die Fähigkeit, die wirklichen Bedürfnisse des Trägers zu erkennen. Demzufolge muss noch immer der Träger seinen oder ihren Körper irgendwie an die Umgebung anpassen, wie sie von dem Schuh vorgegeben wird.
Es gibt deshalb einen Bedarf für einen Schuh, der die biomechanischen Bedürfnisse des Träger erfasst und ein Leistungsmerkmal des Schuhs an die biomechanischen Bedürfnisse des Trägers automatisch anpasst, beispielsweise den Grad von Polsterung/Dämpfung oder Steifugkeit, die durch die Sohle bereitgestellt wird, und die Nachteile von Blasenpolsterung/-dämpfung oder manuell einstellbaren Schuhen vermeidet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist auf intelligente Systeme für Schuhe gerichtet, die ein Merkmal des Schuhs in Antwort auf die Umgebung des Schuhträgers einstellen, ohne menschliche Interaktion. Mit anderen Worten, der Schuh ist anpassungsfähig. Beispielsweise kann das intelligente System kontinuierlich die biomechanischen Bedürfnisse des Trägers erfassen und den Schuh begleitend zu einer optimalen Konfiguration hin modifizieren. Das intelligente System umfasst ein Abtastsystem, ein Regelungssystem und ein Stellsystem.
Das Abtastsystem misst ein Leistungsmerkmal des Schuhs und sendet ein Signal an das Regelungssystem. Das Signal repräsentiert das gemessene Leistungsmerk mal. Das Regelungssystem verarbeitet das Signal um zu bestimmen, ob beispielsweise das Leistungsmerkmal von einem akzeptablen Bereich abweicht, oder eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Das Regelungssystem sendet ein Signal an das Stellsystem bezüglich der Abweichung. Das Stellsystem verändert ein Merkmal des Schuhs, um ein optimales Leistungsmerkmal zu erhalten.
In einen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein intelligentes System für einen Schuh. Das System umfasst ein Steuerungssystem, eine Stromquelle, die elektrisch an das Regelungssystem gekoppelt ist, ein einstellbares Element und eine Treibereinheit, die an das einstellbare Element gekoppelt ist. Die Treibereinheit stellt das einstellbare Element in Antwort auf ein Signal von dem Regelungssystem ein.
In verschiedenen Ausführungsformen der vorausgehenden Aspekte, verändert das System ein Leistungsmerkmal des Schuhs wie Komprimierbarkeit, Federung, Nachgiebigkeit, Elastizität, Dämpfung, Energiespeicherung, Polsterung/Dämpfung, Stabilität, Komfort, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Erschütterung/Ruck, Steifigkeit oder Kombinationen davon. In einer Ausführungsform wird das einstellbare Element eingestellt durch wenigstens eines der folgenden Elemente: Translation, Rotation, Umorientierung, Modifikation eines Bewegungsbereiches oder Kombinationen davon. Das System kann einen Begrenzer umfassen zum Begrenzen des Bewegungsbereichs des einstellbaren Elements. Das Regelungssystem umfasst einen Sensor und elektrische Schaltkreise. Der Sensor kann ein Drucksensor, ein Kraftaufnehmer, ein Hall-Effekt-Sensor, ein Dehmungsmessgerät, ein piezoelektrisches Element, eine Messdose, ein Näherungssensor, ein optischer Sensor, ein Beschleunigungsmesser, ein Hall-Element oder -Sensor, ein kapazitiver Sensor, ein induktiver Sensor, ein Ultraschall-Messgeber und -Empfänger, ein Radiofrequenz-Sender und -Empfänger, ein magnetoresistives Element (magneto-resistive element) oder ein giantmagnetoresistives Element (giant magneto-resistive element) sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Treibereinheit ein Schneckenantrieb, eine Ge windespindel, ein drehbarer Stellantrieb, ein linearer Stellantrieb, ein Getriebezug, ein Koppelgetriebe oder Kombinationen davon sein.
In noch weiteren Ausführungsformen kann das einstellbare Element wenigstens teilweise in wenigstens einem der folgenden Bereiche des Schuhs angeordnet sein: einem Vorderfußbereich, einem Mittelfußbereich und einem Hinterfußbereich. In einer Ausfuhrungsform hat der Schuh eine Sohle, die eine Außensohle und eine Mittelsohle umfasst und das einstellbare ist wenigstens teilweise in der Mittelsohle angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das einstellbare Element allgemein längs innerhalb des Schuhs angeordnet sein, oder das einstellbare Element kann allgemein seitlich innerhalb des Schuhs angeordnet sein, oder beides. Beispielsweise kann das einstellbare Element sich erstrecken: von einem Fersenbereich des Schuhs in einen Bereich des Fußgewölbes, oder von einem Bereich des Fußgewölbes bis zu einer Vorderfußregion des Schuhs, oder von einen Vorderfußbereich bis zu einem Fersenbereich des Schuhs. Weiterhin kann das einstellbare Element wenigstens teilweise auf einer lateralen Seite, oder einer medialen Seite, oder beiden Seiten des Schuhs angeordnet sein.
In einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Verändern eines Leistungsmerkmals eines Schuhs während der Benutzung. Das Verfahren umfasst die Schritte des Überwachens des Leistungsmerkmals des Schuhs, des Erzeugens eines korrigierenden Treibersignals und des Einstellens eines einstellbaren Elements auf der Grundlage des Treibersignals, um das Leistungsmerkmal des Schuhs zu verändern. In einer Ausführungsform werden die Schritte wiederholt bis ein Schwellenwert des Leistungsmerkmals erreicht ist.
In verschiedenen Ausführungsformen des vorhergehenden Aspekts umfasst der Erzeugungsschritt die Teilschritte des Vergleichens des überwachten Leistungsmerkmals mit einem gewünschten Leistungsmerkmal, um eine Abweichung zu erzeugen, und das Ausgeben einer korrigierenden Treibersignalgröße auf der Grundlage der Abweichung. In einer Ausführungsform hat das korrigierende Treibersignal eine vorbestimmte Größe. Weiterhin kann der Überwachungsschritt die folgenden Teilschritte umfassen: Messen eines Magnetfelds von einem Magneten mit einem Näherungssensor, wobei der Magnet, der Sensor oder beide wenigstens teilweise innerhalb der Sohle angeordnet sind und im unbelasteten Zustand vertikal voneinander entfernt sind; Vergleichen der Magnetfeldmessung während der Kompression mit einem Schwellenwert. In einer Ausführungsform beinhaltet der Überwachungsschritt das Aufnehmen von mehrfachen Messungen des Magnetfeldes während der Kompression und das Vergleichen einer gemittelten Magnetfeldmessung mit dem Schwellenwert.
In zusätzlichen Ausführungsformen kann das Verfahren den Schritt des Begrenzens eines Bewegungsbereiches des einstellbaren Elements mit einem Begrenzer beinhalten und der Einstellungsschritt kann das Einstellen des Begrenzers auf eine vorbestimmte Entfernung beinhalten. Der Einstellungsschritt kann durchgeführt werden, wenn der Schuh in einem unbelasteten Zustand ist. In einer Ausführungsform ist der Einstellungsschritt abgeschlossen, wenn ein Schwellenwert des Leistungsmerkmals erreicht ist.
In verschiedenen Ausführungsformen der vorangehenden Aspekte der Erfindung kann das einstellbare Element ein Ausdehnungselement, ein Schaumstoff mit mehrfacher Dichte, ein skelettartiges Element, eine Platte mit mehreren Dichten oder Kombinationen davon sein. Das einstellbare Element kann eine anisotrope Eigenschaft aufweisen. In einer Ausführungsform kann das einstellbare Element ein allgemein elliptisch geformtes Ausdehnungselement sein. Weiterhin kann das System eine manuelle Einstellung beinhalten zum Ändern oder Vorspannen des Leistungsmerkmals des einstellbaren Elements, des Anzeigeelements oder von beiden. Die manuelle Einstellung kann auch einen Schwellenwert des Leistungsmerkmals ändern. Das Anzeigeelement kann akustisch, visuell oder beides sein. Beispielsweise kann das Anzeigeelement eine Reihe von Leuchtdioden sein.
Diese und andere Ziele werden zusammen mit den Vorteilen und Merkmalen, die in der vorliegenden Erfindung offenbart sind, offensichtlich durch Bezug auf die folgende Beschreibung, die begleitenden Zeichnungen und die Patentansprüche. Weiterhin ist es selbstverständliche, dass sich die Merkmale der hierin beschriebenen, verschiedenen Ausführungsformen sich nicht gegenseitig ausschließen, und dass sie in verschiedenen Kombinationen und Permutationen existieren können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen beziehen sich im Allgemeinen gleiche Bezugszeichen auf dieselben Teile über die verschiedenen Ansichten hinweg. Ebenso müssen die Zeichnungen nicht notwendiger maßstabsgetreu sein, vielmehr wurde im Allgemeinen die Betonung auf das Erläutern der Prinzipien der Erfindung gelegt. In der nachfolgenden Beschreibung werden die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben, wobei:
1 ist eine teilweise explosionsschematische perspektivische Ansicht eines Schuhs, der ein intelligentes System in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet;
2A ist eine explosionsschematische perspektivische Ansicht der Sohle eines Schuhs von 1;
2B ist eine vergrößerte schematische Seitenansicht des intelligenten Systems von 2A, das den Betrieb des einstellbaren Elements veranschaulicht;
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines einstellbaren Elements in Ubereinstimmung mit der Erfindung;
4A-4E sind schematische Seitenansichten von alternativen Ausführungsformen eines einstellbaren Elements in Übereinstimmung mit der Erfindung;
5A ist eine schematische Seitenansicht des Schuhs von 1, die ausgewählte interne Komponenten zeigt;
5B ist eine vergrößerte schematische Ansicht von einem Teil des Schuhs von 5A;
6 ist eine schematische Ansicht von oben auf einen Teil der Sohle von 2A, wobei ein Teil der Sohle entfernt wurde um die Anordnung von ausgewählten internen Komponenten des intelligenten Systems zu veranschaulichen;
7 ist ein Blockdiagramm eines intelligenten Systems in Übereinstimmung mit der Erfindung;
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsart des intelligenten Systems von 1 darstellt;
9 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform des intelligenten Systems von 1;
10 ist ein Schaltbild des Spannungsreglersystems von 9;
11 ist ein Schaltbild des Abtastsystems von 9;
12 ist ein Schaltbild des Regelungssystems von 9;
13 ist ein Schaltbild des Stellsystems von 9;
14 ist ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des intelligenten Systems von 1;
15A ist eine schematische Seitenansicht eines Schuhs, der eine alternative Ausführungsform des intelligenten Systems in Übereinstimmung mit der Erfindung beinhaltet;
15B ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils des intelligenten Systems von 15A;
16A ist eine schematische Seitenansicht eines Schuhs, die noch eine weitere Ausführungsform eines intelligenten Systems in Übereinstimmung mit der Erfindung beinhaltet;
16B-16D sind schematische Seitenansichten des intelligenten Systems von 16A in verschiedenen Orientierungen;
17A ist eine schematische Seitenansicht eines Schuhs, die noch eine weitere alternative Ausführungsform eines intelligenten Systems in Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst;
17B ist eine schematische Seitenansicht des intelligenten Systems von 17A über einen Einstellbereich;
18 ein Diagramm, das ein Leistungsmerkmal einer spezifischen Ausführungsform des einstellbaren Elements darstellt;
19 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Verändern eines Leistungsmerkmals eines Schuhs während der Benutzung darstellt;
20A und 20B sind Flussdiagramme, die zusätzliche Ausführungsformen des Verfahrens von 19 darstellen; und
21 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens darstellt, das Komfort in einem Schuh bietet.
Beschreibung
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es wird jedoch ausdrücklich angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern es ist vielmehr die Absicht, dass Modifikationen, die für den Fachmann offensichtlich sind, ebenfalls umfasst werden. Insbesondere ist es nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf irgendein bestimmtes Leistungsmerkmal, oder Sensorart, oder Anordnung beschränkt ist. Weiterhin ist nur ein linker oder rechter Schuh in jeder Figur dargestellt; es ist jedoch selbstverständlich, dass die linken und die rechten Schuhe normalerweise Spiegelbilder von einander sind, und dass die Beschreibung für beide, linke und rechte Schuhe gilt. Für verschiedene Aktivitäten, die unterschiedliche linke und rechte Schuhanordnungen oder Leistungsmerkmale erfordern, müssen die Schuhe nicht Spiegelbilder von einander sein.
Die 1 stellt einen Schuh 100 dar, der ein Oberteil 102, eine Sohle 104 und ein intelligentes System 106 umfasst. Das intelligente System 106 ist seitlich in einem Hinterfußteil 108 des Schuhs 100 angeordnet. Das intelligente System 106 könnte irgendwo entlang der Länge der Sohle 104 und im Wesentlichen in jeglicher Orientierung angeordnet sein. In einer Ausführungsform wird das intelligente System 106 verwendet, um die Komprimierbarkeit eines Fersenbereichs des Schuhs 100 zu verändern. In einer weiteren Ausführungsform kann das intelligente System 106 in einem Vorderfußteil 109 angeordnet sein und kann in eine Ausrichtung mit einer gebogenen Linie hinein oder aus ihr heraus bewegt werden, oder kann anderweitig konfiguriert werden, um ein Abstoßungsmerkmal des Schuhs zu verändern. In noch einer weiteren Ausführungsform könnte der Schuh 100 mehrfache intelligente Systeme 106 umfassen, die in verschiedenen Bereichen des Schuhs 100 angeordnet sind. Das intelligente System 106 ist ein selbstregelndes System, das eines oder mehrere Leistungsmerkmale des Schuhs verändert. Der Betrieb des intelligenten Systems 106 wird nachfolgend im Detail beschrieben.
Die 2A stellt eine Explosionsansicht eines Teils der Sohle 104 von 1 dar. Die Sohle 104 umfasst eine Mittelsohle 110, eine Außensohle 112a, 112b, eine optionale untere Unterstützungsplatte 114, eine optionale obere Unterstützungsplatte 116 und das intelligente System 106. Die untere und die obere Unterstützungsplatte können, neben anderen Verwendungszwecken, eingeschlossen werden, zu Helfen um das intelligente System 106 in eine bestimmte Orientierung zu zwingen. Das intelligente System 106 ist innerhalb eines Hohlraums 118 angeordnet, der in der Mittelsohle 110 ausgebildet ist. In einer Ausführungsform ist die Mittelsohle 110 eine modifizierte, herkömmliche Mittelsohle und weist eine Dicke von ungefähr 10 mm bis ungefähr 30 mm, vorzugsweise ungefähr 20 mm in denn Fersenbereich auf. Das intelligente System 106 umfasst ein Regelungssystem 120 und ein Stellsystem 130, das damit in elektrischer Verbindung steht, beide werden nachstehend detaillierter beschrieben. Das Stellsystem 130 umfasst eine Treibereinheit 131 und ein einstellbares Element 124. Das Regelungssystem 120 umfasst einen Sensor 122, beispielsweise einen Näherungssensor, einen Magneten 123 und einen elektrischen Schaltkreis (siehe 9-14). In der gezeigten Ausführungsform ist der Sensor 122 unterhalb des einstellbaren Elements 124 angeordnet und der Magnet 123 vertikal versetzt von dem Sensor 122. In dieser Ausführungsform ist der Magnet 123 über dem einstellbaren Element 124 angeordnet und ist ein Magnet vom Typ Neodym-Eisen-Bor. Die tatsächliche Position und der Abstand des Sensors 122 und des Magnets 123 verändern sich um einer bestimmten Anwendung zu genügen, beispielsweise dem Messen und dem Modifizieren der Komprimierbarkeit der Sohle. In dieser besonderen Ausführungsform sind der Sensor 122 und der Magnet 123 an einer Stelle angeordnet, die gewöhnlich der Stelle einspricht, an der der maximale Druck in dem Hinterfußteil 108 des Schuhs 100 auftritt. Normalerweise ist diese Stelle unter dem Fersenbein des Trägers. In einer solchen Ausführungsform sind gewöhnlich der Sensor 122 und der Magnet 123 zwischen der lateralen und der medialen Seite der Sohle 104 zentriert und befinden sich zwischen ungefähr 25 mm und ungefähr 45 mm vor einer Hinterseite des Fußes des Trägers.
Die 2B stellt einen Teil des intelligenten Systems 106, insbesondere das Stellsystem 130 detaillierter dar. Das intelligente System 106 ist vorzugsweise in einem abgedichteten, wasserdichten Gehäuse eingeschlossen. Das Stellsystem 130 beinhaltet gewöhnlich eine Treibereinheit 131, die einen Motor 132 und ein Übertragungselement 134 und ein einstellbares Element 124 umfasst, welches einen Begrenzer 128, ein Ausdehnungselement 126 und einen Anschlag 136 umfasst. Die Ausführungsform des gezeigten besonderen Treibers 131 ist ein Gewindespindelantrieb, der sich aus einem elektrischen Motor 132, der zwei Drehrichtungen aufweist und einer Gewindestange zusammensetzt, die das Übertragungselement 134 bildet. In einer Ausführungsform kann der Motor 132 ein funkgesteuer ter Servomotor sein, von der Art, wie sie in Modellflugzeugen eingesetzt wird. Die Gewindestange könnte aus Stahl, Edelstahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt werden.
Der Motor 132 ist mechanisch an das Übertragungselement 134 gekoppelt und treibt das Übertragungselement 134 im Uhrzeiger oder im Gegen-Uhrzeigersinn an, wie durch den Pfeil 138 angedeutet. Das Übertragungselement 134 steht mit dem Begrenzer 128 in Gewinde mäßigem Kontakt und positioniert den Begrenzer 128 in transversaler Richtung relativ zu dem Ausdehnungselement 126, wie allgemein durch den Pfeil 140 gezeigt. Da der Begrenzer 128 Gewinde mäßig mit dem Übertragungselement 134 in Kontakt steht, und an einer Drehung relativ zu dem Motor 132 und dem Schuh 100 gehindert wird, ist keine Leistung notwendig, um die Position des Begrenzers beizubehalten. Es ist genügend Reibung in dem Stellsystem 130 und ein genügend feines Gewinde auf dem Übertragungselement 134 vorhanden, um eine unbeabsichtigte Rotation des Elements 134 während eines Fersenaufpralls zu verhindern. In einem Beispiel bewegt sich der Begrenzer 128 gegen das Ausdehnungselement 126, wenn der Motor 132 das Übertragungselement 134 im Uhrzeigersinn antreibt, und der Begrenzer 128 bewegt sich von dem Ausdehnungselement 126 weg, wenn der Motor 132 das Übertragungselement 134 im Gegen-Uhrzeigersinn antreibt. Alternativ sind andere Arten von Treibereinheiten möglich. Beispielsweise könnte die Treibereinheit 131 im Wesentlichen irgendeine Art von drehbarem oder linearen Stellantrieb, ein Gewindezug, ein Koppelgetriebe oder Kombinationen davon sein.
Das Ausdehnungselement 126 ist gewöhnlich zylindrisch mit einem verlängerten kreisförmigen oder verlängerten gewöhnlich elliptisch geformten Querschnitt. Die bogenförmigen Enden des Ausdehnungselements sind nicht notwendigerweise halbkreisförmig geformt. Der Radius der bogenförmigen Enden wird sich verändern, um zu einer bestimmten Anwendung zu passen, und sie können variiert werden, um den Betrag der Ausdehnung in Längsrichtung des Ausdehnungselements 126 unter vertikaler Druckbelastung zu steuern. Im Allgerneinen gilt, je größer der Radius des bogenförmigen Endes ist, desto größere Ausdehnungen sind in Längsrichtung unter vertikaler Druckbelastung möglich. Das Ausdehnungselement 126 hat eine feste Außenwand 142 und einen optionalen komprimierbaren Kern 144 aus Schaumstoff, oder anderen elastischem Material. Die Größe, die Form und die Materialien, die für das Ausdehnungselement 126 benutzt werden, werden ausgewählt, damit sie zu einer besonderen Anwendung passen. In der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich das Übertragungselement 134 durch das Ausdehnungselement 126 und verbindet sich mit dem Anschlag 136. Der Anschlag 136 verhindert eine Bewegung des Ausdehnungselements 126 in eine Richtung weg von dem Begrenzer 128. Alternativ könnte der Anschlag 136 eine rückseitige Wand des Hohlraums 118 sein.
Der allgemeine Betrieb des einstellbaren Elements 124 wird beschrieben unter Bezugnahme auf eine Anwendung, wobei das intelligente System 106 eingesetzt wird, um das Dämpfen eines Schuhs 100 zu modifizieren, als Antwort auf einen gemessenen Parameter, beispielsweise der Kompression der Mittelsohle 110. Das Ausdehnungselement 126 darf sich komprimieren, wenn eine vertikale Kraft darauf wirkt, allgemein durch die Pfeile 146 dargestellt. Das Ausdehnungselement 126 dehnt sich in der horizontalen Richtung aus (Pfeil 148), wenn es komprimiert wird. Der Begrenzer 128 wird eingesetzt, um diese Bewegung zu steuern. Da die horizontale Bewegung begrenzt ist, ist die vertikale Bewegung ebenfalls begrenzt. Das Ausdehnungselement 126 hat eine bi-modale Druckantwort, die detaillierter unten unter Bezug auf die 18 diskutiert wird.
Das intelligente System 106 kann das Ausmaß der Kompression, die ein Benutzer des Schuhs 100 erzeugt, steuern. Falls beispielsweise ein Benutzer, der den Schuh 100 trägt, während eines Schrittes mit der Bodenoberfläche in Kontakt kommt, wird eine vertikale Kraft 146 auf das Ausdehnungselement 126 über die Sohle 104 ausgeübt. Die Kraft 146 verursacht, dass sich das Ausdehnungselement 126 während des Bodenkontakts ausdehnt, bis es mit dem Begrenzer 128 in Kontakt kommt, wodurch das Steuern die Kompression der Sohle 104 geregelt wird.
Während der Kompression misst der Abtastteil des Regelungssystems 120 die Feldstärke des Magneten 123. In der gezeigten Ausführungsform ist der Sensor 122 in der Nähe des Bodens der Mittelsohle 110 angeordnet und der Magnet 123 ist in der Nähe des oberen Endes der Mittelsohle 110 angeordnet. Die Magnetfeldstärke, die von dem Sensor 122 detektiert wird, ändert sich, falls der Magnet 123 sich näher zu dem Sensor 122 bewegt, wenn die Mittelsohle 110 komprimiert wird. Das System kann geeicht werden, so dass diese Magnetfeldstärke in eine Entfernung umgesetzt werden kann. Die Änderung der Entfernung ist es, die anzeigt, wie viel die Mittelsohle 110 komprimiert worden ist. Das Steuerungssystem 120 gibt ein Signal an das Stellsystem 130 auf der Grundlage der Entfernungsänderung oder der Kompressionsmessung aus.
Das Stellsystem 130 verändert dann die Härte oder die Komprimierbarkeit der Mittelsohle 110 auf der Grundlage des Signals, das es von dem Regelungssystem 120 empfangen hat. Das Stellsystem 130 verwendet das Übertragungselement 134 als die hauptsächliche Bewegungskomponente. Der Betrieb des intelligenten Systems 106 wird detaillierter unten beschrieben unter Bezugnahme auf den in 8 dargestellten Algorithmus.
Die 3 zeigt einen Teil einer alternativen Ausführungsform eines intelligenten Systems 306 in Übereinstimmung mit der Erfindung, insbesondere das Stellsystem 330. Das Stellsystem 330 umfasst eine Treibereinheit 331 und ein einstellbares Element 324. Das einstellbare Element 324 umfasst ein Ausdehnungselement 326 und einen Begrenzer 328 ähnlich zu demjenigen, der unter Bezug auf 2B beschrieben wurde. Die Treibereinheit 331 umfasst einen Motor 332 und ein Übertragungselement 334, welches in dieser Ausführungsform eine ausgehöhlte Gewindestange 325 ist, durch welche ein Kabel 327 läuft. Das Kabel 327 läuft durch das Ausdehnungselement 326 und hat einen Anschlag 336, der mit einem Ende durch einen Quetschanschluss verbunden wird. Der Begrenzer 328 ist ein allgemein zylindrisch geformtes Element, das über das Kabel 327 verschiebbar angeordnet ist und wirkt als eine Auflageoberfläche zwischen der Schraube 325 und dem Ausdehnungselement 326, insbesondere als Auflagearm 329, der an das Ausdehnungselement 326 gekoppelt ist. Ein ähnlicher Auflagearm ist in der Nähe des Anschlags 336 angeordnet, um die Belastungen entlang der Tiefe des Ausdehnungselements 326 zu verteilen. In einer Ausführungsform ist der Motor 332 ein 6 mm Pager Motor mit einer 300:1 Getriebeuntersetzung. Das Kabel 327, die Schraube 325, der Begrenzer 328 und der Auflagearm 339 können aus Polyester, Stahl, Edelstahl oder einem anderen geeigneten Material gemacht sein. In einer Ausführungsform ist das Kabel 327 aus Edelstahl hergestellt und mit einem die Reibung reduzierendem Material beschichtet, wie es beispielsweise von DuPont unter dem Markenzeichen Teflon^® verkauft wird.
Im Betrieb ist das Kabel 327 fest mit der Treibereinheit 331 verbunden und hat eine feste Länge. Das Kabel 327 läuft durch die Schraube 325, die den Umfang des Hubes in Längsrichtung bestimmt, der dem Ausdehnungselement 326 möglich ist. Falls beispielsweise eine vertikale Kraft auf das Ausdehnungselement 326 ausgeübt wird, dehnt sich das Element 326 in Längsrichtung entlang des Kabels 327 aus bis es auf den Begrenzer 328 trifft, der zwischen dem Ausdehnungselement 326 und dem Ende der Schraube 325 angeordnet ist. Der Motor 332 dreht die Schraube 325, um die Länge des Kabels 327 zu verändern, die der Begrenzer 328 entlang gleiten kann, bevor er mit der Schraube 325 und dem Ausdehnungselement 326 in Kontakt kommt. Die Schraube 325 bewegt sich eine vorbestimmte Entfernung, entweder auf das Element 326 zu, oder von ihm weg, in Antwort auf das Signal des Regelungssystems. In einer Ausführungsform kann der Hub der Schraube 325 zwischen ungefähr 0 mm bis ungefähr 20 mm betragen, bevorzugt ungefähr 0 mm bis ungefähr 10 mm.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst das einstellbare Elemente 324 zwei Motoren 332 und Kabel 327, die im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind. Zwei Kabel 327 helfen beim Halten des Ausdehnungselements 326 rechtwinklig bezüglich zu einer Längsachse 360 des einstellbaren Elements 324, wie in 3 dargestellt. Zusätzlich sind andere Arten von Ausdehnungselement/Begrenzer Anordnungen möglich. Beispielsweise kann eine Art von Begrenzer mit umlaufendem oder Bauchband anstelle von einer diametralen oder longitudinalen Art von Begrenzer verwendet werden. Im Betrieb verändert die Treibereinheit 331 den Umfang des Bauchbandes um den Ausdehnungsbereich des Elements 326 zu verändern; je größer der Umfang, desto größer der Ausdehnungsbereich. Andere mögliche Anordnungen umfassen Formspeichernde Legierungen und magnetische rheologische Flüssigkeiten.
Die 4A-4E zeigen alternative einstellbare Elemente, wobei jedes in einem unbelasteten Zustand gezeigt ist. Insbesondere die 4A-4D stellen gewisse unterschiedliche mögliche Formen des Ausdehnungselements dar. In 4A umfasst das Ausdehnungselement 426 zwei Zylinder 428, die gewöhnlich elliptisch geformte Querschnitte aufweisen und als ein einzelnes Element ausgeformt sind. Die Zylinderquerschnittsform könnte alternativ jede Kombination von linearen oder gebogenen Formen sein, beispielsweise hexagonal oder halbkreisförmig. Die Zylinder 428 umfassen eine Wand 432 und ein Paar von Kernen 434, die hohl, oder mit Schaumstoff, oder anderem Material gefüllt sein können. Die 4B stellt ein Ausdehnungselement 446 dar, das zwei getrennte Zylinder 448 aufweist, die gewöhnlich kreisförmige Querschnitte aufweisen und aneinander gekoppelt sind. Der Zylinder 448 weist jeweils eine Wand 452 und einen Kern 454 auf. Die 4C stellt ein Ausdehnungselement 446 dar, das die beiden vorhin beschriebenen Zylinder 448 umfasst. In 4C umfasst das Ausdehnungselement 466 einen Schaumstoffblock 468, der die Zylinder 448 umgibt. Der Schaumstoffblock 468 kann den Kern ersetzen, oder zusätzlich zu dem Kern sein. Die 4D stellt noch eine weitere Ausführungsform eines Ausdehnungselements 486 dar. Das Ausdehnungselement 486 umfasst einen Zylinder 488, der eine Querschnittsform mit verlängertem Sektor aufweist. Der Zylinder umfasst eine Wand 492 und einen Kern 494. Der Zylinder 488 umfasst ein erstes bogenförmiges Ende 496 und ein zweites bogenförmiges Ende 498. Das erste bogenförmige Ende 496 hat einen wesentlich größeren Radius als das zweite bogenför mige Ende 498, was in einer größeren horizontalen Versetzung des ersten bogenförmigen Endes unter Belastung resultiert. Zusätzlich kann die Wanddicke von jedem Zylinder verändert werden und/oder der Zylinder könnte entlang seiner Länge verjüngt werden. In Ausführungsformen des Ausdehnungselements 126, die einen Schaumstoffkern verwenden, ist es nicht wünschenswert, den Schaumstoffkern mit den Wänden des Ausdehnungselements 126 zu verbinden. Das Verkleben des Schaumstoffs mit den Wänden kann eine horizontale Ausdehnung verhindern.
Die 4E stellt einen alternativen Typ des einstellbaren Elements 410 dar. Das einstellbare Element 410 umfasst eine Anordnung mit einem relativ strukturflexiblen Zylinder 412 und einem Kolben 414. Das innere Volumen 416 des Zylinders 412 verändert sich, wenn sich der Kolben 414 in den Zylinder 412 hinein oder aus ihm heraus bewegt, wie allgemein durch Pfeil 418 gezeigt. Der Kolben 414 wird linear durch die Treibereinheit 131 bewegt, als Antwort auf das Signal des Regelungssystems 120. Durch Veränderung des Volumens 416 wird die Komprimierbarkeit des Zylinders 412 verändert. Falls beispielsweise der Kolben 414 in den Zylinder 412 hinein bewegt wird, wird das Volumen reduziert und der Druck innerhalb des Zylinders wird vergrößert; je größer der Druck desto härter der Zylinder. Obwohl dieses System ähnlich zu dem einer aufblasbaren Blase erscheinen mag, gibt es Unterschiede. Beispielsweise bleibt in diesem System die Menge des Fluids, zum Beispiel Luft, konstant, während das Volumen 416 eingestellt wird. Weiterhin reagieren Blasen hauptsächlich auf der Basis des Drucks innerhalb der Blase, wohingegen das Element 410, wie in 4E dargestellt, die Struktur des Zylinders in Kombination mit dem inneren Druck ausnutzt. Die beiden Methoden sind fundamental unterschiedlich in ihrer Funktionsweise. Eine aufblasbare Blase, wie ein Ballon, hält beispielsweise nur die Luft und liefert keinerlei strukturelle Unterstützung, wohingegen der Zylinder wie ein Reifen die Luft verwendet, um die Struktur aufrechtzuerhalten (zum Beispiel die Reifenseitenwände). Zusätzlich erlaubt die Anordnung mit Kolben 414 und Treibereinheit 131 eine Feinabstimmung des Drucks und der Komprimierbarkeit des einstellbaren Elements 410.
Die 5A zeigt eine Seitenansicht des Schuhs 100 von 1. Das intelligente System 106 ist gewöhnlich in dem Hinterfußbereich 108 des Schuhs 100 angeordnet. Wie in 5A gezeigt, umfasst das intelligente System 106 das einstellbare Element 124 mit dem Begrenzer 128 und der Treibereinheit 131. Ebenso ist ein Benutzer-Eingabemodul 500 (5B) gezeigt, das die Benutzer-Eingabeknöpfe 502, 504 und ein Anzeigeelement 506 umfasst. Der Benutzer kann den Druckbereich, oder einen anderen Leistungsmerkmal-Zielwert des Schuhs 100 einstellen, indem er den Eingabeknopf 502 drückt, um den Zielwert zu erhöhen, oder den Eingabeknopf 504 drückt, um den Zielwert, oder den Zielbereich zu verringern. In einer alternativen Ausführungsform kann das Benutzer-Eingabemodul 500 außerhalb des Schuhs angeordnet sein. Beispielsweise könnte eine Armbanduhr, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), oder ein externer Prozessor alleine oder in Kombination mit dem Benutzer-Eingabemodul 500, das in dem Schuh angeordnet ist, verwendet werden, um dem Benutzer zu erlauben, Merkmale des intelligenten Systems 106 anzupassen. Beispielsweise kann der Benutzer Knöpfe auf der Armbanduhr drücken, um verschiedene Merkmale des Systems 106 einzustellen. Zusätzlich kann das System 106 einen Schalter zum Ein- und Ausschalten umfassen.
Das Benutzer-Eingabemodul 506 ist detaillierter in 5B gezeigt. Das Anzeigeelement oder die Anzeigeelemente 506 können beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs), oder organische Leuchtdioden (OLEs) sein. In der gezeigten Ausführungsform ist das Anzeigeelement 506 eine Reihe von LEDs, die auf einen biegbaren Schaltkreis gedruckt sind und die leuchten, um den ausgewählten Kompressionsbereich anzuzeigen; jedoch könnten die Anzeigeelemente auch das Niveau der Härte der Mittelsohle anzeigen, oder andere Information, die mit einem Leistungsmerkmal des Schuhs 100 verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Anzeigeelement akustisch sein.
Die 6 stellt eine Ansicht von oben auf eine mögliche Anordnung von ausgewählten Komponenten des intelligenten Systems von 1 dar. Das einstellbare Element 124 ist in dem Hinterfußbereich 108 der Mittelsohle 110 angeordnet, wobei das Ausdehnungselement 126 seitlich innerhalb des Hohlraumes 118 angeordnet ist. Die Treibereinheit 131 ist in der Nähe des Ausdehnungselements 126 angeordnet. Benachbart zu der Treibereinheit 131 ist das Regelungssystem 120. Das Regelungssystem 120 umfasst eine Regelungsleiterplatte 152, die zwei Mikroprozessoren beinhaltet, einen zum Regeln der Treibereinheit 131 und einen zum Verarbeiten des Algorithmus. Weiterhin umfasst das System 106 eine Stromquelle 150 zum Beispiel eine 3,6 Volt 1/2 AA Batterie. Die Stromquelle 150 liefert Energie an die Treibereinheit 131 und das Regelungssystem 120 über Drähte 162 oder eine andere elektrische Verbindung, wie einem biegsamen Schaltkreis.
Das System 106 umfasst weiterhin den Magneten 123 und den zugehörigen Sensor 122 (nicht gezeigt), der unter dem Ausdehnungselement 126 angeordnet ist und elektrisch an das Regelungssystem 120 gekoppelt ist. Der Magnet 123 ist oberhalb des Ausdehnungselements 126, aber unterhalb einer Einlegesohle und/oder einer Deckbrandsohle angeordnet. Weiterhin kann das gesamte intelligente System 106 in ein Plastikgehäuse eingebaut werden, um das System 106 wasserdicht zu machen. Zusätzlich kann das System 106 als ein einzelnes Modul aufgebaut werden, um die Herstellung der Sohle 104 zu erleichtern und kann auf die untere Unterstützungsplatte 114 (nicht gezeigt in 6) vormontiert werden. In einer weiteren Ausführungsform ist das System 106 entfernbar, wodurch das System 106 ersetzbar gemacht wird. Beispielsweise kann die Außensohle 112a, 112b konfiguriert werden (zum Beispiel gelenkig), um zu ermöglichen, dass das System aus dem Hohlraum 118 der Mittelsohle 110 entfernt werden kann.
Das System 106 kann auch einen Schnittstellenanschluss 160 beinhalten, der benutzt werden kann, um Daten von dem intelligenten System 106 zum Beispiel auf einen PDA, oder einen anderen externen Prozessor herunterzuladen. Der An schluss 106 kann zum Überwachen des Leistungsverhaltens des Schuhs verwendet werden. In einer alternativen Ausführungsform können die Daten zu einem Gerät mit einem Anzeigefeld übertragen werden (zum Beispiel über Radiowellen), das bei dem Benutzer angeordnet ist. Beispielsweise können die Daten zu einer Armbanduhr, oder einem Gerät, das von dem Benutzer getragen wird, übertragen werden. In Antwort auf die Daten kann der Benutzer gewisse Merkmale des Schuhs einstellen, indem er auf Knöpfe auf der Armbanduhr drückt, wie oben beschrieben. Diese Einstellungen werden zurück an das System 106 übertragen, wo die Einstellungen implementiert werden.
Ein Blockdiagramm von einer Ausführungsform eines intelligenten Systems 106 ist in 7 gezeigt. Das intelligente System 706 umfasst eine Stromquelle 750, die elektrisch an ein Regelungssystem 720 und ein Stellsystem 730 gekoppelt ist. Das Regelungssystem 720 umfasst einen Controller 752, zum Beispiel einen oder mehrere Mikroprozessoren und einen Sensor 722. Der Sensor kann ein Sensor vom Typ eines Näherungssensors und eine Magnetanordnung sein. In einer Ausführungsform ist der Controller 152 ein Mikrocontroller, wie der PICMikro^®, der von der Microchip Technology Incorporated hergestellt wird. In einer weiteren Ausführungsform ist der Controller 152 ein Mikrocontroller, wie er von der Cypress Semiconductor Corporation hergestellt wird. Das Stellsystem 730 umfasst eine Treibereinheit 731, die einen Motor 732 und ein Übertragungselement 734 umfasst und ein einstellbares Element 724. Die Treibereinheit 731 und das Regelungssystem 720 stehen in elektrischer Kommunikation. Das abstimmbare Element 724 ist an die Treibereinheit 731 angeschlossen.
Optional könnte das Stellsystem 730 ein Rückkopplungssystem 754 umfassen, gekoppelt an oder als Teil des Regelungssystems 720. Das Rückkopplungssystem 754 kann die Position des einstellbaren Elements 724 anzeigen. Beispielsweise kann das Rückkopplungssystem 754 die Anzahl der Umdrehungen des Motors 732 oder die Position des Begrenzers 728 (nicht gezeigt) zählen. Das Rückkopp lungssystem 734 könnte zum Beispiel ein lineares Potentiometer, eine Induktivität, ein linearer Messumformer oder ein infrarotes Diodenpaar sein.
Die 8 stellt einen möglichen Algorithmus zum Verwenden in dem intelligenten System 106 dar. Das intelligente System 106 misst ein Leistungsmerkmal eines Schuhs während eines Geh-/Laufzyklus. Bevor das System 106 zu arbeiten beginnt, kann das System 106 einen Kalibrierungsprozess durchlaufen, nachdem es zum ersten Mal mit Energie versorgt wurde oder nach einem ersten Kontakt mit der Oberfläche des Untergrundes. Beispielsweise kann das System 106 das einstellbre Element 124 in Betrieb setzen, um die Position des Begrenzers 128 zu bestimmen und/oder um den Bereich des Begrenzers 128 zu verifizieren, d. h. vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen. Während des Betriebs misst das System 106 ein Leistungsmerkmal des Schuhs (Schritt 802). In einer Ausführungsform ist die Messrate ungefähr 300 Hz bis ungefähr 60 kHz. Das Regelungssystem 120 bestimmt, ob das Leistungsmerkmal wenigstens dreimal gemessen worden ist (Schritt 804) oder eine andere voreingestellte Zahl. Falls dies nicht der Fall ist, wiederholt das System 106 den Schritt 802 durch Aufnehmen von zusätzlichen Messungen des Leistungsmerkmals bis Schritt 804 erfüllt ist. Nachdem drei Messungen aufgenommen worden sind, mittelt das System 106 die letzten drei Leistungsmerkmalsmessungen (Schritt 806). Das System 106 vergleicht dann die gemittelte Leistungsmerkmalsmessung mit einem Schwellenwert (Schritt 808). Bei Schritt 810 bestimmt das System 106, ob die gemittelte Leistungsmerkmalsmessung im Wesentlichen gleich dem Schwellenwert ist. Falls die gemittelte Leistungsmerkmalsmessung im Wesentlichen gleich dem Schwellenwert ist, kehrt das System 106 zu Schritt 802 zurück und um eine weitere Leistungsmerkmalsmessung aufzunehmen. Falls eine gemittelte Leistungsmerkmalsmessung nicht im Wesentlichen gleich dem Schwellenwert ist, sendet das System 106 ein korrigierendes Treibersignal an das einstellbare Element 124, um das Leistungsmerkmal des Schuhs zu verändern. Das intelligente System 106 wiederholt dann die gesamte Operation, bis der Schwellenwert erreicht ist und so lange, wie der Träger die Benutzung des Schuhs fortführt. In einer weiteren Ausführungsform macht das System 106 nur inkrementelle Veränderungen des Leistungsmerkmals, so dass der Träger die graduelle Einstellung des Schuhs nicht bemerkt und sich nicht an das veränderte Leistungsmerkmal anpassen muss. Mit anderen Worten, das System 106 passt den Schuh an den Träger an und erfordert nicht, dass der Träger sich dem Schuh anpasst.
Für eine bestimmte Anwendung benutzt das System 106 üblicherweise eine optimale Mittelsohlen-Kompressionsschwelle (Zielbereich), die durch Testen eines bevorzugten Polsterungs-/Dämpfungsniveaus definiert worden ist. Das System 106 misst die Kompression der Mittelsohle 110 bei jedem Schritt und mittelt über die letzten drei Schritte. Falls der Mittelwert größer als der Schwellenwert ist, wurde die Mittelsohle 110 überkomprimiert. In dieser Situation signalisiert das System 106 der Treibereinheit 131 das einstellbare Element 124 in Richtung Härte einzustellen. Falls der Mittelwert kleiner als die Schwelle ist, wurde die Mittelsohle 110 unterkomprimiert. In dieser Situation signalisiert das System 106 der Treibereinheit 131 das einstellbare Element in Richtung Weichheit einzustellen. Dieser Prozess wird fortgeführt, bis die Messungen innerhalb der Zielschwelle des Systems sind. Diese Zielschwelle kann durch den Benutzer verändert werden, so dass sie härter oder weicher wird. Diese Veränderung der Schwelle ist ein Versatz von den vorgegebenen Einstellungen. Der gesamte obige Algorithmus wird durch das Regelungssystem 120 berechnet.
In dieser bestimmten Anwendung beträgt die Gesamthöhe der Mittelsohle 110 und des einstellbaren Elements 124 ungefähr 20 mm. Durch Testen wurde ermittelt, dass ein optimaler Kompressionsbereich der Mittelsohle 110 ungefähr 9 mm bis ungefähr 12 mm ist, unabhängig von der Härte der Mittelsohle 110. In einer Ausführungsform hat der Begrenzer 128 einen Einstellbereich, der etwa 10 mm vertikaler Kompression entspricht. Der Begrenzer 128 hat in einer Ausführungsform eine Auflösung von weniger als oder in etwa gleich 0,5 mm. In einer Ausführungsform des Systems 106 mit Benutzereingaben kann der Träger den Kompressionsbereich beispielsweise variieren von ungefähr 8 mm bis ungefähr 11 mm, oder ungefähr 10 mm bis ungefähr 13 mm. Natürlich können Bereiche von größer als 3 mm und niedrigere oder größere Bereichsgrenzen in Erwägung gezogen werden.
Während des Laufens durchläuft der Fuß des Trägers einen Schrittablauf, der eine Flugphase (Fuß in der Luft) und eine Standphase (Fuß in Kontakt mit dem Boden) umfasst. In einem typischen Schrittablauf beträgt die Flugphase etwa 2/3 des Schrittablaufs. Während der Standphase passt sich der Körper des Trägers normalerweise dem Bodenkontakt an. Alle Messungen werden während der Standphase aufgenommen, und alle Einstellungen werden während der Flugphase gemacht. Einstellungen werden während der Flugphase gemacht, da der Schuh und deshalb auch das einstellbare Element in einem unbelasteten Zustand sind, wodurch sie signifikant weniger Energie erfordern als während des belasteten Zustands. In den meisten Ausführungsformen ist der Schuh so konfiguriert, dass der Motor das einstellbare Element nicht bewegt, deshalb sich geringere Motorbelastungen notwendig, um den Bereich des einstellbaren Elements einzustellen. In den Ausführungsformen, die in den 15, 16 und 17 dargestellt sind, bewegt sich jedoch das einstellbare Element wie nachstehend detaillierter beschrieben wird.
Während des Betriebs erfasst das System 106, dass der Schuh in Kontakt mit dem Boden gebracht wurde. Wenn der Schuh in Kontakt mit dem Boden kommt, komprimiert die Sohle 104 und der Sensor 122 erkennt eine Änderung des Magnetfeldes des Magnetes 123. Das System 106 bestimmt, dass der Schuh in Kontakt mit denn Boden ist, falls das System 106 eine Änderung des Magnetfeldes erkennt, die etwa einer Kompression von 2 mm entspricht. Zu diesem Zeitpunkt schaltet das System 106 auch das Stellsystem 130 ab, um Energie zu sparen. Während der Standphase erkennt das System 106 eine maximale Änderung des Magnetfeldes und wandelt diese Messung in einen maximalen Betrag der Kompression um. In alternativen Ausführungsformen kann das System 106 auch die Länge der Standphase messen, um andere Leistungsmerkmale des Schuhs, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Beschleunigung und Erschütterung/Ruck zu bestimmen.
Falls der maximale Betrag der Kompression größer als 12 mm ist, wurde die Sohle 104 überkomprimiert, und falls der maximale Betrag der Kompression weniger als 9 mm beträgt, wurde die Sohle 104 unterkomprimiert. Falls beispielsweise die maximale Kompression 16 mm beträgt, wurde die Sohle 104 überkomprimiert und das Regelungssystem 120 sendet ein Signal an das Stellsystem 130, um das einstellbare Element 124 fester zu machen. Das Stellsystem 130 arbeitet wenn der Schuh in der Flugphase ist, das heißt weniger als 2 mm Kompression aufweist. Sobald das System 106 erkennt, dass die Kompression innerhalb des Schwellenbereichs ist, fährt das System 106 fort das Leistungsmerkmal des Schuhs zu überwachen, aber es betreibt das Stellsystem 130 und das einstellbare Element 124 nicht länger. Auf diese Weise wird Energie gespart.
In alternativen Ausführungsformen kann das intelligente System 106 zusätzliche Leistungsmerkmale alleine oder in Kombination mit der oben beschriebenen optimalen Mittelsohlenkompressionscharakteristik verwenden. Beispielsweise kann das System 106 zusätzlich zu der Kompression, die Zeitdauer bis zur Spitzenkompression, die Zeitdauer bis zur Erholung und die Zeitdauer der Flugphase messen. Diese Variablen können verwendet werden, um eine optimale Einstellung für den Benutzer zu bestimmen, wobei externe Elemente wie Härte des Untergrundes, Neigung und Geschwindigkeit berücksichtigt werden. Die Zeit bis zur Spitzenkompression wird beschrieben, als die Zeitdauer vom Aufsetzen der Ferse bis zu der maximalen Kompression der Sohle, wobei Oberflächenveränderungen berücksichtigt werden. Es kann vorteilhaft sein die Fläche unter einer Zeit über Kompressionskurve zu benutzen, um die optimale Kompressionseinstellung zu bestimmen. Dies ist eigentlich ein Maß für die von dem Schuh absorbierte Energie. Zusätzlich kann die Zeitdauer der Flugphase (oben beschrieben) zu der Bestimmung der optimalen Einstellung beitragen. Aus dieser Variablen kann die Schrittfrequenz des Benutzers berechnet werden. Die Schrittfrequenz wiederum kann benutzt werden, um Veränderungen in der Geschwindigkeit zu bestimmen und um zwischen einer bergauf und einer bergab Bewegung zu unterscheiden.
Die 9 veranschaulicht eine Ausführungsform eines elektrischen Schaltkreises 900, der geeignet ist zum Implementieren eines intelligenten Systems 106 in Übereinstimmung mit der Erfindung. Der elektrische Schaltkreis 900 umfasst ein Abtastsystem 1100 (11), ein Regelungssystem 1200 (12) und ein Stellsystem 1300 (13). Das Regelungssystem 1200 umfasst weiter ein Spannungsregelungssystem 1000 (10).
Das Spannungsregelungssystem 1000 ist ein DC/DC-Hochsetzsteller-Spannungsreglersystem (step-up DC/DC voltage regulator system); Jedoch sind andere Arten von Spannungsregelungssystemen möglich, ebenso wie kein Spannungsregelungssystem. Unter Bezugnahme auf 10 wird die Eingangsspannung einer Stromquelle 1004 auf eine höhere Spannung an dem Ausgang 1008 des Spannungsregelungssystems 1000 hoch gesetzt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Spannungsregelungssystem 1000, eine Stromquelle 1004, einen Schalter 1012, einen Eingangsüberbrückungskondensator (input bypass capacitor) 1016 und einen TC 125 Pulsfrequenzmodulation-DC/DC-Hochsetzsteller-Regler 1020 (PFM step-up DC/DC regulator), der an einen externen Widerstand 1024, eine Induktivität 1028, eine Ausgangsdiode 1032, einen Ausgangskondensator 1036 und drei Anschlusspunkte (Ausgang 1008, Erde 1040 und Ausgang 1014) angeschlossen ist. Die Stromquelle 1004 ist eine 3,6 Volt DC Batterie und die hoch gesetzte Spannung beträgt 5 Volt DC an dem Ausgang 1008 des Spannungsregelungssystems 1000. Der Schalter 1012 wirkt als Basis- Ein-/Ausschalter des elektrischen Schaltkreises 900 (nicht gezeigt). Wird der Schalter 1012 geschlossen, ist der Eingangsüberbrückungskondensator 1016 parallel zu der Stromquelle 1004 geschaltet. Die Erde 1040 der Stromquelle 1004 ist mit dem Erdeanschluss 1048 des TC 125 Reglers 1020 und einem Anschluss 1052 des TC 125 Reglers 1020 verbunden. Der Ausgang 1008 des Spannungsregelungssystems 1000 ist mit dem Leistungs- und dem Spannungsabtasteingangsanschluss 1056 des TC 125 Reglers 1020 verbunden. Der Ausgang 1008 des Spannungsregelungssystems 1000 liefert beides, interne Chipenergie und Rückkoppelungs- Wenn der Schalter 1012 geschlossen ist, ist die externe Induktivität 1028 zwischen den positiven Anschluss 1044 der Stromquelle 1004 und den Induktivitätsschalter-Ausgangsanschluss 1060 des TC 125 Reglers 1020 geschaltet. Die Ausgangsdiode 1032, welche in der gezeigten Ausführungsform eine Schottky-Diode ist, ist zwischen den Induktivitätsschalter-Ausgangsanschluss 1060 und den Leistungs- und Spannungsabtast-Eingangsanschluss 1056 des TC 125 Reglers 1020 geschaltet. Der Ausgangskondensator 1036 ist zwischen die Erde 1040 der Stromquelle 1004 und den Leistungs- und Spannungsabtast-Eingangsanschluss 1056 des TC 125 Reglers 1020 geschaltet. Der Widerstand 1024 ist zwischen den Abschalteingangsanschluss 1066 des TC 125 Reglers 1020 und die Erde 1040 der Stromquelle 1004 geschaltet.
Mit Bezug auf 11 umfasst das Abtastsystem 1100 ein Hall-Element 1104, einen Operationsverstärker („op amp") 1108 und Widerstände 1112, 1116, 1120 und 1124. In einer alternativen Ausführungsform kann das Hall-Element 1104 und der Operationsverstärker 1108 durch einen Hall-Sensor ersetzt werden, der die gleiche Funktionalität in einem einzigen Gehäuse bereitstellt. Der Operationsverstärker 1108 erzeugt, wie unten beschrieben wird, ein gepulstes Ausgangssignal. Alternativ ist der Ausgang 1008 des Spannungsregelungssystems 1000 mit einem Anschluss 1128 des Sensors 1104 verbunden und versorgt den Sensor 1104 mit Energie. Ein Mikrocontroller 1204 des Regelungssystems 1200 ist mit einem Anschlusspunkt 1132 des Sensors 1104 über den Anschlusspunkt 1248 verbunden (siehe 12). Der Mikrocontroller 1204 schaltet alternativ den Sensor 1104 ein, in dem er ihm ein Erdesignal sendet und schaltet dann ab. Der Sensor 1104 wird eingeschaltet, um eine Magnetfeldstärke, wie oben beschrieben, zu messen und wird danach abgeschaltet, um Energie zu sparen. Wenn er eingeschaltet ist, gibt der Sensor 1104 Spannungen an seinen Anschlusspunkten 1136 und 1140 aus. Der Widerstand 1112 ist zwischen den Anschlusspunkt 1140 des Sensors 1104 und den invertierenden Eingang 1144 des Operationsverstärkers 1108 geschaltet. Der Widerstand 1120 ist zwischen den Anschlüssen 1136 des Sensors 1104 und den nicht invertierenden Eingang 1148 des Operationsverstärkers 1108 geschaltet. Der Widerstand 1116 ist zwischen den invertierenden Eingang 1144 des Operationsverstärkers 1108 und den Mikrocontroller 1204 des Regelungssystems 1200 über den Anschlusspunkt 1160 geschaltet. Der Widerstand 1124 ist zwischen den nicht invertierenden Eingang 1148 des Operationsverstärkers 1108 und der Erde 1040 der Stromquelle 1004 des Spannungsregelungssystems 1000 geschaltet. Der positive Spannungsanschluss 1152 des Operationsverstärkers 1108 ist an den Ausgang 1008 des Spannungsregelungssystems 1000 angeschlossen und der negative Spannungsversorgungsanschluss 1156 des Operationsverstärkers 1108 ist mit der Erde 1040 der Stromquelle 1004 des Spannungsregelungssystems 1000 verbunden. In der gezeigten Ausführungsform verstärkt der Operationsverstärker 1108 die Spannungsdifferenz zwischen dem Anschlusspunkt 1136 und dem Anschlusspunkt 1140 des Hall-Sensor 1104. Mit einem 1 kΩ Widerstand 1112, einem 200 kΩ Widerstand 1116, einen 1 kΩ Widerstand 1120 und einen 200 kΩ Widerstand 1124 ist die Spannung des Operationsverstärkerausgangs 1160 die Spannungsdifferenz zwischen dem Anschlusspunkt 1136 und dem Anschlusspunkt 1140 des Sensors 1104 verstärkt um einen Faktor 200 (d. h., V1160 = 200 [V1136-V1140]). Andere Verstärkungsfaktoren können erhalten werden durch geeignetes Wählen der Widerstände 1112, 1116, 1120 und 1124. Der Operationsverstärkerausgang 1160 ist mit dem Mikrocontroller 1204 des Regelungssystems 1200 verbunden. Das gepulste Ausgangssignal des Operationsverstärkers 1108 wird somit dem Mikrocontroller 1204 eingegeben.
Unter Bezug auf 12 umfasst das Regelungssystem 1200 das Spannungsregelungssystem 1000, einen Mikrocontroller 1204, Leuchtdioden („LEDs") 1208, zwei Schalter 1212, 1216 und einen externen RC-Oszillator, der einen Widerstand 1240 und einen Kondensator 1244 umfasst. Der Ausgang 1008 des Spannungsreglersystems 1000 ist mit dem Mikrocontroller 1204 verbunden, um den Mikrocontroller 1204 mit Energie zu versorgen. Der Ausgang 1008 des Spannungsreglersystems 1000 ist weiterhin über einen Widerstand 1220 mit einem Differenzeingang des Mikrocontrollers 1204 verbunden, um ein aktives Zurücksetzen (active low reset) des Mikrocontrollers 1204 bei niedrigen Spannungspegeln zu ermöglichen. Die Erde 1040 der Stromquelle 1004 ist mit dem Mikrocontroller 1204 verbunden, um eine Referenz-Erde bereitzustellen. Die LEDs 1208 stellen eine visuellen Ausgabe für den Benutzer dar, beispielsweise die gegenwärtige Weichheit/Härte Einstellung der Mittelsohle. Die Kathoden 1224 der LEDs 1208 sind mit dem Mikrocontroller 1204 verbunden, und die Anoden 1228 der LEDs 1208 sind über die Widerstände 1232 mit dem Ausgang 1008 des Spannungsregelungssystems 1000 verbunden. Der Mikrocontroller 1204 schaltet eine oder mehrere der LEDs 1208 ein und aus. Die Schalter 1212 und 1216 sind zwischen die Erde 1040 der Stromquelle 1004, über die Widerstände 1236 des positiven Anschlusses 1044 der Stromquelle 1004 geschaltet, wenn der Schalter 1012 geschlossen ist. Die Schalter 1212 und 1216 verbinden, falls sie geschlossen sind, verschiedene Anschlüsse des Mikrocontrollers 1204 mit der Erde 1040 der Stromquelle 1004. Der Benutzer kann beispielsweise die Kompressionsschwelle der Mittelsohle einstellen durch Schließen entweder des Schalters 1212 oder 1216 des Regelungssystems 1200. Der Benutzer macht dies, indem er die Druckknöpfe betätigt, die an der Außenseite des Schuhs angebracht sind, die die Schalter 1212 und 1216 des Regelungssystems 1200 steuern. Der Widerstand 1240 des externen RC-Oszillators ist zwischen den Ausgang 1008 des Spannungsreglersystems 1000 und einem Eingangsanschluss der Zeitgeberschaltung des Mikrocontrollers 1204 geschaltet. Der Kondensator 1244 des externen RC-Oszillators ist zwischen der Erde 1040 der Stromquelle 1004 und demselben Eingangsanschluss der Zeitgeberschaltung des Mikrocontrollers 1204 geschaltet.
Mit Bezug auf 13 umfasst das Stellsystem 1300 Transistorbrücken 1304 und 1308, einen Motor 1312, der parallel mit einem Kondensator 1316 geschaltet ist und ein Potentiometer 1320. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Transistorbrücke 1304 einen N-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (metal Oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET)) 1324 und einen P-Kanal-MOSFET 1328 und die Transistorbrücke 1308 umfasst einen N-Kanal-MOSFET 1332 und einen P-Kanal-MOSFET 1336. Der Source-Anschluss 1340 des MOSFET 1324 und der Source-Anschluss 1344 des MOSFET 1332 sind mit der Erde 1040 der Stromquelle 1004 verbunden. Der Source-Anschluss 1348 des MOSFET 1328 und der Source-Anschluss 1352 des MOSFET 1336 sind mit dem Ausgang 1014 der Stromquelle 1004 verbunden, falls der Schalter 1012 geschlossen ist. Der Gate-Anschluss 1356 des MOSFET 1324 und der Gate-Anschluss 1360 des MOSFET 1336 sind mit dem X-Anschluss des Mikrocontrollers 1204 über den Anschlusspunkt 1252 verbunden. Der Gate-Anschluss 1364 des MOSFET 1328 und der Gate-Anschluss 1368 des MOSFET 1332 sind mit dem Y-Anschluss des Mikrocontrollers 1204 über den Anschlusspunkt 1256 verbunden. Der Drain-Anschluss 1372 des MOSFET 1324 und der Drain-Anschluss 1376 des MOSFET 1336 sind mit einem Anschluss 1380 des Motors 1312 verbunden. Der Drain-Anschluss 1384 des MOSFET 1328 und der Drain-Anschluss 1388 des MOSFET 1332 sind mit einem Anschluss 1392 des Motors 1312 verbunden. Um den Motor 1312 in eine Richtung anzutreiben, schaltet der Mikrocontroller 1204 die MOSFETs 1324 und 1328 ein, während die MOSFETs 1332 und 1336 ausgeschaltet sind. Um den Motor 1312 in die entgegen gesetzte Richtung anzutreiben, schaltet der Mikrocontroller 1204 die MOSFETs 1332 und 1336 ein, während die MOSFETs 1324 und 1328 ausgeschaltet sind. Ein Anschlusspunkt 1396 des Potentiometers 1320 ist mit dem Ausgang 1008 des Spannungsreglersystems 1000 verbunden und ein Anschlusspunkt 1394 des Potentiometers 1320 ist mit der Erde 1040 der Stromquelle 1004 verbunden. Die Spannung des Schleifkontakts 1398 des Potentiometers 1320 wird von dem Mikrocontroller 1204 über den Anschluss 1260 gemessen. In Abhängigkeit von der Drehrichtung, die der Mikrocontroller 1204 dem Motor 1312 vorgibt, wird der Schleifkontakt 1398 des Potentiometers 1320 in die eine oder die andere Richtung bewegt. Die Spannung an dem Schleifkontakt 1398 des Potentiometers 1320 gibt deshalb die Position des Begrenzers 128 an auf der Grundlage der Umdrehungen, die der Motor 1312 gemacht hat.
Die 14 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform von einem elektrischen Schaltkreis 900', der geeignet ist zum Implementieren eines intelligenten Polsterungs-/Dämpfungssystems in Übereinstimmung mit der Erfindung. Wie in der ersten Ausführungsform umfasst den elektrischen Schaltkreis 900', ein Abtastsystem 1100', ein Regelungssystem 1200' und ein Stellsystem 1300'. Wiederum, wie in der ersten Ausführungsform, umfasst das Regelungssystem 1200', ein Spannungsregelungssystem 1000'.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform ist das Spannungsregelungssystem ein DC/DC-Tiefsetzsteller-Spannungsregelungssystem (step-down DC/DC voltage regulator system). Die Eingangsspannung der Stromquelle 1004' wird heruntergesetzt auf eine niedrigere Spannung an dem Ausgang 1008' des Spannungsregelungssystems 1000'. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Spannungsregelungssystem 1000' eine Stromquelle 1004', einen Schalter 1012', einen Eingangskondensator 1404, einen LTC3405A DC/DC-Tiefsetzsteller-Spannungsregler 1408, eine Induktivität 1412, einen Ausgangskondensator 1416, Widerstände 1420 und 1424 und einen Kondensator 1428. Die Spannungsversorgung 1004' ist eine 3,6 Volt DC Batterie und die heruntergesetzte Spannung an dem Ausgang 1008' des Spannungsregelungssystems 1000' kann gewählt werden durch Auswählen geeigneter Widerstandwerte für die Widerstände 1420 und 1424. Der Schalter 1012' wirkt als Basis- Ein-/Ausschalter des elektrischen Schaltkreises 900'. Falls der Schalter 1012' geschlossen ist, ist der Eingangskondensator 1404 parallel geschaltet mit der Stromquelle 1004'. Überdies, falls der Schalter 1012' geschlossen ist, ist der positive Anschluss 1044' der Stromquelle 1004' mit dem Betriebsregelungs-Eingangsanschluss 1432 und dem Hauptversorgungsanschluss 1436 des LTC3405A Reglers 1408 verbunden. Die Erde 1040' der Stromquelle 1004' ist mit dem Erdeanschluss 1440 und dem Betriebsartwahl-Eingangsanschluss 1444 des LTC3405A Reglers 1408 verbunden. Die Induktivität 1412 ist zwischen den Schaltknotenpunktanschluss des Induktivitätsanschlusses 1448 des LTC3405A Reglers 1408 und den Ausgang 1008' des Spannungsregelungssystem 1000' geschaltet. Der Ausgangskondensator 1416 ist zwischen den Ausgang 1008' des Spannungsregelungssystems 1000' und der Erde 1040' der Stromquelle 1004' geschaltet. Der Widerstand 1420 ist zwischen den Rückkopp lungsanschluss 1452 des LTC3405A Reglers 1408 und die Erde 1040' der Stromquelle 1004' geschaltet. Der Kondensator 1428 ist parallel geschaltet zu dem Widerstand 1424. Beide, der Widerstand 1424 und der Kondensator 1428 sind zwischen den Rückkopplungsanschluss 1452 des LTC3405A Reglers 1408 und den Ausgang 1008' des Spannungsregelungssystems 1000' geschaltet.
Das Abtastsystem 1100', das einen Sensor vom Typ eines Hall-Elements 1104' und einen Operationsverstärker 1108' umfasst, ist ähnlich dem Abtastsystem 1100 des elektrischen Schaltkreises 900. In einer alternativen Ausführungsform können das Hall-Element 1104' und der Operationsverstärker 1108' durch einen Hall-Sensor ersetzt werden, der die äquivalente Funktionalität in einem einzigen Gehäuse bereitstellt. Der Operationsverstärker 1108' erzeugt an seinem Ausgang 1160' dasselbe Ausgangssignal wie der Operationsverstärker 1108 an seinem Ausgang 1160; das Abtastsystem 1100' unterscheidet sich jedoch in mehrfacher Hinsicht. Zunächst an Stelle, dass der Ausgang mit einem DC/DC-Hochsetzsteller-Spannungsregelungssystem verbunden ist, sind stattdessen, falls der Schalter 1104' geschlossen ist, die Anschlüsse 1128' des Sensors 1104' und der positive Versorgungsspannungsanschluss 1152' des Operationsverstärkers 1108' an den positiven Anschluss 1044' der Stromquelle 1004' angeschlossen. Zweitens der Mikrocontroller 1204' ist, neben dem, dass er an einem Anschluss 1132' des Sensors 1104' angeschlossen ist, zusätzlich auch mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluss 1156' des Operationsverstärkers 1108' verbunden. Deshalb schaltet der Mikrocontroller 1204' alternativ den Operationsverstärker 1108' in Reihe mit dem Sensor 1104' ein und aus, um Energie zu sparen. Schließlich ist der Widerstand 1124', an Stelle, dass er mit der Erde 1040' der Stromquelle 1004' verbunden ist, stattdessen mit dem Anschluss des Mikrocontroller 1204' verbunden, der benutzt wird, um alternativ den Sensor 1104' und den Operationsverstärker 1108' ein- und auszuschalten. Gleichwohl, falls der Mikrocontroller 1204' ein Erdesignal an den Anschlusspunkt 1132' und an den negativen Versorgungsspannungsanschluss 1156' anlegt, um den Sensor 1104' bzw. den Operationsverstärker 1108 einzuschalten, ist der Widerstand 1124' wirksam mit dem gepulsten Erdesignal verbunden.
Das Regelungssystem 1200' ist ähnlich dem Regelungssystem 1200 des elektrischen Schaltkreises 900; das Regelungssystem 1200' unterscheidet sich jedoch in mehrfacher Hinsicht. Erstens, anstelle mit dem Ausgang des DC/DC-Hochsetzsteller-Spannungsregelungssystems verbunden zu sein und von ihm mit Energie versorgt zu werden, ist der Mikrocontroller 1204', falls der Schalter 1012' geschlossen ist, direkt mit dem positiven Anschlusspunkt 1044' der Stromquelle 1004' verbunden und wird deshalb direkt mit Energie durch die Stromquelle 1004' versorgt. Zweitens, an Stelle mit den Ausgang des DC/DC-Hochsetzsteller-Spannungsregelungssystems verbunden zu sein, sind die Widerstände 1220', 1232' und 1240', falls der Schalter 1012' geschlossen ist, mit dem positiven Anschlusspunkt 1044' der Stromquelle 1004' verbunden.
Das Stellsystem 1300' ist ähnlich zu dem Stellsystem 1300 des elektrischen Schaltkreises 900; das Stellsystem 1300' ist jedoch in mehrfacher Hinsicht unterschiedlich. Erstens an Stelle, mit dem positiven Anschluss 1044' der Stromquelle 1004' verbunden zu sein, wenn der Schalter 1012' geschlossen ist, sind stattdessen der Source-Anschluss 1348' des MOSFET 1328' und der Source-Anschluss 1352' des MOSFET 1336' mit dem Ausgang 1008' des Spannungsregelungssystems 1000' verbunden. Zweitens, an Stelle mit dem Ausgang des DC/DC-Hochsetzsteller-Spannungsregelungssystems verbunden zu sein, ist stattdessen, falls der Schalter 1012' geschlossen ist, der Anschlusspunkt 1396' des Potentiometers 1320' mit dem positiven Anschlusspunkt 1044' der Stromquelle 1004' verbunden. Schließlich, an Stelle mit der Erde 1040' der Stromquelle 1004' verbunden zu sein, ist stattdessen der Anschlusspunkt 1394' des Potentiometers 1320' mit dem Anschluss des Mikrocontrollers 1204' verbunden, der benutzt wird, um den Sensor 1104' und den Operationsverstärker 1108' alternativ einund auszuschalten. Gleichwohl, falls der Mikrocontroller 1204' ein Erdesignal an den Anschlusspunkt 1132' und den negativen Versorgungsanschluss 1156' anlegt, um den Sensor 1104' bzw. den Operationsverstärker 1108' einzuschalten, ist der Anschlusspunkt 1394' des Potentiometers 1320' wirksam mit dem gepulsten Erdesignal verbunden.
Die 15A und 15B stellen einen Schuh 1500 dar, der ein alternatives intelligentes System 1506 umfasst. Der Schuh 1500 umfasst ein Oberteil 1502, eine Sohle 1504 und das intelligente System 1506. Das intelligente System 1506 ist im Hinterfußteil 1508 der Sohle 1504 angeordnet. Das intelligente System 1506 umfasst eine Treibereinheit 1531 und ein einstellbares Element 1524, das aus einer oder mehreren ähnlicher Komponenten besteht. Das einstellbare Element 1524 ist in 15B detaillierter gezeigt und umfasst Abstimmstäbe mit zweifacher Dichte 1525, die gedreht werden als Antwort auf ein korrigierendes Treibersignal, um ein Leistungsmerkmal des Schuhs 1500 zu verändern. Die Stäbe mit zweifacher Dichte 1525 haben eine anisotrope Eigenschaft und sind im Detail in der anhängigen US Patentanmeldung US 2003 208928 A1 beschrieben. Die Stäbe mit zweifacher Dichte 1525 werden durch den Motor 1532 und das Übertragungselement 1534 gedreht, um die Sohle 1504 härter oder weicher zu machen. Das Übertragungselement 1534 ist an die Stäbe mit zweifacher Dichte 1525 bei etwa dem lateralen Mittelpunkt der Stäbe 1525 gekoppelt, beispielsweise durch eine Zahnstange oder eine Schnecke und eine Schneckenrad Anordnung.
Die 16A stellt einen Schuh 1600 dar, der ein alternatives intelligentes System 1606 umfasst. Die 16B-16D stellen das einstellbare Element 1624 in verschiedenen Betriebszuständen dar. Der Schuh 1600 umfasst ein Oberteil 1602, eine Sohle 1604 und das intelligente System 1606. Das intelligente System 1606 umfasst eine Treibereinheit 1631 und ein einstellbares Element 1624. Das einstellbare Element 1624 umfasst zwei Platten mit mehrfacher Dichte 1625, 1627. Eine dieser Platten, in dieser Ausführungsform die untere Platte 1627, wird durch den Treiber 1631 relativ zu der anderen Platte, in dieser robere Platte 1625, verschoben als Antwort auf das korrigierende Treibersignal, um das Leistungsmerkmal des Schuhs zu verändern (Pfeil 1680).
Die Platten 1625, 1627 werden aus Materialien mit wechselnder Dichte hergestellt. Insbesondere werden die Platten 1625 und 1627 aus wechselnden Streifen von relativ weichem Material 1671 und einem relativ harten Material 1673 hergestellt. Die Ausrichtung der Plattenteile mit unterschiedlicher Dichte 1625, 1627 bestimmt das Leistungsmerkmal des Schuhs. In 16B sind relativ harte Materialien 1673 im Wesentlichen auf einander abgestimmt, was in einem relativ harten einstellbaren Element 1624 resultiert. In 16C sind die Materialien mit unterschiedlicher Dichte 1671, 1673 nur teilweise auf einander abgestimmt, was in einem weicheren einstellbaren Element 1624 resultiert. In 16D sind das relativ harte Material 1673 und das relativ weiche Material 1671 im Wesentlichen auf einander abgestimmt, was in dem weichest möglichen einstellbaren Element 1624 resultiert.
Die 17A und 17B stellen einen Schuh 1700 dar, der ein alternatives intelligentes System 1706 umfasst. Der Schuh 1700 umfasst ein Oberteil 1702, eine Sohle 1704 und das intelligente System 1706. Das intelligente System 1706 ist in dem Hinterfußteil 1708 der Sohle 1704 angeordnet. Das intelligente System 1706 umfasst eine Treibereinheit 1731 (nicht dargestellt, aber ähnlich zu denjenigen, die oben beschrieben wurden) und ein einstellbares Element 1724. Das einstellbare Element 1724 ist ein Fersenteil mit mehrfacher Dichte 1726, das relativ zu der Sohle 1704 schwenkt (siehe Pfeil 1750 in 17B). Das Schwenken des Fersenteils 1726 verändert die mechanischen Eigenschaften des Schuhs 1700 in dem Bereich einer Fersenaufprallzone 1782. Der Fersenteil 1726 schwenkt um einen Drehpunkt 1784 als Antwort auf eine Kraft des Treibers 1731.
Die verschiedenen Komponenten, der hier beschriebenen einstellbaren Elemente, können beispielsweise durch Spritzgießen oder Extrudieren und optional einer Kombination mit nachfolgender Oberflächenbearbeitung hergestellt werden. Extrudierprozesse können eingesetzt werden, um eine einheitliche Form wie einen einzigen monolithischen Rahmen bereitzustellen. Spritzgießen kann verwendet werden, um die gewünschte Geometrie mit offenen Freiflächen bereitzustellen oder die offenen Freiflächen könnten an den gewünschten Stellen durch eine nachfolgende Oberflächenbearbeitung erzeugt werden. Andere Herstellungstechniken umfassen Schmelzen und verbinden von zusätzlichen Elementen. Beispielsweise können die Zylinder 448 mit einem flüssigen Epoxydharz oder einem Heißkleber, wie Ethylenvinylacetat (EVA) verbunden werden. Zusätzlich zu einer Klebeverbindung können Komponenten mit Lösungsmitteln verbunden werden, was das Verwenden eines Lösungsmittels bedingt, um das Verschmelzen von verschiedenen Komponenten oder das Zusammenschmelzen während eines Aufschäumprozesses zu erleichtern.
Die verschiedenen Komponenten können aus einem geeigneten Polymermaterial oder Kombinationen von Polymermaterialien mit oder ohne Versteifung herstellt werden. Geeignete Materialien umfassen: Polyurethane, wie thermoplastische Polyurethane (TPU); EVA thermoplastische Polyether-Block-Amide (thermoplastic polyether block amides), wie die Handelsmarke Pebax^®, die durch Elf Atochem verkauft wird; thermoplastische Polyesther-Elastomere, wie die Handelsmarke Hytrel^®, die durch DuPont verkauf wird; thermoplastische Elastomere, wie die Handelsmarke Santoprene^®, die durch Advanced Elastomer Systems, L.P. verkauft wird; thermoplastische Olefine; Nylons, wie Nylon 12, das 10 bis 30 Prozent oder mehr Glasfaserverstärkung beinhalten kann; Silikone; Polyethylene; Acetal; und äquivalente Materialien. Falls Versteifung verwendet wird, kann durch den Einschluss von Glas- oder Karbonfasern (carbon graphite fibers) oder Para-Aramidfasern (para-aramid fibers), wie die Handelsmarke Keflar^®, die durch DuPont verkauft wird oder durch ähnliche Verfahren erzielt werden. Weiterhin können polymer Materialien in Verbindung mit anderen Materialien, wie beispielsweise natürlichen oder synthetischem Gummi verwendet werden. Andere geeignete Materialien sind für den Fachmann offensichtlich.
In einer besonderen Ausführungsform kann das Ausdehnungselement 126 aus einem oder mehreren Schaumstoffen mit verschiedenen Dichten, nicht geschäum ten Polymermaterialien und/oder skelettartigen Elementen gemacht werden. Beispielsweise könnte der Zylinder aus Hytrel^® 4069 oder 5050 mit einem 45 Asker C geschäumten EVA Kern hergestellt werden. In einer anderen Ausführungsform wird der Zylinder aus Hytrel^® 5556 ohne inneren Schaumstoffkern hergestellt. Das Ausdehnungselement 126 kann eine Härte in dem Bereich von ungefähr 40 bis ungefähr 70 Asker C aufweisen, vorzugsweise zwischen ungefähr 45 und ungefähr 65 Asker C und noch bevorzugter ungefähr 55 Asker C. In einer alternativen Ausführungsform können die Abstimmstäbe 1525, die Platten mit mehrfacher Dichte 1625, 1627 oder die obere und die untere Unterstützungsplatte 114, 116 mit einer Antireibungsbeschichtung (anti-friction coating) beschichtet sein, wie etwa ein Lack, der Teflon^® Material beinhaltet, der von DuPont verkauft wird oder eine ähnliche Substanz. Die verschiedenen Komponenten können farbkodiert sein, um einem Träger das spezifische Leistungsmerkmal des Systems anzuzeigen und es können klare Fenster entlang den Kanten der Sohle bereitgestellt werden. Die Größe und die Form der verschiedenen Komponenten können variieren, um einer besonderen Anwendung zu genügen. In einer Ausführungsform kann das Ausdehnungselement 126 ungefähr 10 mm bis zu ungefähr 40 mm im Durchmesser sein, vorzugsweise ungefähr 20 mm bis ungefähr 30 mm und noch bevorzugter ungefähr 25 mm. Die Länge des Ausdehnungselementes 126 kann ungefähr 50 mm bis ungefähr 100 mm sein, vorzugsweise ungefähr 75 mm bis ungefähr 90 mm und noch bevorzugter 85 mm.
Zusätzlich kann das Ausdehnungselement 126 ganzheitlich durch einen Prozess geformt werden, der umgekehrte Injektion genannt wird, bei dem der Zylinder 142 selber die Form des Schaumstoffkerns 144 bildet. Solch ein Prozess kann ökonomischer als die herkömmlichen Herstellungsverfahren sein, da ein getrenntes Gießen des Kerns nicht erforderlich ist. Das Ausdehnungselement 126 kann ebenfalls in einem einzigen Schritt ausgebildet werden, genannt duale Injektion, wobei zwei oder mehr Materialien mit unterschiedlichen Dichten gleichzeitig injiziert werden, um den Zylinder 142 und den Kern 144 ganzheitlich zu erzeugen.
Die 18 ist ein Schaubild, das ein Leistungsmerkmal eines einstellbaren Elements bei zwei verschiedenen Einstellungen (Kurven A und Kurven B) darstellt. Das Schaubild stellt den Betrag der Deformation des einstellbaren Elements in einem belasteten Zustand, d. h. unter Kompression dar. Wie zu entnehmen ist, hat jede der Kurven A und B zwei unterschiedliche Anstiege 1802, 1804, 1806, 1808. Der erste Anstieg 1802, 1806 von jeder Kurve repräsentiert gewöhnlich das einstellbare Element von dem ersten Kontakt bis das einstellbare Element mit dem Begrenzer in Kontakt kommt. In dieser Phase kommt der Widerstand gegenüber Kompression aus dem kombinierten Effekt der strukturellen Wand und des Kerns des einstellbaren Elements, das sich bei Belastung komprimiert. Der zweite Anstieg 1804, 1808 von jeder Kurve repräsentiert das einstellbare Element unter Kompression während es in Kontakt mit dem Begrenzer ist. In dieser Phase ist sehr wenig zusätzlich Deformation des einstellbaren Elements möglich und die zusätzliche Kraft versucht die strukturelle Wand zu krümmen oder zu knicken.
Bei Einstellung A, welches eine relativ harte Einstellung ist, deformiert sich das einstellbare Element ungefähr 6,5 mm, wenn eine Kraft von 800 N auf das einstellbare Element angewendet wird, wie durch den Anstieg 1802 dargestellt. An diesem Punkt ist das einstellbare Element in Kontakt mit dem Begrenzer und sehr wenig zusätzliche Deformation ist möglich. Wie der Anstieg 1804 darstellt, beträgt die zusätzliche Deformation des einstellbaren Elements nur ungefähr 2 mm nach dem eine zusätzliche Kraft von 800 N auf das einstellbare Element angewendet wird. Bei der Einstellung B, welches eine relativ weiche Einstellung ist, verformt sich das einstellbare Element um ungefähr 8,5 mm, wenn eine Kraft von 800 N auf das einstellbare Element angewendet wird, wie durch den Anstieg 1806 dargestellt. An diesem Punkt ist das einstellbare Element in Kontakt mit dem Begrenzer und wenig zusätzliche Deformation ist möglich. Wie der Anstieg 1808 darstellt, beträgt die zusätzliche Deformation des einstellbaren Elements nur ungefähr 2,5 mm nach dem eine zusätzliche Kraft von 800 N auf das einstellbare Element angewendet wird.
Die 19 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein Verfahren zum Verändern eines Leistungsmerkmals eines Schuhes während der Benutzung zeigt. Das Verfahren umfasst das Überwachen des Leistungsmerkmals des Schuhs (Schritt 1910), das Erzeugen eines korrigierenden Treibersignals auf der Basis der überwachten Leistungsmerkmals (Schritt 1920) und das Einstellen des einstellbaren Elements auf der Grundlage des Treibersignals, um das Leistungsmerkmal des Schuhs zu verändern (Schritt 1930). In einer besonderen Ausführungsform werden die Schritte wiederholt bis ein Schwellenwert des Leistungsmerkmals erreicht ist (Schritt 1940).
Eine mögliche Ausführungsform des Überwachungsschrittes 1910 ist in 20A detaillierter dargestellt. Wie gezeigt, beinhaltet das Überwachen des Leistungsmerkmals das Messen eines Magnetfeldes von einem Magneten mit einen Sensor vom Typ eines Näherungssensors (Teilschritt 2010) und Vergleichen der Magnetfeldmessung mit einem Schwellenwert (Teilschritt 2020). Optional kann das Überwachen des Leistungsmerkmals das Aufnehmen von mehrfachen Messungen des Magnetfeldes und das Bilden eines Mittelwertes von einer Anzahl von Messungen umfassen. Das System vergleicht dann die gemittelte Magnetfeldmessung mit dem Schwellenwert (optionaler Teilschritt 2030). Das System könnte diese Schritte falls notwendig wiederholen (optionaler Teilschritt 2040) bis die Magnetfeldmessung im Wesentlichen gleich dem Schwellenwert ist oder innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt.
Eine mögliche Ausführungsform des Erzeugungsschrittes 1920 in 20B detaillierter dargestellt. Wie gezeigt beinhaltet das Erzeugen des korrigierenden Treibersignals, das Vergleichen des überwachten Leistungsmerkmals mit einem gewünschten Leistungsmerkmal (Teilschritt 2050), das Erzeugen einer Abweichung (Teilschritt 2030) und das Ausgeben einer korrigierenden Treibersignalgröße auf der Basis der Abweichung (Teilschritt 2070). In einer Ausführungsform weist das korrigierende Treibersignal eine vorbestimmte Größe auf, so dass ein vorbestimmter Korrekturwert für das Leistungsmerkmal hergestellt wird. Auf die se Weise macht das System inkrementelle Veränderungen des Leistungsmerkmals, die für den Träger relativ unmerklich sind, wodurch für den Träger die Notwendigkeit eliminiert wird sich an das sich ändernde Leistungsmerkmal anzu passen.
Die 21 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein Verfahren zur Bereitstellung von Komfort in einem Schuh zeigt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines einstellbaren Schuhs (Schritt 2110) und das Bestimmen eines Erschütterungs-/Ruckwertes (Schritt 2120). Erschütterung/Ruck wird durch eine Änderung der Beschleunigung über eine Änderung in der Zeit (Δa/Δt) dargestellt. Der Erschütterungs-/Ruckwert kann aus der Entfernungsmessung auf der Grundlage der Magnetfeldänderung über eine bekannte Zeitdauer abgeleitet werden. Ein Regelungssystem zeichnet die Änderung des Magnetfeldes über der Zeit auf und ist in der Lage diese Messungen zu verarbeiten, um zu einem Erschütterungs-/Ruckwert zu gelangen. Das Verfahren kann weiterhin das Modifizieren eines Leistungsmerkmals eines einstellbaren Schuhs auf der Basis des Erschütterungs-/Ruckwertes umfassen (optionaler Schritt 2130), beispielsweise um den Erschütterungs-/Ruckwert unterhalb eines vorbestimmten maximalen Wertes zu halten.
Nachdem gewisse Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass andere Ausführungsformen, die die hier offenbaren Konzepte mit einbeziehen, verwendet werden können, ohne von dem Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er durch die anhängenden Patentansprüche definiert wird. Dementsprechend sollen die beschriebenen Ausführungsformen in jeder Hinsicht nur als veranschaulichend und nicht als beschränkend betrachtet werden.

Claims

Intelligentes System (106, 706, 1506) für einen Schuh (100, 1500, 1600, 1700), das System aufweisend: ein Regelungssystem (120, 720, 1200, 1200'); eine Stromquelle (150, 750), die elektrisch an das Regelungssystem gekoppelt ist; ein einstellbares Element (124, 324, 410, 724, 1524, 1624, 1724); und eine Treibereinheit (131, 331, 731, 1531, 1631, 1731), die an das einstellbare Element gekoppelt ist um das einstellbare Element als Antwort auf ein Signal von dem Regelungssystem einzustellen; dadurch gekennzeichnet dass alle Einstellungen des einstellbaren Elements durchgeführt werden während der Schuh in der Flugphase ist.
System nach Anspruch 1, wobei das System ein Leistungsmerkmal des Schuhs verändert.
System nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Begrenzer (128, 328) zum Begrenzen eines Bewegungsbereiches des einstellbaren Elements.
System nach Anspruch 1, wobei das Regelungssystem (120, 720, 1200, 1200') aufweist: einen Sensor (122, 722, 1104, 1104'); und eine elektrische Schaltung (900, 900').
System nach Anspruch 4, wobei der Sensor aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Drucksensor, einen Kraftaufnehmer, einem Hall-Effekt-Sensor, einem Dehnungsmessgerät, einem piezo-elektrischen Element, einer Messdose, einem Näherungssensor, einem optischen Sensor, einem Beschleunigungsmesser, einem Hall-Element oder -Sensor, einem kapazitiven Sensor, einem induktiven Sensor, einem Ultraschallmessgeber und -empfänger, einem Radiofrequenzsender und -empfänger, einem magneto-resistiven Element und einem giant-magneto-resistiven Element besteht.
System nach Anspruch 2, wobei das Leistungsmerkmal aus einer Gruppe ausgewählt wird, die sich aus Komprimierbarkeit, Rückfederung, Nachgiebigkeit, Elastizität, Dämpfung, Energiespeicherung, Polsterung, Stabilität, Komfort, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Erschütterung und Steifigkeit zusammensetzt.
System nach Anspruch 1, wobei das einstellbare Element (124, 324, 410, 724, 1524, 1624, 1724) eingestellt wird durch wenigstens eines der folgenden Elemente: Translation, Rotation, Umorientierung, Modifikation eines Bewegungsbereichs und Kombinationen davon.
System nach Anspruch 1, wobei die Treibereinheit (131, 331, 731, 1531, 1631, 1731) aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Schneckenan trieb, einem drehbaren Stellantrieb, einem linearen Stellantrieb, einem Getriebezug, einem Koppelgetriebe oder Kombinationen davon besteht.
System nach Anspruch 1, wobei das einstellbare Element wenigstens teilweise in wenigstens einem der folgenden Bereiche des Schuhs angeordnet ist: einem Vorderfußbereich, einem Mittelfußbereich und einem Hinterfußbereich.
System nach Anspruch 1, wobei das einstellbare Element wenigstens teilweise auf einer lateralen Seite, einer medialen Seite oder beiden Seiten des Schuhs angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei das einstellbare Element (124, 324, 410, 724, 1524, 1624, 1724) aus einer Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus einen Ausdehnungselement (126, 326, 426, 446, 466, 486), einem Schaumstoff mit mehrfacher Dichte, einem skelettartigen Element, einer Platte mit mehreren Dichten und Kombinationen davon.
System nach Anspruch 1, wobei das einstellbare Element eine anisotrope Eigenschaft aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei das einstellbare Element ein allgemein elliptisch geformtes Ausdehnungselement umfasst.
System nach Anspruch, weiterhin aufweisend eine manuelle Einstellung zum Ändern eines Leistungsmerkmals des einstellbaren Elements.
System nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine manuelle Einstellung zum Ändern eines Schwellenwertes eines Leistungsmerkmals.
System nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein Anzeigeelement.
Schuh (100, 1500, 1600, 1700) umfassend ein Oberteil (102, 1502, 1602, 1702) das mit einer Sohle (104, 1504, 1604, 1704) und mit einem intelligenten System nach einem der Patentansprüche 1-16 verbunden ist.
Schuh nach Anspruch 17, wobei die Sohle eine Außensohle (112a, 112b) und eine Mittelsohle (110) umfasst und das abstimmbare Element (124, 324, 410, 724, 1524, 1624, 1724) wenigstens teilweise in der Mittelsohle angeordnet ist.
Schuh nach Anspruch 17, wobei das einstellbare Element allgemein der Länge nach innerhalb des Schuhs angeordnet ist.
Schuh nach Anspruch 19, wobei sich das abstimmbare Element allgemein von einem Fersenbereich bis zu einem Bereich des Fußgewölbes des Schuhs erstreckt.
Schuh nach Anspruch 17, wobei das abstimmbare Element allgemein lateral innerhalb des Schuhs angeordnet ist.
Verfahren zum Verändern eines Leistungsmerkmales eines Schuhs (100, 1500, 1600, 1700) während der Benutzung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: i. Überwachen des Leistungsmerkmals des Schuhs (1910); ii. Erzeugen eines korrigierenden Treibersignals (1920); und iii. Einstellen eines einstellbaren Elements (124, 324, 410, 724, 1524, 1624, 1724) auf der Grundlage des Treibersignals um das Leistungs merkmal des Schuhs (1930) zu verändern; dadurch gekennzeichnet dass alle Einstellungen des einstellbaren Elements durchgeführt werden während der Schuh in der Flugphase ist.
Verfahren nach Anspruch 22, weiterhin aufweisend den Schritt der Begrenzung eines Bewegungsbereiches des einstellbaren Elements mit einen Begrenzer (128, 328).
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Einstellschritt das Einstellen des Begrenzers auf eine vorgegebene Entfernung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24, weiterhin umfassend den Schritt des Wiederholens der Schritte i, ii, iii bis ein Schwellenwert des Leistungsmerkmals erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Einstellschritt durchgeführt wird, während der Schuh in einem unbelasteten Zustand ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Einstellungsschritt beendet wird sobald ein Schwellenwert des Leistungsmerkmals erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Erzeugungsschritt die Teilschritte aufweist: Vergleichen des überwachten Leistungsmerkmals mit einem gewünschten Leistungsmerkmal um eine Abweichung (2050, 2060) zu erzeugen; und Ausgeben einer korrigierenden Treibersignalgröße auf der Grundlage der Abweichung (2070).
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das korrigierende Treibersignal eine vorgegebene Größe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Überwachungsschritt die folgenden Teilschritte aufweist: Messen eines Magnetfeldes von einem Magneten mit einem Näherungssensor (2010), wobei der Magnet, der Sensor oder beide wenigstens teilweise innerhalb der Sohle angeordnet sind und in einem unbelasteten Zustand vertikal auseinander sind; und Vergleichen der Magnetfeldmessung mit einem Schwellenwert (2020).
Verfahren nach Anspruch 30, weiterhin aufweisend Aufnehmen von mehrfachen Messungen des Magnetfeldes und Vergleichen einer gemittelten Magnetfeldmessung mit dem Schwellenwert (2030).