基于压电输出确定鞋类替换制造技术

一种服装物品、系统和方法包括被构造成使鞋类物品穿戴在身体上的结构材料。无线传输电路被包括，并且压电发电机相对于结构材料被定位成处于被弯曲以诱导电压信号输出的配置中。电压传感器被配置为感测电压分布并输出指示电压分布的传感器信号。耦合到电压传感器的电子数据储存器被配置为存储基于传感器数据的电压分布信息。耦合到电子数据储存器的比较器被配置为识别电压分布信息随时间的变化。无线传输电路被配置为基于电压分布信息随时间的变化而传输指示鞋类物品的物理状态的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于压电输出确定鞋类替换优先权声明本申请要求于2015年5月29日提交的序列号为62/168,509的美国临时专利申请以及于2015年5月29日提交的序列号为62/168,487的美国临时专利申请和2015年5月29日提交的序列号为62/168,535的美国临时专利申请的优先权利益，其各自的优先权利益在此被要求保护并通过引用以其整体并入本文。
本文公开的主题大体上涉及具有动能发电机的服装物品。背景移动和可穿戴电子设备通常将紧凑型电子组件与自包含的非易失性电源相结合。诸如电池、超级电容器等的电源可以为传感器、控制器、通信等提供电力。去往和来自电子设备的数据可以通过各种形式的有线和无线通信来传输。附图简述在附图中的图中通过示例而非限制的方式示出了一些实施例。图1A和图1B是在示例实施例中的可穿戴物品的剖面描绘和可穿戴物品的电子组件的电路框图。图2是在示例实施例中的可以在可穿戴物品中实现的电子元件的电路框图。图3是在示例实施例中的压电发电机的电压输出和存储在输出存储电容器中的能量的量随时间变化的曲线图300。图4是在示例实施例中的电路框图的功率组件的实施方式的电路示意图。图5是在示例实施例中的用于在可穿戴物品的使用者在穿戴可穿戴物品的同时跨步时从可穿戴物品传输数据的流程图。图6A-6C是在示例实施例中的压电发电机相对于可穿戴物品的底部轮廓的布局的示例。图7是在示例实施例中的被配置为确定和传输指示可穿戴物品的物理状态的数据的可穿戴物品的电路框图。图8是示出了在示例实施例中的压电发电机的电压分布输出随时间的变化的电压图。图9A-9C描绘了在示例实施例中的根据常规步伐或脚步弯曲的可穿戴物品的示例。图10是在示例实施例中的用于生成和传输可穿戴物品的物理状态的指示的流程图。图11是在示例实施例中的被配置为允许通过弯曲或以其他方式操纵可穿戴物品来将电子数据编程到可穿戴物品的可穿戴物品的电路框图。图12是在示例实施例中的用于机械地操纵可穿戴物品以将数据存储在电子数据储存块中的装置的图示。图13是示出在示例实施例中的将来自压电发电机的电压输出转换为电子数据的电压图。图14是在示例实施例中的用于通过机械地操纵可穿戴物品将电子数据传递给可穿戴物品的流程图。详细描述示例方法和系统涉及具有动能发电机的可穿戴物品。示例只是代表可能的变型。除非另有明确说明，否则组件和功能是可选的并且可被组合或细分，并且操作可以在顺序上改变或者被组合或细分。在以下描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节以提供对示例实施例的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本主题。各种可穿戴物品(诸如鞋或其他鞋类物品)包括旨在向鞋的穿戴者提供舒适和/或支撑的结构。在鞋的情况下，例如，鞋内底和鞋外底可以为脚提供缓冲，并针对脚和腿的特征(诸如脚的足弓和穿戴者的脚踝)以及支撑和舒适的许多其他潜在区域提供支撑。然而，当鞋被穿戴时，该鞋的结构倾向于损坏或以其他方式改变。缓冲可随时间被压缩或以其他方式提供较少的缓冲。足弓支撑结构可能会失去弹性，从而提供较小的支撑。一般来说，随时间的推移，鞋可能倾向于变得更加易弯曲而不太具支撑性。由于鞋可能随时间变得不够弹性，因此来自定位在鞋内的压电发电机的电压输出可能也倾向于变化。对使鞋弯曲的抵抗较差可能可预测地导致鞋弯曲更快，从压电发电机产生更短且更高的幅度的输出，因为鞋老化并且鞋的物理状态恶化。通过将在鞋的使用寿命早期的压电发电机的电压输出与在鞋被穿戴时电压输出进行比较，可以做出关于鞋的物理状态的推断。当电压输出随着时间的推移显示出足够的变化时，鞋的物理状态可被解释为已超过鞋的使用寿命并且推荐替换鞋子。鞋的物理状态可被传达给鞋的穿戴者，以促成替换。图1A和图1B是在示例实施例中的可穿戴物品100的剖面描绘和可穿戴物品100的电子组件的电路框图102。如所示，可穿戴物品100是鞋类物品。然而，应当理解，尽管本文所描述的原理具体参照可穿戴物品100，但是本文所述的原理可以应用于任何合适的可穿戴物品，诸如服装物品，包括但不限于衬衫、裤子、袜子、帽子等。可穿戴物品100包括被设计成与诸如地面或地板的表面接触的鞋外底104、被构造为安置人脚的鞋内底106、被构造为包围人脚的鞋面部分108以及被构造为便于通过鞋带112将可穿戴物品100固定到人脚的鞋舌110。应当认识到，这是对传统可穿戴物品100的简化描述，并且各种可穿戴物品100可以包括各种组件或特征中的任何一种。此外，某些可穿戴物品100可不包含所有这些特征，或者可以包括其它样式的这些特征(例如，凉鞋可以包含鞋外底104和重新构造的鞋面部分106，而没有鞋内底106、鞋舌110和鞋带112)。设想的是，本文公开的原理将适用于并适合于一系列可穿戴物品100中的任何一种。可穿戴物品100还包括耦合到电子电路116和天线118的压电发电机114。电子电路116可包括一个或更多个电路板或其他合适的基板或者位于一个或更多个电路板或其他合适的基板上。如所示，压电发电机114和电子电路116被安置、固定或以其他方式定位在鞋外底104内。在各种示例中，鞋外底104围绕压电发电机114和电子电路116形成密封，该密封完全或基本上防水，并且另外被配置为保护压电发电机114和电子电路116免受可能趋向于损坏或干扰压电发电机114和电子电路116的操作的环境条件。在替代示例中，压电发电机114和电子电路116可以位于可穿戴物品100上的任何合适的位置中。如所示，天线118电耦合到电路板116并位于鞋舌112内。虽然鞋舌112可以为天线118提供重要位置，但是天线118可以位于可穿戴物品100上的任何位置，这将便于天线118与远离可穿戴物品的辅助天线位置进行无线通信。因此，例如，天线118可以酌情被定位在鞋面部分108的不同部分中或鞋外底104或鞋内底106中。具体参考电路框图102，电子电路116包括电源管理电路120、电源管理储存电容器122、输出储存电容器124、无线收发器126、控制器128和电子数据储存器130。电源管理电路120耦合在压电发电机114上(注意，为了简单起见，如电路框图102所示的压电发电机114表示与被包括在可穿戴物品100中的一样多的压电发电机)。在示例中，电源管理电路120包括电源管理集成电路和整流器。电源管理电路120控制由压电发电机114产生的电力的流动、方向和大小。电源管理电路120耦合至电源管理储存电容器122。电源管理储存电容器122被设定尺寸并被指定为在或基于由电源管理电路120输出的电压电平进行充电。电源管理储存电容器122被耦合到输出储存电容器124。输出储存电容器124具有比电源管理储存电容器122更低的电压额定值，并且通过来自电源管理储存电容器122的电荷转移或泄漏而以各种方式充电。因此，输出储存电容器124提供从压电发电机114、电源管理电路120和电源管理储存电容器122的电压电平的电压降低。输出储存电容器124耦合到无线收发器126和控制器128。在示例中，无线收发器124被配置为没有传输功能的接收器。可替代地，无线收发器124可以被配置为传输和接收。无线收发器124被配置为根据一个或更多个无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鞋类物品，包括：结构材料，其被构造成使所述鞋类物品能够被穿戴在身体上；无线传输电路；压电发电机，其相对于所述结构材料被定位成处于被弯曲以诱导电压信号输出的配置中，所述压电发电机被配置为在被弯曲时输出具有电压分布的信号；电压传感器，其耦合到所述压电发电机，所述电压传感器被配置为感测所述电压分布并输出指示所述电压分布的传感器信号；电子数据储存器，其耦合到所述电压传感器，所述电子数据储存器被配置为存储基于所述传感器数据的电压分布信息；以及比较器，其耦合到所述电子数据储存器，所述比较器被配置为识别所述电压分布信息随时间的变化；其中，所述无线传输电路被配置为基于所述电压分布信息随时间的变化而传输指示所述鞋类物品的物理状态的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 US 62/168,509;2015.05.29 US 62/168,487;1.一种鞋类物品，包括：结构材料，其被构造成使所述鞋类物品能够被穿戴在身体上；无线传输电路；压电发电机，其相对于所述结构材料被定位成处于被弯曲以诱导电压信号输出的配置中，所述压电发电机被配置为在被弯曲时输出具有电压分布的信号；电压传感器，其耦合到所述压电发电机，所述电压传感器被配置为感测所述电压分布并输出指示所述电压分布的传感器信号；电子数据储存器，其耦合到所述电压传感器，所述电子数据储存器被配置为存储基于所述传感器数据的电压分布信息；以及比较器，其耦合到所述电子数据储存器，所述比较器被配置为识别所述电压分布信息随时间的变化；其中，所述无线传输电路被配置为基于所述电压分布信息随时间的变化而传输指示所述鞋类物品的物理状态的数据。2.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述电压分布包括脉冲的相对于基线电压的峰值电压、所述脉冲的上升时间、所述脉冲的下降时间和脉冲持续时间，并且其中所述电压分布的变化是基于所述电压分布中的所述峰值电压、所述上升时间、所述下降时间和所述脉冲持续时间中的至少一个的变化。3.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中，指示物理状态的所述数据在所述峰值电压增加了预定量时表示推荐替换所述鞋类物品。4.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中，指示物理状态的所述数据在所述上升时间、所述下降时间和所述脉冲持续时间中的至少一个减小预定量时表示推荐替换所述鞋类物品。5.根据权利要求4所述的鞋类物品，其中，所述上升时间基于所述电压分布在来自基线的预定基线百分比和来自所述峰值电压的预定峰值百分比之间上升的时间，其中所述下降时间基于所述电压分布在所述预定峰值百分比和所述预定基线百分比之间下降的时间，并且其中所述脉冲持续时间基于所述电压分布在所述预定基线百分比的第一交叉点和所述预定基线百分比的第二交叉点之间传递的时间。6.根据权利要求2所述的鞋类物品，还包括控制器，所述控制器被配置为基于在第一时间感测到的被存储在所述电子数据储存器中的第一电压分布与在晚于所述第一时间的第二时间感测到的第二电压分布的比较来确定所述电压分布的变化。7.根据权利要求6所述的鞋类物品，其中，所述第一时间基于第一时间窗口，并且所述第一电压分布是在所述第一时间窗口期间感测的电压分布的平均值，并且其中所述第二时间基于第二时间窗口，并且所述第二电压分布是在所述第二时间窗口期间感测的电压分布的平均值。8.根据权利要求7所述的鞋类物品，其中，所述第二时间窗口是移动时间窗口，并且其中所述第二电压分布基于所述移动时间窗口期间的包括最近感测的电压分布的电压分布的平均值。9.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中，所述控制器还被配置为至少部分地使用户界面基于指示物理状态的所述数据提供消息。10.一种制造鞋类物品的方法，包括：形成被构造成使所述鞋类物品能够被穿戴在身体上的结构材料；将压电发电机相对于所述结构材料定位成处于被弯曲以诱导电压信号输出的配置中，所述压电发电机被配置为在被弯曲时输出具有电压分布的信号；以及将无线传输电路、电压传感器、电子数据储存器和比较器耦合到所述压电发电机；其中，所述电压传感器被配置为感测电压分布并输出指示所述电压分布的传感器信号；其中，所述电子数据储存器被配置为存储基于所述传感器数据的电压分布信息；其中，所述比较器被配置为识别所述电压分布信息随时间的变化；以及其中，所述无线传输电路被配置为基于所述电压分布信息随时间的变化而传输指示所述鞋类物品的物理状态的数据。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述电压分布包括脉冲的相对于基线电压的峰值电压、所述脉冲的上升时间、所述脉冲的下降时间和脉冲持续时间，并且其中所述电压分布的变化是基于所述电压分布中的所述峰值电压、所述上升时间、所述下降时间和所述脉冲持续时间中的至少一个的变化。12.根据权利要求11所述的方法，其中，指示物理状态的所述数据在所述峰值电压增加了预定量时表示推荐替换所述鞋类物品。13.根据权利要求11所述的方法，其中，指示物理状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：基思·A·福尔斯克，维克拉姆·马尔侯拉，霍利·菲伊尔，萨默·L·施耐德，
申请(专利权)人：耐克创新有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国,US