用于鞋类的电容式足部存在感测制造技术

一种用于主动鞋类物品的足部存在传感器系统可以包括传感器壳体，该传感器壳体被配置成设置在该物品的鞋内底处或鞋内底中；以及控制器电路，该控制器电路被设置在传感器壳体内，该控制器电路被配置成基于足部存在指示触发鞋类的一个或更多个自动化功能。电容传感器，诸如设置在传感器壳体内或传感器壳体上，可以被配置成提供足部存在指示。在示例中，足部存在可以使用来自电容传感器的信号的时变特性来检测。特性来检测。特性来检测。

【技术实现步骤摘要】
用于鞋类的电容式足部存在感测
[0001]本申请是申请日为2017年3月14日、申请号为202011074666.3、专利技术 名称为“用于鞋类的电容式足部存在感测”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]优先权要求
[0003]本申请要求Walker等人在2016年3月15日提交的、序列号62/308,657、 标题为“MAGNETIC AND PRESSURE
‑
BASED FOOT PRESENCE ANDPOSITION SENSING SYSTEMS AND METHODS FOR ACTIVEFOOTWEAR”的美国临时专利申请、和Walker等人在2016年3月15日提 交的、序列号62/308,667、标题为“CAPACITIVE FOOT PRESENCE ANDPOSITION SENSING SYSTEMS AND METHODS FOR ACTIVEFOOTWEAR”的美国临时专利申请、和Walker、Steven H.在2016年11月 21日提交的、序列号62/424,939、标题为“CAPACITIVE FOOT PRESENCESENSING FOR FOOTWEAR”的美国临时专利申请、以及Walker、Steven H. 在2016年11月21日提交的、序列号62/424,959、标题为“FOOT PRESENCEAND IMPACT RATE OF CHANGE FOR ACTIVE FOOTWEAR”的美国临时 专利申请的优先权的权益，其中的每一个申请通过引用并入本文中。<br/>[0004]背景
[0005]多种基于鞋的传感器已经被提出以监测多种状况。例如，Brown在标题 为“Sensor shoe for monitoring the condition of a foot”的美国专利第5,929,332 号中提供了几个基于鞋的传感器的示例。Brown提到足部力传感器可以包括 由多层相对薄的、平面的、柔性的、弹性的、电介质材料制成的鞋内底。足 部力传感器可以包括导电互连装置(electrically conductive interconnectingmeans)，该导电互连装置可以具有基于所施加的压缩力而改变的电阻。
[0006]Brown进一步讨论了要被糖尿病病人或患有多种类型的足部疾病的人 穿用的鞋，其中施加在足部的一部分上的过度压力易于引起溃疡。鞋主体可 以包括力感测电阻器(FSR)，并且耦合到电阻器的开关电路可以激活警报单 元，以警告穿用者已达到或超过了阈值压力水平。
[0007]先前已经提出了用于自动地收紧鞋类物品的设备。Liu在标题为
ꢀ“
Automatic tightening shoe”的美国专利第6,691,433号中提供了安装在鞋的 鞋面部分上的第一紧固件，以及连接到闭合构件的第二紧固件，并且该第二 紧固件能够与第一紧固件可移除地接合，以将闭合构件保持在收紧状态。Liu 教导了安装在鞋底的鞋跟部分中的驱动单元。驱动单元包括壳体、可旋转地 安装在壳体中的线轴、一对拉线和马达单元。每条线具有连接到线轴的第一 端部和与第二紧固件中的线孔相对应的第二端部。马达单元联接到线轴。Liu 教导了马达单元可操作为驱动壳体中线轴的旋转，以将拉线缠绕在线轴上， 用于将第二紧固件朝向第一紧固件拉动。Liu还教导了拉线可以延伸穿过的 导管单元。
[0008]附图简述
[0009]附图不一定按比例绘制，在附图中，同样的数字可以在不同的视图中描 述相似的部件。具有不同字母后缀的相同数字可以表示相似部件的不同实 例。附图以示例而非限制的方式总体上图示了本文件中讨论的多种实施方 案。
[0010]图1总体上图示了根据示例性实施方案的主动鞋类物品(active footweararticle)的部件的分解视图。
[0011]图2A至图2C总体上图示了根据一些示例性实施方案的传感器系统和 机动化系带引擎。
[0012]图3总体上图示了根据示例性实施方案的机动化系带系统的部件的框 图。
[0013]图4是图示了当鞋类物品的用户站立时鞋类物品中的标称或普通足部 (nominal or average foot)(左)和高足弓足部(右)的压力分布数据的图。
[0014]图5A和图5B总体上图示了根据示例性实施方案的鞋类物品的鞋内底 中的基于电容的足部存在传感器的图。
[0015]图6总体上图示了根据示例性实施方案的用于足部存在检测的电容传感 器系统。
[0016]图7总体上图示了根据示例性实施方案的基于电容的第一足部存在传感 器的示意图。
[0017]图8总体上图示了根据示例性实施方案的基于电容的第二足部存在传感 器的示意图。
[0018]图9A、图9B和图9C总体上图示了根据一些示例性实施方案的基于电 容的足部存在传感器电极的示例。
[0019]图10图示了示出使用来自鞋类传感器的足部存在信息的示例的流程图。
[0020]图11图示了示出使用来自鞋类传感器的足部存在信息的第二示例的流 程图。
[0021]图12总体上图示了来自电容式足部存在传感器的第一时变信息的图表。
[0022]图13总体上图示了来自电容式足部存在传感器的第二时变信息的图表。
[0023]图14总体上图示了来自电容式足部存在传感器的第三时变信息的图表。
[0024]图15总体上图示了来自电容式足部存在传感器的第四时变信息的图表。
[0025]图16总体上图示了根据示例性实施方案的来自电容式足部存在传感器 的时变信息和信号形态限度(signal morphology limit)的图表。
[0026]图17总体上图示了在鞋类物品的鞋底夹层中并且位于电介质堆叠 (dielectric stack)下方的基于电容的足部存在传感器的图的示例。
[0027]图18总体上图示了包括示出电介质填充物对来自电容式足部存在传感 器的电容指示信号的影响的图表的示例。
[0028]图19总体上图示了示出来自鞋类中的基于电容的足部存在传感器的电 容指示第三信号的一部分的图表的示例。
[0029]详细描述
[0030]通过早在1989年发布的电影《回到未来II》中的Marty McFly穿用的虚 构的动力系带运动鞋，自收紧鞋带的构思被首次广泛推广。尽管后来 已经发布了至少一个版本的外观上类似于来自《回到未来II》的电影 道具版本的动力系带运动鞋，但采用的内部机械系统和围绕的鞋类平台不一 定适合大规模生产或日常使用。另外，先前用于机动化系带系统的设计相对 地面临问题，诸如高制造成本、复杂性、组装挑战、缺乏可维修性以及薄弱 或脆弱的机械机构，以仅突出许多问题中的几个。本专利技术人开发了模块化鞋 类平台以容纳机动化和非机动化的系带引擎，除了其他问题之外，该模块化 鞋类平台解决了以上讨论的一些或全部问题。下面讨论的部件提供了多种益 处，包括但不限于可维修的
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用传感器系统确定足部是否存在于鞋类物品中的方法，所述方法包括：响应于AC驱动信号，使用设置在所述鞋类物品中的足部存在传感器的电极在所述鞋类物品内部提供电场；响应于所述鞋类物品中或附近的用户身体的位置的变化，检测所述电场的变化；和基于检测到的电场的变化提供足部存在指示。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述鞋类物品内部提供所述电场包括在鞋类的足弓接收部分提供电场。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述鞋类物品内部提供电场包括在包括所述足部存在传感器的多个不同电极之间提供电场。4.根据权利要求1所述的方法，还包括使用足部存在指示来确定所述鞋类物品内的足部的位置。5.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述电场的变化包括当用户身体靠近所述足部存在传感器的电极和与所述电极间隔开时响应于所述用户身体的位置的变化。6.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述电场的变化包括使用从电极接收的信息来检测变化。7.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述电场的变化包括检测所述电场的振幅特性的变化。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述鞋类物品内部提供电场包括使用电极提供射频信号。9.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述鞋类物品内部的信号发生器产生所述AC驱动信号。10.一种与鞋类物品一起使用以确定足部是否存在于鞋类物品内部的系统，所述系统包括：第一电极，被配置为接收AC驱动信号，并且作为响应，在所述鞋类物品内部提供电场；和处理器电路，被配置为接收关于所述鞋类物品内部的电场的信息，并基于所接收的信息提供足部存在指示，其中所述电场受用户身体与所述第一电极的接近度的影响。11.根据权利要求10所述的系统，还包括第二电极，其中所述电场至少部分地在所述第一电极和所述第二电极之间延伸。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一电极和所述第二电极设置在鞋类的足弓接收部分中。13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一电极的位置相对于所述第二电极的位置是固定的。14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一电极和所述第二电极之间的距离基本上是固定的。15.根据权利要求10所述的系统，其中，
所述处理器电路被配置成基于接收到的关于所述电场的信息来提供关于所述鞋类物品内部的足部的位置的信息。16.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理器电路被配置成基于所述足部存在指示来致动张紧机构。17.根据权利要求10所述的系统，还包括设置在所述鞋类物品的内部的信号发生器，所述信号发生器被配置成产生所述AC驱动信号。18.一种非暂时性机器可读介质，包括指令，当由鞋类物品内的处理器执行所述指令时，所述指令将所述处理器配置成：向设置在所述鞋类物品中的足部存在传感器的电极提供AC驱动信号，从而在所述鞋类物品内部产生电场；响应于所述鞋类物品中或附近的用户身体的位置的变化，检测所述电场的变化；和基于检测到的电场的变化提供足部存在指示。19.根据权利要求18所述的非暂时性机器可读介质，还包括配置所述处理器以使用关于所述电场的变化的信息来确定所述鞋类物品内的足部的位置的指令。20.根据权利要求18所述的非暂时性机器可读介质，其中，用于检测所述电场的变化的指令包括用于检测所述电场的振幅特性或频率特性变化的指令。21.一种用于控制主动鞋类的方法，所述方法包括：接收来自联接到所述鞋类物品的电容传感器的时变传感器信号，其中所述电容传感器被配置成在穿上事件期间随着足部进入物品以及当足部与所述电容传感器间隔开时感测关于足部的变化的位置的时变信息；和使用所述处理器电路，识别从所述电容传感器接收的时变传感器信号中的第一信号变化和随后的第二信号变化，并且基于所识别的第一信号变化和随后的第二信号变化，确定足部是否存在于物品中。22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括使用所述处理器电路：识别从所述电容传感器接收的时变传感器信号中的所述第一信号变化，其中所述第一信号变化对应于穿上事件和超过指定阈值幅度变化量的信号幅度变化；和识别从同一电容传感器接收的时变传感器信号中的随后的第二信号变化，其中第二信号变化对应于穿上事件和超过相同或不同的指定阈值幅度变化量的信号幅度变化。23.根据权利要求21所述的方法，其中，确定足部是否存在于物品中包括：识别所述第一信号变化和随后的第二信号变化的定时；确定定时之间的持续时间；并且当所确定的持续时间超过指定阈值持续时间时，提供足部存在的指示。24.根据权利要求21所述的方法，其中，识别所述第一信号变化和随后的第二信号变化包括调节所述电容传感器的参考电容，根据所述参考电容确定所述信号幅度变化。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，调节所述参考电容包括以固定的时间间隔周期性地调节所述参考电容。26.根据权利要求24所述的方法，还包括使用环境传感器感测环境特性的变化，并且其中调节所述参考电容包括基于所述环境特性的变化。27.根据权利要求26所述的方法，其中，使用所述环境传感器感测所述环境特性的变化包括感测温度变化或湿度变化。28.根据权利要求21所述的方法，还包括响应于所确定的足部的存在或不存在，使用所述处理器电路启动物品中的自动化鞋类收紧或松开设备。29.根据权利要求28所述的方法，还包括从物品中的加速度计接收姿势信息，并且其中启动包括收紧或松开鞋类，包括使用从物品中的所述加速度计接收的所述姿势信息。30.根据权利要求20所述的方法，还包括当确定足部存在于物品中时，使用所述处理器电路向系带引擎提供中断信号。31.根据权利要求20所述的方法，其中，从所述电容传感器接收时变传感器信号包括接收指示当足部与所述电容式足部存在传感器间隔开时所述电容传感器的电极之间的电场变化的信号。32.一种用于控制主动鞋类的方法，所述方法包括：接收来自联接到所述鞋类物品的电容传感器的时变传感器信号，其中所述电容传感器被配置成在穿上事件期间随着足部进入物品以及当足部与所述电容传感器间隔开时感测关于足部的变化的位置的时变信息；和使用处理器电路，在穿上事件期间识别所述时变传感器信号的第一值，所述第一值包括关于相对于鞋类的传感器部分的第一足部位置的信息；使用所述处理器电路，在相同的穿上事件期间识别所述时变传感器信号的随后的第二值，所述第二值包括关于相对于鞋类的相同传感器部分的第二足部位置的信息；和使用所述处理器电路，基于所述时变传感器信号的所述第一值和随后的第二值之间的关系，确定足部是否存在于物品中。33.根据权利要求32所述的方法，还包括：使用所述处理器电路，识别所述时变传感器信号的随后的第三值，所述第三值包括关于相对于鞋类的相同传感器部分的第三足部位置的信息；和使用所述处理器电路，基于所述时变传感器信号的所述第一值、第二值和第三值之间的关系来确定足部是否存在于物品中。34.根据权利要求33所述的方法，其中，基于所述时变传感器信号的所述第一值、第二值和第三值之间的关系确定足部是否存在于物品中包括识别所述第一值和所述第二值之间的第一差异，识别所述第二值和所述第三值之间的第二差异，以及基于所述第一差异和所述第二差异提供足部存在确定。35.根据权利要求33所述的方法，其中，确定足部是否存在于物品中包括将所述第一值、第二值和第三值与指定阈值电容值进
行比较，然后当所述第一值和第三值满足或超过所述指定阈值电容值时提供足部存在确定。36.根据权利要求32所述的方法，其中，基于该关系确定足部是否存在于物品中包括基于所述时变传感器信号的所述第一值和随后的第二值之间的确定差异。37.一种用于控制主动鞋类的方法，所述方法包括：接收来自联接到所述鞋类物品的电容传感器的时变传感器信号，其中所述电容传感器被配置成在穿上事件期间随着足部进入物品以及当足部与所述电容传感器间隔开时感测关于足部的变化的位置的信息；和使用处理器电路：在所述穿上事件期间识别所述时变传感器信号的时变形态特性，所述时变形态特性至少指示第一信号变化和第二信号变化；将所识别的时变形态特性与模板进行比较；和基于该比较，提供足部存在于物品中或不存在于物品中的指示。38.根据权利要求37所述的方法，其中，识别所述时变传感器信号的所述时变形态特性包括识别指定信号持续时间内的至少两个信号幅度变化。39.根据权利要求37所述的方法，其中，从所述电容传感器接收所述时变传感器信号包括接收相对于可调节电容参考值的时变信号幅度信息。40.根据权利要求39所述的方法，还包括响应于所感测的环境特性的变化来更新所述电容参考值。41.根据权利要求39所述的方法，其中，将所识别的时变形态特性与所述模板进行比较包括将所识别的时变形态特性与用户特定形态模板进行比较。42.一种用于鞋类的足部接近传感器系统，所述系统包括：接近传感器，联接到鞋类物品，并且被配置为当足部在所述鞋类物品内部时，提供指示足部到传感器的接近度的时变传感器信号；和联接到所述接近传感器的处理器电路，所述处理器电路被配置成：识别所述时变传感器信号的特性；和基于所识别的特性，进行以下中的至少一项：使用相同的接近传感器或使用联接到鞋类的不同传感器，启动关于鞋类或关于足部的数据收集，以及更新鞋类的自动化功能。43.根据权利要求42所述的系统，其中，所述接近传感器是电容传感器，包括设置在鞋类的内底处或附近的多个电极。44.根据权利要求43所述的系统，其中，所述电容传感器被配置为在所述鞋类物品内部提供电场，并且其中所述时变传感器信号指示由于足部接近传感器而导致的电场变化。
45.根据权利要求43所述的系统，其中，所述接近传感器是设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：SH沃克，菲利普梅诺，
申请(专利权)人：耐克创新有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：