用于分析体育活动的系统和方法

摘要

一种用于分析体育活动的系统可用于包括传感器系统的鞋物品，所述传感器系统具有配置为感测通过用户的脚施加的力的多个力传感器、包含在鞋物品中的电子模块和将传感器连接到电子模块的多个传感器引线，其中电子模块收集基于来自传感器的力输入的数据和传递数据。系统还包括与电子模块通信的电子装置。电子装置包括处理器，其从电子模块接收数据，将数据与对应于期望脚触地模式的脚触地模板比较，以确定是否存在与脚触地模板的偏离，和在确定存在与期望脚触地模式的偏离时为用户产生指示其也可以包括这种偏离的程度。

说明书

本申请是申请日为2014年1月31日、申请号为201480018923.8且发明 名称为“用于分析体育活动的系统和方法”的发明申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年2月1日提交的美国专利申请No.13/757，417的优 先权，该专利申请通过引用合并于此且成为本文的一部分。

技术领域

本发明通常涉及用于分析体育活动的系统、设备和方法，尤其是，涉及 用于基于体育活动的分析将教学反馈提供给用户的系统、设备和方法，其可 以利用来自并入到鞋物品或其他衣服物品的传感器系统的数据输入。

背景技术

已知用于分析体育活动的系统，其利用从体育活动收集的数据。这种数 据可被分析并以许多不同形式和格式提供给用户，包括通过表现指标的指 示。然而，这种体育活动数据和指标的使用不必受到限制。作为一个例子， 这种数据和性能指标通常在将主动的实时反馈和/或前瞻反馈提供给客户方 面受到限制。因而，尽管用于分析体育活动的某些系统提供许多有利的特征 名单是它们具有某些限制。本文公开的系统、设备和方法寻求克服这些限制 中的一些和现有技术的其他缺陷，并提供以前不可用的新的特征。

发明内容

本发明通常涉及一种用于分析体育活动的系统，其用于包括传感器系统 的鞋物品，所述传感器系统具有与鞋物品接合且配置为感测通过用户的脚施 加的力的力传感器、包含在鞋物品中的电子模块和将传感器连接到电子模块 的多个传感器引线，其中电子模块配置为用于基于来自传感器的力输入收集 数据和传递数据。系统还包括与电子模块通信的电子装置。电子装置包括处 理器，其配置为从电子模块接收数据，将数据与对应于期望脚触地模式的脚 触地模板比较，以确定是否存在与脚触地模板的偏离，和在确定存在与期望 脚触地模式的偏离时为用户产生指示。指示可以进一步包括与脚触地模板的 偏离程度。指示可以是视觉、听觉、触觉和/或其他类型的指示。

根据一个方面，如果偏离的程度被确定为超过预定阈值则确定存在偏 离。

根据另一方面，产生指示包括将信号传递到第二电子装置，其中信号配 置为使得第二电子装置产生指示。

根据进一步的方面，将数据与脚触地模板比较包括基于数据分析检测脚 触地模式和将脚触地模式与脚触地模板比较。在一个实施例中，多个传感器 位于鞋物品上不同位置，且基于通过传感器感测的力的顺序和/或通过传感器 感测的力的水平来检测脚触地模式。

根据另一方面，系统进一步包括GPS模块，所述GPS模块配置为用于 检测用户的位置，其中GPS模块与电子装置通信。GPS模块可以位于电子 装置中、电子模块中或其他位置。电子装置进一步配置为用于基于与GPS 模块的通信产生用户位置的指示。在一个实施例中，GPS模块位于电子模块 中，电子装置进一步配置为用于接收与来自电子模块的与用户位置有关的位 置信息和基于位置信息为用户产生用户位置的指示。在另一实施例中，电子装置可以进一步配置为用于接收与用户的位置有关的环境信息，其可以通过 与外部服务器或其他装置通信获得，且用于将环境信息通信给用户，例如通 过视频和/或声音显示。这种环境信息可以用于基于环境信息为用户提供推荐 的行进路线。在进一步实施例中，电子装置可以进一步配置为用于接收与用 户位置有关的地形信息和基于地形信息修改脚触地模板。这种地形信息也可 以通过与外部服务器或其他装置通信获得。

根据进一步的方面，电子装置可以在设定的使用量例如设定的时间量或 设定的跑步量之后改变脚触地模板。

本发明的额外方面涉及用于分析体育活动的系统，其可以与传感器系统 结合使用，所述传感器系统包括多个力传感器和与传感器系统通信的电子装 置，力传感器配置为与鞋物品接合且配置为感测通过用户的脚施加的力。电 子装置配置为接收通过传感器系统产生的数据，分析数据以是否存在与期望 脚触地模式的偏离，和在确定存在与期望脚触地模式的偏离时为用户产生指 示，其中指示包括视觉指示、听觉指示和触觉指示中的至少一个。如上所述 的任何各种方面可以结合这种系统使用。

本发明的进一步方面涉及用于分析体育活动的系统，其可以与包括传感 器系统的衣服物品结合使用，所述传感器系统具有与衣服物品接合的多个传 感器且配置为在用户处于生物力学运动时感测用户的生物力学参数。系统还 可以包括与传感器系统通信的电子装置。电子装置配置为用于接收通过传感 器系统产生的数据，分析数据，以确定在用户的生物力学运动中是否相对于 期望的生物力学运动模式存在偏离，且在确定操作相对于期望的生物力学运 动模式的偏离时对用户产生指示。数据分析可以包括将数据与对应于期望生 物力学运动模式的生物力学运动模板比较，以确定是否存在相对于生物力学 运动模板的偏离；另外，指示可以包括与生物力学运动模板的偏离程度的指 示。如上所述的脚触地运动是一种生物力学运动模式，其可以通过该系统分 析。如上所述的任何各种方面可以与这种系统结合，且应理解系统可以针对 不同传感器系统和不同衣服物品改变。

本发明的进一步方面涉及用于分析体育活动的系统，其可以与包括传感 器系统的衣服物品结合使用，所述传感器系统具有与衣服物品接合的多个传 感器且配置为在用户处于生物力学运动时感测用户的生物力学参数。系统可 以进一步GPS模块，所述GPS模块配置为用于检测用户的位置，其中GPS 模块与电子装置通信。电子装置配置为用于接收通过传感器系统产生的数 据，将数据与对应于期望生物力学运动模式的生物力学运动模板比较，以确 定是否存在与生物力学运动模板的偏离，且在确定与期望生物力学运动模式的偏离存在时为用户产生指示。电子装置还配置为用于从GPS模块接收用 户的位置和接收与用户的位置有关的地形信息和基于地形信息修改生物力 学运动模板。

本发明的其他方面涉及一种方法，其涉及执行如上所述的一些或所有系 统功能，包括通过如上所述的电子装置、电子模块或其他设备执行的功能。 这种方法可以是计算机辅助的。本发明的一些方面可以类似地涉及实体的和 /或非暂时的计算机可读介质，其含有计算机可执行指令，所述指令配置为使 得电子装置(或这种装置的处理器)执行如上所述系统的一些或所有功能。

从以下说明书并结合以下附图可理解本发明的又一些特征和优点。

附图说明

为了更全面理解本发明，参考附随附图通过例子的方式描述本发明，其 中：

图1是鞋的侧视图；

图2是图1的鞋的相反侧视图；

图3是鞋的鞋底的俯视透视图(鞋帮被去除且脚接触构件被折向一边)， 其并入配置为用于与本发明的一些方面结合使用的传感器系统的一个实施 例；

图4是图3的传感器系统和鞋底的俯视透视图，鞋的脚接触构件被去除 且电子模块被去除；

图5是电子模块的一个实施例的示意图，其能用于传感器系统，与外部 电子装置通信；

图6是图3的传感器系统的插入件的俯视图，其适于定位在用于用户右 脚的鞋物品的鞋底结构中；

图7是图6的插入件和相似的传感器系统的俯视图，其适于用在用于用 户左脚的鞋物品的鞋底结构中；

图8是图6插入件的分解透视图，且显示了四个不同层；

图9是通过图3的传感器系统的部件形成的电路的一个实施例示意性电 路；

图10是一对鞋的示意图，其每一个含有传感器系统且与外部装置成网 通信模式；

图11是一对鞋的示意图，其每一个含有传感器系统且与外部装置成“菊 花链”通信模式；

图12是一对鞋的示意图，其每一个含有传感器系统且与外部装置成独 立通信模式；

图13是显示了根据本发明一些方面针对传感器一个实施例的压力vs电 阻的曲线图。

图14A是用于连接到电子模块的壳体和端口一个实施例的透视图，电子 模块附接到插入构件；

图14B是图14A的壳体和端口的横截面视图；

图15是根据本发明一些方面的模块的透视图；

图16是图15的模块的侧视图；

图17是衬衫形式的衣服物品的前部视图，其并入配置为用于与本发明 的些方面结合使用的传感器系统的一个实施例；

图18裤子形式的衣服物品的前部视图，其并入配置为用于与本发明的 些方面结合使用的传感器系统的一个实施例；

图19是图18的裤子的后视图；

图20是具有传感器系统的鞋物品一个实施例的示意图，所述传感器系 统具有与外部电子装置通信的电子模块；

图21是具有传感器系统的鞋物品另一实施例的示意图，所述传感器系 统与外部电子装置通信；

图22是用于鞋物品的鞋垫的透视图，所述鞋物品包括传感器系统的另 一实施例；

图23A是沿图22的线23-23截取的图22传感器系统的传感器的放大截 面图；

图23B是连接到用于鞋物品的鞋垫的传感器系统的另一实施例的传感 器的放大截面图；

图24是利用用于生物力学运动的模板分析体育活动的方法的一个实施 例的流程图；

图25是使用鞋物品上不同位置处的四个传感器针对脚触地测量最大压 力的条形图；

图26是使用鞋物品上不同位置处的四个传感器针对脚触地随时间测量 压力的图，虚线显示了脚触地模板的另一实施例；

图27是使用鞋物品上不同位置处的四个传感器针对脚触地随时间测量 压力的图，均匀长度虚线显示了图25的脚触地模板且不均匀产固定虚线显 示了中间脚触地模板的实施例；

图28是使用鞋物品上不同位置处的四个传感器用于脚触地的随时间激 活二元类型传感器的图，虚线显示了脚触地模板的另一实施例；

图29是电子装置的前部视图，具有显示脚触地的力或冲击的图形；和

图30是用于修改生物力学运动模板的方法的一个实施例的流程图，所 述模板可用于与体育活动的分析结合。

具体实施方式

尽管本发明存在许多不同形式的实施例，但是本发明的优选实施例在附 图中示出且将在本文描述，应理解，本说明书被认为是本发明远离的例证而 不应被认为是要将本发明的范围限制为所示和所述的实施例。

通常，提供的系统和方法用于分析体育活动和这种体育活动中的生物力 学运动，其可以与传感器系统结合使用，用于感测至少一个参数。系统和方 法也可基于这种分析向用户提供教学反馈。被提供给用户的反馈可包括这样 的指示：用户的生物力学运动与期望的生物力学运动模型有偏离，且该系统 和方法可以利用生物力学运动模板来与通过传感器系统感测的生物力学参 数比较，以便确定这种偏离。这种系统和方法的各种实施例和特征如下所述。

在一个实施例中，系统可以用于将教学和/或其他反馈提供给用户，以有 助于用户在跑步、步行或以其他通过脚的运动时形成特定的脚触地模式。这 种系统可以与鞋物品结合使用，例如鞋，其在图1-2中显示为一例子，且通 常标记为附图标记100。鞋100可采取许多不同形式，例如包括各种类型的 运动鞋。在一个示例性实施例中，鞋100通常包括操作地连接到通用通信端 口14的力和/或压力传感器系统12。如后文详述，传感器系统12收集与鞋 100的穿戴者有关的表现数据。通过连接到通用通信端口14，多个不同使用 者可访问用于如后文详述的许多不同用途的表现数据。

鞋物品100显示在图1-2中，包括鞋帮120和鞋底结构130。为了下文 描述的参照的目的，鞋100可以分为三个通常区域：前足区域111、中足区 域112和脚跟区域113，如图1所述。区域111-113不是要划分鞋100的确 切区域。而是，区域111-113目的是代表鞋100的大致区域，其在以下描述 期间提供参考系。虽然区域111-113通常应用于鞋100，但是对区域111-113 的参照也可具体应用于鞋帮120、鞋底结构130或包括在鞋帮120或鞋底结 构130一部分中和/或形成为其一部分的各个部件。

进一步如图1和2所示，鞋帮120固定到鞋底结构130且限定用于接收 脚的空穴或腔室。为了参照的目的，鞋帮120包括外侧(lateral side)121、 相反的内侧(medial side)122和鞋面或脚背区域123。外侧121定位为沿脚 的外侧延伸(即外部)且通常经过每一个区域111-113。类似地，内侧122 定位为沿脚的相反内侧延伸(即内部)且通常经过每一个区域111-113。鞋 面区域123定位在外侧121和内侧122之间，以对应于鞋帮表面或脚的脚背 区域。在示出的例子中，鞋面区域123包括具有鞋带125或其他期望的关闭 件机构的鞋口124，其利用常规的方式来改变鞋帮120相对于脚的尺寸，由 此调整鞋100的穿着。鞋帮120还包括脚踝开口126，其提供脚向鞋帮120 中的空穴的进出。各种材料可以用于构造鞋帮120，包括通常用于鞋帮的材 料。因而，鞋帮120可以例如用皮革、人造皮革、天然或合成织物、聚合物 片材、聚合物泡沫、网孔织物、毛毡、非织造聚合物或橡胶材料的一个或多 个部分形成。鞋帮120可以用这些材料中的一种或多种形成，其中材料或其 部分被缝制或粘接连结在一起，例如以通常已知和本领域使用的方式。

鞋帮120也可以包括脚跟元件(未示出)和脚趾元件(未示出)。脚跟 元件在存在时可以向上延伸且沿脚跟区域113中鞋帮120的内表面延伸，以 增强鞋100的舒适性。脚趾元件在存在时可以位于前足区域111中和鞋帮120 的外表面，以提供耐磨性、保护穿戴者的脚趾和有助于脚的定位。在一些实 施例中，例如，脚跟元件和脚趾元件中之一或二者可以不存在，或脚跟元件 可以定位在鞋帮120的外表面上。虽然上述鞋帮120的构造适用于鞋100，但是鞋帮120可以呈现任何期望的常规或非常规的鞋帮结构，而不脱离本发 明。

如图3所示，鞋底结构130固定到鞋帮120的下表面且可以具有通常的 常规形状。鞋底结构130可以具有多部件结构，例如包括中底131、外底132 和脚接触构件133的鞋底结构。脚接触构件133通常是薄的可压缩构件，其 可以定位在鞋帮120中的空穴中且邻近脚的下表面(或在鞋帮120和中底131 之间)，以增强鞋100的舒适性。在各种实施例中，脚接触构件133可以是 鞋垫、士多宝、内底构件、内靴元件、短袜等。在图3-4所示实施例中，脚 接触构件133是内底构件或鞋垫。在本文使用的术语“脚接触构件”不必暗 示直接接触用户的脚，因为其他元件会与直接接触干涉。而是，脚接触构件 形成鞋物品的脚接收腔室的内表面的一部分。例如，用户可以穿着与直接接 触部干涉的短袜。作为另一例子，传感器系统12可以并入到设计为在鞋或 其他鞋物品上滑动的鞋物品的，例如外靴元件或鞋覆盖件。在这样的物品中， 鞋底结构的鞋帮部分可以被认为是脚接触构件，即使其不直接地接触用户的脚。在一些结构中，内底或鞋垫可以没有，而在其他实施例中，鞋100可以 具有定位在内底或鞋垫顶部上的脚接触构件。

中底构件131可以是或包括冲击衰减构件，且在一些实施例中可以包括 多个构件或元件。例如，中底构件131可以用聚合物泡沫材料形成，例如聚 氨酯、醋酸乙烯乙酯或其他材料(例如轻质材料、phylite等)，其压缩以在 步行、跑步、弹跳或其他活动期间衰减地面或其他接触表面的反作用力。在 根据本发明的一些示例性结构中，聚合物泡沫材料可以包封或包括各种元 件，例如流体填充的囊或缓冲件，其增强鞋100的舒适性、运动控制性、稳 定性、和/或地面或其他接触表面反应力衰减性能。在又一些示例性结构中， 中底131可以包括额外的元件，其压缩以衰减地面或其他接触表面反作用力。 例如，中底131可以包括柱类型的元件，以有助于缓冲和吸收力。

在这种示出的示例性鞋结构100中外底132固定到中底131的下表面且 用耐磨材料形成，例如橡胶或柔性合成材料，例如聚氨酯，其在走行或其他 活动期间接触地面或其他表面。形成外底132的材料可以用合适的材料制造 和/或带有织纹，以赋予增强的牵引力和抗滑性。图1和2所示的外底132 显示为在外底132的任一侧或两侧包括多个切口或防滑纹136，但是可以结 合本发明使用具有各种类型的花纹、轮廓和其他结构的许多其他类型的外底 132。应理解，本发明的实施例可以结合其他类型和构造的鞋以及其他类型 的鞋物品和鞋底结构使用。

图1-4示出了并入根据本发明的传感器系统12的鞋100的示例性实施 例，且图3-8示出了传感器系统12的示例性实施例。传感器系统12可以包 括美国专利申请No.13/401，918所述的传感器系统的任何特征或实施例，所 述专利申请通过引用一起全部内容合并于此且成文本文一部分。传感器系统 12包括插入构件37，其具有与之连接的力和/或压力传感器组件13。应理解， 插入构件37的使用是一个实施例，且包括不同类型的传感器系统12的鞋物 品可以结合本文所述的的运动分析系统400和方法500来使用。还应理解， 插入件37可以具有许多不同构造、形状和结构，且包括不同数量和/或构造 的传感器16，和不同的插入结构或周边形状。

插入构件37配置为被定位为接触鞋100的鞋底结构130，且在一个实施 例中，插入构件37配置为定位在脚接触构件133下方且在中底构件131顶 部上方且为大致的面对关系。传感器组件13包括多个传感器16，和与传感 器组件13通信的通信或输出端口(例如经由导体电连接)。端口14配置为 用于将从传感器16接收的数据例如通信到电子模块(也称为电子控制单元) 22，如下所述。端口14和/或模块22可以配置为与外部装置通信，也在下文 描述。在图3-8所示的实施例中，系统12具有四个传感器16：在鞋的大脚 趾(第一趾骨或拇趾)区域处的第一传感器16a，在鞋的前足区域处的传感 器16b-c(包括在第一跖骨头部区域处的第二传感器16b和在第五跖骨头部 区域处的第三传感器16c)和在脚跟处的第四传感器16d。脚的这些区域通 常在运动期间经历最大程度的压力。每一个传感器16配置为用于检测通过 用户的脚在传感器16上施加的压力。传感器通过传感器引线与端口14通信，所述引线可以是导线引线和/或另一电导体或合适的通信介质。例如，在图 3-8的实施例中，传感器引线18可以是导电介质，其被印刷在插入构件37 上，例如基于银的墨水或其他金属墨水，例如基于铜和/或锡的墨水。在一个 实施例中引线18可以替换地设置为细导线。在其他实施例中，引线18可以 连接到脚接触构件133、中底构件131或鞋底结构130的另一构件。

传感器系统12的其他实施例可以包含不同数量或构造的传感器16，且 通常包括至少一个传感器16。例如，在一个实施例中，系统12包括更多数 量的传感器，且在另一实施例中，系统12包括两个传感器，一个在脚跟中 且一个在鞋100的前足中。作为另一例子，系统12可以包括在鞋100的其 他位置中的一个或多个传感器，例如在一个实施例(未示出)中连接到鞋帮， 例如用于测量切向/剪切力、踢踹力等。此外，传感器16可以以不同方式与 端口14通信，包括任何已知类型的有线或无线通信，包括蓝牙和近场通信。 一对鞋可以在该一对的每个鞋中设置有传感器系统12，且应理解成对传感器 系统可以协同操作或可以彼此独立地操作，且每一个鞋中的传感器系统可以 或可以不彼此通信。传感器系统12的通信在下文描述。应理解，传感器系 统12可以设置有计算机程序/算法，以控制数据的收集和存储(例如从用户 的脚与地面或其他接触表面的相互作用而来的压力数据)，且这些程序/算法 可以存储在传感器16、模块22、和/或外部装置110中和/或被其执行。

传感器系统12可在鞋100的鞋底130中以多种构造定位。在图3-4所 示的例子中，端口14、传感器16和引线18可定位在中底131和脚接触构件 133之间，例如通过将插入构件37定位在中底131和脚接触构件133之间。 在一个实施例中插入构件37可以连接到中底和脚接触构件133中之一或两 者。空腔或井部135可定位在中底131中和/或脚接触构件133中，用于接收 电子模块22，如下所述，且在一个实施例中可以从井部135中访问端口14。 井部135可以进一步包含用于模块22的容纳部24，且容纳部24可以配置为 用于连接到端口14，例如通过提供用于端口14的物理空间和/或通过提供用 于端口14和模块22之间相互连接的硬件。在图3-4所示的实施例中，井部 135通过中底131的鞋帮主表面中的空腔形成。如图3-4所示，鞋底结构130 可以包括可压缩的鞋底构件138，且具有在其中形成孔以接收容纳部24，这 提供了对井部135的访问和/或可以被认为是井部135的一部分。插入件37 可被置于可压缩的鞋底构件138的顶部，以将容纳部24放置在井部135中。 在一个实施例中可压缩的鞋底构件138可以面对中底131，且可以直接接触 中底131。应理解可压缩的鞋底构件138可以面对中底131，一个或多个额 外的结构定位在可压缩的鞋底构件138和中底131之间，例如士多宝构件。 在图3-4的实施例中，可压缩的鞋底构件138是位于脚接触构件133和中底 131之间的泡沫构件138的形式(例如EVA构件)，在该实施例中其可以被 认为是下内底/鞋垫。在一个实施例中泡沫构件138可以连结到中底131的士 多宝(未示出)，例如通过使用粘接剂，且可以覆盖士多宝上的任何缝合部 分，这可防止插入件37因缝合而磨损。

在图3-4所示的实施例中，容纳部24具有多个壁，包括侧壁25和基部 壁26，且还包括凸缘或唇部28，所述凸缘或唇部从侧壁25的顶部向外延伸， 且配置为用于连接到插入件37。在一个实施例中，凸缘28是单独的构件， 其经由钉子(未示出)连接到盆状部29，以形成容纳部24，所述钉子通过 位于孔27前端的插入件37中的孔28B(图6)连接。在一个实施例中，钉 子可以经由超声波焊接或其他技术连接，且可以接收接收器中。在替换实施 例中，鞋物品100可以制造为具有形成在鞋底结构130中的盆状部29，且凸 缘28可以随后连接，例如通过卡扣连接，可选地是在端口的其他部分也被 组装之后。容纳部24可以包括保持结构，以将模块22保持在容纳部24中， 且这种保持结构可以与模块22上的保持结构互补，例如凸片/凸缘和槽道构 造，互补凸片，锁定构件，摩擦-装配构件，等。容纳部24还包括位于凸缘 28和/或盆状部29中的指状凹部29A，其提供用于用户的指状接合模块22 以将模块22从容纳部24除去的空间。凸缘28提供与插入件37的顶部接合 的宽基部，其将通过凸缘28施加在插入件37和/或脚接触构件133上的力分 散开，这使得这种部件严重偏斜和/或损坏的可能性减小。凸缘28上的圆角 也有助于避免插入件37和/或脚接触构件133的损坏。应理解在其他实施例 中凸缘28可以具有不同形状和/或轮廓，且可以通过不同形状和/或轮廓提供 相似的功能性。

脚接触构件133配置为置于泡沫构件138的顶部上，以覆盖插入件37， 且可以在其下主表面中包含凹陷134，以提供用于容纳部24的空间，如图3 所示。脚接触构件133可以粘接到泡沫构件138，且在一个实施例中，可以 仅粘接在前足区域中，以允许脚接触构件133被向上拉动，以存取模块22， 如图3所示。另外，脚接触构件133可以包括胶粘或高摩擦的材料(未示出)， 其位于下侧的至少一部分上，以抵抗在插入件37和/或泡沫构件138上的滑动，例如硅树脂材料。例如，在脚接触构件133粘接在前足区域而在脚跟区 域中自由的实施例(例如图3)中，脚接触构件133可以具有位于脚跟区域 上的胶粘材料。胶粘材料也可以提供增强的密封，以抵抗泥土渗透到传感器 系统中。在另一实施例中，脚接触构件133可以包括门或开口(未示出)， 其配置为位于端口14上方且大小设计为允许模块22通过脚接触构件133插 入和/或除去，所述门或开口可以以各种方式打开，例如在铰链上摇动或去除 插塞类的元件。在一个实施例中，脚接触构件133也可以在其上具有图形标 记(未示出)，如下所述。

在一个实施例中，如图3-4所示，泡沫构件138也可以包括具有与插入 件37相同周边形状的凹部139以在其中接收插入件37，且插入构件37的底 层69(图8)可以包括粘接剂背衬，以将插入件37保持在凹部139中。在 一个实施例中，相对强的粘接剂(例如快连型亚克力粘接剂)可以用于这种 目的。插入件37具有用于接收容纳部24和为容纳部24提供空间的孔或空 间27，且在该实施例中的泡沫构件138也可以允许容纳部24完全经过并进 入士多宝和/或中底131的至少一部分和/或通过士多宝和/或中底131的至少 一部分。在图3-4所示的实施例中，脚接触构件133可以具有相对于典型的 脚接触构件133(例如鞋垫)减小的厚度，泡沫构件138的厚度基本上等于 脚接触构件133的厚度减少，以提供同样的缓冲。在一个实施例中，脚接触 构件133可以是具有约2-3mm的厚度的鞋垫，且泡沫构件138可以具有约 2mm的厚度，凹部139具有约1mm的深度。在一个实施例中泡沫构件138 可以在将泡沫构件138连接到鞋物品100之前粘接连接到插入构件37。这种 构造允许泡沫构件138和插入件37之间的粘接，以在将泡沫构件附接到鞋 100的士多宝或其他部分之前设定为平坦状态，这通常使得泡沫构件138弯 折或弯曲且可以造成分层。在一个实施例中，粘接附接了插入件37的泡沫 构件138可以以这种构造提供，作为用于插入到鞋物品100中的单个产品。图3-4中端口14的定位仅不提供与用户脚的极小接触、刺激或其他干涉， 而且还通过提升脚接触构件133而提供容易的进出。

在图3-4的实施例中，容纳部24完全地延伸通过插入件37和泡沫构件 138，且井部135也可以完全地延伸通过士多宝且至少部分地进入鞋100的 中底131以接收容纳部24。在另一实施例中，井部135可以不同地配置，且 在一个实施例中可以完全地定位在士多宝的下方，穿过士多宝的窗口以允许 操作井部135中的模块22。井部135可以使用各种技术形成，包括从士多宝 和/或中底131切削或去除材料，形成士多宝和/或中底131且井部被包含在 其中，或使用技术或这种技术的组合。容纳部24可以装配为靠近井部135 的壁，这是有利的，因为容纳部24和井部135之间的间隙是材料失效的原 因。使用适当的计算机控制设备就可以自动进行去除部件135的过程。

在进一步实施例中井部135可以位于鞋底结构130的其他位置。例如， 井部135可以位于脚接触构件133的鞋帮主表面且插入件37可置于脚接触 构件133的顶部。作为另一例子，井部135可以位于脚接触构件133的下主 表面，插入件37位于脚接触构件133和中底131之间。作为进一步的例子， 井部135可以位于外底132且可以从鞋100的外部操作，例如通过在鞋底130 的侧部、底部或脚跟的开口。在图3-4所示的构造中，端口14可容易地操作，用于连接或断开电子模块22，如下所述。在另一实施例中，脚接触构件 133可以具有连接底部表面的插入件37，且端口14和井部135可以形成在 鞋底结构130中。界面20定位在容纳部24的，如针对其他实施例类似地显 示的，但是应理解界面20可以定位在其他位置，例如用于通过模块22的顶 部接合。模块22可以被修改，以适应这种改变。容纳部24、插入件37、模 块22和/或界面的其他构造和布置可以在其他实施例中使用。

在其他实施例中，传感器系统12可被不同地定位。例如，在一个实施 例中，插入件37可定位在外底132、中底131或脚接触构件133中。在一个 示例性实施例中，插入件37可以定位在位于内底构件上方的脚接触构件133 中，例如短袜、鞋垫、内部鞋短靴或其他相似的物品，可以定位在脚接触构 件133和内底构件之间。其他一些构造也是可以的。如所述的，应理解传感 器系统12可以包括在成对的每只鞋中。

在图3-8所示的实施例中的插入构件37用多个层形成，至少包括第一 和第二层66、68。第一和第二层66、68可以用柔性膜材料形成，例如

在一个实施例中层66、67、68、69可通过粘接剂或其他连结材料连接 在一起。在一个实施例间隔层67可以在一个表面或两表面上包含粘接剂， 以连接到第一和第二层66、68。底层69也可以在一个表面或两表面上具有 粘接剂，以连接到第二层68以及鞋物品100。第一或第二层66、68可以另 外或替换地具有用于这种目的的粘接剂表面。各种其他技术可用于在其他实 施例中连接层66、67、68、69，例如热密封，点焊，或其他已知技术。

在图3-8示出的实施例中，传感器16为力和/或压力传感器，用于测量 鞋底130上的压力和/或力。传感器16具有电阻，其随传感器16上压力的增 加而减小，使得可执行通过端口14来测量电阻，以检测传感器16上的压力。 图3-8示出的实施例中的传感器16为椭圆的或圆形的，这实现单个传感器 尺寸用于几个不同的鞋尺寸。在该实施例中的传感器16每一个包括两个接 触部40、42，包括定位在第一层66上的第一接触部40和定位在第二层68的第二接触部42。应理解示出了本文中的第一层66的图为俯视图，且电子 结构(包括接触部40，引线18等)定位在第一层66的底侧且通过透明的或 半透明的第一层66能被看到，除非以其他方式具体说明。接触部40、42定 位为彼此相对且处于彼此重叠关系，使得例如通过用户的脚在插入构件37 上施加的压力使得接触部40、42之间的接合程度增加。传感器16的电阻随 接触部40、42之间接合程度的增加而减小，且模块22配置为基于传感器16 电阻得的变化而检测压力。在一个实施例中，接触部40、42可以通过导电 片形成，所述导电片印刷在第一和第二层66、68上，例如在图3-8的实施 例中，且两个接触部40、42可以用相同或不同的材料形成。另外，在一个 实施例中，引线18用与传感器接触部40、42的材料(一个或多个)相比具 有更高的导电性和更低电阻的材料形成。例如，导电片可以用碳黑或其他导电碳材料形成。进一步地，在一个实施例中，两个接触部40、42可以用相 同材料形成或用具有相似的硬度的两种材料形成，这可减少由于彼此接触的 材料硬度的不同而造成磨损。在该实施例中，第一接触部40被印刷在第一 层66的下侧，且第二接触部42被印刷在第二层68的上侧，以允许接触部 40、42之间的接合。图3-8示出的实施例包括间隔层67，且具有定位在每 一个传感器16处的孔43，以允许通过间隔层67接合接触部40、42，同时 使得第一和第二层66、68的其他部分彼此绝缘。在一个实施例中，每一个 孔43对准传感器16中的一个且允许相应传感器16的接触部40、42之间至 少部分接合。在图3-8示出的实施例中，孔43的面积比传感器接触部40、 42小，允许接触部40、42的中央部分彼此接合，同时使得接触部40、42 的外部部分和分布的引线18A彼此绝缘(例如见图8)。在另一实施例中， 孔43可以大小设置为允许接触部40、42在其整个表面之间接合。应理解， 接触部40、42和传感器16的大小、尺寸、轮廓和结构在其他实施例中可以 改变同时保持相似的功能。还应理解具有相同大小的传感器16可以用于不 同大小的插入件37(其用于不同大小的鞋)，在这种情况下传感器16的尺寸 相对于插入件37的总尺寸可以针对不同插入件37的大小而不同。在其他实施例中，传感器系统12可以具有与图3-8实施例的传感器16不同地配置的 传感器16。在进一步的例子中，传感器16可以利用不同构造，其不包括基 于碳或相似的接触部40、42和/或可以不用作电阻传感器16。在其他例子中， 这种传感器的例子包括电容传感器或应变计压力传感器。

如图3-8进一步所示的，在一个实施例中，插入件37可以包括内部的 气流系统70，其配置为允许气流在插入件37的挤压和/或挠曲期间穿过插入 件37。图8更详细地示出了气流系统70的部件。气流系统70可以包括一个 或多个空气通道或通路71，其从传感器16引导到一个或多个通气部72，以 在挤压期间允许空气从传感器16流动到第一和第二层66、68之间且向外通 过通气部(一个或多个)72对的插入件37的外部。气流系统70在传感器 16的挤压期间阻止过多压力积累，且还允许在各种空气压力和海拔下传感器 16的接触部40、42的一致分离，实现更一致的性能。通道71可以形成在第 一和第二层66、68之间。如图8所示，间隔层67具有形成在其中的通道71， 且空气可在第一和第二层66、68流过通过这些通道71，对的适当的通气部 (一个或多个)72。在一个实施例中通气部72可以具有覆盖它们的过滤器 (未示出)。这些过滤器可以配置为允许空气、湿气和碎片经过达到通气部 72外且防止进入通气部72的湿气和碎片。在另一实施例中，插入件37可以 不包含间隔层，且通道71可以通过不密封的层66、68一起形成为具体的样 式，例如通过应用不可密封的材料。由此，在这种实施例中气流系统70可 以被认为与层66、68整合或直接地通过其限定。在其他实施例中，气流系 统70可以包含不同数量或构造的空气通道71、通气部72和/或其他通道。

在图3-8示出的实施例中，气流系统70包括两个通气部72和多个空气 通道71，所述空气通道将四个传感器16每一个连接到通气部72中的一个。 在该实施例中，间隔层67包括在每一个传感器处的孔43，且通道71连接到 孔43，以允许空气通过通道71流动离开传感器16。另外，在该实施例中， 两个传感器16通过通道71连接到通气部72每一个。例如，如图4和8所 示，第一跖骨传感器16b具有延伸到略微在插入件37的第一跖骨区域后方 的通气部72的通道71，且第一趾骨传感器16a也经由一通道延伸到相同通 气部72的通道71，所述通道包括通过第一跖骨传感器16b的路径。换句话 说，第一趾骨传感器16a具有通道71，所述通道从在第一趾骨传感器16a的 孔43延伸到在第一跖骨传感器16b处的孔43，且另一通道71从第一跖骨传 感器16b延伸到通气部72。第五跖骨传感器16c和脚跟传感器16d也共享位于插入件37的脚跟部分处的共同通气部72。一个通道71从第五跖骨传感器 16c处的孔43向后延伸到通气部72，且另一通道71从脚跟传感器16d处的 孔43向前延伸到通气部72。在多个传感器中共享通气部72可减少花费，尤 其是通过避免对额外过滤器73的需要。在其他实施例中，气流系统70可以 具有不同构造。例如，在各种实施例中，每一个传感器16可以具有其各自 的通气部72，或多于两个的传感器16可以共享同一通气部72。

每一个通气部72形成为在第二层68的底侧中的开口(即与第一层66 相对)，从而开口允许空来自气流系统70的气、湿气、和/或碎屑向外流，如 图9所示。在另一实施例中，通气部72可以包括多个开口。在进一步实施 例中，通气部72可以另外或替换地通过第一层66中的开口形成，使得空气 向上排出到插入件37以外。在额外的实施例中，通气部72可以位于插入件 37的侧壁(薄边缘)，例如通过将通道71延伸到边缘，使得通道71通过边 缘开放到插入件37的外部。如图3-8所示的实施例中，空气向下排出使得 更难以让碎屑进入通气部72。底层69如果存在则还包括位于通气部72下方 的孔74，以允许空气流动到通气部72以外，以经过底层69。孔74极大地 大于通气部72，以便通过围绕每一个通气部72的周边的底层69而允许过滤 器粘接地附接到第二层68，如下所述。另外，在该实施例中，每一个通气部 72具有定位在通气部72周围的加强材料75，以对材料增加稳定性和强度且 防止破坏/撕裂。在示出的实施例中，加强材料75用与引线18相同的材料形 成(例如银或其他金属)，以有助于印刷，但是也可以用与传感器接触部40、 42(例如碳)相同的材料形成或本文所述的介电材料。

图3-8示出的实施例中的通气部72向下敞开且通过通气部72的空气向 下朝向中底131且朝向泡沫构件138(如果存在)行进。在图3-4示出的实 施例中，泡沫构件138具有空腔76，所述空腔76直接地位于通气部72下方 且配置为使得离开通气部的空气进入相应空腔76。这种空腔76形成为完全 地或至少部分地延伸通过泡沫构件138的槽道。这种构造允许空气没有泡沫 构件138阻碍地流到通气部72以外。在图3-4的实施例中，空腔76每一个具有通道部分77，其远离空腔76横向延伸且超过插入件37的周边边界。换 句话说，空腔76的通道部分77从通气部72横向延伸到位于插入件37周边 边界外部的远端78。应理解如果泡沫构件138具有用于接收插入构件37的 凹部139，则的的远端78也可以位于凹部139的周边边界外部，如图3-4所 示的实施例中那样。这种构造允许空气进入空腔76以通过横向通过通道部 分77且随后向上和/或向外远离泡沫构件138而离开鞋底结构130。在另一 实施例中，远端78可以停止在泡沫构件138中的一点且仍然在插入件37的 周边边界外部，这允许空气在远端78处向上排出空腔76且提供相同或相似 的功能性。如上所述，气流系统70的部件可以与其他实施例不同地配置。

另外，在图3-8的实施例中，脚接触构件133包括延伸穿过位于空腔76 的远端78处的脚接触构件133的一个或多个通道79。通道79可以是针孔类 型通道79，且垂直地延伸通过脚接触构件133。在另一实施例中，可以使用 不同类型的通道79，包括狭槽或沟槽，且至少一个通道79可以横向地延伸 至脚接触构件133的一侧，而不是向上延伸穿过脚接触构件133的厚度。通 道79允许空气通过通气部72离开且向外通过空腔76以经过脚接触构件133和离开鞋底结构130。在另一实施例中，脚接触构件133可以不包括任何通 道(一个或多个)79。脚接触构件133在没有任何通道(一个或多个)79 的构造中仍然提供通气性，例如通过使用用于构造脚接触构件133的可透气 泡沫或其他可透气材料。

在图3-8的实施例中，如上所述，间隔层67通常将第一和第二层66、 68上的导电构件/部件彼此隔绝，但是在期望的电接触区域中除外，例如在 路径50处以及在传感器16的接触部40、42之间。间隔层67具有孔38、43， 以限定层66、68之间的期望电接触区域。气流系统70的部件，特别是通道 71，可以通过第一和第二层66、68之间的导电构件提供用于短路或其他期 望的电接触的路径。在一个实施例中，传感器系统12可以包括一个或多个 介电材料片80，以抵抗或防止通过横过间隔层67的敞开区域的一个或多个 导电构件造成的不期望短路，例如通道71。这种介电材料80可以是亚克力 墨水或其他可UV固化的墨水或适用于该应用的其他绝缘材料。在图3-8所 示的实施例中，插入件37具有延伸经过通道71的几个介电材料片80，使得 位于接触部40、42周围的分布引线18A彼此绝缘。

在图3-8的实施例中，端口14、传感器16和引线18在插入构件37上 形成电路10。端口14具有多个端子11，四个端子11每一个分别专用于四 个传感器16中的一个，一个端子11用于对电路10施加电压，而一个端子1 用于电压测量。在该实施例中，传感器系统12还包括一对电阻器53、54， 且每一个位于层66、68的一个上，且路径50将第一层66上的电路与第二层68上的电路连接。电阻器53、54提供用于模块22的参考点，以测量每 一个传感器16的电阻，且允许模块22将来自活动传感器16的可变电流转 换为可测量的电压。另外，电阻器53、54并联布置在电路10中，其对电路 10中的改变和/或用于形成电阻器53、54的制造过程中的改变进行补偿，例 如用于打印引线18和/或传感器接触部40、42的墨水导电性的改变。在一个 实施例中，两个电阻器53、54的等效电阻为1500+/-500kΩ。在另一实施例 中，可以使用单个电阻器53、54或使用串联的两个电阻器53、54。在进一 步实施例中，电阻器53、54可以定位在插入件37上的其他位置，或可以定 位在模块22的电路中。这种实施例的电路10的更技术描述如下且如图9所 示。

图9示出了根据本发明的实施例用于检测和测量压力的电路10。电路 10包括六个端子104a-104f，包括用于向电路10施加电压的电源端子104a、 用于测量如下所述电压的测量端子104b、和四个传感器端子104c-104f，其 每一个分别专用于传感器16a-16d中的一个，且其每一个在在该实施例中代 表接地。端子104a-104f代表端口14的端子11。在所示的实施例中，代表 电阻器53和54固定电阻器102a和102b并联连接。固定电阻器102a和102b可以在实体上定位在分开的层中。通过如下公知的等式确定跨端子104a和 104b的等效电阻：

R

其中：

R

R

R

并联电连接的固定电阻器102a和102b对用于形成固定电阻器102a和 102b的制造过程中的变化进行补偿。例如，如果固定电阻器102a具有从期 望电阻获得的电阻，则通过使得固定电阻器102b的影响平均而使得通过等 式1确定的等效电阻的偏离最小化。本领域技术人员应理解仅出于展示的目 的显示了两个固定电阻器。额外的固定电阻器可以并联连接且每一个固定电 阻器可以形成在不同层上。

在图9所示的实施例中，固定电阻器102a和102b连接到传感器16a-16d。 传感器16a-16d可以通过可变电阻器实施，其电阻响应于压力的变化而变化， 如上所述。传感器16a-16d每一个可以通过多个可变电阻器实施。在一个实 施例中，每一个传感器16a-16d通过两个可变电阻器实施，两个可变电阻器 实体位于不同层上且并联电连接。例如，如上针对一个实施例所述，每一个 传感器16a-16d可以包含两个接触部40、42，二者随施加压力的增加而彼此 更大程度地接合，且传感器16a-16d的电阻可以随接合的增加而减小。如上 所述，将电阻器并联连接形成使得制造过程期间形成的偏离最小化的等效电 阻。在另一实施例中，接触部40、42可以串联布置。传感器16a-16d可以经 由开关108a-108d连接到地。开关108a-108d可以一次闭合一个，以连接传 感器。在一些实施例中，开关108a-108d通过晶体管或集成电路实施。

在运行中，例如3伏特的电压水平施加在端子104a处。开关108a-108d 一次闭合一个，以将传感器16a-16d中的一个连接到地。在连接到地时，传 感器16a-16d通过固定电阻器102a和102b的组合而每一个形成分压器。例 如，开关108a闭合时，端子104a和地之间的电压在固定电阻器102a和102b 的组合和传感器16a之间分配。在端子104b处测量的电压随传感器16a电 阻的变化而变化。结果，施加于传感器16a的压力可以被测量为端子104b 处的电压水平。利用施加于传感器16a(其与已知值的组合的固定电阻器104a 和104b串联)的电压来测量传感器16a的电阻。类似地，选择性地闭合开 关108b-108d将在端子104b处产生与传感器16b-16d处施加的压力有关的电 压。应理解，传感器16a-d和端子104c-f之间的连接在其他实施例中可以不 同。例如，与右鞋插入件37相比，传感器16a-d连接到左鞋插入件37中接 口的不同销，如图8所示。在另一实施例中，电压水平可以以相对的方式施 加，地位于端子104a处且电压施加在端子104c-f处。在进一步实施例中， 其他电路构造可以用于实现相似的结果和功能。

图8所示，在示出的实施例中两个电阻器53、54具有相似的或相同的 结构，但是应理解在其他实施例中电阻器可以具有不同结构。每一个电阻器 53、54具有彼此间隔开的两个部分55、56和定位在部分55、56之间且将其 连接的电桥57。在一个实施例中，电桥57可以用比部分55、56更大电阻的 材料形成，且可以由此提供每一个电阻器53、54的大部分电阻部分55、56 可以至少部分地用高导电性材料形成，例如银材料。在图3-9示出的实施例 中，内和外部分55、56用与引线18相同的材料形成，例如基于印刷银或基 于其他金属的墨水。在该实施例中，电桥57用与传感器接触部40、42相同 的材料形成，例如碳黑或其他导电性碳材料。应理解，在其他实施例中内和 外部分55、56和/或电桥57可以用不同材料形成。

路径50通常允许在第一和第二层66、68之间连续和/或无中断的电连通 和传递电子信号。在图3-8的实施例中，端口14直接连接到第二层68且路 径50可以用作端口14和第一层66、68上的传感器接触部40之间的垂直路 径。在该实施例中，路径50包括在第一层66和第二层68上的导电部分51， 从而导电部分51可以彼此持续接合，以提供第一和第二层66、68之间的持 续电连通。在该实施例中的间隔层67包括与路径50对准的孔38且允许通过间隔层67进行导电部分51之间的持续接合。另外，在图3-5的实施例中， 导电部分51每一个被分为两个部分52，所述两个部分被细长间隙59分开。 间隙59可以取向为在插入件37的挠曲期间通过用作使得导电部分51的弯 曲最小化的挠曲点而增加路径50的耐久性。路径50的导电部分51用导电 材料形成，且在一个实施例中，导电部分51可以用与引线18相同的材料形 成，例如基于银的墨水或其他金属墨水。在其他实施例中，路径50且本文 所述的其部件可以具有不同尺寸、形状、形式或位置，且可以用不同材料形 成。另外，在一个实施例中，路径50可以至少部分地被强化结构60支撑或 以强化结构60为边界，以提供结构支撑和/或结构效果，例如有助于导电部 分51之间的接合。如图3-8所示的，导电部分51被基本上环形的强化件60 支撑。强化件60可以用具有合适刚度的任何材料形成，且在一个实施例中， 可以用比导电部分51的材料更大刚度的材料形成，例如碳黑或其他基于碳 的材料。进一步地，间隔层67中的孔38允许导电部分51彼此接合。

可以通过在聚合物(例如PET)膜上沉积各种部件而构造插入件37。在 一个实施例中，通过首先在每一个层66、68上沉积导电金属材料来构造插 入件37，例如通过在引线18的迹线图案中进行印刷(包括分布引线18A、 路径50的导电部分51、电阻器53、54的内和外部分55、56等)。额外的碳 材料可随后沉积在每一层66、68上，例如通过印刷，以形成接触部40、42、 路径50的强化件60、电阻器53、54的等。任何额外的部件可随后被沉积， 例如任何介电部分。在一个实施例中，层66、68可以印刷在PET板件上且 随后被切割，以在印刷之后形成外周边形状。

端口14配置为用于以一个或多个已知方式将通过传感器16收集的数据 通信到外部源。在一个实施例中，端口14是通用通信端口，配置为用于以 通用可读方式进行数据通信。在图3-8和14所示的实施例中，端口14包括 用于连接到电子模块22的接口20，其针对图3的端口14显示。另外，在该 实施例中，端口14与用于插入电子模块22的容纳部24相关，所述电子模 块位于中底131的中间足弓或中足区域中的井部135中。如图3-8所示的， 传感器引线18汇合在一起以在其端子11处形成统一的接口20，以便连接到 端口14。在一个实施例中，统一的接口可以包括传感器引线18与端口接口 20的各种连接，例如通过多个电接触部。在另一实施例中，传感器引线18 可以被统一化，以形成外部接口，例如插塞类型接口或其他构造，且在进一 步的实施例中，传感器引线18可以形成非统一的接口，每一个引线18具有 其各种的单独端子11。如下所述，模块22可以具有用于连接到端口接口20 和/或传感器引线18的接口23。

在图3-8和14所示的实施例中，接口20采取电接触部或端子11的形 式。在一个实施例中，端子11形成在从层66、68中的一个延伸到为容纳部 24设置的孔27中的舌部或延伸部21上。延伸部使得引线18的端部统一到 单个区域，以形成接口20。在图3-8和14的实施例中，延伸部21从第二层 68延伸到孔27中，且在容纳部24中向下弯曲以将端子11放置在容纳部24 中且使得在容纳部24中可操作接口20。延伸部21可以在容纳部24的凸缘 28下方经过且通过槽道或唇部28下方的其他空间，以便延伸到容纳部24 中。在图3-8和14所示的构造中，延伸部21向下弯曲到井部135中且进入 容纳部24中，如上所述，以将端子11放置在容纳部24中且在容纳部24中 形成接口20。

容纳部24可以包含连接结构，例如用于实现接口20和模块22之间连 接的连接销或弹簧，如图14A、B所示。在一个实施例中，端口14包括形 成接口20的电连接头82，这可以包括分布附接到端子11的接触部，如上所 述。连接头82可以经由卷压连接连接到延伸部21和端子11。在该实施例中 接口20包括七个端子：每一个分布连接到传感器16中的一个四个端子11， 用作测量端子(在图9中的104b)的一个端子11，和用作电源端子(图9 中的104a)以将电压施加到电路10的一个端子。如上所述，在另一实施例 中电源端子可以代替地配置为地端子，传感器端子(图9中的104c-f)被配 置为电源端子。第七端子可以用于为附件提供电力，例如独特的识别芯片。 在一个实施例中，第六和第七端子11在尾部21A上延伸，所述尾部从延伸 部21的端部延伸。附件可以经过尾部21A上的两个端子11连接，以为附件 提供电力。附件可以包括具有存储器芯片的小的印刷电路板(PCB)，所述 芯片经由各向异性的接触形式附接到尾部21A。在一个实施例中，附件芯片 可以包括能独特地识别鞋物品100的信息，例如序号，以及例如鞋100是左 鞋或是右鞋、是男鞋或是女鞋、具体的鞋类型(例如跑鞋、网球鞋、篮球鞋 等)和其他类型的信息的实质信息。这种信息可以被模块22读取且随后用 于分析、提供和/或组织来自传感器的数据。附件可以密封到容纳部24中， 例如经由环氧树脂或其他材料。

端口14适于连接到许多不同的电子模块22，其可以与存储器部件(例 如闪存驱动盘)或其可以包含更复杂的特征。应理解，模块22可以是复杂 的部件，如个人计算机、可动装置、服务器等。端口14配置为用于将通过 传感器16收集的数据传递到模块22，用于存储、传递、和/或处理。在一些 实施例中，传感器系统12的端口14、传感器16和/或其他部件可以配置为 用于处理数据。传感器系统12的端口14、传感器16、和/或其他部件可以另 外或替换地配置为用于直接地向外部装置110或多个模块22和/或外部装置 110传递数据。应理解，出于这些目的，传感器系统12的端口14、传感器 16和/或其他部件可以包括适当的硬件、软件等。在鞋物品中的壳体和电子 模块的例子显示在美国专利申请No.11/416，458，其以美国专利申请公开 No.2007/0260421公开，其通过引用合并于此且成为本文一部分。虽然端口 14显示为具有形成用于连接到模块22的接口20的电子端子11，但是在其 他实施例中，端口14可以包含一个或多个额外的或替换的通信接口。例如， 端口14可以包含或包括USB端口、Firewire端口、16引脚端口或或其他类 型的基于物理接触部的连接，或可以包括无线的或非接触的通信接口，例如 用于Wi-Fi、Bluetooth、近场通信、RFID Bluetooth低能量、Zigbee或其他无 线的通信技术的接口，或用于红外线或其他光学通信技术的接口。在另一实 施例中，传感器系统12可以包括多于一个的端口14，其配置为用于与一个 或多个模块22或外部装置110通信。这种构造可以替换地被认为是单个分 布式端口14。例如，传感器16每一个可以具有用于与一个或多个电子模块 22通信的分开端口14。在该实施例中端口14通过引线18连接到传感器16 且可以位于插入件37的层之间，在插入件37的孔中，或在各种实施例中在 插入件37的上方或下方。应理解，多个或分布式端口(一个或多个)14可以与连接到单个端口14的两个或更多传感器的组合一起使用。在进一步实 施例中，传感器系统12可以包括具有不同构造的一个或多个端口14，其可 以包括本文所述的两个或更多构造的组合。

模块22可以另外具有一个或多个通信接口，用于连接到外部装置110， 以传递用于处理的数据，如下所述且如图5和20-21所示。这种接口可包括 如上所述的任何接触或非接触的接口。在一个例子中，模块22至少包括可 缩回的USB连接，用于连接到计算机和/或用于对模块22的电池充电。在另 一例子中，模块22可以配置为用于接触或无线连接到可移动的装置，例如 手表、电话、便携音乐播放器等。模块22可以配置为用于与外部装置110 无线通信，所述外部装置允许装置22保持在鞋100中。然而，在另一实施 例中，模块22可以配置为从鞋100去除以直接地连接外部装置110，用于数 据转移，例如通过如上所述的可缩回的USB连接。图20示出了一个实施例， 其中模块22配置为用于与一个或多个外部装置110无线通信。这种外部装 置110也可以将从传感器系统12接收的信息彼此通信，也如图20所示。

在无线实施例中，模块22可以连接到用于无线通信的天线(见图20)。 天线17可以成形为、大小设置为和定位为用于所选择无线通信方法的适当 的发送频率。另外，天线17可以位于模块22内部或在模块外部。在一个例 子中，传感器系统12本身(例如传感器16的引线18和导电部分)可以用 于形成天线。模块22可以进一步被放置、定位和/或配置为改善天线的接收， 且在一个实施例中，可以使用用户身体的一部分作为天线。在一个实施例中，模块22可以永久地安装在鞋100中，或替换地可以根据用户选择而去除且 能按期望保持在鞋100。另外，如下进一步所述的，模块22可以被去除和被 另一模块22更换，所述另一模块22被编程和/或配置为以另一方式收集和/ 或利用来自传感器16的数据。如果模块22被永久地安装在鞋100中，则传 感器系统12可以进一步包含外部端口(未示出)，以允许数据传递和/或电池 传递，例如USB或Firewire端口。应理解，模块22可以配置为用于接触和 非接触通信。

在另一实施例中，如图21所示，系统12可以不包括模块22，和代替地， 传感器16可以与外部装置110直接有线或无线通信。在图21所示的实施例 中，传感器16每一个具有单独的天线17(且也可以包括发送器或TX/RX 107)，其与外部装置110通信。在另一实施例中，多个传感器16可以通过 单个天线17(和/或单个发送器或TX/RX 107)通信。应理解，出于简单的 目的在图21中显示单个装置110，且传感器系统12可以直接或间接与几个 外部装置110通信。

尽管端口14可以位于各种位置而不脱离本发明，但是，在一个实施例 中，端口14设置在一位置和取向和/或以其他方式设置结构，以便避免或最 小化与穿戴者脚接触和/或刺激，例如在穿戴者向下迈步和/或使用鞋物品100 时，例如在体育活动期间。在图3-4和14中端口14的定位显示了一个这样 的例子。在另一实施例中，端口14定位为靠近鞋100的脚跟或脚背区域。 鞋结构100的其他特征可以有助于减少或避免穿戴者的脚和端口14之间的 接触(或连接到端口14的元件)和改善鞋结构100的总体舒适性。例如， 如上所述和如图3-4所示，脚接触构件133可以装配在端口14上且至少部 分地覆盖端口14，由此提供穿戴者的脚和端口14之间的衬垫层。可以使用 用于减少端口14和穿戴者的脚之间接触和调节穿戴者的脚从端口14的任何 不期望感觉的额外特征。

图14A-B进一步显示了端口14的一个实施例，其配置为用于插入构件 37。如上所述的相似结构被标记相同的或相似的附图标记。这种实施例和实 施例的变化在下文描述。如本文所述和本文公开的，端口14限定或支撑用 于可操作地与模块22连接的接口20。模块22也将在后文详述。通过端口 14和模块22之间的可操作连接，通过传感器组件12感测的数据可被获得、 存储和/或处理，以用于进一步使用和分析。

进一步如图14A-B所示，在该实施例中容纳部24包括基部构件140和 覆盖构件142。基部构件140可以对应于如上所述的盆状部29，其限定了侧 壁25和基部壁26。覆盖构件142具有尺寸设置为用于通过其中接收模块22 的中央孔153。覆盖构件142的下侧具有一对悬出柱体(未示出)，其与如下 所述的基部构件140上的接收件(未示出)协作。覆盖构件142的外周边限 定了唇部或凸缘28。在示例性实施例中，覆盖构件142可以具有悬出壁，其协同限定容纳部24的侧壁25。在这种构造中，基部构件140可以限定在侧 壁上的突台，以接收覆盖构件142上的悬出壁。

图14B进一步显示了接口组件156的部件。接口组件156具有承载器 157，所述承载器支撑电连接件82。电连接件82每一个具有限定了通过承载 器157弹性支撑的接触部，所述承载器与模块22上的相应接触部协作。如 图14所示，接口组件156操作地连接到延伸部21，所述延伸部具有在其上 的插入构件37的引线11。进一步如图14B所示，应理解，尾部21A可进一 步折叠到延伸部21的背侧上方且定位为与其邻近。进一步如图14所示，承 载器157定位在容纳部24的基部构件140的第一外侧槽道148。如从图14B 可理解的，填充材料159(例如密封胶)可以注射到承载器157后方的第二 外侧槽道150中。这种构造使得接口20的连接件82在盆状部29中露出， 用于连接到模块22。

图15-16显示了模块22的一个实施例的额外的视图和特征。如前所述， 模块22被端口14接收且操作地连接到端口14，以收集、存储和/或处理来 自传感器组件12的数据。应理解，模块21容置用于各种目的的部件，包括 但不限于印刷电路板、电源、灯构件、接口和不同类型的传感器，包括多轴 加速度计、陀螺仪和/或磁力计。模块22通常包括支撑接口组件171的壳体 170，所述接口组件形成接口23且具有形成用于与端口14的接口20协作的 接触部的电连接件。接口组件171具有多个连接件172和模块承载器173。 连接件172每一个具有远端，所述远端形成接触部，其共同限定模块22的 接口23。应理解，连接件172可以被插入模制，使得材料形成在连接件172 周围，以限定模块承载器173。壳体170通常具有模块基部构件175，其可 以包括多个构件(例如外构件和内构件)。壳体170进一步具有模块顶部构件177，其也可以包括多个构件(例如外构件和内顶部构件)。模块基部构件 175、模块顶部构件177、和接口组件171协作以提供在连接件172周围的密 封构造。在该实施例中，连接件172可以被认为具有包覆模制构造。这些部 件还形成内空腔，其中壳体170支撑内部部件，所述内部部件包括印刷电路 板180，所述印刷电路板操作地连接到连接件172。

应理解模块22接收在端口14中。模块22的前端插过中央孔153且进 入第一部分144。模块22尺寸设置为以干涉配合的方式大小基本对应于盆状 部29。在这种构造中，模块22上的接口23操作地接合端口14上的接口20， 其中接口20、23的相应接触为表面-表面接触。由此，该构造使得模块22 的接口23被迫抵靠端口14的接口20。模块22可以具有在后表面上的凹部 184，其接收容纳部24的突出部151，以有助于通过卡扣连接将模块22保持 在端口14中。用户可容易地通过在指状凹部29A的辅助下操作模块22而从 端口除去模块22。由此，在必要时，模块22可容易地插入到端口14和从端 口14去除，例如用于充电或传递数据，或在将用于一种应用的一类模块22 更换为用于不同应用的不同类型模块，或将电力耗尽的模块22更换为刚刚 充好电的模块22。

图5显示了示例性电子模块22的示意图，其包括通过数据传递/接收系 统107发送/接收的能力，所述系统可以根据本发明的至少一些例子使用。尽 管图5的示例性结构示出了数据传递/接收系统(TX-RX)107被整合到电子 模块结构22中，但是本领域技术人员应理解单独部件可以被包括以作为鞋 结构100的一部分或用于数据传递/接收目的的其他结构，和/或在本发明的 所有例子中数据传递/接收系统107不必完全包含在单个壳体中或单个包装 中。反而，如果期望，数据传递/接收系统107的各种部件或元件可以彼此分 开、在不同壳体中、在不同板上和/或以各种不同方式与鞋物品100或其他装 置分别接合，而不脱离本发明。不同可能安装结构的各种例子在后文详述。

在图5的例子中，电子部件22可以包括数据传递/接收元件107，用于 从一个或多个远程系统传递数据和/或接收数据。在一个实施例中，传递/接 收元件107配置为用于通过端口14通信，例如通过如上所述的接触或非接 触接口。在图5所示的实施例中，模块22包括配置为用于连接到端口14和 /或传感器16的接口23。在图5示出的模块22中，接口23具有与端口14 的接口20的端子11互补的接触部，以与端口14连接。在其他实施例中， 如上所述，端口14和模块22可以包含不同类型的接口20、23，其可以是接 触式的或无线的。应理解，在一些实施例中，模块22可以通过TX-RX元件 107与端口14和/或传感器16接口连接。因而，在一个实施例中，模块22 可以在鞋100外部，且端口14可以包括用于与模块22通信的无线传递接口。 这种例子的电子部件22进一步包括处理系统202(例如一个或多个微处理器)、存储器系统204、和电源206(例如电池或其他电源)。在一个实施例 中，电源206可以配置为用于感应充电，例如通过包括线圈或其他感应构件。 在该构造中，模块22可以通过将鞋物品100放置在感应垫或其他感应充电 器上来充电，允许不将模块22从端口14除去。在另一实施例中，电源206 可以另外或替换地配置为用于使用能量收集技术(energy-harvesting technology)充电，且可以包括用于能量收集的装置，例如通过吸收由于用 户的运动产生的动能而对电源206充电的充电器。

与一个或多个传感器的连接可如图5所示地实现，但是额外的传感器(未 示出)可以被设置，以感测或提供与许多种不同类型的参数相关的数据或信 息，例如与鞋物品100的使用或用户相关的物理或生理学的数据，包括计步 器类型的速度和/或距离信息，其他速度和/或距离数据传感器信息，温度， 高度，气压，湿度，GPS数据，加速度计输出或数据，心率，脉搏速率，血 压，体温，EKG数据，EEG数据，出汗检测，与角度缺项有关的数据和与 角度取向有关的改变(例如基于陀螺仪的传感器)等，且这种数据可以存储 在存储器204中和/或例如可用于通过传递/接收系统107传递到一些远程位 置或系统。额外的传感器(一个或多个)如果存在则也可以包括加速度计(例 如用于感测走步期间的方向改变，例如用于计步器类型的速度和/或距离信 息，用于感测跳跃高度等)。在一个实施例中，模块22可以包括额外的传感 器208，例如加速度计，且从传感器16而来的数据可以与从而来的加速度计 208整合，例如通过模块22或外部装置110。

在一个实施例中，传感器系统12、外部装置110或两者可以包含GPS 装置或传感器209，其可以包括GPS天线和其他必要的硬件。因为传感器系 统12通常在使用期间总是被用户携带，所以连接到传感器系统12的GPS 装置可以用于在使用时感测用户的位置。在图5的实施例中，GPS装置209 被显示为包含在模块22中，但是应理解GPS装置209可以在模块22的外 部且可以与另一实施例中的模块22通信。外部装置110可以另外或替换地 包括GPS装置209其可以在与如图21所示的传感器系统12结合使用时， 其不含有电子模块22。应理解，外部装置110和/或模块22的存储器204、 304和处理系统202、302可以包括且配置为用于处理软件，以与GPS装置 209一起使用。GPS装置209的操作和其与用于分析体育活动的系统400和 方法500的结合使用在后文详述。

作为额外的例子，如上所述的各种类型的电子模块、系统和方法可以用 于提供用于鞋物品的自动冲击缓冲控制。这种系统和方法可以例如如美国专 利No.6,430,843、美国专利申请公开No.2003/0009913、美国专利申请No. 2004/0177531中所述的那些一样操作，其描述了用于主动和/或动态控制冲 击衰减特点的系统和方法(美国专利No.6,430,843，美国专利申请公开No. 2003/0009913，和美国专利申请公开No.2004/0177531每一个通过参考完全 并入本文且成为本文的一部分)。在用于提供速度和/或距离类型信息时，美 国专利5,724,265、5,955,667、6,018,705、6,052,654、6,876,947和6,882,955 所述类型的感测单元、算法和/或系统可以使用。这些专利每一个通过参考完 全并入本文。传感器和传感器系统的额外实施例以利用其的及鞋物品和鞋底 结构和构件在以下文献中描述：美国专利申请No.12/483,824中，其被公布 为美国专利申请公开No.2010/0063778。美国专利申请No.12/483,828，其被 公布为美国专利申请公开2010/0063779和美国专利申请13/399,778和 13/399,935，二者通过引用以其全部内容合并于此且成为本文的一部分。

电子模块22也可包括启动系统(未示出)。启动系统或其部分可以与模 块22或鞋物品100(或其他装置)以及与电子模块22的部分一起或分开地 接合。启动系统可以用于选择性地让电子模块22和/或电子模块22的至少一 些功能(例如数据传递/接收功能等)启动。可以使用各种不同启动系统而不 脱离本发明。在任何这样的实施例中，传感器系统12可以包含“睡眠”模 式，其可在设定的不启动周期之后使得系统12停用。在替换实施例中，传 感器系统12可以操作为不启动或停用的低功率装置。

模块22可以进一步配置为用于与外部装置110通信，外部装置可以是 外部计算机或计算机系统，可移动装置，游戏系统或其他类型的电子装置， 如图6和10-12所示。图5所示的示例性外部装置110包括处理器302、存 储器304、电源306、显示部308、用户输入310和数据传递/接收系统108。 传递/接收系统108配置为用于经由模块22的传递/接收系统107、通过已知 任何类型的电子通信(包括如上所述和本文其他位置所述的接触和非接触通 信方法)与模块22通信。应理解，模块22和/或端口14可配置为用于与多 个外部装置通信，包括许多种不同类型和构造的电子装置，且还包括中间装 置，所述中间装置用于将信息传递到另一外部装置，且可以或可以不进一步 处理这种数据。另外，模块22的传递/接收系统107可以配置为用于多种不 同类型的电子通信。进一步应理解，鞋100可以包括分开的电源，以在必要 时操作传感器16，例如电池、压电电源、太阳能电源或其他电源。在图3-8 的实施例中，传感器16通过连接到模块22而接收能量。

如下所述，这种传感器组件可被定制为用于电子模块22和/或外部装置 110的具体软件。第三方可以提供这种软件以及鞋底插入件，其具有定制的 传感器组件，作为一个包。模块22和/或总的传感器系统12可以与一个或多 个算法协作，用于分析从传感器16获得的数据，包括在模块、外部装置110 或另一部件上存储和/或执行的算法。

在操作中，传感器16根据其功能和设计收集数据，和传递数据到端口 14。端口14随后允许电子模块22与传感器16接口通信，且收集用于以后 使用和/或处理的数据。在一个实施例中，数据被以通用可读形式收集、存储 和传递，如此数据能被多个使用者访问和/或下载，用于各种不同应用，用于 各种不同目的。在一个例子中，数据以XML格式收集、存储和传递。在一 个实施例中，模块22通过测量测量端子104b处的电压降而检测利用如图9 所示的电路10的传感器16中的压力变化，这种电压降反映了当前被切换的 具体传感器16的电阻变化。图13示出了用于传感器16的压力–电阻曲线 的一个例子，虚线显示了由于例如插入件37的弯曲这样的因素造成的曲线 潜在迁移的情况。模块22可以具有启动电阻RA，且是模块22在传感器上 记录压力所必要的检测电阻。生产这种电阻的相应压力被称为启动压力PA。 启动电阻RA可以被选择为期望让模块22记录数据时的具体启动压力PA。 在一个实施例中，启动压力PA可以为约0.15bar，约0.2bar，或约0.25bar， 且相应的启动电阻RA可以为约100kΩ。另外，在一个实施例中，最高敏感 范围可以为150-1500mbar。在一个实施例中，被如图3-4和图6-8所示地构 造的传感器系统12可检测0.1-7.0bar(或约0.1-7.0atm)范围的压力，且在 另一实施例中，传感器系统12可以以高敏感性检测这种范围以上的压力。

在不同实施例中，传感器系统12可以配置为收集不同类型的数据。在 一个实施例中(如上所述)，传感器(一个或多个)16可收集与压缩的数量、 顺序和/或频率有关的数据。例如，系统12可记录在穿着鞋100的同时引起 的步伐、跳跃、横切、踢、或其他引起挤压力的数量或频率，以及例如接触 时间和飞行时间的其他参数。定量传感器和二元开/关类型传感器可聚集这种 数据。在另一例子中，系统可记录通过鞋引起的挤压力的顺序，其可用于例 如确定脚内旋或反掌、重量迁移、脚步模式或其他这种应用的目的。在另一 实施例(也如上所述)中，传感器(一个或多个)16能定量地测量鞋100 的邻近部分上的挤压力，且数据因此可包括定量挤压力和/或冲击测量。鞋 100的不同部分上的力的相对差异可用于确定鞋100的重量分布和“压力中 心”。重量分布和/或压力中心可针对一只或两只鞋100独立地计算，或可在 两只鞋上一起计算，例如用于找出人的整个身体的压力中心或重量分布中心。在进一步实施例中，传感器(一个或多个)16可以测量挤压力的变化率、 接触时间、飞行时间或冲击之间的时间(例如跳跃或跑步)，和/或其他暂时 依赖型参数。应理解，在任何实施例中，在记录力/冲击之前传感器16会需 要某些临界力或冲击，如上所述。

如上所述，在一个实施例中数据通过通用端口14以通用可读格式提供 到模块22，从而可使用数据的应用、使用者和程序的数量几乎是无限的。由 此，端口14和模块22被用户按照期望配置和/或编程，且端口14和模块22 接收来自传感器系统12的输入数据，所述数据可以以期望用于不同应用的 任何方式使用。模块22可以识别接收的数据是与左鞋或是右鞋有关，例如 通过使用独特的识别芯片。模块22可以根据L/R鞋的识别不同地处理数据， 且也可以通过识别数据是否来自L/R鞋而将数据传递到外部装置110。外部 装置110也可以基于L/R鞋的确认不同地处理或以其他方式操作数据。在一 个例子中，传感器16与端子11和接口20的连接在左和右插入件37之间可 以是不同，如图12所示且如上所述。根据这种构造，来自左插入件37的数 据可以与来自右插入件37的数据不同地解读。模块22和/或电子装置110 可以针对包含在独特识别芯片92上的其他识别信息执行相似的动作。在许多应用中，在使用之前数据被模块22和/或外部装置110进一步处理。在外 部装置110进一步处理数据的构造中，模块22可以将数据传递到外部装置 110。这种被传递的数据可以以相同的通用可读格式传递，或可以以另一格 式传递，且模块22可以配置为改变数据的格式。另外，模块22可被配置和 /或编程为收集、利用、和/或处理来自用于一个或多个具体应用的传感器16 的数据。在一个实施例中，模块22配置为用于收集、利用和/或处理用于在多个应用中使用的数据。这种使用和应用的例子在下文给出。如在本文使用 的，术语“应用”通常是指具体使用，而不是必须指计算机程序应用，因为 该术语是用在计算机领域的。然而，具体应用可以完全或至少部分地在计算 机程序应用中实施。

进一步地，在一个实施例中，模块22可从鞋100去除且被替换为第二 模块22，所述第二模块配置为用于与第一模块22不同地操作。例如，更换 是通过提升脚接触构件133、将第一模块22从端口14断开连接和将第一模 块22从容纳部24去除随后将第二模块22插入容纳部24并将第二模块22 连接到端口14且最后可脚接触构件133防止就位而实现的。第二模块22可 以与第一模块22不同地编程和/或配置。在一个实施例中，第一模块22可以 配置为用于一个或多个具体应用中，且第二模块22可以配置为用于一个或 多个不同应用中。例如，第一模块22可以配置为用于一个或多个游戏应用 且第二模块22可以配置为用于一个或多个运动表现监视应用。另外，模块 22可以配置为用于相同类型的不同应用。例如，第一模块22可以配置为用 于一个游戏或运动表现监视应用，且第二模块22可以配置为用于不同游戏 或运动表现监视应用。作为另一例子，模块22可以配置为在相同游戏或表 现监视应用中有不同用途。在另一实施例中，第一模块22可以配置为收集 一类数据，且第二模块22可以配置为收集不同类型的数据。这种类型数据 的例子在本文描述，包括定量的力和/或压力测量，相对力和/或压力测量(即 传感器16相对于彼此)，重量迁移/转移，冲击顺序(例如对于脚踢方式)， 力和/或压力变化速率等。在进一步实施例中，第一模块22可以以与第二模 块22不同的方式配置为利用或处理来自传感器16的数据。例如，模块22 可以配置为仅对数据进行收集、存储和/或通信，或模块22可以配置为进一 步以某种方式处理数据，例如管理数据，改变数据形式，使用数据执行计算 等。在另一实施例中，模块22可以配置为以不同方式通信，例如具有不同 通信接口或配置为与不同外部装置110通信。模块22也可以在不同方面发 挥功能，包括两者结构和功能方面，例如使用不同电源或包括额外的或不同 的硬件部件，例如如上所述的额外的传感器(例如GPS，加速度计等)。

对通过系统12收集的数据想到的一种用途是测量重量转移，这对许多 体育活动来说是重要的，例如高尔夫挥杆，棒球/垒球挥棒，曲棍球挥棍(冰 球或陆上曲棍球)，网球挥拍，扔/投球等。通过系统12收集的压力数据可赋 予与平衡和稳定性有关的有价值的反馈，用于在任何可应用的运动领域提高 技术。应理解，可以基于由此收集的数据的目的用途设计更多或更少的昂贵 且复杂的传感器系统12。

通过系统12收集的数据可用于测量各种其他运动表现特点。数据可用 于测量脚内转/反掌的程度和/或速度，脚步模式，平衡，和其他这种参数， 所述参数可用于提高跑步/慢跑或其他体育活动的技术。对于内转/反掌，数 据分析也可用作内转/反掌的预测。可执行速度和距离监视，其可以包括基于 测量结构的计步器，例如接触测量或腾空时间测量。跳跃高度也可被测量， 例如通过使用接触或腾空时间测量。横向切入力可被测量，包括在切入期间 应用于鞋100的不同部分的差分力。传感器16也可被定位为测量剪切力， 例如脚在鞋100中的横向滑动。作为一个例子，额外的传感器可以并入到鞋 100的鞋帮120的侧部，以感测抵靠侧部的力。

由此获得的数据或测量结果可以应用运动训练目的，包括提高速度、动 力、爆发力、一致性、技术等，如后文所述。端口14、模块22和/或外部装 置110可被配置为向用户除主动的实时反馈。例如，教学或训练过程可以配 置为分析体育活动和基于这样的活动提供教学和/或其他反馈，如后文所述。 在一个例子中，端口14和/或模块22可被置于与计算机、可移动装置等通信， 以便实时地传递结果。在另一例子中，一个或多个振动元件可以包括在鞋100 中，其可通过让鞋的一部分振动而有助于控制运动，例如美国专利No. 6,978,684公开的特征，该专利通过参考并入本文且成为本文的一部分。另外， 数据可用于将体育运动进行比较，例如将运动与用户过去的运动比较，以显 示一致向、提高程度或欠缺程度，或将用户的运动与另一用户的相同运动比 较，例如专业高尔夫球手的挥杆。下文描述进一步和更详细的例子。

系统12也可配置为用于“全天活动”跟踪，以记录用户在一天的时间 中所进行的各种活动。系统12可以包括用于该目的的具体算法，例如在模 块22、外部装置110和/或传感器16中。系统12也可以用于基于通过传感 器16检测的通过用户做出的运动而控制应用，而不是数据收集和处理应用， 例如在外部装置110的控制中使用，例如计算机、电视、视频游戏等。

含有本文所述的传感器系统12的单个鞋物品100可单独或与第二鞋物 品100’组合使用，所述第二鞋物品具有其自己的传感器系统12’，例如一 对鞋100、100’，如图10-12所示。第二鞋100’的传感器系统12’通常包 括通过传感器引线18’连接到端口14’的一个或多个传感器16’，所述端口 与电子模块22’。如图10-12所示的第二鞋100’的第二传感器系统12’具 有与第一鞋100的传感器系统12相同的构造。然而，在另一实施例中，鞋 100、100’可以具有构造不同的传感器系统12、12。两个鞋100、100’配 置为用于与外部装置110，且在示出的实施例中，鞋100、100’每一个具有 配置为用于与外部装置110通信的电子模块22、22’。在另一实施例中，鞋 100、100’而在可以具有配置为用于与同一电子模块22通信的端口14、14’。 在该实施例中，至少一个鞋100、100’可以配置为用于与模块22无线通信。 图10-12示出了用于模块22、22’之间通信的各种模式。

图10示出了了“网孔(mesh)”通信模式，其中模块22、22’配置为 用于彼此通信，且还配置为用于独立地与外部装置110通信。图11示出了 了“菊花链”通信模式，其中一个模块22’通过其他模块22与外部装置 110通信。换句话说，第二模块22’配置为将信号(其可以包括数据)通信 到第一模块22，且第一模块22配置为将从两模块22、22’而来的信号通信到外部装置110。同样，外部装置通过第一模块22经由将信号发送到第一模 块22而与第二模块22’通信，所述第一模块22将信号通信到第二模块22’。 在一个实施例中，模块22、22’也可彼此通信以用于并非向或自外部装置 110传递信号的目的。图12示出了“独立”通信模式，其中每一个模块22、 22’配置为用于与外部装置110独立通信，且模块22、22’不配置为用于彼 此通信。在其他实施例中，传感器系统12、12’可以配置为用于彼此通信和 /或以其他方式与外部装置110通信。

图22-23B示出了用于如上所述的鞋物品10的传感器系统12的额外实 施例。在一个实施例中，如图22所示，鞋传感器系统12可以并入到内底构 件137中，所述内底构件包括通过引线18连接到端口14的四个传感器116。 内底构件137可以是脚接触构件，例如鞋垫，或可以是定位在脚接触构件下 方的内底。在另一实施例中，如图22所示的传感器系统12可并入到不同类 型的鞋底构件中。在图22的实施例中，端口14连接到天线17，用于从传感 器16将信号传递到本文所述的外部电子装置(未示出)。端口14可以连接 到如上所述的电子模块22，且天线17可以是模块的一部件。在另一实施例 中，可以不包括电子模块22，且天线17可以是端口14的部件且配置为用于 直接与外部装置无线通信。应理解，在任何实施例中，天线17可以通过足 够的硬件和其他部件实现，以允许将数据传递到外部装置。如图3-4和6-8 所示，在图22的实施例中传感器116类似地定位到插入件37的传感器。

图22示出的实施例中传感器116可以与如上所述的图3-4和6-8中实施 例的传感器16不同地配置。例如，在图23A和23B示出的实施例中，传感 器116可以包括接触部40、42，所述接触部是密封柔性薄膜中的空腔41中 的简单的碳接触部。使用图23A和23B所示接触部40、42的传感器116可 以配置为与如上所述的图3-4和6-8的传感器16类似地动态地感测力的变 化，或可以在另一实施例中用作二元开/关传感器。在图23A的实施例中， 内底构件137的本体可以形成密封柔性薄膜，所述密封柔性薄膜包围传感器 116，引线18从接触部40、42经过内底构件137达到端口14。在图23B的 实施例中，内底构件137可以包括第一柔性构件137A，其包围含有传感器 116的空腔41和连接到第一柔性构件137A的第二柔性构件137B。引线18 被显示为从接触部40、42延伸穿过第一柔性构件137A达到端口14，但是 引线18可以在另一实施例中延伸穿过第二柔性构件137B的至少一部分。在 图23B的实施例中，第一和第二柔性构件137A、137B可以用具有不同性能 的不同材料制造。例如，第一柔性构件137A可以用柔性、耐久和/或防水材 料制造，例如热朔性聚氨酯(TPU)、硅树脂或其他聚合物材料。第二柔性 构件137B可以用缓冲材料制造，例如通常用在内底和袜衬中的泡沫材料。

用于分析体育活动系统和方法的实施例也可以用于不同的衣服物品和/ 或用于感测运动的其他设备。例如，用于鞋物品的传感器系统可以包括传感 器，例如3-轴加速度计、3轴陀螺仪传感器、和/或罗盘，其可以感测用户脚 的生物力学运动，而不使用压力/力传感器。应理解，在一个实施例中，所有 这些传感器可以并入到单个电子模块中，例如如上所述的模块22。另外，用 于其他衣服物品的传感器系统可以利用相似的模块(即具有加速度计、陀螺 仪和/或罗盘传感器)，用于检测不同类型的生物力学运动。

作为另一例子，衬衫90或裤子91可以设置有传感器系统12，用于感测 力、运动和/或其他生物力学参数，如图17-19所示。在这些实施例中衬衫 90和裤子91包括在连结区域处的传感器93，其经由多个引线95与端口94 通信。可以根据本文所述的其他实施例提供的模块22可以连接到端口94， 以从传感器93收集反应生物力学参数的数据。在一个实施例中，传感器93 和引线95可以柔性聚合物材料形成，导电颗粒材料散布在其中。引线95可 以具有高密度导电材料，以使得导电性的变化最小化，且传感器93可以具 有低密度导电材料，从而传感器93的挤压和/或其他变形可以改变传感器的 导电性/电阻性。这种导电性/电阻性的变化可以用于指示传感器93处的力和 /或运动，类似于如上所述的鞋传感器系统12。模块22可以收集这种数据且 将其通信到外部装置110，类似如上所述。应理解模块22可以配置具体用于 从传感器93收集数据。在这些个实施例中，系统400可以用于将教学和/或其他反馈提供给用户，以有助于用户形成具体生物力学运动模式，例如在体 育活动中使用。这种生物力学运动方式的例子包括投掷运动、篮球投篮运动、 用于跨栏或跳高的跳跃形式、挥舞运动(例如高尔夫球、棒球、曲棍球、网 球)、舞蹈运动等。应理解，如上针对鞋10、衬衫90和裤子91所述的传感 器系统12可以与其他衣服物品或连接到本体其他部分的其他设备结合使用。 还应理解，除了其他类型传感器以外或与之组合，任何这种传感器系统可以 包括如上所述的任一或两种类型的传感器16、93。在进一步实施例中，系统 400和方法500可以与其他传感器系统或设备结合使用，用于感测运动，包 括并入到其他衣服物品的传感器系统。

用于分析体育活动的系统400的示例性实施例显示在图20和21中，且 至少包括传感器系统12，所述传感器系统配置为在用户处于生物力学运动时 感测用户的生物力学参数，以及包括至少一个电子装置110，其与传感器系 统12通信，从而电子装置110可接收通过传感器系统12收集的数据。电子 装置110配置为用于分析数据，以确定在用户的生物力学运动中是否相当于 期望的生物力学运动模式存在偏离，且可以在确定操作相当于期望的生物力 学运动模式的偏离时对用户产生指示。在一个实施例中，偏离可以通过使用 生物力学运动模板确定，如后文详述。这种模板可以存储在电子装置110的 存储器304中。在该实施例中，电子装置110可将从传感器系统12接收的 数据与对应于期望生物力学运动模式的生物力学运动模板比较，以确定相当 于该模板的任何偏离。相对于模板的偏离可以指示相对于生物力学运动模式 的偏离。应理解“偏离”的确定可以包括阈值改变，其中除非阈值被超过否 则数据不被认为与模板偏离。

可以以各种方式获得运动模板。作为一个例子，模板可以包括在存储于 电子装置110的存储器304中的软件应用和/或从其他实体存储介质获得。作 为另一例子，模板可以通过与另一电子装置110的通信访问(包括从电子模 块22)，例如通过因特网或其他网络下载。作为进一步的例子，模板可以通 过用户形成，通过选择期望的运动模式或记录用户或另一人的实际运动模 式。应理解，任何这种模板可以存储在存储器304中。

生物力学运动模板的例子可以结合系统400的实施例使用，且方法500 包括各种迈步和其他跑步模板，例如用于脚触地模式、脚触地载荷或力的模 板、步态速度、步长、脚触地接触时间、速度、距离、脚触地节奏、内转/ 反掌、走步力、鞋帮本体运动、倾斜、不对称、姿势和其他。通过并入鞋物 品100中的传感器系统12(例如图3-4和6-8或图22-23B所示)收集的数 据可以与这些模板中的一个或多个相比。生物力学运动模板(其与系统400 和方法500的实施例结合使用)的额外例子包括的模板用于：跑步形式、投 掷形式(可以针对具体活动修改，例如棒球、足球、垒球、板球)、篮球投 篮形式、挥舞形式(其可以针对具体活动修改，例如棒球、高尔夫球、网球、 曲棍球等)、脚踢形式(例如用于英式足球或橄榄球)、溜冰或滑轮形式、挺 跳跃形式、爬山形式、举重或其他静态锻炼形式、姿势、和对应于许多其他生物力学运动模式的模板。图17-19所示的传感器系统12和/或另一类型的 传感器系统可以另外或替换地与这些模板中的至少一些结合使用。模板可以 基于不同主体的数量来形成，包括优选的或“正确的”生物力学运动模式(例 如教练、训练者、运动医学专业人员等)的输入、用户过去的生物力学运动 模式、著名运动员或其他著名人士的生物力学运动模式等。

在一个实施例中，多个模板可以用于单个活动和/或用于不同活动。例如， 多个不同类型的模板可以用于单个活动，例如脚触地模式模板、脚触地载荷 模板和用于跑步活动中使用的其他模板。在一个实施例中，多个模板可以同 时地被装置110使用以用于分析单个活动中的多个不同生物力学运动模式。 作为另一例子，相同类型的多个不同模板可以使用，例如脚跟着地、中足着 地、前足着地脚触地模式模板。进一步地，与活动结合使用的模板(一个或 多个)可以被用户或另一人手动地选择、被处理器302自动地选择或这种技 术的组合。例如，用户或另一人可以手动地选择具体脚触地模式模板或具体 投掷形式模板，以教导用户具体脚触地模式或投掷动作。作为另一例子，用 户可以选择具体活动，且装置110可以自动地基于期望的活动选择模板，例 如选择用于短跑vs长距离跑步vs足球运动的不同脚触地模式模板。应理解， 自动选择可并入自用户的输入(例如过去的表现数据、对提出问题的回答 等)。作为进一步的例子，手动或自动选择的模板可以基于用户的特点(例如身高、体重、年龄、BMI、过去的表现等)被进一步修正(手动地或自动 地)。用于选择模板的其他方法也可以使用。

在一个实施例中，生物力学运动模板可以针对不同使用者变化。不同使 用者可以利用不同模板，且相似模板的内容可以取决于各用户的特点(例如 身高、体重、年龄、BMI、健康堵等)变化。在一个实施例中利用模板的装 置110可以为用户提供识别，例如通过用户名字、口令、生物ID等，且可 以存储针对每一个被识别用户定制的模板。在另一实施例中，利用模板的装 置110也可以用于基于用户特点自动选择模板，而不需要具体识别用户。

图24示出了了用于分析体育活动的方法500的一个示例性实施例，其 可以用于图20-21所示的系统400或本文所述的用于分析体育活动的另一类 型系统400。应理解图24的方法500的实施例针对电子装置110(或一些装 置)的动作示出，所述装置与如上所述的传感器系统12通信，且可以通过 其他部件执行其他动作，例如传感器系统的模块22。例如，在装置110从传 感器系统12接收数据之前，在一个实施例中，模块22收集通过传感器16 感测的数据和将数据传递到装置110。模块22可以在传递之前可选地执行数 据的一些处理。另外，通过装置110和/或模块22执行的动作可以涉及这种 装置的处理器202、302、存储器204、304和/或其他部件。

如图24示出的方法500的步骤510处，装置110从传感器系统12接收 数据，数据可以通过模块22或以另一方式传递。在一个实施例中，装置110 以基本上连续的方式从传感器系统12实时地接收数据，这可以在各种实施 例中通过周期地传递各数据单元或数据包来实现。在其他实施例中，装置110 可以接收间断或单次传递中收集的过去的数据。在进一步实施例中，装置110 可以从多个不同传感器系统接收数据。

装置110随后分析数据以确定在用户的生物力学运动中是否存在相对于 期望生物力学运动模式的偏离。在图24的实施例中，在步骤520装置110 通过将数据与已经选择的一个或多个模板比较而确定是否存在偏离，和在步 骤530确定数据和模板之间是否存在匹配。在各种实施例中许多不同类型的 标准可用于确定匹配或偏离是否存在。另外，如上所述，各种预定阈值可以 用于确定偏离，由此除非偏离的程度超过特定阈值则不确定偏离存在。图 25-28示出了测量数据和一个或多个模板之间比较的视图，且在下文更详细 描述这些视图。

在确定是否存在偏离之后，方法500结束，或者装置110在步骤510继 续分析从传感器系统12接收的额外数据。如果没有检测到偏离，则在一个 实施例中装置110可以在步骤540可选地为用户产生成功指示。这种成功指 示可以采取一个或多个不同形式，包括针对偏离指示在本文所述的任何形 式。如果检测到偏离，则在550装置110为用户产生偏离指示。这种指示可 以是一个或多个不同的形式，包括视觉的、触觉的、听觉的和其他指示。例如，视觉指示可以设置在装置的显示部上，其中指示可以显示为文本、图形、 颜色(例如表示成功或红色表示偏离)，或其他视觉显示。视觉指示也可以 通过闪烁光或其他部件提供。作为另一例子，触觉指示可以通过振动电动机 或其他与装置110相关的振动装置提供。不同振动模式、强度、频率等可以 用于指示不同结果(成功vs失败)。作为进一步的例子，听觉指示可以通过 扬声器或与装置110相关的其他声音装置提供。听觉指示可以采取说话、蜂鸣、汽笛、钟声和可以理解指示成功或失败的其他声音。可以产生其他不同 类型的指示，且应理解所提供的指示的类型(一个或多个)可以取决于装置 的能力。也可使用指示的组合。指示可以另外或替换地通过将信号传递到另 一装置而产生，以使得其他装置生产如上所述的指示。另外，成功和/或失败 的指示可以实时地显示给用户，或可以在更晚的时间示出，例如在活动完成 之后。

在一个实施例中，用户可以被提供选项，以选择要被产生的一个或多个 不同类型的指示，和可以选择不同的“好”和“坏”指示。在另一实施例中， 装置110可以提供让用户选择指示“音调”的能力。例如，装置110可以让 用户选择：“教练”模式，其中成功或失败的指示更有权威性和命令性；“伙 伴”模式，其中这种指示更有支持性且令人鼓舞；“竞争”模式，其中这种 指示的特点是更有竞争性；想像或滑稽符号使得这种提示更有趣或更有娱乐 性的模式等。这种指示模式可以通过装置110显示的虚拟形象来实现，以表 现为向用户说话。用户可以进一步提供选择和/或设计被装置110利用的虚拟 形象的能力，包括视觉外观、声音、个性等。

除了用户的运动是否偏离模板的信息外，装置110可以提供更多指示信 息。在一个实施例中，如上所述的偏离指示也可以包括偏离程度的指示。例 如，在具有视觉显示308的装置110上，偏离程度可以通过数值、图形显示 (例如图25-28)、不同颜色、形状、浓度的显示和其他视觉指示或其组合来 示出，以表示更大或更小的偏离。作为另一例子，在具有声音输出的装置110 上，声音可以被发出，其音高、音量、节奏等可以变化且其他这种听觉指示 或组合也可以使用，以表示更大或更小的偏离。作为进一步的例子，在具有 触觉输出的装置110上(例如振动电动机)，不同触觉感觉可以产生，以表 示更大或更小的偏离，例如不同强度、节奏等的振动，以及其他这种触觉指 示或其组合。装置110可以进一步设置有额外表现监视应用，以允许用户在 活动期间和/或在活动完成之后追溯动态地监测他/她的表现指标。

本文所述的装置110可以包括一个或多个应用或其他软件，以为用户提 供教学信息，其可以利用本文所述的一个或多个不同类型的模板。模板可以 包括在软件中和/或可以从外部来源获得，例如通过定制生成、从外部装置和 /或存储介质下载等。这种软件可以具体配置为用于单个活动、生物力学运动 模式、或传感器系统的类型，或可以与多个活动、多个生物力学运动模式和 /或多个不同类型的传感器系统结合使用。在一个实施例中，软件可以合并用 于单个活动的多个模板，利用从一个或多个类型的传感器系统的数据输入。另外，这种软件可以合并用户数据，例如身高、体重、性别、BMI、实际记 录的运动数据等，且这些类型的数据可以手动地输入、从分开的存储介质下 载、从通过传感器系统12获得测量结果收集和/或通过其他手段获得。进一 步地，这种软件可以提供各种程度的用户控制和互动。例如，用户可以选择 具体活动和用于软件的具体类型或教学输入类型。作为另一例子，用户或另 一人(例如教练、训练者、临床医师、医学专业人士等)可以具体涉及或创 建模板或修改现有的模板。

设置有这种软件的装置110可以显示活动的实时结果，例如实时生物统 计运动数据，与期望模板的符合和/或偏离的实时指示，来自其他使用者的实 时信息(例如竞争或活动组中的其他参与者，社会网络接触者等)，和其他 类型的实时活动。应理解实时结果可以更有效地与用户会在活动期间携带/ 穿戴的小型可移动装置110相结合。设置有这种软件的装置110可以另外或 替换地提供收集的过去信息，例如通过提供具有活动数据和/或分析的活动摘 要。例如，软件可以产生活动后摘要，其可以包括表现数据，与期望模板一 致的成功，与其他使用者或用户的过去表现的比较等，其可以以各种形式提 供。

在一个实施例中，装置110和/或相关软件可以提供逐渐的教学反馈，以 逐渐增量地将用户引导到期望生物力学运动模式。逐渐的或增量的教学可以 在一些情况下是有用的或必要的，因为生物力学运动模式的快速变化会增加 受伤的风险。实现通过装置110进行的逐渐或增量的教学的一种模式是，在 指定使用量(例如指定时间量、重复次数、行进距离等)之后将生物力学运 动模板改变为返回到对用户来说更熟悉的或正常的模板。例如，主要脚跟落 地的跑步者会希望逐渐将他/她的脚触地模式改变为主要中足或前足触地模式，例如在3-6月的过程中。在一个实施例中，逐渐转变可通过最初针对仅 小部分跑步过程使用期望的脚触地模板来实现，且随后在指定部分完成之后 返回到通常(例如脚跟落地)模板和/或停止模板使用。模板使用可随持续跑 步而逐渐增加。作为一个例子，最初期望脚触地模板可以用于每次跑步的约 10％的长度，期望模板的使用可以每一星期增加5％直到对的100％的使用。 应理解，这种逐渐或增量的教学可以用于辅助任何脚触地模式向任何其他脚 触地模式的转变，或在其他类型的不同生物力学运动模式之间转变。

在另一实施例中，可以使用一个或多个中间模板，所述中间模板可以将 用户引导到用户当前运动模式和最终期望运动模式之间的过渡运动模式。作 为一个例子，试图转换为中足或前足落地的主要脚跟落地的跑步者可以利用 脚触地模板，其与跑步者的当前脚触地相比鼓励更少的脚跟落地，但是不鼓 励像最终期望运动模式那样强的中足或前足落地。图27示出了位于跑步者 的实际运动数据605和最终期望脚触地模板604之间的中间模板606，如下 所述。在一些实施例中可以利用多个中间模板，以更加逐渐地达到从一个生物力学运动模式到另一个的转变。中间模板也可以是逐渐使用的，如上所述。

应理解，模板的相似逐渐使用和/或中间模板的使用可以应用于对其他生 物力学运动模式的教学，且在其他应用中，更多或更少的逐渐过程可以是合 适的。另外，装置110和相关的软件可以包括使得这种逐渐或增量教学的一 些方面自动化的算法。例如，在一个实施例中，装置110可以自动地应用模 板使用和/或中间模板使用，或可以让用户选择这种自动使用特点。在另一实 施例中，装置110可以应用具体用户选择，例如选择具体中间模板或选择可 以推进逐渐模板使用的速度。在进一步实施例中，装置110可以用于模板的 具体用户设计，包括中间模板，和应用针对训练项目的具体用户设计。

图25-28示出了可以根据一个实施例使用的各种脚触地模式模板的视 图，以及将实际数据与这种模板比较的视图。应理解，图25-28示出了在分 析体育活动中通过装置110发生的处理过程的示意性视图。在一个实施例中， 装置110可以产生反映类似于图25-28所示的当前/实时或过去分析的视图， 例如通过GUI显示、打印或其他手段。图25示出了基于图3-4和6-8和图 22-23B中的传感器系统12中传感器16位置处测量的最大压力或力的脚触地 模板601(虚线)的一个例子。如果过多或不足的压力或力施加在一个或多 个传感器16上则会发生相对于模板601的偏离。从体育活动收集的假设数 据602在图25中显示为实线，且还示出了阈值容差603。如图25所示，脚 跟处测量的压力超过模板601中的期望值且在阈值容差603以外，而在第一 和第五跖骨处测量的压力小于期望值且也在阈值容差603以外。另外，在该 例子中，在第一趾骨擦测量的压力略微大于模板601的期望值，但是在阈值 容差603中。由此，在这种例子中，在脚跟、第一跖骨和第五跖骨处测量的 数据被认为偏离模板，且在第一趾骨处测量的数据符合模板。这可以被认为 是与模板偏离且在脚跟处过重的脚触地，这取决于对管理偏离定义的规则。 在各种实施例中，偏离可以被认为是基于与模板偏离或符合的传感器的数 量、与模板偏离或符合的总体程度、或其他因素或这些因素的组合而发生的。 进而，在一个实施例中，装置110可以显示类似于用于每一个脚触地的图25(使用显示部308)的条形图，模板(即“理想”脚触地)显示为带动态运 动的“实际的数据”条，从而跑步者可监测每一个脚触地和且按照期望进行 调整。在另一实施例中，模板601可以利用在每一个传感器16处测量的脚 触地力(例如相对于其他传感器16)，而不是绝对的力测量，其可以对用户 体重的不准确记录进行补偿。

图26-27示出了基于测量的冲击压力和正时/顺序二者的脚触地模板604 的额外例子(虚线)，所述冲击是在图3-4和6-8和图22-23B的传感器系统 12中的传感器16的位置处被测量的。如果过多或不足压力或力被施加在一 个或多个传感器16上和/或如果在每一个传感器16处冲击的顺序和/或接触 时间与期望顺序或正时偏离，则发生相对于模板的偏离。从体育活动收集的 假设数据605在26-27中显示为实线。应理解用于压力和/或正时的阈值容差 可以用在这些实施例中，但是未示出。如图26所示，在脚跟处测量的压力 超过模板中的期望值且在大约相同的正时发生，但是有更大的接触间隔。在 该同一例子中，在第一和第五跖骨处测量的压力略微小于模板604中的期望 值且具有大约系统的接触间隔，但是发生在比模板604更迟的正时。进一步 地，在该例子中，在第一趾骨处测量的压力大约与模板604在的期望值相同 且具有大约相同的接触间隔，但是发生在比模板604更迟的正时。取决于管 理偏离定义的规则，这种脚触地可以被认为是脚跟落地太重且会形成与模板604的偏离。图27示出了与图26相同的数据605和模板604，且还示出了 可用在使得用户的表现朝向最终目标模板604变化的逐渐教学过程中的中间 模板606(点划线)，如上所述。

图28示出了脚触地模板607(虚线)的进一步例子，其基于冲击的正时 /顺序，所述冲击在图3-4和6-8和图22-23B的传感器系统12中的传感器16 位置处测量。在该实施例中，来自传感器16的数据本身不是动态的，且仅 包括二元的“活动”和“非活动”数据。换句话说，在该实施例中传感器16 仅检测力和而不量化地测量力，且在某些阈值压力已经应用于传感器16时， 系统12将读出传感器是“活动的”。在各种实施例中这种功能可以基于模块22的构造和/或传感器16的能力。在每一个传感器16处冲击的顺序和/或接 触时间与期望顺序或正时不同则发生相对于模板的偏离。应理解用于正时的 阈值容差可以用在这些实施例中，但是未示出。从体育活动收集的假设数据 608在28中显示为实线。如图28所示，在脚跟处测量的接触时间大于模板 中的接触时间，且其他三个传感器16的激活比通过模板设定的更迟。取决 于管理偏离定义的规则，这种脚触地被认为是太集中于脚跟了且会构成相对 于模板607的偏离。

图29示出了另一实施例的可能图形显示，其可以通过装置110产生以 基于数据的实时分析指示偏离(或其缺乏)。在图29中，装置110可以具有 显示部308，其使用脚图形309显示了用户的一只或两只脚。在该实施例中， 不同颜色或浓度可用于显示每一脚触地的局部力或冲击。另外，不同颜色或 浓度可用于显示局部的力或冲击是否比模板设定的更高或更低。以这种方 式，脚图形309可以为用户提供表示与模板偏离或符合的指示。应理解，在用户一个实施例中“更高”或“更低”的值可以是绝对值，这可以取决于用 户的体重，或在另一实施例中可以是相对于值，例如与中足相比的在脚跟上 的相对于力。不同类型的图形显示可以用于不同类型的传感器系统，例如相 对于模板运动模式，针对投掷、跑步、跳跃等的实际生物力学动作的图形显 示。

在一个实施例中，模块22和/或电子装置110可以包括GPS模块209， 其配置为检测用户的位置，如上所述。另外，在一个实施例中，装置110可 以包括映射应用或其他这种软件，其可以与从GPS模块209而来的数据结 合工作。这种软件也可以与环境信息、地形信息和与用户位置有关的其他信 息结合工作。在本文使用的“环境信息”包括关于用户位置周围的环境的信 息，例如建筑或历史地标、商业、公园、纪念馆、博物馆娱乐区域或活动区 域和其他感兴趣地点。本文使用的“地形信息”包括关于用户位置处的地形 的信息，例如海拔、坡度、地面条件(例如延时、昵图、草、厚或高的草、 流动或静止的水、人行道、沼泽、潮湿或雪覆盖的地面、在户内等)，和关 于地形的其他信息。在一个实施例中，环境信息和地形信息可以通过与外部 服务器或其他装置通信而获得，且可以涉及基于位置信息将用户的位置传递 到外部服务器和从外部服务器接收信息的装置110。在其他实施例中，至少 一些环境和/或地形信息可以另外或替换地被包括在软件中或可以从连接到 装置110的计算机可读存储介质获得。在进一步实施例中，装置110可以配 置为基于用户的路径提供正来临的环境特征或地形变化。

在一个实施例中，装置110可以包括与环境信息和/或地形信息组合、基 于从GPS模块209接收的位置信息产生定制行进路线的软件。关于用户位 置的信息可用于为用户提供跑步路径，其通过或经过用户感兴趣的区域。也 可以使用来自用户的输入，例如关于环境和/或地形偏好的输入，以及具体距 离、节奏、跑步时间或其他运动输入。例如，在一个实施例中，装置110可 以用于产生五公里的跑步或骑行路径，其经过著名建筑地标。这种地标可以 通过用户具体识别和/或可以通过装置110自动地识别。可以使用用户对建筑 地标的一般偏好的输入来以执行自动识别，或可以基于其他信息识别这种地 标。许多这种偏好可以组合到单次跑步中。在另一实施例中，装置110可以 用于产生经过某些地形的五公里路径，例如倾斜或斜坡、某些类型的地面等。 再次，多个这种偏好可以组合到单次跑步中。在进一步的实施例中，方法可 以用于产生并入期望环境特点和期望地形特点两者的路径。装置110也可以 被配置为基于相同类型的信息改变现有的行进路线。

在一个实施例中，装置110可以包括，其基于环境信息和/或地形信息下 部或改变生物力学运动模板使用。例如，跑步者会希望针对一种地形使用一 种脚触地模式、步长、倾斜等，和针对另一地形使用不同的脚触地模式、步 长、倾斜等。在一个实施例中，这种环境或地形信息可以从用户输入接收， 可以基于从GPS模块209接收的位置信息并与环境信息和/或地形信息组合 而从另一来源自动地接收。来自用户的其他输入也可以使用，例如与用于具 体类型的地形以及具体距离、节奏、跑步时间或其他运动输入的模板偏好有 关的输入。预先存在的规则可以设定为管理与其模板相关的地形，且这种规 则可以通过用户设定和/或自动地指定。在一个实施例中，用户可以手动将地 形信息输入到装置110(例如通过从目录选择)，和如果必要的话，装置110 可基于这种地形信息自动地切换到不同模板。在另一实施例中，基于位置信 息，地形信息可以自动地获得，例如通过与如上所述的外部装置通信。装置 可以基于地形信息修改生物力学运动模板，如下所述，这可以包括改变模板 和/或切换到不同模板。

图30示出了用于提供要使用的模板的方法700的实施例实施例，如上 所述，其并入基于通过GPS模块209检测的用户位置获得的地形信息。应 理解装置110和/或装置110中的某些部件(例如处理器302和/或存储器304) 可以用于执行这种方法700。在步骤710，装置110从GPS209接收用于用户 的位置信息。在在一个实施例中，在步骤720，装置110可以随后产生用户 位置的指示例如模制显示部308上的地图图形。用户的位置不是必须显示， 且在另一实施例中可以是可选的。在步骤730，装置110随后基于用户的位 置获得地形信息。如上所述，地形信息可以从存储在存储器304中或连接到 装置110的其他存储介质中的信息、从外部服务器或其他装置110、或这些 手段的组合获得。装置110可以随位置信息变化持续更新地形信息，且如果 在步骤740没有检测到地形变化，则该过程重复接收更多位置信息(在710) 并前进，如上所述。如果在步骤740检测到不同地形，则在步骤750装置110 确定是否需要不同生物力学运动模板。如果不需要不同模板，则该过程重复 接收更多位置信息(在710)并前进，如上所述。如果需要不同模板，则装 置110在步骤760基于不同地形改变模板。在一个实施例中，通过装置110 基于预先存在的规则自动地执行修改。在这种构造中，在一个实施例中，模 板已经被改变的事实可以指示给用户，且在视觉、听觉和/或触觉地完成这种 指示。在另一实施例中，装置110可以通过促使用户手动地选择不同模板而 改变模板，和可以可选地提供模板的有限目录，基于预先存在的规则其可以 被认为是合适的。在一个实施例中，装置110可同时地执行用于多个不同运 动模板的方法700，包括基于从单个传感器系统12和/或从多个传感器系统 12而来的输入的多个模板。应理解方法700可以与预先规划的路线结合使 用。例如，方法700可以用于马拉松路线，且可通过基于改变地形识别生物 力学运动的必要改变而辅助用户，以及通知用户即将经过的地形的变化和相 关的运动变化。如果从GPS模块209而来的数据指示出用户未遵循该路线， 则装置110也可以被配置为动态地更新路线。

如上所述，在一个实施例中，一个或多个模板可以通过记录用户的实际 运动模式而通过用户创建。在一个实施例中，用户可以识别“理想”运动模 式或系列运动模式且创建用于未来活动的一个或多个模板，以及为这种未来 活动并入从记录的运动模式而来的其他信息。例如，用户可以执行被认为是 “理想”的跑步，包括至少一个理想生物统计学运动模式，例如理想脚触地 模式、步伐长度、脚触地力等，且可以设定这种理想生物统计学运动模式(一 个或多个)作为一个或多个模板(例如通过使用装置110)。与理想跑步有关 的其他信息也可以被记录，例如距离、速度、路线、估计已燃烧卡路里等， 且这种信息可以用于创建“理想跑步”模板，用于让遵循以重新进行跑步。 相似的技术可以用于其他活动。

在另一实施例中，装置110和相关软件可以为用户提供回顾以前的活动 的表现指标和识别成功部分和/或需要改进的部分。这种特征可以并入到如上 所述的“理想”活动的创建中，且可以为用户提供针对“理想”活动修改模 板(一个或多个)的某些方面的能力。另外，过去表现指标的记录可使得用 户随时间追踪表现、改进、趋势、近程等，且装置110可以提供这种过去的 数据以进行存取和回顾。通过装置110的追踪的信息的类型可以包括与各种 模板相符的成功程度以及额外信息，包括但不限于速度、距离、步子和重复 性、使用的能量跳跃高度/距离、步长和本文其他位置提到的任何其他信息。 从活动记录的数据可以从记录装置110上传到另一装置110，例如通过本领 域使用的“同步”过程。一个或多个装置110可由此随时间记录用于许多不 同活动的累积表现指标，且可执行进一步处理和细化，以易于让用户回顾的 形式提供这种数据。在一个实施例中，记录的数据和/或分析的数据可以上传 到远程服务器/网址，用于通过网页存取，和可以另外与在线“社区”分享， 其中使用者可将进程和活动与其他使用者比较。线上社区可以也具有过滤能 力，例如允许用户将信息与具有相似的身体条件、活动水平、年龄等的其他 人比较。线上社区也可以具有“挑战”能力，以允许一个用户在获得成就方 面挑战另一用户，例如更严格地符合生物力学运动模板。从用户获得的数据 和其他信息也可以易于如下所述的社交网络，且应理解社交网络可以与线上 社区整合或以其他方式与之相关。进一步地，在一个实施例中，与这种表现指标结合使用的装置110可形成详细的用户资料，其包括表现数据以及相关 的个人和其他信息。这种用户资料也可以用于如上所述的线上社区和/或用于 如下所述的社交网络。随更多数据被收集，装置(一个或多个)110可提供 更接近定制数据的展示、分析和对改进的建议或指示。

在一个实施例中，装置110和相关软件可以为用户提供一个或多个数据 输入屏，以输入可用于构建用户资料的个人数据。例如，用户可以被促使输 入会影响系统性能和模板选择的身体数据，例如年龄、性别、身高、体重等。 作为另一例子，用户可以被促使输入识别信息，例如名字、生日、登录信息 (例如用户名和口令)等。作为进一步的例子，用户可以被促使输入偏好信 息，例如如上所述的兴趣、地形和/或环境偏好，颜色和布局偏好，和通常软 件功能偏好，包括反馈偏好，例如成功/失败指示的形式(一个或多个)，收 集、分析和/或显示的数据，和其他功能偏好。作为另一例子，用户可以被促 使输入关于计划的未来活动的数据，其利用装置110和系统400，例如活动 的长度和强度，具体活动目的，用于活动的装置110的期望功能，和其他这 种信息。

装置110和相关软件也可以被配置为接收并入新的硬件和周边(例如新 的传感器系统12，增强现实装置等)，且装置110可以配置为从各种不同类 型的硬件而来的数据输入且与之通信。随新的硬件添加(例如新的传感器系 统12)，用户资料可以相应更新。

在另一实施例中，装置110和相关软件可以为用户提供指引，以有助于 与生物力学运动模板相符合。例如，对于用于跑步节奏或速度的模板，装置 110可以提供歌曲或节拍，其具有与期望节奏或速度对应的节奏或拍子。本 领域技术人员可想到其他例子。

在另一实施例中，装置110和相关的软件可以提供安全特征，其在装置 110基于从传感器系统12接收的数据而感测到事故(例如摔落)时激活。例 如，装置110可以检测摔落或数据的其他主要不连续性，且可以提示用户证 实是否存在安全或健康问题。如果用户表示问题存在，或如果在设定时间段 没有接收响应，则装置110可以联系紧急应答，例如通过电话呼叫、SMS、 email或其他手段。取决于各种传感器的能力，装置110也可以转发信息，例如呼吸、心率、体温等。

在另一实施例中，装置110和相关软件可以与社交网络应用结合使用。 例如，表现指标数据可以与从其他社交网络联系人而来的数据进行比较。作 为另一例子，收集的表现指标数据可以被转换为用于社交网络网络游戏的 “点”或“币”，用户能使用这种点或币修改或进一步进行这种游戏。这可 为用户提供额外的鼓励源，用于对的表现和练习目的。

如本领域技术人员从本发明可理解的，本文所述的的各种方面可以实施 为方法、数据处理系统、或计算机程序产品。因而，这些方面可以采取完全 硬件实施方式、完全软件实施方式或软件和硬件组合的实施方式的形式。进 而，这些方面可以采取被一个或多个实体计算机可读存储介质或存储装置存 储的计算机程序产品的形式，其具有计算机可读程序代码或指令，被嵌入在 存储介质中或上。任何合适的实体计算机可读存储介质可以使用，包括硬盘、 CD-ROM、光学存储装置、磁性存储装置、和/或其任何组合。此外，代表本 文所述数据或事件的各种无形信号可以在来源和目的地之间传递，其形式是 通过信号传导介质(例如金属导线、光学纤维和/或无线传递介质(例如空气 和/或空间))行进的电磁波。

如上所述，本发明的一些方面可以在计算机可执行指令的一般背景下进 行描述，例如程序模块，且被计算机和/或其处理器执行。通常，程序模块包 括例行程序、程序、目标、组成部分、数据结构等，其执行具体的人物或实 施具体的抽象数据类型。这种程序模块可以包含在实体的非瞬时计算机可读 介质中，如上所述。本发明的一些方面也可以实施在分布式计算环境中，其 中人物通过远程处理装置执行，所述远程处理装置通过通信网络连接。程序 模块可以位于存储器中，例如模块22的存储器204或外部装置110的存储 器304，或外部介质中，例如游戏介质307，其可以包括具有记忆存储装置 的本体或远程计算机存储介质。应理解，模块22、外部装置110和/或外部 介质可以包括用于在一起使用的互补程序模块，例如在特别的应用中。还应 理解，处于简单的目的，在模块22和外部装置110中显示和描述了单个处 理器202、302和单个存储器204、304，且处理器202、302和存储器204、304可以分别包括多个处理器和/或存储器，且可以包括处理器和/或存储器 的系统。

本文所述的体育活动分析系统的各种实施例提供优于现有技术的特点 和优点。例如，本文所述的传感器系统、装置和方法可提供详细自动教学， 以引导用户朝向安全、健康和高效的方式的生物统计学运动模式改变。本文 所述的实施例也可为用户提供增强的能力，以动态地且实时地监测他/她的表 现，且是可回顾的。本文所述的的实施例还为用户提供指导和辅助，以在活 动期间改善表现。本文所述的实施例可进一步在设计用于练习的行进路线以 及在对不熟悉的行进路线进行导航方面提供对跑步运动员、自行车运动员、铁人三项运动员等的辅助。本领域技术人员可想到其他优点。

在本文已经描述和示出了几个替换的实施例和例子。本领域技术人员应 理解各实施例的特征和部件的可能组合和变化。本领域技术人员应进一步应 理解任何实施例可以以与本文公开的其他实施例的任何组合提供。应理解， 本发明可以以其他具体形式实施，而不脱离本发明的精神或核心特点。因此， 本发明的例子和实施例在所有方面是说明性的而不是限制性的，且本发明不 被限制为本文给定的详细情况。在本文使用的术语“第一”、“第二”、“顶 部”、“底部”等仅是出于展示的目的且不以任何方式限制实施例。另外，在本文使用的术语“多个”是指大于一个的任何数量，是单独的或相结合的， 如果必要可以是无限数量。进一步地，如本文使用的，“提供”物品或设备 是宽泛地指制造可用或可操作的物品以用于未来在物品上执行动作，而不是 意味着提供物品的一方已经制造、生产或供应了物品，或提供物品的一方已 经拥有或控制了物品。因而，尽管已经示出和描述了具体实施例，但是可以 想到许多修改，而不会显著脱离本发明的精神，且保护范围仅通过附随的权 利要求的范围限定。