專利名稱：用于固定電子裝置的可分離的鞋固定件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景技術(shù)用于監(jiān)視人們運(yùn)動(dòng)(例如，行走、慢跑或快跑)的電子裝置在技術(shù)上是已知的。通常，一個(gè)或多個(gè)沖擊傳感器(例如，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、壓電傳感器等)被置于鞋的鞋底中，以便感受鞋何時(shí)接觸和/或離開(kāi)地面。通常這樣的傳感器被鑲嵌在鞋底的后跟和/或足尖部分，而它的輸出被傳送給處理器或其他的電子裝置。
例如，在美國(guó)專利笫4,649,552號(hào)所揭示的裝置(下稱“552號(hào)裝置”)中，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)被固定在鞋墊的底面上，以致穿鞋者的每個(gè)腳步都引起觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)閉合。在552號(hào)裝置中，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的兩根導(dǎo)線(借助電纜)被送給包括一對(duì)電終端的裝配底座，兩個(gè)終端被分別接在相應(yīng)的導(dǎo)線上。此外，電子計(jì)數(shù)器可拆開(kāi)地安裝在裝配底座上，以致在裝配到一起時(shí)電子計(jì)數(shù)器上的一對(duì)終端與裝配底座上的那對(duì)終端連接，以致該計(jì)數(shù)器可以通過(guò)累計(jì)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)閉合次數(shù)來(lái)累計(jì)用戶邁出的步數(shù)。
人們還知道把傳感器固定到鞋的腳背部分，以便感受鞋在穿鞋者邁步期間何時(shí)彎曲。例如，在美國(guó)專利第4,651，446號(hào)揭示的裝置(下稱“446號(hào)裝置”)中，來(lái)自安裝在腳背上的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(該觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)在邁步期間鞋彎曲時(shí)閉合)的兩根導(dǎo)線被送給包括一對(duì)電終端的裝配底座，每根導(dǎo)線連接一個(gè)終端。和552號(hào)裝置一樣，446號(hào)裝置包括可拆卸地安裝在裝配底座上的電子計(jì)數(shù)器，以致在裝配到一起時(shí)電子計(jì)數(shù)器上的一對(duì)終端與裝配底座上的那對(duì)終端電連接，從而使電子計(jì)數(shù)器可以在用戶的腳彎曲時(shí)累計(jì)安裝在腳背上的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的閉合次數(shù)，借此累計(jì)用戶邁出的步數(shù)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，運(yùn)動(dòng)傳感器包括電路板和加速度表。加速度表具有加速度傳感軸并且被這樣安裝在電路板上，以致加速度傳感軸相對(duì)電路板的表面呈銳角取向。
按照第三個(gè)方面，運(yùn)動(dòng)傳感器包括殼體單元和加速度表。殼體單元適合固定到鞋的腳背部分上。加速度表是用殼體單元支撐的，以致在殼體單元被固定在鞋的腳背部分上時(shí)，加速度表的加速度傳感軸按照大體上平行于鞋底表面或者大體上垂直于鞋底表面的方向取向。
按照本發(fā)明的第四方面，把運(yùn)動(dòng)傳感器安裝到人的鞋上的方法包括，把安裝單元固定到鞋的外表面上的步驟。這種方法進(jìn)一步包括使帶有裝配了運(yùn)動(dòng)傳感器的殼體單元附著到安裝單元上的步驟，以及在不必使運(yùn)動(dòng)傳感器與殼體單元分離的情況下，使殼體單元與安裝單元分離的步驟。
按照第五方面，在電路板上安裝加速度表的方法包括在電路板上這樣安裝加速度表的步驟，以致加速度表的加速度傳感軸的取向相對(duì)電路板表面呈銳角。
按照第六方面，檢測(cè)鞋的加速度的方法包括，把殼體單元固定到鞋的腳背部分上的步驟。該方法還包括用加速度表測(cè)定在大體上平行于鞋底表面或者大體上垂直于鞋底表面的方向上的加速度的步驟。
本發(fā)明的詳細(xì)敘述在上述的將電子計(jì)數(shù)器可拆開(kāi)地安裝在裝配底座上的552號(hào)和446號(hào)裝置中，為了使電子計(jì)數(shù)器精確地累計(jì)步數(shù)，必不可少的是在裝配底座上的一對(duì)終端和電子計(jì)數(shù)器上的一對(duì)終端之間建立并保持完整的物理連接。本申請(qǐng)人認(rèn)為在運(yùn)動(dòng)期間作用在人腳上的極端的物理力可能使兩對(duì)終端之間的物理接觸的完整性減少，以致終端之間的連接可能變得松弛，斷斷續(xù)續(xù)或者不完整。如果終端之間的連接變得松弛，當(dāng)終端在觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)閉合期間彼此相對(duì)反跳時(shí)將可能累計(jì)額外的步數(shù)。如果終端之間的連接變得斷斷續(xù)續(xù)或者不完整，電子計(jì)數(shù)器數(shù)則可能不累計(jì)用戶的某些或全部步數(shù)。
此外，在552號(hào)裝置和446號(hào)裝置中，傳感器被永久地接在裝配底座上，并且當(dāng)電子計(jì)數(shù)器與裝配底座分離時(shí)仍然固定在鞋上。因此，人們可以發(fā)現(xiàn)在惡劣的氣候條件(例如，雨雪天氣)下鍛煉或者清洗鞋子之前必須從他或她的鞋上將電子計(jì)數(shù)器和裝配底座兩者拆除，以防止傳感器或相關(guān)的電路系統(tǒng)受到損害或者銹蝕。
進(jìn)一步說(shuō)，將傳感器連接到裝配底座上的要求可能增加裝配底座的制造成本和零售價(jià)格，因此阻止消費(fèi)者為不同的鞋單獨(dú)購(gòu)買裝配底座。因此，為了使殼體單元可以與不同的鞋一起使用，要求人們把裝配底座從一雙鞋轉(zhuǎn)移到另一雙鞋上，這可能是不方便的而且是花費(fèi)時(shí)間的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，安裝單元(它的制造成本可以比較低)適合被固定到鞋上(例如，固定到鞋帶上，或者鞋上的其他地方)，而殼體單元可松開(kāi)地附著在安裝單元上。用來(lái)監(jiān)視與人的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的參數(shù)的運(yùn)動(dòng)傳感器可以附著在于殼體單元上或者用殼體單元作為外殼，以使當(dāng)殼體單元與安裝單元分開(kāi)時(shí)，運(yùn)動(dòng)傳感器與安裝單元和鞋分開(kāi)。這樣通過(guò)把運(yùn)動(dòng)傳感器與殼體單元聯(lián)系起來(lái)，在安裝單元上的終端與殼體單元上的終端之間不需要物理連接，每次都把殼體單元可松開(kāi)地附著到安裝單元上，從而消除了作用在鞋上的物理力將使這樣的終端之間的物理連接變得松弛、斷斷續(xù)續(xù)或者不完全的危險(xiǎn)。此外，在這樣的實(shí)施方案中，由于洗滌、惡劣的氣候條件等引起運(yùn)動(dòng)傳感器損壞的風(fēng)險(xiǎn)將簡(jiǎn)單地通過(guò)使殼體單元與安裝單元分離致使運(yùn)動(dòng)傳感器與鞋分開(kāi)而被消除。再者，因?yàn)椴恍枰堰\(yùn)動(dòng)傳感器附著到安裝單元上，所以安裝單元的制造成本可以比較低廉因而可以以比較公道的價(jià)格出售。所以，消費(fèi)者可以購(gòu)買幾個(gè)安裝單元并且將它們分別固定到每雙鞋上，因此單一的殼體單元可以輕易地轉(zhuǎn)移到任何一雙鞋上的安裝單元上。
在一個(gè)實(shí)施方案中，殼體單元可以是完全獨(dú)立的，所有與運(yùn)動(dòng)傳感器一起操作監(jiān)視與人的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的參數(shù)的電子元器件除了可以借助無(wú)線通信鏈路傳遞信息的元器件(例如帶在手腕上的顯示器)之外都由殼體單元提供外殼。
在上述的電子計(jì)數(shù)器可拆開(kāi)地安裝在裝配底座上的552號(hào)和446號(hào)裝置中，為了感受運(yùn)動(dòng)傳感器需要對(duì)它施加某種物理外力(例如，壓縮力或彎曲力)，而作為這種物理力的結(jié)果該傳感器可能被磨損或損壞。美國(guó)專利第5,485,402號(hào)揭示使用一種不需要對(duì)它施加物理外力就能感受運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器(即電子加速度表)來(lái)監(jiān)視人腳的沖擊。這種加速度表被安裝在殼體中,該殼體用帶子綁在人的腳踝上，以便產(chǎn)生表示腳踝的加速度的信號(hào)。因?yàn)樗怀惺芪锢硗饬Γ赃@種加速度表與壓力感應(yīng)開(kāi)關(guān)等相比可能不易損壞。但是，綁在腳踝上的殼體特性對(duì)于精力旺盛地進(jìn)行鍛煉的佩帶者(例如，慢跑者和跑步者)可能是不舒服的。例如，當(dāng)安裝在腳踝上的裝置被綁得足夠緊以便在慢跑或跑步期間保持在適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，向佩帶者的腳流動(dòng)的血液流可能受到限制。另外，在劇烈運(yùn)動(dòng)期間佩戴時(shí)，用來(lái)把這樣的裝置固定到人的腳踝上的帶子傾向于累積汗水，因此可能長(zhǎng)時(shí)間地散發(fā)令人不快的氣味。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，把不需要物理外力就能感受運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器(例如，固態(tài)加速度表)包括在內(nèi)的電子裝置被固定在人的鞋上，而不是固定在人的腳踝上，因此克服在上述的安裝在腳踝上的裝置的缺點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，運(yùn)動(dòng)傳感器被包括在殼體單元之內(nèi)，而該殼體單元被固定到鞋的腳背部分上。該殼體單元可松開(kāi)地附著到安裝單元上，而安裝單元可以被固定到鞋上(例如，利用鞋帶固定)，從而使殼體單元很容易與安裝單元和鞋分開(kāi)。當(dāng)加速度表被用作運(yùn)動(dòng)傳感器時(shí)，加速度表可以在殼體單元范圍內(nèi)這樣取向，以致即使在殼體單元被固定到鞋的某個(gè)取向不垂直或平行于地面的部分上(例如，鞋的腳背上)時(shí)加速度表的加速度傳感軸的取向也垂直或平行于地面。在一個(gè)實(shí)施方案中，加速度表的加速度傳感軸的這種取向是通過(guò)把加速度表安裝到電路板上，使加速度表的加速度傳感軸相對(duì)電路板的平面形成銳角實(shí)現(xiàn)的。


圖1展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案安裝在鞋上的裝置(附著到鞋上)。如圖所示，安裝在鞋上的裝置可以包括兩個(gè)可分開(kāi)的部分殼體單元100和安裝單元102。在圖1所示的實(shí)施方案中，安裝單元102利用鞋帶110的暴露部分110a-e固定在運(yùn)動(dòng)鞋104的腳背部分上。但是，人們應(yīng)當(dāng)理解與本發(fā)明一起使用的鞋可以是許多種鞋當(dāng)中的任何一種，而且本發(fā)明不局限于適合與任何特定類型的鞋一起使用的裝置。例如，安裝單元102可以適合于與皮靴、涼鞋、運(yùn)動(dòng)鞋、時(shí)裝鞋等一起使用。在使用一根或多根鞋襻扣緊鞋子的情況下(例如，利用帶扣或帶鉤和鞋襻代替鞋帶時(shí))，安裝單元102可能適合于被固定到鞋襻上而不是被固定在鞋帶110上。
人們還應(yīng)當(dāng)理解安裝單元102可以被固定到鞋104上為數(shù)眾多的位置中任何位置并且可以采取為數(shù)眾多的形式中任何一種形式，以便允許將它適當(dāng)?shù)毓潭ǖ叫由?。本發(fā)明不局限于適合固定在鞋上任何特定位置的安裝裝置102。例如，安裝裝置102可以適合于被固定在鞋104的側(cè)面或者后面部分，而不是鞋的腳背部分。
在圖1所示的作為例證的實(shí)施方案中(其中安裝單元102被固定在鞋104的腳背部分上)，安裝單元102包括一部分鞋帶110d和110e可以穿過(guò)的孔112，包括可以插在鞋帶部分110a-c下面的附著零件114。跨過(guò)附著零件114的頂面的鞋帶部分110a-c的張力的作用是把附著零件114的底面固定到鞋的腳背部分上。在用鞋帶或鞋襻把安裝單元102固定到鞋104上的實(shí)施方案中，在安裝單元102上可以提供任何數(shù)量的通孔和/或附著零件，以便允許鞋帶或鞋襻部分把它固定到鞋上，而且本發(fā)明不局限于使用任何特定類型或數(shù)量的通孔和/或附著零件。例如，在一個(gè)替代實(shí)施方案中，為了把安裝單元102固定到鞋104的腳背上，所使用的安裝單元102包括一對(duì)可以彼此相對(duì)移動(dòng)(例如，合攏或滑動(dòng))的附著零件，以致這兩個(gè)零件可以在鞋帶110的一段或多段暴露部分下面滑動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，安裝單元102還可以包括夾持零件，它們把安裝單元102牢牢地夾在鞋帶110的某些部分上。
在本發(fā)明的替代實(shí)施方案中，安裝單元102可以在不使用鞋帶110或一個(gè)或多個(gè)鞋襻的情況下固定到鞋104上。例如，這樣的實(shí)施方案可以與僅僅套在腳上不用鞋帶或鞋襻的鞋一起使用。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，粘接材料可以被用來(lái)把安裝單元102固定在鞋104的側(cè)面或后部，或者安裝單元102可以被縫在或鑲嵌在鞋的某個(gè)部分中以使它固定。在另一個(gè)實(shí)施方案中，安裝單元102可以利用(不同于鞋帶110的)一個(gè)或多個(gè)花邊或帶子固定到鞋104上，而這些花邊或帶子可以以某種風(fēng)格固定在鞋104上。例如，固定在安裝裝置102上的花邊或帶子可以穿過(guò)鑲嵌在鞋的某個(gè)部分中的一個(gè)或多個(gè)金屬扣眼以便把安裝單元102固定到鞋上。
安裝單元102可以用多種材料中的任何一種材料制造，本發(fā)明不局限于任何特定材料種類。例如，在圖1所示的實(shí)施方案中，安裝單元102可以用半剛性的聚合物材料或金屬材料制造。在替代實(shí)施方案中，安裝單元102可以用被縫合或以別的方式附著到鞋104上的布料(例如，布袋)制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，安裝單元可以包括鉤環(huán)式緊固件的環(huán)形部分，而殼體單元包括鉤形部分，或者反過(guò)來(lái)。
在圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施方案中，殼體單元100可松開(kāi)地附著在安裝單元102上。殼體單元100和安裝單元102之間可松開(kāi)的接口界面可以以任何方式予以實(shí)現(xiàn)，并且本發(fā)明不局限于任何特定的附著技術(shù)。重要的僅僅是殼體單元100可以這樣附著到安裝單元102上，以致當(dāng)兩者附著在一起時(shí)用戶可以操縱位于殼體單元100和/或安裝單元102上的某種快速釋放機(jī)構(gòu)使殼體單元100與安裝單元102分開(kāi)。例如，在替代實(shí)施方案中，可以使用一個(gè)或多個(gè)夾子、帶子、細(xì)繩、別針、杠桿、鉤環(huán)式緊固件等把殼體單元100固定到安裝單元102上，以致殼體單元100可以輕易地從安裝單元102上解放出來(lái)。
正像在下面將更詳細(xì)地討論的那樣，在圖1所示的實(shí)施方案中，用戶可以通過(guò)朝安裝單元102的附著零件114按壓安裝單元102的懸臂116，以允許殼體單元100的后端128朝用戶的腳踝滑動(dòng)并且離開(kāi)安裝單元102使殼體單元100與安裝單元102分離。
用來(lái)監(jiān)視人的運(yùn)動(dòng)的為數(shù)眾多的電子裝置中的任何一種裝置都可以被包括在殼體單元100之內(nèi)，本發(fā)明不局限于任何特定類型的裝置。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，感受鞋104的加速度以便分析用戶的運(yùn)動(dòng)的基于加速度表的裝置被包括在殼體單元100之內(nèi)。這種基于加速度表的裝置的實(shí)例在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的待審的專利申請(qǐng)第08/942,802號(hào)中予以描述，在此通過(guò)引證將其完整地并入。
在一些實(shí)施方案中，殼體單元100可以僅僅包括運(yùn)動(dòng)傳感器、發(fā)射器和電源(如果有必要)，并且可以把來(lái)自殼體單元100中的運(yùn)動(dòng)傳感器的信號(hào)傳送給遠(yuǎn)離殼體單元100的接收單元(例如，借助射頻(RF)的或其他的無(wú)線通信鏈路)。在另一些實(shí)施方案中，殼體單元100可以包括補(bǔ)充的電路系統(tǒng)，例如，放大器、濾波器和處理器，它們可以處理來(lái)自運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)，根據(jù)這種經(jīng)過(guò)處理的輸出信號(hào)完成計(jì)算，并且把信號(hào)傳送給顯示這種計(jì)算結(jié)果的接收單元(例如，利用無(wú)線通信鏈路)。例如，與這樣的實(shí)施方案結(jié)合使用的接收單元可以處理和分析從殼體單元100內(nèi)的電路系統(tǒng)接收的信號(hào)，以便從中提取信息和/或在此基礎(chǔ)上完成計(jì)算。例如，這樣的接收單元可以位于佩戴在手腕上的殼體中，并且可以包括處理器，以便處理和分析從殼體單元100中的電路系統(tǒng)接收的信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，殼體單元100里的電路系統(tǒng)包括用來(lái)測(cè)定人的腳離開(kāi)和接觸地面的瞬間的固態(tài)加速度表，并且包括接收來(lái)自加速度表的輸出信號(hào)、根據(jù)該輸出信號(hào)確定該裝置的佩戴者的腳的平均觸地時(shí)間和根據(jù)被確定的腳觸地時(shí)間計(jì)算該裝置的佩帶者的步調(diào)的處理器。在一個(gè)實(shí)施方案中，表示計(jì)算出來(lái)的人的步調(diào)的信號(hào)通過(guò)殼體單元100中的電路系統(tǒng)發(fā)射給接收機(jī)，該接收機(jī)位于佩戴著安置于腳上的裝置的人的手腕上的手腕裝置之中。在安置于手腕上的裝置中的電路系統(tǒng)可以接收這種來(lái)自殼體單元100中的電路系統(tǒng)的信號(hào)，并且把那個(gè)人的步調(diào)計(jì)算結(jié)果顯示在位于安置于手腕上的裝置中的顯示器(例如，輕型液晶顯示器(LCD))。
如圖1所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，加速度表被安裝在殼體單元100之內(nèi)，以致加速度表的加速度傳感軸118在鞋104的底面在地面上變平時(shí)大體上平行于地面。業(yè)已發(fā)現(xiàn)加速度傳感軸118相對(duì)地面的這種取向在確定腳離開(kāi)地面的瞬間和與腳接觸地面的瞬間的過(guò)程中是特別有利的。為了像圖1所示的那樣確定加速度傳感軸118的方向，加速度表可以這樣安裝在殼體單元100內(nèi)，以致加速度傳感軸118相對(duì)殼體單元100的平面(該平面是用虛線130表示的)形成角度θa。為了使加速度傳感軸118像圖1所示的那樣取向，在殼體單元100內(nèi)安裝加速度表的方法的實(shí)例下面將結(jié)合圖7予以詳細(xì)闡述。
在圖1所示的實(shí)施方案中，包括殼體單元100和安裝單元102的置于腳上的裝置位于用戶的腳底表面108的上方。另外，在圖示的實(shí)施方案中，殼體單元100是完全獨(dú)立的，以致為了監(jiān)視用戶的運(yùn)動(dòng)在殼體單元100內(nèi)的電路系統(tǒng)不需要與位于安裝單元102、鞋底120之內(nèi)或鞋104之中或之上的其他地方的電路系統(tǒng)接口。但是，應(yīng)當(dāng)理解殼體單元100在保持獨(dú)立的同時(shí)，可以借助無(wú)線通信鏈路與其他的元器件(例如，置于手腕上的顯示器)接口。
因?yàn)樵趫D1所示的實(shí)施方案中可以使用固態(tài)加速度表(在殼體單元100中)來(lái)感受鞋104的運(yùn)動(dòng)，所以不需要將必須對(duì)它們施加物理外力才能感受運(yùn)動(dòng)的裝置(例如，壓力感應(yīng)開(kāi)關(guān)或壓電傳感器)與圖1所示的實(shí)施方案結(jié)合使用。因此，可能由于腳的沖擊所產(chǎn)生的強(qiáng)有力影響而受到損害的元器件是不需要使用的。
圖2和圖3分別展示安裝在鞋上的裝置(例如，圖1所示的裝置)的一個(gè)實(shí)施方案在殼體單元100和安裝單元102彼此分開(kāi)時(shí)的頂部和底部透視圖。如圖2和圖3所示，安裝單元102可以包括底座102a和弧面(即輕微彎曲的表面)102b。
正像下面將要描述的那樣，底座102a可以用足夠柔韌的材料來(lái)制作，以致當(dāng)殼體單元100附著在安裝單元上時(shí)允許懸臂116輕微地彎曲?；∶?02b可以彎曲，以便符合待安裝它的鞋104的腳背的形狀。如圖1-3所示，弧面102b在鞋104的圓形腳背周圍的定位和鞋帶部分110a-e的張力(在綁緊時(shí))起防止安裝單元102在所有的6個(gè)自由度(即3個(gè)平移自由度和3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度)上相對(duì)鞋104移動(dòng)的作用。但是，人們應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的替代實(shí)施方案可以使用這樣的安裝單元，該安裝單元安裝到鞋104上時(shí)全部6個(gè)自由度都受到比較少的限制，因此本發(fā)明不局限于安裝裝置102所有的6個(gè)自由度都相對(duì)鞋104受到限制的實(shí)施方案。
如圖2和圖3所示，殼體單元100可以包括逐漸變細(xì)溝槽302，而安裝單元202可以包括逐漸變細(xì)的舌狀物202，舌狀物202和溝槽302是這樣成形的，以致當(dāng)兩個(gè)單元附著在一起的時(shí)候彼此相互匹配。例如，舌狀物202和溝槽302上適當(dāng)?shù)腻F度是用角度θb予以圖解說(shuō)明的(見(jiàn)圖6)。如圖所示，舌狀物202和溝槽302的錐度可以足夠大，以致當(dāng)兩個(gè)單元附著在一起的時(shí)候足以阻止殼體單元100與安裝單元102垂直地分開(kāi)。
在圖2和圖3里還展示(1)在底座102a的上表面204上的斜坡206；(2)在殼體單元100的下表面306上的槽306和(3)殼體單元100的彎曲的后端128。當(dāng)殼體單元100附著到安裝單元102上時(shí)，象下面描述的那樣，舌狀物202完全插入溝槽302，斜坡206的肩部208與溝槽302的內(nèi)壁308咬合，以便防止舌狀物202從溝槽306中脫出。在圖示的實(shí)施方案中，后端128向內(nèi)彎曲，以便允許殼體單元100的后端128輕輕地包裹在鞋104的腳背周圍。
圖4說(shuō)明圖1-3所示的示范實(shí)施方案的殼體單元100和安裝單元102是怎樣可松開(kāi)地相互附著的。如圖所示，殼體單元100和安裝單元102可以這樣取向，以致殼體單元100的底面304與安裝單元102的頂面204幾乎在同一個(gè)平面內(nèi)，當(dāng)裝置這樣取向時(shí)殼體單元100可以朝安裝單元102滑動(dòng)(按箭頭402所示的方向)。舌狀物202可以滑入溝槽302，直到斜坡206的頂部210與和底面304的前端部分310接觸為止，借此使懸臂116朝附著零件114輕微地彎曲。當(dāng)懸臂116向下彎曲的時(shí)候，斜坡206的頂部210可以從底面304的前端部分310滑過(guò)，直到斜坡的206肩部208與槽306的內(nèi)壁308咬合為止。
當(dāng)殼體單元100和安裝的單元102像圖5和圖6所示的那樣附著在一起的時(shí)候，除了帶錐度的舌狀物202在帶錐度的溝槽302內(nèi)咬合之外，肩部208與內(nèi)壁308的咬合也阻止殼體單元100在全部6個(gè)自由度中相對(duì)安裝單元102移動(dòng)。但是，人們應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的替代實(shí)施方案可以使用這樣的殼體單元和安裝單元，以致當(dāng)兩者附著在一起時(shí)殼體單元相對(duì)安裝單元的全部6個(gè)自由度受到的限制比較少，因此本發(fā)明不局限于全部6個(gè)自由度受制限的實(shí)施方案。
圖5以實(shí)例說(shuō)明圖1-3所示的示范實(shí)施方案的殼體單元100和安裝單元102彼此脫開(kāi)的方法。如圖所示，用戶可以朝安裝單元102的附著零件114推懸臂116(像用箭頭502表示的那樣)，使斜坡206的肩部208與槽口306的內(nèi)壁308脫開(kāi)，同時(shí)使殼體單元100滑離安裝單元102(按箭頭504表示的方向)，以致斜坡206的上表面210沿殼體單元100的底面304的前端部分310上滑移微小的距離。這樣，安裝單元102舌狀物202可以從殼體單元100的溝槽302中完全脫出，于是兩個(gè)裝置可以彼此分開(kāi)。
圖6展示當(dāng)殼體單元100附著在安裝單元102上時(shí)圖1-5所示的置于鞋上的示范裝置的正視圖。圖6尤其圖解說(shuō)明可以與鞋104的腳背匹配的拱形102b的彎曲表面和以角度θb表示的舌狀物202和溝槽302的錐度，該錐度阻止殼體單元100與安裝單元102附著在一起時(shí)彼此垂直地分開(kāi)。
圖7以實(shí)例說(shuō)明相對(duì)殼體單元100應(yīng)怎樣安裝加速度表704才能使加速度表704的加速度傳感軸118相對(duì)殼體單元的平面形成銳角θa。在圖7的實(shí)例中，加速度表704被安裝在安裝裝置702上，該安裝裝置被這樣固定在電路板700上，以致在安裝裝置702的平面與電路板700的平面之間形成一個(gè)銳角θa。作為替代，加速度表704可以直接用電路板700來(lái)安裝，而電路板700本身可以相對(duì)殼體單元100的平面按銳角θa取向。如上所述，加速度傳感軸118相對(duì)殼體單元100的平面按銳角θa取向?qū)⒃试S把殼體單元100固定到鞋104的腳背上，同時(shí)使加速度傳感軸118的取向在鞋直接踏在地面上時(shí)平行于地面。
人們應(yīng)當(dāng)理解，在某些加速度表被用來(lái)測(cè)定鞋104對(duì)地面的沖擊的實(shí)施方案中，加速度表704可以這樣在安裝單元100的范圍內(nèi)取向，以致加速度傳感軸118相對(duì)安裝單元的平面和/或電路板700的平面形成一個(gè)銳角，并且當(dāng)鞋104平臥在地面上時(shí)其取向垂直于地面。
圖8以實(shí)例說(shuō)明怎樣用具有至少兩個(gè)正交的加速度傳感軸的加速度表測(cè)定在不同于加速度傳感軸取向方向的方向上的加速度。如圖所示，加速度表704可以直接安裝在電路板700上，而電路板700的取向平行于殼體單元100的平面。在所示的實(shí)施方案中，為了感受在相對(duì)x方向的加速度傳感軸802按銳角θa延伸的方向(用箭頭806表示)上的加速度，將加速度傳感軸802的“x”分量和加速度傳感軸804的“z”分量用三角函數(shù)(z*sin(θa)+x*cos(θa))予以合并。應(yīng)當(dāng)理解圖8所示實(shí)施方案所使用的三角函數(shù)僅僅是按照本發(fā)明的這個(gè)方面可以用來(lái)將兩個(gè)加速度傳感軸的分量合并的等式的一個(gè)實(shí)例，而本發(fā)明不局限于使用所示的特定等式。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，加速度傳感軸802和804的“x”分量和“z”分量不使用三角函數(shù)為每個(gè)分量的貢獻(xiàn)加權(quán)而是簡(jiǎn)單地相加。
至此已經(jīng)詳細(xì)地介紹了至少一個(gè)實(shí)施方案，各種各樣的修改方案和改進(jìn)方案對(duì)于熟悉這項(xiàng)技術(shù)的人將很容易產(chǎn)生。這樣的修改方案和改進(jìn)方案傾向于落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，前面的闡述僅僅是舉例說(shuō)明，但不傾向于作為限制。
權(quán)利要求書(shū)按照條約第19條的修改1．一種可以固定到鞋上用來(lái)監(jiān)視人的運(yùn)動(dòng)的器械，其中包括安裝單元，它適合固定在鞋的外表面上；殼體單元，它適合可松開(kāi)地附著在安裝單元上；以及運(yùn)動(dòng)傳感器，它這樣附著在殼體單元上，以致當(dāng)殼體單元與安裝單元分離時(shí)，該運(yùn)動(dòng)傳感器仍然附著在殼體單元上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的器械，其中運(yùn)動(dòng)傳感器被裝在殼體單元內(nèi)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的器械，其中安裝單元的構(gòu)造和布局適合利用鞋的鞋帶固定到鞋上。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的器械，其中安裝單元包括形成孔的裝置，鞋帶可以穿過(guò)該孔把安裝單元固定到鞋上。
5．根據(jù)權(quán)利要求3或4的器械，其中安裝單元包括把安裝單元固定到鞋的鞋帶上的裝置。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的器械，其中安裝單元的構(gòu)造和布局適合被固定在鞋的腳背部分。
7．根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的器械，其中安裝單元包括形狀與鞋的腳背部分一致的彎曲的下表面。
8．根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的器械，其中安裝單元不包括任何電子元器件。
9． 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的器械，其中運(yùn)動(dòng)傳感器被裝在殼體單元內(nèi)，而殼體單元是獨(dú)立的。
10．根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的器械，其中安裝單元適合可移動(dòng)地固定在鞋的外表面上。
11．一種運(yùn)動(dòng)傳感器，其中包括大體上具有平坦表面的電路板；以及具有至少一個(gè)加速度傳感軸的加速度表，它這樣安裝在電路板上，以致使所述的至少一個(gè)加速度傳感軸相對(duì)電路板表面以銳角取向。
12．一種把運(yùn)動(dòng)傳感器固定到鞋上的方法，該方法包括把安裝單元固定到鞋的外表面上；把在其中固定有運(yùn)動(dòng)傳感器的殼體單元安裝到安裝單元上；以及在不必使運(yùn)動(dòng)傳感器與殼體單元分離的情況下，使殼體單元與安裝單元分離。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括把運(yùn)動(dòng)傳感器安裝到殼體單元內(nèi)使殼體單元完全獨(dú)立的步驟。
14．根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其中把安裝單元固定到鞋的外表面上的步驟包括用鞋的鞋帶把安裝單元固定到鞋上的步驟。
15．根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括從鞋上拆除安裝單元的步驟。
16．一種在電路板上安裝加速度表的方法，該方法包括下述步驟把加速度表安裝在電路板上，使加速度表的至少一個(gè)加速度傳感軸的取向相對(duì)電路板的表面呈銳角。
權(quán)利要求
1．一種可以固定到鞋上用來(lái)監(jiān)視人的運(yùn)動(dòng)的器械，其中包括安裝單元，它適合固定在鞋的外表面上；殼體單元，它適合可松開(kāi)地附著在安裝單元上；以及運(yùn)動(dòng)傳感器，它這樣附著在殼體單元上，以致當(dāng)殼體單元與安裝單元分離時(shí)，該運(yùn)動(dòng)傳感器仍然附著在殼體單元上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的器械，其中運(yùn)動(dòng)傳感器被裝在殼體單元內(nèi)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的器械，其中安裝單元的構(gòu)造和布局適合利用鞋的鞋帶固定到鞋上。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的器械，其中安裝單元包括形成孔的裝置，鞋帶可以穿過(guò)該孔把安裝單元固定到鞋上。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的器械，其中安裝單元包括把安裝單元固定到鞋的鞋帶上的裝置。
6．根據(jù)權(quán)利要求3的器械，其中安裝單元的構(gòu)造和布局適合被固定在鞋的腳背部分。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的器械，其中安裝單元包括形狀與鞋的腳背部分一致的彎曲的下表面。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的器械，其中安裝單元不包括任何電子元器件。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的器械，其中運(yùn)動(dòng)傳感器被裝在殼體單元內(nèi)，而殼體單元是獨(dú)立的。
10．據(jù)權(quán)利要求1的器械，其中安裝單元適合可移動(dòng)地固定在鞋的外表面上。
11．一種運(yùn)動(dòng)傳感器，其中包括大體上具有平坦表面的電路板；以及具有至少一個(gè)加速度傳感軸的加速度表，它這樣安裝在電路板上，以致使所述的至少一個(gè)加速度傳感軸相對(duì)電路板表面以銳角取向。
12．一種運(yùn)動(dòng)傳感器，其中包括適合固定在鞋的腳背部分上的殼體單元；以及加速度表，所述的加速度表由殼體單元支撐著，以致當(dāng)殼體單元固定在鞋的腳背部分上時(shí)，該加速度表的加速度傳感軸按照大體上平行于鞋底表面或者大體上垂直于鞋底表面的方向取向。
13．一種把運(yùn)動(dòng)傳感器固定到鞋上的方法，該方法包括把安裝單元固定到鞋的外表面上；把在其中固定有運(yùn)動(dòng)傳感器的殼體單元安裝到安裝單元上；以及在不必使運(yùn)動(dòng)傳感器與殼體單元分離的情況下，使殼體單元與安裝單元分離。
14．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括把運(yùn)動(dòng)傳感器安裝到殼體單元內(nèi)使殼體單元完全獨(dú)立的步驟。
15．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中把安裝單元固定到鞋的外表面上的步驟包括用鞋的鞋帶把安裝單元固定到鞋上的步驟。
16．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括從鞋上拆除安裝單元的步驟。
17．一種在電路板上安裝加速度表的方法，該方法包括下述步驟把加速度表安裝在電路板上，使加速度表的至少一個(gè)加速度傳感軸的取向相對(duì)電路板的表面呈銳角。
18．一種檢測(cè)鞋的加速度的方法，該方法包括下述步驟把殼體單元固定到鞋的腳背部分上；以及用由殼體單元支撐的加速度表測(cè)定方向大體上平行于鞋底表面或大體上垂直于鞋底表面的加速度。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中用加速度表來(lái)測(cè)定加速度的步驟包括使加速度表在殼體單元范圍內(nèi)這樣取向，以致當(dāng)殼體單元被固定在鞋的腳背部分上時(shí)，加速度表的加速度傳感軸相對(duì)殼體單元平面呈銳角取向的步驟。
20．根據(jù)權(quán)利要求1 8的方法，其中用加速度表來(lái)檢測(cè)加速度的步驟包括，把由加速度表的一對(duì)加速度傳感軸檢測(cè)到的加速度分量合并，以便檢測(cè)相對(duì)這對(duì)加速度傳感軸中至少一個(gè)軸呈銳角取向的方向上的加速度。
全文摘要
一種可以固定到鞋上用來(lái)監(jiān)視人的運(yùn)動(dòng)的器械,該器械包括安裝單元的(102)、殼體單元(100)和運(yùn)動(dòng)傳感器。安裝單元適合固定到鞋的外表面上。運(yùn)動(dòng)傳感器被這樣固定在殼體上,以致當(dāng)殼體單元與安裝單元分離時(shí),運(yùn)動(dòng)傳感器仍然附著在殼體單元上。運(yùn)動(dòng)傳感器可以包括電路板和加速度表。
文檔編號(hào)G01P15/08GK1319186SQ99811272
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期1999年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月1日
發(fā)明者杰西·達(dá)利, 保羅·J·高德特, 薩姆·喬飛, 諾伯特·奧蘭布施, 約翰·考斯特洛, 馬克·貝茨, 托馬斯·布萊克達(dá) 申請(qǐng)人:個(gè)人電子設(shè)備有限公司