具有压力传感器的鞋类物品制造技术

一种鞋类物品（10）包括布置在鞋底结构内的压力传感器（16）。所述传感器包括伸长的压力感测单元（18），每一所述压力感测单元（18）均具有主延伸轴（A）。每一单元均包括第一（20）和第二（22）载体膜，其通过具有伸长的开口（26）的间隔体膜（24）而相互附着，所述开口（26）具有沿所述主延伸轴的取向，每一单元还均包括分别在所述第一和第二载体膜上的第一（28）和第二（30）电极。所述电极按照相互面对的关系布置，使得它们之间的接触面积随着压力的增大而增大。电绝缘层（32）布置在所述开口内。所述层的形状使得在存在所述绝缘层的位置局部地防止所述电极之间的直接接触，并且在不存在所述绝缘层的位置允许所述直接接触。所述形状沿所述单元的所述主延伸轴是恒定不变的或者是重复的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及一种鞋类物品，诸如鞋、长靴、凉鞋等，尤其涉及配备有用于测量穿着者的脚对鞋底结构所施加的压力的压力传感器的鞋类物品。
技术介绍
文献US 2010/0063779公开了一种具有集成传感器系统的鞋。所述传感器系统采集经由通信端口传送以供进一步使用的性能数据。所述鞋含有布置在鞋底结构内的力传感器，其用于在多个区域内测量穿着者的脚对鞋底结构所施加的压力(力)，所述鞋还含有配置为从所述传感器收集数据的电子模块。所述模块配置为向外部装置发送所述数据，以对其进行进一步处理。在US 2010/0063779中所公开的实施例之一中，所述压力传感器包括四个伸长的压力感测单元，每一压力感测单元均含有第一和第二电极以及设置在所述电极之间以将所述电极电连接在一起的力敏阻性(resistive)材料。当向所述力敏材料施加压力时，其电阻率发生变化，并且由所述电子模块检测电阻中产生的变化。将表现出基于体积的电阻特性的材料用作所述力敏材料:在对这种材料进行压缩时，其内含有的导电颗粒更向一起靠近地移动，由此形成导电通路，并且电阻降低。如果需要其它电阻对压力特征，就必须找到适当的力敏材料，这可能是很困难的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种包括压力传感器的鞋类物品，其中，压力感测单元的电阻对压力特征能够实现更加灵活的调节。这一目的是通过根据权利要求1所述的鞋类物品而实现的。所提出的鞋类物品(尤其是运动鞋，诸如跑鞋、网球鞋等)包括用于支撑穿着者的脚的鞋底结构、用于将所述穿着者的脚保持在所述鞋底结构上的鞋帮以及包括布置在所述鞋底结构内的用于测量所述穿着者的脚对鞋底结构所施加的压力的压力传感器。所述压力传感器包括一个或多个伸长的压力感测单元，所述压力感测单元中的每一个均具有主延伸轴。每一所述单元均包括第一柔性载体膜和第二柔性载体膜，所述第一和第二载体膜通过间隔体膜而相互附着，所述间隔体膜具有伸长的开口，所述开口具有沿所述主延伸轴的取向，每一所述单兀均还包括布置在所述第一载体膜上的第一电极和布置在所述第二载体膜上的第二电极，所述第一和第二电极按照互相面对的关系布置在所述开口内，使得当将压力施加到所述单元上时，能够使所述第一和第二电极互相接触，并且使得所述第一与第二电极之间的接触面积随着压力的增大而增大。根据本专利技术，电绝缘层布置在所述间隔体的所述开口内。所述电绝缘层具有一定形状，从而在存在所述电绝缘层的位置局部地防止所述第一与第二电极之间的直接接触，并且使得在不存在所述电绝缘层的位置允许所述直接接触。所述电绝缘层的所述形状沿所述单元的所述主延伸轴是恒定不变的，或者是重复的。所述电绝缘层的上述形状确保了，在力的施加点(以及从而所述第一载体膜上的元件与所述第二载体膜上的元件之间的接触区域)沿所述压力感测单元的所述主延伸轴发生位移时,所述单元的响应至少基本保持相同。换言之,在所述力的施加点(在所述单元的边界内)沿所述主延伸轴平移的条件下，所述压力感测单元的响应至少基本不发生变化。本领域技术人员将认识到这一特性将会通过适当地设置所述鞋底结构内的(一个或多个)压力感测单元的位置和取向来使压力感测对穿着者的脚的尺寸的依赖性降低。因此，如本专利技术的上下文中所采用的压力传感器可以适合于不同尺寸的鞋类。优选地，所述一个或多个伸长的传感器单元位于所述鞋底结构内的、当所述穿着者站立不动、行走或奔跑时预期会受到压力最大值的区域内。有利地，每一传感器单元均位于对应于穿着者的脚的骨骼或部分骨骼的区域内，所述骨骼或部分骨骼选自跟骨、第一跖骨的头部(head)、第四或第五跖骨的头部、第二或第三跖骨的头部和第一趾骨的头部。本领域技术人员将认识到，当穿着者站立不动时，压力最大值通常位于跟骨下、第四和/或第五跖骨的头部下以及第一趾骨的头部下；当穿着者行走时，压力最大值通常在跟骨下，在第二和/或第三跖骨的头部下以及在第一趾骨的头部下。优选地，每一单元的主延伸轴均具有沿所述单元对应的骨骼在所述鞋底结构上的垂直投影的主延伸轴的取向。所述压力感测单元优选地为卵形、椭圆形或者具有圆角的矩形。根据本专利技术的优选实施例，所述电绝缘层的形状包括按照与所述主延伸轴平行的齿条的方式布置的、大体上为三角齿部分的序列。优选地，所述第一和第二电极中的至少一个由例如石墨或炭黑的阻性材料制成。所述电绝缘层优选地由电绝缘墨制成。为了使所述开口内的气压均衡，每一所述压力感测单元均有利地包括通气孔。所述通气孔可以与压力传感器的外部(例如，大气)或者与压力传感器内的气体(例如，空气)贮存器流体连通。例如，这种气体贮存器可以是所述第一与第二载体膜之间的空腔。本领域技术人员将认识到，压力传感器可以布置在所述鞋底结构的不同部分内。例如，压力传感器可以布置在内底上或内底内。或者，压力传感器可以布置在中底上或者中底内。根据优选实施例，所述一个或多个压力感测单元是至少两个压力感测单元。在这种情况下，所述压力传感器优选地包括一个或多个使所述至少两个压力感测单元互连的连接条，所述一个或多个连接条是与所述至少两个压力感测单元一体形成的。所述连接条优选地承载着用于使每一压力感测单元的第一和第二电极与电子控制模块连接的导体。所述连接条优选地配置为具有蛇形形状，以便作为整体向压力传感器提供更大的弹性。优选地，对所述压力感测单元进行配置(尤其是通过调整所述电绝缘层的形状)，以使得从约0.1巴至7巴的范围内的压力转化为从0%(在开始压力时，即在约0.1巴时)至约100% (在约7巴时的完全接触)的所述阻性电极之间的接触面积的稳定变化。用于鞋类物品的压力传感器的优选实施例包括柔性多层膜结构，所述柔性多层膜结构包括前脚部分和脚跟部分。通过连接条来使所述前脚部分与所述脚跟部分互相连接，所述连接条是与所述多层膜结构一体形成的。根据这一实施例，所述压力传感器还包括用于电子控制模块的槽形容器(receptacle)，所述连接条布置为跨越所述容器并与所述容器接合。用于鞋类物品的压力传感器的这一实施例的优点是，在脚发生滚动偏移(roll off)的过程中在所述鞋类物品的中间区域内产生的应力至少部分由所述容器吸收而不是由所述连接条吸收。此外，在所述鞋类物品的这一区域内有效地避免了压力传感器的屈曲作用(buckling)。所述槽形容器优选地由例如PET或环氧树脂的塑料材料制成。所述容器的边缘在连接条跨越它们的位置上优选为成圆形的，以便避免在机械载荷的作用下切断连接条。有利地，在所述连接条中，中断(interrupt)压力传感器的上方(第二)载体膜并且使其与所述间隔体膜和所述第一载体膜分离，从而形成舌片(tongue)或翼片(flap)，所述舌片或翼片承载着用于将所述多层膜结构(尤其是其压力感测单元)电连接至所述电子控制模块的连接端子。优选地，所述舌片或翼片配备有压接(crimp)连接器部分，来与所述电子控制模块可拆卸的连接。附图说明现在将参照附图，以示例的方式描述本专利技术的优选实施例，在附图中:图1是具有压力传感器的运动鞋的鞋底结构的纵向截面图；图2是图1的运动鞋的压力传感器的顶视图；图3是图2的压力传感器的压力感测单元之一的示意性顶视图；图4是图3的B-B面的示意性截面图；图5是示出没有电绝缘层的压力感测单元与具有这样的层的压力感测单元的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.22 LU 918101.一种鞋类物品(10)，包括用于支撑穿着者的脚的鞋底结构(14)和用于将所述穿着者的脚保持在所述鞋底结构上的鞋帮(12)，其中，所述鞋类物品包括布置在所述鞋底结构内的用于测量所述穿着者的脚对所述鞋底结构所施加的压力的压力传感器(16)，所述压力传感器包括一个或多个伸长的压力感测单元(18)，所述压力感测单元中的每一个均具有主延伸轴(A),并且包括: 第一柔性载体膜(20)和第二柔性载体膜(22)，所述第一和第二载体膜通过间隔体膜(24)而相互附着，所述间隔体膜(24)具有伸长的开口(26)，所述开口(26)具有沿所述主延伸轴的取向， 布置在所述第一载体膜上的第一电极(28)和布置在所述第二载体膜上的第二电极(30)，所述第一和第二电极按照互相面对的关系布置在所述开口内，使得当将压力施加到所述压力感测单元上时，能够使所述第一和第二电极互相接触，并且使得所述第一与第二电极之间的接触面积随着压力的增大而增大， 其特征在于:电绝缘层(32)布置在所述间隔体的所述开口内，所述电绝缘层具有一定形状，从而在存在所述电绝缘层的位置局部地防止所述第一与第二电极(28，30)之间的直接接触，并且在不存在所述电绝缘层的位置允许所述直接接触，所述形状沿所述主延伸轴是恒定不变的或者是重复的。2.根据权利要求1所述的鞋类物品(10)，其中，所述一个或多个伸长的传感器单元(18)位于所述鞋底结构(14)内的、当所述穿着者站立不动、行走或奔跑时预期会受到峰值压力的区域内。3.根据权利要求1或2所述的鞋类物品(10)，其中，所述一个或多个伸长的传感器单元(18)中的每一个均位于对应于穿着者的脚的骨骼或骨骼的部分的区域内，所述骨骼或骨骼的部分选自于跟骨、第一跖骨的头部、第四或第五跖骨的头部、第二或第三跖骨的头部以及第一趾骨的头部。4.根据权利要求3所述的鞋类物品(10)，其中，每一单元(18)的所述主延伸轴(A)均具有沿所述单元(18)所对应的骨骼的主延伸轴在所述鞋底结构(14)上的垂直投影的取向。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的鞋类物品(10)，其中，所述压力感测单元(18)中的每一个均为卵形、椭圆形或者具有圆角的矩形。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·施泰尔，A·克希，M·马辛，
申请(专利权)人：IEE国际电子工程股份公司，
类型：
国别省市：