鞋的智能系統的製作方法

2023-09-18 18:32:00

專利名稱：鞋的智能系統的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及各種鞋的智能系統，特別是，涉及改善鞋的工作特性的，自動化的自調節系統。
背景技術：
傳統的運動鞋具有鞋面和鞋底。在選擇鞋底的材料時，通常要著眼於使鞋底達到最優良的工作特性，例如，要著眼於堅固性或者剛性。一般，鞋底都有一層夾層和一層外底，這兩層中都具有彈性材料，以保護穿著者的腳和腿。一般鞋子的缺點是，其工作特性，例如其減震性能或者堅韌性都是不能調節的。因此，穿著者必須為特定的活動選擇特定的鞋子。例如，當進行諸如跑步這樣的，需要更好的減震性能的活動時，穿著者必須選擇某一種鞋子，而當進行象打籃球這樣的，需要在側向移動時具有更大的剛性的活動時，穿著者就必須選擇另一種鞋子。
有些鞋子的鞋底設計成能對其緩衝性能或者剛性進行調節。其中的許多鞋應用了可根據需要充氣或者放氣的活動氣泡。這種鞋的缺點是其中某一個或若干個氣泡會失效，這樣就會使減震系統實際上不起作用。而且，許多使用這種活動氣泡的鞋子，其鞋底的緩衝性能甚至都不能進行小範圍的調節。常常，改變鞋底的緩衝性能要通過增壓或減壓，或者通過部分增壓或部分減壓來實現，這樣，氣泡往往會比穿著者的需要要大。換句話說，一般的氣泡通常都不能進行微調。
許多設計成鞋底緩衝性能或剛性能夠調節的鞋子還有一個缺陷，那就是它們只能進行手動調節。因此，為了調節這樣的鞋子，穿著者必須中斷他或她正在進行的特定的活動。還有許多鞋子需要穿著者部分拆開鞋子，重新組裝鞋子，甚至需要更換鞋子的某一部分。此外，穿著者還可能對他或她能夠進行的鞋子的調節量很有限而不滿意。
已經設計出來了一些可以自動調節鞋底緩衝性能或剛性的鞋子。這些鞋子在穿鞋人的腳踩在地上的時候能測量出腳施加在鞋底上的力量或者壓力。然而，經過調查和分析，發現僅僅測量壓力或者力量是不夠的，因為這種測量並未提供任何有關鞋子工作特性的信息。例如，如果事先不對穿鞋人在這一活動中所施加的正常壓力進行調查研究，則測量壓力並不能說明對於鞋底來說是過度受壓還是承重不足。如果鞋底是過度受壓或者承重不足，則說明鞋底並不適合這個穿鞋者的活動和需要。實際上，是讓穿鞋者的身體去適應鞋子。如果有什麼作用，也只是滿足了一點點穿著者在生物力學上的需要。
總之，即使是設計成可以對鞋底的緩衝性能和剛性進行某種程度調節的那些鞋子，也還是存在著性能不能隨穿著者的需要而改變的缺陷。特別是，這些鞋子不能在特定穿著者的生物力學需要的全部範圍內可調，或者是不能感知穿著者的真正需要。結果，穿鞋者仍然必須以某種方式調整他(她)自己的身體來適應鞋子所提供的環境。
因此，需要有一種能感知穿鞋者的生物力學需要的鞋，這種鞋能自動調節鞋子的工作特性，例如，能調節鞋底所提供的緩衝性能和剛性，以滿足穿著者的生物力學需要，並避免氣泡緩衝或手動調節鞋子的缺點。

發明內容
本發明的目的是為各種鞋提供智能系統，這種智能系統不需要人工介入，就能隨著鞋子所處的環境調節鞋子的特性。換句話說，這種鞋子是有適應性的。舉例來說，這種智能系統可以持續地感知穿鞋者在生物力學上的需要，並隨之把鞋子調整到最佳形態。這種智能系統包括一個傳感系統，一個控制系統和一個驅動系統。
傳感系統負責檢測鞋的工作特性，並且將信號發送給控制系統。這種信號代表所測得的工作特性。控制系統負責處理信號，並確定，例如，鞋子的工作特性是處於可接受的範圍之內，還是超出了預先確定的閾值。控制系統將與上述偏差有關的信號發送到驅動系統。驅動系統修正鞋子的特性，以獲得最優的工作特性。
一方面，本發明涉及為某種鞋子設計的智能系統。這種系統包括一個控制系統，一個與控制系統連接的電源，一個可調節元件，以及一個與可調節元件連接的驅動器。驅動器根據控制系統發來的信號調節該可調節元件。
另一方面，本發明還涉及一種鞋，這種鞋包括一個與鞋底連接的鞋面，以及一個至少有一部分安裝在鞋底內的智能系統。這一系統包括一個控制系統，一個與之連接的電源，一個可調節元件，以及一個與可調節元件連接的驅動器。這個驅動器根據控制系統發來的信號調節該可調節元件。
在以上所述裝置的各個方面的實施例中，上述智能系統修正這種鞋的工作特性，例如，可壓縮性、彈性、順從性、彈性變形的性能、阻尼性能、儲存能量的性能、緩衝性能、穩定性、舒適性、速率、加速度、抗衝擊性、剛性、或者以上各種特性的組合。在一個實施例中，可調節元件至少可以進行平移、旋轉、重新定向、修正運動範圍等這些調節中的一種調節，或者多種調節的組合。這種智能系統可以包括一個用於限制可調節元件的運動範圍的限制器。上述控制系統包括一個傳感器和一條電路。傳感器可以是壓力傳感器、壓力變換器、霍耳效應傳感器、應變儀、壓電元件、測壓元件、接近傳感器、光傳感器、加速計、霍耳元件或傳感器、電容傳感器、電感傳感器、超聲換能器或者接收器，無線電頻率發射器和接收器、抗磁元件、或者巨型抗磁元件。在各種不同的裝置中，上述驅動器可以是蝸杆驅動器、導向螺杆、旋轉式致動器、線性致動器、齒輪傳動裝置、聯杆機構，纜繩驅動裝置、碰鎖機構、基於壓電材料的系統，基於形狀記憶材料的系統，應用磁流變流體的系統，應用可充氣氣泡的系統，或者以上幾種的組合。
在另一些實施例中，上述可調節元件至少有一部分設置在鞋的前腳部分，中間部位或者後跟部分中的至少一部分上。在一個實施例中，上述鞋子具有包括外底和夾層的鞋底，而可調節元件至少有一部分設置在夾層內。在各種不同的實施例中，上述可調節元件通常沿著縱向設置在鞋裡，或者，也可以沿橫向設置在鞋裡，或者既有橫向設置的也有縱向設置的。例如，可調節元件既可以設置成從鞋子的腳跟區域延伸到足弓區域，也可以從足弓區域延伸到腳尖區域，或者，從鞋子的腳尖區域一直延伸到鞋子的足跟區域。此外，可調節元件至少可以部分設置在側面，或者中間部分，或者設置在鞋子的這兩個部分上。
另一方面，本發明還涉及在鞋子使用過程中修正其工作特性的方法。這種方法包括以下步驟，監測鞋子的工作特性；產生一個改正的驅動信號；以及根據該驅動信號調節可調節元件，以修正鞋子的工作特性。在一個實施例中，要重複這些步驟，直到達到工作特性的閾值。
在以上所述的各個實施例中，產生信號的步驟還包括幾個分步驟，如將測得的工作特性與所需要的工作特性相比較，得出一個差值，然後根據此差值輸出一個經過校正的驅動信號放大值。在一個實施例中，上述經過校正的驅動信號有一個預先確定的放大值。而且，監測步驟還可以包括下列分步驟，即，用接近傳感器測量磁體的磁場，在這個步驟中，磁體和傳感器中至少有一部分放置於鞋底內部，而且在沒有穿著的狀態下，在垂直方向上互相隔開，並且在比較時，把所測得的磁場強度值與閾值進行比較。在一個實施例中，上述測量步驟包括取得壓縮時不同的磁場測量值，並且將平均磁場測量值與閾值相比較。
在另一些實施例中，這種方法還可以包括用限制器限制可調節元件運動範圍的步驟，而上述調節步驟還可以包括將限制器調節到預定的距離。調節步驟可以在鞋沒有穿著的時候執行。在一個實施例中，當達到工作特性的閾值時，調節過程就中止。
在以上述及的所有本發明的各種實施例中，上述可調節元件可以是擴張元件、複合密度泡沫材料、骨架元件、複合密度板、或者是以上幾種元件的組合。上述可調節元件可能表現出各向異性的性能。在一個實施例中，上述可調節元件可以是一個整體橢圓型的擴張元件。而且，這種系統還可以包括一個用於改變可調節元件的工作特性，或者使工作特性偏向某一方面的手動調節裝置，或者，包括一個指示器，或者兩者都包括。手動調節裝置還可以改變工作特性的閾值。上述指示器可以是聽覺指示器，也可以是視覺指示器，也可以是既是聽覺的又是視覺的指示器。例如，這種指示器可以是一系列電子發光元件。
另一方面，本發明涉及一種用於測量鞋子內部壓縮量的系統。這種系統包括一個至少有一部分放置在鞋底內部的傳感器，以及一個大致與傳感器對齊並與其隔開距離的磁體。傳感器可以是霍耳效應傳感器，接近傳感器，霍耳元件或者傳感器，電容傳感器，感應傳感器，超聲波轉換器和接收器，無線電頻率發射器和接收器，磁抗元件，或者巨型磁抗元件。這種系統可以包括一個處理器。在一個實施例中，上述傳感器測量由上述磁體所產生的磁場，然後處理器將磁場的測量值轉換成距離測量值，這個距離測量值代表與某一特定的時間測量值相對應的鞋底的壓縮量。處理器還可以把距離測量值轉換成一種衝擊值，一種表徵加速度的值，一種代表最佳壓縮量的值，和/或一個代表壓縮力的值。
在以上各種不同的實施例中，這種智能系統還包括一個與傳感器連接的驅動器，和一個與驅動器連接的可調節元件。這種系統可以包含一個限制器，用於限制上述可調節元件的運動範圍。在一個實施例中，鞋子的工作特性是根據傳感器發出的信號進行修正的。在一個實施例中，這種信號與鞋底的壓縮量相對應。
另一方面，本發明還涉及一種改善鞋子舒適度的方法。這種方法包括下列步驟提供一個鞋子的可調節的元件，以及確定一個衝擊值，一個代表加速度的值，一個代表最佳壓縮量的值，和/或一個代表壓縮力的值。這種方法還可以包括這樣一個步驟，在這個步驟中，根據衝擊值、代表加速度的值、代表最佳壓縮量的值，或者代表壓縮力的值，來修正可調節的鞋子的工作特性。
另一方面，本發明還涉及一種在使用過程中修正鞋子的工作特性的方法。這種方法包含以下步驟測量從一個至少有一部分放在鞋底內部的傳感器所傳送過來的傳感器信號的步驟；以及確定鞋底是否受到壓縮的步驟。這種方法還包括下列步驟當確定鞋底受到壓縮時便進入確定是否需要調整鞋底的步驟；以及在確定需要調整鞋底時，調整鞋底的步驟。
在以上所述的各個方面的各種實施例中，上述方法還還包括下列步驟接收穿鞋者輸入的有關調整鞋底的信號的步驟；根據接收到的穿鞋者輸入的信號，調整為鞋底設定的硬度；以及啟動至少一個設置在鞋子上的電子發光元件，以顯示鞋底所設定的硬度，這個發光元件，例如，可以是發光二極體或者是有機發光二極體。這種方法還包括根據接收到的穿鞋人所輸入的數據，計算出壓縮量的至少一個閾值。這個壓縮量的至少一個閾值，可以是壓縮量的下限閾值和/或上限閾值，可用以確定是否需要調整鞋底。
在一個實施例中，測量傳感器信號的步驟還可以包括多次對傳感器信號進行的採樣。測量傳感器信號的步驟還可以包括通過對許多傳感器信號樣本的子集進行平均而計算出傳感器信號的平均值的步驟。
在另一實施例中，為了取得較多的傳感信器號的測量數據，至少要重複一次測量傳感器信號的步驟。在一個這樣的實施例中，確定鞋底是否被壓縮的步驟，包括計算以前獲得的大量傳感器信號測量值的平均值與當前獲得的傳感器信號測量值之間的差的步驟。確定鞋底是否被壓縮的步驟還可以包括在每一次獲得一個新的傳感器信號測量值時計算上述差值的步驟；和/或確定那些計算出來有差別的數量是否大於預先確定的常數的步驟。
在又一個實施例中，測量傳感器信號值的步驟還包括測量鞋底裡的壓縮量。在一個這樣的實施例中，確定是否需要調節鞋底的步驟，還包括確定所測得鞋底裡的壓縮量的最大值。
在另一個實施例中，上述確定是否需要調節鞋底的步驟，還包括確定這種鞋所踩的表面狀況是否有變化。在一個實施例中，上述確定鞋子所踩的表面狀況是否有變化的步驟，還包括確定在一段時間中第一參數是否有變化，而第二參數是否基本上沒有變化。在另一個實施例中，在確定鞋子所踩的表面狀況是否有變化的步驟中，還包括確定在全部時間內鞋底內的絕對壓縮量是否有變化，而在全部時間內鞋底的壓縮量的偏差實際上沒有變化，或者相反，確定在全部時間內鞋底內的壓縮量的偏差有變化，而在全部時間內鞋底的絕對壓縮量基本上沒有變化。
當穿著鞋子從一個堅硬的地面走到較鬆軟的地面時，就可以確定鞋子工作的地面狀況變化了。或者相反，當從鬆軟的地面走到堅硬的地面上時，也可以確定鞋子工作的地面變化了。在有關實施例中，鞋子所踩的地面狀況是否發生了變化，是在穿鞋的人走出了很多步之後才確定的。
在另一個實施例中，確定是否需要調節鞋底的步驟，包括確定鞋底的壓縮量是否小於壓縮量的下限閾值。在這種情況下，調節鞋底的步驟就是使鞋底變柔軟。或者，在另一個實施例中，確定是否需要調節鞋底的步驟，包括確定鞋底的壓縮量大於壓縮量的上限閾值。在後一種情況下，調整鞋子的步驟就是使鞋底變硬。在一個實施例中，鞋底的調節是在穿鞋者走了很多步之後才執行的。
另外，調節鞋底的步驟還可以包括開動一臺裝在鞋底內的電動機。在這樣的一個實施例中，上述方法還包括確定裝在鞋底的電動機的狀況。要確定電動機的狀況可以包括對電池的電壓取樣，或者使用電位計，編碼器，或者任何其他適當類型的測量裝置。
另一方面，本發明還涉及一個用於修正鞋在穿著時的工作特性的控制器。這種控制器包括一個接收器、一個判斷模塊和一個發射器。接收器用來接收一部分被裝在鞋底裡的傳感器所輸出的第一信號。判斷模塊用於確定鞋底是否壓縮了，以及鞋底是否需要調節。發射器用來發射調節鞋底的第二信號。
另一方面，本發明涉及一種鞋，這種鞋具有連接在鞋底上的鞋面，以及一個至少有一部分安裝在鞋底裡的控制器。這種控制器具有接收從至少有一部分安裝在鞋底裡的傳感器發出來的信號的裝置，用於確定鞋底是否受到壓縮的裝置，用於確定鞋底是否需要調節的裝置，以及用於發射用來調節鞋底的第二信號的裝置。
通過參閱以下的說明和與之配套的附圖，以及權利要求書，就能對本發明的上述及其它目的，以及在下文中描述的優點和特點有很清楚的了解。此外，還應該理解，即在本文中描述的各種裝置不是互相排斥的，而是可以進行不同的排列組合的。


附圖中，同樣的標號通常是指在所有各附圖中看到的同樣的部分。而且，這些附圖也沒有嚴格的比例尺，其主要作用是強調說明本發明的原理。在下文中，參照附圖附圖描述了本發明的各種實施例，附圖中圖1是鞋子的局部分解後的示意立體圖，鞋裡具有按照本發明的一個實施例的智能系統；圖2A是圖1所示的按照本發明的一個實施例的鞋底分解後的示意立體圖；圖2B是圖2A中的智能系統的放大了的示意側視圖，說明可調節元件的工作過程；圖3是按照本發明的可調節元件的另一個實施例的示意立體圖；圖4A-4E是按照本發明的可調節元件的另一個實施例的示意側視圖；圖5A是圖1中的鞋的示意側視圖，表示選擇的內部元件；圖5B是圖5A中所示的鞋的一部分放大後的示意圖；圖6是圖2A中所示鞋底的一部分的示意俯視圖，為了說明智能系統所選擇的內部元件，拿走了鞋底的一部分；圖7是圖1中所示的按照本發明另一個實施例的鞋子的鞋底分解後的示意立體圖；圖8A-8G是包含在圖7中的按照本發明的鞋底的各種實施例中的各種元件的示意立體圖；圖9是依照圖7和8G中的本發明的一個實施例的鞋底夾層的示意仰視圖；圖10是一種可與圖7中的依照本發明一種實施例設計的鞋底一起使用的，供選擇的扭力塊的示意仰視圖；圖11是依照本發明一個實施例，設置在圖9中的圖10中的供選擇的扭力塊的示意仰視圖；圖12是鞋底夾層和圖11中的可供選擇的扭力塊的示意仰視圖，它還包括了按照本發明的一個實施例的附加的腳後跟泡沫塑料件；圖13是鞋底夾層和圖11中的可供選擇的扭力塊的示意仰視圖，它還包括了按照本發明的一個實施例的附加元件；圖14是圖13中的鞋底夾層的示意仰視圖，它還包括了按照本發明的一個實施例的附加的腳後跟泡沫塑料件；圖15是圖14中的鞋底夾層的示意仰視圖，它還包括了按照本發明的一個實施例的保護智能系統各種電子元件的外殼；圖16是鞋底的側向示意立體圖，它還包括依照本發明的一個實施例的一個蜂巢狀的擴張元件和一個用戶接口；圖17是圖16中鞋底的示意側視圖；圖18是圖16中依照本發明一個實施例的用戶接口的放大後的側向示意立體圖；圖19是圖16中依照本發明一個實施例的擴張元件的放大示意側視圖；圖20是圖16中依照本發明一個實施例的擴張元件的示意立體圖；圖21是依照本發明一個實施例的智能系統的框圖；圖22是說明圖1中的智能系統的一種運行模式的流程圖；圖23是說明圖1中的智能系統另一種運行模式的流程圖；圖24是使用圖1中的依照本發明一種實施例的智能系統來處理用戶輸入信息的方法的流程圖；圖25是使用圖1中的依照本發明一個實施例的智能系統來測量傳感器信號的方法的流程圖；圖26是使用圖1中的依照本發明一個實施例的智能系統來確定鞋子的鞋底是否受到壓縮的方法的流程圖；圖27是使用圖1中的依照本發明一個實施例的智能系統來監控傳感器信號，以便檢測鞋子鞋底的壓縮量的方法的流程圖；圖28是使用圖1中的依照本發明一個實施例的智能系統來確定鞋子的鞋底是否需要調節的方法的流程圖；圖29是用於左腳的鞋的圖1中的智能系統的實施例的電路圖；圖30是用於右腳的鞋的圖1中的智能系統的實施例的電路圖；圖31是一張表，其中列出了要接通圖29中的若干種電子發光元件的組合時所需要的，圖29中的微型控制器的某些管腳的輸入/輸出狀態。
圖32是一張表，其中列出了為驅動智能系統的電動機時，圖29中微型控制器的某些管腳上所需要的的輸出電壓；圖33A是包括依照本發明的另一個實施例的智能系統的鞋子的示意側視圖；圖33B是圖33A中的智能系統某一部分的示意立體圖；圖34A是包括依照本發明的又一個實施例的智能系統的鞋子的示意側視圖；圖34B-34D是圖34A中智能系統各個方向上的示意側視圖；圖35A是包括依照本發明的又一個實施例的智能系統的鞋子的示意側視圖；圖35B是經過了一系列調節的圖35A中的智能系統的示意側視圖；圖36是描述可調節元件的一個特定實施例的工作特性的曲線圖；圖37是描述在使用過程中修正鞋子工作特性的一個實施例的流程圖。
圖38A和圖38B是描述圖37中的方法的另一個實例的流程圖；圖39是描述提供鞋子的舒適性的方法的一個實施例。
具體實施例方式
下面，描述本發明的實施例。不過，應該指出，本發明並不局限於這些實施例，相反，需要強調的是，本發明也包括那些對於本領域普通技術人員來說是顯而易見的改進方案。具體的說，本發明的目的並不局限於某種特定的工作特性，某種傳感器的類型或者裝置。另外，在附圖中，只描述了一隻左鞋或右鞋；然而，應該理解，左鞋和右鞋是互相對稱的，因此圖中的說明可同時適用於左鞋和右鞋。在某些特定的活動中，需要結構或工作特性各不相同的左鞋和右鞋，這時左、右鞋就不需要互相對稱。
圖1描述了一款鞋子100，它包括一個鞋面102，一個鞋底104，和一個智能系統106。智能系統106沿橫向布置在這款鞋100的後跟部分108內。智能系統106也可以沿著鞋底104的長度安裝於鞋的任何部位，實際上，它可以沿任何方向安裝。在一個實施例中，智能系統106是用來調節鞋100的後跟部位的壓縮性能的。在另一個實施例中，智能系統106可設置在鞋的前部109內，並且可以移動，使其與一條彎曲的線條對齊或不對齊，或者，也可以設計成能改變鞋子100的脫下性能。在又一個實施例中，鞋子100可以具有設置在多個部位上的多個智能系統106。智能系統106是一種自調節系統，用於調節鞋子100的一種或多種工作特性。下面，詳細說明智能系統106的工作過程。
圖2A是圖1中鞋底104一部分的分解圖。鞋底104包括一個鞋底夾層110，一個外底112a、112b，一塊可供選擇的下支撐板114，一塊可供選擇的上支撐板116，以及智能系統106。上、下支撐板有很多用途，包括用來將智能系統106固定在某個特定的方向。智能系統106安裝在鞋底夾層110的空槽118中。在一個實施例中，鞋底夾層110是一種經過改造的傳統夾層，其厚度在10mm到30mm不等，通常其後跟部分是20mm左右。智能系統106包括一個控制系統120和一個與電子線路相連的驅動系統130，兩者的詳細說明見下文。驅動系統130包括一個驅動器131和一個可調節元件124。控制系統120包括一個傳感器122，例如一個接近傳感器，一個磁鐵123，以及電路(見圖29-30)。這個實施例顯示，傳感器122安裝在可調節元件124的下面，而磁鐵123在垂直方向上與傳感器122隔開距離。在這個特定的實施例中，磁鐵123是一塊裸釹鋼磁鐵，安裝在可調節元件124的上方。傳感器122和磁鐵123的具體位置和間隔可根據具體用途而改變，以適合具體的應用情況，例如，為適應測量和調節鞋底的可壓縮性能。在這個特定的實施例中，傳感器122和磁鐵123都置於與鞋子100會產生最大壓縮的後跟部分108所對應的位置上。通常，這個位置處於穿鞋者的跟骨下。在這個實施例中，傳感器122和磁鐵123整體上處於鞋底104的側面和中間面之間，並且是在穿鞋者腳背前方的大約25mm到45mm之間的位置上。
圖2B表示智能系統106的一部分，特別是較詳細地描述了驅動系統130。智能系統106一般密封在防水的外殼內。驅動系統130一般包括一個驅動器131，而驅動器131又包括一個電動機132和一個傳動元件134；一個可調節元件124，而調節元件124又包括一個限制器128和一個擴張件126；以及一個擋塊136。圖中所示的特定的驅動器131的實施例是一個螺杆驅動裝置，它由一臺雙向電動機132和一根構成傳動元件134的螺杆組成。在一個實施例中，電動機132可以是一種用於模型飛機上的無線電控制的伺服電機。螺杆可以用普通鋼，不鏽鋼，或者其他適合的材料製成。
電動機132以機械方式與傳動元件134連接，它驅動元件134向箭頭138所示的順時針或逆時針方向轉動。傳動元件134用螺紋與限制器128嚙合，同時，在橫向固定了限制器128與擴張元件126的相對位置，如箭頭140所示。由於限制器128用螺紋與傳動元件134嚙合，並且不能相對於電動機132和鞋子100轉動，因此不需要任何動力來保持限制器的位置。在驅動系統130中有足夠的摩擦力，在傳動元件134上有足夠精密的螺紋，來防止傳動元件134在鞋後跟受到撞擊時意外的轉動。在一個實例中，當電動機132向順時針方向驅動傳動元件134時，限制器128便向擴張件126(向前)推進，而當電動機132向逆時針方驅動傳動元件134時，限制器128便向遠離擴張件126(向後)移動。或者，也可使用其他類型的驅動器。例如，驅動器131基本上可以是任何類型的旋轉或線性致動器，齒輪傳動鏈，聯杆裝置，或者它們的組合。
擴張元件126一般為圓筒型，具有長圓形或者長橢圓形的橫截面，或者說，它可以具有若干段有不同中心點而半徑相同的拱形壁，或者，可以是任何拱形壁的組合。擴張元件末端的弧形端部不一定是半圓形的。弧形端部的半徑要根據具體的應用場合而變化，以便在受到垂直方向的壓縮載荷時，控制擴張元件126縱向的擴張量。一般而言，弧形端部的半徑越大，擴張元件在垂直壓縮在和下的縱向擴張量就越大。擴張元件126有一個堅固的外壁142和一個可供選擇的可壓縮的泡沫塑料或其他彈性材料製成的芯子144。擴張元件126的大小，形狀和所使用的材料都可以根據不同的應用場合來選擇。在附圖所示的實施例中，傳動元件134穿過擴張元件126，並且與擋塊136相連。擋塊136防止擴張元件126向離開限制器128的方向運動。或者，擋塊136也可以是空槽118的後壁。
可調節元件124的一般工作過程將通過應用的過程加以說明，在這種應用過程中，智能系統106根據所測得的參數，例如鞋底夾層110的壓縮量，來調節鞋子100的緩衝性能。擴張元件126在受到箭頭146所示的垂直壓力時是可以壓縮的。壓縮時，擴張元件126會向水平(箭頭148)方向擴張。限制器128用來控制這種動作。當水平方向的動作受到限制時，垂直方向的動作也同樣會受到限制。擴張元件126有兩種壓縮模式，詳見下文中對圖36的描述。
智能系統106可以控制使用者加在鞋子100上的壓縮量。在一個實例中，當穿著鞋子100的使用者大步在地面上行走時，所施加的垂直壓力146通過鞋底104傳遞給擴張元件126。在與地面接觸的過程中，壓力146促使擴張元件126擴張，直到它碰到限制器128，從而控制鞋底104的壓縮量。
在壓縮過程中，控制系統120的感應部分會測量磁鐵123的磁場強度。在附圖所示的實施例中，傳感器122安裝在靠近鞋底夾層110的底部，而磁鐵123安裝在靠近鞋底夾層110的頂部。當鞋底夾層110受到壓縮，磁鐵123移動到靠近傳感器122的位置上時，傳感器122所測到的磁場強度就發生變化。智能系統可以這樣來校準，即這種磁場強度可以轉換成距離。因為，正是距離的改變顯示了鞋底夾層110的壓縮量。控制系統120根據距離的變化或者壓縮量的測量值將信號輸出給驅動系統130。
然後，驅動系統130根據從控制系統120接收到的信號修正鞋底夾層110的硬度和可壓縮性。驅動系統130利用傳動元件134作為主要的移動零件。下面，將參照圖22-28所示的主要程序，詳細某種數智能系統106的工作過程。
圖3描述了依照本發明智能系統306的一個可供選擇的實施例的一部分，特別是其驅動系統330。驅動系統330包括一個驅動器331和一個可調節元件324。可調節元件324包括一個擴張元件326和一個限制器328，與圖2B所描述的類似。驅動器331包括一臺電動機332和一個傳動元件334，在本實施例中，還有一根纜繩327穿過一根中空的導向螺杆325。纜繩327穿過擴張元件326並且在末端繞成一個擋頭336。限制器328是整體呈圓筒形的構件，安裝在纜繩327上，可以滑動，並且在螺杆325和擴張元件326之間起支撐面的作用，具體的說，是一根連接在擴張元件326上的支撐臂339。另一跟類似的支撐臂安裝在擋頭336附近，以便沿著擴張元件326的長度分散載荷。在一個實施例中，電動機332是一種齒輪減速比為50∶1的8-10mm大小的微型電動機(pager motor)。纜繩327，螺杆325，限制器328和支撐臂339可以用聚合材料，普通鋼，不鏽鋼或其他適當的材料製成。在一個實施例中，纜繩327用鍍有減少摩擦力的表層的不鏽鋼材料製成，例如，杜邦公司(DuPont)以商標Teflon出售的那種材料。
在工作過程中，纜繩327固定在驅動器331上，並且具有固定的長度。纜繩327穿過螺杆325，這樣就決定了擴張元件326能夠沿縱向伸長的量。例如，當一個垂直的壓力施加到擴張元件326上時，元件326便沿著纜繩327向縱向擴張，直到碰到安裝在擴張元件326和螺杆325末端之間的限制器328。電動機332使螺杆325轉動，以改變纜繩327的長度，這樣限制器328就能一直滑動到碰到螺杆325和擴張元件326。螺杆325根據控制系統的信號，可以相應地向著靠近或遠離器件326的方向移動預定的距離。在一個實施例中，螺杆325可以移動大約0到20毫米的距離，通常是大約0到10毫米的距離。
在另一個實施例中，可調節元件324包括方向基本上互相平行的兩臺電動機332和兩根纜繩327。兩條纜繩327有助於使擴張元件326保持在相對於圖3中的可調節元件324的縱軸線360呈方形。此外，也可以使用其他類型的擴張元件/限制器裝置。例如，可以使用圓周型的或腹帶型的限制器來替代直徑型(diametral)或縱向型(longitudinal)的限制器。在工作過程中，驅動器331改變腹帶的圓周長度以改變元件326的擴張程度，圓周越大，擴張程度就越大。其他可能使用的裝置還包括形狀記憶合金和磁流變流體。
圖4A-4E表示另一種可調節元件，各自表示的都是處於未加載的狀態。具體的說，圖4A-4D表示擴張元件的幾種可能的形狀。圖4A中，擴張元件426有兩個橫截面為普通橢圓型，並且形成一個單獨元件的圓筒428。或者，圓筒的橫截面的形狀可以是任何直線和圓弧形狀的組合，例如，是六邊形或半圓形的組合。圓筒428有一道壁432和一對中空或填滿泡沫塑料或其他材料的芯子434。圖4B表示有兩個分開的圓筒448的擴張元件446，這兩個圓筒都具有普通的圓形橫截面且相互連接在一起。每一個圓筒448都有一道壁452和一個芯子454。圖4C表示包括兩個如前所述的圓筒448的擴張元件466。在圖4C中，擴張元件466具有包圍著圓筒448的泡沫塊468。泡沫塊468可以替換芯子或者作為芯子的附加物。圖4D表示擴張元件486的又一種實施例。擴張元件486有一個具有長扇形橫截面的圓筒488。這個圓筒有一道壁492和一個芯子494。圓筒488包括一個第一弧形端部496和一個第二弧形端部498。第一弧形端部496要比第二弧形端部498的半徑大很多，因而，在承重時，第一弧形端部有較大的水平位移。另外，任何圓筒的壁厚都可以改變，和/或圓筒可以沿著其長度呈斜坡狀。在使用泡沫塑料芯子的擴張元件126的實施例中，不要讓泡沫塑料的芯子緊貼在擴張元件126的壁上。讓泡沫緊貼在外壁上可能會阻止擴張元件在水平方向上的擴張。
圖4E表示另一種可調節元件410。可調節元件410有一個結構的柔性較好的氣缸412和活塞414。氣缸412的內部容積416的大小會隨著活塞414在氣缸412內沿著箭頭418所示的移動而改變。活塞414根據控制系統120發來的信號，在驅動器131的驅動下作相應的直線移動。通過改變容積416，氣缸412的可壓縮量便產生變化。例如，當活塞414推進到氣缸412內部時，容積就變小，同時圓筒內的壓力增大；壓力越大，氣缸就越硬。雖然這個系統與充氣的氣泡有相似的地方，但還是有許多不同之處。例如，這個系統中，在調節容積416時，流體(如空氣)的總量是恆定的。而且，氣泡的性能主要是根據氣泡內的壓力而變化，而圖4E中所描述的元件410則是把氣缸的結構和內部壓力結合起來使用。兩者工作的基本原理不同。例如，充氣的氣泡，如氣球，僅僅容納空氣，而沒有結構上的支撐，而對於氣缸來說，則和輪胎一樣，可以利用空氣來支撐起一個結構(如輪胎的胎壁)。而且，活塞414和驅動器131裝置可以對可調節元件410的壓力和可壓縮性進行精確的調節。
圖5A表示圖1中鞋子100的側視圖。智能系統106一般安裝在鞋子100的後跟部位108中。如圖5A所示，智能系統106有一個帶有限制器128和驅動器131的可調節元件124。圖5A中還有一個使用者自裝件500(見圖5B)，它包括使用者自裝按鈕502，504，和一個指示器506。使用者可以設定鞋子100的壓縮範圍或其他工作特徵的目標值，方法是通過向裡壓輸入按鈕502以增加目標值，或者壓輸入按鈕504以減少目標值或壓縮範圍。在另一個實施例中，使用者自裝件500可以安裝在遠離鞋子的地方。例如，手錶，個人數字助理(PDA)，或其他外部設備既可以單獨使用，也可以跟鞋子的用戶自裝件500結合使用，以使所設置的智能系統106有個性化的特性。例如，使用者可以通過按壓手錶上的按鈕來調節智能系統106的各種特性。此外，智能系統106還可以有一個開關的按鈕。
圖5B是用戶自裝件506的詳細說明圖。例如，指示器506可能是一個或多個電子發光元件。在這個實施例中，指示器506是一系列安裝在柔性電路(flex-circuit)中的電子發光元件，它能發光以顯示所選擇的壓縮範圍；但，這種指示器也可以顯示鞋底夾層的硬度，或與鞋子100工作特性相關的其他信息。另外，指示器也可以是能發聲的。
圖6是圖1的智能系統中可供選擇的部件的一種可能的布置方式的俯視圖。可調節元件124安裝在鞋底夾層110的後跟部位108中，而擴張元件126設置在空槽118的側面。驅動器131安裝在擴張元件126的附近。與驅動器131相鄰的是控制系統120。控制系統120有一個控制面板152，面板上裝著一個微型控制器，以控制驅動器131和處理計算程序。此外，系統106還包括一個電源150，例如一個3.0V 1/2 AA電池。電源150通過電線162或其他電子連接件如柔性電路(flexcircuit)為驅動器131和控制系統120供電。
智能系統106還具有磁鐵123和排成一列的傳感器122(圖中未表示)，傳感器安裝在擴張元件126的下方，並且與控制系統120連接。磁鐵123安裝在擴張元件126上方，但是在內鞋底和/或襯墊之下。而且，整個智能系統106可以封裝在一個塑料盒子裡，以達到防水的效果。此外，系統106可以做成一個單獨的模塊，以方便鞋底104的製造，也可以預先安裝在下支撐板114(圖6未顯示)上。在一個實施例中，系統106是可以拆卸的，從而使得系統106成為可以更換的。例如，鞋的外底112a，112b可以設計成(例如，安裝鉸鏈)能讓系統從鞋底夾層110的空槽118中拆卸下來。
系統106還可包括一個接口160，用來下載智能系統106的數據，如下載到PDA或者其他外部處理器上。埠160可用以監控鞋子的性能。在另一個實施例中，數據可以傳輸(如通過無線電波)到使用者自帶的有顯示面板的設備上。例如，數據可以傳輸到手錶或其他使用者戴著的設備上。根據所傳輸來的數據，使用者可以通過按壓手錶上的按鈕來調節鞋子的某種性能，如上文所述的。這些調節的信息同時傳回到系統106中，並由它來實現調節。
圖7描表示圖1中依照本發明另一個實施例的鞋子100的鞋底204的分解後的立體圖。鞋底204包括一個鞋底夾層210，一個外鞋底212，一個可供選擇的底層支撐片214，以及一個可供選擇的上支撐板216。鞋底204的後跟部位208可以由泡沫塑料，如聚亞安酯(PU)或乙烯基醋酸纖維素(EVA)泡沫塑料製成，同時可以用來容納一個擴張元件226。在一個實施例中，如圖所示，擴張元件226的形狀象一個蜂巢；但元件226也可以是普通的圓筒，橫截面呈長圓形或普通的長橢圓形，或者，有若干段具有不同圓心但半徑相同的拱形壁，或者它們的任何組合。電動機232也安裝在鞋底204內，可用來調節擴張元件226。還可以設置一個包括用戶輸入按鈕256的用戶接口254，用來接收與調節鞋底204相關的輸入信號。
圖8A-8G表示各種組件的立體圖，這些組件可能包括在鞋底204的各種實施例中。這些組件包括電動機232(圖8A)、擴張元件226(圖8B)、可可供選擇的底層支撐片214(圖8C)、用戶接口254和用戶輸入按鈕256(圖8D)、後跟部位208(可以由如PU或EVA泡沫塑料等製成)(圖8E)、可可供選擇的上支撐板216(圖8F)、和鞋底夾層210(圖8G)。
圖9描表示圖7和8G中的鞋底夾層210的仰視圖。鞋底夾層210有一個用來接納電源150(見圖6)的開口257，和用於智能系統106的相關設備。鞋底夾層210中開口257的位置可以隨著電源150的位置和鞋底204中的相關設備而變化。
圖10是一種可供選擇的扭力塊258的仰視圖，可用於圖7中依照本發明一個實施例的鞋底204。扭力塊258可以包括腳後跟處和腿骨處的開口264a，264b。這兩個開口264可以為智能系統106提供各種組件用的清理口或者進出口。
圖11是圖10中的可供選擇的扭力塊258的仰視圖，它安裝在圖9所述的依照本發明一個實施例的鞋底210上。扭力塊258上的開口264b與鞋底夾層210中的開口257相對應，使用戶可以接觸到電源150和鞋底204上的相關設備。
圖12是鞋底夾層210和圖11中的可供選擇的扭力塊258的仰視圖，還包括了依照本發明的一個實施例的附加的腳後跟泡沫塑料件266a，266b，266c。在圖示的實施例中，包括三個腳後跟泡沫塑料件(1)後端泡沫塑料件266a，它從鞋底夾層210的中部延伸到側面；(2)中前端泡沫塑料件266b；和(3)側前端泡沫塑料件266c。泡沫塑料件266的硬度可以根據特定的應用而改變。例如，側前端泡沫塑料件266c可以比後端泡沫塑料件266a硬度高。為實現不同的功能，可選用不同材質特性的泡沫塑料件266a，例如，在走出一步的過程中，將腳引導到向外撇和向裡撇之間的中性位置。關於緩衝墊和引導件的泡沫塑料件的使用，在6,722,058號美國專利和申請號為10/619,652的美國專利中有更為詳細的描述，這裡，引用這些專利作為本申請的參考資料。
圖13是依照本發明一個實施例的鞋底夾層210和圖11中可供選擇的扭力塊258的仰視圖，圖中包括了電動機232，和設置在延伸到鞋底夾層210和可供選擇的扭力塊258的開口257，264b中的電源150，用戶接口254，以及擴張元件226。此外，擴張元件226也可以位於鞋底204的前腳區域，或者，安裝在鞋底204上的任何部位。此外，鞋底204中擴張元件226的方位可以根據具體情況改變。例如，在一個實施例中，這種智能系統可能只設置在中部或側面，用於提供可控的兩種密度的鞋底，鞋底的一部分是能自動調節的。
圖14是圖13中鞋底夾層210的仰視圖，它還具有圖12中的依照本發明一個實施例的附加後跟泡沫塑料件266a，266b，266c。在圖示的實施例中，擴張元件226埋在三塊泡沫塑料件266a，266b，266c之間。
圖15是依照本發明一個實施例的圖14中鞋底夾層210的仰視圖，它還具有一個將電源150和其它電子元件封罩起來的外殼270。外殼270也可以拆卸，以便用戶能接觸到電源150和其他電子設備。
圖16是鞋底204的側視立體圖，它具有依照本發明一個實施例的蜂巢狀的擴張元件226和用來改變智能系統106的設定值的用戶接口254。在各種實施例中，鞋底204可以具有多個擴張元件226。纜繩(圖中未表示)可以在中前部泡沫塑料件266b和側前部泡沫塑料件266c之間延伸，也可以在後端泡沫塑料件266a之間延伸。各擴張元件226可以通過穿過其中的纜繩相互聯結。用戶接口254具有用以增加(+)和/或減少(-)智能系統106工作特性的按鈕256，以及用以顯示系統設定值的電子發光元件268。
圖17是圖16中鞋底204的側視圖，其中更加清楚地表示了擴張元件226。如圖17所示，擴張元件226的形狀象蜂巢；然而，元件226也可以是普通的圓筒形，具有長圓形或拉長的普通橢圓型橫截面，或者，具有若干段圓心不同但半徑相同的弧形壁，或者，是它們的任何組合。
圖18是圖16中用戶接口254的放大側視圖，其中表示了用以增加(+)和/或減少(-)智能系統106工作特性的按鈕256，以及用以顯示依照本發明一種實施例的系統設定值的電子發光元件268。
圖19是圖16中的擴張元件226的放大側視圖，它表示了依照本發明一個實施例的擴張元件的蜂巢形狀。此外，圖中還表示了一根穿過擴張元件226中間的纜繩327。
圖20是圖16中依照本發明一個實施例的擴張元件226的立體圖。擴張元件226有四道普通的垂直面側壁272(每側兩道)，而一根水平杆274將每一邊相鄰的側壁相互連接起來，從而形成了普通的蜂巢狀結構。水平杆274一般設置在側壁272之間的中心位置上。水平杆274提供了抵抗沿縱向的剪力的穩定性，而在某些情況下也可能受到張力。在一個實施例中，側壁272具有普通的拱形；然而，側壁272和水平杆274也可以是直線形，弧形，或其組合。擴張元件226也可以具有一根頂橫杆276和一根底橫杆278。
圖21表示一個智能系統706的實施例的框圖。智能系統706具有一個與控制系統720和驅動系統730聯結的電源750。控制系統720包括一個控制器752，例如，一個或多個微處理器，和一個傳感器722。傳感器可以是接近傳感器和磁性裝置。在一個實施例中，控制器152是一種微型控制器，例如，Arizona州Chandler的微晶片技術公司生產的PICMICRO牌微控制器。在另一個實施例中，控制器752是由Cypress半導體公司製造的微控制器。驅動系統730包括一個具有電動機732和傳送件734的驅動器731，和一個可調節元件724。驅動器731和控制系統720在電氣上相互聯通。可調節元件72聯結在驅動器731上。
驅動系統730還可以選擇具有一個與控制系統720聯結，或者作為其一部分的反饋系統754。反饋系統754可以顯示可調節元件724的位置。例如，反饋系統754能計算電動機732轉動的次數，或者限制器728(圖中未表示)的位置。反饋系統754可以，例如，是線性電位計，指示器，線性傳感器，或一對紅外線二極體。
圖22表示應用智能系統106的一種可能的運行程序。智能系統106測量在連續行走或跑步過程中鞋子的工作特性。在系統106開始運行前，它將在第一次通電或第一次接觸地面後運行一個校正程序。例如，系統106會驅動可調節元件124，以確定限制器128的位置和/或檢驗限制器128的工作範圍，即，完全打開或完全關閉的量程。在運行過程中，系統106測量鞋子的工作特性(步驟802)。在一個實施例中，測量的速度大約是300Hz到60KHz。控制系統120確定鞋子的工作特性是否已測量了至少三次(步驟804)或其他預設的次數。如果不是，系統106會採用其它性能測量程序，重複步驟802，直到滿足步驟804的條件。測量了三次之後，系統106便計算最後三次性能測量的平均值(步驟806)。然後將平均的性能測量值與閾值相比較(步驟808)。在步驟810中，系統106要確定，性能測量平均值是否與閾值完全一致。如果性能測量平均值與閾值完全相等，系統106就返回步驟802，進行另一次性能測量。如果性能測量平均值基本上與閾值不相等，系統106就會發出一個校正驅動器信號給可調節元件124，以修正鞋子的工作特性。智能系統106在用戶持續使用鞋子的過程中會不斷重複整個運行程序，直到達到設定的閾值。在一個實施例中，系統106隻是逐漸提高鞋子的性能，結果，使用者就沒有感覺到鞋子的調節過程，因此使用者不用主動地去適應鞋子性能的改變。換句話說，系統106是讓鞋子主動適應使用者，而不是要求使用者去適應鞋子。
通常，在具體應用時，系統106將採用一個鞋底夾層壓縮量的最佳閾值(目標區域)，這一閾值是根據最佳的緩衝性能的測量值設定的。系統106測量每一步中鞋底夾層110的壓縮量，並且計算最近三步的平均值。如果平均值大於閾值，那麼就意味著鞋底夾層110已經過度壓縮。在這種情況下，系統106會指示驅動器131向增加硬度的方向調節可調節元件124。如果平均值小於閾值，那麼就意味著鞋底夾層110壓縮不足。在這種情況下，系統106便指示驅動器131向降低硬度的方向調節可調節元件。這一調節程序一直持續進行到測量值在系統的目標閾值範圍內為止。使用者可以修正這一目標閾值以增加或減少硬度。這種閾值的改變是對預先設定值的補償。所有上述計算程序都由控制系統120進行計算。
在這種具體應用中，鞋底夾層110和可調節元件124的總高度大約為20mm。在測試中，無論鞋底夾層110本身的硬度如何，已經確定的鞋底夾層110的最佳壓縮範圍大約是9mm到12mm。在一個實施例中，與限制器128的調節範圍相對應的垂直壓縮量約為10mm。在一個實施例中，限制器128的解析度小於或等於約0.5mm。在具備用戶輸入功能的系統106的實施例中，使用者可以將壓縮量的範圍改變為8mm到11mm，或者10mm到13mm。當然，大於3mm的範圍以及更小或更大的範圍極限都是允許的，並且都在本發明的範圍內。
在跑步時，使用者的腳所邁的步伐很大，這一過程包括一個飛行位置的階段(腳停留在空中)和一個站立位置的階段(腳接觸到地面)。在典型的大步走的過程中，飛行位置的階段大約佔整個走路過程的2/3。在站立位置的階段，在正常情況下，使用者的身體與地面接觸。在本發明的一個據月初實施例中，所有的測量程序都在站立位置的階段中進行，所有的調節程序都在飛行位置的階段中進行。調節程序之所以在飛行階段進行，是因為鞋子以及可調節元件在這一階段處於非承重狀態，因而，與承重狀態下相比能顯著減少進行調節的電能。在大多數實施例中，鞋子都設計成電動機並不驅動可調節元件，因此，設定可調節元件的範圍時，電動機的負荷較低。然而，在圖33、34、35所描述的實施例中，可調節元件是移動的，詳細的說明見下文。
在工作過程中，系統106感應到鞋子與地面接觸了。當鞋子接觸地面時，鞋底104被壓縮，傳感器122就會感應到磁鐵123的磁場變化。當系統106感應到的磁場變化相當於大約2mm的壓縮量時，就確定鞋子已經與地面接觸。也是在這時，系統106將關閉驅動系統130的電源，以節約電能。在站立位置的階段，系統106會感應到磁場的最大變化值，並將這一測量值轉換成最大的壓縮量。在另一個實施例中，系統106也測量站立位置階段時間的長度，以確定鞋子的其他工作特性，如速度，加速度以及衝擊(jerk)力等。
如果最大壓縮量超過12mm，則意味著鞋底104過度壓縮了，如果最大的壓縮量小於9mm，則意味著鞋底104的壓縮量低於正常值。例如，如果最大壓縮量為16mm，表示鞋底104過度壓縮，控制系統120便發出一個信號給驅動系統130，使可調節元件124更堅固。當鞋子處於飛行階段，即壓縮量少於2mm時，驅動系統130就開始運轉。只要感應到壓縮量在閾值範圍內，系統106就會持續監控鞋子的工作特性，但不再次啟動驅動系統130和可調節元件124。這樣，就可以節省電能。
在另一個實施例中，智能系統106可以單獨地應用於調節某種附加的工作特性，也可以綜合應用於上文所描述的最佳鞋底夾層壓縮特性。例如，系統106除了測量壓縮量外，還可以測量到達最大壓縮量的時間，恢復的時間，以及飛行階段的時間。在考慮到外部因素，如地面的硬度，坡度和速度等情況下，這些變量可用於為用戶確定最佳的設定值。考慮到地面情況的變化，達到最大壓縮量的時間，是從腳後跟開始接觸地面到鞋底達到最大壓縮量所用的總的時間。使用在時間和壓縮量曲線下方區域的值來確定最佳設定壓縮量是有利的。實際上，這是一種測量鞋子所吸收的能量的方法。此外，飛行位置階段(上文已說明)的時間也有助於確定最佳設定值。使用者邁步的頻率可以從這個變量中計算出來。反過來，邁步的頻率也可用來確定速度的變化，以及區分上山還是下山。
圖23表示智能系統106能夠執行的另一種可能的程序。具體的說，圖23說明了在鞋子使用過程中修正其工作特性的方法2300的一個實施例。在方法2300的步驟2500中，智能系統106測量傳感器122發來的信號，然後，智能系統106在步驟2600中確定鞋底104是否被壓縮。在確定了鞋底104已經壓縮之後，智能系統106緊接著在步驟2700中執行初始計算，以確定鞋底104是否需要調節。在步驟2800中，智能系統106進行附加的計算，以進一步或重新確定鞋底104是否需要調節。如果鞋底104需要調節，智能系統106便也在步驟2800中執行對鞋底104的調節。圖25、26、27、28分別描述了實施方法2300中的步驟2500，2600，2700和2800的具體方法。
方法2300從給智能系統106供電起開始運行。例如，可以用電池作為電源150，並在步驟2304中裝入智能系統106。一旦電池裝入智能系統106，它就會在步驟2308中實行一個「啟動」程序。例如，智能系統106可能以某種方式點亮指示器506的電子發光元件，以提示鞋子100的使用者智能系統106已經處於激活狀態。當電池已經裝入智能系統106中，而鞋子100的使用者卻在之前關閉了智能系統106時(見下文)，使用者可以在步驟2312中通過按壓一個或多個用戶輸入按鈕502，504，接通智能系統106，並激活「啟動」程序。
一旦智能系統106接通，它就為用戶檢查通過步驟2316輸入的信息。在圖23-28所描述的實施例中，使用者可以通過按壓「+」按鈕502表示希望增強鞋底104的硬度，或者通過按壓「-」按鈕504表示希望減小鞋底104的硬度(即增加鞋底104的柔軟度)。如果從鞋子100的使用者接收到的用戶的輸入是在步驟2320中所確定的信息，智能系統106就會在步驟2400中處理用戶輸入的信息。然後，圖24描述了方法2300中的步驟2400的具體實施方法。如果沒有接收到用戶輸入的信息，智能系統106就在步驟2500中測量傳感器122所發出的信號。
或者，方法2300也可以包括一個自我識別和用戶分析/互動步驟2324。更具體的說，在步驟2324中，智能系統106會通過檢測智能系統的下列多種參數進行自我識別，具體說，這些參數包括(但不限於)傳感器狀態和/或輸出，電池電壓，電動機方向，可能用於步驟2500的電壓參數情況，以及是否有用戶通過按鈕502，504輸入數據。此外，在步驟2324中，鞋子100的使用者可以讀取從智能系統106發來的數據，或執行其他功能。在一個實施例中，可以用一個專用鍵來訪問智能系統106。例如，在配備了各自的專用鍵後，銷售商可以讀取特定的數據，製造商可以在準備失效報告時讀取其他有用的數據，而用戶也可以用手動來調節智能系統106，例如，移動電動機132。智能系統106還能附加地或可供選擇地跟蹤或監測鞋子100使用者的運動特徵，如，使用者走過的距離，步幅和/或位置等。在這種實施例中，這些信息可以在步驟2324中得到。
在一個實施例中，智能系統106會按照圖23中箭頭所示的方向循序運行方法2300中的各個步驟，每一個具體步驟都沿著已經執行的路徑，或者並不依賴根據某些參數的特定值。此外，在一個特定的實施例中，智能系統106會以大約300Hz到400Hz的速率循序運行步驟2316、2320、2500、2324、2600、2700和2800。
在某些實施例中，智能系統106的微型控制器要執行圖23-28中所描述的多個步驟。微型控制器可以包括，例如，一個用來接收表示從代表傳感器122輸出第一信號的接收器，一個用來確定鞋底104是否壓縮以及鞋底104是否需要調節的確認模塊，以及一個用來傳輸第二個信號以調節鞋底104的信號傳輸器。
更詳細的說，如果智能系統106在步驟2320中確定用戶已經輸入了數據，它就會在步驟2400中對用戶數據進行處理。請參閱圖24，它描述了用來處理用戶輸入的方法2400的實施例，如果用戶同時按壓「+」按鈕502和「-」按鈕504，則如步驟2402所確定的，智能系統會在步驟2404中啟動「關閉」程序。返回到圖23，然後智能系統106在步驟2328中運行「關閉」程序。在一個實施例中，在運行「關閉」程序時，智能系統106用某種方式點亮指示器506上的電子發光件，提示鞋子100的用戶智能系統106正在關閉。然後，智能系統106便在步驟2332中進入「關閉」或「沉睡」狀態，直到用戶再一次在步驟2312中將其激活。
請參閱圖24，鞋子100的鞋底104可以有許多硬度設定值，而智能系統106可以根據收到到的用戶的輸入後，改變鞋底104的硬度設定值。但是，必須指出，當鞋底104的硬度設定值是用戶可以調節的參數時，改變鞋底104的硬度設定值並不必然導致對鞋底104本身的調節(如，鞋底104的柔化和硬化)。鞋底104本身是否需要調節，部分取決於它的硬度設定值，同時也取決於其他許多變數，並且一直要等到下面所描述的步驟2700和2800中，才能最終確定。
在一個實施例中，鞋底104的硬度設定值的數量在5到20個之間。如果用戶只按壓「-」按鈕504(在步驟2406中決定)，智能系統106便在步驟2408中確定，鞋底104目前的硬度設定值是否要向更柔軟的設定值變化。如果是這樣(即，如果當前鞋底104的硬度設定值不是設定在最柔軟的值上)，智能系統106就在步驟2412中改變鞋底104的硬度設定值，使其達到更柔軟的設定值。同樣，如果用戶只按壓「+」按鈕502(在步驟2414中決定)，智能系統106就在步驟2416中確定，鞋底104目前的硬度設定值是否要向更硬的設定值變化。如果是這樣(即，如果鞋底104的硬度設定值不是設定在最硬的值上)，智能系統106便在步驟2420中將鞋底104的硬度設定值改變到一個更硬的設定值。
在步驟2412或是在步驟2420中調整了鞋底104的硬度設定值之後，智能系統106就根據接收到的用戶輸入的信號，在步驟2424或者步驟2428中計算至少一個新的壓縮量閾值。在一個實施例中，智能系統106可以計算一個新的低壓縮量閾值，和一個新的較高壓縮量閾值。在計算每一個新的壓縮量閾值時，都要考慮，例如，該壓縮量閾值的原來的值，鞋底104的新的硬度設定值(在步驟2412或步驟2420中確定)，以及一個或多個常數。在一個實施例中，每一個壓縮量閾值都被用來在步驟2800中確定鞋底104是否需要調節。
一旦執行了步驟2424或步驟2428，或者如果在步驟2408或步驟2416中確定，鞋底104的硬度設定值不主要改變，智能系統106就會在步驟2432中顯示新的(目前的)鞋底104的硬度設定值。在一個實施例中，智能系統106會通過激活指示器506上的至少一個電子發光元件，以顯示新的(目前的)鞋底104硬度設定值。一旦智能系統106確認「+」和「-」按鈕502，504不再被按壓了(在步驟2434中確定)，就會在步驟2436中通過阻斷(如弱化)指示器506上的一個或多個被激活的電子發光元件，以結束新的(目前的)硬度設定值的顯示。於是智能系統106就返回到圖23中的步驟2316。
再回到圖23，如果智能系統106在步驟2320中確定用戶並沒有輸入信號，就在步驟2500中測量傳感器122發出的感應信號。請參閱圖25，它描述了測量傳感器信號用的方法2500的一個具體實施例。智能系統106首先在步驟2504中設定執行圖23-28中方法的許多步驟的微型控制器的指示鍾(如，減慢該指示鍾)，例如，設定為1MHz。微型控制器的指示鍾設定為1MHz可以節約電池的電能，而且與此時從傳感器122發出的信號中取樣的速率沒有任何關係。或者，微型控制器的指示鍾也可設定為不同的頻率，以節約電池的能量。
一旦微型控制器的指示時鐘設定後，便在步驟2508中對從傳感器122發來的信號取樣。在一個實施例中，傳感器122是一種霍耳效應傳感器，它可以測量磁場強度，並輸出一種代表磁場強度的模擬電壓值。因此，在步驟2508的一個實施例中，對模擬電壓取樣，並且與基準電壓相比較，並使用A/D轉換器轉換為數字值。這裡所描述的這些實施例中，較小的數字值代表了較強的磁場，因而，就代表鞋底104較大的壓縮量。
在步驟2508的具體實施方式
中，首先打開在一個實施例中具有最大設定時間的傳感器122。然後，打開在一個實施例中具有第二大設定時間的A/D轉換器。接著，打開產生基準電壓的電子設備。然後，對傳感器122輸出的模擬電壓取樣，並與基準電壓相比較，並用A/D轉換器轉換成數字值。然後，關閉傳感器122以節約電能。然後，關閉產生基準電壓的電子設備，以節約電能，最後，關閉A/D轉換器，以節約電能。在其它的實施例中，傳感器122、A/D轉換器和產生基準電壓的電子設備的開關順序可能不同，甚至基本上是完全同步地開和/或關。
一旦在步驟2508中對傳感器122的信號取了樣，便在步驟2512中使計數器「n1」增值，這個計數器的初始設定為零，並且代表取樣的數量。在步驟2508中對代表磁場強度的數字值取樣，然後在步驟2516中將其保存在微型控制器的儲存器中。
在步驟2520中，將計數器「n1」與第一常數進行比較，以確定取樣的數量是否大於該常數。如果大，則在步驟2524中把微型控制器的指示時鐘重新設定為(例如)4MHz，而計數器「n1」將從新設定為零。否則，就重複步驟2504，2508，2512，2516和2520。將第一個常數值設定為大於零時，智能系統106肯定會對傳感器的信號進行多次取樣。一般，第一常數的值在2到10之間。
在步驟2528中，確定傳感器信號的測量值。在一個實施例中，傳感器信號的測量值是由計算重複執行步驟2508過程中所取的傳感器多個信號樣本的平均值來確定的。在另一個實施例中，傳感器信號的測量值是由，例如，在重複執行步驟2508的過程中所提取的傳感器的多個樣本信號的子集的平均值來確定的。在一個特定的實施例中，去掉最小和最大的傳感器信號樣本值，然後將剩下的樣本值加以平均後，確定傳感器信號的測量值。一旦在步驟2528中確定了傳感器信號的測量值，就在需要時，執行自我識別和用戶分析/互動的步驟2324。如圖23所示，然後，智能系統106進入步驟2600。
圖26描述了用於確定鞋子100的鞋底104是否壓縮的方法2600的一個具體實施例。在圖中所示的實施例中，只有當壓縮量參數標誌(「COMPFLAG」)設置為0，表示智能系統106還沒有檢測鞋底104的壓縮量時，才執行方法2600。如果沒有檢測，參數「COMPFLAG」在最初設置為0。在步驟2604中，計數器的「FIRSTTIME」與第二常數進行比較。計數器的「FIRSTTIME」在步驟2500(見圖23和25)每運行完一次(即每次傳感器信號的測量值被確定)時會增加計數。如果計數器「FIRSTTIME」小於第二常數，則最近確定的傳感器信號測量值(在圖25的步驟2528中確定)在步驟2608中保存在微型控制器的儲存器中，同時，不再執行方法2600的其他步驟。在一個實施例中，微型控制器應用一種實行先進先出(FIFO)規則的緩衝器來保存預先確定的一組傳感器信號測量值，如10到30之間的值。在這種實施例中，一旦FIFO緩衝器存滿，則每次存入FIFO緩衝器中的最新確定的傳感器信號的測量值時，就把儲存在FIFO緩衝器中的以前確定的傳感器信號測量值清除掉。
如果計數器的「FIRSTTIME」大於第二常數，智能系統106就繼續執行步驟2612。在一個實施例中，第二常數的值在15到30之間。在這種實施例中，在智能系統106進行到步驟2612之前，保證會多次執行步驟2500(即測量傳感器信號的步驟)，以便獲得許多傳感器信號的測量值。
在一個實施例中，在步驟2612中計算之前多次獲得的傳感器信號測量值(每次在圖25步驟2528中確定的傳感器信號的測量值，以及在步驟2608中儲存於微型控制器的儲存器中的測量值)的平均值。不過，步驟2528中最近確定的傳感器信號的測量值不包括在這一平均值的計算中。然後，在步驟2616中確定參數「valdiff」，它代表在步驟2612中計算出來的平均值與步驟2528中最近確定的傳感器信號的測量值之間的差異。接著，在步驟2620中把參數「valdiff」與第三常數進行比較。如果參數「valdiff」大於第三常數，則最近獲得的傳感器信號的測量值與以前通過多次獲得的傳感器信號的測量值的平均值相比，至少小於第三常數的值，而且鞋底104已經開始壓縮。在此情況下，智能系統106在步驟2624中增加一個計數值「n2」，其初始值設為零。反之，如果參數「valdiff」小於第三常數，智能系統106就回到步驟2608，將最近獲得的傳感器信號測量值儲存到微型控制器的儲存器中，同時將計數器「n2」重新設置為零。第三常量的值可以根據，例如，鞋底夾層的厚度，傳感器的幹擾和/或信號提取的速率(8bit或16bit)等而變化。例如，對於8bit的系統，第三常量的值可在2到16之間，而對於16bit的系統，則可在2到64之間。
在步驟2628中，把計數「n2」與第四常數相比較。如果計數「n2」大於第四常數，智能系統就據以確定，鞋底104受到壓縮了，同時在步驟2632中將參數「COMPFLAG」設置為1。智能系統106同時在步驟2632中將參數「peak」設置為與最近確定的傳感器信號的測量值相等，並且增加計數「STEP」的計數，其說明見下文。
在一個實施例中，選擇步驟2628中的第四常數，以使步驟2620中的比較是真實的連續的幾次，該步驟(2620)在智能系統106確定鞋底104被壓縮以及接著進行步驟2632之前進行。在一個實施例中，第四常數在2到5之間。例如，在第四常數為5的情況下，需要連續執行6次步驟2620，以使智能系統106確定鞋子100的鞋底104被壓縮以及接著進行步驟2632。
在執行了步驟2608或2632後，或者當計數「n2」不大於第四常數時，智能系統106便前進到步驟2700。
圖27描述了方法2700的一個實施例，該方法用於完成初始計算，以確定鞋子100的鞋底104是否需要調節。在圖示的實施例中，只有當參數「COMPFLAG」設定為1，即，意味著智能系統106檢測到了鞋底104的壓縮量時，才執行方法2700。換言之，方法2700隻有當執行了方法2600時，才能完成步驟2632。在一個實施例中，在完成了步驟2632之後，在執行方法2700之前，又獲得了另一個傳感器信號的測量值(即，再次執行圖25中的方法2500)。
在圖27所示的實施例中，智能系統106在每次重複方法2700的所有步驟時，首先在步驟2704中增加定時值。如果定時值大於所選擇的最大值，則意味著方法2700中的步驟2712正在被連續地反覆執行，此時智能系統106會接著在步驟2708中將參數「COMPFLAG」以及定時值同時設置為零。反之，若定時值小於所選擇的最大值，智能系統就會繼續執行步驟2712。
在步驟2712中，智能系統106在了解到鞋底104剛被壓縮並可能被繼續壓縮的時，就確定所測得的鞋底104壓縮量的最大值。具體的說，智能系統106在步驟2712中確定鞋底104的壓縮量的實際峰值。在一個實施例中，智能系統106是通過確定鞋底104是否仍然被壓縮來確定實際峰值的。更具體的說，智能系統106把最近獲得的傳感器信號的測量值與在圖26的步驟2632中所確定的參數「peak」的值進行比較(這就是為什麼在上述一個實施例中，在執行步驟2632之後，在完成方法2700之前，能獲得傳感器信號的另一個測量值)。如果最近獲得的傳感器信號的測量值小於參數「peak」的值(也就是說，鞋底104將繼續受到壓縮)，則將參數「peak」的值重新設定為最近獲得的傳感器信號的測量值，並獲得新的傳感器信號的測量值，一邊與剛才重新設定的參數「peak」的值相比較。在一個實施例中，這種比較和所描述的後續步驟將繼續進行，直到最近獲得的傳感器信號的測量值大於參數「peak」的值(表示鞋底104的壓縮量較小)。如果最近獲得的傳感器信號的測量值確定連續多次大於參數「peak」的值(表示鞋底104擴張或收縮)，則參數「peak」的值真正代表鞋底104所測壓縮量的最大值(或實際最大值)。反之，若最近獲得的傳感器信號的測量值不是確定連續多次大於參數「peak」的值(即最近獲得的傳感器信號的測量值小於參數「peak」的值)，則智能系統106就將參數「peak」的值設置為與最近獲得的傳感器信號的測量值(小於參數「peak」的值)相等，同時，提取新的傳感器信號的測量值，以便和新設置的參數「peak」值相比較。然後，智能系統106便繼續執行以上所述的步驟。
一旦確定了所測得的鞋底104壓縮量的最大值，智能系統106便在步驟2716中確定，鞋子100在上面行走的地面狀態是否發生了改變。在一個這樣的實施例中，智能系統106計算鞋底104在一段時間內的絕對壓縮量以及壓縮量的偏差，或者這些量的近似值。
應該明了，在持續一段時間後，智能系統106會在步驟2712中計算多個「peak」值，每個值都代表在鞋底104中所測得的壓縮量的最大值(即，智能系統106要對鞋子100使用者每一步計算其「peak」值)。這些「peak」值可以儲存在微型控制器的儲存器中，例如，儲存在尺寸合適的FIFO緩衝器中。因此，短期平均peak值可以通過對一定數量的最近計算出的peak值進行平均，在步驟2716中求出。然後，可以從短期峰值平均值中減去在步驟2612中通過方法2600(見圖26)中的各個步驟對最近的重複計算的平均值。在一個實施例中，上述差額代表鞋底104在一段時間裡的絕對壓縮量。
在步驟2712中最近計算出來的peak值的偏差(例如，一個標準的差值，或其近似值)也可以在步驟2716中進行計算，以代表鞋底104在一段時間內壓縮量的偏差。在一個實施例中，這種計算包括計算出一個長期peak平均值，例如，通過使用比計算上述短期peak平均值更多數量的最近「peak」值進行平均後計算出來的值。然後長期平均peak值可用來與步驟2712中(計算peak值的偏差或近似值)確定的瞬時「peak」值相比較。或者，也可以選擇在步驟2716中進一步計算多次峰值，用以優化或確定鞋底104的狀態。
在計算出一段時間裡鞋底104的絕對壓縮量，和一段時間裡鞋底104的壓縮量的偏差值之後，智能系統106對這兩個值進行比較，以確定使用鞋子的地面狀態是否有變化。一般情況下，智能系統106能通過比較兩個參數值來確定鞋子所使用的地面狀態的變化；當地面狀態發生變化時，有一個參數至少保持基本不變，而另一個參數則會改變。除了上述絕對壓縮量和偏差量之外，上述參數還可以包括，例如，加速度的大小，壓縮量的大小，觸地方式以及壓縮壓力等。
一般，如果在一段時間裡鞋底104的絕對壓縮量減少，而鞋底104的壓縮量的偏差沒有變化，或者鞋底104的壓縮量的偏差增大，而鞋底104的絕對壓縮量不變化，就表示鞋子100的使用者從堅硬的地面(如石板路或瀝青路)走到了鬆軟的地面(如鬆軟的林地)上。相反，在一段時間裡鞋底104的絕對壓縮量增加，而鞋底104的壓縮量的偏差量沒有變化，或者鞋底104的壓縮量的偏差減少，而鞋底104的絕對壓縮量不變化，就表示鞋子100的使用者從鬆軟的地面走到了堅硬的地面上。有時，鞋底104在一段時間裡的絕對壓縮量，和鞋底104在一段時間裡的壓縮量的偏差都只有很小的變化，或者沒有變化，這說明鞋子100所使用的地面狀態很可能沒有變化。因此，通過比較鞋底104在一段時間裡的絕對壓縮量和壓縮量的偏差，智能系統106就可以確定鞋子100所使用的地面狀態是否發生了變化，如果有變化，還可以確定變化的是什麼。在一個實施例中，為了對鞋底104在一段時間裡的絕對壓縮量和壓縮量的偏差進行比較，智能系統106要計算兩個測量值的比率。
在一個具體的實施例中，智能系統106隻確定鞋子100所使用的地面狀態是否發生了變化，而如果有變化，則要在鞋子100的使用者行走了多步之後，才判斷發生了怎樣的變化，這種變化是在一開始還是在智能系統106最後做出此類確定之後發生的。例如，在一個實施例中，智能系統106一直要在鞋子的使用者行走15到30步之後才確定，這種變化是在一開始還是在智能系統106最後做出此類確定之後發生的。
在步驟2716中，智能系統106還把參數「COMPFLAG」的值重新設定為0。在確定了鞋子100所使用的地面狀態是否有變化，以及將參數「COMPFLAG」的值重新設定為0之後，智能系統106會在步驟2720中，通過把計數器的「STEP」與第五常數值的比較，來確定鞋子100的使用者所走過的步數。如果計數器的「STEP」大於第五常數，就意味著鞋子100的使用者走過了一定的步數，於是智能系統106繼續執行步驟2800。如果不是，則不對鞋底104進行調節。另一種方式是，智能系統106返回到圖23中的步驟2316之前，進入步驟2724中的睡眠模式一段時間(如200到400毫秒)以節約電能。一般，第五常數的值在2到6之間。而且，在每次參數「COMPFLAG」增加到1時，計數器「STEP」都要增加計數(見圖26的步驟2632)。
圖28表示方法2800的一個實施例，該方法用來執行附加的計算，以確定鞋子100的鞋底104是否需要調節，如果需要調節，則對鞋底104進行調節。在步驟2804中，進行與圖27中的步驟2720同樣的比較。如果計數器「STEP」小於第五常數，智能系統106便回到圖23中的步驟2316。另一方面，如果計數器「STEP」大於第五常數，則在步驟2808中調節在圖27的步驟2716中確定的短期peak平均值，以便與圖24中步驟2424或步驟2428所確定的一個或多個壓縮量閾值相比較。在一個具體的實施例中，如果鞋子100所使用的地面狀態最後變為堅硬的地面，則不調節短期peak平均值。另一方面，如果鞋子100所使用的地面狀態最後變為鬆軟的地面，就把短期peak平均值減少一個規定的量，從而使智能系統106認為，壓縮量要比實際的大，從而促使將鞋子100的鞋底104變硬。這後一種調節等於在步驟2812和2832中改變壓縮量閾值。
在步驟2812中，通過在步驟2808中確定的，用於短期peak平均值的經過調節(或未調節)的值，與在圖24的步驟2424中或步驟2428中所確定的壓縮量的下限閾值進行比較，從而確定鞋底104的壓縮量是否小於壓縮量的下限閾值。如果小於下限閾值，則在步驟2816中確定參數「softhard」是否為1，它意味著鞋子100的鞋底104剛被調硬過。若是，則計數器「STALL」在步驟2818中設置為0，同時在步驟2820中與第六常數相比較。若不是，計數器「STALL」不重新設定為0，而只是簡單地在步驟2820中與第六常數相比較。若計數器「STALL」小於第六常數，則意味著在智能系統106試圖後移電動機132以使鞋底104變鬆軟時，沒有按預先確定的連續數次數擋住電動機132，因而就在步驟2824中使電動機132後移，以使鞋底104變軟。然後在步驟2828中把參數「softhard」設置為0，表示鞋子100的鞋底104剛通過後移電動機132調鬆軟過。另一方面，如果在步驟2820中確定的計數器「STALL」的值大於第六常數，則意味著在智能系統106試圖後移電動機132以使鞋底104變鬆軟時，了按預先確定的連續數次數擋住了電動機132，因而不使電動機132後移。相反，智能系統106返回去執行圖23的步驟2316。在一個實施例中，第六常數在3和10之間。
如果在步驟2812中確定鞋底104的壓縮量大於圖24中步驟2424或2428所確定的壓縮量的下限閾值，則智能系統106就進入步驟2832。在步驟2832中，通過對在步驟2808中確定的經修正的(或未修正的)短期peak平均值，與在圖24中步驟2424或2428所確定的壓縮量的上限閾值進行比較，來確定鞋底104的壓縮量是否大於壓縮量的上限閾值。如果大，則在步驟2836中確定參數「softharnd」是否為0，它意味著鞋子100的鞋底104剛被調松過。若是，則計數器「STALL」在步驟2838中設置為0，並在步驟2840中與第七常數進行比較。若不是，計數器「STALL」不重新設置為0，而只是簡單地在步驟2840中與第七常數相比較。若計數器「STALL」小於第七常數，則意味著在智能系統106試圖前移電動機132以使鞋底104變硬時，沒有按預先確定的連續次數擋住電動機132，因而在步驟2844中將電動機132前移，以使鞋底104變硬。然後在步驟2848中把參數「softhard」設置為1，這意味著鞋子100的鞋底104剛通過前移電動機132被調硬過。另一方面，如果在步驟2840中確定的計數器「STALL」大於第七常數，則意味著在智能系統106試圖前移電動機132以使鞋底104變硬時，按預先確定的連續次數阻擋了電動機132，因而電動機132不前移。相反，智能系統106返回去執行圖23的步驟2316。在一個實施例中，第七常數在3和10之間。
如果在步驟2832中確定，鞋底104的壓縮量小於在圖24的步驟2424或2428中所確定的壓縮量的上限閾值(這意味著鞋底104的壓縮量在下限和上限閾值之間)，則智能系統106不移動電動機132來調節鞋底104，而是返回去執行圖23中的步驟2316。
請參閱圖2B，應該明了，在一個實施例中，象上述那樣後移或前移電動機132，實際上就是開動電動機132向某一個方向轉動，以驅動傳動構件134往某一個方向運動(例如，順時針或逆時針方向)。因此，用螺紋與傳動構件134嚙合在一起的限制器128便相對於擴張元件126向後或向前移動，如圖2B中箭頭140所示。這樣，就能把鞋底104調松或調硬。
當電動機132在步驟2824或步驟2844中開始移動之後，將在步驟2852中第一次對向智能系統106供電的電池電壓取樣。電池電壓會因為電動機132開始移動而降低。經過一段很短的時間後，例如，大約5到40毫秒，在步驟2856中第二次對電池電壓取樣。如果電動機132移動正常，則電池電壓就會增加，於是第二次測得的電池電壓大於第一次測得的電壓值。另一方面，如果電動機132被阻擋，那麼電池電壓將會比電動機132最初開始移動時下降得更多，這樣，第二次電池電壓的樣本就會小於第一次取得的電壓樣本。在步驟2860中，將第二次取得的電池電壓樣本與第一次取得的電壓樣本比較。如果電池電壓的第二次樣本小於第一次電壓樣本，則計數器「STALL」增加計數，並且因為電動機132被阻擋而在步驟2864中讓它停止。另一方面，如果電池電壓的第二次樣本大於電壓的第一次樣本，由於電動機132可自由移動，在步驟2868中停止電動機之前，讓電動機132移動一段時間(例如，少於300毫秒的時間)。
緊接著步驟2864或步驟2868，智能系統106返回到圖23中的步驟2316，以進行下次重複執行方法2300的所有步驟。
圖29表示使用於依照本發明的左鞋的智能系統106的電路2900的一個實施例。圖30表示適用於依照本發明的右鞋的智能系統106的另一種電路2900』的實施例。如圖所示，電路2900，2900』除了每一種電路2900，2900』所包含的0Ω跳線電阻器2904，2904』在數量和位置上各不相同之外，幾乎在所有方面都相同。對於一條電路來說，當一根導線橫跨另一根導線時，都需要使用0Ω跳線電阻器2904，2904』。而且，對於每條電路2900，2900』來說，其0Ω跳線電阻器2904，2904』在數量和位置上都互不相同，這是因為左鞋和右鞋中的電路2900，2900』的實際布局和方位都互不相同。不過，與左、右鞋子中0Ω跳線電阻器2904，2904』的數量和位置差異不一樣，兩條電路2900，2900』的電路連接方式卻是相同的。因此，下面僅討論適用於使用者左鞋內的智能系統106的電路2900。
在圖29中，電子電路2900包括一個電源2906，一個調壓器系統2908，一個傳感系統2912，一個控制系統2916和一個致動系統2920。在圖示的實施例中，電源2906是一個3.0V的電池，調壓系統2908是一種升壓直流-直流調壓器系統，它使用的是California州Maxim Integrated Products ofSunnyvale公司生產的MAX1724升壓DC/DC轉換器。電源2906的3.0V的輸入電壓在MAX1724升壓DC/DC轉換器的輸出端2924上調到更高的5.0V輸出電壓。不過，應該了解，在電路2900中也可以使用其他種類的電源和調壓器系統。
傳感系統2912有一個傳感器2928(如線型霍耳效應比值傳感器)和一個開關2932。控制器2916包括一個微型控制器2936(如Arizona州Chandler市的Microchip Technolog公司生產的PIC16F88微型控制器)，5個電子發光元件2940(如發光二極體)，和兩個開關2944，2948。
調壓器系統2908中的5.0V電壓輸出端2924連接在微型控制器2936的管腳15和16上，用以向微型控制器2936供電。微型控制器2936的管腳5和6接地，為微型控制器2936提供接地基準。微型控制器2936的管腳1的基準電壓大約是1.0V；然而，這一基準電壓可以通過選擇適當大小的電阻器2952和2956(它們一起構成一個電壓分配器)來改變。同樣，微型控制器2936的管腳2的基準電壓大約是3.0V；但，這一基準電壓可以通過選擇適當大小的電阻器2960和2964(它們一起構成一個電壓分配器)來改變。
傳感器2928對鞋子100的鞋底104中的現有磁場強度進行測量，同時在終端2968輸出一個代表磁場強度的模擬電壓。一般，傳感器2928所輸出的模擬電壓大約在1.0V到2.5V之間。在一個實施例中，傳感器2928在磁場強度較強時，也就是鞋底104中的壓縮量較大時，輸出較小的電壓。傳感器2928輸出的模擬電壓由微型控制器2936的管腳3接收，然後與其管腳1和2上現有的基準電壓相比較，並利用A/D轉換器由微型控制器將其轉換為數字值。然後，然後由微型控制器2936利用這一數字值(在一個實施例中，由於磁場較強，也就是鞋底104中的壓縮量較大，所以這個數字值較小)來執行上述方法2300。
如上所述，在一個實施例中，挨打開傳感器2928，測量磁場強度，然後再關閉，以節約電能。具體的說，打開傳感器2928後，微型控制器2936首先從管腳7輸出一個低電壓。這個低電壓使得開關2932關閉，從而將調壓器2908的5.0V輸出端2924連接到傳感器2928上，並向其供電。要關閉傳感器2928，微型控制器2936便從管腳7輸出一個高電壓。這個高電壓又使開關2932打開，從而斷開調壓器2908的5.0V輸出端2924與傳感器2928的連接，並將其關閉。在一個實施例中，開關2936是一種p-Channel MOSFET。
同樣，為節約電能，微型控制器2936可以斷開施加在管腳1和2上的基準電壓。這需要微型控制器2936向其管腳9輸出大約5.0V的電壓。當要重新接通施加在管腳1和2上的基準電壓時，微型控制器在其管腳9上輸出的電壓大約是0V。
5個電子發光元件2940為用戶提供了可視化輸出。例如，5個電子發光元件2940可以用來顯示鞋底104當前設定的硬度/鬆軟度。如圖29所示，微型控制器2936的管腳17，18，19通過電阻器2972與5個電子發光元件2940連接。微型控制器2936根據執行上述方法2300所得到的結果，控制其管腳17，18，19上的輸出/輸入，用以打開或關閉一個或幾個電子發光元件2940。圖31中的表說明為打開若干個電子發光件2940的組合所需要的，微型控制器2936的管腳17，18，19上的輸出/輸入狀態。狀態「0」代表微型控制器2936在一個特定管腳上輸出一個低電壓；狀態「1」代表微型控制器2936在一個特定管腳上輸出一個高電壓；而狀態「Z」代表微型控制器在一個特定管腳上形成高的輸入阻抗。
開關2944和2948分別連接在地面與微型控制器2936的管腳14和13之間。根據上述方法2300，用戶可以關閉開關2944，將微型控制器2936的管腳14與地面連接，同時讓開關2948打開著，以表示他希望將鞋底104的硬度設定得更堅硬些。同樣，用戶也可以關閉開關2948，把微型控制器2936的管腳13與地面連接，同時讓開關2944打開著，這表示他希望將鞋底104的硬度設定得更鬆軟些。如果用戶同時關閉開關2944和2948，微型控制器2936就啟動上述有關方法2300中的「關閉」程序。用戶可以通過按壓安裝在鞋子100外面的按鈕來關閉開關2944和2948中的任何一個開關。
致動系統2920包括電晶體電橋2976和2980，以及平行地連接的，帶有電容器2984的電動機(圖中未示)。在圖29中的實施例中，電晶體電橋2976包括一個n-Channel MOSFET(包括控制極G1、電源極S1和柵極D1)和一個p-Channel MOSFET(包括控制極G2、電源極S2和柵極D2)。電晶體電橋2980也包括一個n-Channel MOSFET(包括控制極G1、電源極S1和柵極D1)和一個p-Channel MOSFET(包括控制極G2、電源極S2和柵極D2)。電晶體電橋2976的電源極S1和電晶體電橋2980的電源極S1接地。電晶體電橋2976的電源極S2和電晶體電橋2980的電源極S2連接在電源2906的正極上。電晶體電橋2976的控制極G1和電晶體電橋2980的控制極G2連接在微型控制器2936的管腳12上。電晶體電橋2976的控制極G2和電晶體電橋2980的控制極G1連接在微型控制器2936的管腳10上。電晶體電橋2976的柵極D1和電晶體電橋2980的柵極D2連接在電動機的電動機向後驅動的終端2988上。電晶體電橋2976的柵極D2和電晶體電橋2980的柵極D1連接在電動機的電動機向前驅動的終端2992上。
如圖32中的表格所示，為使電動機向前移動，微型控制器2936向其管腳12輸出一個高電壓，並向其管腳10輸出一個低電壓。這樣就打開了電晶體電橋2976的MOSFETs，而關閉了電晶體電橋2980的MOSFETs。結果，電動機向前驅動的終端2992與電源2906的正極連接，而電動機向後驅動的終端2988接地，從而使電動機向前移動。為使電動機向後移動，微型控制器2936向管腳12輸出一個低電壓，而向管腳10輸出一個高電壓。這樣就關閉了電晶體電橋2976的MOSFETs，而打開了電晶體電橋2980的MOSFETs。結果，電動機向前驅動的終端2992接地，而電動機向後驅動的終端2988與電源2906的正極連接，從而使電動機向後移動。如果微型控制器2936同時在管腳10和12上輸出高電壓，或者同時輸出低電壓，則電動機停止並保持停頓狀態。
電源2906的正極也連接在微型控制器2936的管腳20上。這樣，微型控制器2936就能感應到電源正極的電壓(例如，能感應到一個電池電壓)，並能應用所感應到的電壓執行上述方法2300的步驟。例如，如上所述，微型控制器2936能夠通過所感應到的電壓確定電動機是否被阻擋，如果是，則停止電動機。
微型控制器2936的管腳4是微型控制器2936的下方有效的重新設定管腳。它可以讓微型控制器2936在測試/調試期間進行重新設定，但是卻不能在鞋子100的使用者正在步行/跑步時使用。同樣，微型控制器2936的管腳8和11也是在測試/調試期間使用，而不是在鞋子100的使用者正在步行/跑步時使用。具體的說，微型控制器2936的管腳8是一個數據管腳，它用來傳輸數據，而微型控制器2936的管腳11是一個時鐘管腳。
此外，電路2900還包括很多測試觸點2996(即從TP1到TP10的測試觸點)，這些觸點在測試/調試期間，以及當電源2906與電路2900的連接斷開時使用，但，當鞋子100的使用者在步行/跑步時，卻不使用。例如，測試觸點TP1為微型控制器2936提供一個大約1.0V的基準電壓；測試觸點TP2為微型控制器2936提供一個大約3.0V的基準電壓；測試插觸點TP3從傳感器2928向微型控制器2936提供模擬讀數；測試觸點TP4為微型控制器2936提供電源；測試觸點TP5為電路2900提供基準地壓；測試觸點TP6微型控制器2936的時鐘管腳11連接，測試觸點TP9能讓微型控制器2936進行重新設定。測試觸點TP7，TP8和TP10可以在測試/調試期間將數據傳輸給微型控制器2936或從微型控制器2936輸出數據。例如，在一個實施例中，測試觸點TP7和TP8可以在測試/調試期間分別模擬開關2948和2944的開和關。
圖33A和33B描述一種具有另一種智能系統1506的鞋子1500。鞋子1500包括一個鞋面1502，一個鞋底1504和智能系統1506。智能系統1506安裝在鞋底1504的後跟部位1508。智能系統1506具有一個驅動器1531和一個由一個或多個同樣元件構成的可調節元件1524。在圖33B中詳細描述了可調節元件1524，它包括兩根雙場強調諧杆1525，這兩根雙場強調諧杆根據經過校正的驅動器信號而轉動，用以修正鞋子1500工作特性。雙場強調諧杆1525是各向異性的，在第6807753號美國專利文獻中有詳細的說明，其中公開的資料都可以引用於本說明書。雙場強調諧杆1525由電動機1532和傳動元件1534驅動，用以使鞋底1504更硬或更軟。傳動元件1534大約在調諧杆1525側面的中點與雙場強調諧杆連接，例如，通過一根齒條和小齒輪，或螺杆與傳動輪裝置。
圖34A表示具有另一種智能系統1606的鞋子1600。圖34B-34D表示在各種工作狀態下的可調節元件1624。鞋子1600包括一個鞋面1602，一個鞋底1604和智能系統1606。智能系統1606包括一個驅動器1631和一個可調節元件1624。可調節元件1624具有兩塊多密度板1625、1627。其中的一塊板(在本實施例中是下層板1627)，能按照調整鞋子工作特性的修正驅動器信號，由驅動器1631驅動相對於另一塊板(即此裝置中的上層板1625)滑動(見箭頭1680)。
板1625、1627由交替的不同密度的材料製成。具體的說，板1625、1627交替地由相對較軟的條狀材料1671和相對較硬的條狀材料1673製成。板1625、1627不同密度部分的對準與否決定了鞋子的工作特性。在圖34B中，較硬的材料1673互相對準，因此構成了一個較硬的可調節元件1624。在圖34C中，不同密度材料1671，1673隻有部分對準，因此構成一個較軟的可調節元件1624。在圖34D中，相對較硬的材料1673和相對較軟的材料1671基本上對準，從而構成了可能是最軟的可調節元件1624。
圖35A和35B表示具有另一種智能系統1706的鞋子1700。鞋子1700包括一個鞋面1702，一個鞋底1704和智能系統1706。智能系統1706安裝在鞋底1704的後跟部位1708中。智能系統1706包括一個驅動器1731(圖中未表示，但與上文描述的類似)，和一個可調節元件1724。這種可調節元件1724是一種能相對於鞋底1704搖動的複合密度的後跟部分1726(見圖35B中箭頭1750)。搖動後跟部分1726，就能校正鞋子1700在後跟觸地區域1782處的機械性能。後跟部分1726能在驅動器1731的驅動下圍繞一個樞軸點1784搖動。
本文中的各種可調節元件的構件，可利用，例如，注塑成形或擠壓，以及其他組合的機械加工工藝製成。擠壓工藝可用來提供均勻的形狀，例如單獨一個整體的框架。然後，可使用插入模製法製成敞口空間所要求的幾何形狀，或者用以後的機械加工在所要求的部位形成敞口的空間。其他製造技術，還包括熔接或粘接附加器件。例如，圓筒448可以用液態環氧樹脂或熱熔粘接劑，如EVA，連接起來。除了用粘接劑粘接之外，也可以用溶劑來粘接各種器件，但要使用能方便地熔化各種器件，或者在起泡過程中將它們熔合在一起的溶劑。
各種器件可以用任何適當的，帶有或不帶加固材料的聚合材料或聚合材料的組合來製造。適當的材料包括聚亞安酯，如熱塑性聚亞安酯(TPU)；EVA；熱塑性聚醚塊狀氨基化合物，如Elf Atochem公司出售的Pebax牌；熱塑性聚酯人造橡膠，如DuPont公司出售的Hytrel牌人造橡膠；熱塑性人造橡膠，如Advanced Elastomer Systems，L.P公司出售的Hytrel牌人造橡膠；熱塑性石蠟；尼龍，如尼龍12，它具有10％到30％或更多的玻璃纖維增強材料；矽；聚乙烯；乙縮醛；以及其它類似的材料。如果使用加固材料，可用合成玻璃或炭化石墨纖維，或者超芳族聚酸胺纖維，如DuPont公司出售的Kevlar牌纖維，或其他類似的方法製成。同時，聚合材料也可與其他材料一起使用，如天然或人造橡膠。也可以使用本技術領域的技術人員公知其他適當的材料。
在一個具體的實施例中，擴張元件126可由一種或多種不同密度的泡沫塑料，非泡沫聚合材料，和/或骨架構件製成。例如，圓筒可由帶有一種泡沫狀EVA芯子的45 Asker C的Hytrel4069或5050製成。在另一個實施例中，圓筒由不帶內置泡沫芯子的Hytrel5556製成。擴張元件126的硬度大約在Asker C 40到70的範圍內，通常在約Asker C 45到65之間，最好是Asker C 55左右。在另一個實施例中，調諧杆1525，多密度板1625，1627或上層和下層支撐板114，116可以塗敷抗摩擦層，例如漆，包括DuPont公司出售的Teflon材料或類似物質。各種器件可以按顏色編號以便向使用者提示系統的特定工作特性，而沿著鞋底的邊緣部分可設置清潔口。各種器件的大小和形狀都可以改變，以適應特定的應用。在一個實施例中，擴張元件126的直徑大約在10mm到40mm之間，通常在20mm到30mm之間，最好在25mm左右。擴張元件126的長度可以在約50mm到100mm之間，一般為75mm到90mm之間，最好是85mm。
此外，擴張元件126可應用反向注射法進行整體製造，在這種方法中，圓筒2142本身為泡沫芯子144形成模具。這種方法比傳統製造方式更為經濟，因為不需要獨立的芯子模具。擴張元件126也可以通過一種稱為雙重注塑的單獨一個步驟來製造，它使用同時注射兩種或更多種不同密度的材料來製造整體的氣缸142和芯子144。
圖36是可調節元件在兩種不同設定條件下的工作特性曲線圖(曲線A和B)。這個曲線圖表示可調節元件在承重情況下，即在壓縮時的變形總量。從曲線圖可以看出，每條曲線A、B都有兩種明顯不同的坡度1802、1804、1806、1808。每條曲線的第一個坡度1802，1806一般代表可調節元件從第一次接觸直到與限制器接觸的過程。在這一階段裡，壓縮的阻力來自在承重時壓縮的結構外壁和可調節元件芯子的聯合作用。每條曲線的第二個坡度1804，1808代表可調節元件在與限制器接觸時的壓縮過程。在這一階段，可調節元件可能有很小的附加變形，這個附加的壓力試圖彎曲或使構件的外壁變形。
對於設定為A的情況(代表較硬的設定)，當施加在可調節元件上的壓力大約為800N時，可調節元件大約變形6.5mm，其曲線上的對應部分為坡度1802。此時，可調節元件已碰到了限制器，並且只可能產生很小的附加變形。而坡度1804則表示，在可調節元件上所施加的附加壓力為800N時，可調節元件只產生2mm左右的附加變形。對於設定為B的情況(它代表較軟的設定)，當施加在可調節元件上的壓力大約為800N時，可調節元件大約變形8.5mm，其曲線上的對應部分為坡度1806。此時，可調節元件已碰到了限制器，並且只可能產生很小的附加變形。而坡度1808則表示，當施加在可調節元件上的壓力大約為800N時，可調節元件只產生2.5mm左右的附加變形。
圖37是一種表示在鞋子使用期間調整其工作特性的方法的流程圖。該方法包括監控鞋子的工作特性(步驟1910)，根據所監控到的工作特性產生一個正確的驅動器信號(步驟1920)，並且根據該驅動器信號調節可調節元件，來調整鞋子的工作特性(步驟1930)。在一個具體的實施例中，這些步驟可以重複進行，直到達到一個工作特性的閾值為止(步驟1940)。
圖38A是延續監控程序1910的一個可能的實施例。如圖所示，監控工作特性的程序包括使用一個近距傳感器測量磁鐵的磁場(子步驟2010)，以及比較磁場強度與閾值(子步驟2020)。另外，監控工作特性的程序也可以包括對磁場進行多次測量並計算這些測量值的平均值。然後，系統對平均的磁場測量值與閾值進行比較(可供選擇的子步驟2030)。在必要情況下，系統將重複這些步驟(可供選擇的子步驟2040)，直到磁場測量值完全與閾值相等，或其偏差在一個預先確定的範圍內。
圖38B是產生驅動器信號的步驟1920的一個實例的擴展。如圖所示，產生正確的驅動器信號包括對所監控的工作特性與所預期的工作特性相比較(子步驟2050)，產生偏差值(子步驟2060)，並且根據偏差值輸出修正驅動器信號的幅度(子步驟2070)。在一個實施例中，修正驅動器信號的大小具有預定的幅度，以便用這種預先確定的修正值來確定工作特性。通過這種方法，系統將逐漸改變鞋子的工作特性，而使得使用者比較不易覺察，因而不需要使用者去適應鞋子性能的變化。
圖39是表示調節鞋子舒適性的方法的一種流程圖。該方法包括提供一種可調節的鞋子(步驟2110)和確定一個衝擊力的值(步驟2120)。衝擊力代表在一定時間內加速度的變化量與時間的變化量之比(Δa/Δt)。衝擊力值可以根據在已知時間內磁場的變化量，從距離的測量值獲得。控制系統記錄在一段時間內磁場的變化，並能夠處理這些測量值以得出衝擊力值。該方法可進一步包括根據急推力值來修正可調節鞋子的工作特性(可供選擇的步驟2130)，例如，使急推力值保持在一個預先確定的最大值以下。
在描述了本發明的某些實施例之後，對於該技術領域的普通技術人員來說，以下事實是顯而易見的，即，在不脫離本發明的發明構思和範圍的條件下，可用於所有利用所公開的發明構思的其它實施例。因此，所描述的實施例僅僅是一種說明，本發明的保護範圍不受實施例的限制。
權利要求
1.一種在穿著狀態下修正鞋的工作特性的方法，它包括測量一個從至少有一部分放在鞋子的鞋底內部的傳感器所發出來的傳感器信號；確定鞋底是否受壓縮；當確定鞋底受到壓縮後，確定是否需要調節鞋底；以及在確定需要調節鞋底之後，調節鞋底。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，它還具有接收一個由穿鞋者輸入的與鞋底的調節有關的信號的步驟。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，它還具有根據穿鞋者輸入的信號，為鞋底設定的調節鞋底硬度的步驟。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，它還具有激發至少一個設置在鞋子上的電子發光元件，來顯示為鞋底設定的硬度的步驟。
5.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，它還具有根據接收到的穿鞋者輸入的信號，計算至少一個壓縮量的閾值的步驟，這至少一個壓縮量的閾值用來確定是否需要調整鞋底。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，上述至少一個壓縮量的閾值包括一個壓縮量的下閾值和一個壓縮量的下閾值。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述測量傳感器信號的步驟包括多次對傳感器信號取樣。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，上述測量傳感器信號的步驟還包括對傳感器信號的多次樣本的子集進行平均後，為傳感器信號計算平均值。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，它還具有以至少重複一次測量傳感器信號的步驟，以獲得較多的傳感器信號的測量值。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，上述確定鞋底是否受到壓縮的步驟，還包括計算以前測得的多個傳感器信號的平均值與當前測得的傳感器信號值之間的差。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，上述確定鞋底是否受到壓縮的步驟，還具有計算與每一次獲得的傳感器信號新的測量值的差。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，上述確定鞋底是否受到壓縮的步驟，還包括確定計算差值的次數是否大於一個預先確定的常數。
13.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述測量傳感器信號的步驟，還包括測量鞋底的壓縮量，並且，確定是否需要調節鞋底的步驟，還包括確定測量鞋底壓縮量的最大值。
14.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述確定是否需要調整鞋底的步驟，還包括確定鞋子所工作的表面狀況是否有變化。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，上述確定鞋子工作的地面狀況是否有變化的步驟，還包括確定在某一時間段內第一參數是否有變化，以及第二參數是否基本上沒有變化。
16.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，上述確定鞋子工作的地面狀況是否有變化的步驟，還包括確定在某一時間段內鞋底壓縮量的絕對值是否有變化，以及鞋底壓縮量的偏差值是否基本上沒有變化。
17.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，判斷鞋子的工作的地面狀況是否變化的步驟，還包括確定在某一時間段內鞋底壓縮量的偏差值是否有變化，並且鞋底壓縮量的絕對值是否基本上沒有變化。
18.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，已經確定，上述鞋子工作的地面狀況已經從堅硬的地面變換到柔軟的地面。
19.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，已經確定，上述鞋子工作的地面狀況已經從柔軟的地面變換到堅硬的地面。
20.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，上述確定鞋子工作的地面狀況是否變化，是在穿鞋人走了許多步之後才作出的。
21.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述確定鞋底是否需要調節的步驟，包括確定鞋底的壓縮量小於壓縮量的下閾值。
22.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述調節鞋底的步驟是使鞋底變軟。
23.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述確定鞋底是否需要調節的步驟，包括確定鞋底的壓縮量大於壓縮量的上閾值。
24.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述調節鞋底的步驟是使鞋底變硬。
25.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述調節鞋底的步驟在穿鞋者走出若干步後才進行。
26.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，上述調節鞋底的步驟還包括啟動位於鞋底裡的一臺電動機。
27.如權利要求26所述的方法，其特徵在於，它還包括確定位於鞋底裡的電動機的狀態的步驟。
28.如權利要求27所述的方法，其特徵在於，上述確定電動機狀態的步驟包括對電池的電壓取樣。
29.一種用於在鞋的使用過程中修正其工作特性的控制器，這種控制器包括下列各部分一個接收器，它用於接收從一個至少有一部分安裝在鞋底裡的傳感器輸出來的第一信號；一個判斷模塊，它用於確定鞋底是否受到壓縮，並確定鞋底是否需要調節；以及一個發射器，它用於發出調整鞋底的第二信號。
30.一種鞋子，它有鞋面和鞋底，以及一個至少一部分安裝在鞋底裡的控制器，該控制器包括下列各種裝置接收第一信號的裝置，該信號是從一個至少一部分安裝在鞋底裡的傳感器輸出來的；確定鞋底是否受到壓縮，並且確定鞋底是否需要調節的裝置；以及用於發射對鞋底進行調節的第二信號的裝置。
全文摘要
本發明的目的是提供一種用於鞋子的智能系統，這種系統能根據所測得的鞋子的工作特性自動進行調節。這種智能系統包括一個或多個可調節元件，這些可調節元件與能根據傳感器傳來的信號來驅動可調節元件，以修正鞋的工作特性的機械裝置聯結。這種智能系統不需要人介入即可自動調節鞋的工作特性。
文檔編號A43B13/00GK1813603SQ20051005965
公開日2006年8月9日 申請日期2005年3月30日 優先權日2005年1月31日
發明者克裡斯汀·迪波尼德託, 馬克·亞瑟·奧裡森, 查爾斯·羅斯, 馬克·克裡斯託芬尼·湯普森 申請人:阿迪達斯國際經營管理有限公司