JP6997259B2 - スマート車輪エネルギーハーベスタ - Google Patents
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- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
- B60R16/0307—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for using generators driven by a machine different from the vehicle motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Tires In General (AREA)
Description
（関連出願の相互参照）
本願は、その内容全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１９年７月２４日に出願された、米国仮出願第６２／８７８，２２５号の優先権の利益を主張する。
本願は、その内容全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１９年７月２４日に出願された、米国仮出願第６２／８７８，２２５号の優先権の利益を主張する。
本願は、概して、センサシステムに関し、より具体的には、車両の車輪の回転可能コンポーネントに近接するエネルギーハーベスタのためのシステムおよび方法に関する。
自動車センサシステムの分野では、既存の電子安全システムを補完するための先進感知用途の需要が、著しい注目を集めている。これは、例えば、温度、圧力、加速度、およびタイヤ、車輪、および車に作用する力（静的および動的）の測定を含む。全てのこれらのセンサは、より頻繁に動作し、データを伝送するための増加した電力需要を生成する。これらのセンサを駆動する現在の電源（例えば、リチウムイオンバッテリ）は、それらの容量が限定され、低い耐久性、交換の困難、および最も着目すべきこととして、環境影響の観点から劣った持続可能性等の欠点を呈する。電力負荷の増加により、これらの電源はさらに、加速した放電サイクルを受け、センサモジュール全体の頻繁または早期の交換をもたらす。これは、ユーザにとって所有および維持の全体的費用を増加させ得る。
関連技術の前述の実施例およびそれと関連する限定は、排他的ではなくて例証的であることを意図している。関連技術の他の限界が、本明細書の熟読および図面の検討に応じて、明白となるであろう。
本明細書に開示される例示的実施形態は、従来技術で提起される問題のうちの１つ以上のものに関する問題を解決すること、および付随する図面と併せて解釈されると、以下の詳細な説明を参照することによって容易に明白となるであろう、付加的特徴を提供することを対象とする。種々の実施形態によると、例示的システム、方法、デバイス、およびコンピュータプログラム製品が、本明細書に開示される。しかしながら、これらの実施形態は、限定ではなく一例として提示され、開示される実施形態の種々の修正が、本発明の範囲内に留まりながら行われ得ることが、本開示を熟読する当業者に明白になるであろうことを理解されたい。
ある実施形態では、システムは、３次元で曲線状である第１の表面であって、第１の表面は、車輪のリムと界面接触するように構成される、第１の表面と、３次元のうちの少なくとも２つで曲線状である第２の表面とを備える、基板と、機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成される、圧電コンポーネントであって、圧電コンポーネントは、車輪と接触し、圧電コンポーネントは、機械的歪みを受けながら変形し、第２の表面に接触するように構成される、圧電コンポーネントとを含む。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、複数の層を備える。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、引張荷重バッキング層と、圧電材料層と、電極層とを備える。
ある実施形態では、電極層は、相互接続部に接続するように構成される電極を備える。
ある実施形態では、電極は、メッシュとして形成される。
ある実施形態では、電極層は、引張荷重バッキング層よりも第２の表面に近い。
ある実施形態では、圧電材料層は、引張荷重バッキング層と電極層との間にある。
ある実施形態では、３次元は、基板の長さ、幅、および高さに沿っている。
ある実施形態では、システムは、２つの次元のみで曲線状であるステージング表面を備える、車輪と、機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成される、圧電コンポーネントであって、圧電コンポーネントは、平坦であり、車輪と接触し、圧電コンポーネントは、機械的歪みを受けながら、変形し、ステージング表面に接触するように構成される、圧電コンポーネントとを含む。
ある実施形態では、車輪は、リムを含み、ステージング表面は、リムに沿ったくぼみの一部である。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、２つの電極層の間に圧電材料層を備える。
ある実施形態では、２つの電極層は、異なるメッシュ構造を備える。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、機械的歪みを受けながら、ステージング表面と共形化するように構成される。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、結晶および半導体材料またはポリマーおよび有機材料のうちの少なくとも１つである、圧電材料を含む。
ある実施形態では、車輪は、エアレスタイヤを備え、ステージング表面は、エアレスタイヤのスポークに沿っている。
ある実施形態では、方法は、車輪を回転させるステップであって、車輪は、２つの次元のみで曲線状であるステージング表面を備える、ステップと、圧電コンポーネントを変形させるステップであって、圧電コンポーネントは、機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成され、圧電コンポーネントは、平坦であり、車輪と接触し、圧電コンポーネントは、機械的歪みを受けながら、変形し、ステージング表面に接触するように構成される、ステップと、エネルギーを使用して、車輪上に位置するデバイスに給電するステップとを含む。
ある実施形態では、本方法はさらに、車両本体内に位置するプロセッサにおいて、デバイスからセンサデータを受信するステップであって、デバイスは、車輪上に配置されている間にセンサデータを生成するように構成される、ステップと、センサデータに基づいてパラメータ値を決定するステップと、閾値を満たすパラメータ値に基づいて、アクションを実施するステップとを含む。
ある実施形態では、パラメータ値は、センサデータおよび遠隔サーバから受信されるデータに基づく。
ある実施形態では、本デバイスは、無線接続を介して、センサデータをプロセッサに送信するように構成される。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、車輪が回転するように構成される、表面に接触するように構成される。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
エネルギーハーベスタシステムであって、
基板であって、
車輪の表面に接触し、それと界面接触するように構成される第１の表面と、
上記第１の表面の反対側の第２の表面と
を備える、基板と、
圧電コンポーネントであって、上記圧電コンポーネントは、上記圧電コンポーネント上に付与される機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成され、上記圧電コンポーネントの一部は、上記第２の表面の第１の部分に取り付けられ、上記第２の表面は、機械的歪みが上記圧電コンポーネント上に付与されるときに、上記圧電コンポーネントに接触するように構成されるが、機械的歪みが上記圧電コンポーネント上に付与されないときに、上記圧電コンポーネントに接触しない第２の部分を備え、上記圧電コンポーネントは、上記第２の表面の第２の部分に接触するように、上記機械的歪みを受けながら変形するように構成される、圧電コンポーネントと、
上記圧電コンポーネントに伝導的に結合される相互接続部であって、上記相互接続部は、上記圧電コンポーネントから上記車輪に結合されるデバイスに電気エネルギーを伝導するように構成される、相互接続部と
を備える、システム。
（項目２）
上記圧電コンポーネントは、複数の層を備える、上記項目に記載のシステム。
（項目３）
上記圧電コンポーネントは、引張荷重バッキング層と、圧電材料層と、電極層とを備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目４）
上記電極層は、上記相互接続部に接続するように構成される電極を備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目５）
上記電極は、メッシュ構成で形成される、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目６）
上記電極層は、上記引張荷重バッキング層よりも上記第２の表面に近い、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目７）
上記電極層は、２次元空間を横断する伸長電極を備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目８）
上記第１の表面は、上記基板の長さ、幅、および高さに沿って３次元で曲線状である、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目９）
システムであって、
車輪であって、上記車輪は、その中に形成されるステージング表面を備える、車輪と、
機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成される圧電コンポーネントであって、上記圧電コンポーネントは、平坦であり、上記ステージング表面の第１の部分に固定され、上記ステージング表面は、機械的歪みが上記圧電コンポーネント上に付与されるときに、上記圧電コンポーネントに接触するように構成されるが、機械的歪みが上記圧電コンポーネント上に付与されないときに、上記圧電コンポーネントに接触しない第２の部分を備え、上記圧電コンポーネントは、上記機械的歪みを受けながら、変形し、上記ステージング表面の第２の部分に接触するように構成される、圧電コンポーネントと
を備える、システム。
（項目１０）
上記車輪は、リムを備え、上記ステージング表面は、上記リムに沿ったくぼみの一部である、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１１）
上記圧電コンポーネントは、２つの電極層の間に圧電材料層を備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１２）
上記２つの電極層は、異なるメッシュ構造を備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１３）
上記車輪は、球形を有する、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４）
上記圧電コンポーネントは、結晶および半導体材料またはポリマーおよび有機材料のうちの少なくとも１つである圧電材料を含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１５）
上記車輪は、エアレスタイヤを備え、上記ステージング表面は、上記エアレスタイヤのスポークに沿っている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１６）
方法であって、
車輪を回転させることであって、上記車輪は、上記車輪に形成されるステージング表面を備える、ことと、
圧電コンポーネントを変形させることであって、上記圧電コンポーネントは、機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成され、上記圧電コンポーネントは、平坦であり、上記ステージング表面の第１の部分に固定され、上記圧電コンポーネントは、上記機械的歪みを受けながら、変形し、上記ステージング表面の第２の部分に接触するように構成されるが、上記機械的歪みを受けていないときに、上記ステージング表面の第２の部分に接触しない、ことと、
上記エネルギーを使用して、上記車輪上に位置するデバイスに給電することと
を含む、方法。
（項目１７）
車両本体内に位置するプロセッサにおいて、上記デバイスからセンサデータを受信することであって、上記デバイスは、上記車輪上に配置されている間に上記センサデータを生成するように構成される、ことと、
上記センサデータに基づいてパラメータ値を決定することと、
閾値を満たす上記パラメータ値に基づいて、アクションを実施することと
をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１８）
上記パラメータ値は、上記センサデータおよび遠隔サーバから受信されるデータに基づく、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１９）
上記デバイスは、無線接続を介して、上記センサデータを上記プロセッサに送信するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２０）
上記圧電コンポーネントは、上記車輪が回転するように構成される表面に接触するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（摘要）
車両の車輪の回転可能コンポーネントに近接するエネルギーハーベスタのためのシステムおよび方法が開示される。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスタシステムは、車輪の表面に接触し、それと界面接触するように構成される、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する、基板と、圧電コンポーネント上に付与される機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成される、圧電コンポーネントとを含み、圧電コンポーネントは、第２の表面の少なくとも一部に接触するように、機械的歪みを受けながら変形するように構成される。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
エネルギーハーベスタシステムであって、
基板であって、
車輪の表面に接触し、それと界面接触するように構成される第１の表面と、
上記第１の表面の反対側の第２の表面と
を備える、基板と、
圧電コンポーネントであって、上記圧電コンポーネントは、上記圧電コンポーネント上に付与される機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成され、上記圧電コンポーネントの一部は、上記第２の表面の第１の部分に取り付けられ、上記第２の表面は、機械的歪みが上記圧電コンポーネント上に付与されるときに、上記圧電コンポーネントに接触するように構成されるが、機械的歪みが上記圧電コンポーネント上に付与されないときに、上記圧電コンポーネントに接触しない第２の部分を備え、上記圧電コンポーネントは、上記第２の表面の第２の部分に接触するように、上記機械的歪みを受けながら変形するように構成される、圧電コンポーネントと、
上記圧電コンポーネントに伝導的に結合される相互接続部であって、上記相互接続部は、上記圧電コンポーネントから上記車輪に結合されるデバイスに電気エネルギーを伝導するように構成される、相互接続部と
を備える、システム。
（項目２）
上記圧電コンポーネントは、複数の層を備える、上記項目に記載のシステム。
（項目３）
上記圧電コンポーネントは、引張荷重バッキング層と、圧電材料層と、電極層とを備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目４）
上記電極層は、上記相互接続部に接続するように構成される電極を備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目５）
上記電極は、メッシュ構成で形成される、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目６）
上記電極層は、上記引張荷重バッキング層よりも上記第２の表面に近い、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目７）
上記電極層は、２次元空間を横断する伸長電極を備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目８）
上記第１の表面は、上記基板の長さ、幅、および高さに沿って３次元で曲線状である、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目９）
システムであって、
車輪であって、上記車輪は、その中に形成されるステージング表面を備える、車輪と、
機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成される圧電コンポーネントであって、上記圧電コンポーネントは、平坦であり、上記ステージング表面の第１の部分に固定され、上記ステージング表面は、機械的歪みが上記圧電コンポーネント上に付与されるときに、上記圧電コンポーネントに接触するように構成されるが、機械的歪みが上記圧電コンポーネント上に付与されないときに、上記圧電コンポーネントに接触しない第２の部分を備え、上記圧電コンポーネントは、上記機械的歪みを受けながら、変形し、上記ステージング表面の第２の部分に接触するように構成される、圧電コンポーネントと
を備える、システム。
（項目１０）
上記車輪は、リムを備え、上記ステージング表面は、上記リムに沿ったくぼみの一部である、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１１）
上記圧電コンポーネントは、２つの電極層の間に圧電材料層を備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１２）
上記２つの電極層は、異なるメッシュ構造を備える、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１３）
上記車輪は、球形を有する、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４）
上記圧電コンポーネントは、結晶および半導体材料またはポリマーおよび有機材料のうちの少なくとも１つである圧電材料を含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１５）
上記車輪は、エアレスタイヤを備え、上記ステージング表面は、上記エアレスタイヤのスポークに沿っている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１６）
方法であって、
車輪を回転させることであって、上記車輪は、上記車輪に形成されるステージング表面を備える、ことと、
圧電コンポーネントを変形させることであって、上記圧電コンポーネントは、機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成され、上記圧電コンポーネントは、平坦であり、上記ステージング表面の第１の部分に固定され、上記圧電コンポーネントは、上記機械的歪みを受けながら、変形し、上記ステージング表面の第２の部分に接触するように構成されるが、上記機械的歪みを受けていないときに、上記ステージング表面の第２の部分に接触しない、ことと、
上記エネルギーを使用して、上記車輪上に位置するデバイスに給電することと
を含む、方法。
（項目１７）
車両本体内に位置するプロセッサにおいて、上記デバイスからセンサデータを受信することであって、上記デバイスは、上記車輪上に配置されている間に上記センサデータを生成するように構成される、ことと、
上記センサデータに基づいてパラメータ値を決定することと、
閾値を満たす上記パラメータ値に基づいて、アクションを実施することと
をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１８）
上記パラメータ値は、上記センサデータおよび遠隔サーバから受信されるデータに基づく、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１９）
上記デバイスは、無線接続を介して、上記センサデータを上記プロセッサに送信するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２０）
上記圧電コンポーネントは、上記車輪が回転するように構成される表面に接触するように構成される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（摘要）
車両の車輪の回転可能コンポーネントに近接するエネルギーハーベスタのためのシステムおよび方法が開示される。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスタシステムは、車輪の表面に接触し、それと界面接触するように構成される、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する、基板と、圧電コンポーネント上に付与される機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成される、圧電コンポーネントとを含み、圧電コンポーネントは、第２の表面の少なくとも一部に接触するように、機械的歪みを受けながら変形するように構成される。
本発明の種々の例示的実施形態が、以下の図を参照して下記に詳細に説明される。図面は、例証目的のみのために提供され、本発明の例示的実施形態を描写するにすぎない。これらの図面は、読者の本発明の理解を促進するように提供され、本発明の範疇、範囲、または適用可能性の限定と見なされるべきではない。例証を明確および容易にするために、これらの図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことに留意されたい。
本発明の種々の例示的実施形態が、当業者が本発明を作製および使用することを可能にするように、付随する図面を参照して下記に説明される。当業者に明白であろうように、本開示を熟読した後に、本明細書に説明される実施例の種々の変更または修正が、本発明の範囲から逸脱することなく行われ得る。したがって、本発明は、本明細書に説明および図示される例示的実施形態および用途に限定されない。加えて、本明細書に開示される方法におけるステップの具体的順序または階層は、例示的アプローチにすぎない。設計選好に基づいて、開示される方法またはプロセスのステップの具体的順序または階層は、本発明の範囲内に留まりながら、再配列されることができる。したがって、当業者は、本明細書に開示される方法および技法が、サンプル順序で種々のステップまたは行為を提示し、本発明が、別様に明示的に記述されない限り、具体的順序または階層に限定されないことを理解するであろう。
上記のように、車両センサシステムに給電するバッテリまたは他の使い捨てエネルギー源は、それらの容量が限定され、低い耐久性、交換の困難、および劣った環境持続可能性等の欠点を呈する。車両センサシステム内の使い捨てバッテリの代替物は、環境からエネルギーを回収することを伴う。故に、車輪に近接する環境からエネルギーを回収するためのエネルギーハーベスタを利用する、新しいシステムおよび方法が、種々の実施形態によると、本明細書に開示される。これらのエネルギーハーベスタは、種々の実施形態による、運動エネルギー、熱、光、および／または機械的エネルギー等の種々の源からのエネルギーを使用可能な電気エネルギーに変換する、デバイスであってもよい。例えば、エネルギーハーベスタは、圧電変換を利用し、タイヤ変形を電気エネルギーに変換してもよい。本エネルギー変換の量は、車輪の回転速度（例えば、運転者によって決定されるような車の速度）に基づいて変動し得る。また、ある実施形態では、エネルギーハーベスタは、より効果的なエネルギー捕捉のために、車輪のリム上に設置されてもよい。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタは、リムおよびタイヤを通して下層表面（例えば、道路）に作用する車両の重量に基づいて、種々の車両速度において持続した出力を生じてもよい。例えば、車両は、車輪（例えば、空気圧式タイヤを伴う車輪）を有してもよい。膨張したタイヤおよび剛性リムを伴う車輪は、剛性リムと界面接触するタイヤのビード面積に沿って車両アクションを交換することができる。これらの車両アクションは、牽引、制動、操向、負荷支持、および同等物を含んでもよい。車輪が回転すると、タイヤの下側部分は、ビード面積内で力を印加し、車の重量に対抗し得る。これらの力は、タイヤの内部空気圧に起因して（例えば、ゴムタイヤと金属リムとの間の密接な接触に起因して）車輪の側壁を屈曲させ得る。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタは、基板と、圧電コンポーネントとを含んでもよい。基板は、運動（例えば、車輪回転）中の車両の力が、圧電コンポーネントを変位させ（例えば、歪ませ、または屈曲し）、電荷（例えば、電気エネルギー）を発生させることを可能にする、空洞を形成するように、圧電コンポーネントの背後に（例えば、近接して）設置されてもよい。エネルギーハーベスタは、圧電基板アセンブリとして、次いで、リムの円周の周囲に配列され、車輪が回転するにつれて、連続電力を発生させることができる。ある実施形態では、エネルギーハーベスタが、車輪のリム上に搭載されるとき、エネルギーハーベスタは、リムおよび／またはタイヤから分離し得る。したがって、エネルギーハーベスタは、タイヤが交換されるときに、交換または変更される必要がない。エネルギーハーベスタはまた、車輪内に、上に、またはそれに近接して設置される、センサのアレイに電力を供給し得る、再充電サイクルを提供するように、エネルギー貯蔵デバイス（例えば、再充電可能バッテリ）と結合されてもよい。
いくつかの実施形態では、圧電コンポーネントは、歪み（例えば、相対運動／偏向を示す機械的歪み）を利用し、電荷を発生させてもよい。さらに、基板は、タイヤと車輪のリムとの間に設置されたときに、圧電コンポーネントの歪み（例えば、相対運動／偏向）の発現を促進するように構造化されてもよい。
種々の実施形態では、基板は、幾何学形状を含み、車輪の高密度電力面積内に位置し、基板上に搭載される圧電コンポーネントからの歪み（例えば、エネルギー発生）を増加させ得る。別の言い方をすれば、エネルギーハーベスタは、機械力（車両重量）および運動を圧電コンポーネント上で発生される使用可能な歪みに変換する、車輪とタイヤとの間に位置する具体的内部および外部幾何学形状を伴う機構であってもよい。
ある実施形態では、エネルギーハーベスタは、車輪上に及ぼされる機械的負荷からエネルギーを回収してもよい。例えば、車両の負荷および機械的基板の存在下で車両によって及ぼされる力は、車両および／または車輪内の電子または感知システムに給電するために活用され得る、実質的な電力を生じる、圧電コンポーネント上の歪みを誘発してもよい。
本エネルギーハーベスタは、ある実施形態では、圧電コンポーネントおよび基板を含めて、モジュール式であり、種々の車輪直径、エネルギー要件、およびセンサ場所にスケールされてもよい。さらなる実施形態では、本基板は、基板上に搭載される圧電コンポーネントおよび他の電子機器を包み込み、暴露に起因する劣化から保護してもよい。その上さらなる実施形態では、エネルギーハーベスタは、圧電コンポーネントと、圧電コンポーネント上に歪みを誘発するように構成および構築される、車輪の領域（例えば、ステージング表面）とを含んでもよい。
種々の実施形態では、基板は、リムと界面接触する３次元曲線状底面（例えば、車輪のタイヤ（例えば可撓性コンポーネント）から分離している車輪の回転可能コンポーネント）を含んでもよい。本３次元曲線状底面は、３次元（例えば、長さ、高さ、および幅）で複合曲線を含んでもよい。長さ、高さ、および幅はそれぞれ、３次元物理的空間内で相互に直交する次元または軸を画定してもよい。例えば、長さは、長さに直交する軸に沿い得る、幅に直交する軸に沿い得る、高さに直交する軸に沿い得る。ある実施形態では、長さ、高さ、および幅は、ｘ軸、ｚ軸、およびｙ軸と称され得る。また、基板は、基板の底面の反対側の２次元（例えば、長さ、高さ、および幅のうちの２つ）曲線状ステージング表面（例えば、微小空洞またはくぼみ）を含んでもよい。ある実施形態では、本２次元曲線状ステージング表面は、凸状または凹状様式で曲線状であり得、圧電コンポーネントは、歪みを受け、変形し、２次元曲線状ステージング表面に共形化してもよい。故に、長方形の圧電コンポーネントは、（例えば、３次元曲線状底面を伴う基板上に固着されることによって）３次元曲線状底面を介してリム上に着座している間に、屈曲し、２次元曲線状ステージング表面に共形化するように構成されてもよい。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、複数の層を伴って形成されてもよい。例えば、圧電コンポーネントは、引張荷重バッキング層を含んでもよい。本引張荷重バッキング層は、例えば、圧電コンポーネントをまとめるために十分な引張荷重可撓性を伴う鋼板であってもよい。圧電コンポーネントはさらに、機械的に変形されるときに電荷を発生させるように構成され得る、中心圧電材料層を含んでもよい。圧電コンポーネントはさらに、中心圧電材料層から電荷をより効果的に回収するように中心圧電材料層とメッシュとして形成され得る、電極層を含んでもよい。特定の実施形態では、電極層は、可撓性材料（例えば、エポキシ）内に埋め込まれ（例えば、それによって定位置に保持され）、圧電材料層と直接または間接接触する、電極を含んでもよい。
ある実施形態では、電極層は、電極との可撓性相互接続部を含んでもよい。また、電極層は、電極および可撓性相互接続部を定位置で保つ可撓性材料を含有してもよい。本可撓性相互接続部は、電力を他の電気的コンポーネントに提供するために、または他の電気的コンポーネントが可撓性相互接続部から受信される信号に基づいて測定を実施するために、電極層内の電極を車輪に結合される他の電気的コンポーネント（例えば、圧力センサ）に電気的に接続するように構成されてもよい。
ある実施形態では、本下側電極層は、ステージング表面に最も近くあり得、圧電コンポーネントが２次元曲線状ステージング表面に共形化するように付勢される（例えば、歪まされる、または変形される）ときに、ステージング表面に接触してもよい。故に、中心圧電材料層は、下側電極層と引張荷重バッキング層とに（例えば、間に）挟持されてもよい。特定の実施形態では、圧電コンポーネントは、圧電要素と称され得る。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、下側電極層に接続される、中心圧電材料層に接続される、引張荷重バッキング層を含む、３つの層を含んでもよい。種々の実施形態では、電極層は、圧電コンポーネントが単一の電極層のみを含むときに、（例えば、下側電極層が２つの独立した回路の間の電圧電位の差を表し得るように）２つの独立した回路と関連付けられてもよい。特定の実施形態では、下側電極層は、圧電コンポーネントの層の中でもステージング表面に最も近くあり得る。しかしながら、他の実施形態では、引張荷重バッキング層は、圧電コンポーネントの層の中でもステージング表面に最も近くあり得る。
具体的実施形態では、上側電極層が、引張荷重バッキング層上に形成されてもよい（例えば、それに接着される）。例えば、上側電極層は、ステージング表面から最も遠くあり得、下側電極層は、圧電コンポーネントの層の中でもステージング表面に最も近くあり得る。特定の実施形態では、本上側電極層はまた、（例えば、上側電極層と圧電材料層との間の引張荷重バッキング層を介して）圧電材料層から電荷を回収するように、引張荷重バッキング層上にメッシュとして形成されてもよい。故に、圧電コンポーネントは、ある実施形態では、下側電極層と接続される、中心圧電材料層と接続される、引張荷重バッキング層と接続される、上側電極層を伴って、４つの層を含んでもよい。ある実施形態は、圧電コンポーネントの層の中でもステージング表面に最も近いものとして下側電極層を説明し得るが、他の実施形態は、圧電コンポーネントの層の中でもステージング表面に最も近いものとして上側電極層を説明し得る。ある実施形態では、圧電コンポーネントはまた、圧電電極アセンブリと称され得る。種々の実施形態では、圧電コンポーネントは、相互の間に相対電位差を有し得る、２つの電極層を含んでもよい。
特定の実施形態では、引張荷重バッキング層は、圧電材料層に電気的および機械的に接合されてもよい。上記のように、引張荷重バッキング層は、ステンレス鋼から作製されてもよい。また、圧電材料層は、ある実施形態では、圧電ウエハと称され得る。また、上部電極層および底部電極層は、それぞれ、引張荷重バッキング層および圧電材料層に電気的に接合されてもよい。例えば、上部電極層は、引張荷重バッキング層に電気的に接合されてもよく、底部電極層は、圧電材料層に電気的に接合されてもよい。
種々の実施形態では、圧電コンポーネントが、基板の凸面に対して組み立てられてもよい。上記のように、基板は、２次元曲線状ステージング表面を含んでもよい。本２次元曲線状ステージング表面は、直線状（例えば、非曲線状または平坦）形状または表面を伴う圧電コンポーネントが、静置状態であるときに取り付けられ得る、凸面を含んでもよい。歪みまたは力が、圧電コンポーネントに印加されるとき、これは、屈曲し、２次元曲線状ステージング表面に共形化するであろう。ある実施形態では、基板は、ティアドロップ型支持体と称され得る。また、種々の実施形態では、圧電コンポーネントは、圧電材料層が引張荷重バッキング層よりも基板に近いような様式で、基板の凸面に取り付けられてもよい。別の言い方をすれば、圧電コンポーネントは、電材料層が凸面に向かって下に向いているように、基板の凸面に取り付けられてもよい。
種々の実施形態では、圧電コンポーネントは、圧電コンポーネント上に圧縮性屈曲歪みを発生させるように、凸面に対して屈曲されてもよい。別の言い方をすれば、圧電コンポーネントは、圧電コンポーネントが凸面に共形化し、（例えば、圧電材料層の機械的変形を介して）電荷を発生させるために屈曲されるように、歪みを受け得る。故に、基板は、（例えば、タイヤが圧電コンポーネントに対して押下することによって）タイヤと車輪のリムとの間に設置されたときに圧電コンポーネントの歪み（例えば、相対運動／偏向）を可能にするように、構造化されてもよい。
電極層（例えば、上側電極層および／または下側電極層）のメッシュ形態は、ある実施形態では（例えば、いずれの開口部または孔も伴わずに）単純に接続されることによって、または他の実施形態では（例えば、開口部または孔を伴って）単純に接続されないことによって等、任意の構成または構造であってもよい。特定の実施形態では、電極層のメッシュ形態は、（例えば、圧電コンポーネントの別の層の表面に沿って）２次元空間を横断する単一の伸長電極であってもよい。故に、電極層は、概して、可撓性材料（例えば、エポキシ）によって定位置に保持される電極を含み、可撓性相互接続部と接続される、圧電コンポーネントの層であってもよい。代替実施形態では、電極層（例えば、上側電極層および／または下側電極層）は、モノリシック（例えば、圧電コンポーネントの別の層の表面と同一の広がりを持つ電極の固体層）であり得る。さらなる実施形態では、異なる電極層は、異なるメッシュ形態を含んでもよい。その上さらなる実施形態では、異なる電極層は、同一のメッシュ形態を含んでもよい。
種々の実施形態では、圧電コンポーネントは、回転中に（例えば、歪みを生成するための）力が印加される、任意のタイプの車輪において歪みを受ける（例えば、エネルギーを発生させる）ように適合されてもよい。異なるタイプの車輪の実施例は、空気膨張型タイヤを伴う車輪、エアレスタイヤ（例えば、非空気圧式またはフラットフリータイヤ）を伴う車輪、円筒形である車輪、および球形である車輪を含んでもよい。付加的実施形態では、圧電コンポーネントが、歪みを受け、負荷に応答して変形し得る車輪の部分とともに変形するように、車輪（例えば、基板を伴わない）に直接接着されてもよい。例えば、圧電コンポーネントは、球形タイヤの外面に沿って接着される、エアレスタイヤのスポークに沿って接着される、または負荷に応答して変形し得る車輪の任意の他のコンポーネントに接着されてもよい。
ある実施形態は、特定の順序で特定の数の層を伴う圧電コンポーネントを参照し得るが、圧電コンポーネントは、種々の実施形態では異なる用途のために所望に応じて任意の順序で任意の数の層を含み得ることが留意され得る。例えば、圧電コンポーネントは、下側電極層に接続される、圧電材料層に接続される、上側電極層に接続される、引張荷重バッキング層を伴って、４つの層を含んでもよい。
種々の実施形態では、圧電コンポーネントは、結晶および半導体材料またはポリマーおよび有機材料のうちの少なくとも１つである、圧電材料を含んでもよい。結晶および半導体材料の実施例は、ポリフッ化ビニリデン、リン酸ガリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、石英、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、スクロース（砂糖）、ロッシェル塩、トパーズ、トルマリン群鉱物、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、オルトリン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ペロブスカイトを伴うセラミック群のうちのいずれか、タングステン・ブロンズ、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、タングステン酸ナトリウム（Ｎａ２ＷＯ３）、Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ５、Ｐｂ２ＫＮｂ５Ｏ１５、ニオブ酸ナトリウムカリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）（例えば、ＮＫＮまたはＫＮＮ）、ビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、チタン酸ナトリウムビスマス（ＮａＢｉ（ＴｉＯ３）２）、閃亜鉛鉱結晶、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、およびＺｎＯを含んでもよい。ポリマーおよび有機材料の実施例は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびそのコポリマー、ポリアミド、およびパリレン－Ｃ、ポリイミドおよびポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、およびジフェニルアラニンペプチドナノチューブ（ＰＮＴ）を含んでもよい。
種々の実施形態では、基板は、真鍮、鋼鉄、ばね鋼板（ＳＳ）、炭素繊維、アルミニウムおよびその合金、チタンおよびその合金、Ｓ２ガラス繊維ロッド、ガラス繊維強化ポリマーラミネート（Ｆｉｂｅｒｉｔｅ ＨＭＳ／３３）、ガラス繊維、ケブラーラミネート、炭素繊維強化材料、アラミド繊維強化材料、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、銅、および合金等の少なくとも１つの材料を含んでもよい。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタは、スマート車輪センサシステムの少なくとも１つのセンサのための電力を提供するためのスマート車輪センサシステムの一部であってもよい。例えば、エネルギーハーベスタは、スマート車輪センサシステムの他のセンサとともに、車両の車輪（例えば、車輪駆動型物体）上に配列されてもよい。スマート車輪センサシステムは、それぞれ、異なるタイプのスマート車輪センサシステムデータを収集するように構成され得る、複数のタイプのセンサを含んでもよい。例えば、スマート車輪センサシステムは、気圧センサデータを生成するように構成される高さセンサ、音響センサデータを生成するように構成される音響センサ、画像センサデータを生成するように構成される画像センサ、ガスセンサデータを生成するように構成されるガスセンサ、磁気センサデータを生成するように構成される磁気センサ、加速度センサデータを生成するように構成される加速度計センサ、ジャイロセンサデータを生成するように構成されるジャイロセンサ、および湿度センサデータを生成するように構成される湿度センサを含んでもよい。スマート車輪センサシステムによって生成されるスマート車輪センサシステムデータは、車両および／または個々のスマート車輪のステータスを決定するように、（例えば、車両の本体内にある、またはそれによって支持される、コンピュータまたはサーバによって）移動のためにスマート車輪に依拠する車両において中心的および局所的に分析されてもよい。有利なこととして、スマート車輪センサシステムは、自律走行車の安全システムを補強するように、バックアップセンサシステムの一部等の自律走行車に実装されてもよい。種々の実施形態では、スマート車輪センサシステムのデバイスが配列される個々の車輪は、スマート車輪と称され得る。
図１は、種々の実施形態による、少なくとも１つのスマート車輪１０２を統合するスマート車輪センサシステム１００の略図である。スマート車輪センサシステム１００は、個別のスマート車輪１０２上に配列されるデバイスプラットフォーム１０６を伴うローカルセンサシステム１０４（例えば、ローカルスマート車輪センサシステム）を含んでもよい。デバイスプラットフォーム１０６は、エネルギーハーベスタおよび／またはエネルギーハーベスタによって給電されるセンサ等のスマート車輪上のデバイスを表し得る。
本ローカルセンサシステム１０４は、デバイスプラットフォーム１０６内のセンサと通信する、ローカルスマート車輪サーバ１０８を含んでもよい。故に、各デバイスプラットフォーム１０６は、少なくとも１つのセンサを含み、また、ローカルスマート車輪サーバ１０８と通信するための通信インターフェース等の補助インターフェースを含んでもよい。本ローカルスマート車輪サーバ１０８はまた、ローカルスマート車輪データ記憶部１１０およびスマートフォン等の任意のローカルユーザデバイス１１２と通信してもよい。解説を容易にするために、用語「ローカル」は、車両１１６の車両本体１１４またはスマート車輪１０２内または上に拘束されるデバイスを指し得る。
対照的に、用語「遠隔」は、車両１１６の車両本体１１４またはスマート車輪１０２の外側にあるデバイスを指し得る。例えば、ローカルスマート車輪サーバ１０８は、インターネット等の遠隔ネットワーク１２０と通信するように構成されてもよい。本遠隔ネットワーク１２０はさらに、ローカルスマート車輪サーバ１０８を、遠隔データ記憶部１２４または遠隔ユーザデバイス１２６と通信する遠隔サーバ１２２と接続してもよい。加えて、ローカルスマート車輪サーバ１０８は、全地球測位システム（ＧＰＳ）情報のための遠隔衛星１２８等の外部センサまたはデバイスと通信してもよい。
種々の実施形態では、デバイスプラットフォーム１０６のデバイスのうちの少なくともいくつかは、通信インターフェースを介してローカルスマート車輪サーバ１０８と通信するように構成されてもよい。本通信インターフェースは、デバイスが、任意の通信媒体およびプロトコルを使用して相互と通信することを可能にし得る。故に、通信インターフェース２８０は、デバイスプラットフォーム１０６をローカルスマート車輪サーバ１０８と結合することが可能である、任意の好適なハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェースは、通信プロトコル、サービス、または動作手順の所望のセットを使用して、情報信号を制御するための任意の好適な技法を用いて動作するように配列されてもよい。通信インターフェースは、対応する通信媒体と接続するための適切な物理的コネクタを備えてもよい。ある実施形態では、本通信インターフェースは、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスから分離し得る。例えば、通信インターフェースは、ローカルセンサシステム１０４内の（例えば、デバイスプラットフォーム１０６とローカルスマート車輪サーバ１０８との間の）無線通信を促進し得る。さらに、そのような通信インターフェースの議論が、以下にさらに詳細に提供される。
ある実施形態では、デバイスプラットフォーム１０６のデバイスのうちの少なくともいくつかは、遠隔ネットワーク１２０と通信するように構成されてもよい。例えば、デバイスプラットフォーム１０６のセンサによって生成されるセンサデータは、遠隔ネットワーク１２０を介して、遠隔サーバ１２２、遠隔データ記憶部１２４、遠隔ユーザデバイス１２６、および／または遠隔衛星１２８に通信されてもよい。種々の実施形態では、デバイスプラットフォーム１０６のあるデバイスは、遠隔ネットワーク１２０と直接通信してもよい。例えば、デバイスプラットフォーム１０６のあるデバイスは、ローカルサーバ１０８をバイパスする様式で遠隔ネットワーク１２０と直接通信するように構成され得る、通信インターフェース（下記にさらに議論される）を含んでもよい。他の実施形態では、デバイスプラットフォーム１０６のあるデバイスは、遠隔ネットワーク１２０と間接的に通信してもよい。例えば、デバイスプラットフォーム１０６のあるデバイスは、下記にさらに詳細に議論されるように、種々の通信プロトコル（例えば、ＬＴＥ、５Ｇ等）を介して外部デバイスと通信するための１つ以上の通信インターフェース（下記にさらに議論される）を含む、ローカルサーバ１０８を介して遠隔ネットワーク１２０と間接的に通信するように構成され得る、通信インターフェース（下記にさらに議論される）を含んでもよい。
直接であるか、または間接であるかどうかにかかわらず、デバイスプラットフォーム１０６から遠隔サーバ１２２へのこれらの通信は、遠隔サーバ１２２による分析のために、デバイスプラットフォームによって収集されるセンサデータを含んでもよい。本センサデータは、種々の実施形態によると、ローカルサーバ１０８によって実施され得るアクションを決定するように、遠隔サーバ１２２によって分析されてもよい。例えば、下記にさらに詳細に議論されるであろうように、本センサデータは、パラメータ値を決定するために利用されてもよい。次いで、あるアクションが、ある閾値（例えば、ユーザインターフェースを介して提示されるアラートまたは通知）を満たすパラメータ値に応答して等、パラメータ値の状態に基づいて実施されてもよい。パラメータ値の本決定は、遠隔サーバ１２２において実施され、次いで、パラメータ値は、パラメータ値の状態に基づいて実施されるべきアクションを決定するように、ローカルサーバ１０８に通信されてもよい。他の実施形態では、パラメータ値の決定および結果として生じたアクションの決定の両方が、遠隔サーバ１２２によって実施されてもよい。次いで、遠隔サーバ１２２は、（例えば、実装のためのローカルサーバ１０８への命令として）実装のために実施されるべきアクションのインジケーションをローカルサーバ１０８に通信してもよい。ある実施形態は、処理のために遠隔サーバに通信されるものとしてセンサデータを説明するが、センサデータは、種々の実施形態による異なる用途のために所望に応じて他の様式で処理されてもよい。例えば、センサデータは、下記にさらに議論されるであろうように、遠隔サーバ１２２、遠隔ユーザデバイス１２６、および／または遠隔衛星１２８から提供される付加的入力の有無を問わず、ローカルサーバ１０８においてローカルで処理されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイスプラットフォーム１０６は、ユーザデバイス１１２（例えば、スマートフォン）と直接通信し、これは、次いで、ローカルサーバ１０８、遠隔ネットワーク１２０、遠隔ユーザデバイス１２６、および／または遠隔衛星１２８と直接または間接的に通信することができる。さらなる実施形態では、車輪１０２（例えば、アンテナとしての役割を果たす）および／またはセンサプラットフォーム１０６は、（例えば、インターネットアクセスおよび／またはＧＰＳ用途の目的のために）遠隔ユーザデバイス１２６または遠隔衛星１２８との直接通信リンクを有してもよい。
図２は、種々の実施形態による、例示的コンピューティングデバイス２００のブロック図である。上記のように、コンピューティングデバイス２００は、図１に関連して上記に議論されるように、特定のローカルスマート車輪サーバ１０８、ローカルユーザデバイス１１２、遠隔サーバ１２２、遠隔ユーザデバイス１２６、デバイスプラットフォーム１０６のあるデバイス（例えば、デバイスプラットフォームのセンサ）、または遠隔衛星１２８の例示的コンポーネントを表し得る。図２に戻ると、いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス２００は、ハードウェアユニット２２５と、ソフトウェア２２６とを含む。ソフトウェア２２６は、種々のアプリケーションまたはプログラムが、ソフトウェア２２６を介してハードウェアユニット２２５上で実行され得るように、ハードウェアユニット２２５（例えば、処理ハードウェアユニット）上で起動することができる。いくつかの実施形態では、ソフトウェア２２６の機能は、（例えば、システムオンチップ、ファームウェア、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）等として）ハードウェアユニット２２５で直接実装されることができる。いくつかの実施形態では、ハードウェアユニット２２５は、プロセッサ２３０等の１つ以上のプロセッサを含む。いくつかの実施形態では、プロセッサ２３０は、マイクロプロセッサチップ上の実行ユニットまたは「コア」である。いくつかの実施形態では、プロセッサ２３０は、限定ではないが、集積回路（「ＩＣ」）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、付加支援プロセッサ（ＡＳＰ）、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理コントローラ（「ＰＬＣ」）、および／または任意の他のプログラマブル回路等の処理ユニットを含んでもよい。代替として、プロセッサ２３０は、（例えば、マルチコア構成で）複数の処理ユニットを含んでもよい。上記の実施例は、例示的にすぎず、したがって、用語「プロセッサ」の定義および／または意味をいかようにも限定することを意図していない。ハードウェアユニット２２５はまた、システムバス２３４を介してプロセッサ２３０に結合される、システムメモリ２３２も含む。メモリ２３２は、一般的な揮発性ＲＡＭであり得る。例えば、ハードウェアユニット２２５は、２ＭビットＲＯＭおよび６４ＫビットＲＡＭ、および／または数ＧＢのＲＡＭを伴う３２ビットマイクロコンピュータを含むことができる。メモリ２３２はまた、種々の実施形態によると、種々の所望の用途のための適切な容量を伴う、ＲＯＭ、ネットワークインターフェース（ＮＩＣ）、または公知の揮発性および／または不揮発性メモリデバイスの任意の組み合わせであり得る。
いくつかの実施形態では、システムバス２３４は、種々のシステムコンポーネントのそれぞれをともに結合してもよい。本明細書で使用されるように、用語「結合する」は、コンポーネントの間の直接的な機械、通信、および／または電気接続に限定されないが、２つ以上のコンポーネントの間の間接的な機械、通信、および／または電気接続、または中間要素または空間を通して動作する結合部も含み得ることに留意されたい。システムバス２３４は、限定ではないが、９ビットバス、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＳＡ）、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）、知的ドライブ電子機器（ＩＤＥ）、ＶＥＳＡローカルバス（ＶＬＢ）、周辺コンポーネント相互接続カード国際協会バス（ＰＣＭＣＩＡ）、小型コンピュータインターフェース（ＳＣＳＩ）、または他の専用バス、またはコンピューティングデバイスアプリケーションに好適な任意のカスタムバスを含む、任意の種々の利用可能なバスアーキテクチャを使用する、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バスまたは外部バス、および／またはローカルバスを含む、いくつかのタイプのバス構造のうちのいずれかであり得る。
いくつかの実施形態では、随意に、コンピューティングデバイス２００はまた、情報をユーザに提示する際に使用するための少なくとも１つのメディア出力コンポーネントまたはディスプレイインターフェース２３６を含むこともできる。ディスプレイインターフェース２３６は、情報をユーザに伝達することが可能な任意のコンポーネントであり得、限定ではないが、ディスプレイデバイス（図示せず）（例えば、液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）ディスプレイ、またはオーディオ出力デバイス（例えば、スピーカまたはヘッドホン）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス２００は、デスクトップ２４０等の少なくとも１つのデスクトップインターフェースを提供することができる。デスクトップ２４０は、コンピューティングデバイス２００内で起動するオペレーティングシステムおよび／またはアプリケーションによって提供される双方向ユーザ環境であり得、表示画像２４２等の少なくとも１つの画面または表示画像を含むことができる。デスクトップ２４０はまた、キーボードおよびマウス入力等のデバイス入力の形態でユーザから入力を受入することもできる。いくつかの実施形態では、デスクトップ２４０はまた、シミュレートされたキーボードおよびマウス入力等のシミュレートされた入力を受入することもできる。ユーザ入力および／または出力に加えて、デスクトップ２４０は、ユーザにローカルであるフラッシュメモリデバイスのための、またはローカルプリンタへの入力および／または出力等のデバイスデータを送信および受信することができる。
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス２００は、入力またはユーザから入力を受信するためのユーザインターフェース２５０を含む。ユーザインターフェース２５０は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、タッチセンサ式パネル（例えば、タッチパッドまたはタッチスクリーン）、位置検出器、および／またはオーディオ入力デバイスを含んでもよい。タッチスクリーン等の単一のコンポーネントは、メディア出力コンポーネントおよび入力インターフェースの出力デバイスの両方として機能してもよい。いくつかの実施形態では、タブレット等のモバイルデバイスが、使用されることができる。
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス２００は、種々の情報がデータベース２６０内に記憶され得るように、メモリ２３２内のデータ記憶部としてデータベース２６０を含むことができる。代替として、いくつかの実施形態では、データベース２６０は、データベース２６０がコンピューティングデバイス２００および／または遠隔エンドユーザによってアクセスされ得るように、ファイル共有能力を伴う遠隔サーバ（図示せず）内に含まれることができる。いくつかの実施形態では、複数のコンピュータ実行可能命令が、１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体２７０（１つだけが図２に示されている）等のメモリ２３２内に記憶されることができる。コンピュータ可読記憶媒体２７０は、非一過性の媒体を含み、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報の記憶のための任意の方法または技術で実装される、揮発性および不揮発性、可撤去性および不可撤去性媒体を含んでもよい。命令は、本明細書に説明される種々の機能を果たすようにプロセッサ２３０によって実行されてもよい。
図２の実施例では、コンピューティングデバイス２００は、通信デバイス、記憶デバイス、またはソフトウェアコンポーネントを起動することが可能な任意のデバイスであり得る。非限定的実施例に関して、コンピューティングデバイス２００は、限定ではないが、ローカルスマート車輪サーバ、ローカルユーザデバイス、遠隔サーバ、遠隔ユーザデバイス、デバイスプラットフォームのデバイス、遠隔衛星、スマートフォン、ラップトップＰＣ、デスクトップＰＣ、タブレット、Ｇｏｏｇｌｅ（ＴＭ） Ａｎｄｒｏｉｄ（ＴＭ）デバイス、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、ｉＰａｄ（登録商標）、および音声制御型スピーカまたはコントローラであり得る。
コンピューティングデバイス２００は、コンピューティングデバイス２００が、１つ以上の公知の通信媒体および通信プロトコルを使用して、ユーザおよび他のデバイスと通信することを可能にする、通信インターフェース２８０を有する。ここでは、通信媒体およびプロトコルは、限定ではないが、インターネット、イントラネット、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、無線ネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ、およびモバイル通信ネットワークであり得る。
いくつかの実施形態では、通信インターフェース２８０は、コンピューティングデバイス２００を１つ以上のネットワークおよび／または付加的デバイスに結合することが可能である、任意の好適なハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２８０は、通信プロトコル、サービス、または動作手順の所望のセットを使用して、情報信号を制御するための任意の好適な技法を用いて動作するように配列されてもよい。通信インターフェース２８０は、有線であるか、または無線であるかどうかにかかわらず、対応する通信媒体と接続するための適切な物理的コネクタを備えてもよい。いくつかの実施形態では、通信インターフェース２８０は、種々の公知の通信プロトコル（例えば、ＬＴＥ、５Ｇ、Ｗｉｆｉ等）に従ってＲＦ信号を伝送および受信するための無線周波数（ＲＦ）通信回路および少なくとも１つのアンテナを含む。
通信ネットワークは、通信の手段として利用されてもよい。種々の側面では、ネットワークは、限定ではないが、インターネット、有線チャネル、無線チャネル、電話、コンピュータ、ワイヤ、無線、光学または他の電磁チャネル、およびデータを通信することが可能な／それと関連付けられる他のデバイスおよび／またはコンポーネントを含む、それらの組み合わせを含む、通信デバイスを含む、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）および広域ネットワーク（ＷＡＮ）を備えてもよい。例えば、通信環境は、内蔵通信、種々のデバイス、および無線通信、有線通信、および同通信の組み合わせ等の種々の通信のモードを備える。
無線通信モードは、無線伝送、データ、およびデバイスと関連付けられる種々のプロトコルおよびプロトコルの組み合わせを含む、少なくとも部分的に無線技術を利用する、ポイント（例えば、通信ノード）間の任意の通信モードを備える。通信ノードは、例えば、モバイル端末、据置型端末、基地局、アクセスポイント、スマートフォン、および種々の無線通信プロトコルを介した無線通信が可能な他の公知のデバイス等の無線デバイスを含むことができる。通信ノードのさらなる実施例は、無線ヘッドセット、オーディオプレーヤおよびマルチメディアプレーヤ等のオーディオおよびマルチメディアデバイスおよび機器、携帯電話およびコードレス電話を含む電話、およびプリンタ、ネットワーク接続型機械、および／または任意の他の好適なデバイスまたは第三者デバイス等のコンピュータおよびコンピュータ関連デバイスおよびコンポーネントを含むことができる。
有線通信モードは、有線伝送、データ、およびデバイスと関連付けられる、種々のプロトコルおよびプロトコルの組み合わせを含む、有線技術を利用する、ポイントの間の任意の通信モードを備える。ポイントは、例えば、オーディオプレーヤおよびマルチメディアプレーヤ等のオーディオおよびマルチメディアデバイスおよび機器、携帯電話およびコードレス電話を含む電話、およびプリンタ、ネットワーク接続型機械、および／または任意の他の好適なデバイスまたは第三者デバイス等のコンピュータおよびコンピュータ関連デバイスおよびコンポーネント等のデバイスを備える。種々の実装では、有線通信モジュールは、いくつかの有線プロトコルに従って通信してもよい。有線プロトコルの実施例は、いくつかの実施例のみを挙げると、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）通信、ＲＳ－２３２、ＲＳ－４２２、ＲＳ－４２３、ＲＳ－４８５シリアルプロトコル、ＦｉｒｅＷｉｒｅ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｆｉｂｒｅチャネル、ＭＩＤＩ、ＡＴＡ、シリアルＡＴＡ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、Ｔ－１（および変異型）、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）並列通信、小型コンピュータシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）通信、または周辺コンポーネント相互接続（ＰＣＩ）通信を備えてもよい。
故に、種々の側面では、通信インターフェース２８０は、例えば、無線通信インターフェース、有線通信インターフェース、ネットワークインターフェース、伝送インターフェース、受信インターフェース、メディアインターフェース、システムインターフェース、コンポーネントインターフェース、切替インターフェース、チップインターフェース、コントローラ等の１つ以上のインターフェースを備えてもよい。例えば、無線デバイスによって、または無線システム内で実装されたとき、通信インターフェース２８０は、１つ以上のアンテナ、伝送機、受信機、送受信機、増幅器、フィルタ、制御論理等を備える（例えば、含む）、無線インターフェースを備えてもよい。
種々の側面では、通信インターフェース２８０は、いくつかのプロトコルによる、データ通信機能性を提供してもよい。プロトコルの実施例は、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ、ＩＥＥＥ ８０２．１６、ＩＥＥＥ ８０２．２０等のＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）８０２．ｘｘシリーズのプロトコルを含む、種々の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）プロトコルを備えてもよい。無線プロトコルの他の実施例は、ＧＰＲＳを用いたＧＳＭ（登録商標）セルラー無線電話システムプロトコル、１ｘＲＴＴを用いたＣＤＭＡセルラー無線電話通信システム、ＥＤＧＥシステム、ＥＶ－ＤＯシステム、ＥＶ－ＤＶシステム、ＨＳＤＰＡシステム、４Ｇ－ＬＴＥ、５Ｇ（新規無線）等の種々の無線広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）プロトコルを備えてもよい。無線プロトコルのさらなる実施例は、拡張データレート（ＥＤＲ）を伴うＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）仕様バージョンｖ１．０、ｖ１．１、ｖ１．２、ｖ２．０、ｖ２．０、および１つ以上のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロファイル等を含む、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐ（ＳＩＧ）シリーズのプロトコルからの赤外線プロトコル等の無線パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）プロトコルを備えてもよい。無線プロトコルのさらに別の実施例は、電磁誘導（ＥＭＩ）技法等の近距離通信技法およびプロトコルを備えてもよい。ＥＭＩ技法の実施例は、受動または能動無線周波数識別（ＲＦＩＤ）プロトコルおよびデバイスを備えてもよい。他の好適なプロトコルは、超広帯域（ＵＷＢ）、デジタルオフィス（ＤＯ）、デジタルホーム、トラステッドプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）、ＺｉｇＢｅｅ等を備えてもよい。
図３Ａは、種々の実施形態による、スマート車輪３００の斜視図である。スマート車輪３００は、少なくとも１つのデバイスのデバイスプラットフォーム３０２を含んでもよい。より具体的には、デバイスプラットフォーム３０２は、センサ筐体３０４内のセンサである少なくとも１つのデバイスと、エネルギーハーベスタ３０６である少なくとも１つのデバイスとを含んでもよい。デバイスプラットフォームは、スマート車輪３００の回転可能コンポーネント３０８によって支持されてもよい（例えば、それに沿って位置付けられる）。回転可能コンポーネント３０８は、例えば、内側で回転可能コンポーネント３０８の円周が拘束される、スマート車輪３００のリムを含んでもよい。デバイスプラットフォームは、８対のセンサ筐体３０４およびエネルギーハーベスタ３０６として図示されるが、任意の数のセンサ筐体およびエネルギーハーベスタが、種々の実施形態では異なる用途のために所望に応じてデバイスプラットフォームに実装されてもよい。例えば、他の実施形態は、エネルギーハーベスタ毎に複数のセンサ筐体を含んでもよく、その上さらなる実施形態は、センサ筐体毎に複数のエネルギーハーベスタを含んでもよい。ある実施形態は、スマート車輪３００のリム３０８Ａの上に（例えば、スマート車輪３００の回転可能コンポーネント３０８のリムの上に）直接位置するものとしてセンサ筐体３０４を説明するが、センサ筐体はまた、種々の実施形態では異なる用途のために所望に応じてスマート車輪３００の他の部分内に位置してもよい。例えば、センサ筐体（および構成センサ）は、特定の実施形態では、回転可能コンポーネント３０８のスポーク３０８Ｂに沿って、または回転可能コンポーネント３０８の中心３０８Ｃの周囲に（例えば、キャップに近接して）等、回転可能コンポーネント３０８の中心のより近くに位置してもよい。
種々の実施形態では、センサ筐体は、例えば、エネルギーハーベスタによって生じられるエネルギーを貯蔵するように構成されるバッテリまたは他のエネルギー貯蔵媒体等の機能的モジュールとともに、センサ筐体内の１つ以上のセンサをともに表し得る。ある実施形態では、センサ筐体は、センサ筐体の種々の部分をともに接続するシステムバス（例えば、プリント回路基板の伝導要素）を含んでもよい。
さらに、センサ筐体は、センサ筐体の種々のセンサによって捕捉されるセンサデータをローカルスマート車輪サーバに通信するための通信インターフェース等の他の機能的モジュールを含んでもよい。本通信インターフェースは、例えば、ローカルスマート車輪サーバ、他の車両、インフラストラクチャ（例えば、遠隔ネットワーク）、および／またはユーザデバイスへの（例えば、ミリメートルおよび／またはギガヘルツ波長通信を介した）データオフロードのための通信インターフェースを含んでもよい。さらなる実施例として、本通信インターフェースは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線周波数、電波、超音波、および／または任意の他のタイプの通信プロトコルまたは媒体を介して等、無線通信を促進し得る。本通信インターフェースは、例えば、車両上の内蔵電子制御ユニット（ＥＣＵ）および／または先進運転支援（ＡＤＡＳ）システムと通信するように構成されてもよい。加えて、センサ筐体は、随意に、センサ筐体の構成センサによって生成されるセンサデータの収集、通信、および／または分析を促進するためのプロセッサまたは任意の他の回路を含んでもよい。
種々のタイプのセンサが、種々の実施形態によると、センサ筐体と統合されてもよい。例えば、センサ筐体は、エネルギーハーベスタによって生じられる電位の量を感知し得る、衝撃センサを含んでもよい。衝撃センサは、十分な量の電位がエネルギーハーベスタによって生じられるときに、センサ筐体のセンサおよび／または機能的モジュールを起動する、または別様にアクティブ化するように構成されてもよい。別の言い方をすれば、衝撃センサは、衝撃センサが、機械的変形に応答して、閾値量を上回るエネルギーを生じるエネルギーハーベスタに基づいて、低電力または非アクティブ状態から電源オンまたはアクティブ状態にセンサ筐体の種々のセンサおよび／または機能的モジュールを遷移させるように構成されるように、概念的にエネルギーハーベスタを含んでもよい。ある実施形態では、衝撃センサによって感知されるエネルギーは、エネルギーハーベスタがいずれのエネルギーも生じていないときに（例えば、エネルギーハーベスタに印加される機械的応力が存在しないときに）スタンバイ電力のためにバッテリ内に貯蔵されてもよい。
特定の実施形態では、センサ筐体は、気圧センサデータを生成するように構成される高さセンサを含んでもよい。故に、本高さセンサは、高度または高さを示し得る、大気圧を測定し得る、気圧センサまたは大気圧センサであってもよい。本気圧センサデータは、例えば、道路等の基準点から、および／または車両の他のスマート車輪に対して、スマート車輪の高さを決定するために利用されてもよい。これは、転覆の危険性またはパンクしたタイヤの決定を可能にし得る。上記のように、スマート車輪上の高さセンサは、車輪の回転可能コンポーネント上にあってもよく、したがって、車両のシャシ上になくてもよい。したがって、そのような高さセンサは、（例えば、そのような気圧センサデータが生成され、連続または半連続様式で記録されるときに）転覆を開始した側面（例えば、スマート車輪）についての気圧センサデータを提供することが可能であり得る。さらに、深い穴等の道路条件が、車両のシャシの静的部分から生成されるセンサデータと比較して、スマート車輪によって生成される気圧センサデータによって、より正確に感知されることができる。いくつかの実施形態では、高さセンサは、車両負荷または接触パッチに起因する内側タイヤ表面の偏向を測定するようにも構成される。いくつかの実施形態では、距離測定センサが、タイヤの加圧部分の中に設置されることができる。タイヤが回転すると、中心回転リムに対するタイヤの距離は、変化する。距離の本周期的変化は、検出可能である。
さらなる実施形態では、センサ筐体は、音響センサデータを生成するように構成される音響センサを含んでもよい。故に、本音響センサは、受振器、マイクロホン、地震計、および聴音機、および同等物等の任意のタイプの音響、音声、または振動センサであってもよい。音響センサデータは、回転可能コンポーネント（例えば、車輪）のブレーキまたは回転子のオーディオシグネチャを感知するため等に、オーディオパターン認識に利用されてもよい。これは、車両点検スケジュールを予測するために、および／または性能最適化データを生成するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、音響センサデータは、例えば、異なる制動および摩滅条件に関するユニークなシグネチャを識別および／または監視するように分析されてもよい。
種々の実施形態では、センサ筐体は、波動の可変減衰から画像センサデータを生成するように構成される画像センサを含んでもよい。画像センサの実施例は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）またはＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）技術における半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）またはアクティブピクセルセンサを含んでもよい。種々の実施形態では、画像センサを含むデバイスプラットフォームは、光波がセンサ筐体の外側から画像センサ上に集束される、レンズまたは他の透明媒体を含んでもよい。特定の実施形態では、本画像センサは、ＴＯＦを特性評価し得る飛行時間データを捕捉するための飛行時間（ＴＯＦ）センサを含んでもよい。本ＴＯＦセンサは、例えば、超音波ＴＯＦセンサデータを収集するように構成される超音波ＴＯＦセンサであってもよい。より具体的な実施例として、画像センサは、タイヤ性能および最適化の査定のために、タイヤトレッド深度の可視性を決定するためのカメラとして機能してもよい。タイヤトレッド深度を特性評価する画像データを捕捉する、そのような画像センサもまた、タイヤトレッドの画像データが（例えば、そのような画像センサに、画像センサが位置するスマートタイヤ、または画像センサが位置しないタイヤのトレッド深度を特性評価する画像データを捕捉させることによって）捕捉され得るような様式で、位置付けられてもよい。種々の実施形態によると、画像センサの場所は、センサがタイヤの側壁を撮像し得るように、リムの内側または外側のいずれかであり得る。いずれの場合も、画像センサは、エネルギーハーベスタに電気的に結合されることができる。別の具体的実施例として、画像センサは、認証または識別のために赤外線画像センサを含んでもよい。本赤外線センサは、例えば、認証のためのローカル環境またはローカル物体（例えば、車両に接近する個人）の特性に関して走査するために利用されてもよい。
特定の実施形態では、センサ筐体は、ガスセンサデータを生成するように構成されるガスセンサを含んでもよい。本ガスセンサは、気体雰囲気を監視および特性評価するための任意のタイプのセンサであってもよい。例えば、ガスセンサは、電気化学ガスセンサ、触媒ビーズガスセンサ、光イオン化ガスセンサ、赤外線点ガスセンサ、サーモグラフィックガスセンサ、半導体ガスセンサ、超音波ガスセンサ、ホログラフィックガスセンサ、および同等物等のガス検出のための種々の機構のうちのいずれかを利用してもよい。これらのガスセンサは、例えば、排気ガス、爆発性ガス（例えば、バッテリ故障検出のための）、大気湿度、大気質、粒子状物質、ｐＨレベル、および同等物等のあるタイプのガスを検出してもよい。
特定の実施形態では、センサ筐体は、磁気センサデータを生成するように構成される磁気センサを含んでもよい。本磁気センサは、例えば、（例えば、建物の内側または閉鎖環境内の）磁場マップを使用するナビゲーションのために磁気を測定する、磁力計であってもよい。
付加的実施形態では、センサ筐体は、加速度センサデータを生成するように構成される加速度計センサおよび／またはジャイロセンサデータを生成するように構成されるジャイロスコープセンサを含んでもよい。本加速度センサデータおよび／またはジャイロセンサデータは、緊急ブレーキシステムの適用のための加速度の量を決定するため等に、ナビゲーションに利用されてもよい。ある実施形態では、加速度計センサおよび／またはジャイロスコープセンサは、スマート車輪上に位置する慣性ナビゲーションシステム（ＩＮＳ）の一部であってもよい。
エネルギーハーベスタ３０６は、回転可能コンポーネント３０８が回転するにつれて道路または物体と接触する、スマート車輪３００の可撓性コンポーネント３１０（例えば、空気圧式または可膨張式タイヤ、管等）に作用する圧縮力に応答して、運動エネルギーを捕捉するように構成される様式で、スマート車輪３００の回転可能コンポーネント３０８（例えば、リム）に沿って位置付けられてもよい。ある実施形態では、エネルギーハーベスタ３０６および／またはデバイスプラットフォーム３０２は、車両またはスマート車輪３００の外側から（例えば、車両またはスマート車輪３００の外側壁に隣接して）可視であり得る。しかしながら、他の実施形態では、エネルギーハーベスタ３０６および／またはデバイスプラットフォーム３０２は、車両またはスマート車輪３００の外側から可視であり得ない。エネルギーハーベスタ３０６によって回収されるエネルギーは、下記にさらに詳細に説明されるように、センサ筐体３０４内の種々のセンサおよび／または通信インターフェース等のデバイスプラットフォーム３０２の種々のコンポーネントに給電するために使用されてもよい。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタ３０６は、回転可能コンポーネント３０８の側壁上に位置付けられてもよい。例えば、エネルギーハーベスタ３０６は、可撓性コンポーネント３１０（例えば、タイヤ、管、ベルト等）のビード面積と回転可能コンポーネント３０８（例えば、リム、シャフト等）との間に位置付けられてもよい。故に、可撓性コンポーネント３１０は、回転可能コンポーネント３０８上に搭載されてもよい。エネルギーハーベスタ３０６は、車両が表面（例えば、道路）にわたって進行するにつれて、可撓性コンポーネント３１０（例えば、タイヤ、管等）のビード面積に作用する圧縮力に起因するエネルギーを発生させてもよい。
図３Ｂは、種々の実施形態による、可撓性コンポーネントを伴わないスマート車輪３００の斜視図である。図示されるように、エネルギーハーベスタ３０６は、回転可能コンポーネント３０８の円周の周囲に位置付けられてもよい。故に、エネルギーハーベスタ３０６は、移動物体（例えば、回転可能コンポーネント３０８上に搭載されるタイヤのビード面積に作用する車両）の圧縮力に起因するエネルギーを発生させてもよい。いくつかの実施形態では、圧縮力は、荷重（例えば、加速、減速等）に起因し得る。したがって、圧縮力の場所は、荷重に応じて変動し得る。さらなる実施形態では、エネルギーハーベスタ３０６は、回転可能コンポーネント３０８が回転することに応答して移動する、輸送の運動エネルギーを捕捉してもよい。故に、エネルギーハーベスタ３０６は、機械的応力がエネルギーハーベスタ３０６に印加されるときに、エネルギーを発生させてもよい。
図４Ａは、種々の実施形態による、エネルギーハーベスタ３０６の斜視図４００Ａである。エネルギーハーベスタ３０６は、回転可能コンポーネント３０８（例えば、リム）の円周に沿って位置付けられてもよい。エネルギーハーベスタ３０６は、回転可能コンポーネント３０８に接触し、それに固定して結合されるように構成される、基板４０２を含んでもよい。基板４０２は、圧電コンポーネント４０４を支持してもよい。圧電コンポーネントは、いくつかの実施形態によると、機械的変形をエネルギーに変換するトランスデューサであってもよい。
エネルギーハーベスタ３０６は、圧電コンポーネント４０４によって生じられるエネルギーを送り、オフロードするように構成される、電気伝導コンポーネント４０６を含んでもよい。本電気伝導コンポーネントは、電力をデバイスプラットフォームの他のデバイスに提供するように、デバイスプラットフォームの他のデバイス（例えば、センサ筐体のセンサ）と接続されてもよい。ある実施形態では、本電気伝導コンポーネント４０４は、真鍮または銅等の可撓性伝導性材料から成ってもよい。エネルギーハーベスタ３０６はまた、基板４０２に固着され得る圧電コンポーネント４０４に基づいて、ロケーションピン４０８を含んでもよい。例えば、圧電コンポーネント４０４は、下記にさらに詳細に説明されるように、ロケーションピン４０８がしっかりした様式で通過し、圧電コンポーネントを基板４０２に固着するように構成される、開放孔を伴う翼端特徴４０９を含んでもよい。
種々の実施形態では、基板４０２は、スマート車輪の回転可能コンポーネント３０８（例えば、リム）と界面接触する、３次元曲線状底面４１０を含んでもよい。本３次元曲線状底面４１０は、３次元（例えば、長さ、高さ、および幅）で複合曲線を含んでもよい。上記のように、長さ、高さ、および幅はそれぞれ、３次元物理的空間内で相互に直交する次元または軸を画定してもよい。例えば、長さは、長さに直交する軸に沿い得る、幅に直交する軸に沿い得る、高さに直交する軸に沿い得る。ある実施形態では、長さ、高さ、および幅は、それぞれ、ｘ軸、ｚ軸、およびｙ軸と称され得る。また、基板４０２は、底面４１０の反対側の曲線状ステージング表面４１２（例えば、微小空洞またはくぼみ）を含んでもよい。本ステージング表面４１２（例えば、上面）はまた、基板の上面とも称され得る。いくつかの実施形態では、曲線状ステージング表面４１２は、下記にさらに詳細に説明されるように、２次元（例えば、長さ、高さ、および幅のうちの２つ）のみで曲線状である。力が圧電コンポーネント４０４上に印加されるとき、圧電コンポーネント４０４は、変形し、２次元曲線状ステージング表面４１２に対して共形化し、これは、圧電コンポーネント４０４の変形の量を限定する。故に、圧電コンポーネント４０４は、３次元曲線状底面４１０を介して回転可能コンポーネント３０８上に着座することができる。また、長方形の圧電コンポーネント４０４は、２次元曲線状ステージング表面４１２内で屈曲するように構成されてもよい。ある実施形態では、２次元曲線状ステージング表面４１２は、凸面と称され得る。故に、２次元曲線状ステージング表面４１２は、直線状（例えば、非曲線状または平坦）形状または表面を伴う圧電コンポーネント４０４が取り付けられ得る、凸面を含んでもよい（例えば、凸面であってもよい）。ある実施形態では、基板４０２は、ティアドロップ型支持体と称され得る。故に、圧電コンポーネント４０４は、圧電コンポーネント４０４上に圧縮性屈曲歪みを発生させるように、凸状２次元曲線状ステージング表面４１２に対して屈曲されてもよい。別の言い方をすれば、圧電コンポーネント４０４は、圧電コンポーネント４０４が凸状２次元曲線状ステージング表面４１２に対して共形化し（例えば、凸面に対して屈曲し）、（例えば、圧電材料層の機械的変形を介して）電荷を発生させるために屈曲されるように、歪みを受け得る。故に、基板４０２は、（例えば、タイヤが圧電コンポーネント４０４に対して押下することによって）タイヤと車輪の回転可能コンポーネント３０８との間に設置されたときに圧電コンポーネント４０４の歪み（例えば、相対運動／偏向）を可能にするように、構造化されてもよい。
種々の実施形態では、圧電コンポーネント４０４は、結晶および半導体材料またはポリマーおよび有機材料のうちの少なくとも１つである、圧電材料を含んでもよい。結晶および半導体材料の実施例は、ポリフッ化ビニリデン、リン酸ガリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、石英、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、スクロース（砂糖）、ロッシェル塩、トパーズ、トルマリン群鉱物、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、オルトリン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ペロブスカイトを伴うセラミック群のうちのいずれか、タングステン・ブロンズ、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、タングステン酸ナトリウム（Ｎａ２ＷＯ３）、Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ５、Ｐｂ２ＫＮｂ５Ｏ１５、ニオブ酸ナトリウムカリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）（例えば、ＮＫＮまたはＫＮＮ）、ビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、チタン酸ナトリウムビスマス（ＮａＢｉ（ＴｉＯ３）２）、閃亜鉛鉱結晶、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、およびＺｎＯを含んでもよい。ポリマーおよび有機材料の実施例は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびそのコポリマー、ポリアミド、およびパリレン－Ｃ、ポリイミドおよびポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、およびジフェニルアラニンペプチドナノチューブ（ＰＮＴ）を含んでもよい。
種々の実施形態では、基板４０２は、真鍮、鋼鉄、ばね鋼板（ＳＳ）、炭素繊維、アルミニウムおよびその合金、チタンおよびその合金、Ｓ２ガラス繊維ロッド、ガラス繊維強化ポリマーラミネート（ＦｉｂｅｒｉｔｅＨＭＳ／３３）、ガラス繊維、ケブラーラミネート、炭素繊維強化材料、アラミド繊維強化材料、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、銅、および合金等の少なくとも１つの材料を含んでもよい。
図４Ｂは、種々の実施形態による、エネルギーハーベスタ３０６の上面図４００Ｂである。上面図４００Ｂは、電気伝導コンポーネント４０６が、相互接続部４１６を介して圧電コンポーネント４０４と接続され得る様子を図示する。別の言い方をすれば、相互接続部４１６は、電気伝導コンポーネント４０６が、圧電コンポーネント４０４によって生じられるエネルギーを送り、オフロードし得るように、圧電コンポーネント４０４を電気伝導コンポーネント４０６に接続する、可撓性構造であってもよい。本電気伝導コンポーネントは、電力をデバイスプラットフォームの他のデバイスに提供するように、デバイスプラットフォームの他のデバイスと接続されてもよい。
また、上面図４００Ｂは、基板４０２がまた、圧電コンポーネント４０４を基板４０２に固着するロケーションピン４０８も含み得る様子を図示する。例えば、圧電コンポーネント４０４は、ロケーションピン４０８が通過し、圧電コンポーネントを基板４０２に固着するように構成される、開放孔を伴う翼端特徴４０９を含んでもよい。また、基板４０２によって形成される空洞内の２次元曲線状ステージング表面４１２も図示される。図４Ｂはさらに、図５Ａおよび図５Ｂに関連して下記にさらに参照されるであろう、断面線Ａ－Ａを図示する。
図４Ｃは、種々の実施形態による、エネルギーハーベスタ３０６の正面図４００Ｃである。正面図４００Ｃは、電気伝導コンポーネント４０６が、基板４０２の略背後にあり得る様子を図示する。また、正面図４００Ｃは、基板４０２がまた、圧電コンポーネント４０４を基板４０２に固着するためのロケーションピン４０８も含み得る様子の別の図を図示する。例えば、圧電コンポーネント４０４は、ロケーションピン４０８が通過し、圧電コンポーネントを基板４０２に固着するように構成される、開放孔を伴う翼端特徴４０９を含んでもよい。また、基板４０２によって形成される空洞内の２次元曲線状ステージング表面４１２も図示される。
図４Ｄは、種々の実施形態による、エネルギーハーベスタ３０６の後面図４００Ｄである。後面図４００Ｄは、電気伝導コンポーネント４０６が、基板４０２の略背後に（例えば、後面図４００Ｄの前景に）あり得る様子を図示する。後面図４００Ｄはまた、基板４０２上に３次元曲線状底面４１０および物理的相互接続特徴４２０も含む。本物理的相互接続特徴４２０は、下記にさらに詳細に議論されるであろうように、異なる基板４０２をともに物理的に接続するために利用されてもよい。図示される物理的相互接続特徴４２０は、凹状物理的相互接続特徴（図４Ｄに図示されていない）と相互接続するように構成される、凸状物理的相互接続特徴４２０であってもよい。
図４Ｅは、種々の実施形態による、エネルギーハーベスタ３０６の底面図４００Ｅである。底面図４００Ｅは、電気伝導コンポーネント４０６が、基板４０２の略背後にあり得る様子を図示する。底面図４００Ｅはまた、基板４０２上に３次元曲線状底面４１０および物理的相互接続特徴４２０も含む。上記のように、本物理的相互接続特徴４２０は、下記にさらに詳細に議論されるであろうように、異なる基板４０２をともに物理的に接続するために利用されてもよい。図示される物理的相互接続特徴４２０は、凹状物理的相互接続特徴（図４Ｅに図示されていない）と相互接続するように構成される、凸状物理的相互接続特徴４２０であってもよい。
図４Ｆは、種々の実施形態による、エネルギーハーベスタ３０６の右側面図４００Ｆである。また、図４Ｇは、種々の実施形態による、エネルギーハーベスタ３０６の左側面図４００Ｇを図示する。図４Ｆおよび図４Ｇの両方の組み合わせは、側面図と称され得る。側面図は、相互接続部４１６を介して圧電コンポーネント４０４と接続され得る、電気伝導コンポーネント４０６を図示する。別の言い方をすれば、相互接続部４１６は、電気伝導コンポーネント４０６が、圧電コンポーネント４０４によって生じられるエネルギーを送り、オフロードし得るように、圧電コンポーネント４０４を電気伝導コンポーネント４０６に接続する、可撓性構造であってもよい。本電気伝導コンポーネントは、電力をデバイスプラットフォームの他のデバイスに提供するように、デバイスプラットフォームの他のデバイスと接続されてもよい。側面図はまた、３次元曲線状底面４１０も図示する。
図５Ａは、種々の実施形態による、非付勢状態時の圧電コンポーネント４０４を伴うエネルギーハーベスタ３０６の側面断面図５００Ａである。側面断面図５００Ａは、図４Ｂにおいて上記に図示される断面Ａ－Ａを横断し得る。図５Ａに戻ると、側面断面図５００Ａは、電気伝導コンポーネント４０６が、相互接続部４１６を介して圧電コンポーネント４０４と接続され得る様子を図示する。したがって、相互接続部４１６は、電気伝導コンポーネント４０６が、圧電コンポーネント４０４によって生じられるエネルギーを送り、オフロードし得るように、圧電コンポーネント４０４を電気伝導コンポーネント４０６に接続する、可撓性構造であってもよい。本電気伝導コンポーネントは、電力をデバイスプラットフォームの他のデバイスに提供するように、デバイスプラットフォームの他のデバイスと接続されてもよい。
また、側面断面図５００Ａは、基板４０２がまた、基板４０２に固着され得る圧電コンポーネント４０４に基づくロケーションピン４０８を含み得る様子を図示する。また、基板４０２によって形成される空洞内の２次元曲線状ステージング表面４１２も図示される。３次元曲線状底面４１０は、２次元曲線状ステージング表面４１２の下方かつ反対側に図示される。図５Ａに示されるように、２次元曲線状ステージング表面４１２は、２Ｄ凸面を形成するように２次元のみ（例えば、長さの次元ではなく幅および高さの次元）で曲線状である。対照的に、３次元底面４１０は、幅、高さ、および長さの次元のそれぞれで曲線状である。いくつかの実施形態では、３Ｄ底面４１０は、図５Ａに示されるように、Ｓ字形断面を有する。非付勢状態時の圧電コンポーネント４０４は、付勢されるために十分な歪みを受け得ないため、非付勢状態時に平坦であり得る（例えば、屈曲されていない）。
図５Ｂは、種々の実施形態による、付勢状態時の圧電コンポーネント４０４を伴うエネルギーハーベスタ３０６の側面断面図５００Ｂである。側面断面図５００Ｂは、図４Ｂにおいて上記に図示される断面Ａ－Ａを横断し得る。図５Ｂに戻ると、付勢状態時の圧電コンポーネント４０４は、２次元曲線状ステージング表面４１２に共形化するように、圧電コンポーネントを屈曲するために十分な量の歪みを受け得る。上記のように、圧電コンポーネント４０４は、回転可能コンポーネントが旋回するにつれて、付勢状態と非付勢状態とを繰り返してもよい。したがって、車輪または車両からの負荷が、圧電コンポーネントを変位させ、電荷（例えば、電気エネルギー）を発生させてもよい。いくつかの実施形態では、エネルギーハーベスタは、回転可能コンポーネントが回転するにつれて、連続電力を発生させることができる。ある実施形態では、本エネルギーは、直流（ＤＣ）信号に整流され得る、交流（ＡＣ）信号の形態であってもよい。別の言い方をすれば、圧電コンポーネントにおいて受けられる屈曲歪みは、車輪の回転周波数に比例する周波数を伴うエネルギー（例えば、交流（ＡＣ）電圧）を発生させてもよい。いくつかの実施形態では、ＡＣ信号は、センサ３０４内に含有される整流回路によって整流される。
図６は、種々の実施形態による、統合型エネルギーハーベスタ６０６の斜視図６００である。統合型エネルギーハーベスタ６０６は、基板を必要とすることなく、回転可能コンポーネント６０８（例えば、リム）の円周に沿って位置付けられてもよい。別の言い方をすれば、統合型エネルギーハーベスタ６０６は、回転可能コンポーネント６０８内に、したがって、別個の物理的基板構造を伴わずに、統合されてもよい。回転可能コンポーネント６０８は、回転可能コンポーネント６０８上に形成される曲線状ステージング表面６１２（例えば、回転可能コンポーネント６０８上に形成される微小空洞またはくぼみ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、曲線状ステージング表面１２は、２次元凸面６１２を形成するように２次元のみ（例えば、長さの方向ではなく幅および高さの方向）で曲線状である。圧電コンポーネント６１４は、歪みを受け、変形し、２次元曲線状ステージング表面６１２に共形化してもよい。また、本２次元曲線状ステージング表面６１２は、３次元曲面を有し得る、回転可能コンポーネント６０８の他の部分と異なり得る。長方形の圧電コンポーネント６１４は、２次元曲線状ステージング表面６１２内で屈曲するように構成されてもよい。ある実施形態では、２次元曲線状ステージング表面６１２は、凸面と称され得る。故に、２次元曲線状ステージング表面６１２は、直線状（例えば、非曲線状または平坦）形状または表面を伴う圧電コンポーネント６０４が、３Ｄ曲面と比較して、より容易にしっかりと取り付けられ得る、凸面を含んでもよい（例えば、凸面であってもよい）。圧電コンポーネント６０４は、圧電コンポーネント６１４上に圧縮性屈曲歪みを発生させるように、凸状２次元曲線状ステージング表面６１２に対して屈曲されてもよい。別の言い方をすれば、圧電コンポーネント６１４は、圧電コンポーネントが凸状２次元曲線状ステージング表面６１２に対して共形化し（例えば、凸面に対して屈曲し）、（例えば、圧電材料層の機械的変形を介して）電荷を発生させるために屈曲されるように、歪みを受け得る。したがって、回転可能コンポーネント６０８の凸状２次元曲線状ステージング表面６１２は、（例えば、タイヤが圧電コンポーネント６１４に対して押下することによって）タイヤと車輪の回転可能コンポーネント６０８との間に設置されたときに圧電コンポーネント６１４の歪み（例えば、相対運動／偏向）を可能にするように、構造化されてもよい。
統合型エネルギーハーベスタ６０６は、圧電コンポーネント６１４によって生じられるエネルギーを送り、オフロードするように構成される、電気伝導コンポーネント６１６を含んでもよい。本電気伝導コンポーネントは、電力をセンサ筐体３０４内のセンサに提供するように、デバイスプラットフォームのセンサ筐体３０４（図３Ａおよび３Ｂ）内に含有される再充電可能バッテリのリード線に接続されてもよい。ある実施形態では、本電気伝導コンポーネント６１６は、真鍮または銅等の可撓性伝導性材料から成ってもよい。統合型エネルギーハーベスタ６０６はまた、圧電コンポーネント６１４を回転可能コンポーネント６０８の凸状２次元曲線状ステージング表面６１２に固着するためのロケーションピン（図示せず）を含んでもよい。
ある実施形態では、圧電コンポーネントは、異なるタイプの層を伴って形成されてもよい。例えば、圧電コンポーネント１つのタイプの層は、引張荷重バッキング層であってもよい。本引張荷重バッキング層は、例えば、圧電コンポーネントをまとめるために十分な引張荷重可撓性を伴う鋼板であってもよい。圧電コンポーネントの別のタイプの層は、機械的変形を介して電荷を発生させるように構成され得る、圧電材料層であってもよい。圧電コンポーネントのさらに別のタイプの層は、圧電材料層から電気エネルギー（例えば、電荷）を回収するための電極層であってもよい。
図７Ａは、種々の実施形態による、圧電コンポーネント７００の異なる層を図示する。圧電コンポーネント７００の第１の層は、第１の電極層７０２であってもよい。圧電コンポーネント７００の第２の層は、圧電材料層７０４であってもよい。圧電コンポーネント７００の第３の層は、引張荷重バッキング層７０６であってもよい。圧電コンポーネントの第４の層は、第２の電極層７０８であってもよい。
ある実施形態では、第１の電極層７０２は、圧電材料層７０４と組み立てられてもよい（例えば、それと組み立てられたときに直接物理的に接触してもよい）。圧電材料層７０４は、引張荷重バッキング層７０６と組み立てられてもよい（例えば、それと組み立てられたときに直接物理的に接触してもよい）。引張荷重バッキング層７０６は、第２の電極層７０８と組み立てられてもよい（例えば、それと組み立てられたときに直接物理的に接触してもよい）。
ある実施形態では、本第１の電極層７０２は、２次元曲線状ステージング表面４１２に最も近くあり得る。例えば、２次元曲線状ステージング表面４１２／６１２が、基板の上または回転可能コンポーネントの直接上にあるとき、第１の電極層７０２は、圧電コンポーネント（第１の電極層７０２を含む）が付勢されるときに、基板の２次元曲線状ステージング表面または回転可能コンポーネントに直接接触してもよい。また、第２の電極層７０８は、（異なる層の中でも）２次元曲線状ステージング表面から最も遠くあり得る。
各電極層（例えば、第１の電極層７０２および第２の電極層７０８）は、可撓性材料（例えば、エポキシ）内に埋め込まれる（例えば、それによって定位置に保持される）電極７１０を含んでもよい。第１の電極層７０２とともに図示されるようなある実施形態では、電極７１０は、圧電材料層に直接接触し、圧電材料層７０４から電荷を回収し得る、メッシュとして形成されてもよい。第２の電極層７０８とともに図示されるような他の実施形態では、電極７１０は、圧電材料層に間接的に（例えば、引張荷重バッキング層７０６を介して）接触し、圧電材料層７０４から電荷を回収し得る、メッシュとして形成されてもよい。故に、第１の電極層７０２および第２の電極層７０８は、第１の電極層７０２と第２の電極層７０８との間に電位差が存在するように、異なる電位を伴う異なる回路を表し得る。
各電極層は、それらの個別の電極７１０と接続される可撓性相互接続部７１２と界面接触してもよい。本可撓性相互接続部７１２は、電力をスマート車輪センサシステムのデバイスに提供するため、またはスマート車輪センサシステムのデバイスが可撓性相互接続部から測定（例えば、エネルギーまたは電位の測定）を実施するため等に、他の電気的コンポーネントへの電極層７０２内の電極７１０の相互接続のために構成されてもよい。
特定の実施形態では、引張荷重バッキング層７０６は、ステンレス鋼から作製されてもよい。本引張荷重バッキング層は、付加的物理的支持を提供し、付勢解除されたときに平坦な状態で圧電コンポーネントを保持してもよい。例えば、引張荷重バッキング層は、張力が圧電コンポーネントから解放された後に、引張荷重バッキング層が圧電コンポーネントを付勢解除状態（例えば、平坦な状態）に付勢解除する、または物理的に再配向し得るように、静置または付勢解除位置で平坦である、または非屈曲状態であり得る。
種々の実施形態では、圧電材料層７０４は、圧電材料から作製されてもよい。本圧電材料は、例えば、結晶および半導体材料またはポリマーおよび有機材料のうちの少なくとも１つであってもよい。結晶および半導体材料の実施例は、ポリフッ化ビニリデン、リン酸ガリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、石英、ベルリナイト（ＡｌＰＯ４）、スクロース（砂糖）、ロッシェル塩、トパーズ、トルマリン群鉱物、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、オルトリン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ペロブスカイトを伴うセラミック群のうちのいずれか、タングステン・ブロンズ、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、タングステン酸ナトリウム（Ｎａ２ＷＯ３）、Ｂａ２ＮａＮｂ５Ｏ５、Ｐｂ２ＫＮｂ５Ｏ１５、ニオブ酸ナトリウムカリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）（例えば、ＮＫＮまたはＫＮＮ）、ビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、チタン酸ナトリウムビスマス（ＮａＢｉ（ＴｉＯ３）２）、閃亜鉛鉱結晶、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、およびＺｎＯを含んでもよい。ポリマーおよび有機材料の実施例は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびそのコポリマー、ポリアミド、およびパリレン－Ｃ、ポリイミドおよびポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、およびジフェニルアラニンペプチドナノチューブ（ＰＮＴ）を含んでもよい。
種々の実施形態では、電極層は、圧電コンポーネントの他の層に（例えば、引張荷重バッキング層および／または圧電材料層に）電気的に接合されてもよい。また、引張荷重バッキング層は、圧電材料層に電気的および／または機械的に接合されてもよい。圧電コンポーネントの全ての層のアセンブリは、圧電コンポーネント（ある実施形態では、圧電電極アセンブリと称され得る）を形成してもよい。さらなる実施形態では、圧電コンポーネントは、環境劣化から圧電コンポーネントを保護するように、熱収縮性フィルムまたはポリマー等の保護コーティングにカプセル化されてもよい。
図７Ｂは、種々の実施形態による、組み立てられた形態の圧電コンポーネント７００を図示する。組み立てられた形態であるときに、第１の電極層は、圧電材料層と直接物理的に接触してもよい。圧電材料層は、引張荷重バッキング層と直接物理的に接触してもよい。最後に、引張荷重バッキング層は、第２の電極層と直接物理的に接触してもよい。
図８Ａは、種々の実施形態による、一方の端部において基板８０６に固着された圧電コンポーネント８０４を伴うエネルギーハーベスタ８０２の斜視図である。圧電コンポーネント８０４は、可視メッシュ形態を伴って図示される。上記のように、エネルギーハーベスタ８０２は、回転可能コンポーネント（例えば、車輪のリム）の円周に沿って位置付けられてもよい。エネルギーハーベスタ８０２は、回転可能コンポーネントに接触する基板８０６を含んでもよい。基板８０６は、圧電コンポーネント８０４の第１の端部８０８において圧電コンポーネント８０４を基板８０６に固着することによって、圧電コンポーネント８０４を支持してもよい。別の言い方をすれば、基板８０６は、圧電コンポーネント８０４の第１の端部８０８において圧電コンポーネント８０４をしっかりと締め付け、固着してもよい。
エネルギーハーベスタ８０２は、圧電コンポーネント８０４によって生じられるエネルギーを送り、オフロードするように構成されるピン等の電気伝導コンポーネント（図示せず）を受容するように構成される、電気伝導コンポーネント開口部８１２を含んでもよい。本電気伝導コンポーネントは、電力をデバイスプラットフォームの他のデバイスに提供するように、デバイスプラットフォームの他のデバイスと接続されてもよい。ある実施形態では、本電気伝導コンポーネントは、真鍮または銅等の伝導性材料から成ってもよい。
種々の実施形態では、基板８０６は、車輪の回転可能コンポーネント（例えば、リム）と界面接触する、３次元曲線状底面８２０を含んでもよい。本３次元曲線状底面８２０は、基板８０６が回転可能コンポーネントの３次元曲面と同一平面で静置し得るように、３次元（例えば、長さ、高さ、および幅）で複合曲線を含んでもよい。上記のように、長さ、高さ、および幅はそれぞれ、３次元物理的空間内で相互に直交する次元または軸を画定してもよい。例えば、長さは、長さに直交する軸に沿い得る、幅に直交する軸に沿い得る、高さに直交する軸に沿い得る。ある実施形態では、長さ、高さ、および幅は、ｘ軸、ｚ軸、およびｙ軸と称され得る。また、基板８０６は、底面８２０の反対側の曲線状ステージング表面８２２（例えば、基板８０６内の微小空洞またはくぼみ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、曲線状ステージング表面８２２は、２次元（例えば、高さおよび幅の次元）のみで曲線状である。圧電コンポーネント８０４は、歪みを受け、変形し、２次元曲線状ステージング表面８２２に共形化してもよい。上記に議論されるように、圧電コンポーネント８０４は、基板８０６の３次元曲線状底面８２０を介して回転可能コンポーネント上に着座することができる。また、長方形の圧電コンポーネント８０４は、屈曲し、２次元曲線状ステージング表面８２２に共形化するように構成されてもよい。ある実施形態では、２次元曲線状ステージング表面８２２は、凸面と称され得る。故に、２次元曲線状ステージング表面８２２は、直線状（例えば、非曲線状または平坦）形状または表面を伴う圧電コンポーネント８０４が取り付けられ得る、凸面を含んでもよい（例えば、凸面であってもよい）。ある実施形態では、基板８０６は、ティアドロップ型支持体と称され得る。故に、圧電コンポーネント８０４は、圧電コンポーネント８０４上に圧縮性屈曲歪みを発生させるように、凸状２次元曲線状ステージング表面８２２に対して屈曲されてもよい。別の言い方をすれば、圧電コンポーネント８０４は、圧電コンポーネントが外力に起因して屈曲し、凸状２次元曲線状ステージング表面８２２に対して共形化し、（例えば、圧電材料層の機械的変形を介して）電荷を発生させるように、歪みを受け得る。故に、基板８０６は、（例えば、タイヤが圧電コンポーネント８０４に対して押下することによって）タイヤと車輪の回転可能コンポーネントとの間に設置されたときに圧電コンポーネント８０４の歪み（例えば、相対運動／偏向）を可能にするように、構造化されてもよい。
図８Ｂは、種々の実施形態による、圧電コンポーネントを伴わない基板８０６の斜視図である。上記のように、基板は、圧電コンポーネント８０４によって生じられるエネルギーを送り、オフロードするように構成されるピン等の電気伝導コンポーネント（図示せず）を受容するように構成される、電気伝導コンポーネント開口部またはスロット８１２を含んでもよい。また、種々の実施形態では、基板８０６は、上記に説明されるように、スマート車輪の回転可能コンポーネント（例えば、リム）と界面接触する、３次元曲線状底面８２０を含んでもよい。
上記で導入されるように、圧電コンポーネントは、圧電材料層から電荷を回収するようにメッシュとして形成され得る、下側電極層を含んでもよい。電極層のメッシュ形態（例えば、メッシュの物理的構造）は、任意の構成または構造であってもよい。特定の実施形態では、電極層のメッシュ形態は、（例えば、圧電コンポーネントの層の表面に沿って）２次元空間を横断する単一の伸長電極としてあってもよい。故に、電極層は、概して、可撓性材料（例えば、エポキシ）によって定位置に保持される電極を含む、圧電コンポーネントの層であってもよい。特定の実施形態では、電極層（例えば、上側電極層および／または下側電極層）は、モノリシック（例えば、圧電コンポーネントの別の層の表面と同一の広がりを持つ電極の固体層）であり得る。さらなる実施形態では、下側電極層は、上側電極層と異なるメッシュ形態を含んでもよい。その上さらなる実施形態では、下側電極層は、上側電極層と同一のメッシュ形態を含んでもよい。図９Ａ－９Ｑは、種々の実施形態による、いくつかの異なる例示的メッシュ形態を図示する。
図９Ａは、種々の実施形態による、直線状の巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本直線状の巻線メッシュ形態９００Ａは、（例えば、圧電コンポーネント９０２Ａの層の表面に沿って）２次元空間を横断する単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｂは、種々の実施形態による、曲線状の巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本曲線状の巻線メッシュ形態９００Ｂは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｂの別の層の表面に沿って）曲線状（例えば、上記で参照される直線状の巻線よりも曲線状）の様式で巻回する、単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｃは、種々の実施形態による、ジグザグの巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本ジグザグの巻線メッシュ形態９００Ｃは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｂの別の層の表面に沿って）ジグザグ様式で巻回する、単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｄは、種々の実施形態による、片側ボウル状の巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本片側ボウル状の巻線メッシュ形態９００Ｄは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｄの別の層の表面に沿って）片側ボウル状の様式で巻回する、単一の伸長電極を表し得る。片側ボウル状の様式は、一方向に向かって外にボウル状になる中間ボウルまたは半円形態９０４Ｄを指し得る。
図９Ｅは、種々の実施形態による、両側ボウル状の巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本両側ボウル状の巻線メッシュ形態９００Ｅは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｅの別の層の表面に沿って）両側ボウル状の様式で巻回する、単一の伸長電極を表し得る。両側ボウル状の様式は、２つの方向に向かって外にボウル状になる中間ボウルまたは半円形態９０４Ｅを指し得る。
図９Ｆは、種々の実施形態による、鋭利な巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本鋭利な巻線メッシュ形態９００Ｆは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｆの別の層の表面に沿って）鋭利な様式で（例えば、約９０度の鋭角において）巻回する、単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｇは、種々の実施形態による、部分的な曲線状の巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本部分的な曲線状の巻線メッシュ形態９００Ｇは、部分的に２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｇの別の層の表面に沿って）曲線状の様式で（例えば、上記で参照される直線状の巻線よりも曲線状）巻回する、単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｈは、種々の実施形態による、深い曲線状の巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本深い曲線状の巻線メッシュ形態９００Ｈは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｈの別の層の表面に沿って）深く曲線状の様式で（例えば、上記で参照される曲線状の巻線よりも曲線状）巻回する、単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｉは、種々の実施形態による、グリッドとしての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本グリッドメッシュ形態９００Ｉは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｉの別の層の表面に沿って）グリッド形態の伸長電極を表し得る。
図９Ｊは、種々の実施形態による、バックスラッシュグリッドとしての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本バックスラッシュグリッドメッシュ形態９００Ｊは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｊの別の層の表面に沿って）バックスラッシュグリッド形態の伸長電極を表し得る。
図９Ｋは、種々の実施形態による、フォワードスラッシュグリッドとしての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本フォワードスラッシュグリッドメッシュ形態９００Ｋは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｋの別の層の表面に沿って）フォワードスラッシュグリッド形態の伸長電極を表し得る。
図９Ｌは、種々の実施形態による、バックおよびフォワードスラッシュグリッドとしての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本バックおよびフォワードスラッシュグリッドメッシュ形態９００Ｌは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｌの別の層の表面に沿って）バックおよびフォワードスラッシュグリッド形態の伸長電極を表し得る。
図９Ｍは、種々の実施形態による、ループ巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本ループ巻線メッシュ形態９００Ｍは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｍの別の層の表面に沿って）ループ様式で巻回する、単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｎは、種々の実施形態による、尖った巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本尖った巻線メッシュ形態９００Ｎは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｎの別の層の表面に沿って）尖った様式で（例えば、一方向に向く先端または鋭角を伴って）巻回する、単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｏは、種々の実施形態による、複雑なループ状の巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本複雑なループ状の巻線メッシュ形態９００Ｏは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｏの別の層の表面に沿って）複雑なループ状の様式で（例えば、上記に参照されるループ様式よりも複雑なループを伴って）巻回する、単一の伸長電極を表し得る。
図９Ｐは、種々の実施形態による、両側区画ボウル状の巻線としての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本両側区画ボウル状の巻線メッシュ形態９００Ｐは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｐの別の層の表面に沿って）両側区画ボウル状の様式で巻回する、単一の伸長電極を表し得る。両側区画ボウル状の様式は、２つの方向に向かって外にボウル状になる直線状の区画９０４Ｐから形成される、ボウル状の巻線を指し得る。
図９Ｑは、種々の実施形態による、モノリスとしての電極の例示的メッシュ形態を図示する。本モノリシックメッシュ形態９００Ｑは、２次元空間に沿って（例えば、圧電コンポーネント９０２Ｑの別の層の表面に沿って）モノリスとして（例えば、プレートとして）形成される電極を表し得る。
上記に議論されるような図９Ａ－９Ｑに示される種々のメッシュ形態は、例示的であり、本発明の種々の実施形態で利用され得るメッシュ形態を限定することを意図していない。異なるメッシュ形態は、圧電材料の幾何学形状および構成に基づいて、種々の歪み緩和／疲労破損耐性を提供する／可能にする。誘発される歪み、したがって、圧電上で発生されるエネルギーは、メッシュ形態による影響を受け、前述の構成の１つ以上の実施形態を使用して最適化されることができる。
図１０Ａは、種々の実施形態による、能動／受動バンク特徴を伴うエネルギーハーベスタのリング形態を図示する。エネルギーハーベスタ１０００のリング形態は、それが結合され得る回転可能コンポーネント（図示せず）の円周に合致する、同心ループを形成してもよい。ある実施形態では、エネルギーハーベスタ１０００の本リング形態は、エネルギーハーベスタ１００２（例えば、能動バンク）がブリッジ１００４（例えば、受動バンク）を介して接続される、能動／受動バンク特徴を形成してもよい。ある実施形態では、ブリッジ１００４または受動バンクは、圧電コンポーネントを伴わない基板であってもよい。他の実施形態では、ブリッジ１００４または受動バンクは、エネルギーハーベスタ１００２の電気伝導コンポーネントと電気通信する再充電可能バッテリ等のエネルギー貯蔵媒体を含んでもよい。
図１０Ｂは、種々の実施形態による、相互係止特徴を伴うエネルギーハーベスタ１０１２のリング形態１０１０を図示する。エネルギーハーベスタ１０１２のリング形態１０１０は、それが結合され得る回転可能コンポーネント（図示せず）の円周に合致する、同心ループを形成してもよい。ある実施形態では、エネルギーハーベスタ１０１２の本リング形態１０１０は、下記にさらに説明されるように、異なるエネルギーハーベスタ１０１２をともに相互係止または接続する相互係止特徴を含む、エネルギーハーベスタ１０１２から形成されてもよい。
図１０Ｃは、種々の実施形態による、相互係止特徴を伴うエネルギーハーベスタのリング形態の接続解除されたエネルギーハーベスタを図示する。これらのエネルギーハーベスタ１０１２は、異なるエネルギーハーベスタ１０１２をともに相互係止または接続する、相互係止特徴を含んでもよい。本相互係止特徴は、例えば、エネルギーハーベスタ１０１２の基板１０１６上に物理的相互接続特徴１０１４Ａ、１０１４Ｂを含んでもよい。物理的相互接続特徴１０１４Ａ、１０１４Ｂは、それらの基板１０１６を介して異なるエネルギーハーベスタ１０１２を物理的にともに接続するために利用されてもよい。例えば、異なる基板１０１６は、メス型タイプ（例えば、凹状）物理的相互接続特徴１０１４Ａまたはオス型タイプ（例えば、凸状）物理的相互接続特徴１０１４Ｂのいずれかを有してもよい。凸状物理的相互接続特徴１０１４Ｂは、凹状物理的相互接続特徴１０１４Ａと噛合および相互接続するように構成されてもよい。
また、図１０Ｃには、基板１０１６の曲線状ステージング表面１０１８（例えば、微小空洞またはくぼみ内のステージング表面）も図示される。いくつかの実施形態では、曲線状ステージング表面１０１８は、２次元のみ（例えば、高さおよび幅の次元）で曲線状である。上記のように、圧電コンポーネントは、歪みを受け、変形し、２次元曲線状ステージング表面１０１８に共形化してもよい。故に、長方形の圧電コンポーネントは、２次元曲線状ステージング表面１０１８内で、それに向かって屈曲するように構成されてもよい。ある実施形態では、２次元曲線状ステージング表面４１２は、凸面であってもよい。
図１０Ｄは、種々の実施形態による、相互係止特徴を伴うエネルギーハーベスタのリング形態の接続されたエネルギーハーベスタを図示する。図１０Ｄに図示されるように、１つの基板１０１６の凸状物理的相互接続特徴１０１４Ｂは、接続されたエネルギーハーベスタを形成するように、別の基板１０１６の凹状物理的相互接続特徴１０１４Ａと相互接続されてもよい。
図１０Ｅは、種々の実施形態による、連続リング形態の接続されたエネルギーハーベスタを図示する。連続リング形態１０５０は、回転可能コンポーネントの円周と同心ループを形成してもよい。ある実施形態では、本連続リング形態１０５０は、別個の基板を伴わずに圧電コンポーネントのみを含む、エネルギーハーベスタ１０５２を含んでもよい。例えば、連続リング形態１０５０は、圧電コンポーネントが位置する、２次元（例えば、長さ、高さ、および幅のうちの２つ）曲線状ステージング表面（例えば、リング１０５０の表面内の微小空洞またはくぼみ）を伴う連続リング形態１０５０の領域において個別のエネルギーハーベスタ１０５２を含んでもよい。上記のように、圧電コンポーネントは、歪みを受け、変形し、２次元曲線状ステージング表面に共形化してもよい。
図１１Ａは、種々の実施形態による、タイヤ１１０４内に延設されるエネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１０２の平面断面図１１００を図示する。エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１０２は、異なるエネルギーハーベスタ１１０６の相互接続部をともに接続する、ワイヤまたは他の伝導性要素であってもよい。故に、エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１０２は、エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１０２に沿って種々のエネルギーハーベスタ１１０６の収集されたエネルギーをともに集約してもよい。図示されるように、エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１０２は、回転可能コンポーネント１１０８上に位置付けられるエネルギーハーベスタ１１０６の間を横断するにつれて、タイヤ１１０４内に（例えば、タイヤ１１０４の加圧領域内に）延設されてもよい。
図１１Ｂは、種々の実施形態による、回転可能コンポーネント１１５３内に延設されるエネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１５２の平面断面図１１５０を図示する。上記のように、回転可能コンポーネント１１５３の一実施例は、リムである。エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１５２は、（ドットとして表される）異なるエネルギーハーベスタ１１５６の相互接続部をともに接続する、ワイヤまたは他の伝導性要素であってもよい。故に、エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１５２は、エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１５２に沿って種々のエネルギーハーベスタ１１５６の収集されたエネルギーをともに集約してもよい。図示されるように、エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタ１１５２は、回転可能コンポーネント１１５８上に位置付けられるエネルギーハーベスタ１１５６の間を横断するにつれて、回転可能コンポーネント１１５３内に（例えば、タイヤ１１５４の加圧領域内ではなく）延設されてもよい。
図１２Ａは、種々の実施形態による、エアレスタイヤ１２０６のスポーク１２０４上に配置されるエネルギーハーベスタ１２０２を図示する。エアレスタイヤ１２０６は、空気圧によって支持されない非空気圧式タイヤ（ＮＰＴ）またはフラットフリータイヤであってもよい。エアレスタイヤ１２０６は、回転可能コンポーネント１２０８から放射状であるスポーク１２０４を含んでもよい。これらのスポーク１２０４は、エアレスタイヤ１２０６が負荷を受ける、および／または回転する（例えば、負荷下で回転する）につれて、屈曲してもよい。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタ１２０２は、基板を伴わずに圧電コンポーネントのみを含んでもよい。例えば、そのようなエネルギーハーベスタ１２０２は、エアレスタイヤ１２０６のスポーク１２０４の一部である、２次元（例えば、長さ、高さ、および幅のうちの２つ）曲線状ステージング表面を伴うエアレスタイヤ１２０６の一部の上に設置される、圧電コンポーネントを指し得る。
図１２Ｂは、種々の実施形態による、エアレスタイヤ１２０６のスポーク１２０４の継手１２１４上に配置されるエネルギーハーベスタ１２１２を図示する。上記のように、エアレスタイヤ１２０６は、回転可能コンポーネント１２０８から放射状であるスポーク１２０４を含んでもよい。これらのスポーク１２０４は、エアレスタイヤ１２０６が負荷を受ける、および／または回転する（例えば、負荷下で回転する）につれて、屈曲してもよい。また、これらのスポーク１２０４は、（例えば、付勢されていないときに）静置位置で屈曲され、したがって、スポーク１２０４の残りの部分と比較して、付勢されたときにさらに屈曲する傾向があり得る、スポーク１２０４の一部であり得る、継手１２１４を含んでもよい。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタ１２１２は、基板を伴わずに圧電コンポーネントのみを含んでもよい。例えば、そのようなエネルギーハーベスタ１２１２は、エアレスタイヤ１２０６のスポーク１２０４の継手１２１４の一部である、２次元曲線状ステージング表面を伴うエアレスタイヤ１２０６の一部の上に設置される、圧電コンポーネントを指し得る。
図１２Ｃは、種々の実施形態による、エアレスタイヤ１２０６のスポーク１２０４の末端領域１２２４の周囲に配置されるエネルギーハーベスタ１２２２を図示する。上記のように、エアレスタイヤ１２０６は、回転可能コンポーネント１２０８から放射状であるスポーク１２０４を含んでもよい。これらのスポーク１２０４は、エアレスタイヤ１２０６が負荷を受ける、および／または回転する（例えば、負荷下で回転する）につれて、屈曲してもよい。また、これらのスポーク１２０４は、終端する（例えば、回転可能コンポーネント１２０８において終端する、または外周１２２６において終端する）スポーク１２０４の一部の周囲にあり得る、末端領域１２２４を含んでもよい。本末端領域１２２４は、エアレスタイヤ１２０６が負荷を受ける、および／または回転する（例えば、負荷下で回転する）につれて、歪みを受け得る。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタ１２２２は、２次元（例えば、長さ、高さ、および幅のうちの２つ）曲線状ステージング表面（例えば、微小空洞またはくぼみ）上に設置される圧電コンポーネントを含んでもよい。本２次元曲線状ステージング表面は、歪みが受けられるときに（例えば、付勢されるときに）圧電コンポーネントが中に屈曲し得る、空洞によって提供されてもよい。本２次元曲線状ステージング表面は、末端に近接し得、圧電コンポーネント上への歪みの印加を促進するために、エアレスタイヤ１２０６の一部として直接形成されるか、または基板上にあるかのいずれかであってもよい。
図１３Ａは、種々の実施形態による、球形車輪上に配置されるエネルギーハーベスタ１３０２を図示する。球形車輪は、球体として形成される車輪であってもよい。種々の実施形態では、エネルギーハーベスタ１３０２は、球形車輪外面１３０４（球形車輪がそれに対して回転または転動し得る下層表面（例えば、地面）との接触点に接触する、または近接する、球形車輪の表面）に沿って配置されてもよい。図１３Ａでは、球形表面１３０４上のエネルギーハーベスタ１３０２の図は、例証の目的のために拡大されている。本球形車輪外面１３０４は、外面が下層表面（例えば、地面）に接触する点において負荷を受け得る。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタ１３０２は、２次元（例えば、長さ、高さ、および幅のうちの２つ）曲線状ステージング表面（例えば、圧電コンポーネント１３０６が中に変形し得る微小空洞またはくぼみ）上に設置される、圧電コンポーネント１３０６を含んでもよい。故に、本２次元曲線状ステージング表面は、歪みが受けられるときに（例えば、付勢されるときに）圧電コンポーネント１３０６が中に屈曲し得る、空洞の一部であってもよい。本２次元曲線状ステージング表面は、球形車輪外面１３０４に沿ってもよく、圧電コンポーネント１３０６上への歪みの印加を促進するために、球形車輪外面１３０４の一部として直接形成されるか、または球形車輪外面１３０４に接続される（例えば、接着される）、または別様に近接する基板上にあるかのいずれかであってもよい。
図１３Ｂは、種々の実施形態による、バンド形態で球形車輪上に配置されるエネルギーハーベスタ１３５２を図示する。球形車輪は、球体として形成される車輪であってもよい。種々の実施形態では、エネルギーハーベスタ１３５２は、球形車輪外面１３５４（球形車輪が対して回転または転動し得る下層表面（例えば、地面）との接触点に接触する、または近接する、球形車輪の表面）に沿って配置されてもよい。本球形車輪外面１３５４は、外面が下層表面に接触する点において負荷を受け得る。
種々の実施形態では、エネルギーハーベスタ１３５２は、２次元（例えば、長さ、高さ、および幅のうちの２つ）曲線状ステージング表面（例えば、圧電コンポーネント１３０６が中に変形し得る微小空洞またはくぼみ）を伴って設置される、圧電コンポーネントを含んでもよい。本２次元曲線状ステージング表面は、歪みが受けられるときに（例えば、付勢されるときに）圧電コンポーネントが中に屈曲し得る、空洞を形成してもよい。故に、本２次元曲線状ステージング表面は、球形車輪外面１３５４に沿ってもよく、圧電コンポーネント上への歪みの印加を促進するために、球形車輪外面１３５４の一部として直接形成されるか、または球形車輪外面１３０４に接続される（例えば、接着される）か、または別様に近接する基板上にあるかのいずれかであってもよい。
ある実施形態では、エネルギーハーベスタ１３５２は、バンド形態内の（例えば、相対同心円周の周囲の）異なるエネルギーハーベスタが関連するが、バンド形態の外側の異なるエネルギーハーベスタが関連しない、バンド形態１３５６を伴って形成されてもよい。バンド形態を表す線は、球形車輪外面１３５４上で物理的に顕著ではない場合があるが、解説を容易にするために、図１３Ｂに図示される。関連することによって、バンド形態内のエネルギーハーベスタは、同一の形状、同一のサイズ、相互から同一の距離である、または相互と任意の他の物理的類似性を有するという点で、関連し得る。また、さらなる実施形態では、バンド形態１３５６内のエネルギーハーベスタ１３５２は、エネルギーハーベスタのエネルギーコネクタを介してともに電気的に結合されることによって等、ともに電気的に結合されてもよい。種々の実施形態では、バンド形態１３５６内のこれらのエネルギーハーベスタ１３５２の集合は、球形車輪外面１３５４全体を被覆してもよい。ある実施形態では、異なるバンド形態１３５６は、異なる数のエネルギーハーベスタも構成するように、異なるサイズ（例えば、円周）を有してもよい。特定の実施形態では、バンド形態１３５６は、単一のエネルギーハーベスタのみを有してもよいが、依然として、球形車輪外面１３５４に沿った他のバンド形態１３５６と対比するようにバンド形態と称され得る。
図１４は、種々の実施形態による、エネルギーハーベスタプロセス１４００のフローチャートである。プロセス１４００は、上記に導入されるように、エネルギーハーベスタおよびエネルギーハーベスタによって給電されるように構成される少なくとも１つのデバイスを統合する、スマート車輪センサシステムにおいて実施されてもよい。プロセス１４００は、実施例にすぎず、本開示を限定することを意図してないことに留意されたい。故に、付加的動作（例えば、ブロック）が、図１４のプロセス１４００の前、間、および後に提供され得、ある動作が、省略され得、ある動作が、他の動作と同時に実施され得、いくつかの他の動作のみが、本明細書に簡潔に説明され得ることを理解されたい。
ブロック１４０２では、車輪が、負荷（例えば、車輪自体または車輪駆動型物体（例えば、車両）の負荷）下で移動（例えば、回転）されてもよい。上記のように、本車輪は、エネルギーハーベスタおよびエネルギーハーベスタによって給電されるように構成される少なくとも１つのデバイスを統合する、スマート車輪またはスマート車輪センサシステムであってもよい。エネルギーハーベスタは、曲線状ステージング表面上に設置される圧電コンポーネントを含む。本曲線状ステージング表面は、歪みが受けられるときに（例えば、付勢されるときに）圧電コンポーネントが中に屈曲し得る、空洞の一部であってもよい。本曲線状ステージング表面は、圧電コンポーネント上への歪みの印加を促進するために、車輪の一部として直接形成されるか、または車輪の一部の上に搭載される基板上にあるかのいずれかであってもよい。
さらに、本エネルギーハーベスタは、圧電材料層と、少なくとも１つの電極層とを含む、圧電コンポーネントを含んでもよい。また、圧電コンポーネントは、相互接続部および電気伝導コンポーネントと接続されてもよい。本圧電材料層は、機械的に変形されたときにエネルギーを生じてもよい。電極層は、圧電材料層によって生じられるエネルギーを捕捉してもよい。電極層は、相互接続部を介して電気伝導コンポーネントに接続されてもよい。相互接続部は、電気伝導コンポーネントが、圧電コンポーネントによって生じられるエネルギーを送り、オフロードし得るように、圧電コンポーネントを電気伝導コンポーネントに接続する、可撓性構造であってもよい。本電気伝導コンポーネントは、電力をデバイスプラットフォームの他のデバイスに提供するように、デバイスプラットフォームの他のデバイス（例えば、スマート車輪センサシステムのエネルギー貯蔵媒体またはセンサ）と接続されてもよい。
ブロック１４０４では、エネルギーハーベスタの圧電コンポーネントは、変形（例えば、機械的に変形）し、車輪回転（例えば、回転可能コンポーネン上に搭載されるタイヤのビード面積に作用する車両）の圧縮力に起因するエネルギーを発生させてもよい。別の言い方をすれば、圧電コンポーネントは、回転可能コンポーネントが回転することに応答して移動する、輸送の運動エネルギーを捕捉してもよい。故に、圧電コンポーネントは、機械的応力が圧電コンポーネントに印加されるときに、エネルギーを発生させてもよい。例えば、本エネルギーは、直流（ＤＣ）信号に整流され得る、交流（ＡＣ）信号の形態であってもよい。別の言い方をすれば、圧電コンポーネントにおいて受けられる屈曲歪みは、車輪の回転周波数に比例する周波数を伴うエネルギー（例えば、交流（ＡＣ）電圧）を発生させてもよい。
ブロック１４０６では、エネルギーハーベスタによって発生されるエネルギーは、スマート車輪センサシステムのデバイスに伝達されてもよい。上記のように、本エネルギーは、例えば、電気伝導コンポーネントによってデバイスに伝達されてもよい。電気伝導コンポーネントは、エネルギーハーベスタからデバイスにエネルギーを伝達するために、伝導性材料から作製されるワイヤ、リボン、またはピン等のエネルギーハーベスタによって生じられるエネルギーを伝達するように構成される、任意のタイプの導体であってもよい。
ブロック１４０８では、電気伝導コンポーネントと接続されるデバイスは、エネルギーハーベスタによって発生されるエネルギーによって給電されてもよい。本デバイスは、例えば、スマート車輪センサシステムのエネルギー貯蔵媒体またはセンサであってもよい。故に、エネルギーハーベスタは、スマート車輪センサシステムの少なくとも１つのエネルギー貯蔵媒体またはセンサのための電力を提供するためのスマート車輪センサシステムの一部であってもよい。スマート車輪センサシステムは、それぞれ、異なるタイプのスマート車輪センサシステムデータを収集するように構成され得る、複数のタイプのセンサを含んでもよい。例えば、スマート車輪センサシステムは、上記に議論されるように、気圧センサデータおよび／またはタイヤの内面の偏向を生成するように構成される高さセンサ、音響センサデータを生成するように構成される音響センサ、画像センサデータを生成するように構成される画像センサ、ガスセンサデータを生成するように構成されるガスセンサ、磁気センサデータを生成するように構成される磁気センサ、加速度センサデータを生成するように構成される加速度計センサ、ジャイロセンサデータを生成するように構成されるジャイロスコープセンサ、および湿度センサデータを生成するように構成される湿度センサを含んでもよい。
上記のように、種々の実施形態では、エネルギーハーベスタによって給電されるデバイスは、スマート車輪センサシステムのスマート車輪センサであってもよい。図１５は、種々の実施形態による、スマート車輪プロセス１５００のフローチャートである。プロセス１５００は、上記に導入されるように、エネルギーハーベスタによって給電され、ローカルスマート車輪サーバと通信するデバイスを含む、スマート車輪センサシステムにおいて実施されてもよい。プロセス１５００は、実施例にすぎず、本開示を限定することを意図してないことに留意されたい。故に、付加的動作（例えば、ブロック）が、図１５のプロセス１５００の前、間、および後に提供され得、ある動作が、省略され得、ある動作が、他の動作と同時に実施され得、いくつかの他の動作のみが、本明細書に簡潔に説明され得ることを理解されたい。
ブロック１５０２では、スマート車輪センサシステムデータが、少なくとも１つのエネルギーハーベスタによって給電されるセンサである種々のデバイスからローカルで収集されてもよい。上記に議論されるように、スマート車輪は、車輪自体の上に配列されるセンサである、少なくとも１つのデバイスのローカルネットワーク接続型センサシステムを伴う車両の車輪であってもよい。スマート車輪センサシステムは、それぞれ、異なるタイプのスマート車輪センサシステムデータを収集するように構成され得る、複数のタイプのセンサを含んでもよい。例えば、スマート車輪センサシステムは、気圧センサデータを生成するように構成される高さセンサ、音響センサデータを生成するように構成される音響センサ、画像センサデータを生成するように構成される画像センサ、ガスセンサデータを生成するように構成されるガスセンサ、磁気センサデータを生成するように構成される磁気センサ、加速度センサデータを生成するように構成される加速度計センサ、ジャイロセンサデータを生成するように構成されるジャイロスコープセンサ、および湿度センサデータを生成するように構成される湿度センサを含んでもよい。ある実施形態では、これらのセンサは、スマート車輪上にもあるエネルギーハーベスタによって生じられるエネルギーの量を感知し得る、衝撃センサによって起動されてもよい。
ブロック１５０４では、スマート車輪センサシステムデータが、スマート車輪上に配列されるデバイスプラットフォームからローカルスマート車輪サーバにローカルで通信されてもよい。本通信は、通信インターフェースを介して行われてもよい。本通信インターフェースは、種々の実施形態によると、デバイスが、公知の通信プロトコルを使用して、種々の通信媒体を経由して相互と通信することを可能にしてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、通信インターフェースは、ＴＣＰ／ＩＰ、ｈｔｔｐ、ｈｔｔｐｓ、ｆｔｐ、およびｓｆｔｐプロトコル等のある通信プロトコルに従って、１つ以上の通信ネットワークを使用して通信を提供してもよい。故に、通信インターフェースは、個別のデバイスプラットフォームをローカルスマート車輪サーバと結合することが可能である、任意の好適なハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェースは、通信プロトコル、サービス、または動作手順の所望のセットを使用して、情報信号を制御するための任意の好適な技法を用いて動作するように配列されてもよい。ある実施形態では、本通信インターフェースは、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスから分離し、したがって、ＣＡＮバスを横断する通信よりも少ない待ち時間を有し得る。
ブロック１５０６では、スマート車輪センサシステムデータは、パラメータ値を決定するように分析または処理されてもよい。本パラメータ値は、高度、音声パターンまたは音声レベル、画像またはビデオ内の画像パターン、あるタイプのガスの量、磁性物体の周囲の配向、加速器の量、角速度の量、湿度レベル、および同等物等の任意のタイプの実世界パラメータを特性評価してもよい。
ある実施形態では、本パラメータ値は、異なるタイプのローカルスマート車輪センサシステムデータの組み合わせおよび／またはローカルスマート車輪サーバにアクセス可能な他のデータとのローカルスマート車輪センサシステムデータの組み合わせを特性評価してもよい。例えば、本パラメータ値は、気圧センサデータ、音響センサデータ、画像センサデータ、ガスセンサデータ、磁気センサデータ、加速度センサデータ、ジャイロセンサデータ、湿度センサデータ、および同等物のうちの１つ以上のものの組み合わせを特性評価してもよい。別の実施例として、本パラメータ値は、事前決定される（例えば、車両型および他の仕様）か、またはローカルスマート車輪センサシステムデータの外側から受信される（例えば、衛星から受信されるＧＰＳデータまたは遠隔ネットワークを経由して遠隔サーバから受信されるデータ等の遠隔データ）かどうかにかかわらず、他のデータとのローカルスマート車輪センサシステムデータの組み合わせを特性評価してもよい。
例えば、スマート車輪センサシステムデータは、高度パラメータ値を決定するために利用され得る、気圧センサデータを含んでもよい。本高度パラメータ値は、基準点（例えば、地面高度）に対する、および／または特定の車両の他のスマート車輪に対するスマート車輪の高度を特性評価してもよい。別の実施例として、スマート車輪センサシステムデータは、オーディオパラメータ値を決定するために利用され得る、音響センサデータ（例えば、音声）を含んでもよい。本オーディオパラメータ値は、回転可能コンポーネントにおいて検出可能な音声を特性評価してもよい。別の実施例として、パラメータ値は、マイル数、車輪動力学、タイヤ圧力、負荷条件、道路条件、平衡情報、高さ条件、周囲音、ブレーキ動力学、および同等物等の種々の入力のうちのいずれかを考慮（例えば、反映）してもよい。
種々の実施形態では、パラメータ値は、ローカルスマート車輪サーバおよび／または遠隔サーバによって決定または訓練される、統計モデルの適用を介して決定されるような確率（例えば、故障の確率）を表し得る。本統計モデルは、履歴集約データ（例えば、ローカルスマート車輪センサシステムの、または複数のスマート車輪センサシステムの間の履歴集約データ）を使用して訓練されてもよい。本訓練は、機械学習技法を使用して（例えば、教師ありまたは教師なし学習を介して）生成されてもよい。これらの機械学習技法は、例えば、決定木学習、相関ルール学習、人工ニューラルネットワーク、深層学習、帰納論理プログラミング、サポートベクタマシン、クラスタ分析、ベイジアンネットワーク、表現学習、類似性学習、スパースディクショナリ学習、学習分類子システム、および同等物であってもよい。次いで、本統計モデルは、現在のパラメータ値（例えば、故障の確率）を決定するように、新しいまたは現在のスマート車輪センサデータに適用されてもよい。そのような統計モデルは、隠れた変数、相互作用変数、および同等物を考慮し、そのような確率を表現してもよい。例えば、これらの確率は、ブレーキパッド故障（例えば、ブレーキパッド侵食）の確率、転覆（例えば、危険な車輪高度）の予測、および同等物を表し得る。
ブロック１５０８では、ローカルスマート車輪サーバは、閾値を決定してもよい。ある実施形態では、これらの閾値は、オンザフライで決定され、パラメータ値が閾値を満たす（例えば、超える）かどうかの決定と並行して決定されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、閾値決定は、パラメータ値が閾値を超えるかどうかの決定に先立って行われてもよい。したがって、ブロック１５０８は、点線で図示される。ある実施形態では、パラメータ値の決定は、メモリから、または遠隔サーバから所定のパラメータ値を読み出すステップを含んでもよい。
種々の実施形態では、閾値が、パラメータ値のタイプ毎に決定されてもよい。例えば、気圧センサデータ、音響センサデータ、画像センサデータ、ガスセンサデータ、磁気センサデータ、加速度センサデータ、ジャイロセンサデータ、湿度センサデータ、および同等物毎に、またはその組み合わせに関して、別個の閾値が存在し得る。閾値は、例えば、高度の閾値量、特定の音声パターンまたは音声レベルの閾値（例えば、特定の音声パターンまたは音声レベルが閾値を満たすであろう）、画像またはビデオ内の特定の画像パターンの閾値（例えば、特定の画像パターンを満たすことが閾値を満たすであろう）、特定のタイプのガスの閾値（例えば、量）、磁性物体の周囲の閾値配向（例えば、特定の北、南、東、または西コンパス配向等の特定の配向）、加速度の閾値、角速度の閾値、湿度の閾値、および同等物を特性評価してもよい。
上記のように、パラメータ値が、パラメータ値のデータセットの統計分析に従って決定されてもよい。例えば、パラメータ値は、パラメータ値のタイプ（例えば、高度、音声パターンまたは音声レベル、画像またはビデオ内の画像パターン、あるタイプのガスの量、磁性物体の周囲の配向、加速器の量、角速度の量、湿度レベル、および同等物）別に異なる時間（例えば、履歴パラメータ値として）、異なるスマート車輪、異なるデバイスプラットフォーム、異なる車両、および同等物等の異なる基準を横断して集約されてもよい。別の実施例として、パラメータ値は、統計モデルによって決定されるような確率を表し得る。ある実施形態では、種々の基準から集約データを分析することによって、閾値が、パラメータ値からの異常値の検出に基づいて決定されてもよい。ある実施形態では、これらの異常値は、満たされると悪条件を定義し得る、閾値を決定してもよい。これらの異常値は、異常値に関する従来の統計分析に従って決定されてもよい。例えば、閾値は、種々の確率の中から異常値（例えば、異常値である確率値）として設定されてもよい。
ブロック１５１０では、任意のパラメータ値が任意の関連付けられる閾値を満たすかどうかに関して、決定が行われてもよい。上記に導入されるように、パラメータ（例えば、パラメータ値）は、必ずしも単一の値を表さない場合があるが、値のパターンおよび／または値の範囲またはスペクトルも表し得る。該当する場合、プロセス１５００は、ブロック１５１２に進んでもよい。該当しない場合、プロセス１５００は、ブロック１５０６に戻ってもよい。
ブロック１５０８では、アクションが、パラメータ値が閾値を満たすことに応答して実施されてもよい。ある実施形態では、アクションは、特定のパラメータ値が特定の閾値を満たす、または超えるときに講じられてもよい。講じられるアクションは、例えば、車両の運転者または車両の他のオペレータのためのアラートの生成、緊急ブレーキシステムの適用（例えば、事前制動または完全制動のいずれかのアクティブ化）、特定の安全または運転システムのアクティブ化、オンラインデータベース内の運転者と関連付けられる危険運転条件の通知、および同等物であってもよい。
例えば、上記のように、高度パラメータ値は、基準点（例えば、地面高度）から、および／または特定の車両の他のスマート車輪に対して、スマート車輪の高度を特性評価してもよい。高度の閾値量を高度パラメータ値が満たすことは、車輪高度に起因する差し迫った転覆を示し、したがって、運転者のためのアラートのアクションを引き起こしてもよい。別の実施例として、上記のように、オーディオパラメータ値は、回転可能コンポーネントにおいて検出可能な音声を特性評価してもよい。特定の音声パターンまたは音声レベルの閾値をオーディオパラメータ値が満たすことは、ロータシュー侵食雑音に起因する差し迫ったブレーキ故障または危険なレベルに接近するタイヤトレッド侵食を示し得る。そのようなオーディオパラメータ閾値を満たすことは、したがって、車両の運転者またはオペレータのためのアラートのアクションを引き起こしてもよい。
図１５に関連して参照される種々の実施形態は、ローカルスマート車輪サーバにおけるセンサデータの処理を説明し得るが、他の実施形態では、スマート車輪センサシステムデータは、処理のために遠隔スマート車輪サーバに送信されてもよい。図１に関連して上記に議論されるように、センサデータの本処理は、ローカルスマート車輪サーバにおいてローカルで実施される、またはローカルスマート車輪サーバおよび遠隔スマート車輪サーバの両方の組み合わせによって実施されてもよい。
本発明の種々の実施形態が、上記に説明されたが、それらは、限定としてではなく一例のみとして提示されたことを理解されたい。同様に、種々の略図は、当業者が本発明の例示的特徴および機能を理解することを可能にするように提供される、例示的アーキテクチャまたは構成を描写し得る。しかしながら、そのような個人は、本発明が、図示される例示的アーキテクチャまたは構成に制限されず、種々の代替アーキテクチャおよび構成を使用して実装され得ることを理解するであろう。加えて、当業者によって理解されるであろうように、一実施形態の１つ以上の特徴は、本明細書に説明される別の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせられることができる。したがって、本開示の範疇および範囲は、上記に説明される例示的実施形態のうちのいずれかによって限定されるべきではない。
また、「第１の」、「第２の」等の指定を使用する、本明細書の要素の任意の言及は、概して、これらの要素の数量または順序を限定しないことも理解されたい。むしろ、これらの指定は、２つ以上の要素または要素のインスタンスを区別する便宜的手段として、本明細書で使用されることができる。したがって、第１および第２の要素の言及は、２つだけの要素が採用され得ること、または第１の要素がある様式で第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。
加えて、当業者は、情報および信号が、種々の異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表され得ることを理解するであろう。例えば、上記の説明で参照され得る、例えば、データ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、およびシンボルは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または粒子、またはそれらの任意の組み合わせによって表されることができる。
当業者はさらに、本明細書に開示される側面に関連して説明される、種々の例証的論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、方法、および機能のうちのいずれかが、電子ハードウェア（例えば、ソースコーディングまたはある他の技法を使用して設計され得る、デジタル実装、アナログ実装、または２つの組み合わせ）、命令を組み込む種々の形態のプログラムまたは設計コード（本明細書では便宜上、「ソフトウェア」または「ソフトウェアモジュール」と称され得る）、または両方の組み合わせによって実装され得ることを理解するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアの本互換性を明確に例証するために、種々の例証的コンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、概して、それらの機能性の観点から上記に説明された。そのような機能性が、ハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェア、またはこれらの技法の組み合わせとして実装されるかどうかは、全体的なシステムに課される特定の用途および設計制約に依存する。当業者は、特定の用途毎に種々の方法で説明される機能性を実装することができるが、そのような実装決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈されるべきではない。
さらに、当業者は、本明細書に説明される種々の例証的論理ブロック、モジュール、デバイス、コンポーネント、および回路が、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブル論理デバイス、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る、集積回路（ＩＣ）内に実装される、またはそれによって実施され得ることを理解するであろう。論理ブロック、モジュール、および回路はさらに、ネットワーク内またはデバイス内の種々のコンポーネントと通信するためのアンテナおよび／または送受信機を含むことができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替では、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併せた１つ以上のマイクロプロセッサ、または本明細書に説明される機能を果たすための任意の他の好適な構成として実装されることもできる。
ソフトウェアで実装された場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に１つ以上の命令またはコアとして記憶されることができる。したがって、本明細書に開示される方法またはアルゴリズムのステップは、コンピュータ可読媒体上に記憶されるソフトウェアとして実装されることができる。コンピュータ可読媒体は、１つの場所から別の場所にコンピュータプログラムまたはコードを転送することを可能にされ得る任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体および通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく、一例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、または他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、または命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含むことができる。
本書では、本明細書で使用されるような用語「モジュール」は、本明細書に説明される関連付けられる機能を果たすためのソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、およびこれらの要素の任意の組み合わせを指す。加えて、議論の目的のために、種々のモジュールは、離散モジュールとして説明されるが、しかしながら、当業者に明白であろうように、２つ以上のモジュールは、本発明の実施形態による、関連付けられる機能を果たす、単一のモジュールを形成するように組み合わせられてもよい。
加えて、メモリまたは他の記憶装置、および通信コンポーネントが、本発明の実施形態で採用されてもよい。明確にする目的のために、上記の説明は、異なる機能的ユニットおよびプロセッサを参照して本発明の実施形態を説明したことを理解されたい。しかしながら、異なる機能的ユニット、処理論理要素、またはドメインの間の機能性の任意の好適な分配が、本発明から逸脱することなく使用され得ることが明白であろう。例えば、別個の処理論理要素またはコントローラによって果たされることが例証される機能性は、同一の処理論理要素またはコントローラによって果たされてもよい。故に、具体的機能的ユニットの参照は、厳密な論理または物理的構造または編成を示すのではなく、説明される機能性を提供するための好適な手段の参照にすぎない。
本開示に説明される実装の種々の修正が、当業者に容易に明白となり、本明細書に定義される一般的原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の実装に適用されることができる。したがって、本開示は、本明細書に示される実装に限定されることを意図していないが、下記の請求項に記載されるように、本明細書に開示される新規の特徴および原理と一致する最も広い範囲を与えられるものである。
Claims (20)
- エネルギーハーベスタシステムであって、
基板であって、
車輪の表面に接触し、それと界面接触するように構成されている第１の表面と、
前記第１の表面の反対側の第２の表面であって、前記第２の表面は、２次元で曲線状である、第２の表面と
を備える、基板と、
圧電コンポーネントであって、前記圧電コンポーネントは、前記圧電コンポーネント上に付与される機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成されており、前記圧電コンポーネントの一部は、前記第２の表面の第１の部分に取り付けられており、前記第２の表面は、機械的歪みが前記圧電コンポーネント上に付与されるときに、前記圧電コンポーネントに接触するように構成されているが、機械的歪みが前記圧電コンポーネント上に付与されないときに、前記圧電コンポーネントに接触しない第２の部分を備え、前記圧電コンポーネントは、前記第２の表面の第２の部分に接触し、かつ、前記第２の表面に共形化するように、前記機械的歪みを受けながら変形するように構成されている、圧電コンポーネントと、
前記圧電コンポーネントに伝導的に結合されている相互接続部であって、前記相互接続部は、前記圧電コンポーネントから前記車輪に結合されているデバイスに電気エネルギーを伝導するように構成されている、相互接続部と
を備える、システム。 - 前記圧電コンポーネントは、複数の層を備える、請求項１に記載のシステム。
- 前記圧電コンポーネントは、引張荷重バッキング層と圧電材料層と電極層とを備える、請求項２に記載のシステム。
- 前記電極層は、前記相互接続部に接続するように構成されている電極を備える、請求項３に記載のシステム。
- 前記電極は、メッシュ構成で形成されている、請求項３に記載のシステム。
- 前記電極層は、前記引張荷重バッキング層よりも前記第２の表面に近い、請求項３に記載のシステム。
- 前記電極層は、２次元空間を横断する伸長電極を備える、請求項３に記載のシステム。
- 前記第１の表面は、前記基板の長さおよび前記基板の幅および前記基板の高さに沿って３次元で曲線状である、請求項１に記載のシステム。
- システムであって、
車輪であって、前記車輪は、その中に形成されているステージング表面を備え、前記ステージング表面は、２次元で曲線状である、車輪と、
機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成されている圧電コンポーネントであって、前記圧電コンポーネントは、平坦であり、かつ、前記ステージング表面の第１の部分に固定されており、前記ステージング表面は、機械的歪みが前記圧電コンポーネント上に付与されるときに、前記圧電コンポーネントに接触するように構成されているが、機械的歪みが前記圧電コンポーネント上に付与されないときに、前記圧電コンポーネントに接触しない第２の部分を備え、前記圧電コンポーネントは、前記機械的歪みを受けながら、変形し、前記ステージング表面に共形化するように前記ステージング表面の第２の部分に接触するように構成されている、圧電コンポーネントと
を備える、システム。 - 前記車輪は、リムを備え、前記ステージング表面は、前記リムに沿ったくぼみの一部である、請求項９に記載のシステム。
- 前記圧電コンポーネントは、２つの電極層の間に圧電材料層を備える、請求項９に記載のシステム。
- 前記２つの電極層は、異なるメッシュ構造を備える、請求項１１に記載のシステム。
- 前記車輪は、球形を有する、請求項９に記載のシステム。
- 前記圧電コンポーネントは、結晶および半導体材料またはポリマーおよび有機材料のうちの少なくとも１つである圧電材料を含む、請求項９に記載のシステム。
- 前記車輪は、エアレスタイヤを備え、前記ステージング表面は、前記エアレスタイヤのスポークに沿っている、請求項９に記載のシステム。
- 方法であって、
車輪を回転させることであって、前記車輪は、前記車輪に形成されているステージング表面を備え、前記ステージング表面は、２次元で曲線状である、ことと、
圧電コンポーネントを変形させることであって、前記圧電コンポーネントは、機械的歪みに応答してエネルギーを生じるように構成されており、前記圧電コンポーネントは、平坦であり、かつ、前記ステージング表面の第１の部分に固定されており、前記圧電コンポーネントは、前記機械的歪みを受けながら、変形し、前記ステージング表面に共形化するように前記ステージング表面の第２の部分に接触するように構成されているが、前記機械的歪みを受けていないときに、前記ステージング表面の第２の部分に接触しない、ことと、
前記エネルギーを使用して、前記車輪上に位置するデバイスに給電することと
を含む、方法。 - 車両本体内に位置するプロセッサにおいて、前記デバイスからセンサデータを受信することであって、前記デバイスは、前記車輪上に配置されている間に前記センサデータを生成するように構成されている、ことと、
前記センサデータに基づいてパラメータ値を決定することと、
閾値を満たす前記パラメータ値に基づいて、アクションを実施することと
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。 - 前記パラメータ値は、前記センサデータおよび遠隔サーバから受信されるデータに基づく、請求項１７に記載の方法。
- 前記デバイスは、無線接続を介して、前記センサデータを前記プロセッサに送信するように構成されている、請求項１７に記載の方法。
- 前記圧電コンポーネントは、前記車輪が回転するように構成されている表面に接触するように構成されている、請求項１６に記載の方法。
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