(57)【要約】【解決手段】ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および位置センサを備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。位置センサは、車軸に対して固定位置に配置される。位置センサは、ホイールユニットの位置座標を決定する。【選択図】図８Ｂ
2019536696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールユニットであって、
回転車輪と、
車軸と、前記回転車輪は前記車軸に対して回転し、
前記車軸に対して固定位置に配置され、前記ホイールユニットの位置座標を決定する位置センサと
を備える、ホイールユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のホイールユニットであって、さらに、
前記ホイールユニットの前記位置を送信するように構成されている無線通信機器を備える、ホイールユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のホイールユニットであって、
前記無線通信機器は、前記車軸に対して固定位置に配置されている通信アンテナに取り付けられる、ホイールユニット。
【請求項４】
請求項１に記載のホイールユニットであって、さらに、
前記車軸に対する前記回転車輪の回転を用いて電力を生成する発電機を備える、ホイールユニット。
【請求項５】
請求項４に記載のホイールユニットであって、
前記発電機は、前記回転車輪の回転につれて電力を生成するために検出された変動磁場を用いる、ホイールユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のホイールユニットであって、
前記回転車輪は、前記変動磁場を生成するために用いられる複数の固定磁石を含む、ホイールユニット。
【請求項７】
請求項４に記載のホイールユニットであって、
前記発電機は、バッテリを充電する、ホイールユニット。
【請求項８】
請求項７に記載のホイールユニットであって、
前記バッテリは、前記位置センサに給電する、ホイールユニット。
【請求項９】
請求項１に記載のホイールユニットであって、
前記位置センサは、前記車軸に取り付けられている、ホイールユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載のホイールユニットであって、
前記位置センサは、前記車軸に対して固定位置に配置されている位置アンテナに接続されている、ホイールユニット。
【請求項１１】
請求項１に記載のホイールユニットであって、
前記ホイールユニットは、自転車の一部である、ホイールユニット。
【請求項１２】
請求項１に記載のホイールユニットであって、
キャップは、前記車軸に取り付けられ、バッテリ、無線通信機器、および位置センサのための空間を提供する、ホイールユニット。
【請求項１３】
請求項１に記載のホイールユニットであって、
発電機は、前記車軸に沿ったワイヤを用いて前記バッテリに電気接続されている、ホイールユニット。
【請求項１４】
請求項１に記載のホイールユニットであって、
前記車輪は、片持ち支持体を有する、ホイールユニット。
【請求項１５】
請求項１４に記載のホイールユニットであって、
キャップは、前記片持ち支持体と一直線になるくぼみを有する、ホイールユニット。
【請求項１６】
請求項１に記載のホイールユニットであって、
前記位置センサを用いて決定された位置は、受信サーバに通信されるように無線通信機器に提供される、ホイールユニット。
【請求項１７】
ホイールユニットを提供するための方法であって、
回転車輪を提供し、
車軸を提供し、前記回転車輪は前記車軸に対して回転し、
前記車軸に対して固定位置に配置され、前記ホイールユニットの位置座標を決定する位置センサを提供すること
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［関連出題の相互参照]
本出願は、全ての目的のため本明細書に参照として援用される、２０１６年１０月２４日に出願された「ＷＨＥＥＬ  ＵＮＩＴ  ＷＩＴＨ  ＳＰＩＮＤＬＥ  ＭＯＵＮＴＥＤ  ＴＲＡＣＫＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥ」と題する米国仮特許出願第６２／４１２，２２７号に基づく優先権を主張する。
【０００２】
ホイール付きユニットは、設計によって移動可能である。その移動性のため、ホイール付きユニットの追跡は簡単なことではない。しかし、ホイール付きユニットの位置を特定できることは、特にホイール付きユニットの所有者または管理者にとって重要であることが多い。このことは、その元々の位置から広範囲に移動するユニットに特に当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
本発明の様々な実施形態は、次の発明を実施するための形態および添付図面において開示される。
【０００４】
【図１Ａ】ホイールユニットの側面図の実施形態を表す図。
【０００５】
【図１Ｂ】ホイールユニットの端面図の実施形態を表す図。
【０００６】
【図１Ｃ】ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図。
【０００７】
【図１Ｄ】発電機の実施形態を表す図。
【０００８】
【図２】ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図。
【０００９】
【図３】ホイールユニットの側面図の実施形態を表す図。
【００１０】
【図４Ａ】ホイールユニットの側面図の実施形態を表す図。
【００１１】
【図４Ｂ】ホイールユニットの端面図の実施形態を表す図。
【００１２】
【図４Ｃ】巻線の側面図の実施形態を表す図。
【００１３】
【図５】ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図。
【００１４】
【図６】ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図。
【００１５】
【図７Ａ】ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図。
【００１６】
【図７Ｂ】ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図。
【００１７】
【図７Ｃ】ホイールユニットの実施形態を表す図。
【００１８】
【図７Ｄ】ホイールユニットの実施形態を表す図。
【００１９】
【図８Ａ】ホイールユニットを備える移動体の実施形態を表す図。
【００２０】
【図８Ｂ】ホイールユニットの実施形態を表す図。
【００２１】
【図８Ｃ】ホイールユニットの実施形態を表す図。
【００２２】
【図８Ｄ】エンクロージャキャップ内の部品の分解図の実施形態を表す図。
【００２３】
【図８Ｅ】ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図。
【００２４】
【図８Ｆ】ホイールユニットの実施形態を表す図。
【００２５】
【図９】ホイールユニットを提供するためのプロセスの実施形態を表すフロー図。
【００２６】
【図１０】位置を提供するためのプロセスの実施形態を表すフロー図。
【００２７】
【図１１Ａ】回路基板の実施形態を表す図。
【００２８】
【図１１Ｂ】回路基板の実施形態を表す図。
【００２９】
【図１２】回路基板の実施形態を表すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明は、プロセス、装置、システム、組成物、コンピュータ可読記憶媒体で具現化されたコンピュータプログラム製品、ならびに／または、プロセッサ（結合されたメモリに格納された命令、および／もしくは、結合されたメモリによって提供された命令を実行するように構成されたプロセッサなど）を含む、多くの方法で実施されうる。本明細書では、これらの実施形態、または、本発明が取りうる他の形態は、技術とみなされてよい。一般に、開示のプロセスステップの順序は、本発明の範囲内で変更されてよい。別段の記載がない限り、タスクを実行するように構成されると記載されたプロセッサまたはメモリなどの構成部品は、所定の時間にタスクを実行するように一時的に構成された一般構成部品、または、タスクを実行するように作られた特定構成部品として実行されてよい。本明細書で用いられる用語「プロセッサ」は、コンピュータプログラム命令などのデータを処理するように構成された１つ以上のデバイス、回路、および／または、処理コアを指す。
【００３１】
本発明を実施するための１つ以上の実施形態は、本発明の原理を表す添付の図と併せて以下に提供される。本発明は、そのような実施形態に関連して説明されるが、本発明は、いかなる実施形態にも限定されない。本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定され、多くの変更、修正、およびそれら同等物を含む。本発明の十分な理解を提供するために、多くの特定の詳細が以下の説明に記載される。これらの詳細は、例示の目的で提供され、本発明は、これらの特定の詳細の一部または全てなしで特許請求の範囲に従って実行されてよい。明確にするために、本発明に関連する技術分野で周知の技術内容は、本発明が不必要に曖昧にならないように詳細には説明されていない。
【００３２】
位置センサを備えるホイールユニットが開示されている。ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および位置センサを備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。位置センサは、車軸に対して固定位置に配置される。位置センサは、ホイールユニットの位置座標を決定する。
【００３３】
主軸付き追跡装置を備えるホイールユニットが開示されている。ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および位置センサを備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。位置センサは、車軸に対して固定位置に配置される。位置センサは、ホイールユニットの位置を特定するためにデカルト座標を決定する。
【００３４】
以下では、主軸が車輪の非回転中心を指すのに対して、ハブは回転中心であり、車軸は軸受を支持する。自動車業界の基準を参照すると、主軸は、車軸を含み、用途に応じてフランジまたはナックルを含む。車軸は、具体的には軸受が載るビットであり、フランジ／ナックルは、車輪を車体の残りに結合させるものである。
【００３５】
様々な実施形態では、位置センサシステムは、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）、準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ）、北斗衛星測位システム、全地球航法衛星システム、セルラ位置センサシステム、または、他の適した位置センサシステムのうちの１つ以上を含む。
【００３６】
様々な実施形態では、重量センサ、速度センサ、コンパス、ジャイロスコープ、空質センサ、環境センサ、または、他の適したセンサのうちの１つ以上は、主軸付き追跡装置を備える。
【００３７】
いくつかの実施形態では、ホイールユニット追跡装置と連動する位置センサシステムは、経時的に３次元座標を提供する。
【００３８】
いくつかの実施形態では、車軸付き通信機器を備えるホイールユニットが開示されている。ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および無線通信機器を備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。無線通信機器は、車軸に対して固定位置に配置されるアンテナに取り付けられる。
・顧客経験の優先度に基づいてアンテナの優先順位を決める。例えば、追跡装置は、ＧＰＳ、セルラ、およびＢＬＥの順序で優先順位をつける。
・アンテナの空間的隔離を最大にする（すなわち、アンテナ間の物理的距離を最大にして干渉を最小にする）。
・見通しがよく遮るもののない見通し線にするためＧＰＳアンテナを衛星に対して垂直に設置する。
・見通しがよく遮るもののない見通し線にするためセルラアンテナを基地局に対して水平に設置する。
・ＢＬＥアンテナをできるだけ他のアンテナから隔離された残りの空間に設置する。
【００３９】
いくつかの実施形態では、位置を特定するホイールユニットが開示されている。ホイールユニットは、位置センサおよび通信機器を備える。位置センサは、車輪位置（例えば、ホイールユニットの位置決定を可能にする車輪に関連する座標）を決定する。通信機器は、車輪位置をサーバに提供する（例えば、ホイールユニットの座標（例えば、経度および緯度）が無線通信（例えば、セルラ通信）によってサーバに送られる）。いくつかの実施形態では、複数の通信モジュールは通信機器が備えられる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、移動体に取り付けられる。しかし、ユーザは、不正な方法で移動体を入手もしくは使用したい、または、持ち去りたいと考えるかもしれない。この場合、ユニットの追跡に関わるユニットまたは装置の追跡は、使用不能にされたり解除されるべきでない。
【００４１】
様々な実施形態では、ホイールユニットは、キャスタ、自転車の車輪、荷車の車輪、移動体の車輪、または他の適した移動体を含む。
【００４２】
いくつかの実施形態では、移動体の動きは、位置センサおよび通信機器の電力を生成するために用いられる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および位置センサを備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。位置センサは、車軸に対して固定位置に配置される。位置センサは、ホイールユニットの位置座標を決定する。いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、無線通信機器を備える。いくつかの実施形態では、無線通信機器は、ホイールユニットの位置を発信するように構成される。
【００４４】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、発電機を備える。いくつかの実施形態では、発電機は、車軸に対する回転車輪の回転を利用して電力を生成する。いくつかの実施形態では、発電機はバッテリを充電する。いくつかの実施形態では、バッテリは、位置センサに給電する。いくつかの実施形態では、発電機は摩擦車を備え、摩擦車を回転させるために回転車輪を用いて発電機が回転される。いくつかの実施形態では、発電機はギアを備え、ギアを回転させるために回転車輪を用いて発電機が回転される。いくつかの実施形態では、発電機は、回転車輪が回転しながら発電するために検出された変動磁場を用いることを備える。いくつかの実施形態では、回転車輪は、変動磁場を生成するために用いられる複数の固定磁石を備える。いくつかの実施形態では、位置センサは、車軸に取り付けられる。いくつかの実施形態では、位置センサは、車軸支持体に取り付けられる。位置センサは、位置アンテナに取り付けられる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および無線通信機器を備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。無線通信機器は、通信アンテナに取り付けられる。通信アンテナは、車軸に対して固定位置に配置される。いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、位置センサを備える。いくつかの実施形態では、位置センサは、車軸に対して固定位置に配置される。いくつかの実施形態では、位置センサは、ホイールユニットの位置を感知する。
【００４６】
図１Ａは、ホイールユニットの側面図の実施形態を表す図である。図の例では、車輪外層１００は、車輪外側支持部１０２および車輪内側支持部１０４によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層１００は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層１００は、車軸支持体１０６によって支持される軸の周りを回転する。いくつかの実施形態では、２つの車軸支持体（車輪の両側に１つずつ）がある。いくつかの実施形態では、１つの軸支持体（車輪を片持ち状に支持する）がある。車軸および車軸支持体１０６は、固定され、車輪外層１００および車輪外側支持部１０２と共に回転しない。様々な実施形態では、車輪内側支持部１０４は、固定され、車軸支持体１０６および車軸に取り付けられる（例えば、一対の軸受は、車輪内側支持部１０４に対する車輪外側支持部１０６の回転を可能にする）、車輪内側支持部１０４は、車輪外層１００および車輪外側支持部１０２と共に回転する（例えば、一対の軸受は、車軸に対する車輪内側支持部１０４の回転を可能にする）、または、他の適した回転配置となる。摩擦車１１６は、車輪外層１００が回転するときに摩擦車１１６が回転するように車輪外層１００と接触して設置される。車輪外層１００と摩擦車１１６との間の接触は、反力装置（例えば、スプリング１２４）を用いて維持される。摩擦車１１６は、発電機の軸１１８と共に回転して、電力を生成するために発電機１１４の固定子に対して回転子を回転させる。発電機１１４は、バッテリ（例えば、バッテリ１１０）を用いて直接的または間接的に回路ユニット１１２の回路に給電するために、外側車輪層１００の動きの電源オフを寄生的に発生させる。電力は、接続部１２０を通じてバッテリ１１０を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、発電機１１４は、バッテリ１１０に直接接続される。回路ユニット１１２は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ（ＧＰＳ）、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット１１２、発電機１２２、およびバッテリ１１０は、車軸支持体１０６および／または車軸に固定され、車輪外層１００と共に回転しない。
【００４７】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット１１２の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入されて車軸支持体１０６または車軸に固定される。ピボット１０８は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００４８】
図１Ｂは、ホイールユニットの端面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図１Ｂのホイールユニットは、図１Ａのホイールユニットとは異なる見方を含む。図の例では、車両外層１３０は、車輪外側支持部および車両内側支持部によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層１３０は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層１３０は、車軸支持体１４２によって支持される車軸１４０の周りを回転する。いくつかの実施形態では、２つの車軸支持体（例えば、車軸支持体１４２および車軸支持体１４８）（車輪の両側に１つずつ）がある。いくつかの実施形態では、１つの車軸支持体（車輪を片持ち状に支持する）がある。車軸１４０および車軸支持体１４２は、固定され、車輪外層１３０および車輪外側支持部と共に回転しない。様々な実施形態では、車輪内側支持部は、固定され、車軸支持体１４２および車軸１４０に取り付けられる（例えば、一対の軸受は、車輪内側支持部に対する車輪外側支持部の回転を可能にする）、車輪内側支持部は、車輪外層１３０および車輪外側支持部と共に回転する（例えば、一対の軸受は、車軸に対する車輪内側支持部の回転を可能にする）、または、他の適した回転配置となる。摩擦車１３２は、車輪外層１３０が回転するときに摩擦車１３２が回転するように、車輪外層１３０と接触して設置される。車輪外層１３０と摩擦車１３２との間の接触は、反力装置（例えば、スプリング１３６）を用いて維持される。摩擦車１３２は、発電機の軸１４６と共に回転して、電力を生成するために発電機の固定子に対して回転子を回転させる。発電機は、バッテリ（例えば、バッテリ１３８）を用いて直接的または間接的に回路ユニット１３４の回路に給電するために、外側車輪層１３０の動きの電源オフを寄生的に発生させる。電力は、バッテリ１３８を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、発電機は、バッテリ１３８に直接接続される。回路ユニット１３４は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット１３４、発電機、およびバッテリ１３８は、車軸支持体１４８および／または車軸１４０に固定され、車輪外層１３０と共に回転しない。
【００４９】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット１３４の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入されて車軸支持体１４２または車軸１４０に固定される。ピボット１４４は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００５０】
図１Ｃは、ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図１Ｃのホイールユニットは、図１Ａのホのイールユニット断面図を含む。図の例では、車輪外層１５０は、車輪外側支持部１５２、および車両内側支持部１６６、および／または車両内側支持部１５４によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層１５０は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層１５０は、車軸支持体１５６によって支持される車軸１６０の周りを回転する。いくつかの実施形態では、２つの車軸支持体（例えば、車軸支持体１５６および車軸支持体１７２）（車輪の両側に１つずつ）がある。いくつかの実施形態では、１つの車軸支持体（車輪を片持ち状に支持する）がある。車軸１６０および車軸支持体（例えば、車軸支持体１５６および車軸支持体１７２）は、固定され、車輪外層１５０および車輪外側支持部１５２と共に回転しない。車輪内側支持部１６６および／または車輪内側支持部１５４は、車輪外層１５０および車輪外側支持部１５２と共に回転する（例えば、一対の軸受（例えば、軸受ホルダ１６４内の軸受１６２）は、車軸１６０に対する車輪内側支持部１６６および／または車輪内側支持部１５４の回転を可能にする）。摩擦車（図１Ｃには図示せず）は、車輪外層１５０が回転するときに摩擦車が回転するように、車輪外層１５０と接触して設置される。車輪外層１５０と摩擦車との間の接触は、反力装置（例えば、スプリング（図１Ｃには図示せず））を用いて維持される。摩擦車は、発電機の軸と共に回転して、電力を生成するために発電機の固定子に対して回転子を回転させる。発電機は、バッテリ（例えば、バッテリ１７０）を用いて直接的または間接的に回路ユニット１６８の回路に給電するために、外側車輪層１５０の動きの電源オフを寄生的に発生させる。電力は、バッテリ１７０を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、発電機は、バッテリ１７０に直接接続される。回路ユニット１６８は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット１６８、発電機、およびバッテリ１７０は、車軸支持体１５６、車軸支持体１７２、および／または、車軸１６０に固定され、車輪外層１５０と共に回転しない。
【００５１】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット１６８の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入されて車軸支持体１５６、車軸支持体１７２、または車軸１６０に固定される。ピボット１５８は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００５２】
図１Ｄは、発電機の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図１Ｄの発電機は、図１Ａの発電機１２２を実装するために用いられる。図の例では、摩擦車１８０は、車軸１８２に固定され、車軸１８２を回転させる。車軸１８２は、車軸１８２上で回転しながら磁石１８８から磁石１９２への変動磁場を経るコイル（例えば、コイル１９０およびコイル１９４）に固定される。車軸１８２は、軸受（例えば、軸受１８４、軸受１８６、軸受１９６、および軸受１９８）を用いて固定子の磁石（例えば、磁石１８８および磁石１９２）に対して回転する。変動磁場は、コイルに電流を流し、摩擦車１８０の回転から電力を発生させる。
【００５３】
図２は、ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図２のホイールユニットは、図１Ａのホイールユニットの変形例を含む。図の例では、車輪外層２００は、車輪外側支持部２０２および車両内側支持部２０４によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層２００は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層２００は、車軸支持体２０６によって支持される車軸２３０の周りを回転する。いくつかの実施形態では、２つの車軸支持体（車輪の両側に１つずつ）がある。いくつかの実施形態では、１つの車軸支持体（車輪を片持ち状に支持する）がある。車軸２３０および車軸支持体（例えば、車軸支持体２０６）は、固定され、車輪外層２００および車輪外側支持部２０２と共に回転しない。車輪内側支持部２０４は、車輪外層２００および車輪外側支持部２０２と共に回転する（例えば、一対の軸受は、車輪内側支持部２０４の回転を可能にする）。摩擦車２１６は、車輪外層２００が回転するときに摩擦車２１６が回転するように、車輪外層２００と接触して設置される。車輪外層２００と摩擦車２１６との間の接触は、反力装置（例えば、スプリング２２４）およびアームマウント２１２を用いて維持される。摩擦車２１６は、発電機の軸２１８と共に回転して、電力を生成するために発電機２１４の固定子に対して回転子を回転させる。発電機２１４は、バッテリ（例えば、バッテリ２１０）を用いて直接的または間接的に回路ユニット２２２の回路に給電するために、車輪外層２００の動きの電源オフを寄生的に発生させる。発電機２１４は、コネクタ２２６を通じて回路ユニット２２２に接続される。電力は、バッテリ２１０を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、発電機２１４は、バッテリ２１０に直接接続される。バッテリ２１０は、コネクタ２２０を通じて回路ユニット２２２に接続される。回路ユニット２２２は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット２２２、発電機２１４、およびバッテリ２１０は、車軸支持体２０６および／または車軸に固定され、車輪外層２００と共に回転しない。
【００５４】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット２２２の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入されて車軸支持体２０６または車軸に固定される。いくつかの実施形態では、回路ユニット２２２およびバッテリ２１０は、車軸支持体２０６の一部のように見えるように車軸支持体２０６の一部である容器に入れられる。ピボット２０８は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００５５】
図３は、ホイールユニットの側面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図３のホイールユニットは、図１Ａのホイールユニットの変形例を含む。図の例では、車両外層３００は、車輪外側支持部３０２および車両内側支持部３０４によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層３００は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層３００は、車軸支持体３０６によって支持される車軸３３０の周りを回転する。いくつかの実施形態では、２つの車軸支持体（車輪の両側に１つずつ）がある。いくつかの実施形態では、１つの車軸支持体（車輪を片持ち状に支持する）がある。車軸３３０および車軸支持体（例えば、車軸支持体３０６）は、固定され、車輪外層３００および車輪外側支持部３０２と共に回転しない。車輪内側支持部３０４は、車輪外層３００および車輪外側支持部３０２と共に回転する（例えば、一対の軸受は、車輪内側支持部３０４の回転を可能にする）。内歯車（図示せず）は、車輪外層３００が回転するときに内歯車が回転するように、車輪外側支持歯車３３２と接触して設置される。内歯車と車輪外側支持歯車３３２との間の接触は、反力装置（例えば、スプリング３２４）およびアームマウント３１２を用いて維持される。内歯車は、発電機の軸３１８と共に回転して、電力を生成するために発電機３１４の固定子に対して回転子を回転させる。発電機３１４は、バッテリ（例えば、バッテリ３１０）を用いて直接的または間接的に回路ユニット３２２の回路に給電するために、車輪外層３００の動き電源オフを寄生的に発生させる。発電機３１４は、コネクタ３２６を通じて回路ユニット３２２に接続される。電力は、バッテリ３１０を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、発電機３１４は、バッテリ３１０に直接接続される。バッテリ３１０は、コネクタ３２０を通じて回路ユニット３２２に接続される。回路ユニット３２２は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット３２２、発電機３１４、およびバッテリ３１０は、車軸支持体３０６および／または車軸に固定され、車輪外層３００と共に回転しない。
【００５６】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット３２２の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入されて車軸支持体３０６または車軸に固定される。ピボット３０８は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００５７】
図４Ａは、ホイールユニットの側面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図４Ａのホイールユニットは、図１Ａのホイールユニットの変形例を含む。図の例では、車輪外層４００は、車輪外側支持部４０２および車輪内側支持部によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層４００は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層４００は、車軸支持体４０８によって支持される車軸４３０の周りを回転する。いくつかの実施形態では、２つの車軸支持体（車輪の両側に１つずつ）がある。いくつかの実施形態では、１つの車軸支持体（車輪を片持ち状に支持する）がある。車軸４３０および車軸支持体（例えば、車軸支持体４０８）は、固定され、車輪外層４００および車輪外側支持部４０２と共に回転しない。車輪内側支持部は、車輪外層４００および車輪外側支持部４０２と共に回転する（例えば、一対の軸受は、車輪内側支持部の回転を可能にする）。磁石（例えば、南極磁石４０４および北極磁石４０６）は、車輪外側支持部４０２の全周に固定される。磁石は、巻線４１６が変動磁場を経るように巻線４１６の下の磁石を動かすために、車輪外層４００と共に回転する。巻線４１６は、変動磁場により電力を生成する。車輪外層４００の動きのオフを発生させた寄生的に生成された電力は、バッテリ（例えば、バッテリ４１２）を用いて直接的または間接的に回路ユニット４１４の回路に給電するために伝送される。電力は、バッテリ４１２を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、巻線４１６は、バッテリ４１２に直接接続される。バッテリ４１２は、コネクタを通じて回路ユニット４１４に接続される。回路ユニット４１４は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット４１４、巻線４１６、およびバッテリ４１２は、車軸支持体４０８および／または車軸４３０に固定され、車輪外層４００と共に回転しない。
【００５８】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット４１４の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入されて車軸支持体４０８または車軸４３０に固定される。ピボット４１０は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００５９】
図４Ｂは、ホイールユニットの端面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図４Ｂのホイールユニットは、図４Ａのホイールユニットの異なる見方を含む。図の例では、車輪外層４２０は、車輪外側支持部および車輪内側支持部によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層４２０は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層４２０は、車軸支持体４５０および車軸支持体４４０によって支持される車軸４３２の周りを回転する。いくつかの実施形態では、２つの車軸支持体（車輪の両側に１つずつ）がある。いくつかの実施形態では、１つの車軸支持体（車輪を片持ち状に支持する）がある。車軸４５０および車軸支持体（例えば、車軸支持体４４０および車軸支持体４５０）は、固定され、車輪外層４２０および車輪外側支持部と共に回転しない。車輪内側支持部は、車輪外層４２０および車輪外側支持部と共に回転する（例えば、一対の軸受は、車輪内側支持部の回転を可能にする）。磁石（図示せず）は、車輪外側支持部の全周に固定される。磁石は、巻線４２６が変動磁場を経るように巻線４２６の下の磁石を動かすために、車輪外層４２０と共に回転する。巻線４２６は、変動磁場により電力を生成する。車輪外層４２０の動きのオフを発生させた寄生的に生成された電力は、バッテリ（例えば、バッテリ４２２）を用いて直接的または間接的に回路ユニット４２４の回路に給電するために伝送される。電力は、バッテリ４２２を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、巻線４２６は、バッテリ４２２に直接接続される。バッテリ４２２は、コネクタを通じて回路ユニット４２４に接続される。回路ユニット４２４は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット４２４、巻線４２６、およびバッテリ４２２は、車軸支持体４４０および／または車軸４３２に固定され、車輪外層４２０と共に回転しない。
【００６０】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット４２４の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入されて車軸支持体４４０または車軸４３２に固定される。ピボット４２８は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００６１】
図４Ｃは、巻線の側面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図４Ｃの巻線は、図４Ａの巻線４１６を実装するために用いられる。図の例では、巻線４３６および巻線４３８は共に、鉄製カプラ４３４の周りに巻かれている。
【００６２】
図５は、ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図５のホイールユニットは、図４Ａのホイールユニットの代替例を含む。図の例では、車輪外層５００は、車輪外側支持部５０２および車輪内側支持部５０４によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層５０２は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層５００は、車軸支持体５０６および車軸支持体５４０によって支持される車軸５１０の周りを回転する。車軸支持体５０６を用いる１つの車軸支持体（車輪を片持ち状に支持する）がある。車軸５１０および車軸支持体（例えば、車軸支持体５０６）は、固定され、車輪外層５００および車輪外側支持部５０２と共に回転しない。車輪内側支持部５０４は、車輪外層５００および車輪外側支持部５０２と共に回転する（例えば、一対の軸受（例えば、軸受５１２）は、車輪内側支持部５０４の回転を可能にする）。磁石（例えば、磁石５１６）は、車輪内側支持部５０４の全周に固定される。交互に入れ替わる極性を有する磁石は、巻線５１８が変動磁場を経るように巻線５１８の下の磁石を動かすために、車輪内層５０４と共に回転する。巻線５１８は、変動磁場により電力を生成する。車輪外層５００の動きのオフを発生させた寄生的に生成された電力は、バッテリ（例えば、バッテリ５２０）を用いて直接的または間接的に回路ユニット５２２の回路に給電するために伝送される。電力は、バッテリ５２０を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、巻線５１８は、バッテリ５２０に直接接続される。バッテリ５２０は、コネクタを通じて回路ユニット５２２に接続される。回路ユニット５２２は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット５２２、巻線５１８、およびバッテリ５２０は、車軸支持体５４０および／または車軸５５０に固定され、車輪外層５００と共に回転しない。
【００６３】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット５２２の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入されて車軸支持体５４０または車軸５５０に固定される。ピボット５０８は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００６４】
図６は、ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図６のホイールユニットは、図４Ａのホイールユニットの代替例を含む。図の例では、車輪外層６０４は、車輪外側支持部６０６および車輪内側支持部６２６および車輪内側支持部６２２によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層６０４は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層６０４は、車軸支持体６０２および車軸支持体６４０によって支持される車軸６１０の周りを回転する。車軸６１０および車軸支持体（例えば、車軸支持体６０２および車軸支持体６４０）は、固定され、車輪外層６０４および車輪外側支持部６０６と共に回転しない。車輪内側支持部６２６および車輪内側支持部６２２は、車輪外層６０６および車輪外側支持部６０４と共に回転する（例えば、軸受支持部（例えば、軸受支持部６２８）内の一対の軸受（例えば、軸受６２０）は、車輪内側支持部６２６および車輪内側支持部６２２の回転を可能にする）。磁石（例えば、磁石６２４）は、車輪外側支持部６０６の内周全面に固定される。交互に入れ替わる極性を有する磁石は、巻線６１８が変動磁場（例えば、振動磁場）を経るように巻線６１８に隣接する磁石を動かすために、車輪外側支持部６０６と共に回転する。巻線６１８は、変動磁場により電力を生成する。車輪外層６０４の動きのオフを発生させた寄生的に生成された電力は、バッテリを用いて直接的または間接的に回路ユニット６１４の回路に給電するために伝送される。電力は、バッテリ（図示せず）を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、巻線６１８は、バッテリに直接接続される。バッテリは、コネクタを通じて回路ユニット６１４に接続される。回路ユニット６１４は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット６１４、巻線６１８、およびバッテリは、車軸支持体６１０、車軸支持体６４０、および／または車軸６１０に固定され、車輪外層６０４と共に回転しない。ダミー板６０８、および回路ユニットケース６１２、および巻線支持部６１６は、車軸６１０に固定され、車輪外層６０４と共に回転しない。
【００６５】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット６１４の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入され、固定され、一体化され、車軸支持体６４０または車軸６１０から容易に見ることができない。ピボット６００は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００６６】
図７Ａは、ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図７Ａのホイールユニットは、図４Ａのホイールユニットの代替例を含む。図の例では、車輪外層７００は、車輪外側支持部７１０によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層７００は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層７００は、車軸支持体によって支持される車軸７０８の周りを回転する。車軸７０８は、固定され、車輪外層７００と共に回転しない。車輪外層７００および車輪外側支持部７１０は、一対の軸受を用いて車軸７０８の周りを回転する。磁石（例えば、磁石７０２）は、車輪外側支持部７１０の内周全面に固定される。交互に入れ替わる極性を有する磁石は、巻線７０６が変動磁場（例えば、振動磁場）を経るように巻線７０６に隣接する磁石を動かすために、車輪外側支持部７１０と共に回転する。巻線７０６は、支持部７０４によって支持される。巻線７０６は、変動磁場により電力を生成する。車輪外層７１０の動きのオフを発生させた寄生的に生成された電力は、バッテリ７１４を用いて直接的または間接的に回路ユニット７１２の回路に給電するために伝送される。電力は、バッテリ７１４を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、巻線７０６は、バッテリに直接接続される。バッテリ７１４は、コネクタを通じて回路ユニット７１２に接続される。回路ユニット７１２は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット７１２、巻線７０６、およびバッテリ７１４は、車軸支持体７０８に固定され、車輪外層７００と共に回転しない。
【００６７】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット７１２の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入され、固定され、一体化され、車軸支持体または車軸７０８から容易に見ることができない。
【００６８】
図７Ｂは、ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図７Ｂのホイールユニットは、図７Ａのホイールユニットの直角断面図を含む。図の例では、車輪外層７６２は、車輪外側支持部７６０および車輪内側支持部７５８によって支持される。様々な実施形態では、車輪外層７６２は、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪外層７６２は、車軸支持体７５２および車軸支持体７７２によって支持される車軸７５４の周りを回転する。車軸７５４および車軸支持体（例えば、車軸支持体７５２および車軸支持体７７２）は、固定され、車輪外層７６２および車輪外側支持部７６０と共に回転しない。車輪内側支持部７５８は、車輪外層７６２および車輪外側支持部７６０と共に回転する（例えば、軸受支持部（例えば、軸受支持部７７４）内の一対の軸受（例えば、軸受７５６）は、車輪内側支持部７５８の回転を可能にする）。磁石（例えば、磁石７６０）は、車輪外側支持部７６０の内周全面に固定される。交互に入れ替わる極性を有する磁石は、巻線７６４が変動磁場（例えば、振動磁場）を経るように巻線７６４に隣接する磁石を動かすために、車輪外側支持部７６０と共に回転する。巻線７６４は、支持部７６６を用いて支持される。巻線７６４は、変動磁場により電力を生成する。車輪外層７６０の動きのオフを発生させた寄生的に生成された電力は、バッテリ７７０を用いて直接的または間接的に回路ユニット７６８の回路に給電するために伝送される。電力は、バッテリ７７０を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、巻線７６４は、バッテリ７７０に直接接続される。バッテリ７７０は、コネクタを通じて回路ユニット７６８に接続される。回路ユニット７６８は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。回路ユニット７６８、巻線７６４、およびバッテリは、車軸支持体７５２、車軸支持体７７２、および／または車軸７５４に固定され、車輪外層７６２と共に回転しない。
【００６９】
様々な実施形態では、位置センサユニットおよび無線通信機器（たとえば、回路ユニット７６８の一部として）は、取り外しできないように、または使用不能にならないように、封入され、固定され、一体化され、車軸支持体７５２または車軸７５４からは容易に見ることができない。ピボット７５０は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。
【００７０】
図７Ｃは、ホイールユニットの実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図７Ｃのホイールユニットは、図４Ａ、図５、および図６のホイールユニットのアンテナ配置を示す。図の例では、車輪外層７７０は、外側支持部７７２によって支持される。車輪外層７７０および外側支持部７７２は、車軸７８６の周りを回転する。車軸７８６は、車軸支持体７７６を用いて支持される。ピボット７７４は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。回路ユニット７８０は、バッテリ７８４に結合され、車軸７８６および／または車軸支持体７７６のいずれかに固定される。回路ユニット７８０およびバッテリ７８４は、車軸７８６の周りを回転せず、車軸支持体７７６に対して固定位置にある。アンテナに関連した配置略図が示されている。いくつかの実施形態では、アンテナは、車軸７８６または車軸支持体７７６に固定されたダミー板に取り付けられる。位置センサアンテナ７７８（例えば、ＧＰＳアンテナ）は、受信感度向上のため衛星に向けて設置される。通信アンテナ７８８（例えば、セルラ通信アンテナ）は、水平面での基地局への受信を最大にするように外側を向く。短距離用アンテナ７８２（例えば、ブルートゥース低エネルギアンテナ）は、通信アンテナ７８８および位置センサアンテナ７７８から最大限離れた位置にある（例えば、三角形）。
【００７１】
図７Ｄは、ホイールユニットの実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図７Ｄのホイールユニットは、図２および図３のホイールユニットのアンテナ配置を示す。図の例では、車輪外層７７１は、外側支持部７７３によって支持される。車輪外層７７１および外側支持部７７３は、車軸７８７の周りを回転する。車軸７８７は、車軸支持体７７７を用いて支持される。ピボット７７５は、取付ピボットの周りのホイールユニットの回転を可能にする。回路ユニット７８１は、バッテリ７８５に結合され、車軸７８７および／または車軸支持体７７７のいずれかに固定される。回路ユニット７８１およびバッテリ７８５は、車軸７８７の周りを回転せず、車軸支持体７７７に対して固定位置にある。アンテナに関連した配置略図が示されている。いくつかの実施形態では、アンテナは、車軸７８７または車軸支持体７７７に固定されたダミー板に取り付けられる。位置センサアンテナ７７９（例えば、ＧＰＳアンテナ）は、受信感度向上のため衛星に向けて設置される。通信アンテナ７８９（例えば、セルラ通信アンテナ）は、水平面での基地局への受信を最大にするように外側を向く。短距離用アンテナ７８３（例えば、ブルートゥース低エネルギアンテナ）は、通信アンテナ７８９および位置センサアンテナ７７９から最大限離れた位置にある（例えば、三角形）。
【００７２】
図８Ａは、ホイールユニットを備える移動体の実施形態を表す図である。図の例では、移動体８０８は、自転車を含む。フロントタイヤ８０６は、ホイールユニット８００の取り付けによってフォークステム８０２およびフォークステム８０４を介して移動体８０８に取り付けられる。スポークは、フロントタイヤおよびリムをホイールユニット８００に取り付ける。
【００７３】
図８Ｂは、ホイールユニットの実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、ホイールユニット８１０は、図８Ａのホイールユニット８００を含む。図の例では、ホイールユニット８１０は、スポークを介してタイヤに取り付けられる。各スポークは、スポーク孔（例えば、スポーク孔８１６）を用いてホイールユニット８１０に結合される。ホイールユニット８１０は、ホイールユニット８１０を貫通する車軸にフォーク８１２およびフォーク８１４を固定するボルト８１８およびボルト８２０を用いて移動体（例えば、自転車）に取り付けられる。くぼみ８２２は、ホイールユニット８１０がフォーク８１２に固定されたときにフォーク８１２のための空間を形成する。
【００７４】
図８Ｃは、ホイールユニットの実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図８Ｃのホイールユニットは、図８Ａのホイールユニット８００を含む。図の例では、車軸は、車軸端８２８および車軸端８２２を有する。車軸端８２８および車軸端８２２はそれぞれ、移動体（例えば、自転車）のフォークに取り付けられるために用いられる。スポーク孔（例えば、スポーク孔８２６）は、アウタリム８２４の一部として車軸の周りを回転する。インナコア８３３は、車軸に対して固定され、車軸の周りを回転しない。インナコア８３３および車軸の周りのアウタリム８２４の回転は、電力を生成するために用いられる。電力は、車軸に隣接して設置された電線導体を用いてエンクロージャキャップ内の部品に提供される。エンクロージャキャップ８３５は、位置決めナット８３０を用いて定位置に保持される。エンクロージャキャップ８３５は、車軸の周りを回転しない。エンクロージャキャップ８３５は、ホイールユニットのフォークの取り付けのためのくぼみ８３４を有する。コネクタ８３２は、エンクロージャキャップ８３５内部の回路ユニットへの外部接続を可能にする。
【００７５】
図８Ｄは、エンクロージャキャップ内の部品の分解図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図８Ｄのエンクロージャキャップは、図８Ｃのエンクロージャキャップ８３５に関連する部品を実装するために用いられる。図の例では、ワッシャ８３６は、ホイールユニットの車軸の周りにシーリングプレート８３８を設置するためのものである。位置決めナット８４４は、車軸に対して一定の方向でホイールユニットの車軸の周りにエンクロージャキャップ８４２を設置するためのものである。シーリングプレート８３８およびエンクロージャキャップ８４２は、回路ユニット８５０、アンテナ８４８、およびバッテリ８４０を砂塵、土、および水分から保護するために封入する。回路ユニット８５０は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに送信することができる。エンクロージャキャップ８４２およびシーリングプレート８３８によって形成された封入内部の部品は、回転せず、フォークまたは車輪支持部に対して一定の方向に維持される。アンテナ８４８は、送受信に必要な無線周波数信号にアクセス可能になるように（例えば、フォークまたは車輪支持部によって妨げられないように）設置される。様々な実施形態では、エンクロージャキャップ８４２および／またはシーリングプレート８３８は、不導電性材料（例えば、プラスチック、ガラスファイバなど）または他の適した材料から作られる。コネクタ８４６は、ホイールユニット外部への電力の伝送を可能にする。
【００７６】
図８Ｅは、ホイールユニットの断面図の実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図８Ｅのホイールユニットは、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、または図８Ｄのホイールユニットを実装するために用いられる。いくつかの実施形態では、図８Ｅのホイールユニットは、図４Ａのホイールユニットの代替例を含む。図の例では、タイヤは、スポークを用いて車輪支持部８５４および車輪支持部８７４に結合される。様々な実施形態では、タイヤは、膨張式タイヤ（例えば、ゴム製膨張タイヤ）、インナチューブおよびタイヤ（例えば、ゴム製インナチューブおよびアウタタイヤ）、固体車輪（例えば、固体ゴム車輪、固体プラスチック車輪、固体金属車輪、ナイロン／エラストマ車輪など）、および、他の適した車輪外層のうちの１つ以上で構成される。車輪支持部８５４および車輪支持部８７４は、軸受８５６、軸受８６４、軸受８７６、および軸受８８４を用いて、車軸８８８、内側支持部８５２、内側支持部８６６、内側支持部８６７、および内側支持部８８６の周りを回転する。磁石（例えば、磁石８５８および磁石８８２）は、車輪支持部８５４および車輪支持部８７４の内周全面に固定される。交互に入れ替わる極性を有する磁石は、巻線８６０および巻線８８０が変動磁場（例えば、振動磁場）を経るように巻線８６０および巻線８８０に隣接する磁石を動かすために、車輪支持部８５４および車輪支持部８７４と共に回転する。巻線８６０および巻線８８０は、変動磁場により電力を生成する。車輪支持部８５４および車輪支持部８７４の動きのオフを発生させた寄生的に生成された電力は、バッテリ８７２を用いて直接的または間接的に回路ユニット８７０の回路に給電するために伝送される。電力は、バッテリ８７２を充電するために用いられる。いくつかの実施形態では、巻線８６０および巻線８８０は、バッテリ８７２に直接接続される（例えば、コンダクタ８６１、コンダクタ８６３、および車軸に沿って配置されたワイヤであるコンダクタ８７１を用いて）。バッテリ８７０は、コネクタを通じて回路ユニット８７０に接続される。回路ユニット８７０は、位置センサユニットおよび無線通信機器を備える。様々な実施形態では、位置センサユニットは、全地球測位センサ、超広帯域（ＵＷＢ）位置センサ、または他の適した位置センサを備える。様々な実施形態では、無線通信機器は、セルラ通信機器、Ｗｉ−Ｆｉ（商標登録）通信機器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標登録）通信機器、低消費電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ（例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（商標登録）））、および、他の適した通信機器のうちの１つ以上を備える。無線通信機器は、位置センサを用いて決定された座標をサーバシステムに（例えば、受信サーバに）送信することができる。回路ユニット８７０、巻線８６０、巻線８８０、巻線支持体８６２、巻線支持体８７８、内側支持部８５２、内側支持部８６６、内側支持部８６７、内側支持部８８６、エンクロージャキャップ８６８、シーリングプレート８６９、およびバッテリ８７２は、車軸８８８に固定され、車輪支持部８５４および車輪支持部８７４と共に回転しない。キャップ８６８は、バッテリ８７２、無線通信機器、および位置センサユニットのための空間を提供する。
【００７７】
図８Ｆは、ホイールユニットの実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、図８Ｆのホイールユニットは、ホイールユニット８Ｅのアンテナ配置を示す。図の例では、エンクロージャキャップ９０６は、エンクロージャキャップ９０６の内部に位置するアンテナに関連する配置略図と共に示されている。位置センサアンテナ９０８（例えば、ＧＰＳアンテナ）は、受信感度向上のため衛星に向けて設置される。位置センサアンテナ９０８は、位置センサ向けの信号を検出するため、コネクタポート９０２からの干渉を最小にするためにコネクタポート９０２から隔離される。通信アンテナ９０４（例えば、セルラ通信アンテナ）は、水平面での基地局への受信を最大にするように外側を向く。通信アンテナ９０４は、他のアンテナよりも干渉の影響を受けにくいため、コネクタポート９０２のより近くに設置される。短距離用アンテナ９１０（例えば、ブルートゥース低エネルギアンテナ）は、通信アンテナ９０４および位置センサアンテナ９０８から最大限離れた位置にある（例えば、三角形）。
【００７８】
図９は、ホイールユニットを提供するためのプロセスの実施形態を表すフロー図である。いくつかの実施形態では、図９のプロセスは、ホイールユニット（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅ、図８Ｆのホイールユニット）を提供することに関連する。図の例では、９００において回転車輪が提供される。９０２では、車軸が提供される。９０４では、位置センサが提供される。９０６では、通信機器が提供される。９０８では、発電機が提供される。
【００７９】
図１０は、位置を提供するためのプロセスの実施形態を表すフロー図である。いくつかの実施形態では、図１０のプロセスは、ホイールユニット（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅ、および図８Ｆのホイールユニット）を用いて位置を提供することに関連する。図の例では、１０００において、位置センサを用いて位置が決定される。１００２では、通信機器を用いて位置が提供される。いくつかの実施形態では、位置センサおよび通信機器は、電力を生成するためにホイールユニットの車輪の動きを利用する発電機を用いて給電される。
【００８０】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、数ある部品の中で通信機器および位置センサを含む回路基板の実施形態を表す一組の図である。いくつかの実施形態では、この回路基板は、ホイールユニットにはめ込まれる、または、ホイールユニットと共にはめ込まれる。図の例では、上面図１１００および底面図１１１０は、コネクタ、電力管理回路、マイクロコントローラ回路、レベルシフタ回路、セルラアンテナ１１０４を含むセルラ回路、加速度計回路、ブルートゥースアンテナ１１０２を含むブルートゥース回路、および、ＧＰＳアンテナ１１０４を含むＧＰＳ回路を備える回路基板の実施形態を示す。
【００８１】
図１２は、感知および位置検出のための回路の実施形態を表すブロック図である。いくつかの実施形態では、図１２の回路は、図１１Ａまたは図１１Ｂの回路に関連する回路を実装するために用いられる。図の例では、コネクタ１２００は、車輪の動きを利用して電力を生成するダイナモから交流電力を受信する。電力管理部１２０２は、受信電力を直流に変換する。マイクロコントローラ１２０４、マイクロコントローラ１２０６、およびマイクロコントローラ１２０８は、データを受信し、データを処理し、サーバに送信するためにデータを提供する。レベルシフタ１２１０は、マイクロコントローラと周辺機器（例えば、センサ、通信回路など）との間で信号圧力レベルを変換する。セルラモジュール１２１２は、クラウドサーバシステムとの間でデータを送受信する。加速度計１２１４は、加速度（例えば、車輪の動きの開始および／または停止）を検出する。ブルートゥースモジュール１２１６は、ローカルデバッグ通信、および／または、屋内位置レンジングに用いられる。ＧＰＳモジュール１２１８は、屋外レンジングに用いられる。いくつかの実施形態では、屋内信号または屋外信号（例えば、ブルートゥース信号および／またはＧＰＳ信号）があるかどうかが決定され、信号に基づいて位置および／または位置情報（例えば、３Ｄ座標位置）が決定される。
【００８２】
主軸付き追跡装置を備えるホイールユニットが開示されている。ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および位置センサを備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。位置センサは、車軸に対して固定位置に配置される。位置センサは、ホイールユニットの位置を特定するためにデカルト座標を決定する。
【００８３】
いくつかの実施形態では、主軸付き通信機器を備えるホイールユニットが開示されている。ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および通信機器を備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。無線通信機器は、主軸に対して固定位置に配置されたアンテナに取り付けられる。
【００８４】
いくつかの実施形態では、位置を特定するホイールユニットが開示される。ホイールユニットは、位置センサおよび通信機器を備える。位置センサは、車輪の位置（例えば、ホイールユニットの位置決定を可能にする車輪に関連する座標）を決定する。通信機器は、車輪の位置をサーバに提供する（例えば、ホイールユニットの座標（例えば、経度および緯度）が無線通信（例えば、セルラ通信）によってサーバに送られる）。いくつかの実施形態では、複数の通信モジュールは通信機器に含まれる。
【００８５】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、移動体に取り付けられる。しかし、ユーザは、不正な方法で移動体を入手もしくは使用したい、または、持ち去りたいと考えるかもしれない。この場合、ユニットの追跡に含まれるユニットまたは装置の追跡は、使用不能にされるまたは解除されるべきでない。
【００８６】
様々な実施形態では、ホイールユニットは、キャスタ、自転車の車輪、荷車の車輪、移動体の車輪、または他の適した移動体を含む。
【００８７】
いくつかの実施形態では、移動体の動きは、位置センサおよび通信機器向けの電力を生成するために用いられる。
【００８８】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および位置センサを備える。回転車輪は、車軸および主軸に対して回転する。位置センサは、車軸に対して固定位置に配置される。位置センサは、ホイールユニットの位置座標を決定する。いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、無線通信機器を備える。いくつかの実施形態では、無線通信機器は、ホイールユニットの位置を発信するように構成される。
【００８９】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、発電機を備える。いくつかの実施形態では、発電機は、車軸に対する回転車輪の回転を利用して発電する。いくつかの実施形態では、発電機はバッテリを充電する。いくつかの実施形態では、バッテリは、位置センサに給電する。いくつかの実施形態では、発電機は摩擦車を備え、摩擦車を回転させるために回転車輪を用いて発電機が回転される。いくつかの実施形態では、発電機はギアを備え、ギアを回転させるために回転車輪を用いて発電機が回転される。いくつかの実施形態では、発電機は、回転車輪が回転しながら発電するために検出された変動磁場を用いることを備える。いくつかの実施形態では、回転車輪は、変動磁場を生成するために用いられる複数の固定磁石を備える。いくつかの実施形態では、位置センサは、車軸に取り付けられる。いくつかの実施形態では、位置センサは、車軸支持体に取り付けられる。
【００９０】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、回転車輪、車軸、および無線通信機器を備える。回転車輪は、車軸に対して回転する。無線通信機器は、アンテナに取り付けられる。アンテナは、車軸に対して固定位置に配置される。いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、位置センサを備える。いくつかの実施形態では、位置センサは、車軸に対して固定位置に配置される。いくつかの実施形態では、位置センサは、ホイールユニットの位置を感知する。
【００９１】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、リモートコンピュータと双方向に通信してよい。その際に、速度、方向、位置、およびシステムステータスを含むがそれらに限定されない情報をリモートコンピュータに送信してよい。
【００９２】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは磁気センサを備え、通信機器およびリモートサーバに次の指示情報を提供する：
・磁気センサまたはコンパスは、配向（動きがない状態）および進行方向（ＧＰＳがない状態）の検出を可能にする基本方位を提供する。
・ダイナモによる磁束が周囲磁場を飽和させたときは、磁気センサまたはコンパスの代わりにジャイロセンサが用いられてよい。
【００９３】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、周辺光を検出し、タイムアクセス情報に基づいて不正アクセスの報告を支援するために、光センサを備える。光の検出は、リモートサーバに対する安全警報を発動させるために用いられてもよい。
【００９４】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、空質を監視してリモートサーバに報告するための環境センサを備える。
・システム内の環境センサは、巨額のフンフラ投資なしに構内全体に分配される、使い勝手のよい低コストの環境データ収集を提供する。
・センサは、搭載および統合の簡素化のため車輪内に設置されるが、移動アセットの任意の場所に設置されるだろう。
【００９５】
いくつかの実施形態では、ホイールユニットは、システムのフィードバックまたは動作状態をオペレータに提供するために、液晶表示装置を含むがそれに限定されないローカルグラフィック装置と通信してよい。
【００９６】
前述の実施形態が明確な理解のためにある程度詳細に説明されてきたが、本発明は、記載の詳細に限定されない。本発明を実施する多くの代替方法がある。開示の実施形態は、例示的であり制限的ではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
2019536696.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
2019536696.tif 000011
【図５】
2019536696.tif 000012
【図６】
2019536696.tif 000013
【図７Ａ】
2019536696.tif 000014
【図７Ｂ】
2019536696.tif 000015
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
2019536696.tif 000017
【図８Ａ】
2019536696.tif 000018
【図８Ｂ】
2019536696.tif 000019
【図８Ｃ】
2019536696.tif 000020
【図８Ｄ】
2019536696.tif 000021
【図８Ｅ】
2019536696.tif 000022
【図８Ｆ】
2019536696.tif 000023
【図９】
2019536696.tif 000024
【図１０】
2019536696.tif 000025
【図１１Ａ】
2019536696.tif 000026
【図１１Ｂ】
2019536696.tif 000027
【図１２】
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【国際調査報告】
2019536696.tif 000029