具体实施方式

图1A和图1B示出了示出用于为电子设备112收集能量的系统100中的能量的流动的示意图。系统100包括电能发生器102。

发生器102可以是能够将机械能转换成电能的任何设备。发生器102可以是再生制动马达，再生制动马达可以基本上是DC马达，该DC马达在反向运行时(在制动期间)对其马达轴的旋转产生阻力，该反向旋转在马达中产生电力。发生器102可包括线圈和磁体，线圈和磁体中一者在轮毂104、车轮106或轮胎108上取向，如下文进一步所述。通过相对于磁体旋转或以其他方式移动电线圈，可在线圈中产生电流，该电流可被引导到电气设备或电力储存部件。

发生器102可以可操作地连接到轮毂104(参见图1A)。轮毂104可以是包括轮毂单元和轮毂轴承的组件，为了便于参考，该轮毂单元和轮毂轴承在本文中统称为轮毂。

应当理解，用于驱动车轮的轮毂104可不同于非驱动车轮。即，用于驱动车轮的轮毂可被构造成在一端螺栓连接到车轮，并且在另一端附接到车轴的端部，其中车轴和车轮以1:1的比率一起旋转。轴承可在轮毂上取向并连接到车辆底盘上的保持托架，该保持托架将车轮固定到底盘以将车轮保持在其期望的运动约束内。在发生器102是再生制动马达的情况下，该车轮可能是驱动车轮，并且车轴可以是马达轴(在直接驱动系统的情况下)或变速器的输出轴(在齿轮驱动系统的情况下)。

另一方面，用于非驱动车轮的轮毂可在一侧上附接到车轮，但可不附接到驱动车轴。相反，轮毂可以附接到被构造为通过车轮的旋转产生电力的发生器，或者可操作地连接到产生电力的设备(例如，轮毂可以包括线圈或磁体，该线圈或磁体相对于固定在车辆底盘或与其相邻的主体上的静止位置的对应磁体或线圈旋转或以其他方式移动)。对于非驱动车轮，如上所述，轮毂中的轴承可连接到车辆底盘上的保持托架。

另选地，如图1B所示，包括相对于彼此旋转或以其他方式移动的线圈和磁体的发生器可直接固定到车轮106，以便生成电力以直接传递到车轮106中。

在图1A和图1B中，系统100引导电流流过车辆部件。即，在发生器102中产生电力，将电力引导到轮毂104中，然后引导到车轮106中(图1A)。另选地，在发生器102中产生电力，并且绕过轮毂104(图1B)被直接引导到车轮106中。在系统100的任一型式中，系统100中所示的部件是导电的或已被修改为导电的。也就是说，轮毂104是金属的，并且通过其与车辆的车轴和车辆的车轮的交接，电力可以穿过轮毂104进入车轮106。车轮106同样是金属的，因此，电力可穿过车轮106进入轮胎108。轮胎通常由多种材料形成，其中大部分材料是橡胶并且通常是电绝缘的。然而，如下文进一步所述，可修改轮胎108以允许电流通过轮胎108或沿着轮胎通过。电流已从发生器102穿过并最终穿过车轮106(无论是通过轮毂104还是围绕该轮毂)，并且穿过轮胎108的一部分或沿着该轮胎的一部分被引导至电力储存设备110。

电流的电力可储存在电力储存设备110中。由于电力储存设备110具有规则的电流源以保持或恢复其功率容量，因此设备110可以以比不向电力储存设备提供电流而是需要电力储存设备将功率容量保持更长的持续时间(诸如在指定的车辆维护间隔之间)的系统中使用的电力储存设备更小且更轻。

储存设备110可以是被构造为在需要放电之前储存电力的多种设备中的任一种。例如，储存设备110可以是电池、电容器等。

储存设备110可以是在为电子设备112供电所需的多种电压中的任何电压下操作的电池。例如，储存设备110可为具有在约3V和5V之间的电压的电池。储存设备110可为具有为电子设备112供电所需的多种储存容量中的任何储存容量的电池。例如，储存设备110可为具有约100mAh的储存容量的电池。

储存设备110可向电子设备112提供电力。电子设备112可为轮胎108内可能需要的多种电子设备中的任一种。例如，电子设备112可为用于监测以下中的至少一者的传感器：轮胎压力、轮胎温度、轮胎108中存在异物等。电子设备112可具有要操作的多种电压和/或瓦特数要求中的任一种。例如，电子设备112可能需要10s瓦特量级的瓦特输入。电子设备112可能需要小于100瓦特的瓦特输入。电子设备112可能需要小于75瓦特的瓦特输入。电子设备112可能需要小于50瓦特的瓦特输入。电子设备112可能需要小于25瓦特的瓦特输入。

在用电对储存设备110充电期间，超过储存设备110的储存极限或超过储存设备110的充电速率的任何过量的电力被引导出轮胎108到达地面114。在轮胎108内可包括或利用导电通路以允许电力流动，如上所述，并且将在下文进一步描述。

系统100可包括系统100内的一个或多个电阻器，目的是将从发生器102提供的电压降低到用于储存在电力储存设备110中的期望电压。系统100可包括系统100内的一个或多个电阻器，目的是将从发生器102提供的电压降低到用于为电子设备112供电的期望电压。

图2A和图2B示出了用于为轮胎208中的电子设备收集能量的系统200。系统200可包括轮毂204、车轮206和轮胎208。车轮206可包括多个凸耳孔207。凸耳孔207可接纳在轮毂204与车轮206之间延伸通过凸耳孔207的凸耳(螺纹紧固件，未示出)。凸耳可用凸耳螺母(未示出)固定，从而将车轮206可移除地固定到轮毂204。在电流从轮毂204流到车轮206的情况下，电流可穿过轮毂204与车轮206之间的直接物理接触，穿过轮毂204、凸耳、凸耳孔207和凸耳螺母中的至少两者之间的物理接触，或两者。应当理解，轮毂204可直接物理地接触车轮206。然而，轮毂204和车轮206中的一者或两者可涂覆有涂料或密封剂，并且因此两者之间的接触可能不允许电力流动(因为涂层通常不导电，并且因此使两者中的一者或两者电绝缘)。因此，虽然轮毂204和车轮206可以彼此直接物理接触，但是这种接触可能不会产生电接触，并且电接触可以通过凸耳、凸耳孔207和凸耳螺母之间的物理接触发生，该凸耳、凸耳孔和凸耳螺母可以包括未涂覆的配合表面。另选地，凸耳孔207中的至少一个凸耳孔可由包括导电区域的环形壁限定，类似于下文更详细描述的1036、1136、1236、1336、1436和1536。

如图2A所示，轮胎208可接触地面214。地面214可以是连接到大地的轮胎208在其上行进的任何表面，包括例如道路。轮胎208将至少在其接触印迹(当轮胎在负载下搁置在表面上时产生的轮胎的平坦区域)中接触地面214。因此，如下文进一步所述，轮胎208中的接地路径将在轮胎的胎面的一部分中取向，该部分在轮胎208的接触印迹中取向。

图3示出了用于为轮胎308中的电子设备收集能量的系统300。系统300可包括电动马达驱动车轴316形式的发生器302。电动马达可以是DC马达，当在制动期间反向运行时，该DC马达充当发生器。车轴316可连接到轮毂304。轮毂304连接到车轮306，轮胎308安装在该车轮上。车轴316、轮毂304和轮306是金属的和导电的。这样，由发生器302产生的电力可被馈送到车轴316中，并且行进通过轮毂304并进入车轮306中。电力可从车轮306行进穿过轮胎308中的导电元件和/或导电金属带到达在轮胎308内取向的电力储存设备和/或电子设备。因此，存在从发生器302内到包含在轮胎308内的电力储存设备和/或电子设备的导电通路。发生器302、车轴316、轮毂304和车轮306可与车辆或地面的其他部件电隔离。轮胎308可电连接到地面，并且以其他方式电隔离，轮胎308与车轮306的电连接除外。这样，通过上述部件从发生器302到地面(例如，114、214)形成电路，从而允许电流通过电路。

图4示出了用于为轮胎408中的电子设备收集能量的系统400的剖视图。该系统包括其上安装有轮胎408的车轮406，车轮406可操作地连接到车轴416。发生器418可操作地连接到车轮406。发生器418可旋转地连接到车轮406。发生器418可通过发生器418的旋转、车轮406的旋转或两者相对于彼此的旋转来产生电力。例如，发生器418可具有中心轴(未示出)，偏心块围绕该中心轴安装，使得当车轮406旋转时，偏心块旋转。发生器418可包括附接到中心轴、偏心块或车轮406的磁体或线圈，使得线圈和磁体中的一者与偏心块一起旋转，而线圈和磁体中的另一者不与偏心块一起旋转。结果可以是在发生器418内产生电力。该电力可馈送通过车轮406并进入轮胎408中，以为电力储存设备和电气设备供电，如下文进一步所述。

图5示出了用于为轮胎508中的电子设备收集能量的系统500的剖视图。该系统包括其上安装有轮胎508的车轮506，车轮506可操作地连接到车轴516。

发生器520可通过轮毂504可操作地连接到车轮506。发生器520可与车轮506可旋转地隔离，使得发生器520在车轮506旋转时不旋转。发生器520可包括线圈。

磁体522可连接到车轮506，并且与车轮506一起围绕发生器520旋转，从而产生通过容纳在发生器520内的线圈的电流。该电力可馈送通过轮毂504到车轮506并馈送到轮胎508中，以为电力储存设备和电气设备供电，如下文进一步所述。

图6示出了用于为轮胎608中的电子设备收集能量的系统600的剖视图。该系统包括其上安装有轮胎608的车轮606，车轮606经由轮毂604可操作地连接到车轴616。

发生器624可通过车轴616与轮毂604的接合可操作地连接到车轮606。发生器624可以是DC电动马达，当在再生制动期间反向运行时，DC电动马达产生电流。该电力可馈送通过车轴616到轮毂604、车轮606，并且馈送到轮胎608中以为电力储存设备和电气设备供电，如下文进一步所述。

图7示出了用于为轮胎708中的电子设备收集能量的系统700的剖视图。该系统包括其上安装有轮胎708的车轮706，车轮706经由轮毂704可操作地连接到车轴716。

发生器(未示出)可通过车轴716可操作地连接到车轮706。发生器可以是DC电动马达，当在再生制动期间反向运行时，DC电动马达产生电流。该电力可被馈送到电流发送元件726中，该电流发送元件通过刷子730电连接到车轮706的电流接收元件728。电流发送元件726可连接到车辆主体、底盘或车辆上的其他静止和不旋转的对象。电流接收元件728可为车轮706的一体的环形凸起部分。电流接收元件728可以是物理地、电气地或两者连接到车轮706的环。电流发送元件726和电流接收元件728都是导电的。刷子730是导电的。刷子730可连接到电流发送元件726，并且可沿着电流接收元件728的表面滑动、滚动或以其他方式平移。

当电流接收元件728连接到车轮706时，电流接收元件728与车轮706一起旋转。电流发送元件726可为静止的，并且可附接到车辆底盘。因此，电流接收元件728相对于电流发送元件726旋转，并且刷子730在这些元件之间提供导电连接，即使当一个元件相对于另一个元件旋转时也是如此。

因此，电力可馈送通过电流发送元件726、通过刷子730到电流接收元件728、到车轮706，并且馈送到轮胎708中以为电力储存设备和电气设备供电，如下文进一步所述。

图8示出了用于为轮胎808中的电子设备收集能量的系统800的剖视图。该系统包括其上安装有轮胎808的车轮806，车轮806经由轮毂804可操作地连接到车轴816。

发生器(未示出)可通过车轴816可操作地连接到车轮806。发生器可以是DC电动马达，当在再生制动期间反向运行时，DC电动马达产生电流。该电力可被馈送到电流发送元件826中，该电流发送元件通过刷子830电连接到车轮806的电流接收元件828。电流发送元件826可以连接到轮毂804，并且可以相对于车轮806和电流接收元件828旋转地静止。电流接收元件828可为车轮806的一体的环形凸起部分。电流接收元件828可物理地、电气地或两者连接到车轮806。电流发送元件826和电流接收元件828都是导电的。刷子830是导电的。刷子830可连接到电流发送元件826，并且可沿着电流接收元件828的表面滑动、滚动或以其他方式平移。另选地，刷子830可连接到电流接收元件828，并且可沿着电流发送元件826的表面滑动、滚动或以其他方式平移。

当电流接收元件828连接到车轮806时，电流接收元件828与车轮806一起旋转。电流发送元件826可以是静止的，并且可以附接到轮毂804。因此，电流接收元件828相对于电流发送元件826旋转，并且刷子830在这些元件之间提供导电连接，即使当一个元件相对于另一个元件旋转时也是如此。

因此，电力可馈送通过电流发送元件826、通过刷子830到电流接收元件828、到车轮806，并且馈送到轮胎808中以为电力储存设备和电气设备供电，如下文进一步所述。

图9示出了在圆筒932的轴向外边缘上具有一对轮辋唇缘934的车轮906。车轮906可由导电材料制成，包括例如铝或钢。另外，车轮906可涂覆有导电材料，诸如镀铬。在车轮906由未涂覆的导电材料制成或涂覆有导电材料的情况下，车轮906可从轮毂、车轴或直接从发生器穿过其传输电流，如上所述。该电流可通过导电元件和/或导电金属带传导到轮胎中，如下文进一步所述。

图10示出了在圆筒1032的轴向外边缘上具有一对轮辋唇缘1034的车轮1006。轮辋唇缘1034中的至少一个轮辋唇缘包括导电区域1036。

通常，车轮诸如车轮1006可涂覆有涂料或非导电的其它涂层。这些涂层主要旨在保留车轮1006并保护其免受元素的影响，以避免腐蚀和/或氧化、简化车轮的清洁等。在这种情况下，电力可能不能像车轮906那样容易地传递到车轮1006中，因为涂层可使车轮1006电绝缘。

通常，将车轮1006安装在车辆上的过程包括将凸耳从轮毂插入车轮1006的凸耳孔(诸如上述凸耳孔207)中，然后将凸耳螺母施加到凸耳、摩擦或刮擦并且去除凸耳孔区域中的涂层，而足以允许电流在该点处从轮毂流入车轮1006中。这是由于车轮1006螺栓连接到轮毂涉及的高压金属对金属接触。然而，在将轮胎安装到车轮1006时，轮胎不会从轮辋唇缘1034充分摩擦或刮擦涂层以允许电涂层在该点从车轮1006传递到轮胎中。

当将轮胎安装到车轮1006时，轮胎的胎圈，更具体地讲，胎圈座和胎圈根部，接合轮辋唇缘1034。轮胎的充气压力轴向向外驱动胎圈与轮辋唇缘1034接触，而轮胎胎圈内的胎圈线限制胎圈的直径，从而使轮胎紧紧贴合轮辋唇缘1034。

为了确保在轮胎的胎圈座和/或胎圈根部区域中取向的导电元件能够与车轮1006的未涂覆部分电接触，至少一个轮辋唇缘1034可包括部分周向或完全周向的导电区域1036。导电区域1036可以是已经从轮辋唇缘1034移除的车轮1006的非导电涂层的区域。任选地，可将导电涂层放置在轮辋唇缘1034的其中移除了非导电涂层的部分上，以有助于车轮1006中的耐腐蚀性和抗氧化性。导电涂层可包括通过引入导电元件诸如金属片或碳元素而具有增大的导电性的涂料或油脂。

车轮1006可与具有导电元件的轮胎一起使用，该导电元件被取向在周向地位于轮胎上的单个点处，诸如下文进一步描述的轮胎2100的导电元件2142。在导电区域1036完全周向围绕车轮1006的情况下，轮胎的相对于车轮1006的角度对准并不重要，因为无论角度对准如何，导电元件2142都将接触导电区域1036。

在导电区域1036部分周向围绕车轮1006的情况下，轮胎的相对于车轮1006的角度对准必须正确取向，因为导电元件2142将仅以特定角度对准或与部分周向导电区域1036的周向长度对应的角度对准的范围接触导电区域1036。在此类实施方案中，轮胎2100和车轮1006可具有标记或其他指示符，这些标记或其他指示符可由将轮胎2100单独安装在车轮1006上标识以有利于轮胎2100在车轮1006上的适当角度对准，从而确保导电元件2142与导电区域1036之间的接触。

类似地，在车轮1006仅在其轮辋唇缘1034中的一个轮辋唇缘上包括导电区域1036的情况下，车轮1006可包括车轮1006上的标记或其他指示符，以使轮胎单独安装在车轮1006上确定哪个轮辋唇缘1034包含导电区域1036。轮胎诸如轮胎2100可仅在轮胎2100的一侧上包括导电元件2142，并且因此可包括类似的标记或指示符，以使轮胎2100单独安装在车轮上能够与轮胎和车轮的导电侧匹配，以确保导电元件与导电区域之间的接触，并且因此确保形成导电通路。

车轮1006可与具有导电元件(诸如下文进一步描述的轮胎2200的导电元件2242)的轮胎一起使用，该导电元件完全周向地围绕轮胎取向。也就是说，不管导电区域1036是部分还是完全周向的，假设导电元件2242和导电区域1036在轮胎和车轮组件的同一侧上取向，无论角度对准如何，完全周向的导电元件2242都将与导电区域接触。轮胎2200和车轮1006可包括标记或指示符，以示出轮胎2200和车轮1006中的哪一侧(如果仅有一侧)包括导电特征，使得将轮胎单独安装在车轮上可确保其正确取向。

图11示出了具有一对轮辋唇缘1134的车轮1106，其中至少一个轮辋唇缘包括至少一个导电区域1136。导电区域1136可类似于车轮1006的导电区域1036，并且可以相同的方式使用和形成。具体地讲，导电区域1136可以是轮辋唇缘1134的已移除非导电绝缘涂层或涂料的区域。

导电区域1136可在轮辋唇缘1134上的单个周向点处取向。导电区域1136可在轮辋唇缘1134上的多个周向点处取向。

车轮1106可与具有导电元件的轮胎一起使用，该导电元件被取向在周向地位于轮胎上的单个点处，诸如下文进一步描述的轮胎2100的导电元件2142。在该使用中，轮胎的相对于车轮1106的角度对准必须适当地取向，因为导电元件2142将仅以特定角度对准或对应于部分周向导电区域1136的周向长度的角度对准的范围接触导电区域1136。在此类实施方案中，轮胎2100和车轮1106可具有标记或其他指示符，这些标记或其他指示符可由将轮胎2100单独安装在车轮1106上标识以有利于轮胎2100在车轮1106上的适当角度对准，从而确保导电元件2142与导电区域1136之间的接触。

类似地，在车轮1106仅在其轮辋唇缘1134中的一个轮辋唇缘上包括导电区域1136的情况下，车轮1106可包括车轮1106上的标记或其他指示符，以使轮胎单独安装在车轮1106上确定哪个轮辋唇缘1134包含导电区域1136。轮胎诸如轮胎2100可仅在轮胎2100的一侧上包括导电元件2142，并且因此可包括类似的标记或指示符，以使轮胎2100单独安装在车轮上能够与轮胎和车轮的导电侧匹配，以确保导电元件与导电区域之间的接触，并且因此确保形成导电通路。

车轮1106可与具有导电元件(诸如下文进一步描述的轮胎2200的导电元件2242)的轮胎一起使用，该导电元件完全周向地围绕轮胎取向。假设导电元件2242和导电区域1136在轮胎和车轮组件的同一侧上取向，无论角度对准如何，完全周向的导电元件2242都将与导电区域1136接触。轮胎2200和车轮1106可包括标记或指示符，以示出轮胎2200和车轮1106中的哪一侧(如果仅有一侧)包括导电特征，使得将轮胎单独安装在车轮上可确保其正确取向。

图12示出了具有一对轮辋唇缘1234的车轮1206，其中至少一个轮辋唇缘包括至少一个导电区域1236。导电区域1236可类似于车轮1006的导电区域1036，并且可以相同的方式使用和形成。具体地讲，导电区域1236可以是轮辋唇缘1234的已移除非导电绝缘涂层或涂料的区域。为了避免或减轻在移除非导电涂层或涂料的位点处的腐蚀或氧化，导电涂层1238可作为盖放置在导电区域1236上。导电涂层1238可完全覆盖导电区域1236并用于将导电区域1236密封，使其免受可能引起腐蚀或氧化的元素、水分、空气等的影响。导电涂层1238可包括通过引入导电元件诸如金属片或碳元素而具有增大的导电性的涂料或油脂。

图13示出了由导电盖1338密封的导电区域1336。如相对于图12所述，导电区域1336可以是非导电绝缘涂层或涂料已被移除的地方。导电盖1338可用于为导电区域1336加盖并密封导电区域1336，使其免受可能引起腐蚀或氧化的元素、水分、空气等的影响。导电涂层1338可包括通过引入导电元件诸如金属片或碳元素而具有增大的导电性的涂料或油脂。

图14示出了由非导电盖1440密封的导电区域1436，以及在其间取向的导体1441。导电区域1436可基本上类似于上述导电区域1136、1236和1336。

非导电盖1440可以是用于为导电区域1436加盖并密封导电区域1436使其免受可能引起腐蚀或氧化的元素、水分、空气等的影响的多种材料中的任一种。

导体1441可包括远侧车轮接触端1441A和近侧轮胎接触端1441B。车轮接触端1441A可被取向成与导电区域1436物理接触和/或电接触，夹在车轮和非导电盖1440之间。轮胎接触端1441B可为导体1441的一部分，该部分延伸到车轮和非导电盖1440的结合部之外，并且可折叠在非导电盖1440上。这样，轮胎接触端1441B可延伸到非导电盖1440的外部，并且被取向为与轮胎(未示出)物理接触和/或电接触。应当理解，导体1441是连续导电元件，使得车轮接触端1441A和轮胎接触端1441B彼此电连接。导体1441可以是包括导电特性的金属材料带。

图15示出了接合车轮1506的轮辋唇缘1534的轮胎1508。车轮1506可包括具有至少一个导电区域1536的至少一个轮辋唇缘1534。

轮胎1508包括胎圈部分1548，该胎圈部分包括胎圈座1548A和胎圈根部1548B。如图所示，胎圈座1548A在胎圈部分1548的径向内部部分上取向，而胎圈根部1548B在胎圈部分1548的轴向外部部分上取向。胎圈座1548A和胎圈跟部1548B是轮胎1508和车轮1506之间的主接触点(这些元件已被示出为具有小间隙以更容易地指示元件之间的取向和区别，但应当注意，在实践中，这些元件将彼此牢固地连接并且可能在较大的压力下连接)。

轮胎1508包括导电元件1542，该导电元件从胎圈座1548A和胎圈根部1548B中的至少一者延伸并且沿着轮胎侧壁1550的内表面1554的至少一部分延伸。虽然仅示出了轮胎1508的一侧并因此仅示出了一个胎圈部分1548，但应当理解，轮胎1508具有两个胎圈部分1548，并且包括两个胎圈座1548A和两个胎圈根部1548B中的至少一者的两个胎圈部分1548可包括所述导电元件1542。

导电元件1542可由能够导电的多种材料中的任何一种构成，包括例如金属，或聚合物，或具有高碳含量的橡胶。导电元件1542可使用能够携载电流的电线。导电元件1542可使用在轮胎技术中通常称为“天线”的导电橡胶材料。

导电元件1542可一体地结合到轮胎1508中。导电元件1542可经由粘合剂或其他紧固机构与内表面1554层合。

在一个方面，导电元件1542为由导电橡胶材料构成的导电通路，该导电橡胶材料与轮胎胎面中使用的“天线”材料类似或相同，以从轮胎传递电力，包括静电。在一个方面，天线在轮胎1508内部取向，并且从内表面1554轴向向内和/或径向向内取向。另选地，天线被取向在轮胎1508的层之间(例如，在内衬帘布层之间，如下文所述的图23所示)。

图16示出了用于为轮胎1608中的电子设备1612收集能量的系统1600的截面示意图。电流的流动通过包括箭头的线示出。系统1600可包括电连接到轮毂1604的发生器1602，该轮毂可电连接到车轮1606。

轮胎1608可安装到车轮1606，并且可电连接到车轮1606。车轮1606的至少一个轮辋唇缘1634与至少一个胎圈部分1648之间的接触可允许电力从车轮1606传递到轮胎1608。电力可大致从至少一个胎圈部分1648的区域传递到至少一个侧壁1650，传递到至少一个胎肩1652，并进入胎面1644的总体区域。

在由轮胎1608与车轮1606接合而形成的腔室(由轮胎1608的内表面1654和车轮1606的圆筒1632界定)内的任何点处取向可在至少一个电力储存设备1610和至少一个电子设备1612处被取向。

电力储存设备1610和电子设备1612中的一者或两者可连接到轮胎1608的称为胎面区域1655的区域中的内表面1654，该胎面区域包括胎面1644。

电力储存设备1610和电子设备1612中的一者或两者可从内表面1654径向向外并从胎面1644径向向内取向，使得电力储存设备1610和电子设备1612中的一者或两者包含在内衬与主体帘布层、主体帘布层与带、带与胎面规等之间。即，电力储存设备1610和电子设备1612中的一者或两者可包含在轮胎1608的在胎面区域1655中的厚度内，而不是包含在由轮胎1608与车轮1606的接合而形成的腔室(由轮胎1608的内表面1654和车轮1606的圆筒1632界定)内。

在轮胎1608制造期间，电力储存设备1610和电子设备1612中的一者或两者可嵌入在可构成轮胎1608的任何邻接材料层之间，此类层包括但不限于：内衬、主体帘布层、胎圈填料、胶条、胎肩插入物、带、冠帘布层、胎面和侧壁帘布层。应当理解，轮胎构造可以有很大变化，并且上述列表既非旨在穷举轮胎内的每一个可能的材料层，也非包括轮胎内的每一个可能的材料层。

超过从电力储存设备1610为一个或多个电子设备1612供电所需的电力的电力可通过胎面1644中的接地路径1646传递到地面1614。与本文所述的导电元件类似，接地路径1646可以是能够导电的任何各种材料，包括天线。在一个方面，接地路径1646是天线。在操作中，轮胎1608的胎面1644接触地面1614，并且接地路径1646同样接触地面1614以允许电力传输到地面1614。接地路径1646可延伸穿过轮胎1608在胎面区域1655中的整个厚度，从内表面1654延伸到轮胎1608的外表面上的胎面1644的接触印迹。

这样，可形成从发生器1602一直到电力储存设备1610和电子设备1612的导电路径，其中超过为电子设备1612供电所需的电能的电能传递到地面1614。将该过量能量传递到地面1614的能力允许轮胎1608继续以某种方式工作，使得其上安装有轮胎1608的车辆接地，从而防止车辆中可能导致火花、电击或可能对车辆用户造成危险或不适的其他不需要的电荷的电能积聚。系统1600利用原本将直接传递到地1614的电能的部分以储存在至少一个电力储存设备1610中并且为至少一个电子设备1612供电。系统1600形成电路，该电路允许电力从发生器1602流到至少一个电力储存设备1610，并且为至少一个电子设备1612供电。

图17示出了用于为轮胎1708中的电子设备收集能量的系统1700的剖视图。系统1700包括轮毂1704、车轮1706和轮胎1708。车轮1706包括接触轮胎1708的胎圈部分1748的一对轮辋唇缘1734。

轮胎1708包括一对胎圈部分1748、一对侧壁1750、一对胎肩1752和胎面1744。轮胎1708包括内表面1754。

系统1700可以包括附加部件，诸如包括在系统1600中的那些，以允许将电力从发生器传递到至少一个电力储存设备和至少一个电子设备，如上所述。

图18示出了轮胎1808的剖视图。类似于轮胎1608和1708，轮胎1808包括一对胎圈部分1848、一对侧壁1850、一对胎肩1852、胎面1844和内表面1854。轮胎1808包括导电元件1842，该导电元件始于至少一个胎圈部分1848，并延伸到轮胎1808中至其电接触一个或多个电力储存设备的位置。

图19示出了具有施加到轮胎1908的内表面1954的导电元件1942的轮胎1908的剖视图。轮胎1908包括一对胎圈部分1948、一对侧壁1950、一对胎肩1952以及位于胎面区域1955中的胎面1944。

每个胎圈部分1948可以包括胎圈座1948A和胎圈根部1948B。至少一个导电元件1942可从至少一个胎圈部分1948沿至少一个侧壁1950、沿至少一个胎肩1952延伸，并且终止于胎面区域1955。至少一个导电元件1942可取向为接触内表面1954。

在一个实施方案中，至少一个导电元件1942从胎圈座1948A沿着内表面1954延伸并且终止于胎面区域1955。在另一个实施方案中，至少一个导电元件1942从胎圈根部1948B沿着内表面1954延伸并且终止于胎面区域1955。

内表面1954可为内衬，并且可包括丁基橡胶化合物。内表面1954可为主体帘布层。除了可从内表面1954径向向内取向的至少一个导电元件1942之外，内表面1954可为轮胎1908的径向最内表面。

图20示出了用于为轮胎2008中的电子设备2012收集能量的系统2000的剖视图。

轮胎2008包括一对胎圈部分2048、一对侧壁2050、一对胎肩2052以及位于胎面区域2055中的胎面2044。轮胎2008包括内表面2054。

每个胎圈部分2048包括胎圈座2048A和胎圈根部2048B。一个或多个导电元件2042可从一个或每个胎圈部分2048沿一个或每个侧壁2050，沿一个或每个胎肩2052延伸到胎面区域2055中。一个或多个导电元件2042在内表面2054上取向。一个或多个导电元件2042中的每一个导电元件可以源自每个胎圈座2048A。一个或多个导电元件2042中的每一个导电元件可源自一个或每个胎圈根部2048B，并且沿着一个或每个胎圈座2048A和沿着一个或每个侧壁2050延伸，依此类推，直到其到达胎面区域2055。

系统2000可包括至少一个电力储存设备2010和至少一个电子设备2012。至少一个导电元件2042电连接到至少一个电力储存设备2010。至少一个电力储存设备2010电连接到至少一个电子设备2012。

超过从电力储存设备2010向一个或多个电子设备2012供电所需的电力的电力可通过胎面2044中的接地路径2046传递到地面。与本文所述的导电元件类似，接地路径2046可以是能够导电的任何各种材料，包括天线。在一个方面，接地路径2046是天线。地面可为大地、路面或连接至大地的轮胎2008在其上操作的任何表面。在操作中，轮胎2008的胎面2044接触地面，并且接地路径2046同样接触地面以允许电力传输到地面。接地路径2046可延伸穿过轮胎2008在胎面区域2055中的整个厚度，从内表面2054延伸到轮胎2008的外表面上的胎面2044的接触印迹。

如图所示，至少一个电力储存设备2010可包含在至少一个电子设备2012内。电力储存设备2010和电子设备2012中的一者或两者可在内表面2054上取向。另选地，在轮胎2008的制造过程中，电力储存设备2010和电子设备2012中的一者或两者可嵌入在可构成轮胎2008的任何邻接材料层之间，此类层包括但不限于：内衬、主体帘布层、胎圈填料、胶条、胎肩嵌入物、带、冠帘布层、胎面和侧壁帘布层。应当理解，轮胎构造可以有很大变化，并且上述列表既非旨在穷举轮胎内的每一个可能的材料层，也非包括轮胎内的每一个可能的材料层。

图21示出了用于为轮胎2108中的电子设备2112收集能量的系统2100。

轮胎2108包括一对胎圈部分2148、一对侧壁2150、一对胎肩2152和胎面2144。

至少一个导电元件2142从至少一个胎圈部分2148，沿着至少一个侧壁2150，沿着至少一个胎肩2152延伸到胎面2144被取向在其中的胎面区域中。至少一个导电元件2142电连接到至少一个电子设备2112。至少一个电子设备2112可电连接到至少一个电力储存设备和接地路径2146。接地路径2146延伸穿过胎面2144以向地面提供电路径。在操作中，轮胎2108的胎面2144接触地面，并且接地路径2146同样接触地面以允许电力传输到地面。接地路径2146可延伸穿过轮胎2108在胎面区域2155中的整个厚度，从内表面2154延伸到轮胎2108的外表面上的胎面2144的接触印迹。

导电元件2142可取向在轮胎2108中的特定周向位置处。导电元件2142可具有周向短的长度。导电元件2142可包括线或其他导电材料诸如天线。

电子设备2112可在轮胎2108的内表面上取向。另选地，在制造轮胎2108期间，电子设备2112可嵌入在可构成轮胎2108的任何邻接材料层之间，此类层包括但不限于：内衬、主体帘布层、胎圈填料、胶条、胎肩插入物、带、冠帘布层、胎面和侧壁帘布层。应当理解，轮胎构造可以有很大变化，并且上述列表既非旨在穷举轮胎内的每一个可能的材料层，也非包括轮胎内的每一个可能的材料层。

图22示出了用于为轮胎2208中的电子设备2212收集能量的系统2200的正视图。

轮胎2208包括一对胎圈部分2248、一对侧壁2250、一对胎肩2252和胎面2244。

至少一个导电元件2242从至少一个胎圈部分2248，沿着至少一个侧壁2250，沿着至少一个胎肩2252延伸到胎面2244被取向在其中的胎面区域中。至少一个导电元件2242电连接到至少一个电子设备2212。至少一个电子设备2212可电连接到至少一个电力储存设备和接地路径2246。接地路径2246延伸穿过胎面2244以向地面提供电路径。在操作中，轮胎2208的胎面2244接触地面，并且接地路径2246同样接触地面以允许电力传输到地面。接地路径2246可延伸穿过轮胎2208在胎面区域2255中的整个厚度，从内表面2254延伸到轮胎2208的外表面上的胎面2244的接触印迹。

导电元件2242可在轮胎2208中完全周向地取向。导电元件2242可沿着轮胎2208的整个周向长度延伸。导电元件2242可包括丝网或其他导电材料，诸如天线的片。

电子设备2212可在轮胎2208的内表面上取向。另选地，在制造轮胎2208期间，电子设备2212可嵌入在可构成轮胎2208的任何邻接材料层之间，此类层包括但不限于：内衬、主体帘布层、胎圈填料、胶条、胎肩插入物、带、冠帘布层、胎面和侧壁帘布层。应当理解，轮胎构造可以有很大变化，并且上述列表既非旨在穷举轮胎内的每一个可能的材料层，也非包括轮胎内的每一个可能的材料层。

图23示出了用于为轮胎2308中的电子设备2312收集能量的系统2300的剖视图。

轮胎2308包括一对胎圈部分2348、一对侧壁2350、一对胎肩2352以及位于胎面区域2355中的胎面2344。轮胎2308包括内表面2354。轮胎2308可包括至少一个金属帘线2360，该金属帘线可在侧壁2350中的至少一个侧壁中取向。

每个胎圈部分2348包括胎圈座2348A和胎圈根部2348B。一个或多个导电元件2342可沿着一个或每个胎圈部分2348的至少一部分延伸。一个或多个导电元件2342可源自胎圈座2348A。一个或多个导电元件2342可源自胎圈根部2348B。在胎圈部分2348处或附近、或在侧壁2350处或附近、或在胎肩2352处或附近，导电元件2342刺穿内表面2354并延伸到轮胎2308的内部(内部被限定为在侧壁2350、胎肩2352和胎面区域2355的厚度内，以及在那些元件的内表面与外表面之间)。导电元件2342可刺入轮胎2308的内部并电连接至金属帘线2360。

金属帘线2360可用于某些轮胎的主体帘布层中。例如，设计用于高负载的轮胎，包括例如一些越野轮胎、一些或所有卡车和公共汽车子午线轮胎以及一些农用轮胎，可包括轮胎2308的主体帘布层中的金属帘线2360。

金属帘线2360可以是导电的，并且可以能够将电力从导电元件2342传输到电力储存设备2310和电子设备2312中的至少一者。电力可通过导电桥2356从金属帘线2360进入电力储存设备2310和电子设备2312中的至少一者。导电桥2356可穿过轮胎2308的内表面2354并电连接至金属帘线2360。导电桥2356可包括一个或多个金属销、线、钉等。导电桥2356可以能够携载电流。

电力储存设备2310和电子设备2312中的至少一者可包括闭塞屏障2358，该闭塞屏障被构造为覆盖电力储存设备2310和电子设备2312中的至少一者，并防止空气通过导电桥2356形成的穿孔进入轮胎2308内部。闭塞屏障2358可抵靠内表面2354密封并连接到该内表面。闭塞屏障2358可由丁基橡胶化合物制成，该丁基橡胶化合物可被特别设计成防止或减少大气空气从其中通过。

超过从电力储存设备2310向一个或多个电子设备2312供电所需的电力的电力可通过胎面2344中的接地路径2346传递到地面。接地路径2346可电连接到金属帘线2360。接地路径2346可直接电连接到电子设备2312。接地路径2346可以直接电连接到电力储存设备2310。与本文所述的导电元件类似，接地路径2346可以是能够导电的任何各种材料，包括天线。在一个方面，接地路径2346是天线。地面可为大地、路面或连接至大地的轮胎2308在其上操作的任何表面。在操作中，轮胎2308的胎面2344接触地面，并且接地路径2346同样接触地面以允许电力传输到地面。接地路径2346可延伸穿过轮胎2308在胎面区域2355中的整个厚度，从内表面2354延伸到轮胎2308的外表面上的胎面2344的接触印迹。

电力储存设备2310和电子设备2312中的一者或两者可在内表面2354上取向。另选地，在轮胎2308的制造过程中，电力储存设备2310和电子设备2312中的一者或两者可嵌入在可构成轮胎2308的任何邻接材料层之间，此类层包括但不限于：内衬、主体帘布层、胎圈填料、胶条、胎肩嵌入物、带、冠帘布层、胎面和侧壁帘布层。应当理解，轮胎构造可以有很大变化，并且上述列表既非旨在穷举轮胎内的每一个可能的材料层，也非包括轮胎内的每一个可能的材料层。

图24示出了用于为轮胎2408中的电子设备2412收集能量的系统2400的剖视图。

轮胎2408包括一对胎圈部分2448、一对侧壁2450、一对胎肩2452以及位于胎面区域2455中的胎面2444。轮胎2408包括内表面2454。

每个胎圈部分2448包括胎圈座2448A和胎圈根部2448B。一个或多个导电元件2442可从一个或每个胎圈部分2448沿一个或每个侧壁2450，沿一个或每个胎肩2452延伸到胎面区域2455中。一个或多个导电元件2442在内表面2454上取向。一个或多个导电元件2442中的每一个导电元件可以源自每个胎圈座2448A。一个或多个导电元件2442中的每一个导电元件可源自一个或每个胎圈根部2448B，并且沿着一个或每个胎圈座2448A和沿着一个或每个侧壁2450延伸，依此类推，直到其到达胎面区域2455。

系统2400可包括至少一个电力储存设备2410和至少一个电子设备2412。至少一个导电元件2442电连接到至少一个电力储存设备2410。至少一个电力储存设备2410电连接到至少一个电子设备2412。至少一个导电元件2442可以通过接地路径2446电连接到至少一个电力储存设备2410。

超过从电力储存设备2410为一个或多个电子设备2412供电所需的电力的电力可通过胎面2444中的接地路径2446传递到地面。与本文所述的导电元件类似，接地路径2446可以是能够导电的任何各种材料，包括天线。在一个方面，接地路径2446是天线。地面可为大地、路面或连接至大地的轮胎2408在其上操作的任何表面。在操作中，轮胎2408的胎面2444接触地面，并且接地路径2446同样接触地面以允许电力传输到地面。接地路径2446可延伸穿过轮胎2408在胎面区域2455中的整个厚度，从内表面2454延伸到轮胎2408的外表面上的胎面2444的接触印迹。

在轮胎2408制造期间，电力储存设备2410和电子设备2412中的一者或两者可嵌入在可构成轮胎2408的任何邻接材料层之间，此类层包括但不限于：内衬、主体帘布层、胎圈填料、胶条、胎肩插入物、带、冠帘布层、胎面和侧壁帘布层。即，电力储存设备2410和电子设备2412中的一者或两者可在轮胎2408的厚度内、在内表面2454和外表面(诸如胎面2444的接触印迹)之间取向。电力储存设备2410和电子设备2412中的一者或两者可被取向在轮胎2408内不损害轮胎2408的结构完整性的多个点中，只要电力储存设备2410和电子设备2412中的一者或两者电连接到至少一个导电元件2442和接地路径2446即可。应当理解，轮胎构造可以有很大变化，并且上述列表既非旨在穷举轮胎内的每一个可能的材料层，也非包括轮胎内的每一个可能的材料层。

本文所述的任何轮胎胎面可主要包括非导电材料(诸如二氧化硅)，非导电材料通常具有比轮胎中的其他橡胶元件更高的电阻。这是因为轮胎胎面被设计用于整个轮胎内的特定目的，并且最常用于轮胎胎面的材料是不导电的并且具有高电阻。

一般来说，非导电轮胎材料是具有防止车辆中的蓄积电力以足以避免电力蓄积在车辆中的不利影响的速率来放电的电阻率的那些材料。在一个实施方案中，非导电材料是具有约10¹¹Ω·cm或更大的电阻率的材料。在另一个实施方案中，非导电材料是具有约10⁹Ω·cm或更大的电阻率的材料。

一般来说，导电轮胎材料是具有允许车辆中的蓄积电力以足以避免电力蓄积在车辆中的不利影响的速率来放电的电阻率的那些材料。这些导电材料可以是用于任何导电元件(例如，导电元件1542、1842、1942、2042、2142、2242、2342和2442)、任何接地路径(例如，接地路径1646、2046、2146、2246、2346和2446)的橡胶或聚合物材料。这些导电材料可以是橡胶或本文称为“天线”的聚合物材料。

任何接地路径(例如，接地路径1646、2046、2146、2246、2346和2446)可在胎面中的一个或多个特定周向点处(例如，在从电子设备径向向外的点处)取向，或者可围绕整个胎面周向取向。

如本文所用，轮胎的内表面是指轮胎的径向面向内、轴向面向内或两者的表面。

在一个实施方案中，导电材料是具有约10⁹Ω·cm或更小的电阻率的材料。在另一个实施方案中，导电材料是具有约10⁸Ω·cm或更小的电阻率的材料。在另一个实施方案中，导电材料是具有约10⁶Ω·cm或更小的电阻率的材料。在另一个实施方案中，导电材料是具有介于约10⁵Ω·cm至约10⁹Ω·cm之间的电阻率的材料。在另一个实施方案中，导电材料是具有介于约10⁵Ω·cm至约10⁸Ω·cm之间的电阻率的材料。在另一个实施方案中，导电材料是具有介于约10⁵Ω·cm至约10⁶Ω·cm之间的电阻率的材料。应当理解，在使用较大(从体积的角度)的导电材料的情况下，那些导电材料可以能够具有较大的电阻率并实现所需的电力传递，而较小的导电材料可能需要较小的电阻率以实现所需的电力传递。

在一个实施方案中，导电材料和非导电材料的电阻率使用体积电阻率测试确定。在另一个实施方案中，导电材料和非导电材料的电阻率使用ASTM D991测试确定。

在另一个实施方案中，导电材料和非导电材料的电阻率可使用包括探针、测试夹具、电阻/电流计、热湿度计和能够读出精确到0.001英寸(0.0254mm)的测厚规的测试确定。导电材料和非导电材料的测试样本可具有约6.0英寸(152.40mm)×6.0英寸(152.40mm)×0.1英寸(2.5400mm)的尺寸。可在两个地方测量测试样本厚度，该测量精确到0.001英寸(0.0254mm)，这两个地方可为从测试样本边缘沿等分测试样本的线约2.0英寸(50.800mm)处。厚度测量中提到的测试样本边缘可彼此相邻并彼此成约90度。测量电阻率之前，将测试样本在室温下置于桌上至少1.0小时。可将测试样本在测试装置中取向，使得测试样本边缘对准导电板的边缘，该导电板经由探针连接到电阻计，这三者均位于测试样本下方。测试样本的其余三侧可均匀地悬在导电板的边缘之上。第二探针可连接到电阻计输入端，并且可放置在测试样本顶部，使其大致居于中心，而导电板被取向在测试样本下方。将测试样本和探针放置在测试夹具中之后，可由电阻计测量电阻率。在一个实施方案中，在测试测试样本电阻率前，对探针和测试夹具进行检验。

就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求书中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，该术语旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性用途。参见Bryan A.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在…中”或“到…中”而言，该术语旨在另外表示“在…上”或“到…上”。就在说明书或权利要求书中使用术语“基本上”而言，其旨在考虑制造中可达到的精确度。就在说明书或权利要求书中使用术语“选择性地”而言，其旨在指代部件的一种状况，在该状况下装置的使用者可以根据装置使用中的必要或需要而激活或停用该部件的特征或功能。就在说明书或权利要求书中使用术语“可操作地连接”而言，其旨在表示所识别的部件是以执行指定功能的方式进行连接的。如说明书和权利要求书中所用，单数形式“一个”，“一种”和“该”包括复数。最后，术语“约”与数字结合使用时，其旨在包括该数字±10％。换句话说，“约10”可意味着9至11。

如上所述，虽然本申请已通过其实施方案的描述进行了说明，并且虽然已相当详细地对该实施方案进行了描述，但申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为这样的细节或以任何方式限制为这样的细节。其他优点和修改对于从本申请中获益的本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在更广泛的方面中，本申请不限于特定细节、所示出的示例性的实例，或任何涉及的装置。可以在不偏离总体发明构思的精神或范围的情况下偏离此类细节、实例和装置。