三维物品的增材制造的制作方法

本发明涉及一种用于通过接连地熔融粉末材料的单独层而增材制造（additivemanufacturing）三维物品的方法和装置。

背景技术：

自由形式制造或增材制造是一种用于通过被施加到工作台的粉末层的所选部分的接连熔融而形成三维物品的方法。

一种增材制造装置可以包括：工作台，在其上将形成三维物品；粉末分配器或粉末分布器，其被布置成在工作台上铺设粉末的薄层用于形成粉末床；高能射束，用于将能量递送到粉末，由此发生粉末的熔融；用于控制粉末床上方能量射束发出的能量以用于通过粉末床的部分的熔融而形成三维物品的横截面的元件；以及控制计算机，其中存储信息，其关于三维物品的相继横截面。通过接连地由粉末分配器所铺设的粉末层的相继形成的横截面的相继熔融而形成三维物品。

在增材制造中，短制造时间和最终产品的高品质具有最高的重要性。最终产品的期望的材料性质可取决于控制熔融过程的能力。

ebm（电子射束熔化）是一种类型的增材制造，其中电子加速柱中的电子发射阴极是用于电子射束生成的源，所述电子射束生成继而充当用于熔化粉末材料的能量射束。一个问题是：阴极、以及连接到维纳尔杯（wehneltcup）的控制电子器件对于ebm机器中可能出现的高放电电流是非常敏感的。放电电流是真空弧放电的结果，所述真空弧放电被污染粒子触发，所述污染粒子桥接阴极与阳极之间的电加速场。污染粒子可以是从熔融过程蒸发的材料和/或出于其它原因存在于真空腔室中的污染粒子。放电电流可损坏阴极元件和/或维纳尔杯电子器件，其继而使增材制造过程停止。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种方法和装置，其阻止放电电流将损坏ebm增材制造机器中的阴极元件和/或维纳尔杯电子器件。该目的通过本文中所提供的权利要求中的特征来实现。

在本发明的第一方面中，提供了一种用于通过接连地沉积粉末材料的单独层来形成三维物品的方法，所述粉末材料的单独层被熔融在一起以便形成物品，所述方法包括如下步骤：提供至少一个电子射束源，所述电子射束源发射电子射束以用于对粉末材料进行加热或熔融中的至少一个，其中所述电子射束源包括阴极、阳极、以及在阴极和阳极之间的维纳尔杯；在维纳尔杯与阳极之间并且紧密靠近于维纳尔杯地提供护环（guardring），其中所述护环具有比维纳尔杯的孔径更大的孔径；以及通过为护环提供比维纳尔杯和阴极更高的负电位，当形成三维物品时，保护阴极和/或维纳尔杯免受真空弧放电能量电流。

本发明的示例性和非限制性优点是：保护阴极以及被连接到阴极的电子器件和/或维纳尔杯免受真空弧放电电流，这可以大大地改善增材制造过程的可靠性。

在本发明的各种示例实施例中，参考阴极电位来固定护环电位。该实施例的示例性优点是它实现起来简单并且不昂贵。

在本发明的各种示例实施例中，使护环电位与栅极杯（gridcup）电位同步，使得护环电位总是比栅极杯电位更负200-400v。该实施例的示例性优点是：护环电位的任何影响对于所有电子射束电流是等同的。

在本发明的各种示例实施例中，护环被连接到电子电路，所述电子电路专用于在真空弧放电期间维持固定的护环电位。该实施例的示例性优点是：它在真空弧放电期间防止真空弧放电在某个时间段之后从护环切换到阴极和/或维纳尔杯。所述电子电路可以用其最简单的形式，是具有足够大电容的电容器。

在本发明的各种示例实施例中，所述方法此外包括如下步骤：使维纳尔杯中孔径的中心与护环中孔径的中心对准。该实施例的示例性优点是护环将在所有方向上等同地影响电子射束。

在本发明的另一方面中，提供了一种程序元件，所述程序元件被配置和布置成当在计算机上被执行的时候实现一种用于通过接连地沉积粉末材料的单独层来形成三维物品的方法，所述粉末材料的单独层被熔融在一起以便形成物品，所述方法包括如下步骤：提供至少一个电子射束源，所述电子射束源发射电子射束以用于对粉末材料进行加热或熔融中的至少一个，其中所述电子射束源包括阴极、阳极、以及在阴极和阳极之间的维纳尔杯；在维纳尔杯与阳极之间并且紧密靠近于维纳尔杯地提供护环，其中所述护环具有比维纳尔杯的孔径更大的孔径；其中护环被提供有比维纳尔杯和阴极更高的负电位以用于当形成三维物品时保护阴极和/或维纳尔杯免受真空弧放电能量电流。

在本发明的另一方面中，提供了一种计算机程序产品，其包括其中具体化有计算机可读程序代码部分的至少一个非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读程序代码部分包括被配置用于进行以下的至少一个可执行部分：提供至少一个电子射束源，所述电子射束源发射电子射束以用于对粉末材料进行加热或熔融中的至少一个，其中所述电子射束源包括阴极、阳极、以及定位在阴极和阳极之间的维纳尔杯；在维纳尔杯与阳极之间并且紧密靠近于维纳尔杯地提供护环，其中所述护环具有比维纳尔杯的孔径更大的孔径；以及通过为护环提供比维纳尔杯和阴极的负电位更高的负电位，当形成三维物品时，保护阴极和/或维纳尔杯免受真空弧放电能量电流。

在本发明的仍另一方面中，提供了一种用于通过接连地熔融被提供在工作台上的粉末的至少一层的部分来形成三维物品的增材制造装置，所述部分对应于三维物品的接连横截面，所述装置包括至少一个电子射束源，所述电子射束源发射电子射束以用于对粉末材料进行加热或熔融中的至少一个，其中所述电子射束源包括阴极、阳极、以及在阴极和阳极之间的维纳尔杯；在维纳尔杯与阳极之间并且非常靠近于维纳尔杯地提供护环，其中所述护环具有比维纳尔杯的孔径更大的孔径；其中所述护环被提供有比维纳尔杯更高的负电位，以用于当形成三维物品时保护阴极和/或维纳尔杯免受真空弧放电能量电流。

本文中所描述的所有示例和示例性实施例在性质上是非限制性的，并且因而不应当被解释为限制本文中所述的发明的范围。仍另外地，本文中所述的优点，即使在关于特定示例性实施例被标识的情况下，不应当必定以这样的限制性方式被解释。

附图说明

因而已经一般性地描述了本发明，现在将对附图做出参考，所述附图不一定是按比例绘制的，并且其中：

图1在示意性的横截面侧视图中描绘了根据本发明的电子射束源的示例实施例；

图2在示意性视图中描绘了可具有根据图1的电子射束源的用于产生三维产品的装置的示例实施例；

图3描绘了根据本发明的方法的示例实施例的示意性流程图；

图4是根据各种实施例的示例性系统1020的框图；

图5a是根据各种实施例的服务器1200的示意性框图；以及

图5b是根据各种实施例的示例性移动设备1300的示意性框图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述本发明的各种实施例，在所述附图中示出本发明的一些而不是所有实施例。事实上，本发明的实施例可以以许多不同形式被具体化并且不应当被解释为限制于本文中所阐明的实施例。而是，这些实施例被提供使得本公开内容将满足可适用的法律要求。除非另行定义，否则本文中使用的所有技术和科技术语具有与本发明涉及的领域中的普通技术人员所通常知道和理解的相同的含义。术语“或”在本文中在可替换和结合这两个意义上被使用，除非另行指示。同样的标号贯穿全文指代同样的元件。

仍另外地，为了促进理解本发明，下面定义多个术语。本文中定义的术语具有如相关于本发明的领域中的普通技术人员所通常理解的含义。诸如“一”、“一个”和“该”之类的术语不意图仅仅指代单数实体，而是包括其中特定示例可以用于说明的一般类。本文中的术语用于描述本发明的特定实施例，但是除了如在权利要求中所概述的之外，所述术语的使用不对本发明划界。

如本文中使用的术语“三维结构”等等一般指代意图用于特定目的的所意图或实际制造的（例如一个或多个结构材料的）三维构型。可以例如借助于三维cad系统来设计这样的结构等等。

如本文中在各种实施例中所使用的术语“电子射束”指代任何带电粒子射束。带电粒子射束的源可以包括电子枪、线性加速等等。

术语“维纳尔杯”和“栅极杯”具有相同的含义并且在本文档中可互换地被使用。

图2描绘了其中可以实现根据本发明的发明方法的自由形式制造或增材制造装置21的实施例。

所述装置21包括电子射束枪6；偏转线圈7；两个粉末料斗4、14；构建平台2；构建箱（tank）10；粉末分布器28；粉末床5；以及真空腔室20。

所述真空腔室20能够经由真空系统而维持真空环境，所述系统可以包括涡轮分子泵、涡卷泵、离子泵和一个或多个阀，其对本领域技术人员是众所周知的并且因此不需要在该上下文中的另外的解释。所述真空系统由控制单元8来控制。

所述电子射束枪6生成电子射束，所述电子射束用于预加热粉末、将构建平台2上所提供的粉末材料熔化或熔融在一起，或用于已经熔融的粉末材料的后期热处理。所述电子射束枪6的至少一部分可以被提供在真空腔室20中。所述控制单元8可以用于控制和管理从电子射束枪6发射的电子射束。至少一个聚焦线圈（未示出）、至少一个偏转线圈7、用于散光校正的可选线圈（未示出）以及电子射束电源（未示出）可以被电气连接到控制单元8。在本发明的示例实施例中，所述电子射束枪6可以利用大约15-60kv的加速电压以及利用在3-10kw的范围中的射束功率而生成可聚焦的电子射束。当通过利用能量射束逐层地熔融粉末而构建三维物品的时候，真空腔室中的压强可以是10^-3mbar或更低。

粉末料斗4、14包括将被提供在构建箱10中的构建平台2上的粉末材料。粉末材料可以例如是纯金属或金属合金，诸如钛、钛合金、铝、铝合金、不锈钢、co-cr合金、镍基超合金等等。

粉末分布器28被布置成在构建平台2上铺设粉末材料的薄层。在工作循环期间，构建平台2将相对于真空腔室中的固定点被接连地降低。为了使该移动可能，在本发明的一个实施例中在竖直方向上（即在箭头p所指示的方向上）可移动地布置构建平台2。这意味着构建平台2开始于初始位置中，其中必要厚度的第一粉末材料层已经被铺设。用于降低构建平台2的手段可以例如是通过配备有齿轮、调节螺钉等等的伺服马达。所述伺服马达可以被连接到控制单元8。

电子射束可以在构建平台2上方被引导，使得第一粉末层在所选位置中熔融以形成三维物品3的第一横截面。根据控制单元8所给出的指令而在构建平台2上方引导射束。在控制单元8中，存储针对如何控制电子射束以用于三维物品的每一层的指令。三维物品3的第一层可以被构建在可以是可移除的构建平台2上、粉末床5中或在可选起始板16上。起始板16可以直接被布置在构建平台2上，或粉末床5的顶部上，所述粉末床5被提供在构建平台2上。

在第一层完成、即熔融粉末材料以用于制成三维物品的第一层之后，在构建平台2上提供第二粉末层。第二层的厚度可以通过构建平台相对于在该处构建了第一层的位置而降低的距离来确定。在各种实施例中根据与先前的层相同的方式而分布第二粉末层。然而，在用于将粉末分布到工作台上的相同的增材制造机器中可能存在可替换的方法。例如，可以经由第一粉末分布器28提供第一层，可以由另一粉末分布器提供第二层。粉末分布器的设计根据来自控制单元8的指令而自动被改变。采用单耙系统的形式的粉末分布器28，即其中一个耙正捕获从左侧粉末料斗4和右侧粉末料斗14二者落下的粉末，如这样的耙可以改变设计。

在已经在构建平台上分布了第二粉末层之后，在工作台上方引导能量射束，使得第二粉末层在所选位置中熔融以形成三维物品的第二横截面。第二层中的经熔融的部分可以被结合到第一层的经熔融的部分。第一和第二层中的经熔融的部分可以通过不仅熔化最上层中的粉末而且还再熔化直接在最上层下方的层的厚度的至少一小部分而被熔化在一起。

有时可能有必要考虑当电子命中粉末床5的时候在粉末中产生的电荷分布。电荷分布密度取决于以下参数：射束电流、电子速度（其通过加速电压给出）、射束扫描速度、粉末材料和粉末的电导率，即主要是在粉末粒之间的电导率。后者继而是若干参数的函数，所述若干参数诸如如下的非限制性示例：温度、烧结度和粉末粒大小/大小分布。

因而，对于给定粉末（即具有某个粒大小分布的某种材料的粉末）以及给定的加速电压，通过使射束电流（以及因而的射束功率）和射束扫描速度变化，有可能影响电荷分布。

通过以受控的方式使这些参数变化，可以通过增加粉末的温度而逐步地增加粉末的电导率。具有高温度的粉末获得显著更高的导电率，其导致较低密度的电荷分布，因为电荷快速地可以在大的区上扩散。如果允许粉末在预加热过程期间轻微地烧结，则该效果被增强。当导电率已经变得足够高的时候，粉末可以利用预定值的射束电流和射束扫描速度被熔融在一起，即被熔化或完全烧结。

图1在示意性的横截面侧视图中描绘了根据本发明的电子射束源100的示例实施例。电子射束源100包括阴极101、栅极杯或维纳尔杯102、护环103和阳极104。处于负电位上的阴极101处发射的电子106朝向阳极104并且最终朝向目标表面加速。栅极杯102被设置在距阴极101的预定距离处。阴极101可以被提供有分离的电源，其可以用于加热阴极，于是阴极101通过热电子发射而释放电子。

在阴极101和阳极104之间提供加速电压160。加速电压160使得从阴极101发射的电子朝向阳极104加速，因而建立电子射束106。电子射束106可以撞击在基底表面上，所述基底表面在增材制造过程中可以是粉末层。为了引导并且聚焦电子射束，可以此外布置至少一个聚焦线圈和至少一个偏转线圈。

在电子射束源100中，在阴极101和阳极104之间提供栅极杯102。栅极杯102可以被布置为具有孔径112的板。孔径112可以与阴极101对准。栅极杯102中孔径112的大小可以对应于栅极杯102的位置处的电子射束106的横截面。

栅极杯电压180可以在栅极杯102和阴极101之间提供，并且可以在负阻断电压和全功率电压之间调节，并且从而在0-最大电子射束电流之间调节电子射束电流。在图1中，阴极101可以被提供有-20kv到-100kv的负电位。

栅极杯电压180可以在负阻断电压和全功率电压之间变化。第二控制单元150可以控制栅极杯电压180以便将电子射束电流调节至期望的值，以及加速电压160和护环电压170。第二控制单元150可以是与控制单元8连接的物理上分离的控制单元，或完全被集成在控制单元8中。

阳极可以被设置到接地电位。目标表面118可以被设置到接地电位或正电位。电子射束源100还可以包括用于检测实际电子射束电流的部件。用于检测目标表面上的电子射束电流的示例手段可以是检测提供加速电压160的高电压源的实际负载。如果阴极被提供有-60kv的固定负电压，则负阻断电压可以是大约-61kv，即维纳尔杯102本身被设置在-61kv处，以用于通过栅极杯102来阻断电子。如果开始降低负阻断电压，则将允许从阴极发射的电子中的一些通过栅极杯102。通过使栅极杯电压在该示例实施例中在-61kv到~-60kv之间变化，当阴极被提供有-60kv的固定负电位的时候，电子射束电流可以从0ma-最大电子射束电流变化，所述最大电子射束电流对于阴极101的预定大小和形状以及栅极杯102中的孔径的预定大小和形状可以是25ma。其它加速电压和/或阴极101的其它大小、形状和发射率和/或栅极杯102中的孔径的其它大小和形状可影响最大电子射束电流使得它高于或低于所例示的25ma。

护环103可以被布置在维纳尔杯102与阳极104之间并且紧密靠近于维纳尔杯102。护环103可以被提供有比维纳尔杯102更负的电位以便使真空放电弧从阴极101和/或维纳尔杯102偏离朝向护环103并且到护环103上。在图1中，如果不存在护环103，则预放电通道107可以存在于阳极104与阴极101之间。然而，如果护环103被布置有比维纳尔杯102更负的电位，则可以存在阳极104与护环103之间的转向的放电通道108。护环电位170可以是固定的并且连接到足够大小的大容量电容105，用以在任何可能的真空放电期间维持其对于维纳尔杯102与阴极101的相对电压。控制电场强度的是护环电位170，所述电场强度将从阳极104到阴极101和/或维纳尔杯102的发展中的预放电弧通道107吸引并且偏离成从阳极104到护环103的经转向的放电通道108。

护环孔径114需要比维纳尔杯孔径112稍微更大，以便不干扰对从阴极101的电子发射进行控制的电场。在示例实施例中，护环103中的孔径114可以比维纳尔杯102的孔径112大10%。在示例实施例中，维纳尔杯102可以具有3mm的孔径112，并且护环103可以具有3.3mm的孔径114。

如果栅极杯电位在-61kv至-60kv之间变化，则护环电位如果被设置成固定值的话需要是大约-61.5kv。可替换地，护环电位170可以与栅极杯电位180同步，并且可以总是被设置成比栅极杯电位180更低的电位-200至-400。

在护环与维纳尔杯之间、在朝向阳极104的方向上的距离可以是几mm。

图3描绘了用于通过接连地沉积粉末材料的单独层来形成三维物品的方法的示例实施例的示意性流程图，所述粉末材料的单独层被熔融在一起以便形成物品。

在第一步骤310中，至少一个电子射束源被提供以用于发射电子射束，用于对粉末材料进行加热或熔融中的至少一个，其中所述电子射束源包括阴极、阳极、以及在阴极和阳极之间的维纳尔杯。

在第二步骤320中，在维纳尔杯与阳极之间并且紧密靠近于维纳尔杯地提供护环，其中所述护环具有比维纳尔杯的孔径更大的孔径。

在第三步骤330中，通过为护环提供比维纳尔杯和阴极更高的负电位，当形成三维物品时，保护阴极和/或维纳尔杯免受真空弧放电能量电流。

在本发明的另一方面中，提供了一种程序元件，所述程序元件被配置和布置成当在计算机上被执行的时候实现一种用于通过接连地沉积粉末材料的单独层来形成三维物品的方法，所述粉末材料的单独层被熔融在一起以便形成物品，所述方法包括如下步骤：提供至少一个电子射束源，所述电子射束源发射电子射束以用于加热和/或熔融粉末材料，其中所述电子射束源包括阴极、阳极以及在阴极和阳极之间的栅极杯，当三维物品的形成处于第一过程步骤中的时候，以第一模式控制电子射束源，当三维物品的形成处于第二过程步骤中的时候，以第二模式控制电子射束源，其中来自电子射束源的电子射束电流在第一模式中以前馈模式被控制，并且电子射束电流在第二模式中以反馈模式被控制。程序可以被安装在计算机可读存储介质中。计算机可读存储介质可以是控制单元8、控制单元150、或另一分离的且不同的控制单元。可以包括被具体化在其中的计算机可读程序代码部分的计算机可读存储介质和程序元件此外可以被包含在非暂时性计算机程序产品内。以下继而提供关于这些特征和配置的进一步的细节。

如所提及的，本发明的各种实施例可以以各种方式被实现，包括被实现为非暂时性计算机程序产品。计算机程序产品可以包括存储应用、程序、程序模块、脚本、源代码、程序代码、目标代码、字节代码、编译代码、解译代码、机器代码、可执行指令等等（本文中还被称为可执行指令、用于执行的指令、程序代码和/或本文中可互换地使用的类似术语）的非暂时性计算机可读存储介质。这样的非暂时性计算机可读存储介质包括所有计算机可读介质（包括易失性和非易失性介质）。

在一个实施例中，非易失性计算机可读存储介质可以包括软盘、柔性盘、硬盘、固态存储装置（sss）（例如固态驱动器（ssd）、固态卡（ssc）、固态模块（ssm））、企业闪速驱动器、磁带、或任何其它非暂时性磁性介质等等。非易失性计算机可读存储介质还可以包括穿孔卡、纸带、光学标记页（或具有孔或其它光学可识别标记的图案的任何其它物理介质）、压缩盘只读存储器（cd-rom）、压缩盘可重写压缩盘（cd-rw）、数字通用盘（dvd）、蓝光盘（bd）、任何其它非暂时性光学介质等等。这样的非易失性计算机可读存储介质还可以包括只读存储器（rom）、可编程只读存储器（prom）、可擦除可编程只读存储器（eprom）、电可擦除可编程只读存储器（eeprom）、闪速存储器（例如串行的、nand、nor等等）、多媒体存储卡（mmc）、安全数字（sd）存储卡、智能媒体卡、压缩闪速（cf）卡、存储棒等等。此外，非易失性计算机可读存储介质还可以包括导电桥接式随机存取存储器（cbram）、相变随机存取存储器（pram）、铁电随机存取存储器（feram）、非易失性随机存取存储器（nvram）、磁阻式随机存取存储器（mram）、电阻式随机存取存储器（rram）、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅存储器（sonos）、浮动结栅随机存取存储器（fjgram）、千足虫存储器、跑道存储器等等。

在一个实施例中，易失性计算机可读存储介质可以包括随机存取存储器（ram）、动态随机存取存储器（dram）、静态随机存取存储器（sram）、快页模式动态随机存取存储器（fpmdram）、扩展数据输出动态随机存取存储器（edodram）、同步动态随机存取存储器（sdram）、双数据速率同步动态随机存取存储器（ddrsdram）、双数据速率类型二同步动态随机存取存储器（ddr2sdram）、双数据速率类型三同步动态随机存取存储器（ddr3sdram）、rambus动态随机存取存储器（rdram）、双晶体管ram（ttram）、晶闸管ram（t-ram）、零-电容器（z-ram）、rambus直插式存储器模块（rimm）、双列直插式存储器模块（dimm）、单列直插式存储器模块（simm）、视频随机存取存储器vram、高速缓存存储器（包括各层级）、闪速存储器、寄存器存储器等等。将领会到的是在其中实施例被描述成使用计算机可读存储介质的情况下，其它类型的计算机可读存储介质可以替代上述计算机可读存储介质或附加于上述计算机可读存储介质而被使用。

如应当领会的，本发明的各种实施例还可以被实现为方法、装置、系统、计算设备、计算实体等等，如已经在本文中别处所描述的。因而，本发明的实施例可以采取执行被存储在计算机可读存储介质上的指令以执行某些步骤或操作的装置、系统、计算设备、计算实体等等的形式。然而，本发明的实施例还可以采取执行某些步骤或操作的完全硬件实施例的形式。

以下参考装置、方法、系统和计算机程序产品的框图和流程图图示而描述各种实施例。应当理解的是，框图和流程图图示中任一个的每个框分别可以部分地由计算机程序指令实现，例如作为在计算系统中的处理器上执行的逻辑步骤或操作。这些计算机程序指令可以被加载到计算机（诸如专用计算机）或其它可编程数据处理装置上，以产生特别配置的机器，使得在计算机或其它可编程数据处理装置上执行的指令实现在一个或多个流程图框中所指定的功能。

这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读存储器中，其可以引导计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式运转，使得被存储在计算机可读存储器中的指令产生包括计算机可读指令以用于实现在一个或多个流程图框中所指定的功能性的制品。计算机程序指令还可以被加载到计算机或其它可编程数据处理装置上以使得一系列操作步骤在计算机或其它可编程装置上被执行以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现在一个或多个流程图框中所指定的功能的操作。

因此，框图和流程图图示的框支持用于执行指定功能的各种组合、用于执行指定功能的操作的组合以及用于执行指定功能的程序指令。还应当理解到，框图和流程图图示的每个框、以及框图和流程图图示中框的组合可以由执行指定功能或操作的基于专用硬件的计算机系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现。

图4是可以与本发明的各种实施例相结合地使用的示例性系统1020的框图。在至少所图示的实施例中，系统1020可以包括一个或多个中央计算设备1110、一个或多个分布式计算设备1120、以及一个或多个分布式手持式或移动设备1300，所有都被配置成经由一个或多个网络1130而与中央服务器1200（或控制单元）通信。虽然图4将各种系统实体图示为分离的、独立的实体，但是各种实施例不限于该特定架构。

根据本发明的各种实施例，所述一个或多个网络1130可以能够支持根据多个第二代（2g）、2.5g、第三代（3g）和/或第四代（4g）移动通信协议等等中任何一个或多个的通信。更特别地，所述一个或多个网络1130可以能够支持根据2g无线通信协议is-136（tdma）、gsm和is-95（cdma）的通信。而且，例如，所述一个或多个网络1130可以能够支持根据2.5g无线通信协议gprs、增强数据gsm环境（edge）等等的通信。另外，例如，所述一个或多个网络1130可以能够支持根据3g无线通信协议（诸如采用宽带码分多址（wcdma）无线电接入技术的通用移动电话系统（umts）网络）的通信。一些窄带amps（namps）以及tacs、（多个）网络也可以获益于本发明的实施例，如双模或更高模式移动站（例如数字/模拟或tdma/cdma/模拟电话）所应当的那样。作为又一示例，系统1020的组件中的每一个可以被配置成根据诸如例如以下各项的技术而与彼此通信：射频（rf）、bluetooth（蓝牙）™、红外（irda）、或多个不同的有线或无线联网技术中的任一个，包括有线或无线个域网（“pan”）、局域网（“lan”）、城域网（“man”）、广域网（“wan”）等等。

尽管（多个）设备1110-1300在图4中被图示为通过相同的网络1130而与彼此通信，但是这些设备可以同样通过多个、分离的网络而通信。

根据一个实施例，除了从服务器1200接收数据之外，分布式设备1110、1120和/或1300可以此外被配置成独立地收集和传输数据。在各种实施例中，设备1110、1120和/或1300可以能够经由一个或多个输入单元或设备（诸如小键盘、触摸板、条形码扫描仪、射频标识（rfid）读取器、接口卡（例如调制解调器等等）或接收器）而接收数据。设备1110、1120和/或1130此外可以能够将数据存储到一个或多个易失性或非易失性存储器模块，并且经由一个或多个输出单元或设备而输出数据，例如通过将数据显示给操作设备的用户、或通过例如在所述一个或多个网络1130上传输数据。

在各种实施例中，服务器1200包括用于执行根据本发明的各种实施例的一个或多个功能的各种系统，包括在本文中更特别地示出和描述的那些。然而，应当理解到服务器1200可以包括用于执行一个或多个类似功能的各种可替换设备，而不偏离本发明的精神和范围。例如，服务器1200的至少一部分在某些实施例中可以位于（多个）分布式设备1110、1120和/或（多个）手持式或移动设备1300上，如对于特定应用可以合期望的那样。如将在以下进一步详细描述的，在至少一个实施例中，（多个）手持式或移动设备1300可以包含一个或多个移动应用1330，所述一个或多个移动应用1330可以被配置使得提供用于与服务器1200通信的用户接口，全部如同将同样在以下进一步详细描述的那样。

图5a是根据各种实施例的服务器1200的示意图。服务器1200包括处理器1230，所述处理器1230经由系统接口或总线1235而与服务器内的其它元件通信。还被包括在服务器1200中的是用于接收和显示数据的显示/输入设备1250。该显示/输入设备1250可以例如是与监视器相组合地使用的键盘或定点设备。服务器1200此外包括存储器1220，所述存储器1220优选地包括只读存储器（rom）1226和随机存取存储器（ram）1222二者。服务器的rom1226用于存储基本输入/输出系统1224（bios），包含有助于在服务器1200内的元件之间传递信息的基本例程。各种rom和ram配置在本文中已经在先被描述。

另外，服务器1200包括至少一个存储设备或程序存储装置210，诸如硬盘驱动器、软盘驱动器、cdrom驱动器或光盘驱动器，用于在各种计算机可读介质（诸如硬盘、可移除磁盘、或cd-rom盘）上存储信息。如本领域普通技术人员将领会的，这些存储设备1210中的每一个通过适当的接口被连接到系统总线1235。存储设备1210及其相关联的计算机可读介质提供用于个人计算机的非易失性存储。如本领域普通技术人员将领会的，上述计算机可读介质可以被本领域中已知的任何其它类型的计算机可读介质所取代。这样的介质包括例如磁带盒、闪速存储卡、数字视频盘和bernoulli卡盒。

尽管未示出，但根据实施例，服务器1200的存储设备1210和/或存储器可以此外提供数据存储设备的功能，所述数据存储设备可以存储可以由服务器访问的历史和/或当前递送数据和递送条件。在这方面，存储设备1210可以包括一个或多个数据库。术语“数据库”指代记录或数据的结构化集合，其被存储在计算机系统中，诸如经由关系数据库、分层次的数据库或网络数据库，并且因而不应当以限制性方式被解释。

包括例如由处理器1230可执行的一个或多个计算机可读程序代码部分的多个程序模块（例如示例性模块1400-1700）可以由各种存储设备1210并且在ram1222内存储。这样的程序模块还可以包括操作系统1280。在这些和其它实施例中，各种模块1400、1500、1600、1700借助于处理器1230和操作系统1280而控制服务器1200的操作的某些方面。在仍其它的实施例中，应当理解的是还可以提供一个或多个附加的和/或可替换的模块，而不偏离本发明的范围和性质。

在各种实施例中，程序模块1400、1500、1600、1700由服务器1200执行并且被配置成生成一个或多个图形用户接口、报告、指令和/或通知/警报，所有都对系统1020的各种用户可访问和/或可传输到系统1020的各种用户。在某些实施例中，用户接口、报告、指令、和/或通知/警报可以经由一个或多个网络1130可访问，所述网络1130可以包括因特网或其它可行的通信网络，如先前所讨论的。

在各种实施例中，还应当理解的是模块1400、1500、1600、1700中的一个或多个可以可替换地和/或附加地（例如复制地）在本地存储在设备1110、1120和/或1300中的一个或多个上并且可以由所述设备的一个或多个处理器执行。根据各种实施例，模块1400、1500、1600、1700可以将数据发送到一个或多个数据库、从一个或多个数据库接收数据和利用一个或多个数据库中所包含的数据，所述数据库可以由一个或多个分离的、链接的和/或联网的数据库构成。

还位于服务器1200内的是网络接口1260，其用于与所述一个或多个网络1130的其它元件对接和通信。本领域普通技术人员将领会的是服务器1200组件中的一个或多个可以在地理上位于远离其它服务器组件。此外，服务器1060组件中的一个或多个可以被组合，和/或执行本文中描述的功能的附加组件也可以被包括在服务器中。

虽然前述描述了单个处理器1230，但是如本领域普通技术人员将认识到的，服务器1200可以包括与彼此相结合地操作以执行本文中所描述的功能性的多个处理器。除了存储器1220之外，处理器1230还可以连接到至少一个接口或用于显示、传输和/或接收数据、内容等等的其它部件。在这方面，（多个）接口可以包括至少一个通信接口或用于传输和/或接收数据、内容等等的其它部件，以及可以包括显示器和/或用户输入接口的至少一个用户接口，如将在以下进一步详细描述的。用户输入接口继而可以包括允许实体从用户接收数据的多个设备中的任一个，诸如小键盘、触摸显示器、操纵杆或其它输入设备。

仍另外地，虽然对“服务器”1200做出了参考，但是如本领域普通技术人员将认识到的，本发明的实施例不限于传统上定义的服务器架构。仍另外地，本发明的实施例的系统不限于单个服务器、或类似的网络实体或大型计算机系统。包括与彼此相结合地操作以提供本文中所描述的功能性的一个或多个网络实体的其它类似架构可以同样地被使用而不偏离本发明的实施例的精神和范围。例如，与彼此协作以与服务器1200相关联地提供本文中所描述的功能性的两个或更多个人计算机（pc）、类似的电子设备、或手持式便携式设备的网状网络可以同样地被使用而不偏离本发明的实施例的精神和范围。

根据各种实施例，过程的许多单独的步骤可以或可以不通过利用本文中所描述的计算机系统和/或服务器而被实施，并且计算机实现度可以变化，如对于一个或多个特定应用可以合期望和/或有益的那样。

图5b提供了表示可以与本发明的各种实施例相结合地使用的移动设备1300的说明性示意图。移动设备1300可以由各方操作。如图5b中所示的，移动设备1300可以包括天线1312、发射器1304（例如无线电装置）、接收器1306（例如无线电装置）以及分别向发射器1304和接收器1306提供信号以及从其接收信号的处理元件1308。

分别被提供给发射器1304以及从接收器1306接收的信号可以包括根据可应用无线系统的空中接口标准的信令数据以与各种实体通信，所述各种实体诸如服务器1200、分布式设备1110、1120等等。在这方面，移动设备1300可以能够利用一个或多个空中接口标准、通信协议、调制类型和接入类型而操作。更特别地，移动设备1300可以根据多个无线通信标准和协议中的任一个而操作。在特定实施例中，移动设备1300可以根据多个无线通信标准和协议（诸如gprs、umts、cdma2000、lxrtt、wcdma、td-scdma、lte、e-utran、evdo、hspa、hsdpa、wi-fi、wimax、uwb、ir协议、蓝牙协议、usb协议和/或任何其它无线协议）而操作。

经由这些通信标准和协议，移动设备1300可以根据各种实施例、通过使用诸如以下各项的概念而与各种其它实体通信：非结构化补充服务数据（ussd）、短消息服务（sms）、多媒体消息传递服务（mms）、双音调多频率信令（dtmf）和/或订户身份模块拨号器（sim拨号器）。移动设备1300还可以将改变、插件和更新例如下载到其固件、软件（例如包括可执行指令、应用、程序模块）和操作系统。

根据一个实施例，移动设备1300可以包括位置确定设备和/或功能性。例如，移动设备1300可以包括被适配以获取例如纬度、经度、高度、地理代码、路线和/或速度数据的gps模块。在一个实施例中，gps模块通过识别视野中卫星的数目以及那些卫星的相对位置而获取数据，有时已知为日历数据。

移动设备1300还可以包括用户接口（其可以包括被耦合到处理元件1308的显示器1316）和/或用户输入接口（其耦合到处理元件308）。用户输入接口可以包括允许移动设备1300接收数据的多个设备中的任一个，诸如小键盘1318（硬或软）、触摸显示器、语音或运动接口、或其它输入设备。在包括小键盘1318的实施例中，所述小键盘可以包括常规数字（0-9）和相关键（#、*）以及用于操作移动设备1300的其它键（或引起其显示）并且可以包括一整组字母键或可以被激活以提供一整组字母数字键的键组。除了提供输入之外，用户输入接口可以被使用，例如以激活或解激活某些功能，诸如屏保和/或睡眠模式。

移动设备1300还可以包括易失性存储装置或存储器1322和/或非易失性存储装置或存储器1324，其可以是嵌入式的和/或可以可移除。例如，非易失性存储器可以是rom、prom、eprom、eeprom、闪速存储器、mmc、sd存储卡、存储棒、cbram、pram、feram、rram、sonos、跑道存储器等等。易失性存储器可以是ram、dram、sram、fpmdram、edodram、sdram、ddrsdram、ddr2sdram、ddr3sdram、rdram、rimm、dimm、simm、vram、高速缓存存储器、寄存器存储器等等。易失性和非易失性存储装置或存储器可以存储数据库、数据库实例、数据库映射系统、数据、应用、程序、程序模块、脚本、源代码、目标代码、字节代码、编译代码、解译代码、机器代码、可执行指令等等以实现移动设备1300的功能。

移动设备1300还可以包括相机1326和移动应用1330中的一个或多个。相机1326可以根据各种实施例被配置为附加的和/或可替换的数据收集特征，由此一个或多个项可以由移动设备1300经由相机而读取、存储和/或传输。移动应用1330可以此外提供一种特征，经由所述特征，各种任务可以利用移动设备1300而被执行。可以提供各种配置，如对于作为整体的移动设备1300和系统1020的一个或多个用户可以合期望的那样。

将领会到的是上述系统和方法的许多变型是可能的，并且从上述实施例的偏离是可能的，但是还在权利要求的范围内。这些发明所关于的领域中的、得益于在前述描述和相关联的附图中所呈现的教导的技术人员将想到本文中所阐明的发明的许多修改和其它实施例。因此，要理解的是本发明不限于所公开的特定实施例并且修改和其它实施例意图被包括在所附权利要求的范围内。这样的修改可以例如涉及使用多个能量射束源，而不是所例示的单个电子射束源。仍另外地，尽管在本文中采用了特定术语，但是它们仅仅在一般性和描述性意义上被使用并且不用于限制的目的。