(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動性のアディティブマニュファクチャリング装置であって、
アルゴリズムを実行し、制御信号を提供することができるコントローラーと、
前記コントローラーにより処理された第１のデジタルモデルに従って、表面を横切る所定の位置内に材料又は材料の組み合わせを堆積するアディティブマニュファクチャリングシステムであって、
固化された押し出し材料を溶融形態または半溶融形態に加熱する加熱された押し出しヘッドであって、前記押し出し材料はフィラメントに成形された押し出しヘッドと、
使用時に前記加熱された押し出しヘッドに前記フィラメントを供給し、道路上の所定の位置へ溶かされた材料を押し出す供給装置と
を有するアディティブマニュファクチャリングシステムと、
前記表面に沿って前記アディティブマニュファクチャリングシステムを移動するように動作するドライブシステムと、
前記表面のトポロジーを計測可能な画像システムであって、計測された前記トポロジーは、欠陥を特定するのに使用される、画像システムと、
前記アディティブマニュファクチャリングシステムの位置を決定し、前記ドライブシステムをガイドするナビゲーションシステムと、
少なくとも前記ドライブシステム、前記制御システム及び前記アディティブマニュファクチャリングシステムに電力を供給する電力システムと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記アディティブマニュファクチャリングシステムは、３次元プリントティングヘッドを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
提供される電気制御信号に応答して、個々に液滴を放出するノズルのアレイを備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記液滴は、水、水溶液、炭化水素ベースの溶媒、若しくは水又は炭化水素ベースの溶媒を備えるエマルジョンのうち１又は複数を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記画像システムの計測により形成された第２のデジタルモデルであって、前記第２のデジタルモデルは、前記可動性のアディティブマニュファクチャリング装置に近接した領域内の前記表面及び前記欠陥のトポロジーのデジタルモデルである、第２のデジタルモデルと、
前記アディティブマニュファクチャリングシステムに供給するための少なくとも１つの第１の材料を貯蔵可能な材料貯蔵システムであって、温度及び圧力のうちの１又は複数を制御することにより貯蔵状態を維持する、材料貯蔵システムと、
前記アディティブマニュファクチャリングシステムの前に、剥離された表面材料、ゴミ、チリ又は破片のうちの１つの上を除去する表面調整システムと、
前記可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外部に信号を送信し、前記可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外部から発生した信号を受信することが可能な通信システムであって、送信された前記信号は、無線周波数、赤外線、光又は音声のうちの１又は複数の放射を含む、通信システムと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の材料は、前記堆積を整形するための成形フォームから押し出されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記画像システムの計測により形成された第２のデジタルモデルであって、前記第２のデジタルモデルは、前記可動性のアディティブマニュファクチャリング装置に近接した領域内の前記表面及び前記欠陥のトポロジーのデジタルモデルである、第２のデジタルモデルと、
前記アディティブマニュファクチャリングシステムに供給するための少なくとも１つの第１の材料を貯蔵可能な材料貯蔵システムであって、温度及び圧力のうちの１又は複数を制御することにより貯蔵状態を維持する、材料貯蔵システムと、
前記アディティブマニュファクチャリングシステムの前に、剥離した表面材料、ダスト、ダート又は破片のうちの１つの上を除去する表面準備システムと、
前記可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外部に信号を送信し、前記可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外部から発生した信号を受信することが可能な通信システムであって、送信された前記信号は、無線周波数、赤外線、光又は音声のうちの１又は複数の放射を含む、通信システムと
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記成形フォームは壁の部分内に成形され、前記成形フォームは内部に閉じられた形状を含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記成形フォームは、クロスハッチパターン内に形成されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
表面を処理する方法であって、
制御信号を装置に送信することであって、前記装置は、
アルゴリズムを実行し、制御信号を提供することができるコントローラーと、
前記コントローラーにより処理された第１のデジタルモデルに従って、表面の所定の位置内に材料又は材料の組み合わせを堆積するアディティブマニュファクチャリングシステムであって、
固化された押し出し材料を溶融形態または半溶融形態に加熱する加熱された押し出しヘッドであって、前記押し出し材料はフィラメントに成形された押し出しヘッドと、
使用時に前記加熱された押し出しヘッドに前記フィラメントを供給し、道路上の所定の位置へ溶かされた材料を押し出す供給装置と
を有するアディティブマニュファクチャリングシステムと、
前記表面のトポロジーを計測可能な画像システムであって、計測された前記トポロジーは、欠陥を特定するのに使用される、画像システムと、
前記表面に沿って前記アディティブマニュファクチャリングシステムを移動するように動作するドライブシステムと、
前記アディティブマニュファクチャリングシステムの位置を決定し、前記ドライブシステムをガイドするナビゲーションシステムと、
少なくとも前記ドライブシステム、前記制御システム及び前記アディティブマニュファクチャリングシステムに電力を供給する電力システムと
を備えることと、
前記装置を使用して前記表面上に前記材料又は材料の組み合わせの第１の層を堆積させることと、
前記装置を異なる場所に移動させることと、
前記表面の前記異なる場所に前記表面上に前記材料又は材料の組み合わせの第２の層を堆積させることと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記表面の領域のトポロジーを計測するメトロジープロセスを実行することをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記メトロジープロセスの結果をアルゴリズムのプロセッサーによって処理することと、
前記アルゴリズムの処理に基づいて、前記アディティブマニュファクチャリングシステムを制御することと
を特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
道路を形成及び修理する方法であって、
制御信号を装置に送信することであって、前記装置は、
アルゴリズムを実行し、制御信号を提供することができるコントローラーと、
前記コントローラーにより処理された第１のデジタルモデルに従って、表面の所定の位置内に材料又は材料の組み合わせを堆積するアディティブマニュファクチャリングシステムであって、
固化された押し出し材料を溶融形態または半溶融形態に加熱する加熱された押し出しヘッドであって、前記押し出し材料はフィラメントに成形された押し出しヘッドと、
使用時に前記加熱された押し出しヘッドに前記フィラメントを供給し、道路上の所定の位置へ溶かされた材料を押し出す供給装置と
を有するアディティブマニュファクチャリングシステムと、
前記表面のトポロジーを計測可能な画像システムであって、計測された前記トポロジーは、欠陥を特定するのに使用される、画像システムと、
前記表面に沿って前記アディティブマニュファクチャリングシステムを移動するように動作するドライブシステムと、
前記アディティブマニュファクチャリングシステムの位置を決定し、前記ドライブシステムをガイドするナビゲーションシステムと、
少なくとも前記ドライブシステム、前記制御システム及び前記アディティブマニュファクチャリングシステムに電力を供給する電力システムと
を備える可動性のアディティブマニュファクチャリング装置であることと、
前記表面上に第１の材料の第１の堆積を形成することと、
前記装置を異なる場所に移動させることと、
前記表面の前記異なる場所に第２の材料の第２の堆積を形成することと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記第１の材料は、前記堆積を整形するための成形フォームから押し出されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の材料は、前記第２の材料と同一であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記堆積内にチャネルが形成されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記チャネル内にワイヤー又はファイバーが配置されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記表面及び前記第１の堆積上に車道のベッドが追加されることと、
前記ワイヤー又はファイバーを介してインターネットに接続された信号を伝送することと、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、可動性のアディティブ材料処理をサポートする方法および装置に関する。ロボット制御および人間制御される可動性は、かなりの距離にわたって特定の場所に材料を「プリントする」またはアディティブに送達するアディティブマニュファクチャリング技法と組み合わせられ得る。方法および装置は、先進型建造物および車道の生産に適用され得る。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＭＯＢＩＬＥ  ＡＤＤＩＴＩＶＥ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧという表題の２０１４年６月２０日に出願された米国非仮特許出願第１４／３１０，４４３号の優先権を主張する。また、本出願は、非仮出願変更として２０１３年６月２３日に出願された米国仮出願第６１／８３８，３０２号の優先権を主張する。本出願は、ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＭＯＢＩＬＥ  ＡＤＤＩＴＩＶＥ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ  ＯＦ  ＡＤＶＡＮＣＥＤ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ  ＡＮＤ  ＲＯＡＤＷＡＹＳという表題の２０１４年６月２０日に出願された米国非仮特許出願第１４／３１０，５５６号の優先権を主張する。
【０００３】
材料製作へのアプローチの公知のクラスは、アディティブマニュファクチャリングとして分類され得る。固体、粉末、ゲル、ガス、または液体形態を含む、様々な形態の材料は、スペースの中の目標場所の中に材料を堆積させるかまたはロックするような様式で処理され得る。
【０００４】
多数の技法は、アディティブマニュファクチャリングを行うために利用され得る。押し出しプロセスにおいて、ワイヤー形態またはフィラメント形態の材料は、ワーク領域の上に移動させられ得る押し出しヘッドによって制御される。複数の押し出しヘッドおよび押し出し材料の使用は、恒久的な構造体および一時的な構造体の両方が形成されることを可能にすることができる。押し出される材料を層または領域の中に構築することによって、複雑な形状が、３次元に形成され得る。しかし、技術は、ワークスペースの寸法によって（２次元の平面の中で移動する１または複数のヘッドの能力）、また、平面的なサポート構造体に対して垂直方向に移動するヘッドの能力の寸法によって制限される。アディティブマニュファクチャリングのこの形態についての多数の変形例が存在し得る。
【０００５】
アディティブマニュファクチャリングの異なるクラスは、ステレオリソグラフィーとして分類され得る。このクラスでは、光または熱の供給源が、スペースの中の材料を変質させるために使用され得る。いくつかのステレオリソグラフィー実装形態では、ワーク支持平面は、光活性液体または熱活性液体の中に沈められており、レーザーまたは他の光もしくは熱の供給源が、サポート構造体と液体のトップレベルとの間の液体の薄い表面層を横切ってラスターされる（rastered）。液体の中へ層の下へサポート構造体を平行移動させることによって、液体の流動性の特質は、ワーク表面または先に処理された層の上に、新しい未反応の材料の薄層を再形成する。
【０００６】
また、ステレオリソグラフィーのバージョンは、粉末形態の出発材料とともに働くことが可能である。粉末は、薄層へと形状決めされ、次いで空間的に画定され得る。レーザーが、層の一部分を固化された材料へと変質させるために使用され得る。他の例では、たとえば、電子ビームなどのような他のエネルギー供給源が、粉末を変質させるために使用され得る。金属、絶縁体、およびプラスチックを含む、様々な材料は、これらの処理技法によって３次元の形状へと形成され得る。
【０００７】
プリンティングヘッドが粉末の上に材料を堆積させるために使用されるときに、異なるタイプのプロセスが生じる。堆積物は、粉末と化学的に反応することが可能であり、または、付着された場所の中へ粉末を固める接着剤であることが可能である。高分解能プリンティング技術の普及は、このタイプのアディティブマニュファクチャリングプロセスをコスト効率の良いものにすることが可能である。
【０００８】
分野は、確立されており（アディティブマニュファクチャリングのバージョンは数十年間にわたって実施されている）、かつ、新しく発生している（新しい技法および材料が急速に画定されている）。技術は、現在、作り出され得る対象物の寸法によって制限される可能性がある。したがって、アディティブマニュファクチャリング技法および装置が独立して可動となることを可能にし得る方法および装置を開発することが望ましい可能性がある。
【発明の概要】
【０００９】
したがって、本開示は、可動性のアディティブマニュファクチャリングを可能にする方法および装置のための説明を提供する。いくつかの例では、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置は、独立した様式または自動化された様式で作用することが可能である。可動性のアディティブマニュファクチャリングを行う装置は、アディボット（Addibot）（ADDItive roBOT）と呼ばれ得る。
【００１０】
アディティブマニュファクチャリング装置の重要な性質は、コントローラーの中に存在するデジタルモデルによって駆動される、制御された様式で、材料が製品に加えられるということである可能性がある。アディティブマニュファクチャリング装置のプロセスを通して、デジタル表現が、３次元スペースに設置されている材料の物理的な近似に変換され得る。
【００１１】
したがって、本開示で開示されているいくつかの例では、アディボットと呼ばれ得る可動性のアディティブマニュファクチャリング装置は、ドライブシステムを備えるように構成され得、ドライブシステムは、表面に沿って装置を移動させるように作動することが可能である。いくつかの例では、アディボットは、物理的なテザーなしで機能することが可能である。加えて、アディボットは、ナビゲーションシステムを備えることが可能であり、ナビゲーションシステムは、他の機能の中でも、移動させられるときにトラベルすることとなる、または、移動する場合にトラベルしている、アディボットの現在の場所およびその現在の方位または方向を決定することが可能である。
【００１２】
アディボットは、アルゴリズム的機能を果たし得るコードを実行することができるコントローラーを追加的に備えることが可能である。また、いくつかの例では、そのようなコントローラーは、アルゴリズム的プロセッサーとして分類され得る。また、コントローラーは、制御信号をアディボットの他のエレメントに提供することが可能である。アディボットは、アディティブマニュファクチャリングシステムを追加的に備え、アディボットが乗っているか、または、アディボットがそのプロセスの間に移動することとなる表面を横切って、所定の場所に、材料、または、材料の組み合わせを堆積させることが可能である。アディティブマニュファクチャリングシステムは、デジタルモデルに基づいて、材料を表面に加えることが可能であり、デジタルモデルは、アディボットの中に位置付けされ得る１または複数のコントローラーの中で処理され得る。デジタルモデルの起源は、アディボットの外部で決定され得、あるいは、アディボットのセンシングまたは他のプロセスによって決定され得、またはアディボットの中のセンシング装置に関連するデータと組み合わせられる外部モデル定義の組み合わせであることが可能である。アディボットが有するシステムは、少なくともドライブシステム、ナビゲーションシステム、制御システム、および、アディボットのアディティブマニュファクチャリングシステムを動作させるように電力を提供することができる電力システムによって、電力を与えられ得る。いくつかの例では、複数の電力システムが、アディボットの中に存在することが可能である。
【００１３】
アディボットのアディティブマニュファクチャリングシステムは、デジタルモデルに基づいて、制御された方式で材料を加えることができる多くの異なるタイプおよび定義を含むことが可能である。いくつかの例では、アディティブマニュファクチャリングシステムは、３次元（「３Ｄ」）プリンティングヘッドを備えることが可能である。プリンティングヘッドは、プリンティングヘッドによる材料の押し出し、または液体もしくは溶融和された形態の材料の放出を含む、多くの標準的な様式で、材料を表面に加えることが可能である。いくつかの例では、３ｄプリンティングまたは３次元プリンティングヘッドは、ノズルのアレイを備えることが可能であり、ノズルのアレイは、ノズルに提供される電子的な制御信号に応答して、液体形態の液滴を個別に放出する。いくつかの例では、３ｄプリンティングヘッドによって処理され得る液体は、水、水または水溶液、炭化水素ベースの溶媒、水、炭化水素、または無機ベースの溶媒のうちの２つ以上の組み合わせの無機溶媒またはエマルジョンのうちの１または複数を備えることが可能である。溶液は、水、炭化水素、または無機ベースの溶媒のうちの１または複数の中で溶融和された材料を備えることが可能である。
【００１４】
別の態様では、時間の次元が含まれ得、ａ）押し出しの特定のレートおよびｂ）押し出しの特定の順序のうちの１または両方が、所望の結果を得るために制御される。したがって、実施形態は、距離に対する時間の比率および押し出しのレートを含むことが可能である。
【００１５】
いくつかの例では、アディボットは、また、画像システムを備えることが可能である。画像システムは、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置に近位の領域において、表面のトポロジーのデジタルモデルを生成させるように作用することが可能である。画像システムは、アディボットの上で、または、アディボットの中で動作することが可能であり、かつ、様々な検出スキームを使用することが可能であり、様々な検出スキームは、表面を分析するためのものであり、また、光もしくはレーザーベースのイメージング技法、または、赤外線、紫外線、もしくは他の電磁放射線源を含む他の電磁放射線ベースのイメージングを含む、表面のモデルを生成させるためのものである。いくつかの例では、画像システムは、音響ベースの放射線を利用し、アディボットの領域の中の表面を含み得るその周囲のデジタルモデルを生成させることが可能である。他の例では、アディボットは、物理的なセンサーを配備し、画像システムによって検討される領域の中の表面のトポグラフィーを決定することが可能である。アディボットの中に位置付けされているコントローラーは、画像システムの動作を開始させることが可能であり、また、画像システムが行う計測に応答して信号を受信することが可能である。他の例では、アディボットは、たとえば、自分自身の外部に位置付けされているか、または、別のアディボットの上に位置付けされている画像システムと通信することが可能である。
【００１６】
いくつかの例では、アディボットは、また、アディティブマニュファクチャリングシステムに供給されることとなる少なくとも第１の材料を貯蔵することができる材料貯蔵システムを備えることが可能である。貯蔵される材料は、いくつかの非限定的な例を述べると、固体、粉末、ゲル、液体、またはガスを含むことが可能である。いくつかの例では、材料は、ワイヤー形態であることが可能であり、または、いくつかの例では、アディティブマニュファクチャリングシステムによって設置されている物理的な固体エンティティー（entities）として存在することが可能である。材料貯蔵システムは、環境的な条件を制御することによって、材料のための貯蔵条件を維持することが可能である。制御され得る条件は、材料の温度または圧力のうちの１または複数を含むことが可能である。
【００１７】
また、いくつかの例では、アディボットは、表面準備システムを備えることが可能である。表面準備システムは、アディティブマニュファクチャリング装置の前の領域の中の表面領域から、剥離した表面材料、ダスト、ダート、および破片のうちの１または複数を除去することが可能であり得る。アディボットは移動することが可能であるので、または静止しているときに、アディボットの中のアディティブマニュファクチャリングシステムがある方向に移動するので、表面準備システムは、それ自身の上の、またはアディボットのドライブシステムの下の、アディティブマニュファクチャリングシステムが移動し得る表面の領域を、処理するように作用することが可能である。
【００１８】
またいくつかの例では、アディボットは、通信システムを備えることが可能であり、通信システムは、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外側で信号を送信することが可能であり得る。いくつかの例では、ユーザーは、１または複数の制御信号をアディボットに送信する際に、アディボットの外部の通信システムを使用することが可能である。また、通信システムは、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外側から発生する信号を受信することが可能であり得る。いくつかの例では、送信または受信される信号は、非限定的な例として、ラジオ周波数信号、赤外線信号、光信号、または音響ベースの信号もしくは放射のうちの１または複数を備えることが可能である。いくつかの例では、通信システムは、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の環境を感知するように機能することが可能である。センシングは、信号送信機能に加えて生じることが可能である。いくつかの例では、アディボットの中に複数の通信および／またはセンシングシステムが存在し得る。
【００１９】
いくつかの例では、アディボットの電力システムは、バッテリーを備えることが可能である。
【００２０】
いくつかの例では、アディボットの電力システムは、燃焼エンジンまたは他のタイプのエンジンを備えることが可能である。
【００２１】
いくつかの例では、アディボットの電力システムは、電気的なワイヤーを備えることが可能であり、電気的なワイヤーは、電力供給源に接続され得、電力供給源は、アディボットの外部に存在することが可能であり、アディボットは、また、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置とも呼ばれ得る。
【００２２】
可動性のアディティブマニュファクチャリング装置に関連する多数の方法が存在し得る。いくつかの例では、ユーザーは、信号をアディボットに送信することが可能であり、アディボットは、説明されてきた装置の例のタイプのいずれかを含むことが可能である。送信される信号は、アディボットが、アディボットのシステムを利用して、材料の第１の層を表面の上に次に堆積させることを引き起こすことが可能である。アディボットは、初期の信号に継続的に応答して第１の場所から第２の場所または異なる場所へ移動することが可能である。移動した後に、アディボットは、初期の信号にさらに継続的に応答して、材料の第２の層を堆積させることが可能である。材料の第１の層および第２の層の構成は、組成、または、厚さなどのような物理的な態様において、異なることが可能であり、または、第２の場所に位置付けされているという態様を除いて同一であることが可能である。
【００２３】
いくつかの例では、方法は、空間座標系において、アディボットと呼ばれ得る可動性のアディティブマニュファクチャリングのための装置を配向させるステップを追加的に含むことが可能である。
【００２４】
いくつかの例では、方法は、表面の領域のトポロジーを測定するために計測プロセスを行うステップを追加的に含むことが可能である。これは、典型的に、アディボットに近位の領域の中にあり、または、アディボットが移動することとなる領域の中にあることが可能である。いくつかの例では、方法の中の追加的なステップは、計測プロセスの結果を処理すること、および、アディボットのアディティブマニュファクチャリングシステムを制御するために処理の結果を使用することを含むことが可能である。
【００２５】
いくつかの例では、アディボットによるプロセスに関連する方法は、材料が水を備える層を堆積させるステップを含むことが可能である。これらの例のいくつかでは、材料がその上に堆積させられる表面は、水から構成され得る。これらの例のいくつかでは、水から構成される表面は、水が固体形態である表面であることが可能であり、それは、水氷であることが可能である。
【００２６】
１または複数のコンピューターのシステムは、システムの上にインストールされたソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、または、それらの組み合わせを有しているおかげで、特定の動作またはアクションを行うように構成され得、システムは、動作時に、システムがアクションを行うことを引き起こす。１または複数のコンピュータープログラムは、インストラクションを含むおかげで、特定の動作またはアクションを行うように構成され得、インストラクションは、データ処理装置によって実行されるときに、装置がアクションを行うことを引き起こす。１つの一般的な態様は、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置を含み、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置は、表面に沿って装置を移動させるように作動するドライブシステムと；場所および方位を決定するためのナビゲーションシステムと；アルゴリズムを実行し、制御信号を提供することができるコントローラーと；コントローラーによって処理されたデジタルモデルにしたがって、表面を横切って、所定の場所において、材料、または、材料の組み合わせを堆積させるためのアディティブマニュファクチャリングシステムと；少なくともドライブシステム、ナビゲーションシステム、制御システム、およびアディティブマニュファクチャリングシステムを動作させるために電力を提供することができる電力システムとを含む。この態様の他の実施形態は、対応するコンピューターシステム、装置、および、１または複数のコンピューターストレージデバイスの上に記録されたコンピュータープログラムを含み、それぞれは、方法のアクションを行うように構成されている。
【００２７】
実装形態は、以下の特徴のうちの１または複数を含むことが可能である。アディティブマニュファクチャリングシステムが３ｄプリンティングヘッドを含むという例を、装置は含むことが可能である。３ｄプリンティングヘッドが、ノズルのアレイを含み、ノズルのアレイは、ノズルに提供される電子的な制御信号に応答して、液体形態の液滴を個別に放出するという例を、装置は含むことが可能である。水、水溶液、炭化水素ベースの溶媒、または、水もしくは炭化水素ベースの溶媒を含むエマルジョンのうちの１または複数を含むという例を、装置は含むことが可能である。装置は、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置に近位の領域の中の表面のトポロジーのモデルを生成させるための画像システムを追加的に含む。コントローラーが、制御信号を画像システムに提供し、その動作を開始させ、計測プロセスに応答して電気信号を受信するという例を、装置は含むことが可能である。装置は、アディティブマニュファクチャリングシステムに供給されることとなる少なくとも第１の材料を貯蔵することができる材料貯蔵システムを追加的に含む。材料貯蔵システムは、温度および圧力のうちの１または複数を制御することによって、貯蔵条件を維持するという例を、装置は含むことが可能である。装置は、アディティブマニュファクチャリングシステムの前の表面領域から、剥離した表面材料、ダスト、ダート、および破片のうちの１または複数を除去することができる表面準備システムを追加的に含む。装置は、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外側で信号を送信することができ、かつ、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外側から発生する信号を受信することができる通信システムを追加的に含む。送信される信号は、ラジオ周波数、赤外線、光学的な放射、または音響ベースの放射のうちの１または複数を含むという例を、装置は含むことが可能である。通信システムは、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の環境についての情報を受信するように機能することが可能であるという例を、装置は含むことが可能である。電力システムはバッテリーを含むという例を、装置は含むことが可能である。電力システムは燃焼エンジンを含むという例を、装置は含むことが可能である。電力システムは、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の外部の電力ソースへの電気的なワイヤー接続を含むという例を、装置は含むことが可能である。方法は、空間座標系において装置を配向させるステップを追加的に含む。方法は、表面の領域のトポロジーを測定するために計測プロセスを行うステップを追加的に含む。方法は、計測プロセスの結果をアルゴリズムによって処理するステップと、計測プロセスの結果をアルゴリズムによって処理することに基づいて、アディティブマニュファクチャリングシステムを制御するステップとを追加的に含む。説明されている技法の実装形態は、ハードウェア、方法もしくはプロセス、またはコンピューターアクセス可能な媒体の上のコンピューターソフトウェアを含むことが可能である。
【００２８】
１つの一般的な態様は、表面を処理するための方法を含み、それは、制御信号を装置に送信するステップを含み、装置は、表面に沿って装置を移動させるように作動するドライブシステムと；場所および方位を決定するためのナビゲーションシステムと；アルゴリズムを実行し、制御信号を提供することができるコントローラーと；コントローラーによって処理されたデジタルモデルにしたがって、表面を横切って、所定の場所において、材料、または、材料の組み合わせを堆積させるためのアディティブマニュファクチャリングシステムとを含む。また、方法は、少なくともドライブシステム、ナビゲーションシステム、制御システム、およびアディティブマニュファクチャリングシステムを動作させるために電力を提供することができる電力システムを含む。また、方法は、装置を利用して、材料の第１の層を表面の上に堆積させるステップを含む。また、方法は、異なる場所に装置を移動させるステップを含む。また、方法は、材料の第２の層を、表面の異なる場所の上に堆積させるステップを含む。この態様の他の実施形態は、対応するコンピューターシステム、装置、および、１または複数のコンピューターストレージデバイスの上に記録されたコンピュータープログラムを含み、それぞれは、方法のアクションを行うように構成されている。
【００２９】
実装形態は、以下の特徴の１または複数を含むことが可能である。方法は、空間座標系において装置を配向させるステップを追加的に含むことが可能である。方法は、表面の領域のトポロジーを測定するために計測プロセスを行うステップを追加的に含むことが可能である。方法は、計測プロセスの結果をアルゴリズムによって処理するステップと、計測プロセスの結果をアルゴリズムによって処理するステップの結果に基づいて、アディティブマニュファクチャリングシステムを制御するステップとを追加的に含むことが可能である。説明されている技法の実装形態は、ハードウェア、方法もしくはプロセス、または、コンピューターアクセス可能な媒体の上のコンピューターソフトウェアを含むことが可能である。
【００３０】
実装形態は、以下の特徴の１または複数を含むことが可能である。方法は、支持表面を提供するステップを追加的に含むことが可能であり、支持表面は、選択されたスペクトルの領域の中の光に対して透明であることが可能である。方法は、デジタルモデル、および、それらの環境の中のナビゲーション信号を備えるアディボットのナビゲーションシステムの通信に基づいて、所与の場所へアディボットを配向させるステップを追加的に含むことが可能である。いくつかの例では、アディボットは、それがその上に乗る支持表面の上に位置付けされている場所情報を検出することが可能である。方法は、アディボットのコンポーネントを作り出す光の作用によって、表面の下の材料を照射するステップを追加的に含むことが可能である。いくつかの例では、コンポーネントを作り出す光は、レーザー放射線を放出することが可能である。他の例では、作り出される光は、他の供給源からの集束された強い光であることが可能である。いくつかの例では、支持表面の下のワーク製品は、材料の層の下に位置付けされ得る。材料は、選択されたスペクトルの性質の光によって照射すると化学的な性質または物理的な性質を変化させ得る液体形態または粉末形態の材料を備えることが可能である。いくつかの例では、材料の層の上に放射線を受けた後に、次のアクションは、材料の別の層を形成させるための能力を生成させるために、ワーク製品を低下させるステップを含むことが可能である。
【００３１】
いくつかの例では、壁部は、一度に１つの層のための成形パターンの設置によって形成され得る。その後に、材料は、成形パターンの形状で形成された堆積物の中に充填され、固化された形態を形成することが可能である。成形材料の堆積物を充填することと一致する形態で取り扱われ得る材料であって、材料が、次いで、それ自身の内部反応によって、または、外力もしくは相互作用によって固化され得る、材料は、固化する材料であると考慮され得る。セメント、アスファルト、およびポリマー前駆物質は、固化する材料のいくつかの例を備えることが可能である。いくつかの例では、成形されたパターンは、それらの中に、内部に閉じた形状を有することが可能であり、また、材料が、成形パターンによって形成された堆積物の中に充填されるとき、それは、これらの内部に閉じた形状を充填しなくてもよい。いくつかの他の例では、成形材料の多数の層は、成形されたパターンの中へ材料が充填される前に、アディボットを層から層へ持ち上げることによって形成され得る。
【００３２】
いくつかの例では、成形されたパターンは、画定された多数の内部領域を有することが可能である。内部領域のいくつかは、材料によって充填され、壁部タイプ構造体を生成させることが可能である。他の内部領域は、充填されない状態で残され得、または、非限定的な例として電気的なワイヤーなどのような他の材料で充填され得る。いくつかの例では、成形されたパターンは、新規かつ先進型の車道を生成させるために使用され得る。様々なパターンは、車道を補強するための特徴部を形成し得る単一の層構造体を形成することが可能である。他の例では、キャビティーまたはチャネルは、成形材料の中に形成され得、成形材料を通して、ワイヤー、または導電性の材料の他の形態が設置され得る。
【００３３】
結果として生じる構造体は、先進型車道のためのインフラストラクチャーを生成させることが可能であり、それを通して、電気信号が通信され得る。いくつかの例は、電力および充電用の電気的なデバイス、車道の中の様々な種類の送信器、および、車道に沿った様々な種類の送信器を含むことが可能である。いくつかの送信器は、有線手段を介して通信することが可能であり、他の送信器は、少なくとも部分的に無線手段によって通信することが可能である。本開示において説明されているような構築された車道の中に、場所に関する信号伝達情報、車道、または車道の中のセンサーの状況に関連する信号伝達情報を制御または発生させるためのデバイスが存在することが可能である。いくつかの例では、車道システムは、車道の経路に沿ってデータを送信するように構成され得る。いくつかの例では、車道に沿った送信は、完全に無線の通信を備えることが可能であり、他の例では、無線および有線の組み合わせが、場合によってはロードベッドの下の経路の一部分とともに、生じることが可能である。また、システムから、車道の近所の機器への、ならびに、近隣の商業用のおよび住宅用の構造体への通信が存在することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
添付の図面は、本明細書の一部に組み込まれており、また、本明細書の一部を構成しており、添付の図面は、本発明のいくつかの例を図示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。
【図１】可動性の自動化されたアディティブマニュファクチャリング装置の例示的な一般的コンポーネントのブロック図である。
【図２】氷表面処理に関して有用であり得る例示的なアディボットの斜視図である。
【図３】ドライブコンポーネントと処理中の表面との非相互作用を可能にし得るドライブシステムを備えるアディボットの代替的な例の斜視図である。
【図４】トレーラーとしてのフロントドライブシステムに接続されているアディボットの例示的な描写を図示する図である。
【図５】大きい高さ成分を備える表面を横断して処理するための例示的なアディボット設計を図示する図である。
【図６】製品を形成するために一緒に加えられる材料のシートの表面の上にアディティブマニュファクチャリング構築プロセスを行う最中の例示的なアディボットを図示する図である。
【図７】アディボットの様々な例において有用であり得るプロセッサーおよびコントローラーを図示する図である。
【図８】アディボットの様々な例に関連する例示的な方法を図示する図である。
【図９】垂直方向の成分を有する表面を横断して処理するためのアディボット設計の例を図示する図である。
【図１０】垂直方向の成分を有する表面を横断して処理するための吊り下げ式のアディボット設計の例を図示する図である。
【図１１】垂直方向の成分を有する表面を横断して処理するための支持されているアディボット設計の例を図示する図である。
【図１２Ａ】表面の上の透明なサポートの上でアディボットを動作させるための例示的なシステムを図示する図である。
【図１２Ｂ】表面の上の透明なサポートの上でアディボットのチームを動作させるための例示的なシステムの上面図である。
【図１２Ｃ】例示的な押し出しコンポーネントの図である。
【図１２Ｄ】成形された押し出される特徴部を生成させる際に有用であり得る代替的な例示的な押し出しコンポーネントの図である。
【図１２Ｅ】コンポーネントの繰り返される使用によって形成され得る代替的な例示的な押し出しコンポーネントおよび構造体の図である。
【図１３Ａ】壁構築のための例示的な形状の例示的な成形コンポーネントを含有するアディボットの一部分の斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに図示されているアディボットの一部分の斜視図であり、成形コンポーネントが、成形の後の位置で図示されている図である。
【図１３Ｃ】壁部構造体を生成させるために使用中の例示的なアディボット成形コンポーネントの継続的進行を図示する図である。
【図１４Ａ】アディボットによって形成され得る例示的な先進型車道構造体を図示する図である。
【図１４Ｂ】先進型車道の特徴部と協調する例示的なアディボットを図示する図である。
【図１５】修理プロセスを必要とする特徴部を備える例示的な車道を図示する図である。
【図１６Ａ】例示的なポットホールタイプ道路欠陥の修理に関連する例示的な方法を図示する図である。
【図１６Ｂ】例示的なクラックタイプ道路欠陥の修理に関連する例示的な方法を図示する図である。
【図１７】車道構築および修理において使用されるアディボットによって用いられるそれらの能力と同様の方式で、先進型の車道と相互作用することができる例示的な輸送車両と協調する例示的な車道を図示する図である。
【図１８】アディボットの様々な例に関連する例示的な方法を図示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本開示は、可動性の自動化されたアディティブマニュファクチャリングのための方法および装置に関する。本明細書で使用されているように、「可動性の自動化されたアディティブマニュファクチャリング」は、トラックまたはレールのない表面の上のアディティブマニュファクチャリング装置の移動運動（locomotion）の制御を含むことが可能である。
【００３６】
図１、１００を参照すると、例示的な可動性のアディティブマニュファクチャリングシステム（１１０）のいくつかのエレメントが見出され得る。システムは、表面の上のマニュファクチャリングシステムの輸送を可能にするドライブシステム１２０を有することが可能である。ドライブシステム１２０は、平坦なトポグラフィーおよび形状決めされたまたは湾曲したトポグラフィーの両方の上で装置を移動させるように機能することが可能である。ドライブシステム１２０は、ホイール、ボール、トラック、または、当技術分野で知られている他の搬送の手段の上で機能することが可能である。いくつかの例では、自動車またはトラックフレームの使用が、トレーラー、またはフレーム自身に対する直接的な修正のいずれかとともに使用され得る。ドライブシステム１２０は、エンジンまたはモーターを備えるドライブメカニズムを組み込むことが可能であり、エンジンまたはモーターは、ホイールなどのような搬送エレメントに作用することが可能であり、またはトランスミッションおよび車軸を利用し、搬送エレメントを駆動することが可能である。方向制御またはステアリング制御の様々な形態が可能であり得る。いくつかの例では、搬送エレメントに作用する複数のモーターのディファレンシャル制御が、方向制御を可能にし得る。他の例では、方向制御は、そのドライブの意味以外の方式で搬送エレメントを移動させるステアリングシステムによって機能することが可能である。
【００３７】
可動性のアディティブマニュファクチャリングシステム１１０は、ナビゲーション、制御、およびセンシングシステム１３０を含むことが可能であり、ナビゲーション、制御、およびセンシングシステム１３０は、所望の精度の程度にまで現在の場所を決定し、かつ、その場所でのデバイスの配向を決定するように機能することが可能である。そのような情報は、ナビゲーションシステムを通して方向制御をレギュレートする際に、および、速度などのような他の制御変数を決定する際に、有用であり得る。センシングシステムは、その場所における、およびいくつかの例では、システムの場所の下の表面における、温度および湿度などのような、他の環境情報を制御システムに提供することが可能である。加えて、センサーおよびナビゲーションエレメントは、また、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置の環境における障害物の認識を提供するように機能することが可能である。別々の画像、測定、および検査システムが、いくつかの例では存在し得（以下の議論は、これを詳細に議論している）、制御エレメントまたはセンシングエレメントとインターフェース接続することが可能である。制御エレメントは、様々な形態のデータを受信することが可能であり、また、コンピューターハードウェアおよびプログラミングアルゴリズムを利用してデータを処理することが可能である。処理は、制御信号を作り出し、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置に係合し、環境変化を作り出すことが可能であり、それは、たとえば、様々な形態の材料を加え、平坦な表面、画定されたトポグラフィーの表面、または、様々なタイプの欠陥が材料の追加によって影響を及ぼされる表面などのような、３次元の表面性質を生成させることなどである。他の例では、材料の追加は、イメージ、または、例としてスリップ抵抗コーティングまたはトレッドクリーニング機能などのような、別の機能的態様を生成させるために使用され得る。
【００３８】
ナビゲーションエレメントは、場所認識を発生させるために様々なプロトコルを利用することが可能である。たとえば、エレメントは、ＧＰＳ技術を利用することが可能である。他の例では、ローカルトランシーバーネットワークが、ＲＦシステム、または、レーザーベースのシステムなどのような光ベースのシステムの使用を通して、テレメトリーローカル相対的場所認識（telemetry local relative location awareness）を提供することが可能である。このローカルシステムは、アウトドアの領域の中で機能することが可能であり、あるいは、建物の中で機能するようにセットアップされ得る。携帯電話ベースのテレメトリー、および、地震場所検出などのような他のスキームが、テレメトリーに関する情報を提供することが可能である。いくつかの例では、ナビゲーションエレメントは、たとえば、装置の移動を制御するために必要とされる精度にまで、第１次のテレメトリーを提供することが可能である。画像システム（議論されることとなる）または他のセンシングエレメントは、場所のキャリブレーションに関して、次に高い精度を提供することが可能である。場所マークは、表面の上または表面の中に存在することが可能であり、たとえば、カメラシステムなどのようなセンサーは、場所マークをピックアップし、ナビゲーションシステムおよび制御システムをキャリブレートすることが可能である。道路または駐車場の上で見出されるものなどのような、物理的に画定されたラインなどのような様々な他の参照エレメントは、ナビゲーション制御システムのタイプのものであることが可能である。一層さらなる例は、ナビゲーション情報システムを生成させるために伝導性ワイヤーを埋め込むことを伴うことが可能である。そのような伝導性ワイヤーのグリッドは、キャリブレートされたワークフロア（work floor）を相当な精度で生成させることが可能である。一層さらなる例では、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置によって作用されることとなる表面は、一時的な表面であることが可能であり、一時的な表面自身は、移動させられ得る。一時的な材料のシートが、表面として機能することが可能であり、また、これらのシートは、同様に、埋め込まれた導体などのような着色および／または物理的なエレメントを含み、ナビゲーションエレメントのためのテレメトリー信号を提供することが可能である。
【００３９】
ナビゲーション、制御、およびセンシングシステム１３０は、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置がその処理において辿る経路を画定するように機能することが可能である。他の例では、経路自身は、所望のトポグラフィーの設計の計算に入れられ得る。たとえば、いくつかの例では、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置（アディボット）が道路表面に沿ってトラベルし、かつ、それがトラベルするときの表面の、それが測定または決定する態様に基づいて、アディティブマニュファクチャリングを行うことが必要である可能性がある。他の例では、表面を横切って堆積させられることとなる特徴部の形状は、ナビゲーションシステムの制御に関与し、アディティブマニュファクチャリングエレメントがアディティブプロセスをさらに制御することができる場所へ、アディボットを移動させることが可能である。これらのケースでは、アディボットの経路は、最終結果を発生させるためにそれがしたがうモデルに基づいて、恣意的に複雑であることが可能である。
【００４０】
ここで、再び図１を参照すると、アディティブマニュファクチャリングエレメント１４０が表され得る。当技術分野で知られている様々な技法は、アディティブマニュファクチャリングエレメントとして含まれ得、それは、たとえば、押し出しヘッド、ステレオリソグラフィー処理ヘッド、および材料プリンティングヘッドを含む。ステレオリソグラフィーの変更されたバージョンは、液体材料の薄膜を表面の上に適用することによって生じることが可能であり、表面は、次いで、硬化された表面を生成させるために、それに続いて処理される。未反応の材料が除去される場合には、それに続く液体反応物質の適用が、次の層を構築し始めることが可能である。
【００４１】
材料プリンティングヘッドは、性質の多様性を有することが可能である。非常に微細な分解能を備えるプリンティングヘッドが利用され得る。他の例では、より大きい材料の体積が、グロス分解能を有するヘッドによってプリントされ得る。例として、プリンティングヘッドは、おおよそミリメートルにサイズ決めされる液滴が形成され得るようなオリフィスサイズを有するプリンティングヘッドの列を有することが可能である。そのような液滴は、１：１０００分解能からの液滴のものよりも、おおよそ１０〜１００，０００倍の体積を有することが可能である。ミリメートル直径液滴の体積は、約０．４マイクロリットルの推定体積を有することが可能である。
【００４２】
いくつかの例では、アディティブプロセスは、構造体を構築するために表面の上に材料の液滴を堆積させるプリンティングヘッドなどのようなエレメントに関連することが可能である。ステレオリソグラフィーでは、エネルギー供給源が、液体を固化された材料に転換させるために使用されるが、これらの他の例では、材料の液滴は、表面と反応するか、または、たとえば冷却によってなどのような他の主因（principals）によって固化するかのいずれかであることが可能である。また、異なる材料の液滴の組み合わせは、固化された材料を結果として生じさせる反応を結果として生じさせることが可能である。
【００４３】
また、アディティブマニュファクチャリングエレメントは、選択領域において、色もしくはパターンまたは他の物理的特性を変化させる材料を加えるように機能することが可能である。アディティブマニュファクチャリングのこのタイプのバージョンは、粉末がアディティブプロセスにおいて堆積させられるときに生じることが可能である。粉末は、ラインまたは他の境界を生成させることが可能である。これらの例のいくつかでは、それに続く粉末形態のシーリングが、別のアディティブマニュファクチャリングプロセスによって堆積させられ得る。
【００４４】
いくつかの例では、アディティブマニュファクチャリングエレメントは、レーザーまたはイオンビームなどのようなエネルギー供給源であることが可能である。エネルギー供給源は、画定された領域において、液体材料が固化することを引き起こすために使用され得る。液体材料は、アディボットによって加えられるか、または、他の手段によって存在することが可能である。例として、アディボットは、比較的に任意のサイズの液体貯蔵部の上に着座し得る透明な表面の上に乗ることが可能である。レーザーを備えるアディボットが、透明な表面の上に乗り、所望の場所において、貯蔵部の表面層に照射することが可能である。層が処理された後に、透明な表面の下のワーク材料は、層厚さだけ透明な表面から離れるように移動させられ得、また、アディボットは、再び、透明な表面の上で移動し回り、下の重合可能な材料を撮像するために表面を通して照射することが可能である。
【００４５】
これらの様式で使用され得る様々なアディティブマニュファクチャリングエレメントは、可動性の自動化されたアディティブマニュファクチャリングと一致する技術を備える。
【００４６】
アディティブマニュファクチャリングエレメント１４０は、可動性のアディティブマニュファクチャリングシステムの一部であることが可能である。このタイプのシステムと一致する多数のタイプのアディティブマニュファクチャリングエレメントが存在し得る。たとえば、いくつかの例では、加えられることとなる材料は、その発生期の形態または処理された形態のいずれかにおいて、液体形態で見出され得る。液体材料は、液滴放出プリンティングスキームによって処理され得る。いくつかのプリンティングエレメントは、ＭＥＭＳジェットプリンティングエレメントから構成され得る。他の例では、プリンティングエレメントは、制御された量の液体を投入するために開閉するバルブのアレイから構成され得る。一層さらなる例では、液体ストリームは、液体のストリームがエレメントの下方に解放されることを許容しない機械的なシャントの存在によって、制御され得る。実際に、任意の液体制御メカニズムは、典型的に、エレメントのアレイで配備されており、材料の投入に対する空間的な制御を可能にすることが可能であり、可動性のアディティブマニュファクチャリングシステムの中の液体のためのアディティブマニュファクチャリングエレメントを備えることが可能である。
【００４７】
図１では、材料貯蔵システム１５０が見出され得る。説明されてきたように、アディボットによって処理され得る材料の多数のタイプおよび形態が存在し得る。いくつかの例では、フィラメント形態の材料が使用され得る。他の例では、様々な種類の液体が用いられ得る。そして、一層さらなる例では、粉末形態の材料などのような固体が利用され得る。これらのケースのそれぞれにおいて、特定の種類の中に多数の材料オプションが存在し得る。標準的なＡＢＳプラスチックフィラメントまたは他のプラスチックフィラメントが存在し得る。いくつかの例では、ファイバークラスフィラメントなどのような他のファイバーは、たとえば、ファイバーグラスフィラメントとのエポキシ樹脂組み合わせなどによって、複合処理において利用され得る。液体形態では、材料の多種多様性が使用され得、樹脂、光活性材料、および熱活性材料を含む。液体形態の他の材料は、大気条件において固体であることが可能であるが、材料液体を作製する条件においてアディティブマニュファクチャリングシステムによって処理され得る。粉末形態の例は、熱活性材料および光活性材料であることが可能であり、あるいは、他の堆積させられた材料との組み合わせで、堆積させられた固体材料を結果として生じさせるように反応を生じさせる材料であることが可能である。従来技術において、数個の材料を挙げると、金属、絶縁体、およびセラミックが、粉末形態の材料の処理によって形成され得る。他の例では、堆積させられる粉末は、表面の上で粉末形態のままであることとなる。
【００４８】
アディボットとともに可能であり得る様々な材料の例では、アディボットの上の環境的な貯蔵条件が、重要である可能性がある。したがって、材料貯蔵システム１５０は、いくつかの例を述べると、材料貯蔵の温度、圧力、大気ガスもしくは真空条件、および湿度などのような、多数の環境的な条件に対する制御を有することが可能である。したがって、アディボットのための材料貯蔵システムは、重要な環境的な条件に関する制御システムを有することとなる。貯蔵システムは、アディボットの中に位置付けされている材料の自動化されたまたは非自動化された補充または交換を可能にすることを必要とすることとなる。いくつかの例では、複数の材料貯蔵システムの様々な組み合わせが存在することが可能である。たとえば、粉末貯蔵システム、および粉末形態用のアディティブマニュファクチャリングエレメントは、同じアディボットシステムの上の液体貯蔵システムおよび液体形態用のアディティブマニュファクチャリングエレメントと組み合わせられ得る。一層さらなる代替例では、２つの異なる形態の材料が、２つの材料タイプを同時に処理するように設計されている単一のアディティブマニュファクチャリングエレメントをフィードする異なる貯蔵システムと組み合わせられ得る。
【００４９】
他の例は、固体を分散させるためのアディティブマニュファクチャリングエレメントを有することが可能である。エレメントは、材料がアディティブマニュファクチャリングヘッドによって形成されることを可能にするようにゲル化され得る材料のエレメントを押し出すことが可能である。また、押し出しエレメントは、ゲル化された形態のまたは部分的に溶かされた形態の押し出された材料の小さいピースを堆積させることが可能である。レーザーまたは他の高エネルギー供給源は、それが押し出されているときに、押し出しプリンティングヘッドから小さいピースを切断することが可能である。他の例では、材料は、３次元の形状へと形成されるときに切断されない。
【００５０】
また、固体は、粉末形態で分散させられ得る。粉末は、液体が分散させられ得る様式で分散させられ得るエマルジョンとして、溶媒の中で運搬され得る。他の例では、粉末は、それが表面の上に落下させられるかまたは押し進められるときに、バルブまたはシャントによって制御され得る。
【００５１】
表面に加えられる様々な材料は、固化された表面を形成するためにさらに処理され得る。場合によっては、材料は、光または他のエネルギーを用いて処理され、材料を加熱し、またはそうでなければ材料を反応させ、固化された結果物を形成することが可能である。他のケースでは、化学反応は、第２の材料を加えることによって生じることが引き起こされ得る。そのようなケースでは、アディティブマニュファクチャリングエレメントは、制御エレメントから構成され、液体および固体または複数の液体を分散させることが可能である。加えて、システムは、熱的作用または光化学的な作用などによって材料をポスト処理するためのエレメントを含むことが可能である。これらのポストプロセスエレメントは、アディティブマニュファクチャリングエレメントの上に位置付けされ得、または、システムの他の部分の中に位置付けされ得る。また、いくつかの例では、ポストプロセスは、表面に固化されておらず、付着されておらず、または取り付けられていない材料から、表面を洗浄し、またはきれいにする処理を含むことが可能である。これらの処理は、ワーク表面の上に残っている固体、粉末、または液体材料を除去する処理、たとえば、バキューミングまたはスイーピングを含むことが可能である。除去される材料は、材料貯蔵システムの中へリサイクルされ得、または、廃棄物受容部へ移動させられ得る。同様の方式で、材料を除去するためのポストプロセスステップは、アディティブマニュファクチャリングエレメントの上に含まれるエレメントによって行われ得、または、追加的に、可動性のアディティブマニュファクチャリングシステムの中に含まれる他のエレメントであることが可能である。
【００５２】
様々なアディティブプロセスの結果は、様々な様式によって測定され、モデル化された表面トポロジーに対する結果の適合性を検証することが可能である。検査システムまたは画像システム１６０は、これらの測定を行い、結果を制御することが可能である。また、いくつかの例では、表面は、同様のまたは同一の計測エレメントを用いて検討され、トポロジーの存在を決定することが可能である。アディティブマニュファクチャリングステップの前にそのような測定を見る別の方式は、たとえば、平坦な表面を形成するために処理されることを必要とし得る欠陥、クラック、または割れ目に関して、表面を検査するべきであり得る。したがって、画像システム１６０が、実際に、システムの中で複数回生じることが可能である。事前測定が、第１の測定エレメントによって行われ得、ポスト処理測定が、第２の測定エレメントによって行われ得る。表面トポロジーを測定するための多数の様式が存在し得る。例として、光またはレーザーベースの計測システムが、表面をスキャンし、反射されたまたは散乱させられた光の角度を分析し、トポロジーを決定することが可能である。同様のスキャニングシステムは、たとえば、赤外線またはＵＶ放射線のような、可視スペクトルの外側の音響信号または電磁信号のような他の入射エネルギーに基づいて、使用され得る。
【００５３】
異なるタイプの計測システムは、形状測定から結果として生じることが可能であり、センシングエレメントのアレイが、表面を横切って引っ張られ、表面のトポロジーの変化の上を移動することによって撓ませられ得る。撓む針またはスタイラスのアレイは、表面の上を引きずられ得る。代替的な例では、感圧表面が、検討時に、表面の上を引っ張られ得る。
【００５４】
可動性の自動化されたアディティブマニュファクチャリングシステムが作用する表面は、その上に存在する移動可能な欠陥を有する可能性がある。これは、一般に、たとえば、ダストまたはダートとして分類され得る。表面の準備のためのエレメント１７０が、アディボットの中に位置付けされ得る。場合によっては、材料は、スイーピングまたはバキューミングプロセスによって除去され得、スイーピングまたはバキューミングプロセスは、表面からそれらを除去する領域の中へ粒子を移動させる。除去の他の方法は、スイーピングまたはバキューミングを交換するかまたは補うことが可能であり、それは、表面をきれいに「吹き飛ばす」ことができる加圧ガスプロセスを含むことが可能である。また、静電気プロセスが存在し得、静電気プロセスは、電荷で粒子を帯電させ、それに続いて、帯電されたプレートにそれらを引き付けることが可能であり、帯電されたプレートは、粒子を離れるように引き付ける。また、クレンジングプロセスは、溶媒ベースのクリーニングプロセスを備えることが可能であり、溶媒ベースのクリーニングプロセスは、それに続いて、アディボット技法の組み合わせで、以前に述べられている様式で除去され得る。第１のアディボットは、様々な様式で表面を事前処理するように機能することが可能であり、一方、第２のアディボットは、トポグラフィーを変更するアディティブマニュファクチャリングプロセスを行う。
【００５５】
図１を参照すると、可動性のアディティブマニュファクチャリングシステムの別のエレメント、すなわち通信システム１８０が見出され得る。一般に、アディボットは、機能を果たすために組み合わせで使用され得る。それらの機能を効果的に果たすために、アディボットが互いに通信することができるということが重要である可能性がある。また、通信システムは、アディボットと固定された通信システムとの間の通信に関して有用である可能性がある。固定された通信システムは、様々なデータをアディボットに伝達するために、および、アディボットからデータ送信を受け取るために、有用である可能性がある。アディボットに伝達されるデータは、プログラミングソフトウェアまたは環境的な目標ファイルを含むことが可能であり、または、データは、例としてマッピングデータまたはトポロジカルデータなどのような、環境的なデータを含むことが可能である。通信は、セルラープロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、および他のＲＦ通信プロトコルを含む、様々な種類のＲＦ送信プロトコルによって運搬され得る。また、通信は、赤外線および光学的な送信などのような他の電磁周波数の送信を含む、データ伝達の他の手段を利用することが可能である。音波は、アディボットの環境の通信および空間的なマッピングの両方に関して有用である可能性がある。いくつかの例では、アディボットは、データ送信に関して有用であり得る少なくとも通信ワイヤーに繋がれ得る。
【００５６】
通信の別の形態は、アディボット本体部自身によって搬送されるビジュアルベースの情報に関連することが可能である。いくつかの例では、アディボット本体部は、ディスプレイスクリーンを含み、グラフィックまたはビジュアルデータの形態で情報を周囲に伝達することが可能である。例として、ディスプレイは、アディボットが果たしている機能について、ならびに、それがいつ移動することが可能であるか、および、それがどこへ移動することが可能であるかということについて、アディボットの環境の中の人々に警告することが可能である。加えて、音声信号伝達は、通信システムの一部を構成することが可能である。同様に、アディボットは、たとえば、レーザーパターンなどのようなビジュアル信号を投影し得る光システムを備えて構成され得る。
【００５７】
通信システムは、外部オペレーターがアディボットに命令を提供することを可能にするために有用であり得る。命令は、リアルタイムおよび投影感知の両方で、ナビゲーションの制御を含むことが可能である。ユーザーは、通信システムを利用し、活性化信号および非活性化信号を提供することが可能である。多数の他の機能的制御態様が、たとえば様々なサブシステムの活性化および制御を含む、ソフトウェアプログラムの単なる伝達以外に、アディボットの動作を制御するために通信され得る。
【００５８】
電力およびエネルギー貯蔵エレメント１９０が、可動性のアディティブマニュファクチャリングシステムの中に見出され得る。いくつかの例では、アディボットは、ワイヤーを用いて繋がれることとなる。ワイヤーは、アディボットドライブシステムに、または、アディボットの中のエネルギー貯蔵システムに電力を提供することを含む、多数の目的のために使用され得る。多くの例では、アディボットは、無線構成で動作することとなり、したがって、可動性のプラットフォームの中にそれ自身の電力システムを含有することとなる。標準的な燃焼エンジンおよび炭化水素燃料は、エンジンによって駆動される発電機を伴う電力システムを備え、充電システムとしてバッテリーを充電することが可能である。他の例では、システムによって電力を与えられるバッテリーは、電気モーターを備えるドライブシステム、ならびに、電子機器および他のシステムの両方に電力を与えることが可能である。バッテリー貯蔵システムは、非使用の期間の間に再充電され得、そのような再充電システムのコンポーネントは、電力およびエネルギー貯蔵エレメントの一部分を構成することが可能である。アディボットが自動化された方式で動作するいくつかの例では、それが、電気的に再充電しているか、または、追加的な燃料貯蔵を得ているかどうかにかかわらず、エネルギー貯蔵エレメントの再充電は、自律的な方式で生じることが可能である。
【００５９】
説明されてきた新規の可動性のアディティブマニュファクチャリングシステムを構成するための多数の様式が存在し得る。以下の例では、非限定的な例が、アディボット装置タイプが利用され得る異なる様式の例として提供されている。
【００６０】
氷表面プロセス−水プリンティング
アディボットが行うように構成され得る１つの様式は、ローカル表面トポロジーを観察し、材料を加え、表面をより平坦にするというプロセスである。また、クラック、割れ目、ディボット、および、表面平坦性に対する他の局所的変化は、クラックおよび割れ目の中に充填すること、または、そうでなければ、表面トポロジーを再形状決めすることのいずれかのために、適当な材料を加えることによって処理され得る。その上でスケートされる氷表面は、表面処理が必要のタイプのものであり、そのような処理はそれに関係し得る。スケートすることは、割れ目およびディボットを生成させ、割れ目およびディボットは、時間の経過とともに、その上でスケートすることが困難な表面になる。新しい表面にされた氷表面を生成させるための従来技術処理の状態は、一般的に不完全性を除去する深さまで氷の表面を切削する切削デバイスを含有する大型駆動マシンを利用する。次いで、水のフラッディング層が適用され、平坦な表面高さにまで表面が再構築されることを可能にする。加えられた水は、表面トポロジーを修理し、また、昇華によって氷表面に残り得る水を時間の経過とともに交換する。
【００６１】
整氷は、材料を表面に加え、それを形状決めし、またはそれを修理するアディボットのタイプに関する例を提供する。このタイプのアディボットの一般性は、氷修理アディボットとして規定されるときに、そのような装置の特定の態様によって限定されるべきではない。したがって、本発明技術は、新規の可動性のアディティブマニュファクチャリング装置を規定する際に、そのような代替例を包含することが意図されている。
【００６２】
アディボットは、氷表面を修理するための代替的な方法を提供することが可能である。アディティブマニュファクチャリングプロセスによって水の堆積を制御することによって、表面にある欠陥の中に充填するために必要な水の量が適用され得る。いくつかの例では、水のためのアディティブマニュファクチャリングエレメントは、ＭＥＭＳ制御されたプリンティングヘッドを備えることが可能であり、ＭＥＭＳ制御されたプリンティングヘッドは、氷表面の上方を近い高さで横断させられる。液滴サイズは、アディティブマニュファクチャリングエレメントの特質に応じて、様々な寸法をとることが可能である。いくつかの例では、プリンティングヘッドは、おおよそミリメートル程度の寸法の範囲にある制御可能なサイズの液滴を放出することが可能である。他の処理は、プリンティングヘッドを利用することが可能であり、プリンティングヘッドは、液滴を形成し、液滴は、寸法が１０分の１または数百分の１ミリメートルであるか、あるいは、１０ミリメートル以上の範囲にあり得る。表面のイメージは、所望のトポロジーと比較され得、差が計算され得、それは、アディティブマニュファクチャリングエレメントによってある場所に堆積させられる材料の量を駆動することが可能である。
【００６３】
堆積させられる水の温度は、水の凝固点の近くまたは水の凝固点になるように制御され得る。いくつかの例では、水は、過冷却され得、それが、依然として液体として存在するが、表面との相互作用によって固化し得るようになっている。いくつかの例では、複数のアディティブエレメントは、たとえば、より高い温度などで、異なる条件の下で水を堆積させるために利用され得、第２のアディティブプロセスにおいて、液滴が、それらが固化する前に追加的な時間を有するようになっている。氷表面の上への水の堆積において制御され得る多数の処理条件が存在し得る。
【００６４】
たとえば、一般的なレクリエーションのスケート、ならびに、アイスホッケーおよびフィギュアスケートなどのような氷関連のスポーツのための氷表面などのような、いくつかの例では、氷の表面は、望ましくは、平面的な平坦な表面へと形成され得る。スピードスケートのための表面を処理する際に使用され得るものなどのような、他の例では、局所的に平坦であるように、しかし、氷表面のコースに沿って異なる平面的な配向を有するように、氷表面を調整する必要性が存在する可能性があり、または、いくつかの例では、平面的なより複雑な形状を有することも可能である。
【００６５】
図２、２００を参照すると、整氷用に構成されているアディボットの例が見出され得る。アディボットのシャーシー２１０は、可動性かつ自律的な様式で、アディボットのシステムを含有および支持することが可能である。
【００６６】
ドライブシステム２２０、および、この例のドライブフレキシブルホイール２２５が示され得る。描写は、３つのホイールを使用した１つの可能性のあるドライブシステムの例を提供している。また、４つまたは異なる数のホイールを使用した例が、本明細書では、本発明技術の範囲内であり得る。しかし、ドライブシステムは、それが、他のアディボットシステム、たとえば、画像システムまたはアディティブマニュファクチャリングエレメントシステムと相互作用しない様式で構築され得る。ドライブシステム２２０のホイールがどのように電力を与えられるかということに応じて、それらは、また、ナビゲーション、制御、およびセンシングシステムの一部であることが可能である。画像システムからの入力に基づいて、（ナビゲーション、制御、およびセンシングシステムの一部として）ホイールは、ホイールの配向および数に応じて、自律的である方式または事前決定された方式のいずれかの方式で、アディボットをその所望の経路に方向付けすることが可能である。
【００６７】
センシングエレメント２３０が描写され得る。このエレメントは、この例に関するナビゲーション、制御、およびセンシングシステムの中で必要な機能を果たすために使用され得る。ＧＰＳ、エレメントグリッド、または、図１のナビゲーション、制御、およびセンシングシステム１３０に関連して説明されてきたような他の様式によって、ナビゲーション機能は果たされ得る。
【００６８】
この例に関して、アディティブマニュファクチャリングエレメント２４０、および、二次的なアディティブマニュファクチャリングエレメント２４５が示され得る。この例に関して、アディティブマニュファクチャリングエレメント２４０は、図１のアディティブマニュファクチャリングエレメントを参照して説明されているような、材料プリンティングヘッドであることが可能であり、それは、制御されたサイズおよび制御された温度の水滴（それは、材料貯蔵システムによって制御され得る）を投入することが可能である。このエレメントは、画像システムからの入力に基づいて、材料の正確なアディティブプロセスを実行するように機能することが可能である。別のエレメント、この例では、二次的なアディティブマニュファクチャリングエレメント２４５は、ローラーまたは他のタイプの分配装置であることが可能であり、それは、表面に加えられた材料を、ある程度にまで広げ、または滑らかにする。
【００６９】
この例の材料貯蔵システム２５０のエレメントが示されている。これらのコンポーネントは、アディボットの中の材料貯蔵のために必要となり得る様々なエレメントを備えることが可能である。アディボットの機能と一致し得るコンポーネントの多数の代替的な設計および配向が存在し得る。この例に関しては、表面材料収集エレメントを含むということが重要である可能性があり、表面材料収集エレメントは、表面準備システムによって出力される材料から部分的に充填され得る。表面材料処理エレメントの温度制御される部分は、収集された氷を溶かすために使用され得る。ろ過またはスクリーニングコンポーネントは、アディボットのプロセスの間に収集され得る任意の望ましくない粒子をろ過して取り除くために使用され得る。水または水ベースの混合物が含有され得る一次的な材料貯蔵部は、アディボット装置のオペレーターによって充填され得る。また、表面準備の間に収集された溶かされた氷の再循環は、一次的な貯蔵部へ方向付けされ得る。また、環境的に制御される二次的な材料貯蔵部は、温度、圧力、または、材料の他の性質などのような、一次的な貯蔵場所の中で使用されるものとは異なる貯蔵条件で、水または水混合物を維持するために使用され得る。表面材料処理エレメントの中で使用されるフィルターシステムは、イオン化プレート、こし器、または、他の一般のろ過デバイスの任意の組み合わせであることが可能である。これらのデバイスは、粒子を除去するために必要である可能性があり、粒子は、汚染するか、または、そうでなければ、アディボットの正しい動作を妨げる可能性がある。
【００７０】
この例に関する画像システム２６０は、示されているように描写され得る。このエレメントは、図１の画像システム１６０を参照して説明されているものなどのような様々な方法を使用することが可能である。これらは、レーザースキャナー、高感度押し出しピンもしくはブラシ、または、処理されることとなる表面の検査、または、表面のトポロジーの決定を可能にし得るようなコンポーネントを含むことが可能である。代替的な配向が可能であり得、それは、たとえば、画像システムが、材料が塗布された後に表面の後検査を行うために、アディティブマニュファクチャリングエレメントの後ろに設置され得る配向を含む。他の目的の中で、検査は、アディションプロセスの結果を検証するために、および、より多くのまたはより少ない材料が加えられる必要があるかどうかということを調べるために使用され得る。
【００７１】
この例に関する表面準備システム２７０が観察され得る。この例では、氷粒子、雪、ダスト、破片、またはダートが、表面トポグラフィーを処理する際の画像システムの精度を妨げ得る前に、それを氷表面から除去することが必要である可能性がある。図２に示されているエレメントは、ブラッシングシステム、真空システム、およびスクレイピングシステム、または、これらの組み合わせを含むことが可能である。これらのシステムは、望ましくない粒子を表面から除去するために使用され得る。いくつかある他のシステムの中で特に、イオン化プレート、掃き掃除用のほうき、または他のブラシベースのデバイスを含む、他の粒子除去システム、他のタイプの真空または吸引デバイス、表面破片を収集領域へ吹き飛ばす高圧ガスプロセスが、アディボットのこの例に関して使用可能であることが可能である。
【００７２】
この例に関する通信システムエレメント２８０が見られ得る。このエレメントは、他のアディボットまたは外部ユーザーのいずれかの間で、通信プロセスを実施するために使用され得る。これらのタスクは、図１の通信システム１８０を参照して説明されている方法と一致する様式で実施され得る。
【００７３】
電力およびエネルギー貯蔵システム２９０が描写され得る。このエレメントは、例の電気的なシステムおよびモーターに電力を与えるバッテリーであるか、または、ドライブシステムに電力を与える燃焼エンジンであることが可能であり、ドライブシステムは、また、非限定的な例として、バッテリーシステムを充電することが可能である。電力システムは、機械的なエネルギーをドライブシステムに提供することが可能であり、または、電気的なエネルギーをドライブシステムに提供することが可能であり、ドライブシステムは、ドライブシステムの一部分を構成するエンジンに電力を与えることが可能である。燃焼エンジンに接続されている発電機からの、または、バッテリー供給源からの電気的なエネルギーは、アディボットの全体を通して利用される電子システムの実質的にすべてに電力を与えるために使用され得る。また、圧縮空気などのような他のエネルギー貯蔵供給源は、アディボットの動作を活性化するための許容可能な解決策を備えることが可能である。
【００７４】
氷表面処理の例では、アディボットは、典型的に、大部分が平坦な表面に対して処理を行うこととなる。いくつかのアディボット設計は、フレーム調節および特殊化されたドライブシステムを含み、地球外ロボティクス（extraterrestrial robotics）に関して使用されるスキームなどのような、地形（terrain）にわたる移動を支持することが可能であるが、ホイールは氷表面を変化させることなくそれを正確につかむことを必要とするので、整氷アディボットは、ドライブシステムに関する異なる挑戦を有することが可能である。特殊化されたドライブシステムは、多くの異なるアディボット設計タイプに関して有用である可能性がある。
【００７５】
その機能を果たす処理において整氷アディボットがとる経路は、アディボットのこれらの例の特殊化された態様の別の例であることが可能である。アイスリンクまたはスピードスケート用トラックは、固定された場所に物理的に位置付けされ得る。したがって、アディボットが横断する可能性がある相対的な経路は、事前に定義され、または、アディボットに教示され、かつ、後になってリプレイされ得る。また、経路の制御は、氷表面がさらされる使用のタイプに基づいてプログラムされ得る。たとえば、アイスホッケーゲームは、ゴールクリース、フェイスオフサークルなどの中で高い使用頻度を有する。同じ氷表面は、フィギュアスケートイベントの後で異なる使用パターンを有する可能性があり、そのようなパターンは、柔軟にプログラムされ得る。
【００７６】
そのうえ、スポーツイベントの間に、整氷アディボットは、氷を新しい表面にするように機能するだけでなく、その本体部の上のディスプレイコンポーネントを利用することが可能であり、それが氷表面の上を移動するときに、非限定的な例として、絵画のようなディスプレイおよびレーザーライトショーなどのような、視覚情報を提供する。また、そのような例では、アディボットの経路は、非リサーフェシング（non-resurfacing）態様を補完するために変更され得る。
【００７７】
整氷の実施の際に、特にスポーツイベントの間に、氷表面が処理されるレートは、複数のアディボットの協調したプロセスによって補完され得る。いくつかの例では、５個から１０個のアディボットのチームが、休憩時間の間に氷表面を処理することが可能であるということが大いにあり得る。これらのケースでは、アディボットは、正確に通信し、他のアディボットの存在を感知することが必要である可能性がある。また、これらの例のうちのいくつかでは、協調したアクションは、外部処理デバイスによる処理を必要とする可能性があり、外部処理デバイスは、アディボットと通信し、アディボットに通信する。通信コンポーネントまたは他のセンシングコンポーネントの中の近接センサーは、同様に、他のアディボットもしくは人間などのような障害物、または、氷表面の上に存在し得る他のそのような障害物の存在を確立するように動作することが可能である。
【００７８】
制御システムへの通信は、たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ｇｓｍなどのようなセルラー通信プロトコル、ＣＤＭＡなどのような、無線通信プロトコルによって行われ、議論されてきたような異なる通信チャネルおよび周波数で動作することが可能である。また、追加的に、様々なタイプのアディボットは、有線通信のための接続部を備えることが可能であり、また、およびディスプレイスクリーンおよび入力／出力デバイスを備えることが可能であり、オペレーターが制御信号、データ送信、および、アディボットとの他の相互作用を提供することを可能にする。
【００７９】
アディボットの様々なシステムは、必然的に、処理中の材料、またはエネルギーなどのような他のコモディティーを利用することが可能である。材料貯蔵システムは、それらを補充することができる固定されたユニットと相互作用することが可能であり、または、それらは、オペレーターによって手動方式で充填され得る。整氷アディボットの例では、材料貯蔵システムは、たとえば水で補充され得る。
【００８０】
電力ソースとしてバッテリーを利用する例では、バッテリーは、充電ステーションにおいて電力を与えられ得る。アディボットと充電ステーションの相互作用は、自律的な方式で行われ得、自律的な方式では、アディボットは、適正な場所へ自分自身を移動させ、充電ステーションとインターフェース接続する。あるいは、オペレーターは、アディボットと相互作用し、それを充電システムと接続することが可能である。
【００８１】
図３、３００を参照すると、異なるドライブシステムタイプを備えるアディボットの代替的な例が見出され得る。いくつかの例では、アディボットのホイールは、アディボットの両側で互いに平行となるように構成され得る。これは、リアドライブシステム３１０およびフォワードドライブシステム３２０が存在することが可能であるということ意味している。その設計は、アディボットが前進方向または逆進方向に移動するときに、特徴部がドライブシステムによって相互作用される可能性を少なくすることを可能にする。
【００８２】
アディボットの他の例、またはアディボットの使用の方法
粉末のアディティブマニュファクチャリング−スポーツフィールドメンテナンス
アディボットによってアディティブに処理される材料は、粉末にされた形態を含むことが可能である。いくつかの例では、たとえば、スポーツ競技場の上にチョークなどのような材料のラインを堆積させるために利用される例示的なアディボットのケースであり得るように、粉末にされた形態は、さらなる処理なしに機能を果たすことが可能である。他の例では、粉末は、さらに処理され、処理された表面に加えられる材料を結果として生じさせることが可能である。同じアディボットまたは追加的なアディボットによって、または、いくつかの例では、別の装置によって、液体形態の化学物質が適用され得る。化学物質は、反応が起こることを引き起こし、硬化されたまたは固化された材料が、処理された粉末を加えた表面の一部分の上に存在していることを結果として生じさせることが可能である。粉末のさらなる処理は、レーザー照射または他の熱処理装置によって適用され得る焼結適用（sintering application）などのような、エネルギーの供給源を用いた処理を含むことが可能である。他の例では、ランプ供給源などのようなエネルギー供給源への露出は、粉末が光誘起反応を受けることを引き起こし、粉末が堆積させられた表面の上に、固化された、硬化された、または取り付けられた材料を結果として生じさせることが可能である。他の粉末にされた材料、または、粉末材料の混合物は、アディティブマニュファクチャリングプロセスにおいて、アディボットによって堆積させられ得る。
【００８３】
道路表面メンテナンス−クラックおよびペイントライン
表面は、新しい表面トポロジーを生成させる目的のために、決定された領域に材料を加えるように、アディボットによって処理され得る。いくつかの例では、材料が加えられる領域は、欠陥がある表面の領域であることが可能であり、欠陥がある表面の領域は、表面を作り出す材料のクラッキング、または、表面欠陥を結果として生じさせ得る他の処理から、結果として生じ得る。欠陥は、画像システムによって観察され得、画像システムは、アディボットの上に、または、アディボットと通信する別の装置の上に位置付けされている。観察は、材料が加えられるべき表面領域のマッピングを結果として生じさせることが可能である。いくつかの例では、たとえば、表面マップが道路表面の中の欠陥を表すことが可能である場合などでは、液体、粉末、凝集体、または、固体および液体の他の混合物は、マッピングによって強調表示された領域の中へ、アディボットによって堆積させられ得る。
【００８４】
加えられた材料の場所がアディボットに提供される例では、キャリブレーションプロセスが、アディボットの動作中の間に、１または複数の場所で行われ得る。いくつかの例では、たとえば、クロス（cross）またはバーニア（verniers）であることが可能である、プリントされたマークなどのようなアライメント特徴部は、欠陥状態の観察を行う装置によって表面の上に設置され得る。次いで、アディボットの画像システムは、アライメントマークを観察するように、および、マップスペースに対するその場所および移動を配向させてキャリブレートするためにそれらを使用するように機能することが可能である。いくつかの例では、たとえば図４、４００に描写されているものなどでは、アディボットは、トレーラー方式で、ドライブシステムの後ろで引っ張られ得る。第１のアディボット４１０は、ヒッチシステム４３０によってアディボット４２０に接続され得る。
【００８５】
大型ピース製造−ボート船体
図５、５００に描写されているように、アディボットなどのような可動性のアディティブマニュファクチャリング装置は、シート形態の表面の上で可動性のアディティブマニュファクチャリングを行うことによって、大型ピースを作り出す際に有用である可能性がある。表面シート５６０、５６１は、後に、配向された場所５５０へ移動させられ、整合された様式でスタックされ得る。いくつかの例では、シートは、それらが移動される表面にそれらが付着する様式で処理される。他の例では、スタックされたシートは、たとえば、加熱などのような、それらを一緒に固化する様式で処理され得る。そのような場合では、加熱は、下に存在する堆積させられた層に付着するように、シートの中のサーモエポキシを活性化させることが可能である。堆積させられた材料に取り付けられていないシート材料は、次いで、切断することまたは溶融和することなどのような、様々な様式で除去され得る。いくつかの例では、チャネルが、様々なアディティブに堆積させられた層の中に形成され得、接着剤材料が、スタックされた層を通して注がれるようになっており、たとえばボート船体などのような強い製品へとそれらが固まることを引き起こすようになっている。この例は、より全体的には、ｘおよびｙ平面で材料を制御することができるアディティブマニュファクチャリングヘッドを移動させることによって、ならびに、垂直方向へと平行移動させられることによって、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置として機能するアディボットとして特徴付けられ得る。次いで、装置は、堆積を制御することが可能であり、堆積は、厚さｚ．．．．の加えられた材料のｘ、ｙ座標によって表され得、次いで、装置は、その後に、さらなるアディティブプロセスに関する新しいｘ’、ｙ、およびｚ’場所へ変換され得る。図５を参照すると、配向された場所５５０を備えるスタッキングフィクスチャーの上にシートが移動５４０させられる前に、シート５３０の上のアディボット５１０プリンティング特徴部５２０に関して示されている様式で、画定された層特徴部５７０および５７１がプリントされ得る。このように大型製品が、アディボットによって薄層の中に形成され得、次いで、シートがスタックされ得る。いくつかの例では、アディボットは、また、堆積させられた層特徴部を備えるシートを移動させる機能も果たすことが可能である。
【００８６】
表面トポグラフィー形成−スケートパーク
いくつかの例では、複合表面が、層のアディティブ堆積によって形成され、他の表面処理のためのサポート構造体を形成することが可能である。固化された材料の層が、アディボット装置によって堆積させられ得る。それに続く処理は、トップ表面処理でこれらの層をコーティングすることが可能である。例では、スケートボーディングパークが、たとえば、堆積させられたコンクリートのトポグラフィック層の中の表面材料のアディティブ堆積によって形成され得る。硬化の後に、それに続く手動形成などのような処理が、粗い表面層を追加的な材料でコーティングし、より滑らかな表面を生成させることが可能である。図６、６００に示されているような大型のアディボットは、大きいアディティブマニュファクチャリング表面が処理されることを可能にするのに有用である可能性があり、また、層が加えられるときにアディティブマニュファクチャリングエレメントが位置付けされ得るかなりの高さを可能にする。大型の表面アディティブマニュファクチャリングシステムに関して、様々なコンポーネントが存在することが可能である。アディボットのシャーシー６１０は、可動性かつ自律的な様式で、アディボットのシステムを含有および支持することが可能である。この例のドライブシステム６２０が示され得る。センシングエレメント６３０が描写され得る。この例に関するアディティブマニュファクチャリングエレメント６４０が示され得る。この例の材料貯蔵システム６５０のエレメントが示され得る。また、この例の二次的な材料貯蔵システム６５５のエレメントが示されている。この例に関する画像システム６６０が、示されているように描写され得る。この例に関する表面準備システム６７０が観察され得る。この例に関する通信システムエレメント６８０が見られ得る。また、電力およびエネルギー貯蔵システム６９０が描写され得る。
【００８７】
表面パターニング−エントリーウェイフローリング
いくつかの例では、アディボットは、処理中の表面にインクまたは他の着色剤を加えることが可能である。アディボットは、いくつかの方式でスペースの中に配向された後に、表面を横切ってプリンティングヘッドを移動させることが可能である。いくつかの例では、配向は、クロスまたはバーニアなどのような表面参照特徴部の読み取りによって起こることが可能である。他の例では、無線三角測量プロトコルが使用され得、そして、無線三角測量プロトコルは、電波、光波、赤外線波もしくは紫外線波、音波、または、場所を三角測量するために使用され得る他の放射の使用を通して機能する。いくつかの例では、ＧＰＳプロトコルまたはセルラーベースの場所プロトコルが、配向に関して有用である可能性がある。
【００８８】
配向されたアディボットは、それがプログラムされた様式で移動するときに、大きい表面を横切って着色剤パターンをプリントすることが可能である。そのようなアディボットは、複数の材料貯蔵場所を有し、異なる色を有する異なるインクを貯蔵し、アディティブマニュファクチャリングエレメントをフィードすることが可能であり、アディティブマニュファクチャリングエレメントは、いくつかの例では、ＭＥＭＳベースのインクプリンティングヘッドであることが可能である。いくつかの例では、プリンティング、または、着色を結果として生じさせる他のアディティブマニュファクチャリングステップの後に、ポスト処理乾燥または硬化ステップが、アディボットまたはそれに続く装置のアクションによって起こることが引き起こされ得る。
【００８９】
色付きのパターンが表面に適用された後に、クリアコートペイント、クリアラテックス、ウレタン、または他の透明な表面などのような、他の材料のクリアプロセスによって、表面処理をカプセル化することが望ましい可能性がある。アディボットは、これらのクリアコーティングのプログラムされたアディティブプロセスに関して有用である可能性があり、または、別の装置もしくは人は、表面を処理し、アディティブに処理された表面パターンをコーティングすることが可能である。
【００９０】
これらの例の他のバージョンでは、ウレタンコーティングが、プリンティングステップにほとんど同一のステップで提供され得る。一層さらなる例では、ＭＥＭＳプリンティングエレメントは、色付きのウレタン、または、染料をその中に有する他の透明な材料の非常に小さい液滴を適用することが可能であり、それは、次いで、両方とも表面パターンを形成し、また、結果として生じる表面処理であり、結果として生じる表面処理は、さらなる処理なしに使用されるように十分に強い。可動性のアディティブマニュファクチャリング装置のより一般的な態様は、表面が、あるパターンを形成する様式で処理されることを可能にすることができ、表面がそれに続いて移動させられ得るようになっている。たとえば、壁部処理またはサインが、ワークサイトで処理され、また、処理されるような配向とは異なる配向で、建物に表面として加えられ得る。例として、パターン化されたウィンドウカバーリングまたはサインは、そのようなタイプのアディボット装置を必要とする処理によって形成され得る。
【００９１】
有機表面処理−木材または石材
いくつかの例では、ドライブウェイなどのような表面は、プログラムされた表面の上の堆積のために構成され得るアディボットによって処理され得る。アディボット機能性は、たとえば、ドライブウェイの表面外など、下層の表面が適用されていない場所にはそれらが適用されないような様式で、表面処理の堆積をパターニングする際にとりわけ有用である可能性がある。同様の方式で、コーティングなどのような有機材料が、たとえばデッキなどのような他のタイプの表面に適用され得る。いくつかの例では、アディボットは、その画像システムを使用し、たとえば、それらの間の継ぎ目ではなく、プランクが位置付けされている場所を理解することが可能である。次いで、アディボットは、そのアディティブマニュファクチャリングエレメントを制御し、処理が行われることとなる領域の中だけに有機コーティングを加えることが可能である。
【００９２】
表面結合−コンクリートの上のラバーウォークェイ
いくつかの例では、アディボットは、材料を加え、材料組成およびトポロジーの両方において、表面を意図的に変化させることが可能である。アディボットは、液体組成物をプリントするか、または、そうでなければ堆積させるように機能することが可能であり、液体組成物は、適切な場所に重合するか、または、そうでなければ固化し、機能を有する構造体を生成させることが可能である。非限定的な例では、一連のストライプが、エントランスの近くのコンクリートウォークウェイの上に堆積させられ得、堆積させられた材料の上を人が歩くときに、ストライプが、スリップ防止機能または乾燥機能のいずれかを果たすようになっている。アディボットデバイスは、ウォークウェイが最初に形成されるときに、そのような様式で使用され得、あるいは、それは、それが摩耗したときに、より多くの材料を加えるように修理機能を果たすことが可能である。いくつかのアディボットの画像システムは、使い古された加えられたストライプのトポロジーをそれが測定する場合に、および、材料の正しい量を決定し、均一な高さの上昇したストライプが結果として生じるように、表面の上にアディティブに処理する場合に、とりわけ有用である可能性がある。
【００９３】
シーリングに続いて、メッシュマトリックス形態の固体材料を加えること
いくつかの代替例では、アディボットは、固体形態の材料を表面に加え、次いで、それに続いて、個々のピースの間のスペースの中で、固体を加えられた材料を処理することが可能である。非限定的な例として、アディボットは、表面の上に、所定の場所にタイルを設置することが可能である。いくつかの例では、接着剤が、タイルが設置されるために適当な場所において、表面の上に堆積させられ得る。他のケースでは、アディティブプロセスは、それらが設置された後に、タイル同士の間に接着剤またはシーラントを堆積させることが可能である。これらの例において、アディティブマニュファクチャリングエレメントは、液滴または液体ではなく、固体エレメントを所定の場所に堆積させてもよく、固体エレメントは、次いで、述べられているように適切な場所にロックされ得る。次いで、そのような複合表面の表面トポロジーは、固体構造体によって画定され得る様々な特性を有することが可能である。いくつかの例では、固体は、セラミックまたは他の絶縁体であることが可能であり、他の例では、それらは、本質的に金属製であることが可能である。一層さらなる例では、ワイヤー形態の材料が、ゲル化材料の押し出しプリンティングと同様の方式で、表面に加えられ、アディティブに作り出された製品を形成することが可能である。いくつかの例では、金属製のワイヤーが、ヘッドによって移動させられ得、例として接着剤に関する同時のアディティブステップによって、特定の場所に付加され得る。そのような様式では、表面が、ワイヤーなどのような固体材料から構築され得、それは、後で別の表面層の中に埋め込まれ、たとえば、センサー、加熱エレメント、またはラジオ周波数送信エレメントを結果として生じさせることが可能である。より一般的な意味では、可動性のドライブシステムは、そのアディティブマニュファクチャリングエレメントが固体形態材料を表面に加えている間に、表面の周りでアディボットを移動させることが可能である。
【００９４】
制御システム
ここで図７を参照すると、可動性のアディティブマニュファクチャリング装置のいくつかの例において使用され得るコントローラー７００が図示されている。コントローラー７００は、プロセッサー７１０を含み、プロセッサー７１０は、１または複数のプロセッサーコンポーネントを含むことが可能である。プロセッサーは、通信デバイス７２０に連結され得る。
【００９５】
また、プロセッサー７１０は、ストレージデバイス７３０と通信することが可能である。ストレージデバイス７３０は、多数の適当な情報ストレージデバイスタイプを備えることが可能であり、それは、ハードディスクドライブを含む磁気的なストレージデバイス、光学的なストレージデバイス、ならびに／または、フラッシュメモリーデバイス、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）デバイス、およびリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）デバイスなどのような、半導体メモリーデバイスの組み合わせを含む。
【００９６】
７３０において、ストレージデバイス７３０は、プログラム７４０を保存することが可能であり、プログラム７４０は、プロセッサー７１０を制御するために有用である可能性がある。プロセッサー７１０は、多数のアルゴリズム的プロセスに影響を及ぼし得るプログラム７４０のインストラクションを実施し、それによって、可動性のアディティブマニュファクチャリング機器にしたがって動作する。また、ストレージデバイス７３０は、アディボット関連データを１または複数のデータベース７５０、７６０の中に保存することが可能である。データベース７５０、７６０は、アディティブマニュファクチャリングコンポーネントのそれぞれにおける材料の堆積を制御するための特定の制御ロジックを含むことが可能であり、アディティブマニュファクチャリングコンポーネントは、マトリックス、アレイ、または他の収集で組織され、アディティブマニュファクチャリングシステムの一部分を形成することが可能である。
【００９７】
本開示は、特定の例とともに説明されてきたが、多くの代替例、修正例、および変形例が、先述の説明を参照して当業者に明らかになることとなるということが明白である。したがって、この説明は、その精神および範囲の中に入るものとして、すべてのそのような代替例、修正例、および変形例を包含するように意図されている。
【００９８】
方法
アディボットを利用し、アディボットを製造し、または、アディボットを用いて製品を生成させる多数の方法が存在し得る。図８を参照すると、アディボットの多数の例の中で一般に利用され得る方法ステップの例示的なセットが表示されている。ステップは、たとえば、フローチャートで表示されている。ステップは、柔軟に使用されてもよく、または使用されなくてもよく、ステップの順序は、アディボットの本発明技術の範囲内で変化させられ得る。
【００９９】
ステップ８１０において、特定のタイプのアディボットが、ユーザーによって得られ得る。次に、ステップ８２０において、ユーザーは、制御信号をアディボットに送信することが可能である。送信することは、無線送信、有線送信、または、アディボットのスイッチもしくはディスプレイパネルを押すことなどのような物理的な相互作用を伴う送信を含む、多数の手段を伴うことが可能である。ユーザーとのさらなる相互作用が必要とされるとしても、もしくは必要とされないとしても、または、その後にアディボットがその環境またはプログラミングに柔軟に応答することとなるとしても、開始信号は、開始によって、近接して引き起こされる様々な応答を引き起こすことが可能である。
【０１００】
８３０において、いくつかの例では、アディボットは、配向ステップを行うことが可能である。このステップは、空間座標系において空間的な場所を決定することの１または複数を評価することが可能であり、また、移動、および移動の方向、または、空間座標系における可能性のある移動を評価することが可能である。
【０１０１】
８４０において、いくつかの例では、アディボットは、表面の領域の上で計測プロセスを行うことが可能である。他の例では、８４０において、アディボットの外部の装置が、表面の領域の上で計測プロセスを行うことが可能であり、かつ、計測に関連する情報、または、いくつかの形態の計測データの処理８５０に関連する情報をアディボットに伝達することが可能である。
【０１０２】
追加的に、８５０において、いくつかの例では、アディボットは、プロセッサーによって、計測の結果を処理することが可能である。いくつかの例では、処理は、図７で説明されているようなものであることが可能である。
【０１０３】
８６０において、いくつかの例では、アディボットは、それが様々な様式で受信した表面についての情報を利用することとなり、また、この情報から結果として生じ、デジタルモデルに基づく、任意の所望のモデルが、アディティブマニュファクチャリングシステムに制御信号を提供する。
【０１０４】
８７０において、いくつかの例では、アディボットが、表面の上に材料の第１の層を堆積させることとなる。
【０１０５】
８３５において、ループプロセスが存在することが可能であり、ループプロセスは、いくつかの例で起こり、いくつかの状況では、アディボットがステップ８３０に戻り、処理を継続することを引き起こすことが可能である。あるいは、いくつかの例では、ステップ８４５において示されているように、ループプロセスが起こることが可能であり、ループプロセスは、アディボットがステップ８４０に戻り、プロセスを継続することを引き起こすことが可能である。
【０１０６】
８８０において、アディボットが第１の場所から第２の場所へ移動させられるステップが起こることが可能である。いくつかの例では、この移動の性質は、アディティブマニュファクチャリングシステムの一部分が、アディボットの移動なしに、プリンティングヘッドまたは他のアディティブエレメントのいくつかまたはすべてを、同じ第２の場所へ移動させることが可能であるとしても、アディボットの一部か移動するときに、アディティブマニュファクチャリングシステムが、全体として、第１の場所から第２の場所へ移動するということである。
【０１０７】
ステップ８９０において、アディボットは、第２の場所において、材料の第２の層を堆積させることが可能である。第２の堆積物の特質は、異なる材料、または同じ材料を備えることが可能である。第２の堆積物の特質は、厚さなどのような異なる物理的な性質を備えるか、または、第１の堆積物と同じ性質を備えることが可能である。第２の堆積物は、第１の堆積物に隣接していることが可能であるが、それは、第２の場所に位置付けされ得、かつ、第２の場所にあるというまさにその特質によって、第２の堆積物と考慮され得る。
【０１０８】
垂直方向の表面の上のアディボットの動作
図９を参照すると、垂直方向の表面の上で機能し得る例示的なアディボット設計が図示されている。いくつかの例では、純粋に垂直方向の表面が、アディボットによって処理され得る。しかし、「垂直方向の」表面は、少なくとも垂直方向の寸法の成分を有する壁部または他の表面であり得るという可能性があり得る。水平方向の表面が処理され得るときに、垂直方向の表面が処理されることとなるときに、または、両方の表面タイプが処理され得るときに、処理され得る例が、垂直方向と水平方向との間に存在し得る。
【０１０９】
図９において、９００は、垂直方向の処理を描写することが可能である。壁部９２０は、垂直方向にかなりの成分を有することが可能である。したがって、アディボットは、重力に打ち勝つ様式で支持される必要がある可能性があり、重力は、そのようなデバイスのホイールの上で完全に支持されなくてもよい。垂直方向の運動は、いくつかの例では、ロータリーファン９３０によって支持され得、ロータリーファン９３０は、アディボットをある構成で支持するように、または、それを他の構成に移動させるように、空気を方向付けすることが可能である。ヘリコプターまたはドローンなどの中に配備されるものなどのような、多くのタイプのロータリーファン装置が存在し得る。エアバルーンよりも軽いものとロータリーファンの組み合わせは、別の例を表すことが可能である。
【０１１０】
垂直方向に配備されるアディボット９１０は、そのコンポーネントに対して必要とされる他の代替例を有することが可能である。非限定的な例として、アディボットによる流体の配備は、重力に対するデバイスの配向によって影響を及ぼされ得る。いくつかの例では、ポンプが利用され、重力の影響に関連した先の影響を補うことが可能である。他の例では、バルブが使用され、デバイスの中の材料に対する垂直方向の配向の影響を和らげることが可能である。
【０１１１】
図１０を参照すると、代替的な垂直方向の処理１０００が描写され得る。代替的な例として、アディボット１０１０の重量は、支持部材１０３０によって埋め合わせされ得る。支持部材１０３０は、ワイヤーまたはロッドなどを備えることが可能であり、かつ、垂直方向のサポート部材１０２０に接続することが可能であり、垂直方向のサポート部材１０２０は、垂直方向の表面、または垂直方向の表面のためのサポートに取り付けられ得る。
【０１１２】
図１１を参照すると、代替的な垂直方向の処理１１００が描写され得る。これらの例では、アディボット１１１０の重量は、支持メカニズム１１２０によって支持され得る。支持メカニズム１１２０は、アディボット１１１０のためのサポートを垂直方向に上昇および低下させることを可能にするコンポーネントを有することが可能である。非限定的な例では、上昇および低下させることを可能にするコンポーネントは、１１００に描写されているような「はさみ」タイプサポート部材を含むことが可能であり、それは、リードスクリューの上にモーターを適用することによって上昇および低下する。他の例では、ピストンおよび伸縮式部材が、非限定的な意味で、デバイスを上昇および低下させる様式で使用され得る。
【０１１３】
表面の上でのアディボットの動作
いくつかの例では、アディボットは、表面の上で動作させられ得、そこで、それは、表面の下にある材料に作用する。図１２Ａを参照すると、アディボット１２１０が、本明細書で説明されている様々なタイプで表され得る。それは、表面１２２０の上で動作することが可能である。表面１２２０は、様々なスペクトルの領域の光に対して透明であることが可能である。方向付けされた光エネルギー１２４０は、アディボット１２１０のコンポーネント部分１２５０によって放射され得る。方向付けされた光エネルギーは、液体または粉末形態の材料の材料表面１２６０に衝突することが可能である。光エネルギーは、表面の上に化学的な反応または物理的な反応を誘発し、それが事前設計された条件で固化することを引き起こすことが可能である。そのようなアディティブプロセスは、ステレオリソグラフィープロセスの本明細書の説明と一致することが可能である。表面の上でアディボットを用いて処理され得る他のタイプのステレオリソグラフィープロセスが存在し得る。
【０１１４】
図１２Ａでは、表面１２２０は、サポート部材１２７０によって支持され得る。液体または粉末形態の材料が、コンテナ１２７５の中に位置付けされ得る。液体形態の材料のケースでは、ワーク対象物１２３０は、ステージ１２３５の上に支持され得、ステージ１２３５は、それぞれの層が処理されるときに、液体の中へ下方に平行移動させられる。粉末形態では、ステージ１２３５は、同様に、垂直方向に輸送され得、次いで、追加的な粉末が加えられ、ワーク対象物の上の薄層へと形状決めされ得る。
【０１１５】
表面の上で作用する多数のアディボットが存在することが可能であり、したがって、製作されることとなる対象物は、極めて大きいことが可能である。図１２Ｂを参照すると、複数のアディボットが、アディボット１２１０、第２のアディボット１２１１、第３のアディボット１２１３、第４のアディボット１２１４、および第５のアディボット１２１５によって表され得る。これらのアディボットは、表面１２２０によって支持され得るが、先に説明されているように表面１２２０の下の材料に作用することが可能である。表面１２２０の下の材料へのそれらの組み合わせられた作用を調整するために複数のアディボットに命令を伝達する多数の手段が存在し得る。同様に、表面の上には、表面の上で移動しているアディボットに関するアライメント情報を、局所的におよび大局的に提供する特徴部が存在し得る。インセット（Inset）１２８０は、描写されている例示的なグリッド１２８５を備える表面の領域の拡大表示を示している。グリッドは、様々な材料によって形成され得る。いくつかの例では、グリッドは、光エネルギー１２４０に対して透明であるが他の波長において不透明である材料から生成され得、それは、場所を検出するために、アディボットの上のアライメントシステムのための手段として使用され得る。また、グリッドは、バーコード、文字、または、他のタイプのコードなどのような、様々な形態の識別情報を含み、アライメント特徴部の場所を識別することが可能である。同様に、グリッドパターンは、場所キャリブレーション信号を提供することが可能であり、一方、レーザーアライメントまたはＲＦアライメントシステムなどのような、他のシステムは、より大局的な情報をそれらの場所の上のアディボットに提供することが可能である。いくつかの例では、アライメントグリッドは、導電性の材料を備えることが可能であり、アディボットは、物理的にまたは無線で、アライメント情報に関するグリッドパターンに接続することが可能である。
【０１１６】
材料押し出し
図１２Ｃを参照すると、例示的な材料押し出しデバイスが見出され得る。加熱された押し出しヘッド１２４１は、押し出し材料１２４２を加熱することが可能である。押し出し材料のいくつかの例はＡＢＳ、ＰＬＡ、および、比較的に低い溶融温度を有する他のプラスチック材料を含むことが可能である。フィーディング装置１２４３は、加熱された押し出しヘッド１２４１の中へ押し出し材料１２４２をフィードするために使用され得る。溶融材料または半溶融状の材料が、押し出しヘッド１２４４を通して押し出され、表面の上に形成され得る幅の狭い溶かされた材料１２４６を結果として生じさせることが可能である。
【０１１７】
材料の押し出しは、新規の様式で行われ得、新規の様式では、材料が、モールドタイプ形状から押し出され得、モールドタイプ形状では、２つの面が、画定された形状の溶融材料を含有するように使用される。形成され得る多数のタイプの形状が存在し得る。図１２Ｄを参照すると、平行なプレートに基づく押し出し装置の基本例が実証されている。いくつかの例では、プレートは、表面の上の押し出し材料の付着を防止する材料でコーティングされ得る。コーティングの例は、非限定的な例として、ノンスティックテフロンベースの材料、および、ノンスティックセラミック材料を含むことが可能である。いくつかの例では、ワイヤー形態の押し出し材料１２５３が、フィーダー１２５２によって成形装置の中へフィードされ得る。フィーダー１２５２の領域は、温度制御され、高温で、押し出し材料１２５３を溶かし、または部分的に溶かすことが可能である。長方形押し出し領域１２５４は、いくつかの例では、コーティングされた材料のプレート１２５５によって形成され得る。プレート１２５５は、加熱デバイス１２５１によって加熱され得る。加熱デバイス１２５１は、抵抗ヒーター、コイルヒーター、または、押し出し材料１２５３の押し出しの間にその領域を加熱することができる他のデバイスであることが可能である。１２５１における領域は、１２５２とは異なる温度で維持され、溶融材料が長方形押し出し領域１２５４を通して表面の上に押し付けられることを可能にし得る。結果として生じる押し出された材料は、表面結合領域１２５７を形成することが可能であり、表面結合領域１２５７は、材料がそこから押し出された長方形押し出し領域１２５４よりも大きいことが可能である。表面から離れて移動すると、押し出された材料１２５６は、長方形押し出し領域１２５４によって画定された形状をとることが可能である。
【０１１８】
図１２Ｄに図示されているデバイスの中で材料を押し出す多数の様式が存在し得る。いくつかの例では、押し出し材料１２５３のフィーディングは、押し出しを強制することが可能である。他の例では、ピストンは、溶融材料を押し出しデバイスの中へ押し込むことが可能である。一層さらなる例では、加圧された流体またはガスが使用され、溶融材料を、それが溶かされる領域から成形フォームの中へ押し込むことが可能である。いくつかの例では、複雑な成形フォームは、図１２Ｄの例示目的のデバイスの中のものなどのような、コーティングされたプレートから形成され得る。いくつかの例では、成形フォームのバージョンは、プレートが互いに対して移動させられ得る能力を有する場合に完成され得る。いくつかの例では、ワイヤー形態の材料が、溶かす領域の中へ導入されることとなり、溶かす領域の中での十分な時間の後に、制御信号は、加圧されたガスが溶融材料をフォームの中へ押すことを引き起こすことが可能である。フォームまたは成形フォームは、ある形状になる溶融材料を含有することが可能であり、その後に、成形フォームはより低い温度で維持され得るので、材料は、成形フォームの形状にゆっくりと固化することが可能である。いくつかの例では、成形プレートの１または複数は、固化された材料を適切な場所に解放する別のものから、離れるように移動させられ得る。モールドまたはフォームは、次いで、形成された成形材料を解放するように移動するプロセスにおいて、表面から上向きに移動させられ得る。
【０１１９】
図１２Ｅを参照すると、成形フォームにおける溶融材料の押し出しの繰り返される処理による例示的な構造体の形成が描写され得る。成形フォームの詳細は、先に形成された構造体との重なりを可能にするように移動させられ得る端部プレートなどのように、描写されているものよりもより複雑な特徴部１２６１を伴うことが可能である。図１２Ｅでは、３つの押し出しプロセスの結果が、処理ステップ１２６２および処理ステップ１２６３などのような、処理ステップ同士の間のシールとともに描写され得る。処理ステップ１２６２において、垂直方向側部は、様々な様式で重ね合わせられ、接合され得る。非限定的な例では、側部のそれぞれは、追加的な処理によって繰り返す重なり合う特徴部を有することが可能である。たとえば、端部の重なり合う特徴部１２６６、縁部１２６５および凹まされた縁部１２６４によって画定された上部の重なり合う特徴部である。特徴部および形状が、押し出しデバイスがどのように様々な構造体を形成するかということについての非限定的な例として図示されている。
【０１２０】
可動性の自動化されたアディティブマニュファクチャリングにおける構造体形成のための例示的な押し出しコンポーネント
押し出しデバイスは、処理必要性と一致する様々な形状で形成され得るということが説明されてきた。図１３Ａを参照すると、アディボットの一部分が観察され得、そこでは、アディボットの成形フォーム部分が孤立して描写され得る。例では、支持シャーシー１３１０の一部分は、デバイスの移動を制御するために使用されるアディボットの一部分に取り付けられ得る。シャーシーは、成形デバイスへの接続部を有することが可能である。成形デバイスの上部は、図１３Ａでは除外されており、示されているように、比較的に複雑なモールドフォームの図示を可能にしている。ストレートラン１３１１および内部シリンダー１３１２、内部ストレートラン１３１３、および内部チャネル１３１４などのような特徴が、モールドフォームの中に観察され得る。モールドフォームの特定の設計が例として示されているが、設計の多くの代替例が容易に実現され得るということが明らかであり得る。実際に、それらの特徴形状が変化させられ得る成形装置のバージョンが画定され得る。図１３Ａの例示的なモールドフォーム設計を再び参照すると、フォームによって画定された押し出されるピースの形状は、コンクリート、石膏、マッド、および、壁部設計と一致する他の材料などのような、他の材料で充填され得る例示的な形状を生成させることが可能であるということが明らかであり得る。いくつかの例では、壁部の中のスタッドの役割および形状を模倣する特徴部が画定され得、そこでは、壁部は、完全には充填されなくてもよい。チャネルおよびシリンダータイプの特徴部は、固化された壁部の中にギャップおよびチャネルを生成させるのに有用であり得、それは、例では、ワイヤー、導管、およびダクトなどをルート付けするために使用され得る。
【０１２１】
図１３Ｂを参照すると、アディティブマニュファクチャリングのための成形特徴部１３２０を備える例示的なアディボットが、初期の構造体が押し出しによって形成された後の位置で示され得る。成形特徴部１３２０は、アディボットの本体部の中の様々なメカニズムによって持ち上げられ得る。先に述べられているように、成形特徴部１３２０は、プレートを有することが可能であり、プレートは、互いに対して移動可能であり得る。いくつかの例では、溶融材料が、モールドの中へ押し出され、材料を固化するために冷却された後に、成形特徴部１３２０が持ち上げられ得、それが、説明されている様々なタイプの方法にしたがって形成され得る固化された構造体１３２１の完全に上方に存在するようになっている。リフティングメカニズムは、アディボットの支持シャーシー１３１０の上に支持され得る。
【０１２２】
図１３Ｃを参照すると、例示的なアディボットは、次の処理位置１３３０に移動することが可能である。移動することによって、先に形成された固化された構造体１３２１が、ここで露出される。１つの場所から次の場所へのアディボットの移動は、アディボットの中のコントローラーの中に存在し得るデジタルモデルによって制御され得る。アディボットの１つの態様は、デジタルモデルが、アディボット、または、アディボットのチームによって製造されることとなる大きい構造体を画定するように作製され得るということである。図１３Ｃの例では、生成されている構造体は、構築されている壁部を表すことが可能である。壁部は、押し出された材料から構築され得る。いくつかの例では、単一のレベルの押し出された構造体が、材料で充填され、強化された壁部を形成することが可能である。いくつかの例では、構造体は、コンクリート、マカダム、石膏、ポリマー、流体、または他の材料で充填され得る。アディボットのバージョンは、これらの充填材料を構造体の中へ押し出すために使用され得る。いくつかの例では、形成された第１のレベル構造体の上の第２のレベルにアディボットが乗ることができるような様式で、押し出された材料構造体が形成され得る。いくつかの例では、一連のレベルは、構造体が強化材料で充填される前に形成され得る。このように壁部および他の構造体の処理を支援し得る様々な支持機器、たとえば、リフト、エレベーター、および、移動可能な足場などが存在し得る。
【０１２３】
アディボットを用いた先進型車道構築
アディボットの中の押し出しコンポーネントを備えた構造建物の例が、最近の章で説明されてきた。押し出しコンポーネントの異なるバージョンが、同様に、先進型車道を構築するために使用され得る。本開示における車道の用語の使用は、産業界で標準的であり得るような包含的な定義を包含することが意図されており、車道は、車両交通のための車線、それらの車線に沿う路肩、対向車線同士の間の中央分離帯、ターニング車線、および、その周囲から車道を分離するための路肩に沿ったマージンを含む。図１４Ａを参照すると、車道構築を支持するように構成されているアディボットによって作り出され得るいくつかの特徴部が観察され得る。車道１４１０は、そのような表面が構築される様々な標準的な様式で形成され得る。インターフェース１４２０が存在し得、本開示による車道が、充填されたベッド材料を備える先進型に形成されたベースを有している。その後に、アディボットは、様々な構造的な特徴部を押し出すことが可能である。例として、いくつかの車道設計は、車道がエキスパンションジョイントまたは他のエキスパンションエレメントによって熱の下で膨張する可能性を必要とする。いくつかの例では、アディボットは、車道表面に沿った場所において、特徴部を押し出すことが可能である。特徴部の場所は、車道のモデルの中に存在することが可能であり、それは、アディボットの中に、および、アディボット、または、アディボットの組み合わせのための制御装置の中に存在する。押し出される特徴部は、例として、チャネルであることが可能であり、チャネルは、車道が完成されたときの車道ベッドの全高さに、またはほとんど全高さに形成されている。いくつかの例では、チャネルは、材料で充填され得る。いくつかの例では、チャネルを充填する材料は、シーリング材料であることが可能であり、シーリング材料は、車道、および、車道に沿った最終的な交通の両方からの熱負荷ならびに様々な圧力および力の下で柔軟に変形する。いくつかの例では、チャネルの中へ充填される材料は、塩などのような材料であることが可能であり、それは、水の作用の下で溶解し、車道の中の十分に制御されたギャップを露出させることとなる。
【０１２４】
アディボットは、様々な種類、形状、および設計の支持メッシュ１４２１を押し出すために使用され得る。いくつかの例では、押し出しパターンは、クロスハッチングパターンであることが可能である。本開示によるクロスハッチングパターンは、パターンの２つ以上の特徴が、交差ラインを近似するパターンである。他の例では、ユニットセルパターンは、パターンの一部分が繰り返されるパターンを意味しており、ユニットセルパターン、ビーハイブ（beehive）パターン、または、様々な応力の下で、それがさらされるロードベッドを支持する際に有用であり得る様々な他のパターンがある。いくつかの例では、押し出される材料は、埋め込まれたファイバー、ナノファイバー、ナノチューブ、および、他の材料を備える溶融材料の複合材であることが可能であり、それらは、強度、柔軟性、伸びる能力、および、ロードベッドの中に埋め込まれ得る材料を支持するために望ましい可能性がある他の材料性質を向上させることが可能である。いくつかの例では、車道のベッドは、所与の厚さのアスファルトから構成され得る。例として、１６インチ（４０．６４ｃｍ）厚さのアスファルトのベッドを考慮されたい。いくつかの例では、押し出される支持材料は、全６インチ（１５．２４ｃｍ）の厚さ、もしくは６インチ（１５．２４ｃｍ）の一部分であることが可能であり、または、いくつかの例では、車道は、複数のレベルに形成され得、それぞれのものが、別の押し出された層を有している。いくつかの例では、押し出される材料は、支持材料がその中に埋め込まれている状態で編成され得、溶融材料は、それが置かれるときに、ホットアスファルトの中へ完全にまたは部分的に混合するように選ばれ得る。材料を部分的に溶かすことは、ファイバーおよびナノチューブなどの補強パターンを車道の中に残すが、車道ベッドの中にかなりのギャップを生成させないことが可能である。
【０１２５】
車道表面に加えられ得る別の特徴部は、チャネル１４２２であることが可能であり、チャネル１４２２は、伝導性材料などのような材料を車道の中に埋め込むために使用され得る。様々な種類を感知すること、無線手段を通した通信インターフェース、および、車道に沿った通信ルーティングを含む、埋め込まれている伝導性材料に関する多数の使用が存在し得る。示されているように、チャネル１４２２は、車道に沿って電気的な接続部をルート付けすることが可能であり、また、側部チャネル１４２３において、車道の側部にそれらをルート付けすることが可能である。押し出し技法および装置は、堆積させられる材料の一部分としてチャネルを形成するように使用され得る。チャネルは、同様に、他の材料を備える導電性の材料を含有することが可能である。いくつかの例では、チャネルは、光ファイバーなどのような通信デバイスを含有することが可能である。光ファイバーは、車道に沿って、および、車道に沿ったデバイスへ、または、車道に埋め込まれているデバイスへ、信号をルート付けすることが可能である。チャネルは、様々な種類の絶縁材料で充填され得、また、いくつかの例では、チャネルの一部分は、アンテナとして作用する構造体をトッピングされ得る。いくつかの他の例では、チャネルは、異なる層の材料で層状にされ得、層のいくつかは、金属製のワイヤー、光ファイバー、および、他のそのようなアクティブコンポーネントを含有し、絶縁することが可能である。
【０１２６】
図１４Ｂを参照すると、先進型車道１４１０が、アディボット１４３０とともに描写されている。いくつかの例では、先進型車道は、説明されているような様式で、アディボットの使用によって形成され得る。車道は、埋め込まれているセンサー、アンテナ、または、アディボット１４３０と先進型の車道１４１０との間の通信１４３１を促進させるための他のデバイスとともに形成され得る。先進型の車道１４１０の中には、通信デバイス１４３２があることが可能であり、通信デバイス１４３２は、車道、路肩、もしくは、車道の側部の中に埋設されるか、または、これらの場所の上にあることが可能である。いくつかの例では、車道ポールおよびサインなどの上に通信デバイスが存在し得る。通信１４３１は、無線通信を備えることが可能であり、かつ、ラジオ周波数、赤外線周波数、光学的な周波数、または他の形態の無線通信を伴うことが可能である。いくつかの例では、先進型の車道は、伝導性材料または光ファイバーから形成された埋め込まれているファイバー１４３５とともに形成され得る。また、埋め込まれているファイバー１４３５は、ワイヤーであると考慮され得る。車道に沿った電力ソースへのワイヤー１４３８の接続部が存在し得る。電力ソースは、ソーラーパネル１４３７などのようなスタンドアロンの供給源であることが可能であり、または、電力送信グリッド１４３９に接続され得る。
【０１２７】
通信信号は、図１４Ｂに描写されているように、先進型の車道および車道の路肩を通してルート付けされ得る。いくつかの例では、通信信号は、車道から、車道に沿って位置付けされている無線送信器１４３３へルート付けされ得る。いくつかの例では、信号は、１つの無線送信器１４３３から別の送信器１４３６へ送信され得る。ロードベッドの中の導管を通る送信と路側送信器への送信の組み合わせが、様々な種類の信号を送信するために使用され得る。いくつかの例では、信号は、車道に沿った交通の移動に関連することが可能である。また、信号は、センサーによって検出されるような車道に沿った条件、または交通自身に関連することが可能である。他の例では、信号は、交通に関連しない通信信号を伴うことが可能であり、それは、車道に沿ってルート付けされた標準的な通信であることが可能である。無線送信器１４３３などのような路側通信送信器からの信号は、住居または企業などのような近隣の構造体１４３４へルート付けされ得る。いくつかの例では、送信は、標準的なインターネット通信送信を備えることが可能であり、または、他の例では、信号は、車道に沿った交通の流れに関連することが可能である。自律的な車両は、交通の流れの技術的サポートの一部として、様々な通信およびセンサー通路を使用することが可能である。交通からの信号は、車道通信システムのサポートによって、車両から車両へルート付けされ得る。そして、交通からの信号は、無線通路に沿って、インターネット接続部にルート付けされ、交通の流れに関する中央コントローラーにルート付けされ得、中央コントローラーは、近隣の構造体１４３４などのような道路外のサイトに位置付けされ得る。インターネット接続部は、リモート制御システムから、および、リモート制御システムへ、信号を送信するために使用され得る。
【０１２８】
図１４Ｂに関連する例では、通信および制御システムが、先進型車道の修理を制御するために使用され得る。アディボット１４３０は、様々なタイプの修理を必要とする領域にガイドされ得る。修理のための必要性は、たとえば、交通車両の上のセンサーもしくはイメージキャプチャーデバイス、人間の検査官または車道ユーザーなどによって提供される制御情報などのような、様々な様式で検出され得る。例示的な先進型車道システムの通信インフラストラクチャーの別の使用では、アディボットは、また、先進型の車道の情報および通信システムから場所情報を受信することが可能である。
【０１２９】
図１５を参照すると、車道１５１０の中の例示的な欠陥の説明図が図示されている。様々なタイプのクラック１５２０が、車道表面の中に起こる可能性がある。クラックの形成に関して多数の原因が存在し得る。しかし、クラックが形成した後には、それは、水がクラックに染み込み始めることが可能であるので、より深刻な欠陥を成長および発生させる可能性がある。より深刻な欠陥は、ポットホール１５３０によって表され得る。また、ここで、ポットホールの形成に関して多数の原因が存在し得る。しかし、また、ポットホールは、それらが修理されない場合には、時間の経過とともに成長しようとすることとなる。例示目的のために、ポットホール１５３０は、ポットホールの中の水のレベルとともに図示されている。これらの例示的なタイプの欠陥およびその他は、アディボットの利用によって処理され得る。
【０１３０】
アディボットは、場所情報の通信を通して、欠陥にガイドされ得る。他の例では、アディボットは、道路表面を分析し、非限定的な例では、クラックまたはポットホールの存在を検出することが可能である。アディボットのチームは、道路を調査し、見出された欠陥を修理することが可能である。先進型車道に関連するポットホールの修理に関して、例が提供されてきたが、様々なタイプの包括的な車道の上のそのような特徴部の修理に関して、アディボットが同様の様式で使用され得るということが明らかであり得る。
【０１３１】
本開示において以前に説明されてきたような例示的なアディボットは、修理のプロセスを行うために使用され得、また、図１６Ａを参照すると、ポットホール１６００の修理が図示され得る。ポットホール欠陥を乾燥させるための例示的なステップ１６０５が、真空プロセスとともにスタートし、または、乾燥剤の付加とともにスタートし、その後に、その除去が続くことが可能である。次に、充填材料が、ポットホールに加えられ得る。例では、充填材および接着剤／シーリング材料の複合材料１６１５が、追加ステップ１６１０において加えられ得る。
【０１３２】
追加ステップ１６２０の別の例では、石材などのような充填材材料１６２５の層が、例として加えられ得る。追加ステップ１６３０は、接着剤およびシーリング材料１６３５の層を、追加ステップ１６２０において堆積させられた層の上に加えることが可能である。いくつかの例では、追加ステップ１６２０および追加ステップ１６３０が行われ、次いで、ポットホール１６００が適当なレベルにまで充填されるまで、連続して多数回繰り返され得る。いくつかの例では、適当な充填レベルは、ポットホール１６００の上部が周囲の車道と同じレベルになることであり得る。他の例では、適当な充填レベルは、周囲の車道のレベルの上方であることが可能である。
【０１３３】
いくつかの例では、充填されたポットホール１６００は、充填１６４０の後のプロセスによって、さらに処理され得る。充填の後のプロセスは、ローリングまたは他の高圧プロセスを含み、充填された材料を固めることが可能である。他の例では、紫外線光（ＵＶ）への露出などのような重合プロセスを伴う処理が行われ、それが、接着剤またはシーリング材料の層を加えるステップの中に含まれていた場合には、適当な重合可能な材料との重合化反応を開始させることが可能である。充填材材料および接着剤およびシーリング材料が熱い状態で加えられ、または、それらの重合化プロセスにおいて熱を発生させる場合には、いくつかの例では、冷却プロセス１６４５が行われ得る。冷却プロセス１６４５は、少なくとも充填される材料の表面層を冷却するために行われ得、交通が、修理された車道の上を走ることが許容され得るようになっている。
【０１３４】
本開示において以前に説明されてきたような例示的なアディボットは、修理のプロセスを行うために使用され得、また、図１６Ｂを参照すると、クラック１６５０の修理が図示され得る。クラックをクリーニングするための例示的なステップ１６５５が、非限定的な例として、加圧空気を用いたクリーニングからスタートすることが可能である。次に、充填材料が、クラックに加えられ得る。例では、シーリング剤１６６５が、追加ステップ１６６０において加えられ得る。アディボットは、コンポーネントを位置決めし、追加ステップ１６６０を行うことが可能である。
【０１３５】
追加ステップ１６７０の別の例では、コンポーネントのアレイが、シーリング材料の液滴１６７５の複数の場所を堆積させることが可能である。複数の液滴のパターンは、アディボットの中のコントローラーによって制御され得る。アディボットが車道の上を移動するときに、それは、クラック場所に基づいて、適当な場所にシーリング材料を投入することが可能である。いくつかの例では、１６６０および１６７０においてステップが行われ、次いで、特定の場所におけるクラック１６５０が適当なレベルにまで充填されるまで、連続して多数回繰り返され得る。いくつかの例では、適当な充填レベルは、クラック１６５０の上部が周囲の車道と同じレベルになることであり得る。他の例では、適当な充填レベルは、周囲の車道のレベルの上方であることが可能である。
【０１３６】
いくつかの例では、充填されたクラック１６５０は、充填１６８０の後のプロセスによって、さらに処理され得る。充填の後のプロセスは、ローリングまたは他の高圧プロセスを含み、充填された材料を固めることが可能である。他の例では、紫外線光（ＵＶ）への露出などのような重合プロセスを伴う処理が行われ、それが、シーリング材料を加えるステップの中に含まれていた場合には、適当な重合可能な材料との重合化反応を開始させることが可能である。充填材材料および接着剤およびシーリング材料が熱い状態で加えられ、または、それらの重合化プロセスにおいて熱を発生させる場合には、いくつかの例では、冷却プロセス１６８５が行われ得る。冷却プロセス１６８５は、少なくとも充填される材料の表面層を冷却するために行われ得、交通が、修理された車道の上を走ることが許容され得るようになっている。先進型車道の議論に関連するクラックの修理に関して、例が提供されてきたが、様々なタイプの包括的な車道の上のそのような特徴部の修理に関して、アディボットが同様の様式で使用され得るということが明らかであり得る。
【０１３７】
アディボットと先進型車道との間の相互作用は、先進型の車道を生成させる観点、および、それを修理する観点の両方において有用であり得る。また、結果として生じる先進型車道は、同様に、先進型車両動作に関しても有用であり得る。非限定的な例では、無人自動車は、本明細書で説明されているように、先進型の車道のコンポーネントの動作を通して、通信、場所情報、車両間情報共有、および、ガイダンス関連の情報などを受信することが可能である。図１７を参照すると、先進型車道１７１０が、車両１７３０とともに描写されている。いくつかの例では、先進型車道は、説明されているような様式で、アディボットの使用によって形成され得る。車道は、埋め込まれているセンサー、アンテナ、または、車両１７３０と先進型の車道１７１０との間の通信１７３１を促進させるための他のデバイスとともに形成され得る。先進型の車道１７１０の中には、通信デバイス１７３２があることが可能であり、通信デバイス１７３２は、車道、路肩、もしくは、車道の側部の中に埋設されるか、または、これらの場所の上にあることが可能である。いくつかの例では、車道ポールおよびサインなどの上に通信デバイスが存在し得る。通信１７３１は、無線通信を備えることが可能であり、かつ、ラジオ周波数、赤外線周波数、光学的な周波数、または他の形態の無線通信を伴うことが可能である。いくつかの例では、先進型の車道は、伝導性材料または光ファイバーから形成された埋め込まれているファイバー１７３５とともに形成され得る。また、埋め込まれているファイバー１７３５は、ワイヤーであると考慮され得る。車道に沿った電力ソースへのワイヤー１７３８の接続部が存在し得る。電力ソースは、ソーラーパネル１７３７などのようなスタンドアロンの供給源であることが可能であり、または、電力送信グリッド１７３９に接続され得る。
【０１３８】
通信信号は、図１７に描写されているように、先進型の車道および車道の路肩を通してルート付けされ得る。いくつかの例では、通信信号は、車道から、車道に沿って位置付けされている無線送信器１７３３へルート付けされ得る。いくつかの例では、信号は、１つの無線送信器１７３３から別の送信器１７３６へ送信され得る。ロードベッドの中の導管を通る送信と路側送信器への送信の組み合わせが、様々な種類の信号を送信するために使用され得る。いくつかの例では、信号は、車道に沿った交通の移動に関連することが可能である。また、信号は、センサーによって検出されるような車道に沿った条件、または交通自身に関連することが可能である。他の例では、信号は、交通に関連しない通信信号を伴うことが可能であり、それは、車道に沿ってルート付けされた標準的な通信であることが可能である。無線送信器１７３３などのような路側通信送信器からの信号は、住居または企業などのような近隣の構造体１７３４へルート付けされ得る。いくつかの例では、送信は、標準的なインターネット通信送信を備えることが可能であり、または、他の例では、信号は、車道に沿った交通の流れに関連することが可能である。自律的な車両は、交通の流れの技術的サポートの一部として、様々な通信およびセンサー通路を使用することが可能である。交通からの信号は、車道通信システムのサポートによって、車両から車両へルート付けされ得る。そして、交通からの信号は、無線通路に沿って、インターネット接続部にルート付けされ、交通の流れに関する中央コントローラーにルート付けされ得、中央コントローラーは、近隣の構造体１７３４などのような道路外のサイトに位置付けされ得る。インターネット接続部は、リモート制御システムから、および、リモート制御システムへ、信号を送信するために使用され得る。いくつかの例では、先進型の車道システムの通信インフラストラクチャーは、交通、修理、または、車道の近所の住宅用動作および商業用動作に関するインターネット接続性などのような車道自身の他の態様に関連しないデータ通信のために利用され得る。
【０１３９】
方法
アディボットを利用し、アディボットを製造し、または、アディボットを用いて製品を生成させる多数の方法が存在し得る。再び図８を参照し、そして、ここで図１８を参照すると、アディボットの多数の例の中で一般に利用され得る方法ステップの例示的なセットが表示されている。ステップは、たとえば、フローチャートで表示されている。ステップは、柔軟に使用されてもよく、または使用されなくてもよく、ステップの順序は、アディボットの本発明技術の範囲内で変化させられ得る。
【０１４０】
これらの例に関して、図８を参照する方法を考慮することが可能であり、８１０において、特定のタイプのアディボットが、ユーザーによって得られ得る。次に、ステップ８２０において、ユーザーは、制御信号をアディボットに送信することが可能である。送信することは、無線送信、有線送信、または、アディボットのスイッチもしくはディスプレイパネルを押すことなどのような物理的な相互作用を伴う送信を含む、多数の手段を伴うことが可能である。ユーザーとのさらなる相互作用が必要とされるとしても、もしくは必要とされないとしても、または、その後にアディボットがその環境またはプログラミングに柔軟に応答することとなるとしても、開始信号は、開始によって、近接して引き起こされる様々な応答を引き起こすことが可能である。
【０１４１】
８３０において、いくつかの例では、アディボットは、配向ステップを行うことが可能である。このステップは、空間座標系において空間的な場所を決定することの１または複数を評価することが可能であり、また、移動、および移動の方向、または、空間座標系における可能性のある移動を評価することが可能である。
【０１４２】
ステップ８４０において、いくつかの例では、アディボットは、表面の領域の上で計測プロセスを行うことが可能である。他の例では、ステップ８４０において、アディボットの外部の装置が、表面の領域の上で計測プロセスを行うことが可能であり、かつ、計測に関連する情報、または、いくつかの形態の計測データの処理８５０に関連する情報をアディボットに伝達することが可能である。いくつかの例では、これらの計測ステップは、車道の表面の中のクラックおよびホールまたはポットホールを識別するような様式で、表面トポロジーの測定を伴うことが可能である。
【０１４３】
追加的に、８５０において、いくつかの例では、アディボットは、プロセッサーによって、計測の結果を処理することが可能である。いくつかの例では、プロセッサーは、クラックまたは他の欠陥の存在を識別し、そのような特徴部が充填されるための必要性を決定し、または、そうでなければ、それに対して行われる作用を有し、次いで、検出された特徴部に関する場所情報を確立することが可能である。
【０１４４】
ステップ８６０において、いくつかの例では、アディボットは、それが様々な様式で受信した表面についての情報を利用することとなり、また、この情報から結果として生じ、デジタルモデルに基づく、任意の所望のモデルが、アディティブマニュファクチャリングシステムに制御信号を提供する。コンポーネントが所望の場所の上に位置付けされているときに、制御信号は、コンポーネントが所定の時間に表面の上に材料を解放することを引き起こすことが可能である。
【０１４５】
ステップ８７０において、いくつかの例では、アディボットが、表面の上に材料の第１の層を堆積させることとなる。いくつかの例では、材料の第１の層は、接着剤またはシーラーから構成されることとなる。いくつかの他の例では、材料の第１の層は、集合体または小さい固体と接着剤またはシーリング剤の混合物から構成され得る。一層さらなる例では、接着剤またはシーリング剤は、ＵＶ光露出などのような、エネルギー供給源への露出によってさらに処理され、材料の中の重合化反応を開始させることが可能である。
【０１４６】
ステップ８３５において、ループプロセスが存在することが可能であり、ループプロセスは、いくつかの例で起こり、いくつかの状況では、アディボットがステップ８３０に戻り、処理を継続することを引き起こすことが可能である。代替的な例では、いくつかの例では、ステップ８４５において示されているように、ループプロセスが起こることが可能であり、ループプロセスは、アディボットがステップ８４０に戻り、処理を継続することを引き起こすことが可能である。
【０１４７】
ステップ８８０において、アディボットが第１の場所から第２の場所へ移動させられるステップが起こることが可能である。いくつかの例では、この移動の性質は、アディティブマニュファクチャリングシステムの一部分が、アディボットの移動なしに、プリンティングヘッドまたは他のアディティブエレメントのいくつかまたはすべてを、同じ第２の場所へ移動させることが可能であるとしても、アディボットの一部が移動するときに、アディティブマニュファクチャリングシステムが、全体として、第１の場所から第２の場所へ移動するということである。
【０１４８】
ステップ８９０において、アディボットは、第２の場所において、材料の第２の層を堆積させることが可能である。第２の堆積物の特質は、異なる材料、または同じ材料を備えることが可能である。第２の堆積物の特質は、厚さなどのような異なる物理的な性質を備えるか、または、第１の堆積物と同じ性質を備えることが可能である。第２の堆積物は、第１の堆積物に隣接していることが可能であるが、それは、第２の場所に位置付けされ得、かつ、第２の場所にあるというまさにその特質によって、第２の堆積物と考慮され得る。
【０１４９】
図１８を参照すると、特定のタイプのアディボットが、ユーザーによって得られ得る１８１０。次に、ステップ１８２０において、ユーザーは、制御信号をアディボットに送信することが可能である。送信することは、無線送信、有線送信、または、アディボットのスイッチもしくはディスプレイパネルを押すことなどのような物理的な相互作用を伴う送信を含む、多数の手段を伴うことが可能である。ユーザーとのさらなる相互作用が必要とされるとしても、もしくは必要とされないとしても、または、その後にアディボットがその環境またはプログラミングに柔軟に応答することとなるとしても、開始信号は、開始によって、近接して引き起こされる様々な応答を引き起こすことが可能である。
【０１５０】
１８３０において、いくつかの例では、アディボットは、配向ステップを行うことが可能である。このステップは、空間座標系において空間的な場所を決定することの１または複数を評価することが可能であり、また、移動、および移動の方向、または、空間座標系における可能性のある移動を評価することが可能である。
【０１５１】
ステップ１８４０において、いくつかの例では、アディボットは、表面の領域の上で計測プロセスを行うことが可能である。他の例では、ステップ１８４０において、アディボットの外部の装置が、表面の領域の上で計測プロセスを行うことが可能であり、かつ、計測に関連する情報、または、いくつかの形態の計測データの処理１８５０に関連する情報をアディボットに伝達することが可能である。いくつかの例では、これらの計測ステップは、それが表面と相互作用するように設置されているときに、モールドを形成するレベルの調節を可能にするような様式で、表面トポロジーの測定を伴うことが可能である。
【０１５２】
追加的に、１８５０において、いくつかの例では、アディボットは、プロセッサーによって、計測の結果を処理することが可能である。いくつかの例では、プロセッサーは、表面のレベルを識別することが可能である。他の例では、プロセッサーは、クラックまたは他の欠陥の存在を識別し、そのような特徴部が充填されるための必要性を決定し、または、そうでなければ、それに対して行われる作用を有し、次いで、検出された特徴部に関する場所情報を確立することが可能である。いくつかの例では、欠陥の検出は、アディボットが信号を送ることを引き起こし、また、追加的な制御のためにユーザーがアディボットと相互作用することを待つことが可能である。
【０１５３】
ステップ１８６０において、いくつかの例では、アディボットは、それが様々な様式で受信した表面についての情報を利用することとなり、また、この情報から結果として生じ、デジタルモデルに基づく、任意の所望のモデルが、アディティブマニュファクチャリングシステムに制御信号を提供する。制御信号は、アディボットがアディボットの中のコンポーネントのレベル、または、アディボットフレーム自身のレベルを調節することを引き起こすことが可能である。
【０１５４】
ステップ１８７０において、いくつかの例では、アディボットは、フォーミングモールドの中へ材料を押し出すことによって、第１の構造体を生成させることが可能である。いくつかの例では、材料の第１の層は、熱可塑性プラスチックまたは他の押し出し材料から構成されることとなる。いくつかの例では、アディボットは、結果として生じる形成された構造体の一部分を、セメントなどのような壁部を形成する材料で充填することが可能である。他の例では、アディボットは、第１の構造体形成の完成を信号で送ることが可能であり、また、別のデバイスまたは別のアディボットは、壁部を形成する材料を、そのように形成された構造体に加えることが可能である。
【０１５５】
ステップ１８３５において、ループプロセスが存在することが可能であり、ループプロセスは、いくつかの例で起こり、いくつかの状況では、アディボットがステップ１８３０に戻り、処理を継続することを引き起こすことが可能である。代替的な例では、いくつかの例では、ステップ１８４５において示されているように、ループプロセスが起こることが可能であり、ループプロセスは、アディボットがステップ１８４０に戻り、処理を継続することを引き起こすことが可能である。
【０１５６】
ステップ１８８０において、アディボットが第１の場所から第２の場所へ移動させられるステップが起こることが可能である。いくつかの例では、この移動の性質は、アディティブマニュファクチャリングシステムの一部分が、アディボットの移動なしに、プリンティングヘッドまたは他のアディティブエレメントのいくつかまたはすべてを、同じ第２の場所へ移動させることが可能であるとしても、アディボットの一部が移動するときに、アディティブマニュファクチャリングシステムが、全体として、第１の場所から第２の場所へ移動するということである。移動のためにアディボットを用意する処理において、および、次いで、次の処理ステップのためにアディボットを準備する処理において、アディボットの中に存在し得るフォーミングモールドピースが、垂直方向上向きおよび下向きに移動させられ得る。
【０１５７】
ステップ１８９０において、アディボットは、第２の場所において、フォーミングモールドの中へ材料を押し出すことによって、第２の構造体を生成させることが可能である。第２の形成された構造体の特質は、異なる材料、または同じ材料を備えることが可能である。第２の形成された構造体の特質は、厚さなどのような異なる物理的な性質を備えるか、または、第１の堆積物と同じ性質を備えることが可能である。第２の形成された構造体は、第１の形成された構造体に隣接していることが可能であるが、それは、第２の場所に位置付けされ得、かつ、第２の場所にあるというまさにその特質によって、第２の構造体と考慮され得る。
【０１５８】
結論
本開示の多数の例が説明されてきた。この明細書は、多くの特定の実装形態詳細を含有しているが、それらは、任意の発明の範囲または特許請求され得るものの範囲の限定として解釈されるべきではなく、むしろ、本開示の特定の例に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。
【０１５９】
また、別々の例の文脈において本明細書で説明されている特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実装され得る。また、逆に、単一の実施形態の文脈において説明されている様々な特徴は、別々に、または、任意の適切なサブコンビネーションで、複数の例において組み合わせて実装され得る。そのうえ、特徴は、特定の組み合わせで作用するものとして上記に説明され、かつ、そのように初期に特許請求されている可能性があるが、特許請求されている組み合わせからの１または複数の特徴は、場合によっては、組み合わせから切除され得、また、特許請求されている組み合わせは、サブコンビネーション、または、サブコンビネーションの変形例に関することが可能である。
【０１６０】
同様に、動作は、特定の順序で図面の中に描写されているが、これは、望ましい結果を実現するために、そのような動作が、示されている特定の順序で、または、起こった順序で行われることを要求しているとして理解されるべきではなく、または、すべての図示されている動作が行われることを要求していると理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスキングおよび並列プロセスが、有利である可能性がある。
【０１６１】
そのうえ、上記に説明されている例の中の様々なシステムコンポーネントの分離は、すべての例においてそのような分離を要求するものとして理解されるべきではなく、また、説明されているコンポーネントおよびシステムは、一般に、単一の製品の中に一緒に一体化され、または、複数の製品へとパッケージ化され得るということが理解されるべきである。
【０１６２】
したがって、主題の特定の例が説明されてきた。他の例が、以下の特許請求の範囲の中にある。場合によっては、特許請求の範囲の中に記載されているアクションは、異なる順序で行われ得、依然として望ましい結果を実現することが可能である。加えて、添付の図の中に描写されている処理は、望ましい結果を実現するために、示されている特定の順序、または、起こった順序を必ずしも要求してはいない。特定の実装形態では、マルチタスキングおよび並列プロセスが、有利である可能性がある。それにもかかわらず、特許請求されている発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正例が作製され得るということが理解されることとなる。本開示は、特定の例とともに説明されてきたが、多くの代替例、修正例、および変形例が、先述の説明を参照して当業者に明らかになることとなるということが明白である。したがって、この説明は、その精神および範囲の中に入るものとして、すべてのそのような代替例、修正例、および変形例を包含するように意図されている。また、別々の例の文脈において本明細書で説明されている特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実装され得る。また、逆に、単一の実施形態の文脈において説明されている様々な特徴は、別々に、または、任意の適切なサブコンビネーションで、複数の実施形態において組み合わせて実装され得る。そのうえ、特徴は、特定の組み合わせで作用するものとして上記に説明され、かつ、そのように初期に特許請求されている可能性があるが、特許請求されている組み合わせからの１または複数の特徴は、場合によっては、組み合わせから切除され得、また、特許請求されている組み合わせは、サブコンビネーション、または、サブコンビネーションの変形例に関することが可能である。
【０１６３】
同様に、動作は、特定の順序で図面の中に描写されているが、これは、望ましい結果を実現するために、そのような動作が、示されている特定の順序で、または、起こった順序で行われることを要求しているとして理解されるべきではなく、または、すべての図示されている動作が行われることを要求していると理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスキングおよび並列プロセスが、有利である可能性がある。
【０１６４】
そのうえ、上記に説明されている実施形態の中の様々なシステムコンポーネントの分離は、すべての実施形態においてそのような分離を要求するものとして理解されるべきではない。アディボットの例は、すべてのシステムコンポーネントまたはコンポーネントのサブセットを含むことが可能であり、様々な機能を果たすように複数に作用することが可能である。したがって、主題の特定の実施形態が説明されてきたが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲の中にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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