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図面 (19)

課題

UAV用制御ボックスを提供する。

解決手段

制御ボックス100は、内部112を定めるハウジングを含む。ハウジングは、カバー114と、カバー114に取り外し可能に接続されて接触するスティフナ116とを含む。スティフナ116は、外枠142および少なくとも1つの横材144を含む。制御ボックス100は、スティフナ116に取り外し可能に接続されて接触するヒートシンク118をさらに含む。制御ボックス100は、内部112に配置され、スティフナ116とヒートシンク118との間に位置する第1の回路基板120と、内部112に配置され、カバー114とスティフナ116との間に位置する第2の回路基板122とをさらに含む。カバー114、スティフナ116およびヒートシンク118は、横断方向106に積み重ねられる。

概要

背景

無人航空機(unmanned aerial vehicle)(UAV)は、機上の操縦者が存在しない空中ビークルである。典型的には、UAVは、遠方の操縦者、機上の制御システム、または遠方の操縦者と機上の制御システムとの組み合わせによって制御される。大多数の無人航空機は、ビークルの動作を制御するための制御システムを備える。多くの場合、UAV用の制御システムは、慣性航法システムおよび衛星航法システムなどの機上のナビゲーションシステムを含む1つ以上のビークル制御システムを含む。無人航空機は、飛行中の姿勢の決定および機動のために加速度計およびジャイロスコープなどの慣性航法センサを使用し、全体的な位置および方向を特定するために衛星に基づくナビゲーションを使用することができる。さらに、大部分の制御システムは、画像の取得または荷物の投下などの1つ以上のミッション制御機能を実行するための1つ以上のミッション制御システムを含む。典型的には、各々のビークル制御システムおよび各々のミッション制御システムについて、個別のハードウェア構成要素がUAVに搭載されている。

概要

UAV用の制御ボックスを提供する。制御ボックス100は、内部112を定めるハウジングを含む。ハウジングは、カバー114と、カバー114に取り外し可能に接続されて接触するスティフナ116とを含む。スティフナ116は、外枠142および少なくとも1つの横材144を含む。制御ボックス100は、スティフナ116に取り外し可能に接続されて接触するヒートシンク118をさらに含む。制御ボックス100は、内部112に配置され、スティフナ116とヒートシンク118との間に位置する第1の回路基板120と、内部112に配置され、カバー114とスティフナ116との間に位置する第2の回路基板122とをさらに含む。カバー114、スティフナ116およびヒートシンク118は、横断方向106に積み重ねられる。

目的

二次装置は、UAVの推進または移動に関連してもよいが、典型的には、ビークルの推進または移動の直接的な制御とは無関係な1つ以上のビークルまたはミッションの機能を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

横方向(102)と、縦方向(104)と、横断方向(106)とを定めている制御ボックス(100)であって、内部(112)を定めているハウジング(110)であって、前記ハウジング(110)がカバー(114)およびスティフナ(116)を備えており、前記スティフナ(116)は、前記カバー(114)に取り外し可能に接続されて接触し、前記スティフナ(116)は、外枠(142)および少なくとも1つの横材(144)を備えているハウジング(110)と、前記スティフナ(116)に取り外し可能に接続されて接触するヒートシンク(118)と、前記内部(112)に配置された第1の回路基板(120)であって、前記スティフナ(116)と前記ヒートシンク(118)との間に位置する第1の回路基板(120)と、前記内部(112)に配置された第2の回路基板(122)であって、前記カバー(114)と前記スティフナ(116)との間に位置する第2の回路基板(122)と、を備えており、前記カバー(114)、前記スティフナ(116)、および前記ヒートシンク(118)は、前記横断方向(106)に積み重ねられている、制御ボックス(100)。

請求項2

前記第1の回路基板(120)は、システムオンモジュール(「SOM」)回路基板(200)である、請求項1に記載の制御ボックス(100)。

請求項3

前記第2の回路基板(122)は、入出力コネクタ(126)を備え、該入出力コネクタ(126)は、前記ハウジング(110)から延びる、請求項1または2に記載の制御ボックス(100)。

請求項4

記入出力コネクタ(126)は、前記縦方向(104)に沿って前記ハウジング(110)から延びる、請求項3に記載の制御ボックス(100)。

請求項5

前記入出力コネクタ(126)は、前記横断方向(106)に沿って前記ハウジング(110)から延びる、請求項3に記載の制御ボックス(100)。

請求項6

前記第2の回路基板(122)は、複数のセンサコネクタ(125)を備え、該複数のセンサコネクタ(125)は、前記ハウジング(110)から延びる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の制御ボックス(100)。

請求項7

前記第1の回路基板(120)および前記第2の回路基板(122)は、動作可能に通信する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の制御ボックス(100)。

請求項8

前記第1の回路基板(120)は、複数のコンピューティング構成要素(230、232、234)を備え、前記スティフナ(116)は、複数のフィンガ(140)をさらに含み、前記第1の回路基板(120)は、前記複数のフィンガ(140)のうちの1つ以上に接触する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の制御ボックス(100)。

請求項9

前記第1の回路基板(120)は、前記コンピューティング構成要素(230、232、234)のうちの1つ以上に配置された熱インターフェース材料(236)をさらに備え、該熱インターフェース材料(236)は、前記フィンガ(140)のうちの1つ以上に接触する、請求項8に記載の制御ボックス(100)。

請求項10

前記ヒートシンク(118)、前記カバー(114)、および前記スティフナ(116)の各々は、前記横断方向(106)に沿って各々を貫いて延びる複数の貫通孔(150、152、154)を備え、前記ヒートシンク(118)、前記カバー(114)、および前記スティフナ(116)の前記貫通孔(150、152、154)の各々は、同一のパターンにて配置されている、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の制御ボックス(100)。

請求項11

前記ヒートシンク(118)は、ベース(130)と、該ベース(130)に定められた溝(160)とを備え、前記スティフナ(116)からタブ(162)が延び、該タブ(162)は、前記ヒートシンク(118)が前記スティフナ(116)へと接続されるときに前記溝(160)内へと延びる、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の制御ボックス(100)。

請求項12

前記スティフナ(116)は、単一のスティフナ層から形成される、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の制御ボックス(100)。

技術分野

0001

本開示は、広くには、無人ビークル(unmanned vehicle)において利用するための改良された制御ボックスおよびシステムオンモジュール回路基板に関する。

背景技術

0002

無人航空機(unmanned aerial vehicle)(UAV)は、機上の操縦者が存在しない空中ビークルである。典型的には、UAVは、遠方の操縦者、機上の制御システム、または遠方の操縦者と機上の制御システムとの組み合わせによって制御される。大多数の無人航空機は、ビークルの動作を制御するための制御システムを備える。多くの場合、UAV用の制御システムは、慣性航法システムおよび衛星航法システムなどの機上のナビゲーションシステムを含む1つ以上のビークル制御システムを含む。無人航空機は、飛行中の姿勢の決定および機動のために加速度計およびジャイロスコープなどの慣性航法センサを使用し、全体的な位置および方向を特定するために衛星に基づくナビゲーションを使用することができる。さらに、大部分の制御システムは、画像の取得または荷物の投下などの1つ以上のミッション制御機能を実行するための1つ以上のミッション制御システムを含む。典型的には、各々のビークル制御システムおよび各々のミッション制御システムについて、個別のハードウェア構成要素がUAVに搭載されている。

課題を解決するための手段

0003

本発明の態様および利点は、一部は以下の説明において述べられ、あるいは明細書から自明であり得、もしくは本発明の実施を通じて習得可能であり得る。

0004

一実施形態によれば、横方向と、縦方向と、横断方向とを定めるシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板が提供される。SOM回路基板は、第1のフェース面と、反対側の第2のフェース面と、第1の側面と、反対側の第2の側面と、第1の端面と、反対側の第2の端面とを有する本体を含む。第1および第2の側面は、横方向に沿った第1および第2の端面の最大長よりも大きい縦方向に沿った最大長を有する。SOM回路基板は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含み、複数のコンピューティング構成要素の各々は、第1のフェース面または第2のフェース面のうちの一方に取り付けられている。SOM回路基板は、第2のフェース面に取り付けられた入出力コネクタをさらに含む。SOM回路基板は、第1のフェース面および第2のフェース面を貫いて第1のフェース面と第2のフェース面との間を横断方向に延びる複数の取り付け穴をさらに含む。複数の取り付け穴は、第1の側面に近接して縦方向に沿って間隔を空けつつ位置する取り付け穴の第1の配列と、第2の側面に近接して縦方向に沿って間隔を空けつつ位置する取り付け穴の第2の配列と、横方向に沿って第1の配列と第2の配列との間に配置された第3の取り付け穴とを含む。

0005

別の実施形態によれば、横方向と、縦方向と、横断方向とを定めるシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板が提供される。SOM回路基板は、第1のフェース面と、反対側の第2のフェース面と、第1の側面と、反対側の第2の側面と、第1の端面と、反対側の第2の端面とを有する本体を含む。第1および第2の側面は、横方向に沿った第1および第2の端面の最大長よりも大きい縦方向に沿った最大長を有する。SOM回路基板は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含み、複数のコンピューティング構成要素の各々は、第1のフェース面または第2のフェース面のうちの一方に取り付けられている。SOM回路基板は、第1の側面に近接して第2のフェース面に取り付けられた1つ以上の入出力コネクタをさらに含み、SOM回路基板の入出力コネクタは、第2の側面と比べて第1の側面の近くにのみ配置される。SOM回路基板は、第1のフェース面および第2のフェース面を貫いて第1のフェース面と第2のフェース面との間を横断方向に延びる複数の取り付け穴をさらに含む。

0006

別の実施形態によれば、横方向と、縦方向と、横断方向とを定める制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を定めるハウジングと、内部に配置された回路基板と、ハウジングから延びる入出力コネクタとを含む。制御ボックスは、ハウジングに取り外し可能に接続されたヒートシンクをさらに含み、回路基板は、ハウジングとヒートシンクとの間に位置する。回路基板は、ヒートシンクに接触する。

0007

別の実施形態によれば、横方向と、縦方向と、横断方向とを定める制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を定めるハウジングを含み、ハウジングは、カバーおよびスティフナを含み、スティフナは、ハウジングに取り外し可能に接続される。制御ボックスは、内部に配置された回路基板をさらに含み、回路基板は、複数のコンピューティング構成要素と、コンピューティング構成要素のうちの1つ以上に配置された熱インターフェース材料とを含む。制御ボックスは、ハウジングから延びる入出力コネクタをさらに含む。制御ボックスは、スティフナに取り外し可能に接続されたヒートシンクをさらに含み、回路基板は、スティフナとヒートシンクとの間に位置する。熱インターフェース材料は、ヒートシンクに接触する。

0008

別の実施形態によれば、横方向と、縦方向と、横断方向とを定める制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を定めるハウジングを含み、ハウジングは、カバーおよびスティフナを含み、スティフナは、カバーに取り外し可能に接続されて接触し、スティフナは、外枠および少なくとも1つの横材を含む。制御ボックスは、スティフナに取り外し可能に接続されて接触するヒートシンクをさらに含む。制御ボックスは、内部に配置され、スティフナとヒートシンクとの間に位置する第1の回路基板と、内部に配置され、カバーとスティフナとの間に位置する第2の回路基板とをさらに含む。カバー、スティフナ、およびヒートシンクは、横断方向に積み重ねられる。

0009

別の実施形態によれば、横方向と、縦方向と、横断方向とを定める制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を定めるハウジングを含み、ハウジングは、カバーおよびスティフナを含み、スティフナは、カバーに取り外し可能に接続されて接触し、スティフナは、外枠と、少なくとも1つの横材と、複数のフィンガとを含む。制御ボックスは、スティフナに取り外し可能に接続されて接触するヒートシンクをさらに含む。制御ボックスは、内部に配置され、スティフナとヒートシンクとの間に位置し、スティフナおよびヒートシンクに接触する第1の回路基板と、内部に配置され、カバーとスティフナとの間に位置する第2の回路基板とをさらに含む。カバー、スティフナ、およびヒートシンクは、横断方向に積み重ねられる。

0010

本発明のこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することによって、よりよく理解されるであろう。本明細書に取り入れられて本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示しており、記述と併せて本発明の原理を説明する役に立つ。

0011

業者へと向けられた本発明の最良の態様を含む本発明の充分かつ本発明を実施可能にする開示が、添付の図面を参照して、本明細書において説明される。

図面の簡単な説明

0012

本開示の実施形態による無人航空機(UAV)の一例を示すブロック図である。
バックプレーンカードとからなるアーキテクチャを含むUAV用の典型的な制御システムの一例を示すブロック図である。
本開示の実施形態による機上の制御システムを有するUAVの一例を示すブロック図である。
本開示の実施形態による機上の制御システムの制御ボックス用の制御モジュールを備える第1の回路基板を示すブロック図である。
本開示の実施形態による制御ボックスの斜視図である。
本開示の実施形態による制御ボックスの内部の構成要素を示す斜視図である。
本開示の実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。
本開示の別の実施形態による制御ボックスの斜視図である。
本開示の別の実施形態による制御ボックスの内部の構成要素を示す斜視図である。
本開示の別の実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。
本開示のさらなる実施形態による制御ボックスの斜視図である。
本開示のさらなる実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。
本開示のまたさらなる実施形態による制御ボックスの斜視図である。
本開示のまたさらなる実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。
本開示の実施形態による制御ボックスの断面図である。
本開示の別の実施形態による制御ボックスの断面図である。
本開示の実施形態によるシステムオンモジュール回路基板の上面の斜視図である。
本開示の実施形態によるシステムオンモジュール回路基板の下面の斜視図である。

実施例

0013

ここで、本発明の実施形態を詳しく参照するが、その1つ以上の例が図面に示されている。各々の例は、本発明の説明の目的で提示されており、本発明を限定するものではない。実際に、本発明において、本発明の技術的範囲および技術的思想から離れることなく、種々の修正および変更が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、或る実施形態の一部として図示または説明される特徴を、別の実施形態において使用して、さらに別の実施形態を得ることができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に含まれるような修正および変更を、包含するように意図されている。

0014

図1が、典型的な無人航空機(UAV)UAV10の概略図である。UAV10は、機上の操縦者を必要とせずに飛行することができるビークルである。例えば、UAV10は、これらに限られるわけではないが、固定翼航空機チルトローター航空機、ヘリコプタークワッドプターなどのマルチロータードローン航空機、飛行船気球、または他の航空機であってよい。

0015

UAV10は、少なくとも1つの推進移動(PM)装置14を含む複数のビークル装置を備える。PM装置14は、制御された力を生成し、さらには/あるいはUAV10の姿勢、向き、または位置を維持または変更する。PM装置14は、推力装置または制御面であってよい。推力装置は、UAV10に推進力または推力をもたらす装置である。例えば、推力装置は、これらに限られるわけではないが、モータによって駆動されるプロペラジェットエンジン、または他の推進源であってよい。制御面は、制御面を過ぎる空気の流れの方向をそらすことによって力をもたらす制御可能な表面または他の装置である。例えば、制御面は、これらに限られるわけではないが、エレベータラダーエルロンスポイラフラップスラットエアブレーキ、またはトリム装置であってよい。種々のアクチュエータサーボモータ、および他の装置を使用して、制御面を操作することができる。また、PM装置14は、プロペラまたはロータブレードピッチ角を変えるように構成された機構、あるいはロータブレードのチルト角を変えるように構成された機構であってもよい。

0016

UAV10を、これらに限られるわけではないが、制御ボックス100を含む機上の制御システム、地上の制御ステーション図1には示されていない)、および少なくとも1つのPM装置14など、本明細書に記載のシステムによって制御することができる。UAV10を、例えば、これらに限られるわけではないが、UAV10が地上の制御ステーションから受信するリアルタイムコマンド、UAV10が地上の制御ステーションから受信する1組の予めプログラムされた命令、機上の制御システムに格納された1組の命令および/またはプログラミング、もしくはこれらの制御の組み合わせによって制御することができる。

0017

リアルタイムのコマンドは、少なくとも1つのPM装置14を制御することができる。例えば、リアルタイムのコマンドは、これらに限られるわけではないが、機上の制御システムによって実行されたときにスロットルの調整、フラップの調整、エルロンの調整、ラダーの調整、あるいは他の制御面または推力装置の調整を生じさせる命令を含む。

0018

いくつかの実施形態において、リアルタイムのコマンドは、1つ以上の二次装置12などのUAV10のさらなるビークル装置をさらに制御することができる。二次装置12は、UAVの推進または移動を管理するための1つ以上の二次機能を実行するように構成された電気または電子装置である。二次装置は、UAVの推進または移動に関連してもよいが、典型的には、ビークルの推進または移動の直接的な制御とは無関係な1つ以上のビークルまたはミッションの機能を提供する。例えば、二次装置は、物体の検出および追跡に使用されるカメラまたは他のセンサなどのミッション関連の装置を含むことができる。二次装置12の他の例として、LIDAR/SONAR/RADARセンサおよびGPSセンサなどのセンサ、通信装置ナビゲーション装置、ならびに種々の荷物投下システムを挙げることができる。例えば、これらに限られるわけではないが、リアルタイムのコマンドは、機上の制御システムによって実行されたときにカメラによる画像の取得、通信システムによるデータの送信、あるいは処理構成要素による1つ以上の処理要素のプログラミングまたは設定を生じさせる命令を含む。

0019

UAV10は、限定ではなく、あくまでも例として示されている。本開示の多くは、無人航空機に関して説明されているが、開示された技術の実施形態が、無人海上船舶および無人の地上車両などの任意の無人ビークル(UV)において使用可能であることを、理解できるであろう。例えば、開示された制御システムを、無人ボート、無人潜水艦無人車、無人トラック、または移動が可能な任意の他の無人ビークルにおいて使用することができる。

0020

図2は、UAV用の典型的な制御システム50の一例を示すブロック図である。この例において、制御システムは、複数のカードスロット71、72、73、74、75を有するバックプレーン60を使用して形成される。各々のカードスロットは、所定の機械的および電気的基準の組を満たすカードを受け入れるように構成される。各々のカードは、典型的には特定のビークルまたはミッション制御機能を実行するように構成された1つ以上の集積回路を含む1つ以上の回路基板を含む。カードスロットは、カードのための構造的な支持、ならびにカードと下方のバスとの間の電気的接続を提供する。第1のカードスロット71に取り付けられたCPUカード61、第2のカードスロット72に取り付けられたコプロセッサカード62、およびカードスロット73、74、75にそれぞれ取り付けられたアドオンカード63、64、65を有する特定の例が示されている。例として、CPUカード61は、プロセッサと、PCI回路と、スイッチング回路と、カード61をカードスロット71に構造的および電気的に接続するように構成された電気コネクタとを有する回路基板を含むことができる。同様に、コプロセッサカード62は、プロセッサ、PCI回路、スイッチング回路、およびコネクタを含むことができる。

0021

アドオンカード63、64、65は、1つ以上のビークルおよび/またはミッション機能を実行するように構成された任意の数および種類のカードを含むことができる。アドオンカードの例として、入出力(I/O)カード、ネットワークカード操縦およびナビゲーション機能カード、センサインターフェースカード(例えば、カメラ、レーダ、など)、荷物投下システム制御カード、グラフィック処理ユニット(GPU)カード、ならびに特定の種類のビークルおよび/またはミッション機能のための任意の他のカードが挙げられる。

0022

図2のような典型的なバックプレーンアーキテクチャは、各々のカードが任意の他のスロット内のカードと通信することを可能にするスイッチ66を含む。さまざまな種類のバックプレーンアーキテクチャを定めるための種々の規格を含む多数の例が存在する。例えば、スイッチ66は、カードスロット71、72、73、74、75とは別に示されているが、いくつかのアーキテクチャは、中央スイッチをバックプレーンの特定のスロットに配置することができる。いずれの場合も、ノード装置は、スイッチを介して互いに通信することができる。図2には5つのカードスロットが描かれているが、バックプレーンは、任意の数のカードスロットを含むことができる。

0023

図2のようなバックプレーンアーキテクチャを利用するUAV用の機上の制御システムは、何らかの機能制御の提供において効果的であり得る。さらに、そのようなアーキテクチャは、ハードウェアの変更による或る程度の構成可能性を提供することができる。しかしながら、伝統的なバックプレーンアーキテクチャは、UAVに向けた実装においていくつかの欠点を有し得る。例えば、複合の電気的および機械的接続によって複数のカードに結合するバックプレーンの構造的性能は、一部のUAVの高応力環境にあまり適していない可能性がある。振動、温度、および他の要因により、バックプレーン内の1枚以上のカードに関して機械的および/または電気的な障害が発生する可能性がある。さらに、そのようなアーキテクチャは、かなりの空間および重量を必要とするが、処理能力が限られている。各々のカードは、典型的には、コネクタ、スイッチング回路、通信回路、などを備える自身の固有の回路基板を含む。各々の回路基板が、これらの共通機能のために自身の固有の回路を必要とするがゆえ、バックプレーンアーキテクチャは、比較的大きな重量および空間を必要とし得る。さらに、これらの種類のシステムの計算能力および容量は、典型的には、複数カードの手法によって制限されている。カード間および種々の処理要素間の通信が、計算能力の低下を招く可能性がある。

0024

図3は、本開示の技術の実施形態による制御システム80を含む無人航空機(UAV)10を示すブロック図である。制御システム80は、ビークル機能およびミッション機能の集中制御を提供する制御ボックス100を含む。制御ボックスは、内部112を定めるハウジング110を含む。第1の回路基板120および第2の回路基板122が、ハウジング110の内部に配置され、入出力(「I/O」)コネクタ126が、後述されるように、(例えば、第2の回路基板122から)ハウジング110を貫いて延びる。制御ボックス100は、制御ボックス100の電気部品から熱を逃がすために設けられたヒートシンク118を含む。典型的な実施形態において、ヒートシンク118は、後述されるように、ハウジング110の少なくとも一部を形成することができる。制御システム80は、ビークルまたはミッション制御プロセスを実行するさらなる制御ユニットまたは他の要素など、さらなる構成要素を含むことができる。

0025

いくつかの実装において、第1の回路基板120は、UAV10のビークルおよびミッション管理機能を制御するための制御モジュールを備え、第2の回路基板122は、制御ユニットとUAVの種々のPM装置および二次装置との間の通信インターフェースを提供するためのキャリアモジュールを備える。

0026

いくつかの例において、第1の回路基板は、種々のビークルおよびミッション機能の管理を提供するための構成変更可能な処理アーキテクチャをそれぞれが有する複数の異種の処理システムを含む。構成変更可能な機能を備えた複数の異種の処理システムは、無人航空機によって実行される多様な機能、ならびにこれらのビークルに典型的に必要とされる高度な認証に適する。

0027

典型的な実施形態において、第2の回路基板122は、第1の回路基板120と、UAV10の種々のPM装置14および二次装置12との間のインターフェースを提供するキャリアモジュールである。例えば、図3は、推力装置30、制御面32、および姿勢システム34を含む一式のPM装置を示している。さらに、図3は、画像センサ20、レーダセンサ22、LIDARセンサ24、ソナーセンサ26、GPSセンサ28、荷物投下システム36、および通信システム38を含む一式の二次装置を示している。第2の回路基板122は、第1の回路基板の対応するI/OコネクタにつながるI/Oコネクタと、ハウジングから延びるI/Oコネクタとを備えることができる。さらに、第2の回路基板は、ハウジングから延びる複数のセンサコネクタを備えることができる。第2の回路基板は、データの送信および受信に使用される関連の電子回路を含む通信または入出力(I/O)インターフェースを提供することができる。より具体的には、通信インターフェースを、第2の回路基板の種々の集積回路のいずれかの間、および第2の回路基板と他の回路基板との間でデータを送信および受信するために使用することができる。例えば、アイテムインターフェースは、I/Oコネクタ126、I/Oコネクタ238、および/またはI/Oコネクタ124を含むことができる。同様に、インターフェース回路のうちのいずれか1つにおける通信インターフェースを、他の航空機、センサ、他のビークル装置、および/または地上の制御部などの外部の構成要素と通信するために使用することができる。通信インターフェースは、適切な有線または無線通信インターフェースの任意の組み合わせであってよい。

0028

いくつかの例において、制御ボックス100は、さらなる構成要素を含むことができる。例えば、他の実施形態において、メザニン(mezzanine)カードなどの第3の回路基板を、制御ボックス100内に設けることができる。いくつかの例において、第3の回路基板は、1つ以上の不揮発性メモリアレイを含むことができる。例えば、ソリッドステートドライブSSD)を、メザニンカード上の1つ以上の集積回路として提供することができる。さらに、制御ボックス100は、制御モジュールを形成するためのさらなる回路基板と、さらなるキャリアモジュールを形成するためのさらなる回路基板とを含むことができる。

0029

図4は、本開示の技術の典型的な実施形態による第1の回路基板120を説明するブロック図である。図4において、第1の回路基板120は、無人航空機(UAV)用の制御モジュール(例えば、制御基板)として構成されている。典型的な実施形態において、第1の回路基板120は、システムオンモジュール(SOM)カード200である。第1の回路基板120は、第1の処理システム230、第2の処理システム232、メモリブロック234、およびI/Oコネクタ238を含む。

0030

第1および第2の処理システムは、任意の適切な数の個別のマイクロプロセッサ電源記憶装置、インターフェース、および他の標準的な構成要素を含むことができ、あるいはこれらに組み合わせられてよい。処理システムは、航空機10の動作に必要な種々の方法、処理タスク、計算、および制御/表示機能を実行するように設計された任意の数のソフトウェアプログラム(例えば、ビークルおよびミッション制御プロセス)または命令を含むことができ、あるいはこれらと協働することができる。メモリブロック234は、これに限られるわけではないがSDRAMなど、対応する処理システムをサポートするように構成された任意の適切な形態のメモリを含むことができる。例えば、第1のメモリブロック234を、第1の処理システム230をサポートするように構成でき、第2のメモリブロック234を、第2の処理システム232をサポートするように構成することができる。任意の数および種類のメモリブロック234を使用することができる。例として、各々が個別の集積回路を備える4つのメモリブロックを、第1の処理システム230をサポートするために設けることができ、2つのメモリブロックを、第2の処理システム232をサポートするために設けることができる。I/Oコネクタ238は、第1の回路基板120の第1の表面から延び、第2の回路基板122への動作可能な通信リンクを提供する。

0031

第1の処理システム230および第2の処理システム232は、本開示の技術の典型的な実施形態において、UAV10の多様かつ安定的な必要性に適した異種の構成変更可能なコンピューティングアーキテクチャを形成する。第1の処理システム230は、第1の処理プラットフォームを形成する1つ以上の処理ユニット302と、第2の処理プラットフォームを形成する1つ以上のプログラマブル論理回路304とを含む。例として、1つ以上の処理ユニット302は、中央処理ユニットを含み、プログラマブル論理回路304は、RAMベースフィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)などの揮発性プログラマブル論理アレイを含むことができる。処理ユニット302に任意の数および種類の処理ユニットを使用することができる。いくつかの実施形態においては一般的に処理回路と称される第1の集積回路内に複数の処理ユニット302およびプログラマブル論理回路304を設けることができる。

0032

第2の処理システム232は、第3の処理プラットフォームを形成する1つ以上の処理ユニット322と、第4の処理プラットフォームを形成する1つ以上のプログラマブル論理回路324とを含む。例として、1つ以上の処理ユニット322は、コプロセシング装置を含むことができ、プログラマブル論理回路324は、フラッシュベースのFPGAを含むことができる。処理ユニット322に任意の数および種類の処理ユニットを使用することができる。いくつかの実施形態においてはやはり処理回路と称される第2の集積回路内に1つ以上の処理ユニット322およびプログラマブル論理回路324を設けることができる。

0033

各々の処理システムにおいて異なる処理ユニットの種類および異なるプログラマブル論理回路の種類を提供することによって、第1の回路基板120は、高ストレス用途のUAVの処理、信頼性、および動作の要件に独自に適した異種コンピューティングシステムを提供する。例えば、RAMベースのFPGA技術とフラッシュベースのFPGA技術とを組み合わせることで、UAVの用途に両方の長所を利用することができる。異種の処理ユニット302および322ならびに異種のプログラマブル論理回路304および324の独自の能力は、ハードウェアおよびソフトウェアの両方に関して区画された動作環境をサポートする。ビークルおよびミッション管理機能を、重要度および性能の必要性に応じて、異なる区画に割り当てることができる。これにより、重要な動作に適した制御および監視アーキテクチャが提供される。例えば、不可逆な重要機能を制御するために、オンオフまたは赤/緑のアーキテクチャが提供される。さらなる例として、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイのうちの1つ以上を、機上のセンサ処理のためのファブリックアクセラレータを提供するように構成することができる。

0034

ここで図5図18を参照すると、改良された制御ボックス100およびその構成要素のさらなる実施形態が一般的に提示される。上述したように、本開示による制御ボックス100は、一般に、無人航空機(「UAV」)の動作を制御する種々の電気/コンピューティング構成要素を収容し、したがって制御ボックス100は、一般に、UAVに搭載される。本開示による制御ボックス100は、モジュール式の設計であり、すなわち本明細書で論じられるように、ヒートシンク、カバー、および/またはスティフナなどの制御ボックス100のさまざまな構成要素の各々を、各々のそのような構成要素のための種々さまざまな設計と交換可能であるがゆえに、きわめて好都合である。本明細書で論じられる特定の特徴が、そのようなモジュール性の促進に役立つ。さらに、本明細書で論じられるように、ヒートシンク、スティフナ、およびシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板などのそのような制御ボックス100の種々の特徴は、SOM回路基板および制御ボックス100の全体から熱を伝達するための好都合な熱伝達の特徴を含む。他の好都合な特徴も、本明細書で論じられる。

0035

本開示による制御ボックス100は、図示のように、横方向102、縦方向104、および横断方向106を定めることができる。そのような方向102、104、106は、制御ボックス100の直交座標系を協働して定めることができる。
制御ボックス100は、内部112を定めるハウジング110を備えることができる。典型的な実施形態におけるハウジング110は、カバー114と1つ以上のスティフナ116とを含む。いくつかの実施形態においては、ただ1つのスティフナ116が制御ボックス100において利用されるが、他の実施形態においては、2つ以上のスティフナ116が利用されてもよい。ハウジング110がカバー114およびスティフナ116を含む実施形態において、少なくとも1つのこのようなスティフナ116は、カバー114に接触して取り外し可能に接続され、スティフナ116は、横断方向106に沿って互いに積み重ねられ、かつハウジング110に積み重ねられる。制御ボックス100は、ヒートシンク118をさらに含むことができる。ヒートシンク118を、複数のスティフナ116のうちの1つに接触させるなど、ハウジング110に取り外し可能に接続することができる。さらに、ヒートシンク118を、横断方向106に沿ってスティフナ116およびハウジング110に積み重ねてもよい。

0036

1つ以上の回路基板を、内部112に配置することができる。例えば、第1の回路基板120を、内部112に配置することができる。典型的な実施形態において、第1の回路基板120は、本明細書において論じられるように、システムオンモジュール(「SOM」)回路基板200である。このような第1の回路基板120は、典型的な実施形態において、スティフナ116とヒートシンク118との間など、ハウジング110とヒートシンク118との間に配置されてよい。さらに、第1の回路基板120は、第1の回路基板120からの熱がヒートシンク118を介して第1の回路基板120から放熱されるように、ヒートシンク118と接触することができる。さらに、第1の回路基板120は、スティフナ116に接触することができる。

0037

例えば、第1の回路基板120は、1つ以上のコンピューティング構成要素を含むことができる。そのようなコンピューティング構成要素は、第1の処理システム230、第2の処理システム232、および/または1つ以上のメモリブロック234を含むことができ、これらはすべて、例えばSOM回路基板200の文脈において、本明細書で詳細に説明される。さらに、熱インターフェース材料236(SOM回路基板200の文脈において以下で詳細に説明される)を、そのようなコンピューティング構成要素のうちの1つ以上に配置することができる。典型的な実施形態において、コンピューティング構成要素のうちの1つ以上に配置された熱インターフェース材料236などの第1の回路基板120は、ヒートシンク118および/またはスティフナ116に接触することができる。

0038

いくつかの実施形態において、熱インターフェース材料236は、ヒートシンク118に接触することができる。とくには、1つ以上のコンピューティング構成要素(SOM回路基板200の文脈において後述されるように回路基板120の第1のフェース面210に実装された第1の処理システム230、第2の処理システム232、および/または1つ以上のメモリブロック234など)上に配置された熱インターフェース材料236は、例えばヒートシンク118のベース130など、ヒートシンク118と接触することができる。

0039

これに加え、あるいはこれに代えて、スティフナ116は、複数のフィンガ140を含むことができる。フィンガ140は、一般に、支持および熱伝達の目的で他の構成要素と接触するスティフナ116の平坦内面である。第1の回路基板120は、そのようなフィンガ140に接触することができる。とくには、1つ以上のコンピューティング構成要素(SOM回路基板200の文脈において後述されるように回路基板120の第2のフェース面212に実装された1つ以上のメモリブロック234など)上に配置された熱インターフェース材料236が、フィンガ140と接触することができる。

0040

典型的な実施形態において、スティフナ116は、外枠142と1つ以上の横材144とを含む。スティフナ116はさらに、フィンガ140を含むことができる。第1の回路基板120がスティフナ116と接触するとき、第1の回路基板120は、外枠142および/または横材144のうちの1つ以上と接触でき、さらに上述のようにフィンガ140と接触することができる。

0041

典型的な実施形態において、ヒートシンク118は、金属から形成される。ヒートシンク118は、ベース130を含むことができる。ベースは、典型的な実施形態において、ベースは、上述のとおりの第1の回路基板120の構成要素など、第1の回路基板120と接触することができる。さらに、図5図7に示されるとおりのいくつかの典型的な実施形態において、ヒートシンク118は、ベース130から外側へと延びる複数のフィン132を含むことができる。これらの実施形態において、ヒートシンク118は、フィン132を介する制御ボックス100からの対流熱伝達をもたらすことができる。他の実施形態においては、図8図14に示されるように、フィン132が設けられず、ヒートシンク118が、ベース130を例えば制御ボックス100を搭載する該当のUAV内の他の構成要素に接触させることにより、制御ボックス100からの伝導性熱伝達をもたらすことができる。さらに他の実施形態においては、ヒートシンク118が、使い捨てまたは可逆の相変化材料液体冷却材料、および/または熱の移動を促進するための他の適切な構成要素をさらに含むことができる。

0042

制御ボックス100は、第2の回路基板122をさらに含むことができる。第2の回路基板122は、例えば、ソナー、レーダ、GPS、無線、などに関連した構成要素など、一般的には通信関連の構成要素を含むキャリアカード型の回路基板であってよい。第2の回路基板を、内部112に配置することができる。例えば、そのような第2の回路基板122を、典型的な実施形態においては、カバー114とスティフナ116との間に配置することができる。さらに、第2の回路基板122を、スティフナ116に接触させることができる。

0043

典型的な実施形態において、第2の回路基板122は、第1の回路基板120と動作可能に通信する。例えば、第2の回路基板122は、第2の回路基板122上に配置され、相手方となる第1の回路基板120の入出力コネクタ(SOM回路基板200の実施形態におけるコネクタ238など)に動作可能に接触する1つ以上の入出力コネクタ124をさらに含むことができる。

0044

いくつかの実施形態において、第2の回路基板122は、1つ以上のセンサコネクタ125をさらに含むことができる。そのようなセンサコネクタ125は、例えば図5図10に示されるように縦方向104に沿い、あるいは他の適切な方向に、ハウジング110から延びることができる。これらのセンサコネクタ125は、例えば制御ボックス100を搭載するUAVに取り付けられてよい適切な外部センサまたは他の二次装置12(本明細書において論じられる二次装置など)に第2の回路基板122を接続するためのポートであってよい。

0045

さらに、制御ボックス100は、ハウジング110から延びる1つ以上の入出力コネクタ126を含むことができる。典型的な実施形態において、そのようなコネクタ126のうちの1つ以上は、第2の回路基板122の構成要素である。そのような入出力コネクタ126は、制御ボックス100およびその構成要素を、例えば制御ボックス100を搭載するUAVの他の構成要素に接続することができる。いくつかの実施形態においては、図5図10に示されるように、入出力コネクタ126は、例えばハウジング110の端面板115を貫いて、ハウジング110から縦方向104に沿って延びる。他の実施形態においては、図11図14に示されるように、入出力コネクタ126は、例えばカバー114を貫いて、ハウジング110から横断方向106に沿って延びる。

0046

いくつかの実施形態において、制御ボックス100は、メザニンカード128をさらに含むことができる。メザニンカード128は、内部112に配置されてよく、第2の回路基板122と動作可能に通信することができる。メザニンカード128を、例えば、第2の回路基板122とカバー114との間に配置することができる。いくつかの実施形態においては、入出力コネクタ126のうちの1つ以上が、メザニンカード128の構成要素である。

0047

図示のように、ヒートシンク118およびハウジング110の構成要素は、貫通孔を備えることができる。種々の貫通孔を、制御ボックス100の種々の構成要素のモジュール性を促進するように好都合に並べることができる。例えば、複数の貫通孔150を、例えば横断方向106に沿って、ヒートシンク118のベース130を貫いて延ばすことができる。このような貫通孔150を、或るパターンにて配置することができる。さらに、複数の貫通孔を、例えば横断方向106に沿って、ハウジング110を貫いて延ばすことができる。このような貫通孔を、或るパターンにて配置することができる。このような貫通孔は、例えば、横断方向106に沿って或るパターンにてカバー114を貫いて延びる貫通孔152と、横断方向106に沿って或るパターンにてスティフナ116を貫いて延びる貫通孔154とを含むことができる。典型的な実施形態において、貫通孔150、152、および154などのベース130およびハウジング110における貫通孔のパターンは、同一である。したがって、締結具を貫通孔150、152、154を通って挿入して、制御ボックス100のそのような構成要素を互いに固定することができる。とりわけ、そのような同一のパターンは、さまざまな異なる種類のヒートシンク118およびハウジング110(ならびに、それらのカバー114およびスティフナ116)まで延びることができ、したがって、そのような構成要素の種々の変種をモジュール式にて互いに取り換えることができる。

0048

ヒートシンク118が、ハウジング110のスティフナ116など、ハウジング110に接触するとき、そのような構成要素は、「および溝」型の特徴を使用して互いに嵌まり合うことができる。このような特徴は、適切な嵌まり合いを保証するために構成要素をお互いに対して好都合な向きに位置させるとともに、電磁干渉(「EMI」)フィルタとしても好都合に機能する。例えば、図15および図16に示されるように、ベース130に溝160を定めることができる。いくつかの実施形態において、溝160は、図16に示されるように外側の溝であってよい。あるいは、溝160は、図15に示されるように内部の溝であってよい。嵌合タブ162を、ハウジング110から延ばすことができ、例えばハウジング110のスティフナ116から延ばすことができる。タブ162は、ヒートシンク118が例えばハウジング110のスティフナ116など、ハウジング110へと接続されるときに、溝160内へと延びることができる。

0049

カバー114およびスティフナが利用される実施形態においては、そのような構成要素も、「舌および溝」型の特徴を使用して互いに嵌まり合うことができる。このような特徴は、適切な嵌まり合いを保証するために構成要素をお互いに対して好都合な向きに位置させるとともに、電磁干渉(「EMI」)フィルタとしても好都合に機能する。例えば図16に示されるように、スティフナ116に溝164を定めることができる。図示のようないくつかの実施形態において、溝164は、外側の溝であってよい。あるいは、溝164は、内部の溝であってよい。嵌合タブ166を、カバー114から延ばすことができる。あるいは、図15に示されるように、カバー114に溝164を定め、スティフナ116にタブ166を定めてもよい。タブ166は、スティフナ116がカバー114へと接続されたときに溝164内へと延びることができる。

0050

ここで図17および図18を参照すると、本開示による制御ボックス100は、上述のとおりの第1の回路基板120であってよいシステムオンモジュール(「SOM」)回路基板200を含むことができる。SOM回路基板200は、図示のように、横方向202、縦方向204、および横断方向206を定めることができる。そのような方向202、204、206は、SOM回路基板200の直交座標系を協働して定めることができる。SOM回路基板200が制御ボックス100内に設置されるとき、方向202、204、206は、それぞれの方向102、104、106に対応することができる。

0051

SOM回路基板200は、複数の外面を含む本体208を有することができる。例えば、本体208は、第1のフェース面210および第2の反対側のフェース面212を含み、これらの両方は、おおむね横方向202および縦方向204によって定められる平面内を延びる。本体208は、第1の端面214および反対側の第2の端面216をさらに含み、これらの両方は、おおむね横方向202および横断方向206によって定められる平面内を延びる。本体208は、第1の側面218および反対側の第2の側面220をさらに含み、これらの両方はおおむね縦方向204および横断方向206によって定められる平面内を延びる。

0052

一般に、SOM回路基板200およびその本体208は、図示のように、超矩形の(hyperrectangular)形状を有する。したがって、第1および第2の端面214、216も、それぞれ横方向202に沿った最大長である長さ222を有する。第1および第2の側面218、220も、それぞれ縦方向204に沿った最大長である長さ224を有する。図示のように、典型的な実施形態において、最大長224は、最大長222よりも大きい。

0053

SOM回路基板200は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含むことができる。各々のコンピューティング構成要素を、第1のフェース面210または第2のフェース面212など、本体208に取り付けることができる。例えば、コンピューティング構成要素は、第1の処理システム230、第2の処理システム232、および複数のメモリブロック234を含むことができる。とりわけ、第1および第2の処理システム230、232、ならびにメモリブロック234を、典型的な実施形態においては、2つの処理システム230、232を協働させる結合型コンピューティングシステムに統合することができる。したがって、例えば、第1の処理システム230が、第2の処理システム232を監視およびバックアップすることができ、第2の処理システム232が、第1の処理システム230を監視およびバックアップすることができる。

0054

いくつかの実施形態において、例えば、第1の処理システム230は、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)ベースの処理システムであってよい。これに加え、あるいはこれに代えて、第2の処理システム232は、いくつかの実施形態において、フラッシュメモリベースの処理システムであってよい。これに加え、あるいはこれに代えて、メモリブロック234は、RAMメモリブロックであってよい。

0055

図示のように、典型的な実施形態においては、第1および第2の処理システム230、232を、本体208の第1のフェース面210に取り付けることができる。しかしながら、これに代えて、第1および第2の処理システム230、232の一方または両方を、本体208の第2のフェース面212に取り付けてもよい。さらに、いくつかの実施形態においては、メモリブロック234のうちの少なくとも1つ以上を、第1のフェース面210に取り付けることができる。これに加え、あるいはこれに代えて、メモリブロック234のうちの少なくとも1つ以上を、第2のフェース面212に取り付けてもよい。

0056

いくつかの実施形態においては、熱インターフェース材料236を、コンピューティング構成要素のうちの1つ以上に配置することができる。熱インターフェース材料236は、本明細書において論じられるように、そのようなコンピューティング構成要素から制御ボックス100の他の構成要素への熱伝達を促進することができる。適切な熱インターフェース材料236は、例えば、例えば硬化性(curable)であってよい比較的従順(compliant)な材料であってよい。典型的な実施形態において、そのような材料236は、チキソトロピー(thixotropic)材料であってよい。典型的な実施形態において、そのような材料236は、3.2〜4W/m−Kの間、例えば3.4〜3.8W/m−Kの間、例えば3.6W/m−Kの熱伝導率を有することができる。1つの適切な材料は、The Bergquist Companyから市販されているGap Filler 3500S35である。

0057

典型的な実施形態においては、熱インターフェース材料236を、第1のフェース面210に取り付けられたメモリブロック234のうちの1つ以上、および/または第2のフェース面212に取り付けられたメモリブロック234のうちの1つ以上など、メモリブロック234上に配置することができる。これに加え、あるいはこれに代えて、熱インターフェース材料236を、第1の処理システム230および/または第2の処理システム上に配置することができる。

0058

1つ以上の入出力コネクタ238を、本体208にさらに取り付けることができる。これらのコネクタ238は、本明細書において論じられるように、制御ボックス100内でSOM回路基板200を他の回路基板に接続することができ、したがってSOM回路基板200とそのような他の回路基板との間の通信を可能にすることができる。コネクタ238を、例えば、図示のように第2のフェース面212上に取り付けることができ、あるいは第1のフェース面210上に取り付けることができる。いくつかの実施形態においては、コネクタ238を、第1の側面218に近接させて、したがって横方向202において第2の側面220よりも第1の側面218の近くに配置することができる。これらの実施形態のいくつかにおいては、第2の側面220の近くにはコネクタ238が設けられなくてよい。さらに、図示のように、コネクタ238の長手軸を縦方向204に整列させることができる。

0059

さらに図示されるように、複数の取り付け穴240が、本体208を貫通して延びることができる。これらの取り付け穴240のうちの1つ以上を、例えば、SOM回路基板200を制御ボックス100内の他の構成要素に接続するために利用することができる。各々の取り付け穴240は、横断方向206に沿って第1のフェース面210および第2のフェース面212を貫いて第1のフェース面210と第2のフェース面212との間を延びることができる。

0060

本体における取り付け穴240の位置は、とくに好都合であり得る。例えば、取り付け穴240の第1の配列242を、第1の側面218に近接させ、典型的な実施形態においては横方向202におけるコネクタ238と第1の側面218との間に配置することができる。第1の配列242の取り付け穴240は、縦方向204に沿って互いに間隔を空けて位置することができる。典型的な実施形態において、第1の配列242は、3つ以上の取り付け穴を含むことができるが、別の実施形態においては、2つの取り付け穴を利用することができる。取り付け穴240の第2の配列244を、第2の側面220に近接させて配置でき、典型的な実施形態において、取り付け穴240の第2の配列244は、横方向202において第2の側面220からの距離が第1の配列242の第1の側面218からの距離に等しくなるように位置することができる。第2の配列244の取り付け穴240は、縦方向204に沿って互いに間隔を空けて位置することができる。典型的な実施形態において、第2の配列244は、3つ以上の取り付け穴を含むことができるが、別の実施形態においては、2つの取り付け穴を利用することができる。第1および第2の配列は、どちらも、好都合なことに、SOM回路基板200を制御ボックス100内の他の構成要素に接続し、そのような構成要素に対するSOM回路基板200のいかなる相対運動をも最小限に抑えることができる。

0061

さらに、1つ以上の第3の取り付け穴246を、横方向202における第1の配列242と第2の配列244との間に配置することができる。典型的な実施形態においては、1つ以上の第3の取り付け穴246を、例えば横方向202における第1の側面218と第2の側面220との間のほぼ中央に配置することができる。これにより、第3の取り付け穴246は、横方向202において第1の配列242および第2の配列244から等間隔に位置することができる。さらに、第3の取り付け穴246が1つだけ利用される実施形態において、第3の取り付け穴246は、例えば縦方向204における第1の端面214と第2の端面216との間のほぼ中央に位置することができる。第3の取り付け穴246は、そのような穴246がSOM回路基板200の使用中の共振周波数の問題を低減し、SOM回路基板200に剛性の向上を提供するため、とくに好都合であり得る。

0062

いくつかの実施形態においては、SOM回路基板200に複数のヴィア250を設けることができる。各々のヴィアは、横断方向206に沿って本体208を貫いて延びてよく、第1のフェース面210および/または第2のフェース面212から突出してもよい。ヴィア250は、第1の側面218および/または第2の側面220に近接して位置することができる。ヴィア250は、典型的な実施形態において、金または銅などの金属材料から形成されてよく、本体208の内部から熱を伝達し、この熱を本体208およびSOM回路基板200全体から伝達する熱伝達の通り道として機能することができる。

0063

いくつかの実施形態においては、1つ以上の金属コーティングを、例えば本体208の第1のフェース面210および/または第2のフェース面212など、本体208上にめっきすることができる。金属コーティングは、本体208およびSOM回路基板200全体から熱を伝達するための熱伝達の通り道として機能することができる。

0064

例えば、第1の金属コーティング252を、複数の取り付け穴240(第1および第2の配列242、244の取り付け穴、ならびに第3の取り付け穴246を含む)を定めている(例えば、本体208の第1のフェース面210および/または第2のフェース面212における)本体208の一部分にめっきすることができる。そのようなコーティング252を、本体208のそのような部分に、種々のめっきがつながることがないように不連続にめっきすることができる。典型的な実施形態において、そのような第1の金属コーティング252は、銅コーティングであるが、別の実施形態においては、金または他の適切な金属を利用することができる。

0065

これに加え、あるいはこれに代えて、第2の金属コーティング254を、(例えば、本体208の第1のフェース面210および/または第2のフェース面212において)本体208にめっきすることができる。そのようなコーティング252は、第1および第2の側面218、220に近接して配置されてよく、例えば長さ224の全体において、そのような第1および第2の側面218、220まで延びてよい。第1および第2の両方の金属コーティング252、254が利用される実施形態において、第2の金属コーティング254は、第1の金属コーティング252を覆ってめっきされてもよい。典型的な実施形態において、そのような第2の金属コーティング254は、金コーティングであるが、別の実施形態においては、銅または他の適切な金属を利用することができる。

0066

本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者であれば想到できる他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を含んでおり、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含されることが意図される。

0067

[実施態様1]
横方向(102)と、縦方向(104)と、横断方向(106)とを定めている制御ボックス(100)であって、
内部(112)を定めており、カバー(114)およびスティフナ(116)を備えており、前記スティフナ(116)は、前記カバー(114)に取り外し可能に接続されて接触し、前記スティフナ(116)は、外枠(142)および少なくとも1つの横材(144)を備えているハウジング(110)と、
前記スティフナ(116)に取り外し可能に接続されて接触するヒートシンク(118)と、
前記内部(112)に配置され、前記スティフナ(116)と前記ヒートシンク(118)との間に位置する第1の回路基板(120)と、
前記内部(112)に配置され、前記カバー(114)と前記スティフナ(116)との間に位置する第2の回路基板(122)と
を備えており、
前記カバー(114)、スティフナ(116)、およびヒートシンク(118)は、前記横断方向(106)に積み重ねられている、制御ボックス(100)。
[実施態様2]
前記第1の回路基板(120)は、システムオンモジュール(「SOM」)回路基板(200)である、実施態様1に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様3]
前記第2の回路基板(122)は、入出力コネクタ(126)を備え、該入出力コネクタ(126)は、前記ハウジング(110)から延びる、実施態様1に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様4]
記入出力コネクタ(126)は、前記縦方向(104)に沿って前記ハウジング(110)から延びる、実施態様3に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様5]
前記入出力コネクタ(126)は、前記横断方向(106)に沿って前記ハウジング(110)から延びる、実施態様3に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様6]
前記第2の回路基板(122)は、複数のセンサコネクタ(125)を備え、該複数のセンサコネクタ(125)は、前記ハウジング(110)から延びる、実施態様1に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様7]
前記第1の回路基板(120)および前記第2の回路基板(122)は、動作可能に通信する、実施態様1に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様8]
前記第1の回路基板(120)は、複数のコンピューティング構成要素を備え、前記スティフナ(116)は、複数のフィンガ(140)をさらに含み、前記回路基板(120)は、前記複数のフィンガ(140)のうちの1つ以上に接触する、実施態様1に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様9]
前記第1の回路基板(120)は、前記コンピューティング構成要素のうちの1つ以上に配置された熱インターフェース材料(236)をさらに備え、該熱インターフェース材料(236)は、前記フィンガ(140)のうちの1つ以上に接触する、実施態様8に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様10]
前記ヒートシンク(118)、前記カバー(114)、および前記スティフナ(116)の各々は、前記横断方向(106)に沿って各々を貫いて延びる複数の貫通孔(150、152、154)を備え、前記ヒートシンク(118)、前記カバー(114)、および前記スティフナ(116)の前記貫通孔(150、152、154)の各々は、同一のパターンにて配置されている、実施態様1に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様11]
前記ヒートシンク(118)は、ベース(130)と、該ベース(130)に定められた溝(160)とを備え、前記スティフナ(116)からタブ(162)が延び、該タブ(162)は、前記ヒートシンク(118)が前記スティフナ(116)へと接続されるときに前記溝(160)内へと延びる、実施態様1に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様12]
前記スティフナ(116)は、単一のスティフナ層から形成される、実施態様1に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様13]
横方向(102)と、縦方向(104)と、横断方向(106)とを定めている制御ボックス(100)であって、
内部(112)を定めており、カバー(114)およびスティフナ(116)を備えており、前記スティフナ(116)は、前記カバー(114)に取り外し可能に接続されて接触し、前記スティフナ(116)は、外枠(142)と、少なくとも1つの横材(144)と、複数のフィンガ(140)とを備えているハウジング(110)と、
前記スティフナ(116)に取り外し可能に接続されて接触するヒートシンク(118)と、
前記内部(112)に配置され、前記スティフナ(116)と前記ヒートシンク(118)との間に位置し、前記スティフナ(116)および前記ヒートシンク(118)に接触する第1の回路基板(120)と、
前記内部(112)に配置され、前記カバー(114)と前記スティフナ(116)との間に位置する第2の回路基板(122)と
を備えており、
前記カバー(114)、スティフナ(116)、およびヒートシンク(118)は、前記横断方向(106)に積み重ねられている、制御ボックス(100)。
[実施態様14]
前記第1の回路基板(120)は、システムオンモジュール(「SOM」)回路基板(200)である、実施態様13に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様15]
前記第2の回路基板(122)は、入出力コネクタ(126)を備え、該入出力コネクタ(126)は、前記ハウジング(110)から延びる、実施態様13に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様16]
前記第2の回路基板(122)は、複数のセンサコネクタ(125)を備え、該複数のセンサコネクタ(125)は、前記ハウジング(110)から延びる、実施態様13に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様17]
前記第1の回路基板(120)および前記第2の回路基板(122)は、動作可能に通信する、実施態様13に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様18]
前記第1の回路基板(120)は、複数のコンピューティング構成要素と、該コンピューティング構成要素のうちの1つ以上に配置された熱インターフェース材料(236)とを備え、前記熱インターフェース材料(236)は、前記フィンガ(140)のうちの1つ以上に接触する、実施態様13に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様19]
前記ヒートシンク(118)、前記カバー(114)、および前記スティフナ(116)の各々は、前記横断方向(106)に沿って各々を貫いて延びる複数の貫通孔(150、152、154)を備え、前記ヒートシンク(118)、前記カバー(114)、および前記スティフナ(116)の前記貫通孔(150、152、154)の各々は、同一のパターンにて配置されている、実施態様13に記載の制御ボックス(100)。
[実施態様20]
前記ヒートシンク(118)は、ベース(130)と、該ベース(130)に定められた溝(160)とを備え、前記スティフナ(116)からタブ(162)が延び、該タブ(162)は、前記ヒートシンク(118)が前記スティフナ(116)へと接続されるときに前記溝(160)内へと延びる、実施態様13に記載の制御ボックス(100)。

0068

10無人航空機(UAV)
12二次装置
14推進移動(PM)装置
20画像センサ
22レーダセンサ
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30推力装置
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64 アドオンカード
65 アドオンカード
66 スイッチ
71カードスロット、第1のカードスロット
72 カードスロット、第2のカードスロット
73 カードスロット
74 カードスロット
75 カードスロット
80 制御システム
100制御ボックス
102 横方向
104縦方向
106横断方向
110ハウジング
112 内部
114カバー
115端面板
116スティフナ
118ヒートシンク
120 第1の回路基板
122 第2の回路基板
124入出力(I/O)コネクタ
125センサコネクタ
126 入出力(I/O)コネクタ
128メザニンカード
130ベース
132フィン
140フィンガ
142外枠
144横材
150貫通孔
152 貫通孔
154 貫通孔
160 溝
162 嵌合タブ、タブ
164 溝
166 嵌合タブ、タブ
200システムオンモジュール回路基板、SOM回路基板、システムオンモジュールカード
202 横方向
204 縦方向
206 横断方向
208 本体
210 第1のフェース面
212 第2のフェース面
214 第1の端面
216 第2の端面
218 第1の側面
220 第2の側面
222 長さ、最大長
224 長さ、最大長
230 第1の処理システム
232 第2の処理システム
234メモリブロック
236熱インターフェース材料
238 I/Oコネクタ、コネクタ
240取り付け穴
242 (取り付け穴240の)第1の配列
244 (取り付け穴240の)第2の配列
246 第3の取り付け穴
250 ヴィア
252 第1の金属コーティング
254 第2の金属コーティング
302処理ユニット
304プログラマブル論理回路
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324 プログラマブル論理回路

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