(57)【要約】      （修正有）【課題】ＵＡＶ用の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。【選択図】図７
2019165201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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】
前記入出力コネクタ（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）。
【発明の詳細な説明】
【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。
【発明の概要】
【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】
当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】
【図１】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。
【図２】バックプレーンと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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】本開示の実施形態による制御ボックスの斜視図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】本開示の実施形態による制御ボックスの断面図である。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【発明を実施するための形態】
【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、固定翼の航空機、チルトローター航空機、ヘリコプター、クワッドコ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の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のコマンド、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、無人の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ベースのフィールド・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の平坦な内面である。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、「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］
前記入出力コネクタ（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）。
【符号の説明】
【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
２４  ＬＩＤＡＲセンサ
２６  ソナーセンサ
２８  ＧＰＳセンサ
３０  推力装置
３２  制御面
３４  姿勢システム
３６  荷物投下システム
３８  通信システム
５０  制御システム
６０  バックプレーン
６１  ＣＰＵカード
６２  コプロカード
６３  アドオンカード
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
３２２  処理ユニット
３２４  プログラマブル論理回路
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019165201.tif 000016
【図１５】
2019165201.tif 000017
【図１６】
2019165201.tif 000018
【図１７】
2019165201.tif 000019
【図１８】
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【外国語明細書】
2019165201000001.pdf