CN1009036B - 多个扫描器件的定位装置 - Google Patents
多个扫描器件的定位装置Info
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Abstract
本发明属于一种定位多个扫描器件的装置，该装置可将多种扫描器件，特别是磁头，定位在一个存储装置中的一组至少有两个可转动的记录盘上预定的磁道上，在该装置中，磁头支撑臂的单横梁部件和磁头架一起整体地制造，该单横梁部件还装有安装架，用于安装在弹簧支撑架上的至少一个磁头，特别是用于安装预先互相连接好的一对磁头，使之有可能替换任何磁头或磁头对，该装置能用于磁存储系统，工业生产设备上等等方面。
Description
本发明属于一种定位装置，该装置可将多个扫描器件定位在一台存储处理设备的一组至少两个重叠的、可转动的记录盘的预定磁道上。所说的装置，包含一个为所说的多个扫描器件所共有的单悬臂绕轴转动机构，还包含一个用于安装所说的多个扫描器件的塔架。每一个所说的扫描器件装在一个支撑弹簧的端部，而所说的弹簧支撑着一法兰盘。一个支撑臂装有一个单横梁部件，在该部件的悬空端装有所说的塔架，而在该部件的另一端装有驱动部件。此驱动部件装有一个转子元件，用以围绕着平行于所说的记录盘的转动轴而处于此记录盘周边外的轴转动。所说的装置还包括一个定子元件，所说的转子元件和定子元件一起构成一个驱动马达，用以绕轴驱动所说的装置。进而，本发明还涉及到至少带有一个上述装置的存储处理设备。
德国实用新型第8315150号，描述了用于磁头的这种型式的装置，其中磁头能通过可替换的支撑架固接到一个磁头塔架上，而整个磁头塔架可用螺丝固定到实质上是单臂的转臂上，还能拆卸因而可以更换。这个已知的磁头支撑架，是由支撑弹簧所构成，弹簧的一端支撑着磁头而另一端支撑着法兰盘，所说的法兰盘只是通过一特定的固接件，间接的固定到磁头架上。
德国实用新型第8，215，555号公开了通过法兰盘将支撑弹簧上的磁头固接到分离的磁头支臂零件上的装置，而当结合在一起时，支臂零件就构成了磁头塔架。在这种结构中，每一个磁头不能单独的固接或拆卸，这是由于装配顺序导致的磁头连贯安装所致。
美国外观设计专利251，559公开了一种分离的磁头架，可以夹紧在一磁头支撑的两个半边之间，还可通过专门的固接零件把它固接。虽然，将它们插入磁头架的开口，磁头能够被固接和拆卸，但是，必须采用形状与开口相匹配的专门固接零件。由于这样的装配方法，固接或拆卸只能连贯地进行。在上述的常规的磁头支撑架的具体设备中，附加的固接零件使质量增加，因而增加了有害的转动惯量。
注册商标BASF路德维希港股份公司
欧洲专利87，300公开了一种有整体结构磁头架的磁头支撑臂，该磁头架有侧面类似台阶的直角开口（开口的纵侧边是折线形），用以固定单个的磁头。对于每一种磁头，需要一个附加固接件，以便于调整磁头位置，而且还要用螺旋连接来保证固接不受振动影响。这种定位器件的结构和驱动系统，是完全不同于本发明的。
本发明的目的在于改善开头所限定的那种型式的定位装置的生产装配以及功能，并提供一种具有至少一个这样装置的存储处理设备。
我们认为，按权利要求1所述描述，达到了这个目的。
新设备的特殊优点在于，能用简单的方法来制造一种不带分离磁头架的支撑臂，结果形成一种对定位速率说来特别有利的振动频率。
在定位至少两个扫描器件的另一个具体设备中，用螺丝将它们的法兰盘相互连接起来，并且分开一定距离，接收槽的间距和宽度相当于把两个扫描器件固接在一起的螺钉的间隔和直径。因而，成功地把一对扫描器件简单而牢固地组合起来并固接到一处。而在实际的实施例中，接收槽有利的安排是，轴向的一个在另一个之上。也可以采用轴向通过接收槽的工具，有效地进行安装。
在另一个有利的实施例中，在螺钉之外套以弹性的可变形的套筒，以便装置两个扫描器件，轴向的安排成一个在另一个之上。因之，一方面，在安装前能将该两个扫描器件定位在预定的分开距离上，而在另一方面，安装后在弹簧的作用下，能还到预定的最小距离。这对于防止可能的损坏是很有利的，因为，可以在一种简单的方式下进行安装与拆卸。
实际上，这些套筒可以用塑料制成，特别是尼隆，例如乌塔米德（Ultamid）
。所以，生产它们是很经济的。代替螺帽，一个共用的螺纹板，很方便的构成固接螺钉的配件，使得制造和装配更加省事。
该定位装置用来连接一个以上的磁性或电容性录音头，将这些录音头定位在一个存储处理设备中记录盘的记录道上是很方便的。在定位装置中装有一个绕轴转动的支臂，它能够围绕着平行于记录盘
轴的转轴，而相对于记录盘转动，该支臂是提供给磁头使用的。在定位装置中，还装有用于绕轴转动支臂的驱动马达。最好的方式是，该录音头包括有一对磁头，一个在另一个之上并形成互相连接的组件。这种方式，磁头很容易安装。
该装置的详情在下面以例子的方式给出的实施例中公开，并用附图说明。
图1A和图1B表示一对磁传感器头，轴向的一个安装在另一个之上，并且以很容易装成组件的形式来连接在一起的侧视图和平面图。
图2A到2C表示磁头塔架组件和带磁头的支撑臂组件的侧视图，平面图及细部图。
图3表示磁头臂定位速率与频率关系图。
在记录盘存储装置中，一个绕轴转动的定位器，包括一个绕轴转动的支撑臂8，实际上该支臂8是由单横梁部件9和一个整体的磁头架10组成，而且，磁头架10可以和所说的单横梁部件9整体的制造。横梁部件9和磁头架10能够用诸如轻金属压铸方法，经济地，大批量的制造，轻金属可以是锰或锰合金。绕轴转动的定位器还包含有一个驱动马达11，在这种情况下，转子12的周边上装有永久磁板13。该转子12是绕轴转动的支撑臂8的部件，臂8直接围绕着转动轴14转动。横梁部件9用螺钉15刚性地固接到该转动部件上，该驱动马达的定子没有画出来，然而可以是简单的半环形元件，在其内部周边上装有扁平线圈。整个运动机构（8，9，10），在预定的角度范围内可围绕着轴14转动。磁头架10装有磁头装置7。磁头装置7，通过绕轴转动装置的转动，能够在记录盘表面上移动并定位在记录磁道上。这种情况，图中没有示出。驱动记录盘6使之围绕着中心轴5转动，以便录/放信号。为了固接磁头装置7，在单臂模梁的悬空前端的磁头架10上装有安装架16，安装架16是由固接螺钉18的接收槽17的叉形凸出部所构成。如图2C所示，该接收槽17安排成，例如，一个紧埃着另一个，成对的排列，这样，在装有大量的磁头设备7的情况下，得到了类似梳齿状的安装架16。
图1表示单个磁头3，用螺钉18，单个螺帽19或一个共同的螺纹板20与另一个磁头互相连接在一起。每一个磁头安装在支撑弹簧4上，而支撑弹簧4的另一端装有法兰板2。一个隔板，在此种情况下以套筒21的形式套在螺丝钉18上，装在一个法兰板放在另一个法兰板之上的两个法兰板之间。套筒21最好由弹性可变形的塑料材料，很方便的构成。在一个有益的实施例中，使用了一对套筒21，该两个套筒的相互连接，例如，可通过一个腹板22来连接。腹板22保持两个套筒分开一定距离，使得两个套筒适于装进磁头架上的装配槽17中。
装配之前，磁头装置7的支撑弹簧4可以用一个固定夹板24很方便的把它固定，装配时夹板24能够被折去（参见图1A和1B）。
带有支撑弹簧4和法兰板2的各个磁头（3）是商业上可买到的，用以装配在记录盘系统的温撤斯特（Winchestor）系列的磁头。所以，按照本发明，磁头装置7就这样的已经预先装配，将所说的装置7安装在磁头架的接收槽17中，只要紧固螺钉18就行了。把螺钉扭紧时，沿套筒或者隔板21的高度被压变形，直到磁头装置7的法兰板压紧在磁头架的安装表面上为止，或者更确切地说，压在带有固接槽17的梳齿元件16的上表面和下表面上。最后，在磁头装置7和旋转臂8之间就形成了一种摩擦连接。
图2表示了以上述方式把磁头装置7连接到旋转臂8的一个实施例。当固接槽17轴向的安排成一个在另一个之上时，可以很方便的从上面通过仍然空着的槽，安装磁头，而下面的磁头，开始已先装好。装有固接槽17的梳形元件的性能，使任何磁头装置7或各种磁头可以很方便地从上面拆除，只要松开从一边拧紧的螺丝钉18，就能由槽17中拔出一对磁头7。对于单个磁头或磁头对，这样的操作步骤是必需的，而且对于替换损坏的元件或改变磁头型号，都是很方便的。简单的磁头安装/拆卸步骤，是绕轴转动臂8和磁头架10之间硬连接（即非活动连接）的前提。实现上述连接，不只是可以用一个如上所述的制成整体的构件，而且也可用熔焊的构体，一旦连接好，绕轴转动臂8和磁头架10，在任何情况下就应该作为一个单一的整体元件，这一点在定位操作时对于运动装置的振动性能是极为重要的。整个运动的磁头臂装置，应该非常能抗扭力而对振动应该极不灵敏，还应该有很轻的质量，所以大部分部件是由锰压铸而成。
通过定位装置的新型实施例可知，对于一个5
英寸的定位记录盘的驱动系统，每个记录盘每一边有1000条左右的记录磁道的，新的定位系统有非常好的弯矩和突出的振动性能。对所说的定位系统的非常优越的振动特性，以图解说明如下：
如图2A和2B所示，带有磁头架10的横梁部件9，是由包含一个或多个的纵向筋条和横向筋条以及一条棱23组成。如图2A所示，该筋条被上下覆盖，而中间壁给出盒形腔状结构，该结构能以一种有利的方式制造，例如以锰、压模或注模的方法是一种经济的生产方法。有利的是，带有磁头架10的转臂部件，作为单片或整体地制造，以便得到刚性和以下描述的振动特性，同时也关系到用很少质量的弯曲耦合。
在任何情况下，该筋条结构应是这样，使得能达到甚至超过最小弯矩。任何适宜的结构，例如蜂窝状结构或是棉架结构，能用于此目的。
我们发现，为了在记录密度是400道/厘米或者更高时，能达到充分快速并可靠的定位。在转臂8的一端夹在通过转轴的横轴14上时，作用在转臂8（图2A箭头B所指的方向）上的最小弯矩Mb，更确切地说，对于该臂的悬空端的偏移下（弹簧位移）是14微米说来，作用在横梁部件9和头架10的最小弯矩Mb是0.15牛顿米。该偏移是用瑞士泰沙（TeSa）所制造的泰沙塔斯（Tesatast）型侧微计测量的。该测量计读数精度是0.5微米。
在附图中表示并在此描述的绕中心转动的转臂8有一弯矩Mb是0.66牛顿米，而随着筋条的厚度，数目和排列，弯矩的Mb值大约是0.3-0.8牛顿米。采用这种装置，很容易达到400道/厘米或更高的记录纹道密度，而且有高的机械强度和稳定性，使之为了达到可靠的高定位精度和耦合的高定位速率，而不需要使用非常最贵的电子学控制设备，例如伺服电动机。
磁头臂定位速率V对于振动频率f的关系示于图3。该图，频率为对数标度，表示出一条曲线，直到频率为1.5千赫左右该曲线是线性下降的。在频率fR＝1.7千赫和2.25千赫处测量到显著的自然共振点。在频率f是50赫时，定位速率V是-40分贝左右。断裂频率fD由通过最高共振幅度的水平线和曲线的交点所决定。在上述安装存储装置的实际例子中，fD是0.9千赫。因此，定位系统的机械振动性能是良好的，这使得为了得到足够的定位速率，准确性和可靠性，所使用的电子学控制设备，例如伺服电动机，不需要十分昂贵的，例如，不需要使用陷波滤波器等。
以上描述了定位装置和记录盘存储系统，然而这样的定位装置，当然不只是局限于此种应用。例如，由于该装置具有很大的刚性，相应于具有适宜的质量分布和良好的机械振动性能，因而有可能把该装置用于唱机，磁，光或电的录像机上等等，并可用于工业机器人上。
Claims (10)
1、用于把多个扫描器件(3)定位在一个存储处理装置中的一组至少有两个可转动的记录盘(6)上的预定记录纹道上的装置，所说的装置包含一个为所说的多个扫描器件(3)所共用的单悬臂绕轴转动机构(8，9，10)还包括有一个用于安装所说的多种扫描器件的塔架(10)；每一个所说的扫描器件(3)装在一个支撑弹簧(4)的端部，而所说的支撑弹簧(4)支撑着一法兰板(2)；一个支撑臂(8)装有一个单横梁部件(9)，在部件(9)的悬空端带有所说的塔架(10)，部件(9)的另一端带有驱动部件(15)，部件(15)装有一个转子元件(12)，用以绕平行于所说的盘(6)的转动轴(5)、且在此盘(6)的周边之外的轴(14)转动；所说的装置还包含一定子元件，所说的转子元件(12)和所说的定子元件一起构成一个驱动马达(15)，用以绕轴转动所说的机构(8，9，10)，其特征在于：装有所说的多个扫描器件(3)的所说塔架(10)和所说的单横梁部件(9)的悬空端成一整体，而为了将所说的扫描装置(3)安装在所说的带有所说的弹簧支撑法兰板(2)的支撑弹簧(4)上的装置被安装在所说的塔架(10)上，所说的安装架(16)带有接收槽并由叉形凸出部所构成，安装架(16)和所说的单横梁部件(9)的悬空端是一个整体。
2、按照权利要求1所述的装置，其特征在于，为了把两个扫描器件（3）固接在一起，通过螺钉（18）使两个扫描器件（3）的法兰板（2）分开一定距离并互相连接在一直，在叉形凸出部内的所说接收槽（17）的宽度，与螺钉（18）的间距和直径相当。
3、按照权利要求2所述的装置，其特征在于叉形凸出部内的接收槽（17），轴向的安排成一个接收槽在另一个接收槽之上。
4、按照权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于为了调节两个扫描器件（3）之间的距离，把能弹性变形的两个套筒（21）套在螺钉（10）上。
5、按照权利要求4所述的装置，其特征在于套筒（21）是由塑料制成的。
6、按照权利要求1到5的一项权利要求中所述的装置，其特征在于一个共用螺纹板（22），构成了固接螺钉（18）的配件。
7、按照权利要求1至6的一项的权利要求所述的装置，其中能把扫描器件（3）安装成组合件（7），一个扫描器件在另一个扫描器件之上，并相互连接成对。
8、一个存储处理装置包括至少一个用于把多个磁头（3）定位在一组至少有两个可转动的磁盘（6）上预定的记录磁道上的装置，所说的至少一个装置包含有一个单悬臂的绕轴转动机构（8，9，10），该机构为所说的多个磁头（3）所共有，并包括一个用于安装所说的多个磁头（3）的塔架（10），每一个所说的磁头（3）装在支撑弹簧（4）的端部而所说的弹簧支撑着法兰板（2），一个支撑臂（8）装有一个单横梁部件（9），在部件（9）的悬空端装有所说的塔架（10），而在部件（9）的另一端装有驱动部件（15），驱动部件装有一个转子元件（12），用以绕平行于所说的盘（6）的转动轴（5）并在此盘（6）周边外的轴（14）转动，而所说的装置也包括一个定子元件，所说的转子元件（12）和所说的定子元件一起构成一个驱动马达（15），用以绕轴转动所说的机构（8，9，10），其特征在于：
在该机构上安装所说的多个磁头（3）的所说塔架（10）和所说的单横梁部件（9）的悬空端成一整体，为了安装所说的磁头（3）在所说的带有所说弹簧支撑法兰板（2）的支撑弹簧（4）上的装置安装在所说的塔架（10）上，所说的安装装置（16）带有接收槽（17），并被形成叉状的凸出物，安装装置（16）和所说的单横梁部件（9）的悬空端成整体。
9、按照权利要求8所述的一个存储处理装置，其特征在于，为了把两个磁头固接在一起，两个磁头（3）的法兰板（2）分开一定距离并用螺钉（18）互相连接，而接收槽（17）的宽度与螺钉（18）的间距和直径相当。
10、按照权利要求9所述的存储处理装置，其特征在于，提供弹性可变压套筒（11）套在螺钉（18）之上，并在轴向排列的一个磁头在另一个磁头之上的两个磁头之间。
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