CN103366776A - 光盘库及用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，该方法包括下步骤： 1 ）机械手移动至指定光盘盒处，打开相应光盘盒中的光盘盒内匣； 2 ）第一抓盘器移动到该光盘盒内匣正上方，并抓起 N-1 张光盘； 3 ）第一抓盘器移开，同时第二抓盘器移动到该光盘盒内匣上方，并抓起第 N 张光盘； 4 ）第二抓盘器移开，同时第一抓盘器移回到该光盘盒内匣上方，并将抓起的 N-1 张光盘放回原光盘盒内匣内，然后机械手关闭光盘盒内匣； 5 ）载有第 N 张光盘的第二抓盘器移动到目标托盘的位置，并将其所载的第 N 张光盘放入目标托盘。本发明可显著地提高光盘库存储密度和设备的空间利用率。

Description

光盘库及用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法

技术领域

本发明涉及一种光盘库，还涉及一种用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法。

背景技术

光盘库是一种以标准化光盘为数据存储媒介的光机电一体化的海量数据存储设备。光盘库通过数据通信接口与计算机相连，并通过光盘库的管理软件使光盘库中所有光盘上的数据全自动地提供给用户。同时，用户也可以很方便地向光盘库中的光盘上写入数据。因此，光盘库被广泛应用于数据的长期归档保存。盘库的结构原理如图1所示。这种光盘库由光盘片匣，驱动器，机械手组件和控制单元组成，其中机械手组件包括机械手抽盘器，机械手抓盘器以及具有垂直与水平两个轴向运动的机械手位移装置。机械手抽盘器和机械手抓盘器可以随着机械手位移装置升降及左右移动。机械手抽盘器用来抽出和推入光盘片匣中的指定光盘盒内匣，机械手抓盘器则用于抓取光盘盒内匣中的光盘。

当读写光盘数据时，机械手根据控制单元的指令调用相应的光盘，此时，机械手移动到适合的位置，机械手抽盘器抽出光盘盒外壳中指定位置的光盘盒内匣，机械手抓盘器将该光盘盒内匣中的光盘从光盘的中心孔处抓起，机械手抽盘器再将光盘盒内匣推回到关闭位置，此时机械手位移装置将载有光盘的机械手运送到指定驱动器的位置，控制单元发指令将该驱动器的托盘打开，机械手将所载光盘放入光驱托盘，控制单元发指令将驱动器的托盘关闭，由此完成了光盘从光盘盒外壳到驱动器的装载过程。将光盘从驱动器返还到光盘盒外壳的操作，步骤上与上述过程正好相反。

现有技术中，光盘库中占据空间最多的是光盘的存放部分，它通常由多个模块化的光盘盒外壳构成。常用光盘盒外壳的一种典型结构如图2所示。一般的，光盘盒外壳设有多个置放光盘的光盘盒内匣，目的是可以按需要由机械手将所需的光盘盒内匣抽出，从而实现上述自动化运载光盘的功能。显而易见，这种托盘占据了大量空间，出于机械稳定性考虑，光盘盒内匣不可能做得太薄太短。因此现有光盘库单位物理尺寸内所容纳的光盘数量相对较少，与磁盘和磁带相比光盘库作为近线存储设备，在有效空间利用率上远远落后于磁盘阵列和磁带库。

很明显，最大限度节省空间的光盘放置方法是像桶装光盘包装那样将光盘直接叠放在一起。但这样做的问题是无法用现有的抽盘式抓盘方法来获得所需叠放光盘中的任意一张光盘。对于这种多张光盘直接叠放的形式，一种已知的方法是机械手抓盘器每次抓取所叠放光盘最上面的一张光盘，并重复这个动作，直至抓到所需的那张光盘，事实上，光盘自动刻录打印机（CD Autoloader）和某些光盘库就是以这种抓盘方式工作的。显而易见，对于要随机调取任意一张光盘的技术需求而言，这种抓盘方法的效率是很低的，达不到现有光盘库的抓盘速度指标。

发明内容

本发明目的是：提供一种光盘库及用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，其可在新的光盘库构架下对紧密排列的光盘盒以及盒内直接叠放的光盘进行任意的随机抓取操作，从而显著地提高光盘库存储密度和设备的空间利用率，使得光盘库的容量在常规的机箱、机柜内得以最大化。

本发明的一种技术方案是：一种光盘库，包括控制器、驱动器、受控制器控制的机械手以及若干光盘盒，所述光盘盒包括光盘盒外壳及与光盘盒外壳滑动配合的光盘盒内匣，所述机械手具有抽盘器、抓盘器及带动抽盘器、抓盘器升降及水平移动的机械手位移装置，所述抓盘器有两个，分别为第一抓盘器及第二抓盘器，所述各光盘盒内匣内均直接叠放有多张光盘。

进一步的，上述第一抓盘器和第二抓盘器可以是相对固定设置的，由控制器同时对两者进行移动操作，两者同步同向移动；所述第一抓盘器和第二抓盘器也可以是相对独立设置的，由控制器分别对两者进行移动操作。本发明具体说明了一种第一抓盘器和第二抓盘器相对固定的设置方式：所述机械手位移装置包括垂直导轨、可沿着垂直导轨升降的水平导轨及可沿着水平导轨横向滑动的滑动件，所述第一抓盘器和第二抓盘器是相对固定于滑动件上的。

所述光盘盒内匣内光盘的叠放为同心叠置，该同心叠置通常有两种，一种是：光盘盒内匣内光盘的叠放方向为上下同心叠置，其光盘盒内匣内光盘叠放后的中心轴线呈纵立设置。另一种是：所述光盘盒内匣内光盘的叠放方向为竖立同心叠置，其光盘盒内匣内光盘叠放后的中心轴线呈水平向设置。本发明优选前种光盘的叠放方式。

所述抓盘器可以为从光盘中心圆孔伸入并实施抓取的中心圆孔抓盘器。也可为从光盘边缘多点实施抓取的边缘多点抓盘器。本发明优选的抓盘器为中心圆孔抓盘器。该抓盘器还可配备传感器，用于检测直接叠放光盘之间的缝隙。传感器优选光电传感器。

本发明的另一种技术方案是：一种用于上述光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，该方法包括下步骤：

1）机械手移动至指定光盘盒处，打开相应光盘盒中的光盘盒内匣；

2）第一抓盘器移动到该光盘盒内匣正上方，并抓起N-1张光盘；

3）第一抓盘器移开，同时第二抓盘器移动到该光盘盒内匣上方，并抓起第N张光盘；

4）第二抓盘器移开，同时第一抓盘器移回到该光盘盒内匣上方，并将抓起的N-1张光盘放回原光盘盒内匣，然后机械手关闭光盘盒内匣；

5）载有第N张光盘的第二抓盘器移动到目标托盘的位置，并将其所载的第N张光盘放入目标托盘。

在所述步骤1）和4）中，机械手对光盘盒内匣的打开及关闭操作均由其抽盘器来完成。上述机械手的移动及停止、以及其抽盘器和多盘抓盘器的操作动作均是由光盘库的控制器控制而实现的。

所述目标托盘为驱动器的光驱托盘或中转托盘。当目标托盘为驱动器的光驱托盘时，在所述步骤5中，当载有第N张光盘的第二抓盘器移动到目标托盘的位置时，控制器发指令将该驱动器的光驱托盘打开，并命令第二抓盘器将所载的第N张光盘放入光驱托盘，然后控制器发指令将驱动器的光驱托盘关闭。当目标托盘为中转托盘时，在所述步骤5）中，第二抓盘器将其所载的第N张光盘放入目标托盘后，控制器发指令将目标托盘中第N张光盘再做进一步处理。所述中转光盘是其它可以对光盘进行有意义操作的设备，例如光盘打印机的光盘托盘，光盘检测仪器的光盘托盘以及光盘粉碎机的光盘托盘，还可以是光盘暂时存放处，光盘输入、输出邮箱，供其它机械手使用的中转平台等。

本发明的优点是：

1．现有技术中，光盘库内的各光盘盒内匣一般只能放置一张光盘，这样光盘库的空间利用率很低，与原有技术相比，本发明直接在光盘盒内叠放多张光盘，省去了原来光盘盒外壳内光盘盒内匣所占的空间，提高了光盘库存储密度和设备的空间利用率，使得光盘库的容量在常规的机箱、机柜内得以最大化。

．与原有技术相比，本发明采用多盘抓盘器，改变了光盘抓盘器每次工作只能抓取、放置一张光盘的工作模式，极大的提高了光盘库的工作效率。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为现有技术中光盘库的结构示意图；

图2为现有技术中光盘盒外壳示意图；

图3为本发明具体实施例的光盘盒示意图；

图4为本发明具体实施例的机械手示意图；

图5为本发明具体实施例第一抓盘器从光盘盒内匣抓取N-1个光盘的示意图；

图6为本发明具体实施例第二抓盘器移动到光盘盒内匣上方的示意图；

图7为本发明具体实施例第二抓盘器从光盘盒内匣抓取第N个光盘的示意图；

图8为本发明具体实施例第二抓盘器将第N个光盘送到光驱托盘的示意图；

图9为本发明具体实施例中光盘的一种叠放方式示意图；

图10为本发明具体实施例中光盘的另一种叠放方式示意图；

图11为本发明具体实施例的局部立体图。

其中：1机柜；2光盘盒；21光盘盒外壳；22光盘盒内匣；3机械手；31抽盘器；32抓盘器；321第一抓盘器；322第二抓盘器；33机械手位移装置；331水平导轨；332垂直导轨；333滑动件；4控制器；5光盘；6驱动器；61光驱托盘。

具体实施方式

实施例：如图3至图11所示，一种光盘库，包括机柜1、控制器4、驱动器6、受控制器4控制的机械手3以及若干光盘盒2，所述光盘盒2包括光盘盒外壳21及与光盘盒外壳21滑动配合的光盘盒内匣22，所述机械手3具有抽盘器31、抓盘器32及带动抽盘器31、抓盘器32升降及水平移动的机械手位移装置33，所述抓盘器32有两个，分别为第一抓盘器321及第二抓盘器322，其中至少第一抓盘器321为多盘抓盘器，多盘抓盘器为现有技术（如：公开号为202404897U的用于光盘库的自动抓盘器专利等），本发明就不详细说明了，所述各光盘盒内匣22内均叠放有M张光盘5，光盘5之间没有任何衬垫物。

本实施例中，所述第一抓盘器321和第二抓盘器322是相对固定设置的，其具体装配方式为：所述机械手位移装置33包括垂直导轨332、可沿着垂直导轨332升降的水平导轨331及可沿着水平导轨331横向滑动的滑动件333，所述第一抓盘器321和第二抓盘器322是相对固定于滑动件333上的，两者同步同向移动。而本实施例中，所述抽盘器31设置于该滑动件333上，且相对第一抓盘器321设置。

所述光盘盒内匣22内光盘5的叠放为同心叠置，该同心叠置通常有两种，一种是：光盘盒内匣22内光盘5的叠放方向为上下同心叠置，其光盘盒内匣22内光盘5叠放后的中心轴线呈纵立设置。另一种是：所述光盘盒内匣22内光盘5的叠放方向为竖立同心叠置，其光盘盒内匣22内光盘5叠放后的中心轴线呈水平向设置。但本发明优选前种光盘5的叠放方式。

上述抓盘器32可以为从光盘5中心圆孔伸入并实施抓取的中心圆孔抓盘器，也可为从光盘5边缘多点实施抓取的边缘多点抓盘器。本发明优选的抓盘器32为中心圆孔抓盘器（如：公开号为202404897U的用于光盘库的自动抓盘器专利）。该抓盘器还可配备传感器，用于检测直接叠放光盘之间的缝隙。传感器优选光电传感器。

一种用于上述光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，配合本实施例的图来说，光盘库需要读写某光盘盒内匣22中M张光盘5中的第N张光盘5数据时，其N≤M，需要以下步骤：

光盘库需要读写某光盘盒内匣22 M张光盘中的第N张光盘5数据时，其N≤M，需要以下步骤：

1）控制器4控制机械手3移动至指定光盘盒2处，抽盘器31抽出相应光盘盒中的光盘盒内匣22；

2）控制器4控制第一抓盘器321移动到该光盘盒内匣22正上方，并命令第一抓盘器321抓起N-1张光盘5；

3）控制器4控制第一抓盘器321移开，同时控制第二抓盘器322移动到该光盘盒内匣22上方，并命令第二抓盘器322抓起第N张光盘5；

4）控制器4控制第二抓盘器322移开，同时控制第一抓盘器321移回到该光盘盒内匣22上方，并命令第一抓盘器321将抓起的N-1张光盘5放回原光盘盒内匣22，然后控制器4命令抽盘器31将光盘盒内匣22推回到关闭位置；

5）机械手位移装置33将载有第N张光盘5的第二抓盘器322运送到指定驱动器6的位置，控制器发指令将该驱动器6的光驱托盘61打开，并命令第二抓盘器322将所载的第N张光盘5放入光驱托盘61，然后控制器4发指令将驱动器6的光驱托盘61关闭。

在上述步骤5）完成后，且光盘库完成对所取出的第N张光盘的读写操作后，还需要一个光盘5放回的步骤，该步骤为：机械手位移装置33将第一抓盘器321移动到相应驱动器6的位置，控制器4发指令将该驱动器6的光驱托盘61打开，第一抓盘器321从该光驱托盘61中抓起该张光盘，然后控制器4发指令将驱动器6的光驱托盘61关闭，机械手位移装置33将载有光盘5的第一抓盘器321运送回到原光盘盒2处，抽盘器31抽出相应光盘盒2中的光盘盒内匣22，第一抓盘器321将原先取出的光盘5放回并叠设于该光盘盒内匣22内光盘5的上方，最后抽盘器31将光盘盒内匣22推回到关闭位置。该步骤说明了本发明光盘盒内匣22内直接叠放的光盘5，它们的叠放位置和顺序不是固定的。每张光盘5当前所处的物理位置是由控制器4记忆的。这样做的好处是光盘盒2中的光盘5，可以用于多个并行的读写进程，这些进程彼此之间不必相互等待，也不必为恢复固定的位置关系而做更多额外的移盘操作，所以这种抓盘方法非常适合多个驱动器多张光盘的并行操作。

本发明可在新的光盘库构架下对紧密排列的光盘盒2以及盒内直接叠放的光盘5进行任意的随机抓取操作，显著地提高光盘库存储密度和设备的空间利用率，使得光盘库的容量在常规的机箱、机柜内得以最大化。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光盘库，包括控制器（4）、驱动器（6）、受控制器（4）控制的机械手（3）以及若干光盘盒（2），所述光盘盒（2）包括光盘盒外壳（21）及与光盘盒外壳（21）滑动配合的光盘盒内匣（22），所述机械手（3）具有抽盘器（31）、抓盘器（32）及带动抽盘器（31）、抓盘器（32）升降及水平移动的机械手位移装置（33），其特征在于：所述抓盘器（32）有两个，分别为第一抓盘器（321）及第二抓盘器（322），所述各光盘盒内匣（22）内均直接叠放有多张光盘（5）。

2.根据权利要求1所述的一种光盘库，其特征在于：所述机械手位移装置（33）包括垂直导轨（332）、可沿着垂直导轨（332）升降的水平导轨（331）及可沿着水平导轨（331）横向滑动的滑动件（333），所述第一抓盘器（321）和第二抓盘器（322）固定于滑动件（333）上。

3.根据权利要求1所述的一种光盘库，其特征在于：所述光盘盒内匣（22）内光盘（5）的叠放为同心叠置。

4.根据权利要求1所述的一种光盘库，其特征在于：所述抓盘器（32）为从光盘中心圆孔伸入并实施抓取的中心圆孔抓盘器或从光盘边缘多点实施抓取的边缘多点抓盘器。

5.一种用于权利要求1所述的光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）机械手（3）移动至指定光盘盒（2）处，打开相应光盘盒（2）中的光盘盒内匣（22）；

2）第一抓盘器（321）移动到该光盘盒内匣（22）正上方，并抓起N-1张光盘（5）；

3）第一抓盘器（321）移开，同时第二抓盘器（322）移动到该光盘盒内匣（22）上方，并抓起第N张光盘（5）；

4）第二抓盘器（322）移开，同时第一抓盘器（321）移回到该光盘盒内匣上方，并将抓起的N-1张光盘（5）放回原光盘盒内匣（22），然后机械手（3）关闭光盘盒内匣（22）；

5）载有第N张光盘（5）的第二抓盘器（322）移动到目标托盘的位置，并将其所载的第N张光盘（5）放入目标托盘（7）。

6.根据权利要求5所述的一种用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，其特征在于：在所述步骤1）和4）中，机械手对光盘盒内匣（22）的打开及关闭操作均由其抽盘器来完成。

7.根据权利要求5或6所述的一种用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，其特征在于：所述目标托盘（7）为驱动器（6）的光驱托盘（61）。

8.根据权利要求7所述的一种用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，其特征在于：在所述步骤5中，当载有第N张光盘（5）的第二抓盘器（322）移动到目标托盘的位置时，控制器发指令将该驱动器（6）的光驱托盘（61）打开，并命令第二抓盘器（322）将所载的第N张光盘（5）放入光驱托盘（61），然后控制器（4）发指令将驱动器（6）的光驱托盘（61）关闭。

9.根据权利要求5或6所述的一种用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，其特征在于：所述目标托盘（7）为中转托盘。

10.根据权利要求9所述的一种用于光盘库的多张直接叠放光盘的随机抓取方法，其特征在于：在所述步骤5）中，第二抓盘器（322）将其所载的第N张光盘（5）放入目标托盘（7）后，控制器发指令将目标托盘（7）中第N张光盘再做进一步处理。

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