CN103700391B - 全自动光盘存储和借阅装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种全自动光盘存储和借阅装置，包含光盘存储库、光盘暂存库和存取机械手，光盘存储库内设置有第一传动机构；光盘暂存库内设置有第二传动机构；重点改进在于：包含光盘载盒，该光盘载盒倾斜设置在第一传动机构和第二传动机构上，该光盘载盒上方具有敞口。此外，本发明中设置了倾斜的光盘存取机械手、光盘批量存入机，并提出一种改进的附带校验和收集功能的进出口装置，大大的优化了系统，使得系统更简便，更节能。

Description

全自动光盘存储和借阅装置

技术领域

本发明涉及一种全新的光盘存储和借阅装置，尤其是指一种无人值守全自动闭架光盘库结构。

背景技术

授权公告号为CN101551665B公开了一种“基于闭架光盘库的自动化光盘管理系统”，该发明专利中公开了一种闭架光盘库，如图2所示，该闭架光盘库包含光盘存储库和光盘暂存库，所述光盘存储库内设置多列光盘存储架1，结合体图2至图4所示，每一列光盘存储架1上设置多层传动机构，每一层传动机构上设置若干光盘载盒6，而每一层传动机构包含上传动链7和下传动链8，分别由两侧的主动链轮和从动链轮驱动连接并驱动，所述光盘载盒6上端和下端分别固定在上、下传动链侧面，链条从侧面受力，大量光盘载盒依次连接在双层传动链上形成了存放光盘的空间。所述光盘载盒6外侧面具有开口，为了防止光盘在运动中滑出，其开口端设置有卡固弹片9，防止光盘甩出。多个光盘存储架可并列设置构成不同规模的闭架光盘库，光盘存储架的一端(主动链轮端或从动链轮端)作为光盘盒进出库的交接端。该交接端设置有伸缩气缸A，相应的光盘载盒的背部预留有光盘顶出口B，以利于伸缩气缸A将光盘载盒内的光盘顶出，并通过光盘存取机械手4完成光盘盒的抓取。

光盘暂存库是光盘出了存储库后的暂存空间，其内设置有输送线2，该输送线包含一个驱动链轮、多个从动链轮及传动链，传动链上依次设置有光盘载盒。

如图1和图4所示，光盘存取机械手4与光盘存储架1的光盘交接端相对，所述光盘存取机械手4的手臂高度与光盘存储架1的高度相一致，此光盘存取机械手4设置在光盘暂存库内，方便将取得的光盘盒输送至输送线2上的光盘载盒内。

如图1至图3所示，光盘进出窗口机械手3是自光盘暂存库内将光盘盒导出至出盘窗口的装置，其通过与旋转装置配合完成光盘盒自光盘暂存库至出盘窗口的传递。

以上为本案发明人设计的一款全自动闭架光盘库，其可以完成光盘的全程化无人存储和借阅，并可以与图书馆系统整合。但，在精益求精的创新理念下，发明人认为此方案仍有需要改进之处：

首先，在先设计的光盘载盒外侧开口，恰好能够容纳一标准的光盘盒，可存储的光盘盒型号固定，且系统要求考虑光盘盒的方向性。由于外侧开口，为了防止光盘盒在旋转过程中抛出，必然要设置卡固弹片，防止光盘甩出。但由于卡固弹片的增加，势必需要伸缩气缸顶出光盘，以便于后续程序中机械手抓取光盘，机械手与光盘之间配合精准度要求高。

其次，为了保证光盘载盒的稳固连接，光盘存储库的每一层需要设置上下两条传动链来固定一个排光盘载盒，系统复杂，耗能增加。

发明内容

本发明基于现在闭架光盘库存在的问题，提出一升级方案，使得系统大大优化。具体而言，本发明采用如下技术方案。

本发明提出一种全自动光盘存储和借阅装置，包含光盘存储库、光盘暂存库和存取机械手，光盘存储库内设置有第一传动机构；光盘暂存库内设置有第二传动机构；重点改进在于：包含光盘载盒，该光盘载盒倾斜设置在第一传动机构和第二传动机构上，该光盘载盒上方具有敞口。

倾斜设置的光盘载盒，上端具有大敞口设计，无需上下两条链条即可以完成安装和固定。倾斜设置的光盘盒，在自身重力及光盘载盒摩擦力的作用下，无需任何遮挡装置，就可以稳固设置在光盘载盒内。无需担心其在运动的过程中被甩出。两条链条变为一条链条，取消了弹片和顶出气缸的设计，减少了设备的材料，拓展了每一层之间的操作空间，大大优化了系统。

本发明中使用链板结构实现了光盘载盒的倾斜设置，包含链板，该链板包含基座和靠背，所述靠背倾斜设置在基座上，其中基座与第一传动机构或第二传动机构相连接，靠背与光盘载盒连接。

使用与第一或第二传动机构连接的链板，链板上具有倾斜的靠背，从而实现了与光盘载盒的连接，简单高效，链板可以直接安装在传动链条的上方，相比于现有技术中侧面挂设光盘盒，更为简便，安全，系统运行更加稳定。

本发明中光盘载盒具有背板，背板上设置有第一连接结构；所述链板靠背上具有第二连接结构；所述第一连接结构与第二连接结构配合固定。

本发明中提出的一种优选的方式为：所述第一连接结构包含设置在光盘载盒背板上的销柱，销柱外端设置有销帽，销帽直径大于销柱；该第一连接结构还包含固定柱；所述第二连接结构包含设置在链板靠背上的安装孔，安装孔的形状与销帽相匹配，安装孔下方为长条形卡槽，所述卡槽宽度与销柱直径相匹配；该第二连接结构还包含锁紧孔，上述固定柱与锁紧孔配合。

使用此插接结构，简单易于实施，固定柱和锁紧孔的配合，可以避免销柱在长条形卡槽中的晃动。

此外，本发明中的另外一重点改进在于：还包含有进出口装置，其包含一纵向旋转的第三传动机构，该第三传动机构上间隔设置有若干光盘载盒。其中，所述进出口装置还包含取盘窗口，该取盘窗口设置在所述第三传动机构顺行方向末端的上方；该取盘窗口的下方，设置有第一遮挡板和第二遮挡板，两遮挡板之间形成供光盘载盒通过的间距。其中，所述第三传动机构顺行方向末端的下方设置有光盘收集篓。其中，所述第三传动机构与收集篓之间设置有滑道。

本发明提出的进出口装置设计非常巧妙，在校验的同时，可以完成破损光盘的筛选和收集动作。遮挡板的设置，可以有效防止光盘掉落至装置内部的风险，整个装置简单而高效。本发明中使用的进出口装置配合存取机械手，替代了在先专利中光盘进出窗口和破损光盘收集装置的复杂组合结构，优化了系统。

本发明中的存取机械手包含第一存取机械手和第二存取机械手，其中第一存取机械手与光盘存储架相对，所述第二存取机械手与所述进出口装置相对。所述第一存取机械手和第二存取机械手倾斜设置，其倾斜角度与第一倾角相一致。

此外，本发明中还包含有倾斜设置的光盘批量存入机，该光盘批量入库底端设置有光盘出口，倾斜设置的光盘批量存入机出口与光盘暂存库倾斜的光盘载盒相对应。

此外，本发明中的光盘载盒还包含有底板和两侧板，底板的长度大于光盘盒长边的长度，背板的长度小于光盘盒短边的长度，两侧板上具有缺口。

由于无需考虑光盘载盒的密封度，大胆使用了敞口的设计，在这种情况下，仅仅保证光盘盒在光盘载盒内的存放便利性即可，那么两侧的侧板可以为带有缺口的省略型设计，为系统节省材料。

考虑到现有光盘介质的光盘盒，其具有稍长一边和稍短一边，在原有系统中由于光盘存储盒在多面密封结构，其必须根据其本身的设计来存放光盘。本发明中的光盘载盒具有：底板的长度大于光盘盒长边的长度，背板的长度小于光盘盒短边的长度的设计，使得本发明中的光盘载盒具有更高的适用性。同时降低了机械手与之配合的难度。

本发明中所述靠背与基座之间形成的倾斜夹角为锐角或与该锐角互为补角的钝角。也就是说，为了实现链板靠板与传动链之间的倾斜，靠板与基板之间可以采用锐角，也可以采用钝角。

综上所述，本发明中提出了倾斜设置光盘载盒，进而简化了光盘存储库，而光盘暂存库和存取机械手相应的增加了倾斜设置，使得整个系统的内部流转更为顺畅。使用简单新颖的进出口装置替换了现有设计中的复杂结构，优化了系统，提高了工作效率，拓展了自动图书馆的功能。

附图说明

图1为在先全自动闭架光盘库的整体结构侧视图。

图2为在先全自动闭架光盘库的整体结构俯视图。

图3为在先全自动闭架光盘库的整体结构后视图。

图4为在先全自动闭架光盘库的整体结构立体图。

图5为本发明全自动光盘存储和借阅装置的主视图。

图6为本发明全自动光盘存储和借阅装置的俯视图。

图7为本发明全自动光盘存储和借阅装置的侧视图。

图8为本发明全自动光盘存储和借阅装置的立体图。

图9为新型光盘载盒的结构示意图之一。

图10为新型光盘载盒的结构示意图之二。

图11为新型光盘载盒的俯视图。

图12为本发明所采用的链板结构示意图。

图13为光盘载盒、链板连接后的结构示意图。

图14为光盘存储架的正视图。

图15为存取机械手的侧视图。

图16为存取机械手的立体图。

图17为存取机械手的局部放大图。

图18为进出口装置的俯视图。

图19为进出口装置的立体图。

图20为进出口装置的侧视图。

图21为第二链板与光盘载盒配合的结构示意图。

图22为光盘批量存入机的立体图之一。

图23为光盘批量存入及的立体图之二。

具体实施方式

请参见图5～图8所示，本发明全自动光盘存储和借阅装置包含光盘存储库10和光盘暂存库20，光盘存储库10内设置多列光盘存储架101，每一列光盘存储架101上设置若干层第一传动机构102，该第一传动机构102上包含主动链轮103和从动链轮104，及设置在两者上的第一传动链105。第一驱动电机107驱动连接杆108为每层传动机构提供动力。

光盘暂存库20是光盘出了存储库后的暂存空间，其内设置有第二传动机构201，该第二传动机构201包含一个第二驱动链轮202、三个第二从动链轮203及第二传动链。

本发明的重点改进在于所述第一传动机构及第二传动机构上倾斜设置有光盘载盒，即本实施例中第一传动链和第二传动链上依次倾斜设置光盘载盒60。基于倾斜的光盘载盒60的设计，光盘盒70倾斜的放置在光盘存储架101，由于光盘盒自身重力作用，加之其承载装置的底板摩擦力作用，光盘盒可以无需任何固紧装置，即可以稳固的放置在光盘载盒内。

基于此设计理念，本发明中闭架光盘库的各部件结构及整体结构得以简化。如图9和图10所示，新型光盘载盒60上方及外侧敞开，具有大敞口601。光盘载盒60包含内侧背板602，底板603，左侧板604和右侧板605。底板603的长度大于现有光盘盒最长边的长度，背板的长度可以小于光盘盒最短边的长度，左侧板604和右侧板605之间的距离略大于市面上光盘盒的厚度。如此设计，本发明中的光盘载盒对光盘盒的放置方向没有特殊有要求，适用性强。

由于光盘盒靠自身的重力放置，在旋转的过程中，底板603的摩擦力会同时起到防止其甩出的作用。所述左侧板604和右侧板605也无需采用一整块板的结构，两侧板的面积起到支撑光盘盒的作用即可。故，两侧板均可以包含缺口606设计，以利节省材料，增大光盘盒与机械手的接触面积和机会。此外，为了便于光盘盒顺利插入光盘载盒，该光盘载盒的外沿均设置有导引边，形成均为喇叭口设计(图中省略，未标示)。

如图12所示，其为本发明中使用的链板结构示意图，该链板是光盘载盒倾斜的支架，其与传动链和光盘载盒均可实现连接。该链板90包含基座901和靠背902，基座901上设置有与传动链相连接的链孔907，靠背902的两侧具有左侧遮挡沿903和右侧遮挡沿904，更好的包覆与之相配合的光盘载盒，更利于在运动过程中为其提供支撑，本发明中靠板与传动链之间的角度固定，链板的一种实施方式为，所述靠背902与基座901之间形成倾角α。该倾角α在10°至45°之间，并可以经过力学计算出最佳数值，以保证光盘在一定速度的带动下，避免光盘在拐弯处被抛出。请同时结合图10和图11，所述光盘载盒60的背板602外侧设置有第一连接机构，所述链板90的靠背902上设置有第二连接机构，两者相互连接。该第一连接机构包含2个安装扣，和1固定柱608，该安装扣包含自背板602向外延伸的销柱606，销柱606外端设置有大于其直径的销帽607。相应的链板90的靠背902上具有相应的安装孔905，安装孔905形状与销帽607形状匹配，安装孔905的下端设置有长条形卡槽906，该长条形卡槽906的宽度与销柱606的直径相匹配。靠背902上方设置有与固定柱608相配合的锁紧孔908，当光盘载盒与链板连接时，两个销帽607同时伸入安装孔905，通过两个销柱606同时插入长条形卡槽906的底端，随即固定柱608与锁紧孔908锁紧配合。本发明中第一连接机构和第二连接机构也可以采用其他便携锁固装置，如：第一连接机构为榫头，第二连接机构为榫槽。第一连接机构为凸轨，第二连接机构为滑槽。通过第一连接机构和第二连接机构可以时间链板与光盘载盒的简单插接，通过固定柱和锁紧孔的配合，可以防止销柱606在长条形卡槽906内的晃动。

如14所示，其为光盘存储架101的正面示意图，每一层的传动机构包含一条传动链，每一条传动链的上端面与链板基座901的链孔907固定。所述链板安装在每一条传动链的上端面，使得传动链改变了由侧面承受较大重力的状况。此外，在第一主动链轮和第一从动链轮之间设置有支撑第一传动链的第一支撑轨106，其开口向上，开口内为第一传动链提供运行轨道和支撑。同理，光盘暂存库20内设置有第二支撑轨204，为第二传动链提供运行轨道及支撑。

综上，倾斜设置的光盘载盒，使得双层传动链被单层链条替换，层与层之间的距离增加，加之光盘载盒的大敞口设计，光盘盒大部分外露于光盘载盒，使得存取机械手的操作空间大大增加。单层传动链的设计，节省设备材料，提高设备的使用效率。

请参阅图15至图17所示，其为存取机械手的结构示意图，存取机械手40设置于运行手臂41上，该运行手臂41高度略高于或等于与之相对应的光盘存储架的高度。所述运行手臂41自上至下设置有电驱动单元，与电驱动单元相配合的为电缸滑块42，存取机械手40通过安装板43设置在电缸滑块42上，通过电机提供的动力驱动电缸滑块42带动存取机械手40上下运动。所述安装板43倾斜设置，其倾斜的角度与链板的倾角相同，使得机械手的夹爪与光盘盒方向保持一致，存取机械手40包含有与安装板43连接的伸缩汽缸401，伸缩汽缸401连接光盘夹爪402。

请参阅图18至图20所示，其为进出口装置的结构示意图，进出口装置30包含一由电机驱动的纵向旋转的进出口传送带或进出口传动链301，该进出口传动链301上间隔设置有带有倾斜靠板的链板，光盘载盒60通过倾斜链板90安装于进出口传动链301上，倾斜链板的倾斜角度与光盘存储库和光盘暂存库的倾斜角度相同。请同时参阅图8所示，该进出口装置30还包含与借阅者进行交互的操作台303，操作台303上设置有读者取盘窗口304，并设置有身份校验区域305。窗口304大于光盘的宽度，为了防止光盘盒在借阅者拿取的过程中掉落，窗口304内位于进出口传动链的两侧设置分别有遮挡板307，两遮挡板307之间的间距恰好可以供光盘载盒通过的间距，当光盘盒抵达窗口304下方时，挡板开启，借阅者可以取得光盘。此外，该进出口装置还包含有光盘检测装置302，其通常为无线射频标签检测天线，在光盘盒上粘贴有无线射频标签，光盘出库前接受检测，检测状态正常，窗口挡板打开，检测状态异常，挡板维持关闭。光盘载盒继续前行至进出口传送带末端，由于光盘载盒的敞口设计，光盘盒被直接倾倒至收集篓306内。此外，该操作台303的下方还可以设置倾斜面308，如果光盘不能正常检测，进出口传送带无需停止，继续旋转，使得光盘盒自光盘载盒内掉落至该倾斜面308上，由倾斜面308传递至收集篓306内，收集篓可以定期自收集窗口309取出。

请再次查看图7和图8所示，与进出口装置30对接的为第二存取机械手50，其设置在光盘暂存库相对于第一存取机械手40的另一侧。该第二存取机械手50的运行手臂51高度高于进出口装置30，以便于将光盘暂存库内的光盘盒传递至进出口装置的光盘进出库位置B处，同时也可以进行反向操作，所述第二存取机械手50与第一存取机械手一样，同样为倾斜设置，使得整个设备均可以顺畅的完成交接。

值得再次说明的是，光盘存储库和光盘暂存库中光盘盒倾斜的角度是一致的，且与之配合的两个机械手也被倾斜设置，以利对接。光盘存储库及光盘暂存库中链板的背板与传动链的角度是相同的，但基板与背板之间的角度可以是锐角及与该锐角互补的钝角，也就是说，本发明如图21所示，其使用了第二链板91，该第二链板91的第二倾角β为第一倾角的补角，无论采用锐角还是钝角，链板靠背与传动链之间的角度是一致的，使得整个系统作业连贯。

本发明中进出口装置可以完成单张光盘的存储动作，为了提高工作效率，本发明中还装设了光盘批量存入机80，如图22和图23所示，该光盘批量存入机80包含光盘存储箱801，该光盘存储箱前端设置有光盘出口802。光盘存储箱内的光盘在电驱动装置803驱动的支板804的推动下，逐一进入暂存库，需要说明的是，本发明中的光盘批量存入机同样呈倾斜设置，与其对应的光盘暂存库内的倾斜光盘载盒相对应。

Claims (13)

1.全自动光盘存储和借阅装置，包含光盘存储库、光盘暂存库和存取机械手，光盘存储库内设置有第一传动机构；光盘暂存库内设置有第二传动机构；特征在于：包含光盘载盒，该光盘载盒水平依次倾斜设置在第一传动机构和第二传动机构上，该光盘载盒上部具有敞口；

所述光盘载盒包含内侧背板，底板，左侧板和右侧板，底板的长度大于光盘盒最长边的长度，背板的长度小于光盘盒最短边的长度，左侧板和右侧板之间的距离大于光盘盒的厚度，左侧板和右侧板均包含缺口，缺口与敞口相通。

2.如权利要求1所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：

包含链板，该链板包含基座和靠背，所述靠背倾斜设置在基座上，其中基座与第一传动机构或第二传动机构相连接，靠背与光盘载盒连接。

3.如权利要求2所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：

所述光盘载盒的背板上设置有第一连接结构；

所述链板靠背上具有第二连接结构；

所述第一连接结构与第二连接结构配合固定。

4.如权利要求3所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：

所述第一连接结构包含设置在光盘载盒背板上的销柱，销柱外端设置有销帽，销帽直径大于销柱；该第一连接结构还包含固定柱；

所述第二连接结构包含设置在链板靠背上的安装孔，安装孔的形状与销帽相匹配，安装孔下方为长条形卡槽，所述卡槽宽度与销柱直径相匹配；该第二连接结构还包含锁紧孔，上述固定柱与锁紧孔配合。

5.如权利要求2或3或4所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：

还包含有进出口装置，其包含一第三传动机构，该第三传动机构上间隔设置有若干光盘载盒。

6.如权利要求5所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：所述进出口装置还包含取盘窗口，该取盘窗口设置在所述第三传动机构顺行方向末端的上方；该取盘窗口的下方，设置有第一遮挡板和第二遮挡板，两遮挡板之间形成供光盘载盒通过的间距。

7.如权利要求6所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：所述第三传动机构顺行方向末端的下方设置有光盘收集篓。

8.如权利要求7所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：所述第三传动机构与收集篓之间设置有滑道。

9.如权利要求8所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：

所述存取机械手包含第一存取机械手和第二存取机械手，其中第一存取机械手与光盘存储架相对，所述第二存取机械手与所述进出口装置相对。

10.如权利要求9所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：所述第一存取机械手和第二存取机械手倾斜设置。

11.如权利要求10所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：还包含有倾斜设置的光盘批量存入机，该光盘批量存入机入库底端设置有光盘出口，倾斜设置的光盘批量存入机出口与光盘暂存库倾斜的光盘载盒相对应。

12.如权利要求11所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：所述靠背与基座之间形成的倾斜夹角为锐角。

13.如权利要求12所述的全自动光盘存储和借阅装置，其特征在于：所述靠背与基座之间形成的倾斜夹角是与所述锐角互为补角的钝角。