CN104091605B - 一种抓盘器及用该抓盘器加载、卸载及回收光盘的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抓盘器，包括支架、驱动装置、中空的导向柱以及传动装置，所述传动装置包括输出轴、传动齿轮和与传动齿轮相啮合的齿条插片，所述传动齿轮和齿条插片设置在导向柱内，导向柱上对应地开设有供所述齿条插片伸出的侧孔，所述输出轴的上端与驱动装置连接，输出轴的下端穿过支架进入导向柱内与所述传动齿轮的轴孔相配合，所述齿条插片包括至少两个上插片和至少两个下插片，且所述上、下插片具有相反的伸缩状态；所述驱动装置通过输出轴带动传动齿轮转动，所述传动齿轮驱动上、下插片相对于所述导向柱伸缩运动。本发明还公开了用该抓盘器加载、卸载及回收光盘的方法。本发明能实现在抓盘器上直接分盘，极大的提高了工作效率。

Description

一种抓盘器及用该抓盘器加载、卸载及回收光盘的方法

技术领域

本发明涉及光盘库的机械手组件，尤其涉及一种抓盘器及用该抓盘器加载、卸载及回收光盘的方法。

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写入数据。因此，光盘库被广泛应用于数据的长期归档保存。现有光盘库包括光盘匣、光驱、机械手组件和控制单元，机械手组件又包括抽盘器、抓盘器以及位移装置，其中，抽盘器和抓盘器装载于位移装置上且可随位移装置进行升降及水平移动，抽盘器用于抽拉或推送光盘匣内的光盘托盘，抓盘器用于抓取放置在光盘托盘中的光盘并将其放置到光驱的光驱托盘上。

读写光盘数据时，机械手根据控制单元下达的指令调用相应的光盘。具体操作过程为：机械手组件移动至待操作的光盘匣处，抽盘器抽出该光盘匣的光盘托盘，抓盘器将该托盘中的光盘从其中心孔处抓起，抽盘器再将光盘托盘推回到关闭位置，然后抓盘器在位移装置的带动下将光盘运送到目标托盘的位置，抓盘器将所载光盘放入目标托盘中；待目标托盘对其处理完毕后，机械手组件移动至目标托盘，抓盘器抓取目标托盘内的光盘，然后在位移装置的带动下移动至光盘匣处完成光盘的放置。通常将光盘从光盘匣取出再放入目标托盘的操作称为光盘的加载，将光盘从目标托盘中取出再放回光盘匣的操作称为光盘的卸载。

机械手组件加载和卸载光盘的质量和效率关键取决于抓盘器。而为节省光盘库空间，现有光盘的存放方式普遍为一个光盘匣内层叠放置多张光盘(参见图1)，那么在对其中某张光盘进行数据读写操作前，需要依靠抓盘器准确抓取指定光盘并放置在目标托盘上，存在取盘和放盘的难题。为此，专利申请号为 201210008197.4申请名称为“用于光盘库的自动抓盘器”的专利申请提出一种可随机抓取多张直接叠放的光盘中的任意一张光盘的装置。其抓盘方法为：

1)机械手组件移动至指定光盘匣处，抽盘器打开指定光盘匣的光盘托盘；

2)抓盘器从上述光盘托盘内抓起N张光盘(N≥1)；

3)机械手位移装置带动载有N张光盘的抓盘器移动至目标托盘处，将所载的N张光盘全部放入目标托盘；

4)抓盘器从目标托盘内抓起N-1张光盘；

5)机械手位移装置带动载有N-1张光盘的抓盘器移动至原指定光盘匣处，将所载的N-1张光盘放入原指定光盘匣的光盘托盘内，再由抽盘器关闭该光盘托盘。

上述抓盘器虽然能实现一次抓取多张光盘的功能，但在放盘时需要将所载光盘全部放入目标托盘内，然后再次抓取不用的光盘，此时目标托盘实际充当了一个中转托盘的角色。虽然这种方法的确能解决对层叠放置的光盘的取放问题，但由于存在中转步骤，因而大大降低了换盘速度。如何缩短抓盘到放盘的时间，提高换盘的效率，抓盘器本身的改进是关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种抓盘器及用该抓盘器加载和卸载光盘的方法。可在抓盘器上快速分盘，而无需借助中转托盘进行分盘，大大缩短了光盘的换盘时间，提高了光盘的加载效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抓盘器，包括支架、驱动装置、中空的导向柱以及与所述导向柱嵌套配合的传动装置，所述导向柱固定在支架上，所述传动装置包括输出轴、传动齿轮和与所述传动齿轮相啮合的齿条插片，所述传动齿轮和齿条插片设置在导向柱内，导向柱上对应地开设有供所述齿条插片伸出的侧孔，所述驱动装置设置在支架上，所述输出轴的上端与驱动装置连接，输出轴的下端穿过支架进入导向柱内与所述传动齿轮的轴孔相配合，

所述齿条插片包括上插片和下插片，所述导向柱内设置有至少两个上插片和至少两个下插片；所述驱动装置通过输出轴带动传动齿轮转动，所述传动齿轮驱动上、下插片相对于所述导向柱伸缩运动使上、下插片具有不同的伸缩状态。

具体的，所述上插片和下插片各具有一个伸出端，伸缩上插片和下插片相对于导向柱的伸缩状态包括上插片的伸出端伸出且下插片的伸出端缩回的状态、上插片的伸出端缩回且下插片的伸出端伸出的状态以及上、下插片的伸出端同时复位的状态。

进一步的，所述上插片的伸出端为向外延伸的凸台I，所述凸台I的高度小于层状叠放的两张光盘之间的间隙，所述凸台I与下插片的伸出端之间的距离略大于单张光盘的厚度。

更进一步的，所述下插片的伸出端为向外延伸的凸台II，所述凸台II的高度小于层状叠放的两张光盘之间的间隙，所述上插片的凸台I与下插片的凸台II之间的距离略大于单张光盘的厚度。

具体的，所述导向柱为中空圆柱体，所述圆柱体的外圆直径略小于光盘的中心孔直径，圆柱体的下端向内收缩形成导向插入端，所述侧孔设置在圆柱体上靠近导向插入端处，侧孔的大小与上、下插片的伸出端大小相适应。

具体的，所述上插片的齿条部分的厚度大于所述伸出端的厚度；所述下插片的齿条部分的厚度不小于所述伸出端的厚度。

优选的，所述上插片和下插片的数量各为三个，且上插片与下插片相互平行；所述驱动装置3为步进电机、伺服电机或液压泵。

相应的，本发明还提供了一种用上述抓盘器加载和卸载光盘的方法，包括以下步骤(其中N≥1)：

S1、光盘库中，机械手位移装置带动抓盘器移动至指定光盘匣位置，抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S2、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入放置在光盘托盘上的光盘的中心孔；驱动装置驱动所述上插片伸出并插入第N张光盘与第N+1张光盘之间的间隙中，抓盘器向上移动使上插片托载N张光盘；

S3、抓盘器移动至目标托盘上方，驱动装置驱动下插片伸出上插片缩回，上插片托载的N张光盘整体下移后由下插片支撑；

S4、驱动装置驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入第N-1张光盘与第N张光盘之间并托载住N-1张光盘，第N张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内，完成光盘的加载操作；

S5、抓盘器托载着剩余的光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S6、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动上、下插片同时缩回导向柱内，抓盘器所载的光盘失去上插片支撑而落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘，完成光盘的卸载操作。

其中，所述步骤S4和S5之间还包括抓盘器移动到其它目标托盘位置，重复步骤S3和S4进行光盘的加载操作。

相应的，本发明还提供了另一种用上述抓盘器加载和卸载光盘的方法，包括以下步骤(其中N≥1)：

S1、光盘库中，机械手位移装置带动抓盘器移动至指定光盘匣位置，抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S2、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入放置在光盘托盘上的光盘的中心孔，驱动装置驱动所述下插片伸出并插入第N张光盘与第N+1张光盘之间的间隙中，抓盘器向上移动使下插片托载N张光盘；

S3、抓盘器移动至目标托盘上方，驱动装置驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入第N-1张光盘与第N张光盘之间并托载住N-1张光盘，第N张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内；

S4、抓盘器托载着剩余的光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S5、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动上、下插片同时缩回导向柱内，抓盘器所载的光盘失去上插片支撑而落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘，完成光盘的卸载操作。

其中，所述步骤S3和S4之间还包括：抓盘器移动到其它目标托盘上方，驱动装置驱动下插片伸出上插片缩回，上插片托载的光盘整体下移后由下插片支撑；驱动装置再驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入最底部的两张光盘之间，最底部的一张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内。

相应的，本发明还提供了一种用上述抓盘器回收光盘的方法，包括以下步骤：

S1、抓盘器移动至待回收光盘的上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片 同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入所述待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住待回收光盘，抓盘器向上移动使所述上插片或下插片托载所述光盘；

S2、抓盘器托载着光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S3、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动所述上、下插片同时缩回，抓盘器所载的光盘失去支撑落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘。

相应的，本发明还提供了另一种用上述抓盘器回收光盘的方法，包括以下步骤：

S1、抓盘器移动至待回收光盘的上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入所述待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住待回收光盘，抓盘器向上移动使所述上插片或下插片托载所述光盘；

S2、抓盘器载着已抓取的光盘移动至其他待回收光盘处，抓盘器的导向限位端插入待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动上、下插片同时缩回，抓盘器上托载的光盘掉落在所述待回收光盘上，导向柱下移一定深度，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住最底端光盘，然后抓盘器向上移动使上插片或下插片托载全部光盘；

S3、抓盘器托载着光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S4、抓盘器移动至光盘托盘上方，抓盘器的导向柱靠近光盘托盘的中心位置，驱动装置驱动所述上、下插片同时缩回，抓盘器所载的光盘失去支撑落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘。

由于上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的抓盘器设置有上插片和下插片，所述上插片和下插片具有三种相互配合的工作状态，即上插片伸出下插片缩回、上插片缩回下插片伸出以及上、下插片同时缩回，通过这三种工作状态的切换可以实现从层叠设置的光盘之中抓取指定张光盘，或在抓盘器上分离光盘，或将所载光盘放回光盘匣内的操作，所述操作精准、快速，极大地提高了光盘库的工作效率。

2、与现有的抓盘器相比，本发明的抓盘器不仅能实现一次抓取多张光盘的 功能，而且在光盘的加载过程中，可直接在抓盘器上分盘，无需借助中转托盘进行分盘，省略了将光盘放下再抓起的分盘过程，节省了分盘时间，提高了光盘的加载效率。

3、本发明的抓盘器既能实现单张光盘的放盘操作，也能实现多张光盘的连续放盘操作；既能实现单张光盘的回收操作，也能实现多张光盘的连续回收操作。该抓盘器具有操作方式灵活的优点。

4、本发明的抓盘器构思巧妙、结构合理，能够准确的抓取光盘并能在抓盘器上分离光盘，利用该抓盘器加载、卸载以及回收光盘的方法简单易行，极大的提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是现有技术中光盘匣的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的抓盘器的立体图；

图3是本发明实施例提供的抓盘器的主视图；

图4是本发明实施例提供的抓盘器的结构爆炸图；

图5是抓盘器的上、下插片同时缩回的断面图；

图6是抓盘器的上插片伸出下插片缩回的断面图；

图7是抓盘器的上插片缩回下插片伸出的断面图；

图8是本发明的抓盘器抓取光盘的俯视图；

图9是图8中的E-E剖面图；

图10是本发明实施例的一种插片的主视图；

图11是本发明实施例的另一种插片的主视图；

图中：1-支架，2-导向柱，3-驱动装置，4-传动齿轮，5-齿条插片，6-侧孔，7-输出轴，8-光盘，9-导向插入端，10-盘体部，51-上插片，52-下插片,511-凸台I，521-凸台II。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图2至图4，本发明的抓盘器包括支架1、驱动装置3、中空的导向柱2以及与所述导向柱2嵌套配合的传动装置，所述导向柱2固定在支架1上，所述传动装置包括输出轴7、传动齿轮4和与所述传动齿轮4相啮合的齿条插片5，所述传动齿轮4和齿条插片5设置在导向柱2内，导向柱2上对应地开设有供所述齿条插片5伸出的侧孔6，所述驱动装置3设置在支架1上，所述输出轴7的上端与驱动装置3连接，输出轴7的下端穿过支架1进入导向柱2内与所述传动齿轮4的轴孔相配合。所述齿条插片5包括上插片51和下插片52，所述上插片51和下插片52位于相互平行的两平面内，所述导向柱2内设置有至少两个上插片51和至少两个下插片52。

所述驱动装置3为传动装置提供动力，驱动装置3可以为步进电机、伺服电机或液压泵。所述驱动装置3通过输出轴7带动传动齿轮4转动，传动齿轮4驱动上、下插片51、52相对于所述导向柱2伸缩运动使上、下插片51、52具有不同的伸缩状态。

由于传动齿轮4固定在输出轴7上，又上、下插片与传动齿轮4相啮合，因此，当驱动装置3通过输出轴7带动传动齿轮4转动时，上、下插片在齿轮啮合的作用下转动相同的角度，从而使上、下插片51、52相对于导向柱2作伸缩运动。

参见图9，导向柱2为中空圆柱体，该圆柱体的外圆直径略小于光盘8的中心孔直径，以便于在抓取光盘时插入光盘8的中心孔内；圆柱体的下端向内收缩形成导向插入端9，所述侧孔6设置在圆柱体上靠近导向插入端9处。所述上插片51和下插片52分别具有一个伸出端，所述设置在导向柱2上的侧孔6与上、下插片51、52的伸出端大小相适应。上插片51和下插片52相对于导向柱2的伸缩状态包括上插片51的伸出端伸出且下插片52的伸出端缩回的状态(图6)、上插片51的伸出端缩回且下插片52的伸出端伸出的状态(图7)以及上、下插片51、52的伸出端同时复位的状态(图5)。

请参见图10、图11，为使上、下插片51、52与传动齿轮4之间的机械传动性能更加稳定，所述上插片51的齿条部分的厚度大于所述伸出端的厚度；所述下插片52的齿条部分的厚度不小于所述伸出端的厚度。

请参见图4，导向柱2的上端连接有外底面平整的盘体部10，导向柱2通过该盘体部10固定在支架1的下端。抓取或卸载光盘过程中，导向柱2插入层叠放置的光盘的中心孔内，盘体部10的底面与最上层光盘8的盘面贴合，可以使层叠放置的光盘叠放整齐，便于后续操作。

请参见图4和图10，作为本发明的一种优选，所述导向柱2内分别设置有相互平行的三个上插片51和三个下插片52，其中三个上插片51绕传动齿轮4呈顺时针排列，三个下插片52绕传动齿轮4呈逆时针排列。常态下，上、下插片的伸出端与导向柱2上的侧孔6基本平齐，当传动齿轮4顺时针转动时，上插片51的伸出端由侧孔6伸出，下插片52的伸出端向导向柱2内缩回；当传动齿轮4逆时针转动时，上插片51的伸出端向导向柱2内缩回，下插片52的伸出端由侧孔6伸出。作为该方式的等同手段，前述上插片51也可以绕传动齿轮4呈逆时针排列，下插片52绕传动齿轮4呈顺时针排列。

所述上插片51的伸出端为向外延伸的凸台I511，凸台I511的高度小于层状叠放的两张光盘8之间的间隙并能插入层状叠放的光盘8之间的间隙中，所述下插片的伸出端的高度大于所述凸台I511的高度，所述凸台I511与下插片的伸出端之间的距离略大于单张光盘的厚度。由于这种结构的设置，上、下插片中只有上插片的插入端能够插入层叠设置的光盘之间，故只有上插片51用于抓取光盘，下插片52只参与分盘的操作。

利用上述结构进行光盘的加载，包括以下步骤(其中N≥1)：

1)驱动装置驱动上、下插片51、52同时缩回导向柱2内，然后将导向柱2伸入光盘的中心孔内；

2)驱动装置驱动上插片的凸台I511向外伸出并插入第N张光盘与第N+1张光盘之间，之后导向柱2上移使凸台I511托载起N张光盘；

3)导向柱2托载着N张光盘移动到目标托盘上方，驱动装置驱动上插片51缩回下插片52伸出，上插片51所载的N张光盘整体下移一个光盘的厚度后由下插片52的伸出端支撑；

4)驱动装置驱动上插片51伸出下插片52缩回，上插片51插入第N张光 盘与第N-1张光盘之间，第N张光盘由于失去下插片52的支撑而落入目标托盘内。

若将插片的伸出端伸出导向柱的伸出状态设为1，插片的伸出端与导向柱的侧孔平齐的复位状态(即伸出端到达但未伸出侧孔的位置)设为0，插片的伸出端缩回导向柱内部的状态设为-1，那么在光盘的加载过程中，以用上插片抓取光盘为例，上、下插片的伸缩状态及其对应托载的光盘数量如表1所示。

表1：

请参见图11，作为上述结构的进一步改进，所述上插片51的伸出端为向外延伸的凸台I511，所述下插片52的伸出端为向外延伸的凸台II521，

所述凸台I511和凸台II521的高度均小于层状叠放的两张光盘8之间的间隙，凸台I511或凸台II521能插入层状叠放的光盘8之间的间隙中。所述上插片的凸台I511与下插片的凸台II521之间的距离略大于单张光盘的厚度。

上、下插片51、52的位置设置应以不影响正常的齿轮传动为准。由于这种结构的设置，下插片不再仅仅参与分盘过程，还可用于抓取和托载光盘。

在光盘的加载过程中，以用下插片抓取光盘为例，上、下插片的伸缩状态及其对应托载的光盘数量如表2所示。

表2：

对比表1、表2可见，利用下插片加载光盘时省略了一步分盘步骤，更利于节约分盘时间，提高光盘的加载效率。

具体的，将导向柱2位于光盘的中心圆孔内时导向柱2的外侧面与光盘的中心圆孔之间的最大距离设为a，导向柱2的外侧面与光盘上的数据区之间的最小距离设为b。那么，所述上、下插片51、52相对于导向柱2的伸出长度应大于a且小于b。以保证上插片51或下插片52伸出后既能插入层叠设置的光盘之 间又不会破坏光盘的数据区。

相应的，本发明还提供了一种利用上述抓盘器在光盘库中加载和卸载光盘的方法，如需读取光盘匣内直接叠放的10张光盘中的第4张光盘，则包括以下步骤：

S1、光盘库中，机械手位移装置带动抓盘器移动至指定光盘匣位置，抽出指定光盘匣的光盘托盘；(该光盘托盘内盛放有10张光盘，需抓取的第4张光盘处于从上往下数的第4个位置)

S2、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入放置在光盘托盘上的光盘的中心孔；驱动装置驱动上插片伸出并插入第4张光盘与第5张光盘之间的间隙中，抓盘器向上移动使上插片托载起4张光盘；

S3、抓盘器移动至目标托盘上方，驱动装置驱动下插片伸出上插片缩回，上插片托载的4张光盘整体下移后由下插片支撑；

S4、驱动装置驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入第3张光盘与第4张光盘之间并托载住3张光盘，第4张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内，完成光盘的加载操作；

S5、抓盘器托载着剩余的光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S6、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动上、下插片同时缩回导向柱内，抓盘器所载的光盘失去上插片支撑而落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘，完成光盘的卸载操作。

进一步的，如需继续加载剩余光盘，上述步骤S4和S5之间还包括抓盘器移动到其它目标托盘位置，重复步骤S3和S4加载余下的光盘，若加载完成后还有剩余光盘则重复步骤S5和S6进行卸载操作。

相应的，本发明还提供了另一种利用上述抓盘器在光盘库中加载和卸载光盘的方法，如需读取光盘匣内直接叠放的10张光盘中的第6张光盘，则包括以下步骤：

S1、光盘库中，机械手位移装置带动抓盘器移动至指定光盘匣位置，抽出指定光盘匣的光盘托盘；(该光盘托盘内盛放有10张光盘，需抓取的第6张光盘处于从上往下数的第6个位置)

S2、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入放置在光盘托盘上的光盘的中心孔，驱动装置驱动下插片伸出并插入第6张光盘与第7张光盘之间的间隙中，抓盘器向上移动使下插片托载起6张光盘；

S3、抓盘器移动至目标托盘上方，驱动装置驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入第5张光盘与第6张光盘之间并托载住5张光盘，第6张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内；

S4、抓盘器托载着剩余的光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S5、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动上、下插片同时缩回导向柱内，抓盘器所载的光盘失去上插片支撑而落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘，完成光盘的卸载操作。

进一步的，如需继续加载剩余光盘，上述步骤S3和S4之间还包括：抓盘器移动到另一目标托盘上方，驱动装置驱动下插片伸出上插片缩回，上插片托载的5张光盘整体下移后由下插片支撑；驱动装置再驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入第5张光盘与第4张光盘之间，第5张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内。利用上述方法可继续对剩余光盘进行加载。若加载完成后还有剩余光盘则重复步骤S4和S5进行卸载操作。

相应的，本发明还提供了一种利用上述抓盘器在光盘库中回收光盘的方法，包括以下步骤：

S1、抓盘器移动至待回收光盘的上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入所述待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住待回收光盘，抓盘器向上移动使上插片或下插片托载所述光盘；

S2、抓盘器托载着光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘，

S3、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动所述上、下插片同时缩回，抓盘器所载的光盘失去支撑落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘。

相应的，本发明还提供了另一种利用上述抓盘器在光盘库中回收光盘的方法，包括以下步骤：

S1、抓盘器移动至待回收光盘的上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入所述待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住待回收光盘，抓盘器向上移动使所述上插片或下插片托载所述光盘；

S2、抓盘器载着已抓取的光盘移动至其他待回收光盘处，抓盘器的导向限位端插入待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动上、下插片同时缩回，抓盘器上托载的光盘掉落在所述待回收光盘上，导向柱下移一定深度，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住最底端光盘，然后抓盘器向上移动使上插片或下插片托载全部光盘；

S3、抓盘器托载着光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘，

S4、抓盘器移动至光盘托盘上方，抓盘器的导向柱靠近光盘托盘的中心位置，驱动装置驱动所述上、下插片同时缩回，抓盘器所载的光盘失去支撑落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘。

本发明的抓盘器可以与专利申请号为201410214157.4的抽盘器配合使用。

综上所述，实施本发明实施例具有如下有益效果：

1、本发明的抓盘器设置有上插片和下插片，所述上插片和下插片具有三种相互配合的工作状态，即上插片伸出下插片缩回、上插片缩回下插片伸出以及上、下插片同时缩回，通过这三种工作状态的切换可以实现从层叠设置的光盘之中抓取指定张光盘，或在抓盘器上分离光盘，或将所载光盘放回光盘匣内的操作，所述操作精准、快速，极大地提高了光盘库的工作效率。

2、与现有的抓盘器相比，本发明的抓盘器不仅能实现一次抓取多张光盘的功能，而且在光盘的加载过程中，可直接在抓盘器上分盘，无需借助中转托盘进行分盘，省略了将光盘放下再抓起的分盘过程，节省了分盘时间，提高了光盘的加载效率。

3、本发明的抓盘器既能实现单张光盘的放盘操作，也能实现多张光盘的连续放盘操作；既能实现单张光盘的回收操作，也能实现多张光盘的连续回收操作。该抓盘器具有操作方式灵活的优点。

4、本发明的抓盘器构思巧妙、结构合理，能够准确的抓取光盘并能在抓盘器上分离光盘，利用该抓盘器加载、卸载以及回收光盘的方法简单易行，极大 的提高了工作效率。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种抓盘器，其特征在于，包括支架(1)、驱动装置(3)、中空的导向柱(2)以及与所述导向柱(2)嵌套配合的传动装置，所述导向柱(2)固定在支架(1)上，所述传动装置包括输出轴(7)、传动齿轮(4)和与所述传动齿轮(4)相啮合的齿条插片(5)，所述传动齿轮(4)和齿条插片(5)设置在导向柱(2)内，导向柱(2)上对应地开设有供所述齿条插片(5)伸出的侧孔(6)，所述驱动装置(3)设置在支架(1)上，所述输出轴(7)的上端与驱动装置(3)连接，输出轴(7)的下端穿过支架(1)进入导向柱(2)内与所述传动齿轮(4)的轴孔相配合，

所述齿条插片(5)包括上插片(51)和下插片(52)，所述导向柱(2)内设置有至少两个上插片(51)和至少两个下插片(52)；所述驱动装置(3)通过输出轴(7)带动传动齿轮(4)转动，所述传动齿轮(4)驱动上、下插片(51,52)相对于所述导向柱(2)伸缩运动使上、下插片(51,52)具有不同的伸缩状态；所述上插片(51)和下插片(52)各具有一个伸出端，所述上插片(51)的伸出端为向外延伸的凸台I(511)，所述凸台I(511)的高度小于层状叠放的两张光盘(8)之间的间隙并能插入层状叠放的光盘之间的间隙中，所述凸台I(511)与下插片的伸出端之间的距离略大于单张光盘的厚度；

所述上插片(51)和下插片(52)相对于导向柱(2)的伸缩状态包括上插片(51)的伸出端伸出且下插片(52)的伸出端缩回的状态、上插片(51)的伸出端缩回且下插片(52)的伸出端伸出的状态以及上、下插片(51,52)的伸出端同时复位的状态。

2.根据权利要求1所述的抓盘器，其特征在于，所述下插片(52)的伸出端为向外延伸的凸台II(521)，所述凸台II(521)的高度小于层状叠放的两张光盘(8)之间的间隙，所述上插片的凸台I(511)与下插片的凸台II(521)之间的距离略大于单张光盘的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的抓盘器，其特征在于，所述导向柱(2)为中空圆柱体，所述圆柱体的外圆直径略小于光盘(8)的中心孔直径，圆柱体的下端向内收缩形成导向插入端(9)，所述侧孔(6)设置在圆柱体上靠近导向插入端(9)处，侧孔(6)的大小与上、下插片(51,52)的伸出端大小相适应。

4.根据权利要求3所述的抓盘器，其特征在于，所述上插片(51)的齿条部分的厚度大于所述伸出端的厚度；所述下插片(52)的齿条部分的厚度不小于所述伸出端的厚度。

5.根据权利要求4所述的抓盘器，其特征在于，所述上插片(51)和下插片(52)的数量各为三个，且上插片(51)与下插片(52)相互平行；

所述驱动装置(3)为步进电机、伺服电机或液压泵。

6.一种用上述权利要求1-5任意一项所述的抓盘器加载和卸载光盘的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、光盘库中，机械手位移装置带动抓盘器移动至指定光盘匣位置，抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S2、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入放置在光盘托盘上的光盘的中心孔；驱动装置驱动所述上插片伸出并插入第N张光盘与第N+1张光盘之间的间隙中，抓盘器向上移动使上插片托载N张光盘；

S3、抓盘器移动至目标托盘上方，驱动装置驱动下插片伸出上插片缩回，上插片托载的N张光盘整体下移后由下插片支撑；

S4、驱动装置驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入第N-1张光盘与第N张光盘之间并托载住N-1张光盘，第N张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内，完成光盘的加载操作；

S5、抓盘器托载着剩余的光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S6、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动上、下插片同时缩回导向柱内，抓盘器所载的光盘失去上插片支撑而落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘，完成光盘的卸载操作。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述步骤S4和S5之间还包括抓盘器移动到其它目标托盘位置，重复步骤S3和S4进行光盘的加载操作。

8.一种用上述权利要求1-5任意一项所述的抓盘器加载和卸载光盘的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、光盘库中，机械手位移装置带动抓盘器移动至指定光盘匣位置，抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S2、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入放置在光盘托盘上的光盘的中心孔，驱动装置驱动所述下插片伸出并插入第N张光盘与第N+1张光盘之间的间隙中，抓盘器向上移动使下插片托载N张光盘；

S3、抓盘器移动至目标托盘上方，驱动装置驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入第N-1张光盘与第N张光盘之间并托载住N-1张光盘，第N张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内；

S4、抓盘器托载着剩余的光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S5、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动上、下插片同时缩回导向柱内，抓盘器所载的光盘失去上插片支撑而落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘，完成光盘的卸载操作。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述步骤S3和S4之间还包括：抓盘器移动到其它目标托盘上方，驱动装置驱动下插片伸出上插片缩回，上插片托载的光盘整体下移后由下插片支撑；驱动装置再驱动上插片伸出下插片缩回，此时上插片的伸出端插入最底部的两张光盘之间，最底部的一张光盘失去下插片的支撑而落入目标托盘内。

10.一种用上述权利要求1-5任意一项所述的抓盘器回收光盘的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、抓盘器移动至待回收光盘的上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入所述待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住待回收光盘，抓盘器向上移动使所述上插片或下插片托载所述光盘；

S2、抓盘器托载着光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S3、抓盘器移动至光盘托盘上方，驱动装置驱动所述上、下插片同时缩回，抓盘器所载的光盘失去支撑落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘。

11.一种用上述权利要求1-5任意一项所述的抓盘器回收光盘的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、抓盘器移动至待回收光盘的上方，驱动装置驱动抓盘器的上、下插片同时缩回导向柱内，所述导向柱伸入所述待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住待回收光盘，抓盘器向上移动使所述上插片或下插片托载所述光盘；

S2、抓盘器载着已抓取的光盘移动至其他待回收光盘处，抓盘器的导向插入端插入待回收光盘的中心孔，驱动装置驱动上、下插片同时缩回，抓盘器上托载的光盘掉落在所述待回收光盘上，导向柱下移一定深度，驱动装置驱动所述上插片或下插片向外伸出并托住最底端光盘，然后抓盘器向上移动使上插片或下插片托载全部光盘；

S3、抓盘器托载着光盘移回原指定光盘匣位置，机械手抽出指定光盘匣的光盘托盘；

S4、抓盘器移动至光盘托盘上方，抓盘器的导向柱靠近光盘托盘的中心位置，驱动装置驱动所述上、下插片同时缩回，抓盘器所载的光盘失去支撑落入光盘托盘内，机械手再关闭光盘托盘。