CN104112455B - 一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置、方法及系统，所述装置包括：多个离线光盘库，每个离线光盘库的光盘库体内配置有若干个光盘匣仓，每个光盘匣仓内配置有若干个用于存放光盘的光盘匣，离线光盘库在不供电的情况下对光盘数据进行存储；离线光盘库操作装置，可移动地访问所述多个离线光盘库中的每一个，为相应的离线光盘库通电，并完成数据的存储和读取工作。本发明可以完成光盘的自动装载、并行读写、自动检测、自动盘面打印等诸多功能。

Description

一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置、方法及系统

技术领域

本发明属于数据存储技术领域，尤其涉及一种用于存储和读取离线光盘库数据的装置、方法及系统。

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按需求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。

离线光盘库是一种用于长期存储数据光盘的智能化存储设备。离线光盘库中的光盘匣通常通过位置传感器和射频标识(RFID)技术定位，并与存储光盘内容信息的光盘库管理数据库相关联，从而实现通过索引关键字，如文件名等迅速找到所需查找内容所对应光盘的位置。与近线光盘库不同，离线光盘库通常不设有自动操作光盘的机械手，也不设有用于读写光盘的光盘驱动器。当要访问相关检索内容时，操作人员必须按照光盘库管理软件的提示，人工将所需光盘匣从离线光盘库中取出，并放入相应的近线光盘库中，然后由该近线光盘库的机械手将所涉及的光盘取出并放入光盘驱动器中进行相应的读写操作。将光盘匣从离线光盘库的指定位置取出，然后放入近线光盘库中操作(如读，写等)的过程通常被称作“回迁”，一种实际应用中典型的离线光盘库见200910144980.1。这种离线光盘库和近线光盘库的配合使用的优点是可以在较大的密集度下，存放和管理较大量的光盘。同时离线库的耗电量和设备成本都比较低，因此正在得到更多广泛应用。

但是这种离线库和近线光盘库的配合使用显而易见的缺点是使用中间的人工操作环节，即光盘匣的迁入和迁出都要靠人工完成。人工操作除了耗时、费力、不方便外，还存在着与人为因素有关的数据安全隐患。

同时操作装置在近线光盘库内，这种硬件都是在一开始就配置好的，但是不同的工作阶段对操作装置的配置要求不同，例如在数据的录入阶段，此时光盘库处于顺序工作状态，即空白光盘被逐张抓取到光盘驱动器内刻录数据，为提高效率，此时往往希望多配置光盘刻录机来实现多张光盘并行刻录，因此需要相应地配置更多的光盘驱动器，更快的数据存储器，更强大的服务器，更高速度的数据通道以及更大功率的电源；当数据录入结束后，光盘库系统便成为随机只读状态。由于归档数据的总体访问频度相对较低，此时仅需配置较轻的硬件资源即可满足需求。系统在设计上很难兼顾到这两个阶段的需求。在技术指标要求较高的方案设计中，只能提高“写”阶段的硬件配置，从而造成在“读”阶段的硬件资源空置浪费，考虑到“写”阶段在整个光盘生命周期中，仅占开始的很小一段，因此这种矛盾尤为突出。本发明因此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置、方法及系统。

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，所述装置包括：

多个离线光盘库，每个离线光盘库的光盘库体内配置有若干个光盘匣仓，每个光盘匣仓内配置有若干个用于存放光盘的光盘匣，离线光盘库在不供电的情况下对光盘数据进行存储；

离线光盘库操作装置，可移动地访问所述多个离线光盘库中的每一个，为相应的离线光盘库通电，并完成数据的存储和读取工作。

所述离线光盘库操作装置包括：运载车、以及设置在运载车上的光盘匣仓导引机构和机械手；

光盘匣仓导引机构，用于将选定的光盘匣仓抽出或推入；

机械手，用于将光盘匣仓中选定匣仓的中的目标光盘抓出，并输送至预定位置；

运载车，用于将光盘匣仓导引机构和机械手运至目标离线光盘库处，并与目标离线光盘库对接、供电。

所述离线光盘库操作装置还包括可随所述运载车移动的外框架；所述光盘匣仓导引机构、机械手均安装在所述外框架上。

所述光盘匣仓导引机构包括安装在所述外框架的水平滑轨、沿水平滑轨移动的升降滑轨、上、下水平驱动装置；所述升降滑轨上设置有导引离合器和驱动导引离合器上下滑移的升降驱动机构；所述水平滑轨上设置驱动升降滑轨在水平滑轨上移动的电机，所述导引离合器上设置有电流通断的电磁铁，所述电磁铁下端设置挂钩。

所述水平滑轨包括上水平滑轨和下水平滑轨，上水平滑轨通过上水平驱动装置与升降滑轨配合驱动；下水平滑轨通过下水平驱动装置与升降滑轨配合驱动；所述上、下水平驱动装置通过同步带连接，并由所述电机驱动同步。

所述机械手包括机械手升降机、机械手水平运动机构、抽盘器和抓盘器；所述抽盘器和抓盘器安装在所述机械手升降机上，并由所述机械手升降机驱动上下滑移；所述机械手升降机安装在所述机械手水平运动机构上并由所述机械手水平运动机构驱动所述机械手升降机水平运动；所述机械手水平运动机构安装在所述外框架上。

所述离线光盘库操作装置还包括用于对选定的光盘进行读取或者写入操作的光盘读写单元。

所述光盘读写单元包括服务器和通过数据线与所述服务器相连接的光盘驱动器组，所述光盘驱动器组包括若干个并行对光盘进行读写操作的光盘驱动器。

所述运载车包括运动机构和自动对接机构，根据服务器所发的指令，所述运载车通过运动机构运动到指定的离线光盘库位置，并由自动对接机构与所述离线光盘库进行水平对准并完成运载车与离线光盘库的相互锁定；当运载车与离线光盘库相互锁定时对所述离线光盘库供电。

所述离线光盘库的光盘库体内设置有若干个按行列方式排列的光盘匣仓容置腔；所述光盘匣仓包括侧面开口的仓体和放置在仓体内的光盘匣，所述仓体由若干竖立的隔板分隔成若干个容置单元，所述容置单元内设有层叠设置的若干个容置格，所述容置格上放置光盘匣，所述光盘匣可从所述光盘匣仓的侧面开口处存取。

所述光盘匣仓的底板为上滑板，所述上滑板的下方设有与之滑动配合且用于与光盘库体相连接的下滑板，所述上滑板上设有第一滑轮和第二滑轨，所述下滑板上设有与第一滑轮配合的第一滑轨以及与第二滑轨配合的第二滑轮，所述第一滑轨和第二滑轨上分别设有第一定位斜槽和第二定位斜槽，所述下滑板于第一滑轨的一侧凸设有滑条，当光盘匣仓位于光盘库体内时，第一滑轮和第二滑轮分别位于第一定位斜槽与第二定位斜槽，此时上滑板与下滑板的滑条叠合且上滑板与下滑板的滑条接触；当光盘匣仓相对光盘库体抽出时，第一滑轮和第二滑轮分别滑入第一滑轨与第二滑轨，第一滑轮和第二滑轮托起上滑板使上滑板与下滑板的滑条之间脱离接触。

所述光盘匣仓由上述上滑板、位于上滑板上方且与上滑板平行的顶板、连接在上滑板与顶板前后两端之间的前端板和后端板、以及若干块隔板构成，所述隔板间隔地布置在前端板和后端板之间且各隔板的上、下端分别于顶板及上滑板相连，所述隔板的前后两侧从上向下分别设有多个滑槽，上述容置格形成于相邻隔板相对的滑槽之间。

本发明还提供了一种基于离线光盘库的数据存储和读写方法，包括以下步骤：

S1.构建由多个离线光盘库组成的数据存储中心，并初始化设备，依次将光盘放入所述光盘驱动器并扫描，将光盘的信息存入数据库；

S2.录入数据时，每次刻录都包含刻录、校验步骤，然后进行扫描，将刻录好数据的光盘的信息更新到数据库中，断电存储；

S3.根据步骤S2完成的数据库，实现检索功能，定位到查找文件对应的光盘位置；

S4.访问目标光盘所在的离线光盘库，对其通电，并进行光盘抓取；

S5.将目标光盘放入所述光盘驱动器，对目标光盘进行读写；

S6.将目标光盘放回离线光盘库，并断电，完成离线数据的存储和读取。

所述S1步骤中的所述初始化设备包括确定离线光盘库的每个位置是否有光盘；

所述S4步骤包括：

1)、发出控制指令，使运载车运动到相应的所述离线光盘库正前方，并由自动对接机构与离线光盘库对准并完成所述运载车与所述离线光盘库的相互锁定及对所述离线光盘库供电；

2)、光盘匣仓导引机构的升降滑轨在上、下水平驱动装置和升降驱动装置的作用下带动导引离合器与选定的光盘匣仓对准，然后启动所述离合器，实现所述离合器与所述选定光盘匣仓的机械连接，所述光盘匣仓导引机构的所述上、下水平驱动装置驱动所述升降滑轨水平方向运动将所述光盘匣仓拉出；

3)、通过位置传感器或射频标识(RFID)定位目标光盘所在的光盘匣，从而定位目标光盘；

4)、机械手在机械手升降机、机械手水平运动机构的作用下，运动到所述选定光盘匣处，抽盘器完成抽盘动作，抓盘器抓起所需前n张光盘；

所述S5步骤包括：

所述机械手移动到所述光盘驱动器位置放入相应第n张光盘，所述机械手将剩下的n-1张光盘送回所述光盘匣内，所述光盘驱动器对相应第n张光盘进行读取，同时将读到的数据缓存到所述服务器内，或把所述服务器内的数据写到目标光盘内；

所述S6步骤包括：

所述机械手将目标光盘送回到所述光盘匣内，所述离线光盘库操作装置根据离线光盘库的管理软件的指令将所述光盘匣仓推回到离线光盘库的光盘库体内；所述运载车与所述离线光盘库断电，解除相互锁定。

本发明还提供了一种基于离线光盘库的数据存储和读写系统，包括以下模块：

初始化模块，构建由多个离线光盘库组成的数据存储中心，并初始化设备；

数据录入模块，将离线光盘放入光盘驱动器并扫描，将光盘的数据存入数据库；

光盘信息更新模块，录入数据时，每次刻录都包含刻录、校验步骤，然后进行扫描，将刻录好数据光盘的信息更新到数据库中；

光盘检索模块，根据上面完成的数据库，可以实现检索功能，并定位到查找文件对应的光盘位置；

光盘抓取模块，访问目标光盘所在的离线光盘库，对其通电，并进行光盘抓取；

数据读写模块，将目标光盘放入所述光盘驱动器，对目标光盘的读写；

光盘复位模块，将目标光盘放回离线光盘库，并断电。

所述初始化模块用来确定离线光盘库的每个位置是否有光盘；

所述光盘抓取模块包括：运载车控制模块，发出控制指令，控制运载车运动到相应的所述离线光盘库正前方，并与所述离线光盘库对准并完成所述运载车与所述离线光盘库的相互锁定及对所述离线数据库供电；光盘匣仓推拉模块，使导引离合器与选定的光盘匣仓对准，然后启动所述离合器，实现所述离合器与所述选定光盘匣仓的机械连接，光盘匣仓导引机构的上、下水平驱动装置驱动升降滑轨水平方向运动将所述光盘匣仓拉出；目标光盘定位模块，通过位置传感器或射频标识(RFID)定位目标光盘所在的光盘匣，从而定位目标光盘；

光盘抓取模块，运动到所述选定光盘匣相应位置处，完成抽盘动作，抓起所需前n张光盘；

所述数据读写模块将剩下的n-1张光盘送回光盘匣内，光盘驱动器对相应第n张光盘进行读取，同时将读到的数据缓存到服务器内，或把服务器内的数据写到目标光盘内；

所述光盘复位模块将目标光盘送回到所述光盘匣内，将所述光盘匣仓推回到离线光盘库的光盘库体内，与所述离线光盘库断电，解除相互锁定。

本发明同时兼顾了近线和离线光盘库的优点，所有光盘都可以被自动操作，无需人工干预；本发明所述离线光盘库的库体平时不需要供电，不发热，整体库体处于零功耗状态，无运行耗电成本。

本发明用于存放光盘的库体处于离线状态无须电源，光盘库机械手，光盘驱动器组，光盘库服务器等近线光盘库所需的单元，因此离线光盘库的光盘单位体积内的存放数量可以显著增加，成本可相应地大幅度降低。

本发明所述的基于离线光盘库的数据存储和读写装置可以完成光盘的自动装载，自动检测，自动盘面打印等诸多功能，同时自动操作装置可以灵活配备。

本发明所述的基于离线光盘库的数据存储和读写装置可以很好地解决硬件资源的需求矛盾，同时可以提高整体管理效率，便于维修保养，还可以多机冗余工作。无源离线光盘库本身平时不加电，只有在本发明所述的基于离线光盘库的数据存储和读写装置选定所需离线库时即由自动对接机构与所述离线库水平对准并完成运载车与离线库的相互锁定才供电，即完成按需供电。

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为现有技术离线光盘库的结构示意图；

图2为本发明无源离线光盘库的结构示意图；

图3为本发明具体实施例无源离线光盘库光盘匣仓示意图；

图4为本发明具体实施例光盘匣仓结构示意图；

图5为本发明具体实施例光盘匣仓的运行状态图，其中(a)为第一滑轮位于第一定位斜槽前时；(b)为第一滑轮位于第一定位斜槽内时；

图6为本发明具体实施例光盘匣仓的运行状态图，其中(a)为第二滑轮进入第二定位斜槽后；其中(b)为第二滑轮进入第二定位斜槽内；

图7为本发明具体实施例无源离线光盘库自动操作装置的整体机构示意图；

图8为本发明具体实施例光盘匣仓导引机构结构示意图；

图9为本发明具体实施例离合器与选定光盘匣仓机械连接的示意图；

图10为本发明具体实施例自动操作装置对无源离线光盘库中选定光盘匣仓抓盘的过程示意图。

其中：1-光盘匣仓；11-空置格；12-光盘匣；13-上滑板；131-第一滑轮；132-第二滑轨；133-第二定位斜槽；14-顶板；15-前端板；152-凹槽；16-后端板；17-隔板；171-滑槽；18-下滑板；181-第一滑轨；182-第二滑轮；183-第一定位斜槽；184-滑条；19-空气间隙；2-光盘库体；3-光盘匣仓导引机构；31-水平滑轨；32-升降滑轨；33-上/下水平驱动装置；34-升降驱动装置；35-导引离合器；351-电磁铁；352-挂钩；36-电机；37-同步带；4-机械手；41-机械手升降机；42-机械手水平运动机构；43-抽盘器；44-抓盘器；5-光盘读写单元；51-服务器；52-光盘驱动器；6-外框架；7-运载车；71-运动装置；72-自动对接机构；8-光盘。

具体实施方式

如图2至图9所示，本发明提供了一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，包括：多个离线光盘库，每个离线光盘库的光盘库体2内配置有若干个光盘匣仓1，每个光盘匣仓1内配置有若干个用于存放光盘8的光盘匣12，离线光盘库在不供电的情况下对光盘数据进行存储；离线光盘库操作装置，可移动地访问所述多个离线光盘库中的每一个，为相应的离线光盘库通电，并完成数据的存储和读取工作。所述离线光盘库操作装置包括：光盘匣仓导引机构3，用于将选定的光盘匣仓1抽出或推入；机械手4，用于将光盘匣仓1中选定匣仓中的目标光盘8抓出，并输送至预定位置；运载车7，用于将光盘匣仓导引机构3和机械手4运至目标离线光盘库处，并与目标离线光盘库对接、供电；外框架6，可随所述运载车7移动，所述光盘匣仓导引机构3和机械手4均安装在外框架6上；光盘读写单元5，用于对选定的光盘进行读取或者写入操作。

所述光盘匣仓导引机构3包括分别固定于所述自动操作装置外框架6的顶部和底部的上、下水平滑轨31和升降滑轨32。上/下水平驱动装置33使所述升降滑轨32沿所述上下水平滑轨31平稳水平运动(即齿轮齿条驱动或丝杆螺母驱动或同步带或同步轮)。导引离合器35设置于所述升降滑轨32上，升降驱动装置34可使导引离合器35在升降滑轨32上精准运动。为保证所述上下水平驱动端同步运行，所述上/下水平驱动装置33由安装在所述上水平驱动端或下水平驱动端的同一个电机36驱动，同时所述上/下水平驱动装置33由一条同步带37相连接。

为了便于光盘匣仓1的抽拉操作，所述光盘匣仓1的前端板15上设有供勾设的锁接件。本实施例中，所述光盘匣仓1的前端板15上设有凹槽152，所述锁接件设置凹槽152内，且锁接件为中部具有勾孔的横向筋。

所述导引离合器35优选由电磁铁351和联动挂钩352构成的离合器，具体工作原理为：抽拉光盘匣仓1的仓体时，光盘库控制器发出电信号驱动相应的一个或多个导引离合器35的电磁铁351，所述电磁铁351吸合并带动联动挂钩352，使相应一个或多个光盘匣仓被联动挂钩352的钩子勾设锁定，以便光盘匣仓的仓体推拉移动，当所述光盘匣仓1的仓体被推回到光盘库体2原位后，所述电磁铁351在控制信号作用下释放，所述联动挂钩352的钩子在弹簧的作用力下回到原位，所选定的光盘匣仓与导引离合器35脱离。

所述光盘匣仓导引机构3对选定的所述光盘匣仓1平稳的抽出和推入的具体操作过程如下：当控制系统给出抽出或推入选定所述光盘匣仓1的信号时，首先所述水平驱动装置33在所述电机36驱动和所述同步带37的带动下使所述升降滑轨32沿所述上下水平滑轨31平稳水平运动到选定光盘匣仓1正前方，然后升降驱动装置34带动导引离合器35在升降滑轨32上垂直精准运动到选定光盘匣仓1处，这时导引离合器35与选定光盘匣仓1精准对接，即所述导引离合器35的电磁铁351吸合带动挂钩352，形成导引离合器35与所需光盘匣仓1的机械连接，之后所述水平驱动装置33会驱动所述升降滑轨32带动所述的光盘匣仓1按照水平滑轨31方向水平的运动形成光盘匣仓1的推拉运动。

所述水平驱动装置33可以为齿轮齿条机构，其齿轮安装于水平滑轨外侧且与升降滑轨固定，所述齿条的前端与水平滑轨相对固定；电机驱动齿轮与齿条啮合传动，使升降滑轨在水平滑轨上滑移。所述水平驱动装置33也可以为丝杠螺母机构，其螺母安装于水平滑轨外侧且与升降滑轨固定，所述丝杠位置相对固定，与螺母咬合，且由电机同步传动转动，使升降滑轨在水平滑轨上滑移。

所述电机36可以为一个，仅设置在上水平滑轨上，上下两个水平驱动装置33通过联动轴或同步带37相连接；所述电机36也可以为两个，分别设置在上下水平滑轨31上，上、下电机36分别驱动上、下水平驱动装置33。由于所述光盘匣仓1仓体在推拉过程中所需的精度高，出于工程实现的复杂度和成本因素的考虑，本发明优先选用联动轴或同步带37驱动方案。

所述光盘库机械手4由升降机41，水平运动机构42，抽盘器43和抓盘器44组成，所述升降机41与水平运动机构42相配合可以完成所述机械手4的上、下、水平、前、后运动，精准地定位所需的光盘匣12，所述抽盘器43将选定光盘匣托盘或内匣抽出，使其中的光盘8完全露出，所述抓盘器44抓取所需光盘8并运送到目标地，所述目标地可以是光盘驱动器52或废盘盒、光盘打印机、光盘测试机等。

所述光盘读写单元5包括服务器51和通过高速数据线与所述服务器相连接的光盘驱动器组，所述光盘驱动器组52由任意多个可以并行单独对光盘8进行读和写操作的光盘驱动器52构成，所述光盘驱动器52的个数由实际的需求而定，所述服务器51配有足够数量的硬盘作为光盘数据操作的缓冲区，所述服务器上运行光盘库的管理软件可以通过高速网络接口对外提供各种数据服务。

所述运载车7是将所述自动操作装置运载到目标离线库并与之对接，通常，对于大型的数据中心应用，所述离线光盘库是多台排列的，所述自动操作装置可以对多台排列的离线光盘库进行操作。所述运载车7由运动装置71和自动对接机构72构成，所述运载车7可以在所述离线光盘库前水平运动，根据不同的应用场景，所述运载车可以是轨道式运行的，也可以是在平地上运行的四轮小车。根据光盘库管理软件所发的指令，所述运载车7可以运动到指定的离线库正前方，并由自动对接机构72与所述离线库水平对准并完成运载车7与离线库的相互锁定。所述运载车7上设有自动对接机构72，自动对接机构72可以不单限于超声或红外原理的。当感应到相应的无源离线光盘库，运载车的运动装置71停止。

如图3至10所示，该离线光盘库包括多个可推拉式的光盘匣仓1和为所述光盘匣仓1提供支撑架与外壳的光盘库体2组成。所述光盘库体2优先选用但不限于工业标准的19英寸机柜的外形尺寸。光盘匣仓1，包括仓体，所述仓体内呈阵列的布置有若干个容置格11。所述光盘匣仓在上、下、前、后方向都含有多而密集的由所述侧板与所述仓体构成的容置格11。所述容置格11内设有可供光盘库机械手4操作的光盘匣12，所述光盘匣仓1的底板为上滑板13，所述上滑板13的下方设有与之滑动配合且用于与光盘库体2相连接的下滑板18，所述上滑板13上设有第一滑轮131和第二滑轨132，所述下滑板18上设有与第一滑轮131配合的第一滑轨181以及与第二滑轨132配合的第二滑轮182，所述第一滑轨181和第二滑轨132上分别设有第一定位斜槽183和第二定位斜槽133，所述下滑板18于第一滑轨181的一侧凸设有滑条184，当光盘匣仓1位于光盘库体2内时，第一滑轮131和第二滑轮182分别位于第一定位斜槽183与第二定位斜槽133，此时上滑板13与下滑板18的滑条184叠合且上滑板13与下滑板18的滑条184呈面接触状态，第一滑轮131和第二滑轮182处于悬空状态，光盘匣仓1的重量均匀分布在滑条184上。当光盘匣仓1相对光盘库体2抽出时，第一滑轮131和第二滑轮182分别滑入第一滑轨181与第二滑轨132，第一滑轮131和第二滑轮182托起上滑板13使上滑板13与下滑板18的滑条184之间形成空气间隙19，此时光盘匣仓1的重量由第一滑轮131和第二滑轮182支撑，从而完成了由滑动摩擦到滚动摩擦的转变，即所述光盘匣仓1可以在较小的轴向力作用下即可沿下滑板18方向直线推拉。

所述光盘匣仓1的具体结构为：所述光盘匣仓1由上述上滑板13、位于上滑板13上方且与上滑板13平行的顶板14、连接在上滑板13与顶板14前后两端之间的前端板15和后端板16、以及若干块隔板17构成，所述隔板17间隔地布置在前端板15和后端板16之间且各隔板17的上、下端分别于顶板14及上滑板13相连，所述隔板17的前后两侧从上向下分别设有多个滑槽171，上述容置格11形成于相邻隔板17相对的滑槽171之间。

所述离线光盘库由上述多个所述可推拉的光盘匣仓1和所述光盘库体2组成，因此所述离线光盘库可以最大限度地密集存放大量的光盘匣仓1。

本发明的基于离线光盘库的数据存储和读写装置，可以实现在所述离线光盘库体外对多台所述离线光盘库进行自动化操作，所述基于离线光盘库的数据存储和读写装置包括将离线光盘库中选定的光盘匣仓1平稳的抽出和推入的光盘匣仓导引机构3、机械手4、光盘读写单元5、外框架6和承载着上述所述各部分的运载车7，所述外框架6为所述自动操作装置各功能单元提供一个稳固、精密、布局合理的整体机械框架。

根据本发明的另一实施例，还提供了一种基于离线光盘库的数据存储和读写方法，包括以下步骤：

S1、构建由多个离线光盘库组成的数据存储中心，并初始化设备，依次将光盘放入所述光盘驱动器并扫描，将光盘的信息存入数据库；

S2、录入数据时，每次刻录都包含刻录、校验步骤，然后进行扫描，将刻录好数据的光盘的信息更新到数据库中，断电存储；

S3、根据步骤S2完成的数据库，实现检索功能，定位到查找文件对应的光盘位置；

S4、访问目标光盘所在的离线光盘库，对其通电，并进行光盘抓取；

S5、将目标光盘放入所述光盘驱动器，对目标光盘进行读写；

S6、将目标光盘放回离线光盘库，并断电，完成离线数据的存储和读取。

所述S1步骤中的所述初始化设备包括确定离线光盘库的每个位置是否有光盘；

所述S4步骤包括：

1)、发出控制指令，使运载车7运动到相应的所述离线光盘库正前方，并由自动对接机构72与离线光盘库对准并完成所述运载车7与所述离线光盘库的相互锁定及对所述离线光盘库供电；

2)、光盘匣仓导引机构3的升降滑轨32在上、下水平驱动装置33和升降驱动装置34的作用下带动导引离合器35与选定的光盘匣仓1对准，然后启动所述离合器35，实现所述离合器35与所述选定光盘匣仓1的机械连接，所述光盘匣仓导引机构3的所述上、下水平驱动装置33驱动所述升降滑轨32水平方向运动将所述光盘匣仓1拉出；

3)、通过位置传感器或射频标识(RFID)定位目标光盘所在的光盘匣，从而定位目标光盘；

4)、机械手4在机械手升降机41、机械手水平运动机构42的作用下，运动到所述选定光盘匣12处，抽盘器43完成抽盘动作，抓盘器44抓起所需前n张光盘8(其中1≤n≤光盘匣中最大可容纳光盘数)；

所述S5步骤包括：

所述机械手4移动到所述光盘驱动器52位置放入相应第n张光盘8，所述机械手4将剩下的n-1张光盘8送回所述光盘匣12内，所述光盘驱动器52对相应第n张光盘8进行读取，同时将读到的数据缓存到所述服务器51内，或把所述服务器51内的数据写到目标光盘8内；

所述S6步骤包括：

所述机械手4将目标光盘8送回到所述光盘匣12内，所述离线光盘库操作装置根据离线光盘库的管理软件的指令将所述光盘匣仓1推回到离线光盘库的光盘库体2内；所述运载车7与所述离线光盘库断电，解除相互锁定。

根据本发明的另一实施例，还提供了一种基于离线光盘库的数据存储和读写系统，包括：

初始化模块，构建由多个离线光盘库组成的数据存储中心，并初始化设备；

数据录入模块，将离线光盘放入光盘驱动器52并扫描，将光盘的数据存入数据库；

光盘信息更新模块，录入数据时，每次刻录都包含刻录、校验步骤，然后进行扫描，将刻录好数据光盘的信息更新到数据库中；

光盘检索模块，根据上面完成的数据库，可以实现检索功能，并定位到查找文件对应的光盘位置；

光盘抓取模块，访问目标光盘8所在的离线光盘库，对其通电，并进行光盘抓取；

数据读写模块，将目标光盘8放入所述光盘驱动器52，对目标光盘8的读写；

光盘复位模块，将目标光盘8放回离线光盘库，并断电。

所述初始化模块用来确定离线光盘库的每个位置是否有光盘；

所述光盘抓取模块包括：运载车控制模块，发出控制指令，控制运载车7运动到相应的所述离线光盘库正前方，并与所述离线光盘库对准并完成所述运载车7与所述离线光盘库的相互锁定及对所述离线数据库供电；光盘匣仓推拉模块，使导引离合器35与选定的光盘匣仓1对准，然后启动所述离合器35，实现所述离合器35与所述选定光盘匣仓1的机械连接，光盘匣仓导引机构3的上、下水平驱动装置33驱动升降滑轨32水平方向运动将所述光盘匣仓1拉出；目标光盘定位模块，通过位置传感器或射频标识(RFID)定位目标光盘所在的光盘匣，从而定位目标光盘；

光盘抓取模块，运动到所述选定光盘匣12相应位置处，完成抽盘动作，抓起所需前n张光盘8；

所述数据读写模块将剩下的n-1张光盘8送回光盘匣12内，光盘驱动器52对相应第n张光盘8进行读取，同时将读到的数据缓存到服务器51内，或把服务器51内的数据写到目标光盘8内；

所述光盘复位模块将目标光盘8送回到所述光盘匣12内，将所述光盘匣仓1推回到离线光盘库的光盘库体2内，与所述离线光盘库断电，解除相互锁定。

本发明同时兼顾了近线和离线光盘库的优点，所有光盘都可以被自动操作，无需人工干预；本发明所述离线光盘库的库体平时不需要供电，不发热，整体库体处于零功耗状态，无运行耗电成本。

本发明用于存放光盘的库体处于离线状态无须电源，光盘库机械手，光盘驱动器组，光盘库服务器等近线光盘库所需的单元，因此离线光盘库的光盘单位体积内的存放数量可以显著增加，成本可相应地大幅度降低。

本发明所述的基于离线光盘库的数据存储和读写装置可以完成光盘的自动装载，自动检测，自动盘面打印等诸多功能，同时自动操作装置可以灵活配备。

本发明所述的基于离线光盘库的数据存储和读写装置可以很好地解决硬件资源的需求矛盾，同时可以提高整体管理效率，便于维修保养，还可以多机冗余工作。无源离线光盘库本身平时不加电，只有在本发明所述的基于离线光盘库的数据存储和读写装置选定所需离线库时即由自动对接机构与所述离线库水平对准并完成运载车与离线库的相互锁定才供电，即完成按需供电。

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 (16)

1.一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述装置包括：

多个离线光盘库，每个所述离线光盘库的光盘库体(2)内配置有若干个光盘匣仓(1)，每个所述光盘匣仓(1)内配置有若干个用于存放光盘(8)的光盘匣(12)，所述离线光盘库在不供电的情况下对光盘数据进行存储；

离线光盘库操作装置，可移动地访问所述多个离线光盘库中的每一个，为相应的离线光盘库通电，并完成数据的存储和读写工作。

2.如权利要求1所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于：所述离线光盘库操作装置包括：运载车(7)、以及设置在运载车上的光盘匣仓导引机构(3)和机械手(4)；

光盘匣仓导引机构(3)，用于将选定的光盘匣仓(1)抽出或推入；

机械手(4)，用于将光盘匣仓(1)中选定匣仓中的目标光盘(8)抓出，并输送至预定位置；

运载车(7)，用于将光盘匣仓导引机构(3)和机械手(4)运至目标离线光盘库处，并与目标离线光盘库对接、供电。

3.如权利要求2所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述离线光盘库操作装置还包括可随所述运载车(7)移动的外框架(6)；所述光盘匣仓导引机构(3)、机械手(4)均安装在所述外框架(6)上。

4.如权利要求3所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述光盘匣仓导引机构(3)包括安装在所述外框架(6)的水平滑轨(31)、沿水平滑轨(31)移动的升降滑轨(32)、上、下水平驱动装置(33)；所述升降滑轨(32)上设置有导引离合器(35)和驱动导引离合器(35)上下滑移的升降驱动机构(34)；所述水平滑轨(31)上设置驱动升降滑轨(32)在水平滑轨上移动的电机(36)，所述导引离合器(35)上设置有电流通断的电磁铁(351)，所述电磁铁下端设置挂钩(352)。

5.如权利要求4所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述水平滑轨(31)包括上水平滑轨和下水平滑轨，上水平滑轨通过上水平驱动装置与升降滑轨(32)配合驱动；下水平滑轨通过下水平驱动装置与升降滑轨(32)配合驱动；所述上、下水平驱动装置(33)通过同步带连接，并由所述电机(36)驱动同步。

6.如权利要求3所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述机械手(4)包括机械手升降机(41)、机械手水平运动机构(42)、抽盘器(43)和抓盘器(44)；所述抽盘器(43)和抓盘器(44)安装在所述机械手升降机(41)上，并由所述机械手升降机(41)驱动上下滑移；所述机械手升降机(41)安装在所述机械手水平运动机构(42)上并由所述机械手水平运动机构(42)驱动所述机械手升降机(41)水平运动；所述机械手水平运动机构(42)安装在所述外框架(6)上。

7.如权利要求1-6任一所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述离线光盘库操作装置还包括用于对选定的光盘进行读取或者写入操作的光盘读写单元(5)。

8.如权利要求7所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述光盘读写单元(5)包括服务器(51)和通过数据线与所述服务器(51)相连接的光盘驱动器组，所述光盘驱动器组包括若干个并行对光盘进行读写操作的光盘驱动器(52)。

9.如权利要求2所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述运载车(7)包括运动机构(71)和自动对接机构(72)，根据服务器所发的指令，所述运载车(7)通过运动机构(71)运动到指定的离线光盘库位置，并由自动对接机构(72)与所述离线光盘库进行水平对准并完成运载车(7)与离线光盘库的相互锁定；当运载车(7)与离线光盘库相互锁定时对所述离线光盘库供电。

10.如权利要求1所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述离线光盘库的光盘库体(2)内设置有若干个按行列方式排列的光盘匣仓容置腔；所述光盘匣仓(1)包括侧面开口的仓体和放置在仓体内的光盘匣(12)，所述仓体由若干竖立的隔板(17)分隔成若干个容置单元，所述容置单元内设有层叠设置的若干个容置格(11)，所述容置格(11)上放置光盘匣(12)，所述光盘匣(12)可从所述光盘匣仓(1)的侧面开口处存取。

11.如权利要求10所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述光盘匣仓(1)的底板为上滑板(13)，所述上滑板(13)的下方设有与之滑动配合且用于与光盘库体(2)相连接的下滑板(18)，所述上滑板(13)上设有第一滑轮(131)和第二滑轨(132)，所述下滑板(18)上设有与第一滑轮(131)配合的第一滑轨(181)以及与第二滑轨(132)配合的第二滑轮(182)，所述第一滑轨(181)和第二滑轨(132)上分别设有第一定位斜槽(183)和第二定位斜槽(133)，所述下滑板(18)于第一滑轨(181)的一侧凸设有滑条(184)，当光盘匣仓(1)位于光盘库体(2)内时，第一滑轮(131)和第二滑轮(182)分别位于第一定位斜槽(183)与第二定位斜槽(133)，此时上滑板(13)与下滑板(18)的滑条(184)叠合且上滑板(13)与下滑板(18)的滑条(184)接触；当光盘匣仓(1)相对光盘库体(2)抽出时，第一滑轮(131)和第二滑轮(182)分别滑入第一滑轨(181)与第二滑轨(132)，第一滑轮(131)和第二滑轮(182)托起上滑板(13)使上滑板(13)与下滑板(18)的滑条(184)之间脱离接触。

12.如权利要求11所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写装置，其特征在于所述光盘匣仓(1)由上述上滑板(13)、位于上滑板(13)上方且与上滑板(13)平行的顶板(14)、连接在上滑板(13)与顶板(14)前后两端之间的前端板(15)和后端板(16)、以及若干块隔板(17)构成，所述隔板(17)间隔地布置在前端板(15)和后端板(16)之间且各隔板(17)的上、下端分别于顶板(14)及上滑板(13)相连，所述隔板(17)的前后两侧从上向下分别设有多个滑槽(171)，上述容置格(11)形成于相邻隔板(17)相对的滑槽(171)之间。

13.一种基于离线光盘库的数据存储和读写方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.构建由多个离线光盘库组成的数据存储中心，并初始化设备，依次将光盘(8)放入所述光盘驱动器(52)并扫描，将光盘(8)的信息存入数据库；

S2.录入数据时，每次刻录都包含刻录、校验步骤，然后进行扫描，将刻录好数据的光盘的信息更新到数据库中，断电存储；

S3.根据步骤S2完成的数据库，实现检索功能，定位到查找文件对应的光盘位置；

S4.访问目标光盘(8)所在的离线光盘库，对其通电，并进行光盘抓取；

S5.将目标光盘(8)放入所述光盘驱动器(52)，对目标光盘(8)进行读写；

S6.将目标光盘(8)放回离线光盘库，并断电，完成离线数据的存储和读取。

14.如权利要求13所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写方法，其特征在于：

所述S1步骤中的所述初始化设备包括确定离线光盘库的每个位置是否有光盘；

所述S4步骤包括：

1)、发出控制指令，使运载车(7)运动到相应的所述离线光盘库正前方，并由自动对接机构(72)与离线光盘库对准并完成所述运载车(7)与所述离线光盘库的相互锁定及对所述离线光盘库供电；

2)、光盘匣仓导引机构(3)的升降滑轨(32)在上、下水平驱动装置(33)和升降驱动装置(34)的作用下带动导引离合器(35)与选定的光盘匣仓(1)对准，然后启动所述离合器(35)，实现所述离合器(35)与所述选定光盘匣仓(1)的机械连接，所述光盘匣仓导引机构(3)的所述上、下水平驱动装置(33)驱动所述升降滑轨(32)水平方向运动将所述光盘匣仓(1)拉出；

3)、通过位置传感器或射频标识(RFID)定位目标光盘所在的光盘匣(12)，从而定位目标光盘(8)；

4)、机械手(4)在机械手升降机(41)、机械手水平运动机构(42)的作用下，运动到所述选定光盘匣(12)处，抽盘器(43)完成抽盘动作，抓盘器(44)抓起所需前n张光盘(8)；

所述S5步骤包括：

所述机械手(4)移动到所述光盘驱动器(52)位置放入相应第n张光盘(8)，所述机械手(4)将剩下的n-1张光盘(8)送回所述光盘匣(12)内，所述光盘驱动器(52)对相应第n张光盘(8)进行读取，同时将读到的数据缓存到服务器(51)内，或把所述服务器(51)内的数据写到目标光盘(8)内；

所述S6步骤包括：

所述机械手(4)将目标光盘(8)送回到所述光盘匣(12)内，所述离线光盘库操作装置根据离线光盘库的管理软件的指令将所述光盘匣仓(1)推回到离线光盘库的光盘库体(2)内；所述运载车(7)与所述离线光盘库断电，解除相互锁定。

15.一种基于离线光盘库的数据存储和读写系统，其特征在于包括以下模块：

初始化模块，构建由多个离线光盘库组成的数据存储中心，并初始化设备；

数据录入模块，将离线光盘放入光盘驱动器(52)并扫描，将光盘的数据存入数据库；

光盘信息更新模块，录入数据时，每次刻录都包含刻录、校验步骤，然后进行扫描，将刻录好数据光盘的信息更新到数据库中；

光盘检索模块，根据上面完成的数据库，可以实现检索功能，并定位到查找文件对应的光盘位置；

光盘抓取模块，访问目标光盘(8)所在的离线光盘库，对其通电，并进行光盘抓取；

数据读写模块，将目标光盘(8)放入所述光盘驱动器(52)，对目标光盘(8)的读写；

光盘复位模块，将目标光盘(8)放回离线光盘库，并断电。

16.如权利要求15所述的一种基于离线光盘库的数据存储和读写系统，其特征在于：

所述初始化模块用来确定离线光盘库的每个位置是否有光盘；

所述光盘抓取模块包括：运载车控制模块，发出控制指令，控制运载车(7)运动到相应的所述离线光盘库正前方，并与所述离线光盘库对准并完成所述运载车(7)与所述离线光盘库的相互锁定及对所述离线数据库供电；光盘匣仓推拉模块，使导引离合器(35)与选定的光盘匣仓(1)对准，然后启动所述离合器(35)，实现所述离合器(35)与所述选定光盘匣仓(1)的机械连接，光盘匣仓导引机构(3)的上、下水平驱动装置(33)驱动升降滑轨(32)水平方向运动将所述光盘匣仓(1)拉出；目标光盘定位模块，通过位置传感器或射频标识(RFID)定位目标光盘所在的光盘匣，从而定位目标光盘；光盘抓取模块，运动到所述选定光盘匣(12)相应位置处，完成抽盘动作，抓起所需前n张光盘(8)；

所述数据读写模块将剩下的n-1张光盘(8)送回光盘匣(12)内，光盘驱动器(52)对相应第n张光盘(8)进行读取，同时将读到的数据缓存到服务器(51)内，或把服务器(51)内的数据写到目标光盘(8)内；

所述光盘复位模块将目标光盘(8)送回到所述光盘匣(12)内，将所述光盘匣仓(1)推回到离线光盘库的光盘库体(2)内，与所述离线光盘库断电，解除相互锁定。