CN104299628B - 一种光盘组自动取盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于数据存储技术领域，提供一种光盘组自动取盘装置，包括支撑板、驱动所述支撑板移动的位移驱动组件，所述支撑板上安装有旋转电机，所述旋转电机包括下旋转轴，所述下旋转轴一端水平安装有下旋转片，所述旋转片顶端设有刀片，所述支撑板底面还安装有主杆和侧杆，所述主杆末端和侧杆末端成对设有第一红外发射器和第一光敏管，所述下旋转片具有起始位置和旋出位置，在起始位置时，所述下旋转片连同所述刀片位于光盘孔内部，在旋出位置时，所述刀片位于光盘组的两张光盘之间。本发明装置结构简单，使用红外光发射器和光敏管进行定位，可以自动从堆叠的光盘组中任一位置抓取一叠光盘。

Description

一种光盘组自动取盘装置

技术领域

本发明属于数据存储技术领域，尤其涉及一种光盘组自动取盘装置。

背景技术

大数据时代数据增长速度不断提升，越来越多重要数据需要长期保存，进而对存储容量和性能产生巨大压力。但是其中大量数据成为冷数据，很少会读取。因此需要使用具有长期保存能力，较好随机存取性能，并且成本低的存储方法保存这些冷数据。而光盘存储是一种廉价的数据长期保存方式，通常可以使用一批光盘保存这些冷数据。但是从一组光盘中自动提取指定光盘具有很大的挑战。

现有主要方法是在光盘匣里为每张光盘提供一个可拉出光盘托架，通过机械手取盘器、升降机及具有垂直和水平两个方向运行的机械手位移装置进行取盘操作。取盘时，升降机升降至适当位置，取盘器抽出光盘匣中的一层光盘托盘，取盘器将该光盘托盘中的光盘抓起，然后再次将光盘托盘关闭，接着升降机升降至适当位置，取盘器将光盘放置在光驱上供光驱读取。若需要将光驱中的光盘放回光盘托盘时，步骤正好与上述相反。这种方法需要为每张光盘提供托架，并且还需要专用光盘匣，造成光盘存储系统整体存储密度不高，并且增加了系统的部件、复杂度和成本。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种光盘组自动取盘装置，旨在解决现有光盘取盘器设计和加工复杂、无法保证取盘器长期可靠的运行的技术问题。

本发明采用如下技术方案。

所述光盘组自动取盘装置包括支撑板、驱动所述支撑板移动的位移驱动组件，所述支撑板上安装有旋转电机，所述旋转电机包括下旋转轴，所述下旋转轴一端水平安装有下旋转片，所述旋转片顶端设有刀片，所述支撑板底面还安装有主杆和侧杆，所述主杆末端和侧杆末端成对设有第一红外发射器和第一光敏管，两者位于同一水平面，所述下旋转片具有起始位置和旋出位置，在起始位置时，所述下旋转片连同所述刀片位于光盘孔内部，在旋出位置时，所述刀片位于光盘组的两张光盘之间。

进一步的，所述主杆内部中空，直径小于光盘孔直径，所述下旋转轴位于主杆内壁，且与主杆中轴线平行，所述主杆中轴线与侧杆之间距离大于光盘半径，在起始位置时，所述下旋转片连同所述刀片位于主杆内部，在旋出位置时，所述刀片伸出主杆且位于光盘组的两张光盘之间。

进一步的，所述下旋转轴与主杆中轴线不重合，且下旋转片一端与下旋转轴垂直固定，另一端与刀片固定。

进一步的，所述主杆异于下旋转轴一侧开有一段长形缺口，所述下旋转片从起始位置转动时，所述刀片从所述长形缺口旋转出。

进一步的，所述下旋转片与所述刀片的连接处为一弧形端面，所述刀片具有一个斜面。

进一步的，所述旋转电机还包括上旋转轴，所述上下旋转轴同步转动，所述上旋转轴顶端水平安装有上旋转片，所述支撑板顶面设有一支杆，所述支杆向上旋转轴方向伸出一横轴，所述横轴末端以及横轴末端正下方的支撑板位置处，成对设有第二红外发射器和第二光敏管，所述上旋转片位于所述第二红外发射器和第二光敏管之间。

进一步的，所述上旋转片为圆盘结构，所述上旋转片为圆盘结构，所述上旋转轴位于圆盘圆心，所述圆盘上设有两个开孔，所述横轴以及正下方的支撑板位置处，成对设置有第三红外发射器和第三光敏管，当下旋转片位于起始位置时，所述第二红外发射器和第二光敏管之间的连线穿过其中一个开孔，当下旋转片位于旋出位置时，所述第三红外发射器和第三光敏管之间的连线穿过另一开孔。

进一步的，所述位移驱动组件包括与所述支撑板固定的机械臂，还包括用于驱动所述机械臂垂直移动的垂直移动机构。

进一步的，所述位移驱动组件还包括用于驱动所述机械臂水平移动的水平移动机构。

进一步的，所述主杆底部为锥形。

本发明的有益效果是：本发明装置可以自动从堆叠的光盘组中任一位置抓取一叠光盘，具体工作时，位移驱动组件控制支撑板整体向下移动，通过第一红外发射器和第一光敏管定位下旋转片的移动距离，此时刀片位于待取光盘的间隙位置处，在起始位置下，下旋转片连同所述刀片位于光盘孔内部，当需要取盘操作时，旋转电机通过下旋转轴带动下旋转片转动直至旋出位置，刀片旋出，且刀片伸入光盘间隙中，然后支撑板升起，刀片取出一叠光盘。本发明使用红外光发射器和光敏管进行定位，结合控制程序，可以精确取出预定光盘。

附图说明

图1是本发明实施例提供的光盘组自动取盘装置的结构图；

图2是下旋转片带动刀片旋转示意图；

图3是主杆侧面的长形缺口示意图；

图4是下旋转片结构示意图；

图5是上旋转片结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的光盘组自动取盘装置的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的光盘组自动取盘装置包括支撑板1、驱动所述支撑板移动的位移驱动组件2，所述支撑板1上安装有旋转电机3，所述旋转电机3包括下旋转轴31，所述下旋转轴31一端水平安装有下旋转片32，所述下旋转片32顶端设有刀片33，所述支撑板1底面还安装有主杆4和侧杆5，所述主杆4末端和侧杆5末端一处设有第一红外发射器41，另一处设有第一光敏管51，两者位于同一水平面，所述下旋转片具有起始位置和旋出位置，在起始位置时，所述下旋转片连同所述刀片位于光盘孔内部，在旋出位置时，所述刀片位于光盘组的两张光盘之间。图示中，取盘装置下方所示的层叠结构为堆叠的光盘组，相邻光盘间存在微下间隙，光盘组中空部分为光盘孔，工作时，旋转轴、下旋转片位于光盘孔中。

本发明首先需要定义下旋转片的两种位置状态，在起始位置时，刀片并未进入光盘间隙，旋转电机工作通过下旋转轴带动下旋转片转动，当转到旋出位置时，刀片位于旋出进入光盘间隙。本发明实施例通过第一红外发射器和第一光敏管定位下旋转片向下移动的距离。本实施例中，所述主杆末端和侧杆末端分别装有第一红外发射器和第一光敏管，假设主杆末端安装第一红外发射器，侧杆末端安装第一光敏管，当第一红外发射器未进入光盘孔前，第一光敏管可以接收到第一红外发射器发出的红外光信号，当第一光敏管刚好不能接收到红外光信号时，说明此时第一红外发射器正好定位到第一张光盘，然后控制下旋转片向下移动预设距离L，这样刀片即可定位到待操作光盘的间隙处。然后控制旋出刀片，刀片进入到光盘间隙中，最后刀片抬起取出一叠光盘。

本发明装置结构简单，通过红外定位需要操作的光盘，然后通过旋转电机驱动下旋转片转动，最后驱动支撑板整体向上抬起，通过刀片取出一叠光盘，本装置可长久稳定工作。

作为一种具体优选结构，所述主杆4内部中空，直径小于光盘孔直径，所述下旋转轴31位于主杆4内壁，且与主杆中轴线平行，所述主杆中轴线与侧杆之间距离大于光盘半径；所述下旋转轴31与主杆中轴线不重合，且下旋转片一端与下旋转轴垂直固定，另一端与刀片固定。本优选结构中，主杆为中空圆柱状，直径略小于光盘孔直径，主杆随支撑板向下移动时，刚好进入光盘孔。如图2所示的下旋转片带动刀片转动示意图，在起始位置时，所述下旋转片32连同所述刀片33位于主杆4内部，在旋出位置时，所述刀片伸出主杆4且位于光盘组的两张光盘之间。本优选方式将主杆设置为中空圆柱状，且与光盘组同轴，下旋转轴位于主杆内壁，保证结构对称，旋转更为稳定。

本实施例中，所述支撑板1只做垂直运动，而在实际使用环境中，也可以设置支撑板水平移动，在取盘完毕后以挪出支撑板整体，还可以通过移动支撑板，保证主杆和光盘组同轴。具体实现时，所述位移驱动组件2还包括用于驱动所述机械臂21水平移动的水平移动机构23。本实施例不限定垂直移动机构和水平移动机构的具体实现方式，可以采用齿轮齿条传动、丝杆传动、皮带传动等。这里不做具体限定。

另外优选的，如图3所示，所述主杆4异于下旋转轴一侧开有一段长形缺口42，所述下旋转片从起始位置转动时，所述刀片从所述长形缺口旋转出。所述长形缺口42一方面为为刀片旋出提供空间，另一方面，所述长形缺口还限定了刀片的最大转动范围。作为一种可实现方式，在起始位置时，所述下旋转片连同所述刀片位于主杆内部，当下旋转片转动后带动刀片旋出，当刀片碰到长形缺口边沿时，旋转电机停止工作，此时下旋转片位置为旋出位置，所述刀片伸出主杆且位于光盘间隙之间。当然也可以通过程序控制下旋转片转过一定角度，此时下旋转片的位置为旋出位置。当然旋出位置的定位还可通过其他方式实现，这里不一一列举。比如如图4所示，所述述下旋转片整体具有一定厚度，且将下旋转片与所述刀片的连接处设为一弧形端面321，当所述弧形端面旋出主杆并碰到光盘组内壁时，此时的下旋转片的位置为旋出位置。

进一步优选的，所述刀片具有一个斜面，这样当刀片插入光盘之间的缝隙时，会慢慢将上面的光盘组顶起，使得后续旋转更加顺畅，当旋转到旋出位置时，刀片完全伸出，此时支撑板向上运动，将刀片顶起的光盘组取出。

作为一种具体优选的旋转定位方式，所述旋转电机3还包括上旋转轴34，所述上下旋转轴同步转动，所述上旋转轴顶端水平安装有上旋转片35，所述支撑板顶面设有一支杆61，所述支杆向上旋转轴方向伸出一横轴62，所述横轴末端以及横轴末端正下方的支撑板位置处，一处设有第二红外发射器63，另一处设有第二光敏管64，所述上旋转片35位于所述第二红外发射器63和第二光敏管64之间。本优选方式中，上下旋转轴同步转动，因此上下旋转片同样同步转动，通过定位上旋转片的旋转角度即可控制下旋转片的旋转角度。作为一种具体结构，可以将上旋转片设置为扇形，当上旋转片挡住第二红外发射器63发出的红外光时，控制旋转电机工作，上下旋转片同步转动，直至第二光敏管接收到第二光敏管发出的红外光，此时旋转电机停止工作，这样下旋转片即可按照预期转过一定角度，达到旋出位置。作为上旋转片的另一种优选结构，如图5所示，所述上旋转片35为圆盘结构，所述上旋转轴34位于圆盘圆心，所述圆盘上设有两个开孔351、352，所述横轴以及正下方的支撑板位置处，成对设置有第三红外发射器(图中未示出)和第三光敏管(图中未示出)。当下旋转片位于起始位置时，所述第二红外发射器和第二光敏管之间的连线穿过其中一个开孔，当下旋转片位于旋出位置时，所述第三红外发射器和第三光敏管之间的连线穿过另一开孔。这样通过红外光线是否通过开孔来确定起始位置和旋出位置，这样可以准确定位起始位置和旋出位置，精确控制下旋转片的转动。

因此，当第二光敏管接收到红外光信号时，则表明取盘装置已准备就绪，此时下旋转片位于起始位置，旋转电机工作，下旋转片开始转动；当第三光敏管接收到红外光信号时，表明下旋转片已转至旋出位置，旋转电机停止工作。

最后描述本装置的工作流程，包括下述步骤：

S1、当接收到取盘指令时，首先调整取盘装置使之处于准备就绪状态，即控制旋转电机工作，直至第二光敏管接收到红外光信号；然后根据取盘指令解析出光盘深度L，L为锥杆下表面与光盘组上表面水平时刀片与目标光盘间隙的距离；解析出光盘深度L以后，就发出指令使机械臂垂直向下运动，当第一光敏管从能够接收到红外光信号刚好变为无法接收到红外光信号时，继续控制机械臂垂直向下移动距离L，到达预定位置。

S2、控制旋转电机转动，带动下旋转片旋转，使得刀片从长形缺口伸出并插入光盘间隙，旋转电机继续带动下旋转片往旋出位置前进，直到第三光敏管接收到红外光信号，此时下旋转片处于旋出位置，优选地，此时所述下旋转片的弧形端面紧贴光盘组内径。

S3、控制机械臂垂直向上运动，完成取盘操作。

综上，本实施例通过红外定位下旋转片的向下移动距离，可以精确定位到待操作光盘，然后通过控制刀片旋出、升起，取出一叠光盘。本发明装置可定量抓取一定数目的光盘，也可用于定位特定的单个光盘。如果需要定位特定的单个光盘，则只需要将特定光盘上面的所有光盘抓起，使得特定光盘处于最上层，此时可以人工将特定光盘取出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述装置包括支撑板、驱动所述支撑板移动的位移驱动组件，所述支撑板上安装有旋转电机，所述旋转电机包括下旋转轴，所述下旋转轴一端水平安装有下旋转片，所述旋转片顶端设有刀片，所述支撑板底面还安装有主杆和侧杆，所述主杆末端和侧杆末端成对设有第一红外发射器和第一光敏管，两者位于同一水平面，所述下旋转片具有起始位置和旋出位置，在起始位置时，所述下旋转片连同所述刀片位于光盘孔内部，在旋出位置时，所述刀片位于光盘组的两张光盘之间，所述旋转电机还包括上旋转轴，所述上下旋转轴同步转动，所述上旋转轴顶端水平安装有上旋转片，所述支撑板顶面设有一支杆，所述支杆向上旋转轴方向伸出一横轴，所述横轴末端以及横轴末端正下方的支撑板位置处，成对设有第二红外发射器和第二光敏管，所述上旋转片位于所述第二红外发射器和第二光敏管之间。

2.如权利要求1所述光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述主杆内部中空，直径小于光盘孔直径，所述下旋转轴位于主杆内壁，且与主杆中轴线平行，所述主杆中轴线与侧杆之间距离大于光盘半径，在起始位置时，所述下旋转片连同所述刀片位于主杆内部，在旋出位置时，所述刀片伸出主杆且位于光盘组的两张光盘之间。

3.如权利要求2所述光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述下旋转轴与主杆中轴线不重合，且下旋转片一端与下旋转轴垂直固定，另一端与刀片固定。

4.如权利要求3所述光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述主杆异于下旋转轴一侧开有一段长形缺口，所述下旋转片从起始位置转动时，所述刀片从所述长形缺口旋转出。

5.如权利要求4所述光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述下旋转片与所述刀片的连接处为一弧形端面，所述刀片具有一个斜面。

6.如权利要求5所述光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述上旋转片为圆盘结构，所述上旋转轴位于圆盘圆心，所述圆盘上设有两个开孔，所述横轴以及正下方的支撑板位置处，成对设置有第三红外发射器和第三光敏管，当下旋转片位于起始位置时，所述第二红外发射器和第二光敏管之间的连线穿过其中一个开孔，当下旋转片位于旋出位置时，所述第三红外发射器和第三光敏管之间的连线穿过另一开孔。

7.如权利要求6所述光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述位移驱动组件包括与所述支撑板固定的机械臂，还包括用于驱动所述机械臂垂直移动的垂直移动机构。

8.如权利要求7所述光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述位移驱动组件还包括用于驱动所述机械臂水平移动的水平移动机构。

9.如权利要求8所述光盘组自动取盘装置，其特征在于，所述主杆底部为锥形。