CN105150223A - 用于光盘库的机械手碰撞检测装置和机械手组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光盘库的机械手碰撞检测装置，包括：设置在机械手外侧的框架，设置在框架外侧的挡板；用于弹性连接框架和挡板的复位机构；位移感应机构，位移感应机构用于在感测到移动元件发生位移时向机械手控制器发出报警信号。本发明还提供了一种具有该碰撞检测装置的机械手组件。采用本发明的碰撞检测装置，机械手在运动的过程中与障碍物发生碰撞时，挡板产生位移，位移感应机构即可检测到这一状态，发出急报警信号，将急停信号传送给机械手控制器，机械手控制器即可控制机械手刹车并报警通知用户处理障碍物，防止机械手与障碍物产生硬碰撞，保护机械手不受损坏。

Description

用于光盘库的机械手碰撞检测装置和机械手组件

技术领域

本发明涉及光盘库的机械手组件，尤其涉及用于光盘库的机械手碰撞检测装置和具有该装置的机械手。

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。现有光盘库包括用于容纳光盘的库体，所述库体内设置有光盘托盘、光驱、机械手组件和机械手控制器，机械手组件又包括机械手和位移装置，所述机械手包括抽盘器和抓盘器，所述位移装置包括垂直导轨和水平导轨，所述垂直导轨能够在所述水平导轨上移动，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托盘，抽盘器上设置有至少一对卡爪，通过卡爪的相互配合来实现对光盘托盘的抽拉，使抽盘动作更加平稳，设置两对卡爪还可以对光盘匣进行双侧解锁和抽盘。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。

在光盘库中，用于容纳光盘的库体一般包括单面设置或相对设置的一个或多个光盘匣仓，光盘匣仓也叫做盘盒组，机械手一般面向所述光盘匣仓设置，从而实现对光盘匣仓内光盘托盘的操作。现有机械手在光盘库中的运动方向为面向光盘匣仓上下、左右运动，当任何一个运动方向有障碍物，比如没有及时送回的光盘托盘时，机械手由于无法检测该障碍物，就会继续运动，直接撞击障碍物。机械手在撞击到障碍物后还会继续运动，进一步加重对光盘库和机械手的损坏。因此，如何能使机械手在接触到障碍物时能够及时停止，从而保护机械手成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，更好地保护机械手运动过程中的安全性，本发明提供了一种用于光盘库的机械手碰撞检测装置，包括：

框架、挡板、弹性元件和位移感应机构：

所述框架中部具有容纳机械手的空间，所述挡板通过所述弹性元件与所述框架的侧面弹性连接，所述挡板由所述弹性元件支撑，所述挡板的边缘超过所述框架的侧面的边缘；所述挡板与所述框架之间具有一段距离；

所述位移感应机构用于感测所述挡板相对于所述框架的位移。

进一步地，为了防止所述挡板掉落，还包括防脱出盖板和盖板固定柱，所述防脱出盖板设置在所述挡板的外侧，所述挡板在与所述防脱出盖板对应的位置开设有盖板固定孔，所述盖板固定柱穿过所述盖板固定孔，一端与所述框架连接，另一端与所述防脱出盖板连接。

进一步地，所述位移感应机构包括移动元件和感测元件，所述感测元件用于感测所述移动元件相对所述感测元件的位移，所述移动元件设置在所述挡板上，所述感测元件设置在框架上。

进一步地，所述框架包括两个面对面设置的固定板和用于连接所述两个固定板的连接板；所述挡板的数目为两个，所述两个挡板分别设置在所述固定板的外侧。

进一步地，所述弹性元件为弹簧，所述弹簧的一端固定在所述框架上，另一端固定在所述挡板上。

进一步地，所述感测元件为霍尔位移传感器，所述移动元件为磁铁。

当然，所述位移感应机构还可以是电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器。

进一步地，为了方便机械手对光盘库操作，所述框架上开设有供机械手伸出操作的框架通孔；所述挡板在与所述框架通孔对应的位置开设有供机械手伸出操作的挡板通孔。

为了减小挡板与障碍物的接触时的压强，所述挡板的边缘还设置有与所述挡板垂直的侧板，所述侧板设置在所述挡板朝向所述框架的一侧。

进一步地，所述弹簧的数目为多个，所述多个弹簧分别设置在所述固定板的靠近边角处。

本发明还提供了一种机械手组件，包括机械手、机械手控制器和上述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，

所述机械手包括抽盘器和设置在所述抽盘器上方的抓盘器；

所述框架固定在所述机械手的外侧；

所述机械手控制器与所述位移感应机构连接；

所述挡板正对所述抽盘器伸出操作的方向设置；

所述机械手控制器在所述位移感应机构感测到所述挡板相对于所述框架发生位移时控制机械手停止移动。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)采用本发明的碰撞检测装置，机械手在光盘库中移动的过程中与障碍物发生碰撞时，挡板产生位移，位移感应机构能够及时检测到机械手与障碍物的碰撞，发出报警信号，将报警信号传送给机械手控制器，机械手控制器即可控制机械手刹车并报警通知用户处理障碍物，防止机械手与障碍物产生硬碰撞，保护机械手不受损坏。

(2)本发明的挡板设置在机械手面向待操作的光盘匣仓的两侧，挡板的上、下、左、右四边均设置有侧边，且四边均超出框架，这样，当机械手与上方、下方、左侧或右侧任何一个方向的障碍物(如光盘托盘)发生碰撞时，障碍物首先与挡板接触，使挡板与框架发生位移，从而实现一块板就能检测到机械手所有运动方向的碰撞，结构简单，设计巧妙。

(3)本发明采用霍尔位移传感器检测挡板相对于框架的位移，利用了霍尔位移传感器对于磁铁与传感器之间位移的方向不具有选择性的特点，只要任一方向发生位移，传感器均能检测到，从而实现一个传感器感测三维运动的功能，有效避免了现有的机械手碰撞检测装置需要在机械手多个方向设置多个保护装置和位移检测装置的缺陷，使本发明具有结构简单，设计巧妙的优点。

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和优点，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的介绍，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是本发明实施例提供的用于光盘库的机械手碰撞检测装置的分解图；

图2是本发明实施例提供的用于光盘库的机械手碰撞检测装置的立体图；

图3是本发明实施例提供的用于光盘库的机械手碰撞检测装置的剖面图；

图4是图3中圆圈内部分的局部放大图；

图5是本发明实施例提供的具有碰撞检测装置的机械手的立体图；

图中：1-框架，11-固定板，12-连接板，13-框架通孔，2-挡板，21-侧板，22-挡板通孔，31-感测元件，32-移动元件，4-弹簧，5-防脱出盖板，51-盖板固定孔，6-盖板固定柱，7-抽盘器，71-卡爪，8-抓盘器，9-盘盒组。

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做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。

实施例：

请参见图1-图4，本发明实施例提供了一种用于光盘库的机械手碰撞检测装置，包括：

框架1、挡板2、弹性元件和位移感应机构：

所述框架1中部具有容纳机械手的空间，所述挡板2通过所述弹性元件与所述框架1的侧面弹性连接，所述挡板2由所述弹性元件支撑，所述挡板2的边缘超过所述框架1的侧面的边缘；所述挡板2与所述框架1之间具有一段距离；所述距离为1-3cm，具体取决于弹性元件的长度；所述挡板2能够相对所述框架1移动，

所述位移感应机构用于感测所述挡板2相对于所述框架1的位移。

所述弹性元件为弹簧4，所述弹簧4的一端固定在所述框架1上，另一端固定在所述挡板2上。当然，所述弹性元件也可以是其他具有弹性的连接件。

所述弹簧4的数目为多个，所述多个弹簧4分别设置在所述固定板11的靠近边角处。在本实施例中，弹簧4的数目为8个，每个边角设置两个弹簧4，这两个弹簧4在固定板上共用一个固定端，另外两端分别固定在挡板2的不同位置。

所述框架1包括两个面对面设置的固定板11和用于连接所述两个固定板11的连接板12；所述挡板2的数目为两个，所述两个挡板2分别设置在所述固定板11的外侧。

为了防止所述挡板掉落，还包括防脱出盖板5和盖板固定柱6，所述防脱出盖板5设置在所述挡板2的外侧，所述挡板2在与所述防脱出盖板5对应的位置开设有盖板固定孔51，所述盖板固定柱6穿过所述盖板固定孔51，一端与所述框架1连接，另一端与所述防脱出盖板5连接。所述盖板固定柱6的数目可以是一个或多个。

所述位移感应机构包括移动元件32和感测元件31，所述感测元件31用于感测所述移动元件32相对所述感测元件31的位移，所述移动元件32设置在所述挡板2上，所述感测元件31设置在框架1上。

本实施例中，所述感测元件31为霍尔位移传感器，所述移动元件32为磁铁。

当然，所述位移感应机构还可以是电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器。

为了方便机械手对光盘库操作，所述框架1上开设有供机械手伸出操作的框架通孔13；所述挡板2在与所述框架通孔13对应的位置开设有供机械手伸出操作的挡板通孔22。

为了减小挡板与障碍物的接触时的压强，所述挡板2的边缘还设置有与所述挡板2垂直的侧板21，所述侧板21设置在所述挡板2朝向所述框架1的一侧。

如图5所示，本发明还提供了一种机械手组件，包括机械手、机械手控制器和上述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，

所述机械手包括抽盘器7和设置在所述抽盘器上方的抓盘器8；

所述框架1固定在所述机械手的外侧；

所述机械手控制器与所述位移感应机构连接；

所述挡板2正对所述抽盘器7伸出操作的方向设置；

所述机械手控制器在所述位移感应机构感测到所述挡板2相对于所述框架1发生位移时控制机械手停止移动。

所述抽盘器7包括至少一个用于操作光盘托盘或光盘匣的卡爪71，所述固定板11在所述抽盘器7对应的位置对应开设有供所述抽盘器7伸出卡爪71的框架通孔13；所述挡板2在所述抽盘器7对应的位置对应开设有供所述抽盘器7伸出卡爪71的挡板2通孔22。

机械手位于光盘库内相对设置的两列盘盒组9之间，抽盘器7用于对盘盒组9内进行操作，包括抽取盘盒组内的光盘匣或光盘托盘。

在图5中，机械手在面向盘盒组9向右运动的过程中，若右侧的盘盒组9内有伸出的光盘托盘，挡板2会首先接触到光盘托盘，并相对框架1向左移动。当然，机械手在面向盘盒组9向上、向下以及向左运动的过程中，若上方、下方或左边有伸出的光盘托盘，挡板2均会首先接触光盘托盘，并发生位移。位移感应机构感测到这个位移，机械手控制器采集到位移感应机构的感测数据，当感测数据满足预定的碰撞条件时，控制机械手停止移动。或者，位移感应机构在感测到挡板2相对框架1发生位移时向机械手控制器发送报警信号，机械手控制器接收到所述报警信号后控制机械手停止移动。从而有效地避免机械手与光盘托盘或其他障碍物发生硬性碰撞。

作为替换的方案，位移感应机构在感测到挡板2相对框架1发生位移时也可以触发机械手供电开关，使机械手断电，及时停止移动。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)采用本发明的碰撞检测装置，机械手在光盘库中移动的过程中与障碍物发生碰撞时，挡板产生位移，位移感应机构能够及时检测到机械手与障碍物的碰撞，发出报警信号，将报警信号传送给机械手控制器，机械手控制器即可控制机械手刹车并报警通知用户处理障碍物，防止机械手与障碍物产生硬碰撞，保护机械手不受损坏。

(2)本发明的挡板设置在机械手面向待操作的光盘匣仓的两侧，挡板的上、下、左、右四边均设置有侧边，且四边均超出框架，这样，当机械手与上方、下方、左侧或右侧任何一个方向的障碍物(如光盘托盘)发生碰撞时，障碍物首先与挡板接触，使挡板与框架发生位移，从而实现一块板就能检测到机械手所有运动方向的碰撞，结构简单，设计巧妙。

(3)本发明采用霍尔位移传感器检测挡板相对于框架的位移，利用了霍尔位移传感器对于磁铁与传感器之间位移的方向不具有选择性的特点，只要任一方向发生位移，传感器均能检测到，从而实现一个传感器感测三维运动的功能，有效避免了现有的机械手碰撞检测装置需要在机械手多个方向设置多个保护装置和位移检测装置的缺陷，使本发明具有结构简单，设计巧妙的优点。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.用于光盘库的机械手碰撞检测装置，其特征在于，包括框架(1)、挡板(2)、弹性元件和位移感应机构：

所述框架(1)中部具有容纳机械手的空间，所述挡板(2)通过所述弹性元件与所述框架(1)的侧面弹性连接，所述挡板(2)由所述弹性元件支撑，所述挡板(2)的边缘超过所述框架(1)的侧面的边缘；所述挡板(2)与所述框架(1)之间具有一段距离；

所述位移感应机构用于感测所述挡板(2)相对于所述框架(1)的位移。

2.根据权利要求1所述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，其特征在于，还包括防脱出盖板(5)和盖板固定柱(6)，所述防脱出盖板(5)设置在所述挡板(2)的外侧，所述挡板(2)在与所述防脱出盖板(5)对应的位置开设有盖板固定孔(51)，所述盖板固定柱(6)穿过所述盖板固定孔(51)，一端与所述框架(1)连接，另一端与所述防脱出盖板(5)连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，其特征在于，所述位移感应机构包括移动元件(32)和感测元件(31)，所述感测元件(31)用于感测所述移动元件(32)相对所述感测元件(31)的位移，所述移动元件(32)设置在所述挡板(2)上，所述感测元件(31)设置在框架(1)上。

4.根据权利要求3所述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，其特征在于，所述框架(1)包括两个面对面设置的固定板(11)和用于连接所述两个固定板(11)的连接板(12)；所述挡板(2)的数目为两个，所述两个挡板(2)分别设置在所述固定板(11)的外侧。

5.根据权利要求1、2或4所述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，其特征在于，所述弹性元件为弹簧(4)，所述弹簧(4)的一端固定在所述框架(1)上，另一端固定在所述挡板(2)上。

6.根据权利要求5所述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，其特征在于，所述感测元件(31)为霍尔位移传感器，所述移动元件(32)为磁铁。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的机械手碰撞检测装置，其特征在于，所述框架(1)上开设有供机械手伸出操作的框架通孔(13)；所述挡板(2)在与所述框架通孔(13)对应的位置开设有供机械手伸出操作的挡板通孔(22)。

8.根据权利要求7所述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，其特征在于，所述挡板(2)的边缘还设置有与所述挡板(2)垂直的侧板(21)，所述侧板(21)设置在所述挡板(2)朝向所述框架(1)的一侧。

9.根据权利要求7或8所述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，其特征在于，所述弹簧(4)的数目为多个，所述多个弹簧(4)分别设置在所述固定板(11)的靠近边角处。

10.一种机械手组件，其特征在于，包括机械手、机械手控制器和权利要求1-9中任意一项所述的用于光盘库的机械手碰撞检测装置，

所述机械手包括抽盘器(7)和设置在所述抽盘器上方的抓盘器(8)；

所述框架(1)固定在所述机械手的外侧；

所述机械手控制器与所述位移感应机构连接；

所述挡板(2)正对所述抽盘器(7)伸出操作的方向设置；

所述机械手控制器在所述位移感应机构感测到所述挡板(2)相对于所述框架(1)发生位移时控制机械手停止移动。