CN105459144B - 一种光盘批量抓取和分发的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种光盘批量抓取和分发的装置及方法。本发明的光盘批量抓取和分发的装置包括有驱动电机、若干分碟手指、导向柱，其中导向柱上设有若干通孔，若干分碟手指套装在导向柱上设有的通孔内，驱动电机的输出轴上装设有主动齿轮、若干分碟手指的一端分别装设有从动齿轮，驱动电机输出轴上装设的主动齿轮与若干分碟手指上分别装设的从动齿轮啮合，若干分碟手指的另一端装设有两层抓取碟片钩托，分别是第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托。本发明结构简单，操作方便，高效实用，可靠性高。本发明的光盘批量抓取和分发的方法巧妙实现多张标准光盘一次抓取后逐张分发以及逐张收取，可提升海量光存储设备的高效性能，减少日常维护工作。

Description

一种光盘批量抓取和分发的装置及方法

技术领域

本发明是一种光盘批量抓取和分发的装置及方法，属于光盘批量抓取和分发的装置及方法的创新技术。

背景技术

光存储技术作为一种大型数据存储的解决方案，其诸多独特优越的技术特性相对于磁存储技术及半导体存储技术来说，在数据备份、归档存储、安全存储、长期存储等领域有着自身极为广泛的应用。随着大数据时代的来临，数据规模的迅速膨胀，光存储系统的大规模集群化和分布化对海量的光盘存放设备提出了更高的要求：1)要求高密度体积的光盘库数据管理；2)要求更高的底层智能化管理；3)要求光盘存放数据的模块化；4)要求设备的机械操作更快速、简洁、安全。

因此，大型光盘库中盘片的应用由之前的每张盘片单独存储应用，发展成几片或十几片作为一个整体单元模块化存储应用。这对于担负着在大数据存储设备中关键部件-光盘批量抓取和分发放置功能的智能机械臂的抓取结构提出了更高的要求，其工作的稳定可靠性、高效性显得尤其重要。

到目前为止，大部分通用的光存储设备上光盘抓取方法都是采用卡碟钢珠（或钢针）加电磁铁的结构。当导向柱伸入光盘中心孔后，机构上的电磁线圈通电，电磁线圈中的滑动铁块向上运动，其锥体将卡碟钢珠向外移动，而将光盘从中心孔下托住，完成抓取动作。当电磁线圈断电后由于重力作用，卡碟钢珠（或钢针）向内移动，光盘受重力作用中心孔脱离导向柱而放到目标位置，这是对于单片光盘的抓取动作，对于多盘模块需要分发和批量收取的时候则还必须依靠其他的辅助机械驱动装置配合才能转接完成。

上述抓取方式普遍存在着可靠性不足的问题，已经影响到光存储技术应用的进一步发展，原因有如下方面：卡碟钢珠对光盘的支承只有向上承托的力，当光盘在设备中快速移动时会产生晃动，影响设备的可靠性。且设备长时间运行后，受到尘埃和氧化物质的影响，卡碟钢珠和锥形滑动铁块移动的灵活性会有明显变化，使得取碟和放碟经常出现故障。另外，多张光盘模块分发和批量收取时需额外的机械动作和驱动装置配合才能完成，且需要增加传感器辅助，增加了复杂的不确定因素，阻碍了多张光盘模块设备的高效管理，也为设备的安装调试和维护增加了难度。

抓取结构是整个智能光存储设备的核心部件，其可靠性将直接影响到整个存储设备的可靠性乃至可用性，当取碟或放碟出现问题时将使得设备停止执行后续动作而停机，甚至毁坏光盘损坏数据。同时抓取结构的高效性直接影响到整个设备数据管理的高效性，特别对于模块化的多盘机构，动作的滞后将使整个数据管理性能大幅度降低。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种结构简单，操作方便，高效实用，可靠性高的光盘批量抓取和分发的装置。

本发明的另一目的在于提供一种光盘批量抓取和分发的装置的控制方法。本发明巧妙实现多张标准光盘一次抓取后逐张分发以及逐张收取，可提升海量光存储设备的高效性能，减少日常维护工作。

本发明的技术方案是：本发明的光盘批量抓取和分发的装置，包括有驱动电机、若干分碟手指、导向柱，其中导向柱上设有若干通孔，若干分碟手指套装在导向柱上设有的通孔内，驱动电机的输出轴上装设有主动齿轮、若干分碟手指的一端分别装设有从动齿轮，驱动电机输出轴上装设的主动齿轮与若干分碟手指上分别装设的从动齿轮啮合，若干分碟手指的另一端装设有两层抓取碟片钩托，分别是第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托。

本发明光盘批量抓取和分发的装置的控制方法，包括如下步骤：

1)当驱动电机转动，驱动电机的输出轴带动主动齿轮转动，主动齿轮带动三条分碟手指上的从动齿轮转动，从动齿轮带动分碟手指围绕各自轴心自转，先转动至第一状态，该状态第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托都回归原点的位置，第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托都收进导向柱内, 该状态分碟手指能自由进出光盘的圆心孔；

2）抓取机构的导向柱伸进单张或多张层叠的光盘中心孔后，转动驱动电机，驱动电机的输出轴上装设的主动齿轮带动三条分碟手指上的从动齿轮转动，从动齿轮带动分碟手指围绕各自轴心转动，转动至第二状态, 该状态第二抓取碟片钩托转出导向柱的圆周，第一抓取碟片钩托仍停留在导向柱的圆周内，这时圆心孔已进入第二抓取碟片钩托位置的所有光盘都会被限制在导向柱7内，该状态第二抓取碟片钩托可做抓提光盘动作：

3）第二抓取碟片钩托张开，第一抓取碟片钩托留在导向柱内，分碟手指中的第二抓取碟片钩托能抓取单张或多张光碟；

4）当需要将光盘释放时，继续转动驱动电机，驱动电机的输出轴上装设的主动齿轮带动三条分碟手指上的从动齿轮转动，从动齿轮带动分碟手指转动至第三种状态，该状态第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托都转出至导向柱的圆周外，第二抓取碟片钩托依旧托住碟片，第一抓取碟片钩托转出，这时已抓提的光盘中最底层的一张光盘会与其他上层的光盘分隔开；

5）继续转动驱动电机，驱动电机的输出轴上装设的主动齿轮带动三条分碟手指上的从动齿轮转动，从动齿轮带动分碟手指转动至第四种状态，该状态第一抓取碟片钩托保留在导向柱的圆周外，第一抓取碟片钩托继续托住碟片，第二抓取碟片钩托转回至导向柱的圆周内，这时在第三种状态中被分开的最底层光盘会被释放；

6）当需要将上部光盘继续释放时，可反转驱动电机，驱动电机的输出轴带动主动齿轮转动至第二种状态，循环上述第二种状态到第四种状态的过程，能将多张碟片模块一张一张分离释放出来，做光盘分发动作。

本发明由于采用只需一个电机单轴控制驱动就可以完成所有复杂动作的结构，简单实用，区别于现有其他方案需要多机构驱动和传感器辅助才能实现的多轴和电机、电磁铁组合抓取等复杂结构。本发明用最简单的单个电机单轴驱动，实现多张光盘模块的自由抓取、释放和高速移动，以及逐张分发和逐张批量收取，在运作过程中能实现准确可靠和平稳、高速。本发明可提升海量光存储设备的高效性能，减少日常维护工作，本发明巧妙实现多张标准光盘一次抓取后逐张分发以及逐张收取，结构简单，操作方便，高效实用，可靠性高，可应用于海量光盘存储设备技术领域，本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的光盘批量抓取和分发的装置及方法。

附图说明

图1为本发明在第一状态（复位状态）的正视图。

图2为图1中的A-A剖视图。

图3为本发明在第二状态的正视图。

图4为本发明在第二状态的左视图。

图5为本发明在第二状态的等轴图。

图6为本发明在第三状态的正视图。

图7为本发明在第三状态的左视图。

图8为本发明在第三状态的等轴图。

图9为本发明在第四状态的正视图。

图10为本发明在第四状态的左视图。

图11为本发明在第四状态的等轴图。

图12为本发明分碟手指的立体图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的光盘批量抓取和分发的装置,包括有驱动电机1、若干分碟手指2、导向柱7，其中导向柱7上设有若干通孔，若干分碟手指2套装在导向柱7上设有的通孔内，驱动电机1的输出轴上装设有主动齿轮3、若干分碟手指2的一端分别装设有从动齿轮4，驱动电机1输出轴上装设有主动齿轮3，主动齿轮3与若干分碟手指2上分别装设的从动齿轮4啮合，若干分碟手指2的另一端装设有两层抓取碟片钩托，分别是第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22，第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22伸出导向柱7上设有的通孔，且第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22之间的高度差是一片标准光盘中心孔的孔壁厚度。标准光盘中心孔的孔壁厚度为1.0mm～1.3mm。

本实施例中，上述第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22与分碟手指2一体加工出来。

本实施例中，上述分碟手指2上套装有2个定位轴套5，其中一个定位轴套5套进分碟手指2至靠近第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22的位置，分碟手指2穿过导向柱7装配分碟手指2的通孔，再套进另一个定位轴套5，再将从动齿轮4紧配套装在分碟手指2上。

本实施例中，本发明根据设计动作的要求及设计的稳定性，第一抓取碟片钩托21与第二抓取碟片钩托22设计成错位90度。上述第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22在转动过程中，第一抓取碟片钩托21与第二抓取碟片钩托22 之间的转角差是90度，即第一抓取碟片钩托21的抓取位置顶点与分碟手指2的轴心连线与第二抓取碟片钩托22的抓取位置顶点与分碟手指2的轴心连线之间的夹角是90度。

本实施例中，上述分碟手指2是L形分碟手指，分碟手指2包括有圆柱形直杆及第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22，第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22设置在圆柱形直杆的端部，第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22是 1/4圆的扇形钩托。

本实施例中，上述导向柱7的直径小于标准光盘的中心孔直径。上述导向柱8的直径是15mm。

上述导向柱7可装有三～六条抓取碟片的分碟手指2，本实施例中，导向柱7装有三条抓取碟片的分碟手指2，三条抓取碟片的分碟手指2互为120度，均布在导向柱7的圆周内。

本实施例中，上述主动齿轮3与驱动电机1之间安装有原点复位限位块6。原点复位限位块6的作用是限定分碟手指2回原点或者复位的位置。上述导向柱7装设在光存储设备上，在驱动装置的作用下，导向柱7能沿光存储设备上的导套或导轨滑动，装设在导向柱7上的分碟手指2随导向柱7运动至原点位置或者复位时，由原点复位限位块6限定分碟手指2回原点或者复位的位置，本实施例中，导向柱7上设有与原点复位限位块6接触定位的台阶面。

本发明光盘批量抓取和分发的装置的控制方法，包括如下步骤：

1)当驱动电机1反向转动，驱动电机1的输出轴带动主动齿轮3转动，主动齿轮3带动三条分碟手指2上的从动齿轮4转动，从动齿轮4带动分碟手指2围绕各自轴心自转，先转动至第一状态，该状态第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22都回归原点的位置，第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22都收进导向柱7内, 该状态分碟手指2能自由进出光盘的圆心孔；

2）抓取机构的导向柱7伸进单张或多张层叠的光盘中心孔后，转动驱动电机1，驱动电机1的输出轴上装设的主动齿轮3带动三条分碟手指上的从动齿轮4转动，从动齿轮4带动分碟手指2围绕各自轴心转动，转动至第二状态, 该状态第二抓取碟片钩托22转出导向柱7的圆周，第一抓取碟片钩托21仍停留在导向柱7的圆周内，这时圆心孔已进入第二抓取碟片钩托22位置的所有光盘都会被限制在导向柱7内，该状态第二抓取碟片钩托22可做抓提光盘动作：（第二抓取碟片钩托22是下层抓取碟片钩托，第一抓取碟片钩托21是上层抓取碟片钩托）

3）第二抓取碟片钩托22张开，第一抓取碟片钩托21留在导向柱7内，分碟手指2中的第二抓取碟片钩托22可以很稳固地抓取单张或多张光碟；

4）当需要将光盘释放时，继续转动驱动电机1，驱动电机1的输出轴上装设的主动齿轮3带动三条分碟手指上的从动齿轮4转动，从动齿轮4带动分碟手指2转动至第三种状态，该状态第一抓取碟片钩托21和第二抓取碟片钩托22都转出至导向柱7的圆周外，第二抓取碟片钩托22依旧托住碟片，第一抓取碟片钩托21转出，这时已抓提的光盘中最底层的一张光盘会与其他上层的光盘分隔开；

5）继续转动驱动电机1，驱动电机1的输出轴上装设的主动齿轮3带动三条分碟手指上的从动齿轮4转动，从动齿轮4带动分碟手指2转动至第四种状态，该状态第一抓取碟片钩托21保留在导向柱7的圆周外，第一抓取碟片钩托21继续托住碟片，第二抓取碟片钩托22转回至导向柱7的圆周内，这时在第三种状态中被分开的最底层光盘会被释放；

6）当需要将上部光盘继续释放时，可反转驱动电机1，驱动电机1的输出轴带动主动齿轮3转动至第二种状态，循环上述第二种状态到第四种状态的过程，能将多张碟片模块一张一张分离释放出来，做光盘分发动作。

本发明通过控制驱动电机1正反旋转到不同的停止角度，顺序出现几种不同的钩托机构状态，从而实现对批量光盘的抓取、分发以及逐片收取；此外，本发明批量光盘的抓取和分发动作都在光盘的中心孔区域完成，在光盘的外圈或其他区域可以增设辅助动作，也可以不设。

Claims (1)

1.一种光盘批量抓取和分发的装置的控制方法，所述光盘批量抓取和分发的装置包括有驱动电机、若干分碟手指、导向柱，其中导向柱上设有若干通孔，若干分碟手指套装在导向柱上设有的通孔内，驱动电机的输出轴上装设有主动齿轮、若干分碟手指的一端分别装设有从动齿轮，驱动电机输出轴上装设的主动齿轮与若干分碟手指上分别装设的从动齿轮啮合，若干分碟手指的另一端装设有两层抓取碟片钩托，分别是第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托，其特征在于光盘批量抓取和分发的装置的控制方法包括如下步骤：

1)当驱动电机转动，驱动电机的输出轴带动主动齿轮转动，主动齿轮带动三条分碟手指上的从动齿轮转动，从动齿轮带动分碟手指围绕各自轴心自转，先转动至第一状态，该状态第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托都回归原点的位置，第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托都收进导向柱内, 该状态分碟手指能自由进出光盘的圆心孔；

2）抓取机构的导向柱伸进单张或多张层叠的光盘中心孔后，转动驱动电机，驱动电机的输出轴上装设的主动齿轮带动三条分碟手指上的从动齿轮转动，从动齿轮带动分碟手指围绕各自轴心转动，转动至第二状态, 该状态第二抓取碟片钩托转出导向柱的圆周，第一抓取碟片钩托仍停留在导向柱的圆周内，这时圆心孔已进入第二抓取碟片钩托位置的所有光盘都会被限制在导向柱内，该状态第二抓取碟片钩托可做抓提光盘动作：

3）第二抓取碟片钩托张开，第一抓取碟片钩托留在导向柱内，分碟手指中的第二抓取碟片钩托能抓取单张或多张光碟；

4）当需要将光盘释放时，继续转动驱动电机，驱动电机的输出轴上装设的主动齿轮带动三条分碟手指上的从动齿轮转动，从动齿轮带动分碟手指转动至第三种状态，该状态第一抓取碟片钩托和第二抓取碟片钩托都转出至导向柱的圆周外，第二抓取碟片钩托依旧托住碟片，第一抓取碟片钩托转出，这时已抓提的光盘中最底层的一张光盘会与其他上层的光盘分隔开；

5）继续转动驱动电机，驱动电机的输出轴上装设的主动齿轮带动三条分碟手指上的从动齿轮转动，从动齿轮带动分碟手指转动至第四种状态，该状态第一抓取碟片钩托保留在导向柱的圆周外，第一抓取碟片钩托继续托住碟片，第二抓取碟片钩托转回至导向柱的圆周内，这时在第三种状态中被分开的最底层光盘会被释放；

6）当需要将上部光盘继续释放时，可反转驱动电机，驱动电机的输出轴带动主动齿轮转动至第二种状态，循环上述第二种状态到第四种状态的过程，能将多张碟片模块一张一张分离释放出来，做光盘分发动作。