CN107919141A - 一种箱体式光存储机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种箱体式光存储机器人系统，包括光驱墙、存取单元、传送单元、存储单元，光驱墙由多层光驱构成，存取单元单元由中转部分和抓取部分构成，传送单元由前后、上下、左右步进电机组成，存储单元由卡盘槽和光盘托构成，本发明工作过程为，光盘在光驱墙内写入内容，存取单元从光驱内取出光盘托，运输至中转台，中转台将光盘托旋转至存取单元一侧，传送单元从存取单元取出存盘盒，运送至存储单元，存储完毕原路返回光驱墙。本发明采取箱式结构方便运输，光盘托层层排列充分利用空间，抓取动作迅速高效、多光驱同时读写，具备结构紧凑、存储容量大、读写速度快等优点。

Description

一种箱体式光存储机器人系统

技术领域

本发明涉及一种读写和存储的大容量光存储设备，尤其涉及一种箱体式光存储机器人系统。

背景技术

光存储是一种利用光盘作为存储介质的海量数据存储手段，具有容量大、可移动、存储安全等优点，非常适合存储访问频率小、需长期保存的数据。

近年来，光盘作为大容量存储的设备受到大家的重视，这是因为磁存储的硬盘、半导体存储的U盘虽然也可以存储大量的内容，但是遇到强电磁场冲击时信息会消失，而且信息可以随时改写；只有光存储，才可以做到只读并且一次写入后不可改写。因此，光存储是这三者里边最安全的的存储方式，并且光盘已成为当今信息社会里不可缺少的一种信息载体介质。

随着社会的快速发展，各个机构的信息量也在成倍增多，如何能够安全、快捷、有效地管理这些数目巨大的信息成为当前亟待解决的问题。目前，光盘库虽然已应用于多个领域，但是光盘库仍旧存在一些不足，比如客户不能快捷地进行大量数据的远距离转移、数据读写速度依然缓慢、存储容量也不能随意地进行扩展等。传统的CD-ROM光盘库由于自动换盘机构的换盘时间通常在秒量级，因此光盘库的访问速度较低；转笼式光盘库存储容量小，且不能根据实际存储要求扩展容量。

因此，市场上急需一种安全、快捷、效率高、可扩容 、可移动的箱体式光存储机器人系统。

发明内容

为了克服现有光盘库存储设备中存在的存储空间可扩展性差、设备不可灵活移动、数据读写速度小、自动化程度低等问题，本发明提供了一种箱体式光存储机器人系统，系统整体为箱体式，可以以集装箱形式进行远距离、高速度移动，系统内部包括四大模块，四大模块可以根据实际使用情况灵活布置，光驱墙内光驱数量可扩展，以增加光盘读写速度；存储单元模块使得存储容量灵活改变；存取单元模块可以实现光盘存取、读写动作的快速、准确、高效。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种箱体式光存储机器人系统，包括光驱墙、存取单元、传送单元、存储单元、箱门，光驱墙包括多个光驱，光驱墙由16层和64个光驱组成，可扩展，可增加光盘读写速度，光驱墙位于整个装置的后部，存取单元包括中转台、左右机构、前后机构、机械爪、传送带、滑块装置、步进电机，中转台位于抓取机构的正下方，用来转动光盘托，机械爪先由步进电机控制上下运动，然后再由前后机构沿前后丝杠运动运动到达指定位置，由抓盘手伸入光驱墙抓取光盘，放置在光盘托内，然后按照原先路线再回到初始位置，接着中转台转动180°，把存有光盘的光盘托置于外部，没有光盘的光盘托置于内部，继续下次工作，传送单元包括运输车、轨道、前后调整机构、上下调整机构、左右调整机构、固定插口、步进电机固定板，运输车与轨道的构架相连，用于移动整个传送单元，前后调整机构通过步进电机连接板与移动车相连，通过齿轮与齿条的运动带动移动车在轨道上前后移动，上下调整机构通过固定板与移动车相连，传送带与滑块连接板相连，步进电机控制传送带上下运动，以此来控制左右调整结构，左右调整结构通过连接板固定于运输车上边，步进电机控制传送带左右运动，推送板可以推送光盘托，存储单元包括存盘盒和轨道等，本发明箱体式光存储系统的工作过程为：机械爪得到控制系统的指令，沿着传送带上下移动，抓盘手在丝杠控制下前后移动，抓盘手到达目标光盘位置，由左右机构调整好位置，抓盘手开始工作，抓取光盘后放置于光盘托，然后按原来的路径回来初始位置，这时，中转台开始转动180°，刚才的光盘托会转到另一侧，这时的抓盘手下方会是一个新的空的光盘托，然后抓取装置继续工作，传送单元会沿轨道到达中转台位置，由固定插口定位，取走光盘托，由前后调整机构控制沿轨道回到初始位，然后上下调整机构运转，带动传送带向上运动到达某个位置，这时左右调整机构运转，带动光盘托移动，并由推送板推动光盘托存入存储单元中，在实际运行过程中，中转台两侧都放着有光盘托，保持了转台上一直都有光盘托存在，提高了效率与速度，此外，箱体外侧的箱门用来人工更换、放置、取出光盘托，可以方便地排除问题光盘，解决故障。

本发明的有益效果是，本发明通过单元模块化来组建系统，可以灵活、开放地实现用户对光盘自动读写存储系统的布局要求，基本单元的光驱墙可以扩展光驱数量，简单快速地提高了光盘读写速度，抓取和传送部分可以独立运作，相互间协同完成光盘存储动作，有效地消除了目前光盘库光盘存取装置运动过程繁琐、存取效率低等缺陷，中转台的设计使得整个存取单元动作迅速连贯，缩短了抓盘手等待时间，提高了抓取效率，传送单元将光盘托放置与存储单元内，最大限度地利用了光盘存储系统的空间，存储单元可扩展性能保证了系统存储容量可以灵活地根据用户需求进行变化，箱体的箱门可以在不干预设备运行的情况下进行光盘托的更换与存取，易于故障的排除，增加了装置的可靠性能，从而使本发明具备了读写效率高、传动平稳、结构紧凑、可扩展等优势，是一种灵活、开放、可靠、能效高、可扩展、可移动的箱体式光存储机器人系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明光驱墙示意图；

图3为本发明存取单元结构示意图；

图4为本发明中转台结构示意图；

图5为本发明抓取装置结构示意图；

图6为本发明传送单元结构示意图；

图7为本发明传送单元前后结构示意图；

图8为本发明传送单元上下结构示意图；

图9为本发明传送单元左右结构示意图；

图10为本发明存储单元结构示意图。

图中1.光驱墙，2.存取单元，3.传送单元，4.存储单元，5.箱门， 11.光驱，21.中转台，22.左右机构，23.前后机构，24.机械爪，25.传送带，26滑块，27.步进电机，31运输车，32.轨道，33.前后调整机构，34上下调整机构，35.左右调整机构，36.固定插口，37.步进电机固定板，41.光盘托，42.卡盘槽，211.固定卡盘，212.电机固定架，241.导轨，242.左右丝杠，243.光盘托，244.抓盘手，245.前后丝杠，331.齿条，332.齿轮，333.键，334.步进电机，341.滑轨，342.滑块连接板，343.传送带，344.步进电机，345.固定板，346.连接带，351.推送板，352.滑块，353.电机，354.皮带。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述，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。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小，数量等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”“调整”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

【实施例】

箱体式光存储系统包括光驱墙1，存取单元2，传送单元3，存储单元4，箱门5，光驱墙1由16列64个光驱11构成，光驱墙1的光驱11数量可根据要求的读写速度进行扩展，光驱墙1每层4个光驱，层层增加，光驱墙1的功能是对光盘进行读写，获取光盘内信息，存取单元2包括中转台21、左右机构22、前后机构23，机械爪24、传送带25、滑块装置26、步进电机27，机械爪24由步进电机27经传送带25和滑块装置26带动竖直沿导轨241向上运动，到达指定位置，再由前后机构23由电机带动沿前后丝杠245前后移动和左右机构22沿左右丝杠242协同运动到达光驱11位置，然后由抓盘手244抓取光盘放入光盘托243，四个抓盘手分别有四个电机控制，可以单独工作，相互之间互不影响，等待抓取完成后，机械爪24沿原来的路径回到初始位置，这时，中转台21会转动180°，把已经存储光盘的光盘托243转动另一侧，没有光盘的光盘托转动里侧，中转台21由电机固定架212固定，抓取动作完成，传送单元3主要负责运送存储光盘，由运输车31、轨道32、前后调整机构33、上下调整机构34、左右调整机构35、固定插口36、步进电机固定板37组成，抓取动作完成后，这时传送单元3中的运输车31会沿轨道32移动到存取单元2位置，由固定插口36与机械爪24对接，从存取单元2中取走光盘托243，然后传送单元3再沿轨道32回到原先位置，这个过程由前后调整机构33上的齿轮332在齿条331上完成，齿轮332与步进电机334由键333连接，这时上下调整机构34中的步进电机344转动，带动连接带346转动，再由连接带346带动传送带343转动，滑块连接板343的凹槽与滑轨341组合，这时左右调整结构35会垂直上升到指定位置，然后电机353转动带动皮带354运动，位于皮带354上方的推送板351依靠边上的凹槽与光盘托243连接，推动光盘托243进入存储单元4内部，存储单元4内部有轨道42，光盘托243可以沿轨道42存入存取墙4，这是一次单独的光盘读写存储的过程，当系统连续工作时，存取单元2的抓盘手244会保持每个都抓取，中转台21也会两侧都有光盘托243，减少空余时间的浪费，同时保持了光驱11读写的连续，加快系统的数据读写速度。

本实施例中，上述光驱墙1由光驱11层层叠放构成，每层的光驱11数量与抓盘手244数量、光盘托243内光盘的列数有对应关系，光驱墙1内光驱11的列数、层数根据实际光盘存储容量要求确定，在此基础上光驱墙1内光驱11数量的增减都在本发明范围内。

本实施例中，上述存取单元2中的中转台21由电机固定架212固定，可以带动光盘托243转动，每次转动的角度为180°，这样每次空的光盘托可以和已经装满光盘的光盘托243调换位置。

本实施例中，上述存取单元2中的机械爪24控制4个抓盘手244在对光盘识别，确认无误后对光盘托进行抓取，抓取完成之后放入光盘托243，每个抓盘手244均可以独立运行，抓盘手244之间的间距可以进行调整以适应光盘托243内光盘的位置。

本实施例中，上述存取单元2中，机械爪24分别由步进电机27控制其上下运动，前后机构23控制其前后运动，左右机构22控制其左右运动，这样可以保证抓盘手244的精确的定位，可以准确无误的从光驱11中抓取光盘放入光盘托243中。

本实施例中，上述传送单元3中运输车31可以前后移动，由前后调整机构33上的步进电机334，带动齿轮332在齿条331上转动，产生动力拉动运输车31前后运动，步进电机334靠步进电机固定板37与运输车31相连。

本实施例中，上述传送单元3中上下调整机构34中步进电机344带动连接带343运动，传送带343连接转动轴的另一端，滑块连接板342固定在传送带343上，沿着滑轨341向上运动，上下调整机构34靠固定板345固定在运输车31上。

本实施例中，上述传送单元3中左右调整机构中电机353带动皮带352运动，可以使推送板351沿轨道把光盘托243沿轨道42送入存储单元内部。

本实施例中，上述存储单元4的形状为长方体，包括存盘盒41、轨道42构成，光盘托243内的光盘可以沿轨道42直接放入存储单元，成为存盘盒41，存储单元4的列数与层数一般为12×5，每个隔层可以存放8个存盘盒41，具体数量可以根据实际存储容量要求做出改变，轨道42用来放置存盘盒41，存储单元4的层数也不做限定，只要能够适应箱体的空间即可。

本实施例中，上述箱体的箱门5设在箱体周围，内部包括光驱墙1、存取单元2、传送单元3、存储单元4，打开箱门5，可以人工取出存盘盒41，对光盘及存盘盒41进行更换和故障排除。

Claims (10)

1.一种箱体式光存储机器人系统，包括光驱墙（1）、存取单元（2）、传送单元（3）、存储单元(4)、箱门（5），其特征在于：光驱墙（1）由光驱（11）层层堆叠安装而形成光驱墙（1），光驱墙（1）的层数与列数可以扩展，存取单元（2）包括中转台（21）、左右机构（22）、前后机构（23），机械爪（24），传送带（25），滑块机构（26），步进电机（27），由步进电机（27）带动整个存取单元（2）上下移动到指定的一层，再有前后机构（23）和左右机构（22）联合移动到合适位置，由抓盘手（244）抓取光盘，放在光盘托（243）里边然后再经过一系列运动回到地面，这时中转台（21）会旋转180°，把空的光盘托（243）旋转到抓盘手（244）一边，传送单元（3）包括运输车（31）、轨道（32）、前后调整机构（33）、上下调整机构（34）、左右调整机构（35）、固定插口（36）、前后固定板（37），由前后调整机构（33）带动运输车（31）沿轨道（32）到达中转台（21），由固定插口（36）定位，取出光盘托（243），再回到指定位置，由上下调整机构（34）控制传送带（343）和滑块连接板（342）沿滑轨（341）上下移动到指定位置，再有左右调整机构（35）带动皮带（354）把光盘托（243）经推送板（351）沿轨道（42）送入存储单元（4），存储单元（4）由存盘盒（41）和轨道（42）组成。

2.根据权利要求1所述的箱体式光存储机器人系统，其特征在于，所述光驱墙（1）由若干个光驱（11）构成，光驱墙（1）内光驱（11）的列数、层数根据实际光盘存储容量要求确定，在此基础上光驱墙（1）内光驱（11）数量的增减都在本发明范围内。

3.根据权利要求1箱体式光存储机器人系统，其特征在于，所述的存取单元（2）中的中转台（21）在存取单元（2）正下方做往复的旋转运动，旋转运动的范围以中转台（21）上两边光盘托（243）为边界。

4.根据权利要求1箱体式光存储机器人系统，其特征在于，所述的机械爪（24）的抓盘手（244）数量根据实际情况可以增加或者减少，每个抓盘手（244）都有一个伺服电机独立控制，抓盘手（244）之间的间距可以做出一定范围内的调整，以达到抓取光盘更准确、抓盘动作不相互干涉的效果。

5.根据权利要求1箱体式光存储机器人系统，其特征在于，所述的传送单元（3）中的运输车（31）可以在轨道（32）上前后移动，由固定插口（36）精确定位到达存取单元（2），以取走光盘托（243），然后回到初始位置，这时，上下调整机构（34）经连接带（346）控制传送带（343）向上移动，把光盘托（243）送到指定高度，这时再由左右调整机构（35）带动皮带（354）带动推送板（351）把光盘托（243）经轨道（42）送入存储单元（4）里边。

6.根据权利要求1箱体式光存储机器人系统，其特征在于，所述的存储单元（4）包括存盘盒（41）、轨道（42）构成，光盘托（243）内的光盘可以沿轨道（42）直接放入存储单元，即成为存盘盒（42），存储单元的列数与层数一般为12×5，每个隔层可以存放8个存盘盒（41），具体数量可以根据实际存储容量要求做出改变，轨道（42）用来放置存盘盒（41），存储单元（4）的层数也不做限定，只要能够适应箱体的空间即可。

7.根据权利要求1箱体式光存储机器人系统，其特征在于，光驱墙（1）中的光驱（11）在给光盘写入内容完毕后，会自动弹出到指定位置，这样可以提高写入效率，为下一步的存取单元（2）存取做准备。

8.根据权利要求1箱体式光存储机器人系统，其特征在于，所述的箱体的箱门（5）设置在箱体周围，箱门（5）数量要适应光驱墙（1）和存储单元（4）的数量，确保打开箱门（5）以后可以顺利存取所有存储单元内的存盘盒（41）。

9.根据权利要求1箱体式光存储机器人系统，其特征在于，所述的抓盘手（244）可以抓取光盘托（243）内的光盘，抓取过程中抓盘手（244）可以完全抓取一叠所有光盘，也可以只抓取一部分光盘，在将光盘放入光盘托（243）过程中，抓盘手（244）可以将抓取的光盘每次一张地放入光驱，并且保证机械手中其余光盘不会滑落。

10.根据权利要求1箱体式光存储机器人系统，其特征在于，所述的箱体可以设计为适用于载运工具的结构，进行长距离、高速度运输，箱体前后存储单元之间可以快速组合连接，达到扩展存储容量的目的。