CN108777147A - 一种光盘批量抓取装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光盘批量抓取装置及其工作方法，抓取装置包括驱动装置和抓取装置，驱动装置与抓取装置连接，所述抓取装置包括转轴、第一钩托和第二钩托，转轴的一端与驱动装置连接，第一钩托和第二钩托位于转轴的另一端，第一钩托位于第二钩托朝向驱动装置方向的一侧，所述第一钩托背向第二钩托的一端为曲面，第二钩托背向第一钩托的一端为曲面，第一钩托和第二钩托在转动轴轴向视图上位置不完全重合排列设置，本发明能够随抓取装置转动自动批量抓取多个光盘再将光盘单张分离至工作位置，工作稳定可靠且性能高。

Description

一种光盘批量抓取装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及网间数据传输设备领域，具体涉及一种光盘批量抓取装置及其工作方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种光盘批量抓取装置及其工作方法，能够自动批量抓取多个光盘再将光盘单张分离至工作位置，工作稳定可靠且性能高。

本发明的目的是通过以下技术措施达到的：

一种光盘批量抓取装置，包括驱动装置和抓取装置，驱动装置与抓取装置连接，所述抓取装置包括转轴、第一钩托和第二钩托，转轴的一端与驱动装置连接，第一钩托和第二钩托位于转轴的另一端，第一钩托位于第二钩托朝向驱动装置方向的一侧，所述第一钩托背向第二钩托的一端为曲面，第二钩托背向第一钩托的一端为曲面，第一钩托和第二钩托在转动轴轴向视图上位置不完全重合排列设置。

进一步地，所述第一钩托朝向第二钩托的一端为平面，第二钩托朝向第一钩托的一端为平面，第一钩托和第二钩托的平面端均与转轴垂直设置，第一钩托和第二钩托之间的距离为一张光盘的厚度。

进一步地，所述第一钩托和第二钩托的外周边为弧形，第一钩托背向第二钩托的曲面在第一钩托的一端朝向第一钩托外周边的方向为尖锐形状，第二钩托背向第一钩托的曲面在第二钩托的一端朝向第二钩托外周边的方向为尖锐形状，第一钩托的尖锐端和第二钩托的尖锐端在沿圆周的旋转方向上位于同一端。

进一步地，所述第一钩托和第二钩托在圆周方向上由尖锐端到另一端厚度是逐渐增加的，第一钩托和第二钩托的曲面是由一条线段作为母线，以母线的一端为圆心做规则的圆周运动形成的。

进一步地，所述驱动装置包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮和导向柱，驱动电机设有电机轴，电机轴与主动齿轮连接，主动齿轮与多个从动齿轮连接，主动齿轮和从动齿轮均设置在导向柱中，转动轴穿过导向柱设置的通孔通过垫片和从动齿轮安装在导向柱中，导向柱远离从动齿轮的一端为圆形，其大小形状与光盘中心孔的相匹配能够进出光盘中心孔。

进一步地，所述从动齿轮围绕主动齿轮圆周方向均匀排列设置。

进一步地，所述电机轴上设有限位块，限位块通过顶丝固定在电机轴上。

进一步地，所述从动齿轮的数目为三个，相应与驱动装置连接的抓取装置的数目为三个。

进一步地，所述第一钩托和第二钩托在转动轴的轴向方向上的视图均为四分之一圆的形状，第一钩托和第二钩托在转动轴的轴向方向上的视图的圆心位置相同均位于转动轴上，第一钩托和第二钩托在转动轴的轴向方向上的视图外周圆弧弧度相同且两条圆弧相连，第一钩托和第二钩托在转动轴的轴向方向视图上两个四分之一圆的弦边相连位于同一条直线上。

光盘批量抓取装置的工作方法，在导向柱轴向方向上，转动轴转动至第一钩托和第二钩托全部旋转进导向柱内，第二钩托在下，第一钩托在上，第一钩托和第二钩托两条相连的弦边、两条相邻的弧边内接于导向柱的圆形范围内，定义此时位置为零位位置；工作方法包括以下步骤：

步骤一，从零位位置开始，导向柱进入光盘中心孔中，驱动电机转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，第二钩托先旋出导向柱，第二钩托的曲面将堆叠的光盘分隔开，第二钩托的平面承载多张光盘；

步骤二，将抓取装置移动到要放光盘的位置，驱动电机继续转动，第一钩托旋出导向柱，第二钩托开始旋进导向柱但未全部旋进导向柱，第一钩托与第二钩托之间的距离为一张光盘的厚度，依靠第一钩托的曲面边，第一钩托将最下部的一张光盘与其他光盘分开；

步骤三，驱动电机继续转动，第一钩托继续旋出导向柱，第二钩托完全旋进导向柱，最下面的光盘被抓取装置释放，第一钩托承载剩下的光盘；

步骤四，驱动电机逆向旋转前面步骤二、步骤三转动的角度，逆向旋转至步骤二的状态，由第二钩托承载所有的光盘，若要继续释放单张光盘重复上述步骤。

由于采用了上述技术方案，本发明的优点是：

能够自动批量抓取多个光盘再将光盘单张分离至工作位置，工作稳定可靠且性能高。

第一钩托和第二钩托都有一侧设计成曲面，由锐边开始厚度渐变，是产生一个垂直于光盘盘面的推力，可以将因水汽等原因粘在一起的光盘分开。

本装置在进行抓取分发的过程中，故在导向柱底座内部加工了限位块，其可将步进电机的旋转角度限制在一定的角度范围内，避免出现掉盘等不可控的现象。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是抓取装置的立体图的结构示意图。

图3是抓取装置的平面图的结构示意图。

图4是转动轴轴向视图下第一钩托和第二钩托的结构示意图。

图5是本发明工作方法的流程图。

图6是本发明的电控方案的框图。

其中，1、转动轴，2、第一钩托，3、第二钩托，4、驱动电机，5、主动齿轮，6、从动齿轮，7、限位块，8、顶丝，9、导向柱。

具体实施方式

一种光盘批量抓取装置，包括驱动装置和抓取装置，驱动装置与抓取装置连接，所述抓取装置包括转轴、第一钩托2和第二钩托3，转轴的一端与驱动装置连接，第一钩托2和第二钩托3位于转轴的另一端，第一钩托2位于第二钩托3朝向驱动装置方向的一侧，所述第一钩托2背向第二钩托3的一端为曲面，第二钩托3背向第一钩托2的一端为曲面。

所述第一钩托2朝向第二钩托3的一端为平面，第二钩托3朝向第一钩托2的一端为平面，第一钩托2和第二钩托3的平面端均与转轴垂直设置，第一钩托2和第二钩托3之间的距离为一张光盘的厚度。所述第一钩托2和第二钩托3的外周边为弧形，第一钩托2背向第二钩托3的曲面在第一钩托2的一端朝向第一钩托2外周边的方向为尖锐形状，第二钩托3背向第一钩托2的曲面在第二钩托3的一端朝向第二钩托3外周边的方向为尖锐形状，第一钩托2的尖锐端和第二钩托3的尖锐端在沿圆周的旋转方向上位于同一端。所述第一钩托2和第二钩托3在圆周方向上由尖锐端到另一端厚度是逐渐增加的，第一钩托2和第二钩托3的曲面是由一条线段作为母线，以母线的一端为圆心做规则的圆周运动形成的。

所述驱动装置包括驱动电机4、主动齿轮5、从动齿轮6和导向柱9，驱动电机4设有电机轴，驱动电机4选用步进电机，电机轴与主动齿轮5连接，主动齿轮5与多个从动齿轮6连接，主动齿轮5和从动齿轮6均设置在导向柱9中，转动轴1穿过导向柱9设置的通孔通过垫片和从动齿轮6安装在导向柱9中，导向柱9远离从动齿轮6的一端为圆形，其大小形状与光盘中心孔的相匹配能够进出光盘中心孔。所述从动齿轮6围绕主动齿轮5圆周方向均匀排列设置。所述电机轴上设有限位块7，限位块7通过顶丝8固定在电机轴上。所述从动齿轮6的数目为三个，相应与驱动装置连接的抓取装置的数目为三个。

所述第一钩托2和第二钩托3在转动轴1的轴向方向上的视图均为四分之一圆形，第一钩托2和第二钩托3在转动轴1的轴向方向上的视图的圆心位置相同均位于转动轴1上，第一钩托2和第二钩托3在转动轴1的轴向方向上的视图外周圆弧弧度相同且两条圆弧相连，第一钩托2和第二钩托3在转动轴1的轴向方向上的视图两个四分之一圆的弦边相连位于同一条直线上。

在导向柱9轴向方向上，转动轴1转动至第一钩托2和第二钩托3全部旋转进导向柱9内，第二钩托3在下，第一钩托2在上，第一钩托2和第二钩托3两条相连的弦边、两条相邻的弧边内接于导向柱9的圆形范围内，定义此时位置为零位位置。

步骤一，零位位置开始，导向柱9进入光盘中心孔中，导向柱9的运动可以在驱动装置上安装能够带动驱动装置在空间上做旋转、上下运动的运动装置，此为本技术领域人员能够实现的技术内容，且此处内容非本专利的保护范围，不做详细叙述，驱动步进电机顺时针旋转90°，输出轴上的主动齿轮5带动三个转动轴1上的从动齿轮6转动，从而带动转动轴1绕其轴线逆时针(从图5中的视图方向看，后续的旋转方向均以该视图方向处理)自转90°，转到状态2；该状态下第二钩托3转出导向柱9的圆周，第一钩托2仍在导向柱9的圆周内，此时实现了光盘的批量抓取；

步骤二，实现光盘批量抓取后，需要将抓取的批量光盘的最下面一张与其它光盘分离时，继续驱动步进电机顺时针转动90°，带动转动轴1继续绕其自身转轴逆时针旋转90°，使抓取装置运动到状态3，该状态下第一钩托2转出；由于第一钩托2转出的部分是锐边，厚度比较小，故可转进最下面两张光盘的间隙中，将最下面第一张光盘与其它光盘分离；

步骤三，当需要将抓取的批量光盘的最下面第一张光盘释放时，继续驱动步进电机顺时针旋转90°，带动转动轴1绕其轴线逆时针旋转90°，使抓取装置运动到状态4；抓取装置从状态3运动到状态4的过程中，第二钩托3收进导向柱9内，实现最下面第一张光盘的释放，其它光盘在第一钩托2上面；

步骤四，当需要将剩余光盘的最下面第一张进行分离时，可驱动步进电机逆时针旋转180°，带动转动轴1绕其轴线顺时针旋转180°到状态2，然后实现剩余的所有光盘落下至第二钩托3支撑的位置；若想释放最下面一张光盘，可按上述步骤一到步骤四重复即可。

本装置在进行抓取分发的过程中，转动角度范围为0°～270°，为防止步进电机驱动过程中，转动角度异常，出现旋转角度在270°～360°之间，故在导向柱9底座内部加工了限位块7，其可将步进电机的旋转角度限制在0°～270°的范围内，避免出现掉盘等不可控的现象。

本发明中的电控方案为：控制器给定脉冲信号、方向信号和电源信号来控制驱动器，进而控制步进电机和抓取装置运动，从而实现光盘的抓取和分发。

Claims (10)

1.一种光盘批量抓取装置，包括驱动装置和抓取装置，驱动装置与抓取装置连接，所述抓取装置包括转轴、第一钩托和第二钩托，转轴的一端与驱动装置连接，第一钩托和第二钩托位于转轴的另一端，第一钩托位于第二钩托朝向驱动装置方向的一侧，其特征在于：所述第一钩托背向第二钩托的一端为曲面，第二钩托背向第一钩托的一端为曲面，第一钩托和第二钩托在转动轴轴向视图上位置不完全重合排列设置。

2.根据权利要求1所述的一种光盘批量抓取装置，其特征在于：所述第一钩托朝向第二钩托的一端为平面，第二钩托朝向第一钩托的一端为平面，第一钩托和第二钩托的平面端均与转轴垂直设置，第一钩托和第二钩托之间的距离为一张光盘的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种光盘批量抓取装置，其特征在于：所述第一钩托和第二钩托的外周边为弧形，第一钩托背向第二钩托的曲面在第一钩托的一端朝向第一钩托外周边的方向为尖锐形状，第二钩托背向第一钩托的曲面在第二钩托的一端朝向第二钩托外周边的方向为尖锐形状，第一钩托的尖锐端和第二钩托的尖锐端在沿圆周的旋转方向上位于同一端。

4.根据权利要求3所述的一种光盘批量抓取装置，其特征在于：所述第一钩托和第二钩托在圆周方向上由尖锐端到另一端厚度是逐渐增加的，第一钩托和第二钩托的曲面是由一条线段作为母线，以母线的一端为圆心做规则的圆周运动形成的。

5.根据权利要求2所述的一种光盘批量抓取装置，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮和导向柱，驱动电机设有电机轴，电机轴与主动齿轮连接，主动齿轮与多个从动齿轮连接，主动齿轮和从动齿轮均设置在导向柱中，转动轴穿过导向柱设置的通孔通过垫片和从动齿轮安装在导向柱中，导向柱远离从动齿轮的一端为圆形，其大小形状与光盘中心孔的相匹配能够进出光盘中心孔。

6.根据权利要求5所述的一种光盘批量抓取装置，其特征在于：所述从动齿轮围绕主动齿轮圆周方向均匀排列设置。

7.根据权利要求5所述的一种光盘批量抓取装置，其特征在于：所述电机轴上设有限位块，限位块通过顶丝固定在电机轴上。

8.根据权利要求5所述的一种光盘批量抓取装置，其特征在于：所述从动齿轮的数目为三个，相应与驱动装置连接的抓取装置的数目为三个。

9.根据权利要求5所述的一种光盘批量抓取装置，其特征在于：所述第一钩托和第二钩托在转动轴的轴向方向上的视图均为四分之一圆的形状，第一钩托和第二钩托在转动轴的轴向方向上的视图的圆心位置相同均位于转动轴上，第一钩托和第二钩托在转动轴的轴向方向上的视图外周圆弧弧度相同且两条圆弧相连，第一钩托和第二钩托在转动轴的轴向方向视图上两个四分之一圆的弦边相连位于同一条直线上。

10.应用权利要求9所述的光盘批量抓取装置的工作方法，其特征在于：在导向柱轴向方向上，转动轴转动至第一钩托和第二钩托全部旋转进导向柱内，第二钩托在下，第一钩托在上，第一钩托和第二钩托两条相连的弦边、两条相邻的弧边内接于导向柱的圆形范围内，定义此时位置为零位位置；工作方法包括以下步骤：

步骤一，从零位位置开始，导向柱进入光盘中心孔中，驱动电机转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，第二钩托先旋出导向柱，第二钩托的曲面将堆叠的光盘分隔开，第二钩托的平面承载多张光盘；

步骤二，将抓取装置移动到要放光盘的位置，驱动电机继续转动，第一钩托旋出导向柱，第二钩托开始旋进导向柱但未全部旋进导向柱，第一钩托与第二钩托之间的距离为一张光盘的厚度，依靠第一钩托的曲面边，第一钩托将最下部的一张光盘与其他光盘分开；

步骤三，驱动电机继续转动，第一钩托继续旋出导向柱，第二钩托完全旋进导向柱，最下面的光盘被抓取装置释放，第一钩托承载剩下的光盘；

步骤四，驱动电机逆向旋转前面步骤二、步骤三转动的角度，逆向旋转至步骤二的状态，由第二钩托承载所有的光盘，若要继续释放单张光盘重复上述步骤。