CN109304718B - 一种用于光盘库的光盘抓取与放置机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，包括抓手支架、步进电机组件、主体、压盘支架、滑块组件、导向帽组件，抓手支架可随光盘库导轨滑块移动，步进电机组件安装在抓手支架上，包括取盘步进电机、压盘步进电机，主体与取盘电机相连接，抓取光盘时，取盘电机转动使滑块下移，三根针卡向中心收拢，抓手支架下移使主体插入光盘中心孔，电机反转使滑块上移，针卡向外张开将光盘卡紧，抓手支架上移取走光盘；放置光盘时，针卡向内收拢，压盘电机转动使压盘支架逐步下移，将光盘逐张下压至脱离主体，完成光盘放置。

Description

一种用于光盘库的光盘抓取与放置机械手

技术领域

本发明涉及大容量光存储设备领域，尤其是一种用于光盘库的光盘抓取与放置机械手。

背景技术

光存储技术具有数据存储稳定性高、存储时间长、低能耗、维护费用低等优点，光盘库充分运用了光存储技术，光盘库是以光盘为主要存储介质，实现大量数据存储的设备。光盘库是一个复杂的机电一体化系统，包括光盘存放部分、光驱部分、机械手等。其中，光盘抓取与放置所用到的机械手在整个系统中起到了关键作用，关系到整个光存储系统的工作效率与稳定性。

目前，市场上现存的光盘抓取与放置机械手存在一系列问题，如机械手抓取单张及多张光盘时动作稳定性差、机械手放置光盘时不能精确地实现光盘逐张稳定脱离、光盘抓取与放置光盘工作效率低、整个过程动作不够简便快捷等。因此，需要对光盘存储设备的光盘机械手结构以及存取光盘的方式做出改进。

发明内容

为了克服现有光盘库系统的光盘存取机械手抓取单张及多张光盘时动作稳定性差、机械手放置光盘时不能精确地实现光盘逐张稳定脱离、光盘抓取与放置光盘工作效率低、整个过程动作不够简便快捷等问题，本发明采用了两个步进电机相互配合进行抓取与放置光盘实现了整个过程动作的快捷简便、利用直线凸轮原理控制针卡收拢与扩张来达到稳定勾取光盘的目的、以压盘支架逐步下压的方式使光盘逐张精确脱落等技术方案，提高了光盘存储设备的光盘存取效率及稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，包括抓手支架、步进电机组件、主体、压盘支架、滑块组件、导向帽组件，抓手支架可随光盘库导轨滑块移动，步进电机组件安装在抓手支架上，包括取盘步进电机、压盘步进电机、步进电机法兰、导向柱、取盘步进电机螺母、压盘步进电机螺母，主体与取盘电机相连接，主体内部包括滑块组件，滑块组件包括上滑块、下滑块、三根针卡，上滑块与步进电机螺母配合连接，下滑块与针卡相连接，主体下端为导向帽组件，导向帽组件包括导向帽、弹簧、伸缩卡头、弹簧片，伸缩卡头在受到一定外力时可以缩回导向帽内，当抓取光盘时，取盘电机转动使滑块组件下移，三根针卡在导向帽组件的阻挡下，针卡的端部向中心收拢，针卡向中心收拢后便不会触碰到光盘中心孔边缘，抓手支架下移使主体插入光盘中心孔，伸缩卡头在下移过程中触碰到光盘中心孔边缘时会缩回导向帽内部，待伸缩卡头穿过所有光盘后，取盘电机反转使滑块组件上移，针卡向外张开将光盘下端卡紧，抓手支架上移取走光盘；当放置光盘时，取盘电机转动，针卡向内收拢，压盘电机转动使压盘支架逐步下移，压盘支架将光盘逐张下压，光盘克服伸缩卡头的阻力逐张脱离主体，完成光盘放置，取盘电机反转至针卡张开，压盘电机反转至压盘支架恢复原位，完成光盘放置过程。

上述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，所述步进电机组件包括2个步进电机，2个步进电机通过步进电机法兰安装在抓手支架上，取盘步进电机转轴通过步进电机螺母与滑块组件连接，压盘步进电机通过步进电机螺母与压盘支架连接。

上述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，所述主体为滑块组件的外壳，滑块组件的上滑块与主体内壁通过滑槽相互配合，上滑块在电机转动时沿主体内壁滑槽做直线运动。

上述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，所述滑块组件包括上滑块、下滑块、针卡，针卡的一端开孔，另一端突起，开孔端嵌套在下滑块的凸点上，允许针卡可以小范围晃动，上滑块上下移动时带动下滑块与针卡上下移动。

上述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，所述压盘支架与压盘电机的步进电机螺母相连接，压盘支架在压盘电机作用下沿导向柱做直线移动，移动距离由压盘电机控制。

上述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，所述导向帽组件包括导向帽、弹簧、伸缩卡头、弹簧片，弹簧与伸缩卡头相连接，弹簧片位于针卡一侧且一直对针卡向外侧产生推力，针卡从导向帽内穿过。

上述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，所述针卡内侧平坦，外侧凹凸不平，当凹处与导向帽接触时针卡向外张开，针卡的突起端位于导向帽外圆柱面延伸面外侧，当凸起处与导向帽接触时，针卡向内收拢，突起端位于导向帽外圆柱面延伸面内侧。

本发明的有益效果是，本发明与现有的光盘机械手相比，采用两个伺服电机分别对光盘进行抓取与放置，利用压盘支架结构到达逐张脱离光盘的目的，以针卡收拢与张开的方式实现光盘的稳定存取等，整个光盘抓取与放置过程动作快捷简便，提高了光盘抓取的稳定性，保证了光盘放置过程时光盘的准确稳定脱离，从而提高了整个设备的存取效率。

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为本发明步进电机组件结构示意图；

图3为本发明压盘结构示意图；

图4为本发明滑块组件整体结构示意图；

图5为本发明滑块组件内部结构示意图；

图6为本发明上下滑块结构示意图；

图7为本发明下滑块与针卡结构示意图；

图8为本发明导向帽组件整体结构示意图；

图9为本发明导向帽组件内部结构示意图；

图10为本发明针卡与导向帽结构示意图；

图11为本发明抓取光盘过程示意图；

图12为本发明放置光盘过程示意图。

图中1.抓手支架，2.步进电机组件，3.主体，4.压盘支架，5.滑块组件，6.导向组件，21.取盘步进电机，22.压盘步进电机，23.步进电机法兰，24.导向柱，25.取盘步进电机螺母，26.压盘步进电机螺母，51.上滑块，52.下滑块，53.针卡，61.导向帽，62.弹簧，63.伸缩卡头，64.弹簧片。

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“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”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】

一种用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，包括抓手支架1、步进电机组件2、主体3、压盘支架4、滑块组件5、导向帽组件6，抓手支架1可随光盘库导轨滑块移动，步进电机组件2安装在抓手支架1上，包括取盘步进电机21、压盘步进电机22、步进电机法兰23、导向柱24、取盘步进电机螺母25、压盘步进电机螺母26，主体3与取盘电机21相连接，主体3内部包裹着滑块组件5，滑块组件5包括上滑块51、下滑块52、三根针卡53，上滑块51与步进电机螺母25配合连接，下滑块52与针卡53相连接，主体3下端为导向帽组件6，导向帽组件6包括导向帽61、弹簧62、伸缩卡头63、弹簧片64，伸缩卡头63在受到一定外力时可以缩回导向帽61内，当抓取光盘时，取盘电机21转动使滑块组件5下移，三根针卡53在导向帽组件6的阻挡下，针卡53的端部向中心收拢，针卡53向中心收拢后便不会触碰到光盘中心孔边缘，抓手支架1下移使主体3插入光盘中心孔，伸缩卡头63在下移过程中触碰到光盘中心孔边缘时会缩回导向帽61内部，待伸缩卡头63穿过所有光盘后，取盘电机21反转使滑块组件5上移，针卡53向外张开将光盘下端卡紧，抓手支架1上移取走光盘；当放置光盘时，取盘电机21转动，针卡53向内收拢，压盘电机22转动使压盘支架4逐步下移，压盘支架4将光盘逐张下压，光盘克服伸缩卡头63的阻力逐张脱离主体3，完成光盘放置，取盘电机21反转至针卡53张开，压盘电机22反转至压盘支架4恢复原位，完成光盘放置过程。

如图7、8所示，本发明的具体工作过程为，抓手支架1安装光盘库的导轨滑块上，滑块移动带动机械手移动，机械手移动至目标光盘上方，取盘电机21转动，上滑块51随伺服电机螺母25沿主体3内侧的滑槽下移，下滑块52受上滑块51挤压下移，三根针卡53下移，针卡53外侧受导向帽61阻挡，且内侧受到弹簧62的压力，针卡53下端的突起随着针卡53整体下移向中心收拢，最终收拢至导向帽61外圆柱面的延伸面内，机械手整体下移将主体3插入光盘中心孔，主体插入过程中伸缩卡头触碰光盘中心孔边缘时缩回导向帽内，待主体完全贯穿光盘时伸缩卡头63伸出导向帽61，此时取盘电机21反向转动，滑块5上移，针卡53向外扩张，针卡53突起扩张至导向帽61外侧，机械手上移取走光盘；机械手运动至光盘放置处上方合适位置，取盘电机21转动，针卡53向内收拢，此时只有伸缩卡头63卡紧光盘，压盘伺服电机22转动，压盘支架4逐步下移将光盘逐片下压到伸缩卡头63下方，光盘脱落，每次放置光盘数量可以由压盘电机22的转动角度决定，压盘电机22转角越大，压盘支架4下移距离越大，光盘脱落数量越多。

Claims (5)

1.一种用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，包括抓手支架(1)、步进电机组件(2)、主体(3)、压盘支架(4)、滑块组件(5)、导向帽组件(6)，抓手支架(1)可随光盘库导轨滑块移动，步进电机组件(2)安装在抓手支架(1)上，包括取盘步进电机(21)、压盘步进电机(22)、步进电机法兰(23)、导向柱(24)、取盘步进电机螺母(25)、压盘步进电机螺母(26)，主体(3)与取盘步进电机(21)相连接，主体(3)内部包裹着滑块组件(5)，滑块组件(5)包括上滑块(51)、下滑块(52)、三根针卡(53)，上滑块(51)与取盘步进电机螺母(25)配合连接，下滑块(52)与针卡(53)相连接，主体(3)下端为导向帽组件(6)，导向帽组件(6)包括导向帽(61)、弹簧(62)、伸缩卡头(63)、弹簧片(64)，伸缩卡头(63)在受到一定外力时可以缩回导向帽(61)内，当抓取光盘时，取盘步进电机(21)转动使滑块组件(5)下移，三根针卡(53)在导向帽组件(6)的阻挡下，针卡(53)的端部向中心收拢，针卡(53)向中心收拢后便不会触碰到光盘中心孔边缘，抓手支架(1)下移使主体(3)插入光盘中心孔，伸缩卡头(63)在下移过程中触碰到光盘中心孔边缘时会缩回导向帽(61)内部，待伸缩卡头(63)穿过所有光盘后，取盘步进电机(21)反转使滑块组件(5)上移，针卡(53)向外张开将光盘下端卡紧，抓手支架(1)上移取走光盘；当放置光盘时，取盘步进电机(21)转动，针卡(53)向内收拢，压盘步进电机(22)转动使压盘支架(4)逐步下移，压盘支架(4)将光盘逐张下压，光盘克服伸缩卡头(63)的阻力逐张脱离主体(3)，完成光盘放置，取盘步进电机(21)转至针卡(53)张开，压盘步进电机(22)反转至压盘支架(4)恢复原位，完成光盘放置过程；

其中，所述主体(3)为滑块组件(5)的外壳，滑块组件(5)的上滑块(51)与主体(3)内壁通过滑槽相互配合，上滑块(51)在电机转动时沿主体(3)内壁滑槽做直线运动；

所述压盘支架(4)与压盘步进电机(22)的步进电机螺母(26)相连接，压盘支架(4)在压盘步进电机(22)作用下沿导向柱(24)做直线移动，移动距离由压盘步进电机(22)控制。

2.根据权利要求1所述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，其特征在于，所述步进电机组件(2)包括2个步进电机，2个步进电机通过步进电机法兰(23)安装在抓手支架(1)上，取盘步进电机(21)转轴通过取盘步进电机螺母(25)与滑块组件(5)连接，压盘步进电机(22)通过压盘步进电机螺母(26)与压盘支架(4)连接。

3.根据权利要求1所述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，其特征在于，所述滑块组件(5)包括上滑块(51)、下滑块(52)、针卡(53)，针卡(53)的一端开孔，另一端突起，开孔端嵌套在下滑块(52)的凸点上，允许针卡(53)可以小范围晃动，上滑块(51)上下移动时带动下滑块(52)与针卡(53)上下移动。

4.根据权利要求1所述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，其特征在于，所述导向帽组件(6)包括导向帽(61)、弹簧(62)、伸缩卡头(63)、弹簧片(64)，弹簧(62)与伸缩卡头(63)相连接，弹簧片(64)位于针卡(53)一侧且一直对针卡(53)向外侧产生推力，针卡(53)从导向帽(61)内穿过。

5.根据权利要求1所述的用于光盘库的光盘抓取与放置机械手，其特征在于，所述针卡(53)内侧平坦，外侧凹凸不平，当凹处与导向帽(61)接触时针卡向外张开，针卡(53)的突起端位于导向帽外圆柱面延伸面外侧，当凸起处与导向帽(61)接触时，针卡(53)向内收拢，突起端位于导向帽外圆柱面延伸面内侧。