CN110197673A - 一种可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，包括磁头体、一端与磁头体一端连接的剪切型压电执行器、设置在所述剪切型压电执行器另一端的压电接触传感器和设置在所述剪切型压电执行器另一端的读写单元。本发明提供的智能磁头能够动态地对磁头与磁盘之间是否接触或者磁头与磁盘之间的间隙是否过大进行检测，然后根据检测的结果通过剪切型压电执行器对磁头与磁盘之间间隙的调整，能够确保磁头与磁盘之间的间隙处于合适的程度，便于对磁盘的读取，而不至于因碰撞或磨损对磁头和磁盘造成损坏。
Description
技术领域
本发明涉及计算机硬件设备技术领域，更具体地，涉及一种可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头。
背景技术
计算机硬盘的读写由磁头端部的读写单元完成。一般情况下，读写单元与磁盘的间隙维持在5-10nm，但在具体使用时，因外部干扰(如振动)的作用以及磁盘高速旋转产生的动态变形，由空气动压支撑的磁头在磁盘上方高频振动，与磁盘之间的间隙相应的产生动态变化。当磁头与磁盘产生接触时，磁头和磁盘会因碰撞和摩擦而损坏；而当磁头与磁盘之间的间隙过大(超过10nm)时，读写单元因信号强度过低而不能完成正常的读写。
现有技术中，磁头与磁盘的间隙只能进行准静态调整。依靠内置于磁头末端的电阻加热器，使磁头产生膨胀变形，从而减小磁头与磁盘之间的间隙。在硬盘生产阶段，对磁头与磁盘之间的间隙在磁头半径方向上校准，然后将校准结果写入控制器，在硬盘工作中，根据磁道半径，控制程序按照预设值对磁头与磁盘之间的间隙进行调整。该技术的缺点为：1.无法检测磁头与磁盘之间是否接触或者磁头与磁盘之间的间隙是否过大；3.磁头磁盘间隙的调整为开环的准静态调整，无法进行高频闭环动态控制。
发明内容
本发明为解决现有的磁头磁盘间隙调整技术无法检测磁头与磁盘之间是否接触或者磁头与磁盘之间的间隙是否过大，以及无法实现高频闭环动态控制的技术缺陷，提供了一种可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
一种可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，包括磁头体、一端与磁头体一端连接的剪切型压电执行器、设置在所述剪切型压电执行器另一端的压电接触传感器和设置在所述剪切型压电执行器另一端的读写单元。
上述方案中，本发明提供的智能磁头在具体使用时需要配合控制器比如单片机进行使用。在具体使用时，当磁头与磁盘接触时，压电接触传感器在接触力作用下其内部产生应力，因正压电效应，压电接触传感器产生电压输出。控制器接收到输出电压信号即可判断磁头与磁盘接触，此时通过控制器控制作用在剪切型压电执行器上的电压大小及符号，因逆压电效应，剪切型压电执行器发生剪切变形，使磁头末端升高，磁头与磁盘不再接触，避免对磁头和磁盘造成损坏。同样原理，当读写单元读取强度信号过弱时，控制器判断磁头与磁盘之间的间隙过大，此时通过控制器控制作用在剪切型压电执行器上的电压大小及符号，因逆压电效应，剪切型压电执行器发生剪切变形，使磁头末端降低，读写单元读取强度信号适宜。通过以上的读写单元、压电接触传感器的反馈作用以及通过剪切型压电执行器对磁头与磁盘之间间隙的调整，能够确保磁头与磁盘之间的间隙处于合适的程度，便于对磁盘的读取，而不至于因碰撞或磨损对磁头和磁盘造成损坏。
优选地，所述剪切型压电执行器的极化方向与磁头体一端的端面平行。
优选地，所述压电接触传感器的极化方向与磁头体一端的端面垂直。
优选地，所述的磁头体的材质为三氧化二铝。
优选地，所述的剪切型压电执行器及压电接触传感器的材质为氧化锌或氮化铝。
优选地，所述设置在所述剪切型压电执行器另一端的压电接触传感器的数量为多个，多个压电接触传感器构成传感器阵列。
优选地，所述的设置在所述剪切型压电执行器另一端的压电接触传感器的数量为3个，3个压电接触传感器在剪切型压电执行器另一端等间隔设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的智能磁头能够动态地对磁头与磁盘之间是否接触或者磁头与磁盘之间的间隙是否过大进行检测，然后根据检测的结果通过剪切型压电执行器对磁头与磁盘之间间隙的调整，能够确保磁头与磁盘之间的间隙处于合适的程度，便于对磁盘的读取，而不至于因碰撞或磨损对磁头和磁盘造成损坏。
附图说明
图1为磁头的立体示意图。
图2为磁头的俯视图。
图3为图2中A的放大示意图。
图4为升高或降低磁头的具体原理过程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
如图1、2所示，一种可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，包括磁头体1、一端与磁头体1一端连接的剪切型压电执行器2、设置在所述剪切型压电执行器2另一端的压电接触传感器3和设置在所述剪切型压电执行器2另一端的读写单元4。
上述方案中，本发明提供的智能磁头在具体使用时需要配合控制器比如单片机进行使用。在具体使用时，当磁头与磁盘接触时，压电接触传感器3在接触力作用下其内部产生应力，因正压电效应，压电接触传感器3产生电压输出。控制器接收到输出电压信号即可判断磁头与磁盘接触，此时通过控制器控制作用在剪切型压电执行器2上的电压大小及符号，因逆压电效应，剪切型压电执行器2发生剪切变形，使磁头末端升高，磁头与磁盘不再接触，避免对磁头和磁盘造成损坏。同样原理，当读写单元4读取强度信号过弱时，控制器判断磁头与磁盘之间的间隙过大，此时通过控制器控制作用在剪切型压电执行器2上的电压大小及符号，因逆压电效应，剪切型压电执行器2发生剪切变形，使磁头末端降低，读写单元4读取强度信号适宜。升高或降低磁头的具体原理过程如图4所示。通过以上的读写单元4、压电接触传感器3的反馈作用以及通过剪切型压电执行器2对磁头与磁盘之间间隙的调整，能够确保磁头与磁盘之间的间隙处于合适的程度，便于对磁盘的读取，而不至于因碰撞或磨损对磁头和磁盘造成损坏。
本实施例中，如图3所示，所述剪切型压电执行器2的极化方向与磁头体1一端的端面平行。
本实施例中，如图3所示，所述压电接触传感器3的极化方向与磁头体1一端的端面垂直。
本实施例中，所述的磁头体1的材质为三氧化二铝。
本实施例中，所述的剪切型压电执行器2及压电接触传感器3的材质为氧化锌或氮化铝。
进一步地，所述设置在所述剪切型压电执行器2另一端的压电接触传感器3的数量为多个，多个压电接触传感器3构成传感器阵列。
本实施例中，所述的设置在所述剪切型压电执行器2另一端的压电接触传感器3的数量为3个，3个压电接触传感器3在剪切型压电执行器2另一端等间隔设置。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，其特征在于：包括磁头体、一端与磁头体一端连接的剪切型压电执行器、设置在所述剪切型压电执行器另一端的压电接触传感器和设置在所述剪切型压电执行器另一端的读写单元。
2.根据权利要求1所述的可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，其特征在于：所述剪切型压电执行器的极化方向与磁头体一端的端面平行。
3.根据权利要求2所述的可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，其特征在于：所述压电接触传感器的极化方向与磁头体一端的端面垂直。
4.根据权利要求1～3任一项所述的可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，其特征在于：所述的磁头体的材质为三氧化二铝。
5.根据权利要求4所述的可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，其特征在于：所述的剪切型压电执行器及压电接触传感器的材质为氧化锌或氮化铝。
6.根据权利要求4所述的可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，其特征在于：所述设置在所述剪切型压电执行器另一端的压电接触传感器的数量为多个，多个压电接触传感器构成传感器阵列。
7.根据权利要求6所述的可动态控制磁头磁盘间隙的智能磁头，其特征在于：所述的设置在所述剪切型压电执行器另一端的压电接触传感器的数量为3个，3个压电接触传感器在剪切型压电执行器另一端等间隔设置。
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