CN112534501B - 竖直平移用于冷存储数据存储设备的装载/卸载坡道机构 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“竖直平移用于冷存储数据存储设备的装载/卸载坡道机构”。一种磁头减少的硬盘驱动器(HDD)的方法涉及一种装载/卸载(LUL)坡道子系统，该坡道子系统包括坡道组件，该坡道组件包括可平移杆构件和耦接到该可平移杆构件的LUL坡道构件，以及通过一组挠曲件与该坡道耦接的互连升降机接合部。该坡道子系统被配置为使得响应于由HSA施加到杆的足够力，坡道的远侧端部被定位成使得HDD的记录磁盘的外周边离开坡道的远侧端部处的通道。子系统还可包括马达，该马达被配置为驱动与坡道组件附接的导螺杆旋转，以驱动坡道组件竖直平移，从而提供将可竖直平移的HSA装载到多个磁盘堆叠中的每个磁盘上和从多个磁盘堆叠中的每个磁盘卸载的功能。

Description

竖直平移用于冷存储数据存储设备的装载/卸载坡道机构
技术领域
本发明的实施方案可整体涉及具有致动器升降机构的磁头减少的硬盘驱动器，并且具体地涉及用于竖直平移和旋转装载/卸载坡道机构的方法。
背景技术
对档案存储的需求日益增加。磁带是用于数据备份的传统解决方案，但是访问数据非常慢。当前档案文件日益成为“活动的”档案文件，这意味着需要一定程度的连续随机读取数据访问。可使用传统硬盘驱动器(HDD)，但成本可能被认为非期望地过高。所考虑的其他方法可包括例如具有超大直径磁盘的HDD和具有超高形状因数的HDD，其中该两者由于独特的部件和组装工艺均需要大量的资金投入，在节约成本的情况下具有低价值定位，并且由于独特的大形状因数而妨碍在市场的应用。
本节中描述的任何方法是可以实行的方法，但不一定是先前已经设想到或实行过的方法。因此，除非另有说明，否则不应认为本节所述的任何方法仅仅因为包含在本节中而成为现有技术。
附图说明
实施方案通过示例而非限制的方式在附图中示出，在附图中相同的附图标记指代相似的元件并且其中：
图1是根据一个实施方案的示出数据存储系统架构的框图；
图2A是根据一个实施方案的示出磁头减少的硬盘驱动器中的致动器子系统的透视图；
图2B是根据一个实施方案的示出图2A的致动器子系统的分离透视图；
图2C是根据一个实施方案的示出图2A的致动器子系统的分离顶视图；
图3A是根据一个实施方案的示出升降机坡道组件的透视图；
图3B是根据一个实施方案的示出升降机坡道组件的透视图；
图4A是根据一个实施方案的示出可旋转坡道组件的透视图；
图4B是根据一个实施方案的示出在硬盘驱动器内处于第一操作状态的图4A的可旋转坡道组件的顶视图；
图4C是根据一个实施方案的示出在硬盘驱动器内处于第二操作状态的图4A的可旋转坡道组件的顶视图；
图4D是根据一个实施方案的示出硬盘驱动器内的可竖直平移的可旋转坡道组件的透视图；
图5A是根据一个实施方案的示出处于第一操作状态的可竖直平移的铰接式坡道组件的透视图；并且
图5B是根据一个实施方案的示出处于第二操作状态的图5A的铰接式坡道组件的透视图。
具体实施方式
本发明描述了具有致动器升降机构和坡道升降机构的多磁盘硬盘驱动器的方法。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本文所述的本发明实施方案的透彻理解。然而，将显而易见的是，本文所述的本发明的实施方案可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，熟知的结构和装置以框图的形式示出，以便避免不必要地使本文所述的本发明的实施方案晦涩难懂。
例示性操作环境的物理描述
实施方案可在多磁盘、减少的读写磁头、数字数据存储设备(DSD)诸如硬盘驱动器(HDD)的环境中使用。因此，根据一个实施方案，示出常规HDD 100的平面图在图1中示出，以有助于描述常规HDD通常如何操作。
图1示出了包括滑块110b的HDD 100的部件的功能布置，滑块110b包括磁性读写磁头110a。滑块110b和磁头110a可统称为磁头滑块。HDD100包括具有磁头滑块的至少一个磁头万向节组件(HGA)110、通常经由弯曲部附接到磁头滑块的引线悬架110c，以及附接到引线悬架110c的负载梁110d。HDD 100还包括可旋转地安装在主轴124上的至少一个记录介质120和附接到主轴124以用于旋转介质120的驱动马达(不可见)。读写磁头110a(也可以称为换能器)包括写入元件和读取元件，用于分别写入和读取存储在HDD 100的介质120上的信息。可使用磁盘夹128将介质120或多个磁盘介质附连到主轴124。
HDD 100还包括附接到HGA 110的臂132、滑架134、音圈马达(VCM)，该VCM包括包含附接到滑架134的音圈140的电枢136和包含音圈磁体(不可见)的定子144。VCM的电枢136附接到滑架134并且被配置为移动臂132和HGA 110以访问介质120的部分，它们共同安装在具有插置的枢轴轴承组件152的枢转轴148上。就具有多个磁盘的HDD而言，滑架134可称为“E形块”或梳齿，因为滑架被布置为承载联动成组的臂阵列，从而使之呈现梳齿的外观。
包括包含磁头滑块耦接至的弯曲部的磁头万向节组件(例如，HGA110)、弯曲部耦接至的致动器臂(例如，臂132)和/或负载梁，以及致动器臂耦接至的致动器(例如，VCM)的组件可以统称为磁头堆叠组件(HSA)。然而，HSA可包括比所述的那些更多或更少的部件。例如，HSA可指还包括电互连部件的组件。一般来讲，HSA是被配置为移动磁头滑块以访问介质120的部分以进行读写操作的组件。
进一步参考图1，包括至磁头110a的写入信号和来自磁头110a的读取信号的电信号(例如，到VCM的音圈140的电流)由柔性电缆组件(FCA)156(或“柔性电缆”)传输。柔性电缆156与磁头110a之间的互连件可包括臂电子(AE)模块160，该AE模块可具有针对读取信号的板载前置放大器以及其他读取通道和写入通道电子部件。AE模块160可附接到滑架134，如图所示。柔性电缆156可以耦接到电连接器块164，该电连接器块在一些构型中通过由HDD外壳168提供的电馈通件提供电气连通。HDD外壳168(或“壳体底座”或“基板”或简称“底座”)与HDD盖一起为HDD100的信息存储部件提供半密封(或在一些构型中为气密密封)的保护壳体。
其他电子部件，包括磁盘控制器和包括数字信号处理器(DSP)的伺服电子器件，向驱动马达、VCM的音圈140和HGA 110的磁头110a提供电信号。提供给驱动马达的电信号使驱动马达旋转，从而向主轴124提供扭矩，该扭矩继而传输到附连到主轴124的介质120。因此，介质120沿方向172旋转。旋转的介质120形成空气垫，该空气垫充当供滑块110b的空气轴承表面(ABS)搭载的空气轴承，以使得滑块110b在介质120的表面上方飞行，而不与记录信息的薄磁记录层形成接触。类似地，在利用轻于空气的气体(诸如用于非限制性示例的氦气)的HDD中，旋转的介质120形成气垫，该气垫充当供滑块110b搭载的气体或流体轴承。
向VCM的音圈140提供的电信号使HGA 110的磁头110a能够访问上面记录有信息的磁道176。因此，VCM的电枢136摆动经过圆弧180，这使HGA 110的磁头110a能够访问介质120上的各个磁道。信息存储在介质120上的多个径向嵌套的磁道中，这些磁道被布置在介质120上的扇区(诸如扇区184)中。相应地，每个磁道由多个扇区化磁道部分(或“磁道扇区”)诸如扇区化磁道部分188构成。每个扇区化磁道部分188可包括记录的信息和标头，该标头包含纠错码信息和伺服突发信号模式，诸如ABCD-伺服突发信号模式(其是识别磁道176的信息)。在访问磁道176时，HGA110的磁头110a的读取元件读取伺服突发信号模式，该伺服突发信号模式向伺服电子器件提供定位错误信号(PES)，这会控制向VCM的音圈140提供的电信号，从而使磁头110a能够跟随磁道176。在找到磁道176并识别特定的扇区化磁道部分188时，磁头110a从磁道176读取信息或者根据磁盘控制器从外部代理(例如计算机系统的微处理器)接收的指令将信息写入磁道176。
HDD的电子架构包括用于执行其各自的HDD操作功能的多个电子部件，诸如硬盘控制器(“HDC”)、接口控制器、臂电子模块、数据通道、马达驱动器、伺服处理器、缓冲存储器等。两个或更多个此类部件可以组合在称为“片上系统”(“SOC”)的单个集成电路板上。此类电子部件中的若干个(如果不是全部的话)通常布置在印刷电路板上，该印刷电路板耦接到HDD的底侧，诸如耦接到HDD外壳168。
本文参考硬盘驱动器，诸如参考图1所示和所述的HDD 100，可以包括有时被称为“混合驱动器”的信息存储设备。混合驱动器通常指的是具有常规HDD(参见例如HDD 100)与使用非易失性存储器(诸如闪存或其他固态(例如，集成电路)存储器)的固态存储设备(SSD)(其为电可擦除和可编程的)组合的功能的存储设备。由于不同类型的存储介质的操作、管理和控制通常不同，因此混合驱动器的固态部分可包括其自身对应的控制器功能，该控制器功能可与HDD功能一起集成到单个控制器中。混合驱动器可被构建和配置为以多种方式操作并利用固态部分，诸如作为非限制性示例，将固态存储器用作高速缓存存储器，用于存储频繁访问的数据，用于存储I/O密集数据等。另外，混合驱动器可以被构建和配置为基本上作为单个壳体中的两个存储设备，即常规的HDD和SSD，具有用于主机连接的一个或多个接口。
引言
本文对“实施方案”，“一个实施方案”等的引用旨在表示所描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。然而，这些短语的示例不一定都指的是同一实施方案。
术语“基本上”应当理解为描述大部分或差不多被结构化、配置、定尺寸等的特征，但在实践中制造公差等引起结构、构型、尺寸等并不总是或一定如所述的那样精确的情形。例如，将结构描述为“基本上竖直的”将为该术语赋予其普通含义，使得侧壁对于所有实用目的均为竖直的，但可能并不精确地处于90度。
虽然诸如“最佳”、“优化”、“最小”、“最小化”等术语可能不具有与其相关联的某些值，但是如果这些术语在本文中使用，则意图是本领域普通技术人员将理解此类术语将包括在与本公开的整体一致的有益方向上影响值、参数、度量等。例如，将某事物的值描述为“最小”并不要求该值实际上等于某个理论最小值(例如，零)，但应在实际意义上理解为对应的目标是在有益方向上朝向理论最小值移动该值。
回顾一下，对具有成本效益的“活动”档案存储装置(也称为“冷存储”)的需求日益增加，该“活动”档案存储装置优选地具有常规的形状因数并使用许多标准组件。根据实施方案，一种方法涉及标准HDD形状因数(例如，3.5”形状因数)和很大程度上通用的HDD架构，其中在一个旋转的磁盘堆叠中具有n个磁盘，但包含少于2n个读写磁头。此类存储设备可利用铰接机构，该铰接机构可移动磁头以与不同的磁盘表面配合(对于非限制性示例，对于空气驱动器为仅2个磁头但多于5个磁盘或对于氦气驱动器为多于8个磁盘)，其中主要的成本节约可源于消除驱动器中的绝大多数磁头。
坡道装载/卸载(LUL)技术涉及一种将包括读写头滑块的磁头堆叠组件(HSA)从磁盘移离和移开并将它们安全地定位到凸轮状结构上的机构。凸轮通常包括在最靠近磁盘的一侧上的浅坡道。在通电序列期间，例如，当磁盘达到适当的旋转速度时，通过将滑块移离坡道并移到磁盘表面上来装载读写磁头。因此，所使用的术语是滑块或HSA被“装载”到或“装载”在磁盘上(即，离开坡道)进入操作位置，以及从磁盘“卸载”(即，移到坡道上)，诸如在空闲位置。在具有致动器升降机构的多磁盘HDD的环境中，为了将磁头上下移动到不同的磁盘，磁头需要退离坡道，然后在下一个磁盘位置处重新接合到坡道。
用于磁头减少的硬盘驱动器的致动器子系统
图2A是示出了磁头减少的硬盘驱动器(HDD)中的致动器子系统的透视图，图2B是示出了图2A的致动器子系统的分离透视图，并且图2C是示出了图2A的致动器子系统的分离平面图，上述这些附图均根据实施方案给出。图2A-2C共同示出了致动器子系统，该致动器子系统包括将旋转运动转化成线性运动的薄型滚珠螺杆凸轮组件202(或“凸轮202”)，其中设置有步进马达204(或“步进式马达”)以形成致动器升降机子组件，该致动器升降机子组件设置在致动器子系统的致动器枢轴和枢轴轴承(例如，“枢轴盒”)内，并且被配置成使至少一个致动器臂205(参见例如图1的臂132)与相应的HGA 207(参见例如图1的HGA 110)一起竖直平移。根据一个实施方案，用于磁头减少的HDD的致动器子系统由两个致动器臂205组件组成，每个致动器臂205组件具有容纳对应的读写磁头207a(参见例如图1的读写磁头110a)的对应的HGA 207(例如，修改的HSA，其中致动器臂组件竖直平移或升高，而VCM线圈209可沿竖直方向固定)。一般来讲，术语“磁头减少的HDD”用于指读写磁头的数量少于磁记录磁盘介质表面的数量的HDD。
相对于电信号传输，图2A-2C还示出了柔性电缆组件208(“FCA208”)，其被配置成包括动态竖直“环”208a(“FCA竖直环208a”)以用于竖直平移耦接到致动器升降机子组件和/或致动器子系统的另一部分的一个或多个端部。该FCA竖直环208a是用于当一端连接至其的致动器旋转时的水平平移目的的典型动态水平环的补充。致动器子系统还包括用于容纳电连接器的至少一个连接器外壳210，该电连接器用于在致动器升降机子组件和坡道升降机组件(在本文其他位置更详细地描述)之间传输电信号(例如，电机功率、传感器信号等)。
相对于致动器臂锁定，图2A-图2C进一步示出了臂锁定子系统206，该臂锁定子系统与线圈支撑组件212耦接或构成该线圈支撑组件，被配置成与外圈急停装置211(“ODCS211”)机械地交互以锁定和解锁致动器升降机子组件，如本文其他位置更详细描述的。
用于磁头减少的硬盘驱动器的升降机装载/卸载坡道组件
在磁头减少的HDD的情况下，LUL坡道的一种方法可以是采用传统的静态坡道。图3A是示出根据实施方案的升降机坡道组件的透视图，并且图3B是示出根据实施方案的类似升降机坡道组件(在马达滑架构型中略有变化)的透视图。所示的升降机坡道组件或坡道机构通常定位在A-A区域(图2A)中，并且包括多磁盘坡道310和耦接到步进马达312的步进马达滑架313的单坡道适配器302。因此，步进马达312驱动坡道适配器312竖直平移，使得坡道适配器302可结合致动器子系统的致动器升降机子组件(参见例如图2A至图2C)同步或异步地移动，使得坡道适配器312可以与坡道310的期望“水平”配合。坡道310的每个水平对应于坡道310的相应磁盘坡道部分310a-310n(其中n是可根据不同的具体实施基于给定HDD中的磁盘数量而变化的数量)，其对应于当安装在HDD中时相应磁盘120的位置。当坡道适配器312达到坡道310的期望水平时，则磁头堆叠组件(HSA)可由VCM(参见例如图1的VCM)驱动以与坡道适配器302接合，然后与坡道310的适当水平接合，使得HSA最终可被装载到相对于多磁盘堆叠中的期望磁盘的操作位置。
坡道适配器302的驱动机构包括具有滑架313(图3A)、313a(图3B)的步进马达312、滑架313能够与之可平移地耦接的导螺杆304，以及支撑件或导轨306。当坡道适配器302与步进马达滑架313、313a固定地耦接时，坡道适配器302通过导螺杆304在步进马达302的控制下旋转而被驱动。
用于坡道适配器302位置感测和驱动器反馈目的的接近感测子组件被配置为感测滑架313、313a从而感测坡道适配器302的Z位置(例如，竖直高度)。所使用的感测机构的类型/形式可根据不同的具体实施而变化。例如，根据一个实施方案，感测基于滑架313、313a和坡道适配器302相对于磁性编码器条并且最终相对于磁盘堆叠的位置。接近感测子组件包括接近安装在滑架313、313a上的至少一个对应位置传感器314定位的磁性编码器条308。根据一个实施方案，一个或多个霍尔效应传感器用于实现一个或多个位置传感器314，该一个或多个霍尔效应传感器与安装在支撑结构或加强件上的紧邻定位的磁性编码器条308协同工作。一般来讲，霍尔效应传感器(或简称“霍尔传感器”)测量磁场的大小，其中该传感器的输出电压与通过该传感器的磁场强度成比例。在其他实施方案中，其他基于磁性或非磁性的感测机构可用于位置检测(参见例如图5A、5B的感应式感测机构)。可实现包括竖直“环”或松弛件的柔性电缆组件(FCA)316，以将电信号从一个或多个位置传感器314传送到连接器外壳210上的电连接器，并继续传送到某种形式的控制器电子器件。
可旋转的装载/卸载坡道组件
固定装载/卸载(LUL)坡道，诸如坡道310(图3A至图3B)，同时与多磁盘堆叠中的每个磁盘接合，因此将需要更多材料(例如，塑料)来形成多级坡道。因此，如果一次仅需要访问一个磁盘，则拥有这种多级坡道不被认为具有成本效益，并且多级坡道抑制了在磁盘堆叠内引入更紧密磁盘间距的能力。
图4A是根据一个实施方案的示出可旋转坡道组件的透视图。可旋转坡道组件400或坡道机构包括基座402，旋转闩锁联接件404耦接在该基座402上。旋转闩锁联接件404被配置用于通过与磁头堆叠组件(HSA)的一部分的物理交互，例如通过与致动器臂205(参见例如图2A至图2C)的交互而围绕轴404a(逆时针)旋转。闩锁联接件404与旋转坡道保持件406机械地耦接，LUL坡道410耦接到该旋转坡道保持件406。需注意，坡道保持件406和坡道410可集成在一起并且形成为一体结构，即单个部件。当闩锁联接件404被驱动以逆时针旋转时，坡道保持件406和坡道410被驱动以克服固定到坡道保持件410的磁体407与闩锁止挡件408之间的磁引力，并且顺时针旋转直至与闩锁止挡件408接触的点，从而使坡道410移动成与多磁盘堆叠中的磁盘接合和脱离接合。
图4B为示出在硬盘驱动器内处于第一操作状态的图4A的可旋转坡道组件的顶视图，并且图4C为示出在硬盘驱动器内处于第二操作状态的图4A的可旋转坡道组件的顶视图，上述两个附图均根据一个实施方案给出。图4B所示的操作状态示出了通常位于A-A区域(图2A)中的LUL坡道组件400，其与多磁盘堆叠中的磁盘(参见例如图1的记录介质120)接合，由此坡道410的远侧端部被定位成使得磁盘120的外周边设置在坡道410的远侧端部处的通道内，并且其中HSA被示出为置于坡道410上。这样，坡道保持件406通过磁体407与闩锁止挡件408之间的磁引力被闩锁或临时固定。可旋转坡道组件400的该第一操作状态允许HSA装载到磁盘上，以供HSA在VCM的控制下执行各种查找/读/写操作。图4C所示的操作状态示出了与多磁盘堆叠中的磁盘120脱离接合的LUL坡道组件400，由此坡道410的远侧端部被定位成使得磁盘120的外周边离开坡道410的远侧端部处的通道(即，不设置在该通道内)，并且HSA被示出为响应于由致动器臂205施加到闩锁联接件404的足够的力而从坡道410移除。这样，坡道保持件406从闩锁止挡件408与磁体407的磁引力解除闩锁，并且处于旋转位置，其中坡道410顶端离开磁盘表面。根据一个实施方案，可旋转坡道组件400的该第二操作状态允许HSA在致动器升降机子组件的控制下进行磁盘查找操作(即，磁盘到磁盘的平移操作)，该致动器升降机子组件包括凸轮202和枢轴内步进马达204(图2A至图2C)。同样，可旋转坡道组件400的第二操作状态允许坡道组件400竖直平移，诸如参考图4D更详细描述的。响应于由致动器臂205施加到闩锁联接件404的力的移除，坡道保持件406通过磁体407与闩锁止挡件408之间的磁引力再次闩锁，即，在致动器臂205从与闩锁联接件404的接触退回时，磁体407与闩锁止挡件408之间的磁引力足够强以将坡道410拉回到磁盘120区域中。
图4D是根据一个实施方案的示出硬盘驱动器内的可竖直平移的可旋转坡道组件的透视图。所示的可平移坡道组件包括通常位于A-A区域(图2A)中的坡道组件(类似于可旋转坡道组件400，其中编号类似的部件的构造和操作与参考图4A所述的方式相同或类似)或坡道机构，其包括多个结构化接合部402a和至少一个导轨416，该结构化接合部402a用于与被配置成由步进马达412驱动的导螺杆414耦接。步进马达412驱动坡道组件400的竖直平移，使得当处于图4C所示的第二操作状态时，坡道410可结合致动器子系统的致动器升降机子组件(参见例如图2A至图2C)移动，使得坡道410可与多磁盘堆叠中的期望磁盘120配合。当坡道410达到磁盘堆叠的期望水平时，则磁头堆叠组件(HSA)可由VCM(参见例如图1的VCM)驱动以与坡道410接合，使得HSA可最终被装载到相对于多磁盘堆叠中的期望磁盘的操作位置，诸如图4B所示的第一操作状态。根据一个实施方案，接合部402a中的至少一者(例如与基座402和/或闩锁联接件404相关联的接合部402a)包括轴衬。根据另一个实施方案，接合部402a中的至少一者(例如与基座402和/或闩锁联接件404相关联的接合部402a)包括线性轴承。
类似的接近感测子组件，诸如参考图3A至图3B举例说明和描述的接近感测子组件，可出于坡道410和/或坡道组件400位置感测和驱动器反馈的目的来实现(为了附图简单和清楚起见，此处未示出)，并且可被配置为感测坡道410相对于磁性编码器条并且最终相对于磁盘堆叠的Z位置(例如，竖直高度)。即，根据一个实施方案，接近感测子组件可包括接近安装在坡道组件400上的至少一个对应位置传感器(例如，图3A至图3B的一个或多个位置传感器314)定位的磁性编码器条(例如，图3A至图3B的磁性编码器条308)。
铰接式装载/卸载坡道组件
图5A为示出处于第一操作状态的可竖直平移的铰接式坡道组件的透视图，并且图5B为示出处于第二操作状态的图5A的铰接式坡道组件的透视图，上述两个附图均根据一个实施方案给出。通常定位在A-A区域(图2A)中的铰接式坡道组件500或坡道机构包括以基本上垂直的相对定位(但垂直的相对定位并非必需的)耦接在一起的杆部分502或构件以及坡道部分510或构件。杆部分502和坡道部分510通过多个挠曲件504与多个互连结构化升降机接合部506耦接，这些挠曲件用作悬臂式弹簧梁。升降机接合部506中的至少一者与导螺杆514可移动地耦接，该导螺杆被配置用于由步进马达512驱动，而其他一个或多个升降机接合部与相应的导轨516可移动地耦接。杆部分502被配置用于通过与磁头堆叠组件(HSA)的一部分的物理交互，例如通过与致动器臂205(参见例如图2A至图2C)的交互而平移。
图5A示出在硬盘驱动器内处于第一操作状态的铰接式坡道组件500，并且图5B示出在硬盘驱动器内处于第二操作状态的铰接式坡道组件。图5A所示的操作状态示出了与多磁盘堆叠中的磁盘(参见例如图1的记录介质120)接合的铰接式组件500，由此坡道部分510的远侧端部被定位成使得磁盘120的外周边设置在坡道部分510的远侧端部处的通道内，并且其中HSA被示出为置于坡道510上。铰接式坡道组件500的该第一操作状态允许HSA装载到磁盘上，以供HSA在VCM的控制下执行各种查找/读/写操作。
图5B所示的操作状态示出了与多磁盘堆叠中的磁盘120脱离接合的铰接式坡道组件500，由此坡道510的远侧端部被定位成使得磁盘120的外周边离开坡道510的远侧端部处的通道(即，不设置在该通道内)。当驱动杆部分502被驱动以向右平移时，挠曲件504挠曲(例如，处于弹簧张力状态)并且互连的坡道部分504同样被向右驱动，从而移动坡道部分510使其与多磁盘堆叠中的磁盘脱离接合。这样，坡道部分510处于平移位置，其中斜坡顶端离开磁盘表面。根据一个实施方案，铰接式坡道组件500的该第二操作状态允许HSA在致动器升降机子组件的控制下进行磁盘查找操作(即，磁盘到磁盘的平移操作)，该致动器升降机子组件包括凸轮202和枢轴内步进马达204(图2A至图2C)。同样，铰接式坡道组件500的第二操作状态允许坡道组件500竖直平移，诸如本文其他位置更详细描述的。
需注意，图5A至图5B的图示示出了当坡道部分510与磁盘120接合时处于松弛或中性位置的挠曲件504，以及当坡道部分510与磁盘120脱离接合时处于挠曲位置(例如，处于弹簧张力状态)的挠曲件504。然而，该布置可根据不同的具体实施而变化，因为铰接式坡道组件500可被配置成使得当坡道部分510与磁盘120脱离接合时，挠曲件504处于松弛或中性位置，并且当坡道部分510与磁盘120接合时，挠曲件504处于挠曲位置。
类似于可旋转坡道组件400(参见例如图4A)，根据一个实施方案，铰接式坡道组件500被认为是硬盘驱动器内的可竖直平移的铰接式坡道组件，因为多个结构化升降机接合部506被配置用于与导螺杆514和至少一个导轨516耦接，该导螺杆被配置成由步进马达512驱动。步进马达512驱动坡道组件500竖直平移，使得当处于图5B所示的第二操作状态时，坡道部分510可结合致动器子系统的致动器升降机子组件(参见例如图2A至图2C)移动，使得坡道部分510可与多磁盘堆叠中的期望磁盘120配合。当坡道部分510达到磁盘堆叠的期望水平时，则磁头堆叠组件(HSA)可由VCM(参见例如图1的VCM)驱动以与坡道部分510接合，使得HSA可最终被装载到相对于多磁盘堆叠中的期望磁盘的操作位置，诸如图5A所示的第一操作状态。与可旋转坡道组件400一样，升降机接合部506中的至少一者可包括轴衬并且/或者升降机接合部506中的至少一者可包括线性轴承。
尽管类似的接近感测子组件，诸如参考图3A至图3B举例说明和描述的实施方案，可出于坡道组件500位置感测和驱动器反馈目的来实现，并且被配置为感测坡道部分510相对于磁性编码器条的Z位置(例如，竖直高度)，但根据一个实施方案，传感器508与坡道组件500的一部分耦接并如图5A至图5B所示定位，以便直接感测磁盘边缘的位置，而不是基于远离磁盘堆叠的对象(例如，磁性编码器条)来感测位置。根据一个实施方案，非接触感应式接近传感器和相关联的电子电路508a被用于传感器508并且被定位成切实可行地尽可能靠近磁盘堆叠。因此，感应式传感器508依赖于电磁感应的原理，并且以嵌入柔性印刷电路(FPC)和/或柔性电缆组件(诸如FCA 513的一部分或电气延伸部)中的一个或多个线圈的形式来实现，该柔性印刷电路和/或柔性电缆组件可最终与FCA 208(图2A至图2C)配合。在一种形式的感应式传感器508中，线圈(例如，电感器，诸如在包括电感器、电容器和电阻器的LCR电路中)可用于产生变化的磁场，并且另一个线圈可用于检测由金属物体(诸如覆盖磁盘120的边缘的镀镍)引入的磁场的变化。在另一种形式的感应式传感器508中，移动经过一个或多个线圈的金属物体(诸如覆盖磁盘120的边缘的镀镍)将改变线圈中的电感并因此改变电耦接到电子电路508a的LCR电路的谐振频率，由此检测到谐振频率的变化。电子电路508a继而将谐振频率的这种变化转换为标准DAC(数模转换器)输出，该标准DAC输出可用于步进马达512的伺服控制。因此，当从介质移动到气隙再移动到介质时，可检测到感应式传感器508的谐振频率的变化，因此，同样可确定坡道组件500相对于磁盘堆叠的定位。所使用的感测机构的类型/形式可根据不同的具体实施而变化。
扩展和替代
在前述说明中，已经参照大量的具体细节描述了本发明的实施方案，这些细节可根据不同的具体实施而变化。因此，可以在不脱离实施方案更广泛的实质和范围的情况下对其进行各种修改和改变。因此，本发明以及申请人旨在成为本发明的唯一且排他性的指示物的是由本专利申请以此类权利要求发出的具体形式发出的一组权利要求，包括任何后续的更正。本文明确阐述的对包含在这些权利要求中的术语的任何定义应当决定如权利要求中使用的这些术语的含义。从而，未在权利要求中明确引述的限制、元件、特性、特征、优点或属性不应以任何方式限制此权利要求的范围。因此，本说明书和附图被认为是示例性意义的而不是限制性意义的。
此外，在该描述中，某些过程步骤可按特定顺序示出，并且字母和字母数字标签可用于识别某些步骤。除非在说明书中明确指明，否则实施方案不一定限于执行此类步骤的任何特定顺序。具体地讲，这些标号仅用于方便步骤的识别，并非旨在指定或要求执行此类步骤的特定顺序。

Claims (21)

1.一种用于磁头减少的硬盘驱动器即HDD的可竖直平移的装载/卸载即LUL坡道系统，所述LUL坡道系统包括：
坡道组件，所述坡道组件包括：
可平移LUL坡道构件；
可平移杆构件，所述可平移杆构件与所述LUL坡道构件耦接并被配置用于与磁头堆叠组件即HSA进行机械交互；多个互连结构化升降机接合部，所述多个互连结构化升降机接合部与所述LUL坡道构件耦接；和
多个挠曲件，所述多个挠曲件将所述升降机接合部与所述LUL坡道构件互连。
2.根据权利要求1所述的LUL坡道系统，其中所述坡道组件的第一操作状态的特征在于：
由所述HSA向所述杆构件施加零或可忽略不计的力；并且
所述LUL坡道构件的远侧端部被定位成使得HDD的记录磁盘的外周边设置在所述LUL坡道构件的所述远侧端部处的通道内。
3.根据权利要求2所述的LUL坡道系统，其中所述坡道组件的所述第一操作状态的特征还在于：
所述多个挠曲件处于松弛状态。
4.根据权利要求2所述的LUL坡道系统，其中所述坡道组件的所述第一操作状态的特征还在于：
所述多个挠曲件处于挠曲状态。
5.根据权利要求1所述的LUL坡道系统，其中所述坡道组件的第二操作状态的特征在于：
由所述HSA向所述杆构件施加足够的力，使得所述LUL坡道构件的远侧端部被定位成使得HDD的记录磁盘的外周边离开所述LUL坡道构件的所述远侧端部处的通道。
6.根据权利要求5所述的LUL坡道系统，其中所述坡道组件的所述第二操作状态的特征还在于：
所述多个挠曲件处于松弛状态。
7.根据权利要求5所述的LUL坡道系统，其中所述坡道组件的所述第二操作状态的特征还在于：
所述多个挠曲件处于挠曲状态。
8.根据权利要求5所述的LUL坡道系统，其中所述坡道组件的所述第二操作状态的特征还在于：
杆构件与传感器接触，所述传感器被配置为检测所述HSA已将所述杆构件平移一定距离以使所述记录磁盘的所述外周边离开所述LUL坡道构件的远侧端部处的通道。
9.根据权利要求1所述的LUL坡道系统，还包括：
步进马达，所述步进马达被配置成驱动导螺杆旋转以驱动所述坡道组件沿所述导螺杆的轴线平移。
10.根据权利要求1所述的LUL坡道系统，还包括：
一个或多个导轨，所述一个或多个导轨被配置成与所述坡道组件的所述多个结构化升降机接合部中的相应的对应升降机接合部接合；和
步进马达，所述步进马达被配置成驱动导螺杆旋转以驱动所述坡道组件沿所述导螺杆的轴线并且在所述一个或多个导轨的支撑下平移。
11.根据权利要求10所述的LUL坡道系统，其中：
所述多个结构化升降机接合部中的第一升降机接合部围绕所述一个或多个导轨中的第一导轨定位；
所述多个结构化升降机接合部中的第二内螺纹升降机接合部围绕所述导螺杆定位；并且
所述多个结构化升降机接合部中的第三升降机接合部围绕所述一个或多个导轨中的第二导轨定位。
12.根据权利要求11所述的LUL坡道系统，其中：
所述多个挠曲件中的第一挠曲件定位在所述第一升降机接合部和所述第二内螺纹升降机接合部之间；并且
所述多个挠曲件中的第二挠曲件定位在所述第二内螺纹升降机接合部和所述第三升降机接合部之间。
13.根据权利要求1所述的LUL坡道系统，其中所述坡道组件还包括：
接近传感器，所述接近传感器定位为靠近所述LUL坡道构件的远侧端部，并且被配置用于检测与HDD的多磁盘堆叠中的每个记录磁盘相对应的所述坡道组件的竖直位置。
14.一种硬盘驱动器，包括根据权利要求1所述的LUL坡道系统。
15.一种磁头减少的硬盘驱动器即HDD，包括：
n个记录磁盘介质，所述n个记录磁盘介质可旋转地安装在主轴上；
小于2n个磁头滑块，每个磁头滑块包括读写换能器，所述读写换能器被配置为从所述多个磁盘介质中的至少两个磁盘介质读取以及写入所述多个磁盘介质中的至少两个磁盘介质；
致动器组件，所述致动器组件被配置成移动所述多个磁头滑块以访问所述至少两个磁盘介质的部分；
致动器升降机子组件，所述致动器升降机子组件被配置成移动所述致动器组件以访问所述至少两个磁盘介质；和
坡道组件，所述坡道组件包括：
可平移LUL坡道部分，
可平移杆部分，所述可平移杆部分与所述LUL坡道部分耦接并且被配置用于与容纳所述多个磁头滑块的磁头堆叠组件即HSA进行机械交互，
多个互连结构化升降机接合部，所述多个互连结构化升降机接合部与所述坡道部分耦接，和
多个挠曲件，所述多个挠曲件将所述升降机接合部与所述坡道部分互连。
16.根据权利要求15所述的磁头减少的硬盘驱动器即HDD，还包括：
一个或多个导轨，所述一个或多个导轨被配置成与所述坡道组件的所述多个结构化升降机接合部中的相应的对应升降机接合部接合；和
步进马达，所述步进马达被配置成驱动导螺杆旋转以驱动所述坡道组件沿所述导螺杆的轴线并且在所述一个或多个导轨的支撑下平移。
17.根据权利要求15所述的磁头减少的硬盘驱动器即HDD，其中所述坡道组件的第一操作状态的特征在于：
由所述HSA向所述杆部分施加零或可忽略不计的力；并且
所述LUL坡道部分的远侧端部被定位成使得所述多个磁盘介质中的磁盘介质的外周边设置在所述LUL坡道部分的所述远侧端部处的通道内。
18.根据权利要求15所述的磁头减少的硬盘驱动器即HDD，还包括：
一个或多个导轨，所述一个或多个导轨被配置成与所述坡道组件的所述多个结构化升降机接合部中的相应的对应升降机接合部接合；和
步进马达，所述步进马达被配置成驱动导螺杆旋转以驱动所述坡道组件沿所述导螺杆的轴线并且在所述一个或多个导轨的支撑下平移；
其中所述坡道组件的第二操作状态的特征在于由所述HSA向所述杆部分施加足够的力，使得所述LUL坡道部分的远侧端部被定位成使得所述多个磁盘介质中的磁盘的外周边离开所述LUL坡道部分的所述远侧端部处的通道，并且所述坡道组件被定位成由所述步进马达平移。
19.一种用于磁头减少的硬盘驱动器即HDD的装载/卸载即LUL坡道系统，所述LUL坡道系统包括：
多磁盘LUL坡道，所述多磁盘LUL坡道包括对应于与多个记录磁盘中的每一者对应的位置的相应磁盘坡道部分；
步进马达，所述步进马达被配置成驱动导螺杆旋转，滑架可平移地耦接至所述导螺杆；和
坡道适配器，所述坡道适配器与所述滑架耦接并邻近所述LUL坡道定位；
其中所述滑架与所述坡道适配器沿所述导螺杆的轴线并且响应于所述导螺杆的旋转而竖直平移，以使所述坡道适配器邻近所述多磁盘LUL坡道的特定磁盘坡道部分定位。
20.根据权利要求19所述的LUL坡道系统，还包括：
接近传感器，所述接近传感器被配置用于检测所述滑架与坡道适配器的竖直位置。
21.一种硬盘驱动器，包括根据权利要求19所述的LUL坡道系统。
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