CN113689891A - 一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置及方法，其特征在于，包括：辊筒(1)、空气悬浮轴承(2)、永磁外转子和定子线圈部分(3)；所述辊筒(1)表面经过精密加工，加工有记录体材料(11)；所述辊筒(1)两端安装有空气悬浮轴承(2)，使辊筒(1)悬浮无阻力，驱动动力使辊筒(1)回转运行；所述辊筒(1)中间安装有永磁外转子和定子线圈部分(3)，使得驱动回转正常。本发明数据存储数据容量特别大，解决辊筒表面的体积读写超大容量数据，总体做到零摩擦，零耗材，超高速运转，长期运转；采用多头多线程搜寻读写模组支持高速检索，检索速度快；可备份数据，同步备份辊筒数据保证安全。
Description
技术领域
本发明涉及数据存储技术领域，特别是涉及一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置及方法。
背景技术
近代社会计算机对人们生活质量影响，特别是数据存储和交换处理速度提升的高速发展，必须解决上网访问速度。还有就是，我们每天上网的信息数据不是飘浮在天空中间，而是将文字图案、语音等信息，最终转换成的字符，或者是记录信息烧刻录在物理硬盘的地址上存储。需要时，按IP地址指向寻找数据源，解码后得到我们所需要的信息文件。写入和读取，刻录保存后，使用时调用数据源解码，显示在我们的手机、电脑通讯等各种终端，显示设备等最终通过解码保密握手等方法，把数据变成我们所需要的文字图案、记录方法或语音。我们的最终终端记录设备，在不断地写入扩大到数据存储中心。
随着数据越来越庞大，使我们在全国各地，甚至于全球都建立了数据中心。数据中心的庞大数量太多，中心机房使用环境需要空调降温冷却，和本身机房的电器工作耗电，电力费用成本的上升需要急需解决。
机械硬盘指向或者写入的方式在国际上有两种，一种是烧录磁盘；另一种是固态硬盘式的记录仪器，将所有的数据用感应头在磁性表面做烧蚀成我们所需要的读写码盘的原始数据。随着记录数据日渐庞大，渐渐硬盘碟片的容量已不能满足我们的需求。加上所有数据中心或数据存储数据库中间的维护成本的提升，使用中出现的机械或电子线路故障，使我们需要找到一个更好的读取、读写应用或存储安全数据方式。
那就是建立超大容量的数据库。机械式硬盘组件集成主要的问题故障在于轴承的使用寿命和记录碟片的有限容量问题。这是当代必须解决的一个问题。
国际上通用的硬盘主要参考指标，普通硬盘解析速度5400转每分钟和高速机械硬盘7200转每分钟。因为是接触式轴承支撑回转，所有的机械硬盘的寿命一般不会超过三年。主要问题是接触式轴承磨损后就会损坏磁道和接触摩擦探针对磁道表面的伤害读不出数据发生各种故障。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为了弥补上述现有技术的容量有限、寿命短的不足，本发明提出一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置及方法。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
本发明提供一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，包括：辊筒、空气悬浮轴承、永磁外转子和定子线圈部分；所述辊筒表面经过精密加工，加工有记录体材料；所述辊筒两端安装有空气悬浮轴承，使辊筒悬浮无阻力，驱动动力使辊筒回转运行；所述辊筒中间安装有永磁外转子和定子线圈部分，使得驱动回转正常。
在一些实施例中，还包括：多头读写多线程检索部件；所述多头读写多线程检索部件安装于辊筒正视方向，使得数控部分根据指示来分区快速读取所需要的核心数据。
在一些实施例中，还包括：备用服务辊筒(5)；所述备用服务辊筒(5)与辊筒(1)完全一致，用于数据备份以防数据丢失。
在一些实施例中，所述辊筒表面做精密加工，将精度控制在3纳米到10纳米之内的误差值，粗糙度控制在3纳米到5纳米之内的误差值，加工成型表面；当控制在镜面表面时，利用记录体材料逐渐提高面形精度和表面粗糙度，以配合数据读写部件精密读写记录数据。
在一些实施例中，所述记录体材料包括镀磁材料。
在一些实施例中，所有的高速回转部件需要做动平衡，所述运转辊筒做动平衡；所述辊筒材料用探伤工艺消除表面气孔及精密镀磁沉积加工；当运转辊筒转速达到10000转或更高转速每分钟时，辊筒需要在0.003ug以下的精度标准。
在一些实施例中，所述多头读写多线程检索部件，包括26多工位或以上的读数头智能同步读写检索区域，以提高检索速度。
本发明还提供一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储及读写方法，包括如下步骤：S1：辊筒表面做精密加工，加工记录体材料；S2：辊筒两端安装空气悬浮轴承，使辊筒悬浮无阻力，驱动动力使辊筒回转运行；S3：辊筒中间安装永磁外转子和定子线圈部分，使得驱动回转正常。
在一些实施例中，还包括如下步骤：S4：辊筒正视方向安装多头读写多线程检索部件，使得数控部分根据指示来分区快速读取所需要的核心数据。
在一些实施例中，还包括如下步骤：S5：建立备用服务辊筒，用于数据备份以防数据丢失。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：本发明提出一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，与传统硬盘有根本的差别，不再用碟片作记录载体；数据存储数据容量特别大，一个辊筒装置可以替代十个或一百个机房的整体数据存储容量；解决辊筒表面的体积读写超大容量数据，改变国际上用硬盘碟作载体的历史；解决这难题用了无轴承、无摩擦，无接触、超高速、超高检索速度、高承载大体积重量轻等优点；总体做到零摩擦，零耗材，超高速运转，长期运转的优秀产品装备，节省大量普通数据机房的维护成本，减少建设数据机房的数量，提高使用数据快捷的用途；可以应用在各行各业。
本发明在一些实施例中还具有如下有益效果：1.采用多头多线程搜寻读写模组支持高速检索，无论是远程还是本地检索反馈速度非常快，亚微毫秒级反馈；检索速度快，目前世界上通用是5400转和7200转每分钟，本发明把原有的速度提高到10000转以上每分钟的速度；配合1G-100G传输速率以上的多线程检索装置，保障超高超快检索反馈速度；2.可备份数据，同步备份辊筒数据保证安全，安全备份辊筒装置载体新技术方案。
附图说明
图1是本发明实施例的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的正视图；
图2是本发明实施例的轴端的空气悬浮轴承的示意图；
图3是本发明实施例的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置示意图；
图4是本发明实施例的多线程搜寻读写模组支持高速检索示意图；
图5是本发明实施例的空气支撑运动备份装置防丢失数据机制示意图；
其中各部件为：辊筒(1)、空气悬浮轴承(2)、永磁外转子和定子线圈部分(3)多头读写多线程检索部件(4)、备用服务辊筒(5)、记录体材料(11)。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念，或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
本发明提出一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，使得超大容量数据读写装置与快速检索数据访问控制技术得以实现，与传统硬盘有根本的差别，不再用碟片作记录载体。一是数据存储数据容量特别大，一个辊筒装置可以替代十个或一百个机房的整体数据存储容量；二是采用多头多线程搜寻读写模组支持高速检索，无论是远程还是本地检索反馈速度非常快，亚微毫秒级反馈。
发明内容解决如下问题：1、解决辊筒表面的体积读写超大容量数据，改变国际上用硬盘碟作载体的历史；2、解决辊筒大体积大容量数据，采用包括不限于26多工位或以上读数头智能同步读写检索区域以提高检索速度；解决这难题用了无轴承、无摩擦，无接触、超高速、超高检索速度、高承载大体积重量轻等优点；3、检索速度快，目前世界上通用是5400转和7200转每分钟，本发明把原有的速度提高到10000转以上每分钟的速度；配合多线程检索装置，保障超高超快检索反馈速度；4、可备份数据，同步备份辊筒数据保证安全，安全备份辊筒装置载体新技术方案。
参考图1，是本发明实施例的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的正视图。
参考图2，是本发明实施例的轴端的空气悬浮轴承的示意图。
参考图3，是本发明实施例的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置示意图；包括：辊筒1、空气悬浮轴承2、永磁外转子和定子线圈部分3；辊筒1 表面经过精密加工，加工有记录体材料11；辊筒1两端安装有空气悬浮轴承2，使辊筒1悬浮无阻力，驱动动力使辊筒1回转运行；辊筒1中间安装有永磁外转子和定子线圈部分3，使得驱动回转正常。超大容量辊筒1表面积记录磁轨道等记录体材料，单根辊筒的展开面积是普通硬盘碟片的10000倍容量面积。记录体材料11包括镀磁材料。
参考图4，是本发明实施例的多线程搜寻读写模组支持高速检索；辊筒1还包括多头读写多线程检索部件4；多头读写多线程检索部件4安装于辊筒1正视方向，使得数控部分根据指示来分区快速读取所需要的核心数据。多头读写多线程检索部件4，包括26多工位或以上的读数头智能同步读写检索区域，以提高检索速度。
参考图5，是本发明实施例的空气支撑运动备份装置防丢失数据机制，包括辊筒1、备用服务辊筒5；备用服务辊筒5与辊筒1完全一致，用于数据备份以防数据丢失。
为了达到超大容量、高速检索数据、超长时间的恶劣环境工况要求。解决这难题就需要无轴承、无摩擦，无接触、超高速、超大容量、滚筒数据记录装置的新的应用高端课题。我们做了以下的技术更新：所有的高速回转部件需要做动平衡、运转辊筒1做动平衡；主轴辊筒1材料的探伤工艺消除表面气孔和精密镀磁沉积加工；辊筒1制作材料的选型工艺要求精益求精。
以其辊轴1表加工来说，一般以超精密加工的方式加工成型表面，超精密加工与车床钻石成型抛光等超精密加工工艺，将精度控制在10纳米到3纳米之内的误差值，粗糙度控制在3纳米～5纳米之内的误差值。控制在镜面表面时，利用记录体材料11逐渐提高面形精度和表面粗糙度，以配合数据读写部件精密读写记录数据。
辊筒1动平衡惯量是整个技术实施的难点，当转速达到10000转或更高转速每分钟时，辊筒1本体需要在0.003ug以下的精度标准。每一个主轴辊筒1的配件，都是加工精度相当精密，制造成本高昂，每次加工出来的辊筒品质一致性好，保证长期正常工作。
本发明提供一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储及读写方法，包括如下步骤：S1：辊筒1表面做精密加工，加工记录体材料11，记录体材料11包括镀磁材料；S2：辊筒1两端安装空气悬浮轴承2，使辊筒1失重轻盈悬浮无阻力，方便驱动动力使辊筒1回转运行；S3：辊筒1中间安装永磁外转子和定子线圈部分3，使得驱动回转正常。
还包括如下步骤：S4：辊筒1正视方向安装多头读写多线程检索部件4，使得数控部分根据指示来分区快速读取所需要的核心数据。
还包括如下步骤：S5：建立备用服务辊筒(5)，用于数据备份以防数据丢失，使该技术发明功能在使用中更加保险和安全。
本发明解决的两端高速无摩擦技术，使机械式辊筒寿命延长。悬浮转子主轴辊筒的质量载荷，空气悬浮了整个部件总承。空气是支撑和润滑的关键材料，空气支撑整个辊筒本体和轴心高速回转。总体做到零摩擦，零耗材，超高速运转，长期运转的优秀产品装备，节省大量普通数据机房的维护成本，减少建设数据机房的数量，提高使用数据快捷的用途。
本发明可以应用在各行各业，不限于本发明实施例的一种无轴承回转支撑辊筒数据存储装置及方法，还包括数据硬盘、机械数据硬盘、固态数据硬盘、液态数据硬盘、空气悬浮辊筒技术的回转机构、超高速多线程搜寻读写模组支持高速检索、超级容量的读写存储数据本体装置、空气支撑运动备份装置防丢失数据机制、超大容量辊筒表面积记录磁轨道技术、辊筒本体装置中含有磁记录材料技术、辊筒本体装置中含有碳或碳纤维记录材料技术、在记录仪、录音机、刻录机、磁带记录机、记忆卡等应用时所有的使用方法，所有行业分类近似产品都归于本发明专利保护范围。解决辊筒表面的体积读写超大容量数据，改变国际上用硬盘碟作载体的历史；解决辊筒大体积大容量数据，采用多工位读数头智能同步读写检索区域以提高检索速度；解决这难题用了无轴承、无摩擦，无接触、超高速、高检索速度、高承载大体积重量轻、可备份数据安全装置辊筒载体新技术方案。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，其特征在于，包括：
辊筒(1)、空气悬浮轴承(2)、永磁外转子和定子线圈部分(3)；
所述辊筒(1)表面经过精密加工，加工有记录体材料(11)；
所述辊筒(1)两端安装有空气悬浮轴承(2)，使辊筒(1)悬浮无阻力，驱动动力使辊筒(1)回转运行；
所述辊筒(1)中间安装有永磁外转子和定子线圈部分(3)，使得驱动回转正常。
2.如权利要求1所述的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，其特征在于，还包括：多头读写多线程检索部件(4)；所述多头读写多线程检索部件(4)安装于辊筒(1)正视方向，使得数控部分根据指示来分区快速读取所需要的核心数据。
3.如权利要求1或2所述的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，其特征在于，还包括：备用服务辊筒(5)；所述备用服务辊筒(5)与辊筒(1)完全一致，用于数据备份以防数据丢失。
4.如权利要求1-3任一所述的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，其特征在于：所述辊筒(1)表面做精密加工，将精度控制在3纳米到10纳米之内的误差值，粗糙度控制在3纳米到5纳米之内的误差值，加工成型表面；当控制在镜面表面时，利用记录体材料逐渐提高面形精度和表面粗糙度，以配合数据读写部件精密读写记录数据。
5.如权利要求1-3任一所述的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，其特征在于：所述记录体材料(11)包括镀磁材料。
6.如权利要求1-3任一所述的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，其特征在于：所有的高速回转部件需要做动平衡，所述运转辊筒(1)做动平衡；所述辊筒(1)材料用探伤工艺消除表面气孔及精密镀磁沉积加工；当运转辊筒(1)转速达到10000转或更高转速每分钟时，辊筒(1)需要在0.003ug以下的精度标准。
7.如权利要求2所述的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置，其特征在于：所述多头读写多线程检索部件(4)，包括不限于26个读数头工位或以上的读数头智能同步读写检索区域，以提高检索速度。
8.一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储及读写方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：辊筒(1)表面做精密加工，加工记录体材料(11)；
S2：辊筒(1)两端安装空气悬浮轴承(2)，使辊筒(1)悬浮无阻力，驱动动力使辊筒(1)回转运行；
S3：辊筒(1)中间安装永磁外转子和定子线圈部分(3)，使得驱动回转正常。
9.如权利要求8所述的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储及读写方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S4：辊筒(1)正视方向安装多头读写多线程检索部件(4)，使得数控部分根据指示来分区快速读取所需要的核心数据。
10.如权利要求9所述的空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储及读写方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S5：建立备用服务辊筒(5)，用于数据备份以防数据丢失。
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| CN87101889A (zh) * | 1986-02-07 | 1987-09-09 | 乌克兰共和国动力模拟科学研究所 | 光学存储装置 |
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| CN103212795A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-07-24 | 张立国 | 一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置 |
| CN103745732A (zh) * | 2014-01-11 | 2014-04-23 | 姜展伟 | 多磁头多磁道并行硬盘系统 |
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| CN215895963U (zh) * | 2021-08-10 | 2022-02-22 | 朱光波 | 一种空气悬浮轴承回转支撑辊筒的数据存储装置 |
-
2021
- 2021-08-10 CN CN202110914301.5A patent/CN113689891A/zh active Pending
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| CN116079487A (zh) * | 2023-03-14 | 2023-05-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种辊筒模具超精密机床双面动平衡功能实现方法 |
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