CN1215887A - 信息盘换盘装置 - Google Patents

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Abstract

一种信息盘换盘装置,包括:在至少两叠堆位置上叠堆至少两个各保持一张信息盘的盘托隔板的叠堆单元;盘托隔板连接于至少一具有螺纹的转轴,转轴的转动能使盘托隔板沿竖向移动;叠堆单元的上、下叠堆区;读取存储在信息盘上的信息和/或把信息写入信息盘的播放位置。装盘位置设置在上、下叠堆区之间的中间区内;转轴的每次转动可把一盘托隔板移动到装盘位置。设有传送装置以把信息盘从处于装盘位置的盘托隔板移动到播放位置和移动到弹出位置,在弹出位置上可把信息盘从换盘装置中取出;播放位置被安排在弹出位置和装盘位置之间。

Description

信息盘换盘装置
本发明涉及一种信息盘换盘装置，该装置包括：在至少两个叠堆位置上叠堆至少两个盘托隔板的叠堆单元，每个盘托隔板用来保持一张信息盘；盘托隔板连接于至少一个具有螺纹的转轴，转轴的转动能使盘托隔板沿竖直方向移动；设置有用来叠堆盘托隔板的叠堆单元的上叠堆区和下叠堆区；该换盘装置具有用来读取存储在信息盘上的信息和/或把信息写入信息盘的播放位置。
其中，螺纹要被理解为可以有不同螺距的螺旋线。
这种信息盘换盘装置已由日本公开专利JP6-131793披露，这种已知的换盘装置有四个带有外螺纹的螺纹轴。设置有多个盘托隔板，每个盘托隔板用来保持一张信息盘，每个盘托隔板有四个带有内螺纹的孔，螺纹轴的外螺纹啮合到带有内螺纹的孔中。在上叠堆区和下叠堆区，螺纹轴的外螺纹有小的轴向螺距，而在上叠堆区和下叠堆区之间的中间区内有大的螺距。当螺纹轴转动时，盘托隔板就沿竖直方向移动，没有盘托隔板的中间区能读取单张信息盘。读出单元被安排在枢轴臂上，并为读出读出单元被装在叠堆单元的中间区中。
被安排在枢轴臂上的这种读出单元的缺点是容易遭受外部震动和冲击。
当在机动车中使用换盘装置时，这是特别重要的。
本发明的目的是提供一种在开篇段落中所限定的类型的不同的换盘装置。
为实现本发明的目的，按照本发明的换盘装置的特征在于装盘位置设置在上叠堆区和下叠堆区之间的中间区内；转轴的每次转动可以把一个盘托隔板移动到装盘位置；设置有传送装置，该传送装置用来把信息盘从处于装盘位置的盘托隔板移动到播放位置和移动到弹出位置，在弹出位置上，能够把信息盘从换盘装置中取出来；播放位置被安排在弹出位置和装盘位置之间。
为了装载信息盘，用户首先用手把信息盘放到弹出位置，然后，传送装置把该信息盘移动到叠堆单元的处于装盘位置的盘托隔板上。再由螺纹轴的转动把这个盘托隔板与信息盘一起移动到下或上叠堆区的一个叠堆位置。
为了把信息盘从叠堆位置传送到播放位置，螺纹轴的转动把该信息盘与盘托隔板一起移动到装盘位置。然后借助传送装置把信息盘从这个装盘位置由盘托隔板中取出来，并被送到播放位置。该传送装置还用来把信息盘移动到弹出位置，播放位置处于弹出位置和装盘位置之间。
这种换盘装置的优点是能够把用来读出存储在信息盘上的信息和/或把信息写入到信息盘上的读/写单元更简单地隔离开外部的干扰和震动。
在机动车中使用换盘装置的情况下，这是特别有好处的。
本发明的再一个优选实施例的特征在于在转轴的轴向上，在装盘位置的两侧，中心区有间隔区，该间隔区限定装盘位置的盘托隔板与叠堆位置的轴向相邻的盘托隔板之间的轴向间隔。
安置在装盘位置两侧的间隔区即装盘位置的上方和下方，为传送装置提供有一个空间，能够让所述装置把信息盘移动到装盘位置的盘托隔板，并把信息盘移出装盘位置的盘托隔板，而不会接触其他盘托隔板。
本发明的再一个优选实施例的特征在于装盘位置处的转轴平均螺距小于上、下叠堆区的转轴平均螺距。
上、下叠堆区的转轴平均螺距基本上由盘托隔板的高度来确定，使装盘位置的信息盘的轴向取向尽可能地精确对于传送装置与装盘位置的信息盘能无故障并可靠地配合运作是很有好处的。因此，最好选择装盘位置处的转轴平均螺距小于上、下叠堆区的转轴平均螺距。把装盘位置处的转轴平均螺距变小，就能够减小螺纹轴的转角允差对装盘位置的信息盘和盘托隔板的轴向位置的影响。因此，使装盘位置的转轴的螺距基本为零是很有好处的。其结果是能够以很精确的轴向高度和以重现的方式把单个的盘托隔板移动到装盘位置。关于螺纹轴的转角允差，例如螺纹轴的驱动系统的超调允差或驱动螺纹轴的步进马达的步进允差都对装盘位置的轴向高度没有影响或影响最小。
本发明的进一步的优选实施例的特征在于间隔区的转轴平均螺距大于上、下叠堆区的转轴平均螺距。
当增大间隔区的转轴平均螺距时，装盘位置的盘托隔板与相邻的下、上叠堆区的盘托隔板之间的轴向距离就增大，传送装置就有用来进出信息盘的更多的空间。
本发明的进一步的优选实施例的特征在于设置有用来把信息盘导向到叠堆区的盘托隔板内的下导向销和上导向销，导向销分别从上方和下方啮合到信息盘的中心孔内。
这种构成能够防止盘托隔板轴向移动期间信息盘沿径向快速滑出盘托隔板。导向销精确地限定了叠堆单元内的信息盘的径向位置。为了把信息盘传送出或传送到装盘位置的盘托隔板，上、下导向销分别上、下移动。
本发明的进一步的优选实施例的特征在于用来读出信息盘上存储的信息和/或把信息写入到信息盘上的读/写单元可移动地支承在该装置的机架板上。
这样作的结果是能够以最佳方式利用有效的安装空间。在车用的情况下，这是特别重要的，因为有效的安装空间非常有限。
本发明的进一步的优选实施例的特征在于读/写单元包括一个基板和一个激光器安装板，基板和激光器借助于减振器连接起来，基板可滑动地安装在机架板上，激光器安装板承载用来把信息盘夹持在播放位置的夹持装置和用来读出存储在信息盘上的信息的光学单元。
这种构成提供了读/写单元对外部的震动和冲击非常有效的隔离。后面将要以示例的方式并参照图1-13来描述用图表示的本发明的实施例。
附图简要说明
图1是带有一张处于弹出位置的信息盘的信息盘换盘装置的透视图，在该弹出位置上，用户能够用手把信息盘从换盘装置中取出，该换盘装置具有一个用来读取信息盘上存储的信息的读出单元、一个用来叠堆至少两张信息盘的叠堆单元和用来把信息盘从弹出位置传送到播放位置以及传送到装盘位置的第一、第二、第三和第四导向器；
图2是处于图1所示的弹出位置的换盘装置的前视图；
图3是读出单元的透视图；
图4带有滑动板的部分信息盘换盘装置的透视图，该滑动板用来传送读出单元(未示出)，并用来控制第一、第二、第三和第四导向器的枢轴运动以及用来控制叠堆单元的导向销和读出单元的夹持臂。
图5是处于图1所示的弹出位置的换盘装置的侧视图；
图6是处于图1所示的弹出位置的换盘装置的平面图；
图7是处于第一中间位置的换盘装置的侧视图，在该位置上，信息盘被自由地插置在夹持盘和驱动盘之间，信息盘能够从该第一中间位置移动到播放位置和移动到装盘位置；
图8是处于第二中间位置的换盘装置的侧视图，在该位置上，信息盘被夹持在读出单元的夹持盘和驱动盘之间；
图9是处于第一中间位置的换盘装置的平面图，其中第一、第二、第三和第四导向器夹持着信息盘；
图10是处于播放位置的换盘装置的平面图，其中第一、第二、第三和第四导向器处于转离信息盘的盘边缘的位置，信息盘被夹持在读出单元的驱动盘和夹持盘之间，存储在信息盘上的信息能够用读出单元读取；
图11是处于播放位置的换盘装置的侧视图；
图12是带有处于装盘位置的信息盘的换盘装置的平面图；
图13是带有处于装盘位置的信息盘的图12的换盘装置的透视图。
图1是带有处于弹出位置的信息盘1的信息盘换盘装置的透视图，在该弹出位置上，用户能够用手把信息盘从换盘装置中取出，并且为了在该弹出位置上装盘，用户能够用手把信息盘插入到换盘装置中。信息盘1具有圆形的边缘1a和中心孔1b。换盘装置容纳在仅局部表示的外壳2内，该外壳有一个有机架板3形成的基座。机架板3有前边缘3a、后边缘3b、左边缘3c和右边缘3d。机架板3沿x-y平面延伸，x方向被定义为与前边缘3a相同方向的从左到右的方向，y方向被定义为与左边缘3c相同方向。垂直于x-y平面的方向被定义为z方向。如图1的透视图所示，叠堆单元被安置在外壳2的右后部，该单元包括第一螺纹轴5、第二螺纹轴6和第三螺纹轴7，它们沿z轴相对于机架板3竖直延伸。第一螺纹轴5有外螺纹5a，第二螺纹轴6有外螺纹6a，第三螺纹轴7有外螺纹7a。还有五个盘托隔板，即第一盘托隔板8、第二盘托隔板9、第三盘托隔板10、第四盘托隔板11和第五盘托隔板12，在z方向上，这些盘托隔板一个在一个上方，每一个盘托隔板托住一张信息盘。第一盘托隔板8有与第一螺纹轴5的外螺纹5a啮合的第一孔8a、与第二螺纹轴6的外螺纹6a啮合的第二孔8b以及与第三螺纹轴7的外螺纹7a啮合的第三孔8c。同样，第二盘托隔板9、第三盘托隔板10、第四盘托隔板11和第五盘托隔板12也都有三个孔(未示出)，这三个孔分别与第一螺纹轴5、第二螺纹轴6、第三螺纹轴7相啮合。驱动机构(未示出)能够借助于由齿轮60a、60b、60c、60d和60e构成的齿轮系60来驱动第一螺纹轴5、第二螺纹轴6和第三螺纹轴7。也可以不用齿轮系，而用带齿皮带来驱动。螺纹轴5、6和7的转动能使盘托隔板8、9、10、11和12沿z方向移动。
在叠堆单元的中心，上盖板61承载上导向销62，机架板3承载下导向销63。驱动机构(未示出)可以使上导向销62和下导向销63沿z方向移动。
后面将参照图2来说明叠堆单元4的运作，图2是处于如图1所示的弹出位置的换盘装置的前视图。第一螺纹轴5和在图2中看不到的第二螺纹轴6与第三螺纹轴7一样，都有一个上叠堆区13、一个下叠堆区14和一个处在上叠堆区13和下叠堆区14之间的中心叠堆区15。中心叠堆区15有一个竖直的装盘位置16，装盘位置16与上叠堆区13由上间隔区17隔开，并由下间隔区18把装盘位置16与下叠堆区14隔开。第一螺纹轴5的外螺纹5a和第二螺纹轴6的外螺纹6a与第三螺纹轴7的外螺纹7a一样，分别都有在45°转角之上为零的螺距。在上间隔区17和下间隔区18，螺纹轴5、6和7都有沿盘托隔板8、9、10、11和12的z方向的竖直高度限定的螺距。在上间隔区17和下间隔区18内的螺纹轴5、6和7的螺距大大大于在装盘位置16处以及上叠堆区13和下叠堆区14内的螺距。如图2所示，第一盘托隔板8处在装盘位置，其他盘托隔板9、10、11和12都处在下叠堆区14内。下叠堆区14有第一叠堆位置14a、第二叠堆位置14b、第三叠堆位置14c和第四叠堆位置14d；上叠堆区13有第一叠堆位置13a、第二叠堆位置13b、第三叠堆位置13c和第四叠堆位置13d。如图2所示，第二盘托隔板9处在下叠堆区14的第一叠堆位置14a；第三盘托隔板10处在第二叠堆位置14b；第四盘托隔板11处在下叠堆区14的第三叠堆位置14c；第五盘托隔板12处在下叠堆区14的第四叠堆位置14d。如果螺纹轴5、6和7从图2所示的状态开始转动，处于装盘位置16的第一盘托隔板8移到上叠堆区13的第四叠堆位置13d，第二盘托隔板9移到装盘位置16，第三盘托隔板10移到第一叠堆位置14a，第四盘托隔板11移到第二叠堆位置14b和第五盘托隔板12移到下叠堆区14的第三叠堆位置14c。同样，第三盘托隔板10、第四盘托隔板11和第五盘托隔板12可一个接一个地被移到叠堆位置16。因此，通过转动螺纹轴5,6和7，处在下叠堆区14的盘托隔板9、10、11和12就能够一个接一个地移动到装盘位置16，进一步转动，盘托隔板9和11就能够移动到上叠堆区13。
在盘托隔板9、10、11和12的竖直行进期间，上导向销62和下导向销63就使这些盘托隔板上的信息盘沿z方向移动，此时，上导向销62和下导向销63啮合在信息盘1的中心孔1b中。
下面，进一步参照图1来描述换盘装置。为了把信息盘1从图1所示的弹出位置传送到如图2所示的处在其装盘位置的第一盘托隔板8，而设置有第一导向器20、第二导向器21、第三导向器22和第四导向器23。第一导向器20构成为一个通过式支承导向器，并由枢轴臂20a来安装，以便能够绕机架板3的左侧的枢轴转动。第一导向器20有一个用来对信息盘1的盘边缘1a进行导向的V形槽20c。第二导向器21被安置在对面，外壳2的右侧，它由第一传送轮25构成，该传送轮被支承在枢轴臂21a上，以使其能绕转轴25a转动。枢轴臂21a被安装在机架板3上，以使其能够绕枢轴24转动。为了传送信息盘1，第一传送轮25有一个用来与信息盘1的盘边缘1a啮合的V形槽25b。第三导向器22由第二传送轮26构成，该传送轮被支承在枢轴臂22a上，以使其能绕转轴26a转动。枢轴臂22a被支承在机架板3上，并安装在承载第二导向器21的枢轴臂21a的同一个枢轴24上。第二传送轮26也有一个V形槽26b。第一传送轮25和第二传送轮26由中间驱动器27驱动旋转，中间驱动器27由中间轮27a,27b,27c构成。中间轮27a可绕轴24转动，并由马达(未示出)驱动，中间轮27b和27c可转动地支承在枢轴臂22a上。
第一导向器20、第二导向器21、第三导向器22和第四导向器23都由未示出的弹簧朝向曲线形装盘路径28予加载。
在如图1所示的信息盘1的弹出位置上，第一导向器20和第一传送轮25分别用槽20c和槽25c在枢轴臂20a和21a的弹簧负荷的作用下顶靠在信息盘1的盘边缘1a上。第三导向器22的第二传送轮26克服弹簧力被压离叠堆单元4，从而由螺纹轴5,6和7的转动使盘托隔板8,9,10,11和12的任一个被移动到装盘位置16。然后，传送轮26一直转离到存在于盘托隔板8,9,10,11和12上的信息盘不接触第二传送轮26为止。
读出单元30被安排得能够在换盘装置的左前区机架板3上移动。
读出单元30承载第四导向器23，该导向器被构成为一个通过式支承导向器，并被安装在读出单元30上，以便能够绕轴23a转动。第四导向器23有一个V形槽，用来对信息盘1的盘边缘1a进行导向。
下面参照图3更详细地描述读出单元30的结构。图3是读出单元30的透视图。该读出单元30有一个由第一导向销31a、第二导向销31b和第三导向销31c构成的基板31。基板31借助于第一减振器32、第二减振器33和第三减振器34连接到激光器安装板35。带有一个夹持盘37的夹持臂36被安装在激光器安装板35上，以便能够绕夹持轴36a转动。激光器安装板35支承一个可由马达(未示出)驱动旋转的驱动盘38。由激光器单元39构成的光学单元被支承在激光器安装板35上，以便能够移动。读出单元30的基板31被安装在机架板3上，以便能够滑动。
为了说明基板31在机架板3上的可滑动安装，图4表示了部分换盘装置的透视图，为清楚起见，没有表示出读出单元30、基板31以及信息盘1。如图4所示，为了对读出单元30导向，机架板3承载有第一导轨40和第二导轨41，第一导轨40用来对基板31的第一导向销31a导向，第二导轨41用来对第二导向销31b导向。滑动板43可由未示出的驱动机构沿y方向移动。这个滑板43包括具有V形滑动槽44a的第一滑架44、具有V形滑动槽45a的第二滑架45和具有V形滑动槽46a的第三滑架46。V形滑动槽44a用来对基板31的第一导向销31a导向，V形滑动槽45a用来对基板31的第二导向销31b导向，V形滑动槽46a用来对基板31的第三导向销31c导向。
图5是处于图1的弹出位置的换盘装置沿x方向的侧视图。由图1可知，第一导轨40和第二导轨41是形的，并包括水平导轨部分40a和41a以及竖直导轨部分40b和41b。
图5表示带有处于打开位置的夹持盘37的夹持臂36，即：夹持盘37不支承在驱动盘38上。
为了把信息盘1传送到叠堆单元4或传送到播放位置，从图1所示的弹出位置开始，由未示出的驱动单元通过中间轮27a驱动第一传送轮25转动，结果，由第一导向器20支承的信息盘1被滚动到曲线形装盘路径28上，而被滚动到换盘装置内。
与此同时，图5所示的滑板43随后是读出单元30沿y方向移动到换盘装置内。读出单元30的第一导向销31a由第一导轨40导向，第二导向销31b由第二导轨41导向。然后，第一滑架44、第二滑架45和第三滑架46沿y方向把驱动力施加于基板31的第一导向销31a、第二导向销31b和第三导向销31c。
图7是处于第一中间位置的换盘装置的侧视图。在第一中间位置，基板31的第一导向销31a和第二导向销31b分别设置在沿y方向延伸的第一导轨40的水平导轨部分40a和第二导轨41的水平导轨部分41a的后端。滑动板43进一步沿y方向移动，第一导向销31a、第二导向销31b和第三导向销31c就分别在第一滑架44、第二滑架45和第三滑架46的V形槽44a、45a和46a中被朝上顶推，结果，就达到第二中间位置。然后，第一导向销31a和第二导向销31b在竖直导轨部分40b和41b中朝上移动。
第二中间位置表示在图8的侧视图上。图8表示第一导向销31a和第二导向销31b处在竖直导轨40b和41b的各上端，这就导致读出单元30上升，从而把夹持盘37压到驱动盘38上，这样就把信息盘1夹在夹持盘37和驱动盘38之间。
图7的第一中间位置表示在图9的平面图上。由图9可知，在第一中间位置，由第一导向器20、带有第一传送轮25的第二导向器21、带有第二传送轮26的第三导向器22和第四导向器23夹持住信息盘1。在转动臂的弹簧力的作用下，第一导向器20、第二导向器21、第三导向器22和第四导向器23顶靠住信息盘1的盘边缘1a，并把信息盘1保持在第一中间位置。
图10是带有处于播放位置的信息盘1的换盘装置的平面图。在该播放位置，第一导向器20、带有第一传送轮25的第二导向器21、带有第二传送轮26的第三导向器22和第四导向器23转离信息盘1，结果，这些导向器的V形槽就不再作用于信息盘1的盘边缘1a。第一导向器20、第二导向器21、第三导向器22和第四导向器23的转离是由滑动板43的移动来控制的，该滑动板沿y方向在第二中间位置和播放位置之间移动。在第二中间位置和播放位置之间移动期间，滑动板43克服预负荷力把第一导向器20、第二导向器21、第三导向器22和第四导向器23推离信息盘1。
在图10表示的播放位置上，信息盘1仅仅由夹持盘37和驱动盘38夹持住，在该播放位置，驱动盘38的转动使信息盘1旋转，并能够由读出单元30读取存储在信息盘1上的信息。在该播放位置，激光器安装板35仅连接于基板31，也就仅通过减振器32、33和34连接于机架板3。因此，激光器安装板35就由减振器32、33和34隔离开外部振动以及外壳2和机架板3的震动，结果，读出单元30能够的读出或播放存储在信息盘1上的信息而不受外界震动的影响。
图11是处于播放位置的换盘装置的侧视图。与图8所示的第二中间位置相比，滑动板43已经沿y方向移动，以至于第一导向销31a、第二导向销31b和第三导向销31c沿V形滑动槽44a、45a和46a被向下推，结果，读出单元30相对于第二中间位置下降。
信息盘1能够从图7和9所示的第一中间位置移动到图10和11所示的播放位置，也能够移动到叠堆单元4中。
为了把信息盘1从图9所示的第一中间位置移动到叠堆单元4中，信息盘1先滚动到曲线形转盘路径28上，再滚动到叠堆单元4中，本质上，主要是由从第一传送轮25接受驱动功能的第二传送轮26来进行驱动。第四导向器23主要起转动支承的作用。
图12和13表示带有处于图2所示的装盘位置的信息盘1的换盘装置。图12是平面图，图13是透视图。第二传送轮26已经转出叠堆单元4，以至于现在就能由螺纹轴5、6和7的转动把信息盘1与第一盘托隔板8一起从图12和13所示的装盘位置16移动到四个上叠堆位置13a、13b、13c或13d的某一个位置。反之，信息盘1能够从图13所示的装盘位置移动到第一中间位置，在该位置上第二传送轮26转动而靠在盘边缘1a上，第二传送轮26反向转动就把信息盘1移动到弹出位置，在该位置上，驱动第一传送轮25。
在图12和13所示的状态下，读出单元30已经完全移出叠堆单元4的运作范围。

Claims (9)

1．一种信息盘换盘装置，包括：在至少两个叠堆位置上叠堆至少两个盘托隔板的叠堆单元，每个盘托隔板用来保持一张信息盘；盘托隔板连接于至少一个具有螺纹的转轴，转轴的转动能使盘托隔板沿竖直方向移动；为保持盘托隔板，设置有叠堆单元的上叠堆区和下叠堆区；该换盘装置具有用来读取存储在信息盘上的信息和/或把信息写入信息盘的播放位置，其特征在于装盘位置设置在上叠堆区和下叠堆区之间的中间区内；转轴的每次转动可以把一个盘托隔板移动到装盘位置；设置有传送装置，该传送装置用来把信息盘从处于装盘位置的盘托隔板移动到播放位置和移动到弹出位置，在弹出位置上，能够把信息盘从换盘装置中取出来；播放位置被安排在弹出位置和装盘位置之间。
2．根据权利要求13的换盘装置，其特征在于在转轴的轴向上，在装盘位置的两侧，中心区有间隔区，该间隔区限定处于装盘位置的盘托隔板与处于叠堆位置的轴向相邻的盘托隔板之间的轴向间隔。
3．根据权利要求1的换盘装置，其特征在于装盘位置处的转轴平均螺距小于上、下叠堆区的转轴平均螺距。
4．根据权利要求1的换盘装置，其特征在于装盘位置处的转轴螺距基本上为零。
5．根据权利要求1的换盘装置，其特征在于间隔区的转轴平均螺距大于上、下叠堆区的转轴平均螺距。
6．根据权利要求1的换盘装置，其特征在于设置有用来把信息盘导向到叠堆区的盘托隔板内的下导向销和上导向销，导向销分别从上方和下方啮合到信息盘的中心孔内。
7．根据权利要求1的换盘装置，其特征在于用来读出存储在信息盘上的信息和/或把信息写入到信息盘上的读/写单元可移动地支承在该装置的机架板上。
8．根据权利要求7的换盘装置，其特征在于读/写单元包括一个基板和一个激光器安装板，基板和激光器借助于减振器连接起来，基板可滑动地安装在机架板上，激光器安装板承载用来把信息盘夹持在播放位置的夹持装置和用来读出存储在信息盘上的信息的光学单元。
9．一种包括如权利要求1中限定的换盘装置的机动车。
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