CN1674125A - 安装在移动数据存储媒体盒内的存储装置 - Google Patents
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Abstract
一个数据存储盒式存储器(40)封闭一个盒式存储器驱动组件(60),并具有带引导块的磁带盒的外部尺寸外形因子。为了区别该盒式存储器与磁带盒,该盒式存储器壳体包括一个位于引导孔位置处的阻挡部分(42)。传输装置(100)识别盒式存储器并指示盒式存储器是否处于盒式存储器接收器内的输送端部,同时使用光源(105,106)及朝向引导孔相对的传感器(115,116)。在另一个实施例中,封闭磁盘驱动器组件由防震座(62)支承和安装在磁盘盒壳体(41)内。柔性电缆使处于磁盘相对侧并用于数据传输的外部数据传输接口(48)与传输装置相互连接,并提供机械隔离。
Description
本申请是申请号为02811750.6,申请日为2002年4月25日,发明名称为“安装在移动数据存储媒体盒内的存储装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于数据存储的移动盒式存储器,如通常是包括一种数据存储媒体(例如磁带),并且通常可利用自动数据存储库中的自动装置进行处理的盒式存储器,这种盒式存储器插入用于在数据存储媒体上读取和/或写入数据的数据存储驱动器中。本发明还涉及处理这种移动盒式存储器的传输装置和自动数据存储库。
背景技术
数据存储盒式存储器通常包括一个插入到一个独立的数据存储驱动器中,以在其上读取和/或写入数据的数据存储媒体,如磁带。这种盒式存储器是一种存储大量可随机存取数据的使用方便的装置。这些盒式存储器特别适用于自动数据存储库,这种存储库的贮存架上存有大量盒式存储器,并在需要将盒式存储器传送到数据存储驱动器时,利用自动操作存取器存取盒式存储器。
盒式存储器必须是开口的或可开口的,以将媒体插入数据存储驱动器中。
在一个单盘磁带式盒式存储器的情况下,磁带可具有一个利用螺纹销接合并从而可将其拧入数据存储驱动器内的引导块。如果磁带在双盘盒式存储器内,则必须将一个较宽的磁带插入数据存储驱动器内并且将磁带从盒式存储器的一个盘绕到另一个盘上。如果数据存储媒体是光盘,则必须常常将整个光盘从盒式存储器中取出并插入数据存储驱动器中。
软盘形式的可移动盒式存储器是普遍使用的,而可移动硬盘已研制出,它特别用作可移动盒式存储器组。在每一种情况下,盒式存储器必须是开口的或可开口的,这样,读/写磁头可接触盒式存储器。例如,美国专利US5,253,246描述了各种类型的普通外形因子的盒式存储器中的媒体,但为了对媒体进行存取,所有盒式存储器都是开口的或可开口的。
开口的或可开口的盒式存储器使污物进入数据存储驱动器-盒式存储器的接口,结果,所能使用的技术是能够容许这种污物的技术,这就严重地限制了媒体的数据密度。对移动磁盘驱动器来说,在小面积上的高数据容量和高数据存取性能尤显重要,这需要高数据密度和高精确公差。正如本领域的专业人员知道的,通常都将移动磁盘驱动器封闭,以防止污物进入驱动器。只要打开驱动器就有可能造成驱动器的故障。另外,自动操作装置存储器有时会将盒式存储器掉落或放错位置,这样就难以处理,而手工操作也有可能在偶然的情况下使磁盘掉落或对磁盘进行不细致的操作。可拆卸式数据存储装置是现有技术已有的,如美国专利Re.34,369或日本专利JP-7-220464,但这些驱动器实际上不是移动的,它们不能由自动操作存取器操作或通过手工进行不细致的操作。美国专利US 6,154,360采用了三个防震垫片和一个将位于磁盘驱动器后部的PCB连接器连接到盒式存储器的电缆接头上的柔性电路。该PCB连接器位于磁盘驱动器面对磁盘的电缆接头那一端,从而使柔性电路稍微具有的横向柔性,并需要沿其长度方向设置多个裂缝,以对柔性进行测量。
磁带技术数据存取基本上是线性的,因为磁带必须从带卷上卷起或绕出,以便此后在磁头上存取数据。因此与包括主存储器(如计算机系统)在内的可随机存取的存储系统和高速硬盘驱动器相比,数据的存取是线性和缓慢的。
通常,一旦从数据存储磁盘中进行了存取,随后同一磁盘上的其它数据就被存取和/或改变并重写在数据存储磁盘中。数据传输的效率因此受到所述盒式数据存储器媒体的线性存取的妨碍。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种与其它移动磁盘不同的高密度、随机存取的数据存储移动式盒式存储器及一种识别和存取在这种盒式存储器中存储的数据的装置。
本发明的另一个目的是提供一种能不必进行细致操作的高密度、随机存取的数据存储移动盒式存储器。
在一个实施例中,数据存储盒式存储器通常具有磁带盒的外部尺寸外形因子,具有一个引导块,该引导块包括一个用于与螺纹销接合的孔。该数据存储盒式存储器包括一个可替换数据存储装置,如一个磁盘驱动器组件,一个光盘驱动器组件或一个非易失性固态存储器。为了将该盒式存储器与磁带盒区分开并可将它用于自动数据存储库或其它也能接收磁带盒的装置内,磁盘盒壳体和带有引导块的磁带盒的外部尺寸外形因子基本相同,并在位于引导块孔位置的至少一侧上包括阻挡部件。
本发明一个实施例的具有插入盒式存储器的接收器的传输装置不但识别数据存储盒式存储器,还指示数据存储盒式存储器是否存在于接收器内的输送端部,当盒式存储器处在接收器内的输送端部时,使用一个光源射向引导块孔的位置。还使用一个传感器,它位于盒式存储器与光源的相反侧的引导块孔的位置处。因此,传输装置利用盒式存储器壳体的阻挡部件感应光源的阻挡情况,从而识别数据存储盒式存储器的差异标识,并指示数据存储盒式存储器是否处在接收器的输送端部。
在另一个实施例中,移动磁盘驱动盒可接受不细致的操作,如手工或用于在贮存架上存放移动数据存储媒体盒的自动数据存储库中,该库中具有至少一个用于抓取和传送移动数据存储磁盘的自动操作存取器。移动磁盘驱动器盒包括一个磁盘盒壳体,它可具有用于存放在贮存架上并可由自动操作存取器抓取的外部尺寸的外形因子。利用一个在磁盘盒壳体内支承和安装封闭磁盘驱动组件的防震固定件将一个封闭的整体式磁盘驱动组件安装在磁盘盒壳体内。用一根柔性电缆将封闭的磁盘驱动组件与磁盘的外部数据传输接口相连,该外部数据传输接口相对于传输装置,例如自动数据存储库提供数据传输。柔性电缆从外部数据传输接口延伸到磁盘驱动组件的后端,该端是磁盘驱动组件的与外部数据传输接口相反的那端,而且柔性电缆所具有的柔性可使磁盘驱动组件与磁盘盒壳体机械隔离。
本发明另一个实施例的自动数据存储库包括多个用于存储移动数据存储盒式存储器的贮存架,某些移动数据存储盒式存储器包括具有数据存储媒体的数据存储媒体盒,而一些盒式存储器包括具有磁盘驱动器的磁盘驱动盒。所述存储库还包括至少一个用于在数据存储媒体盒式存储器的数据存储媒体上读取和/或写入数据的数据存储驱动器;至少一个用于相对于磁盘驱动器盒提供数据传输的传输装置;及至少一个用于在贮存架、数据存储驱动器和传输装置之间抓取和输送移动数据存储盒式存储器的自动操作存取器。
为了更全面地理解本发明,下面将参照附图进行详细描述。
附图说明
图1现有技术的磁带盒和与现有技术的引导块螺纹销互锁的引导块的等角视图;
图2是使用现有技术的引导块螺纹销的现有技术的磁带驱动器的示意图;
图3是本发明的具有数据存储装置的移动数据存储盒式存储器的等角视图;
图4是图3的具有封闭的磁数据存储驱动器的移动存储盒式存储器一个实例的分解视图;
图5是图4的移动数据存储盒式存储器的平面视图;
图6是图4的移动数据存储盒式存储器的柔性电缆的平面视图;
图7A和7B分别是图4的移动数据存储盒式存储器的后板的顶视图和剖视图;
图8是具有图7A和7B所示后板的图4的盒式存储器壳体的下半部的等角视图;
图9是表示出图6的柔性电缆的图4的移动数据存储盒式存储器的局部剖开的等角视图;
图10是用于贮存、输送并相对于图1的磁带盒和图3的移动存储盒式存储器提供数据传输的自动数据存储库的等角视图;
图11是用于相对图3的移动存储盒式存储器提供数据传输并用于将图3的移动存储盒式存储器与图1的磁带盒区分开的传输装置的等角视图;
图12是装有图3的移动存储盒式存储器的图11的传输装置的另一等角视图;
图13A和13B是安装在分别用于检测图3的移动存储盒式存储器和图1的磁带盒的图12的传输装置的顶板上的光源的顶视图;
图14是安装用于感应图13A和13B的光源的传感器的PCB的一个实例的平面视图;
图15是图11的传输装置的压缩部件、基准板、支承部件和夹子的等角视图;
图16是图11的传输装置的柔性电缆的平面视图;
图17是装上图16的柔性电缆的图15的压缩部件、基准板、支承部件和夹子的剖视图;
图18是图11的传输装置和图3的移动数据存储盒式存储器的静电放电(ESD)路径的电路图;
图19是图11的传输装置的侧剖视图,表示在无装载位置的装载机构;
图20是具有处于无装载位置上的装载机构的图11的传输装置和图3的移动数据存储盒式存储器的剖视图;
图21是图11的传输装置的侧剖视图,表示处于装载位置的装载机构;
图22是具有处于装载位置上的装载机构的图11的传输装置和图3的移动数据存储盒式存储器的剖视图;
图23是图11的传输装置和图3的移动数据存储盒式存储器的电力传输接口的电路图;
图24是装有非易失性固态存储器组件的图3的移动数据存储盒式存储器的示意图;
图25是装有光盘驱动组件的图3的移动数据存储盒式存储器的示意图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的优选实施例,其中相同的附图标记表示相同或相似的部件。虽然本发明描述了实现本发明目的的最佳方式,但本领域的专业技术人员可理解到,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可根据该技术做各种变换。
参照图1和2,现有技术的数据存储磁带盒10通常包括一个数据存储媒体,如磁带,该数据存储媒体插在分离的现有技术的数据存储驱动器12内,以在数据存储媒体上读取和/或写入数据。
磁带盒10必须有一个开口或是可开口的,以便能将媒体插入数据存储驱动器。在单带卷磁带盒的情况下,磁带具有一个靠螺纹销15与其接合,从而拧入数据存储驱动器12的引导块14。引导块14嵌入并套装在磁带盒的开口17内,在3480/3490盒式磁带的情况下,引导块位于磁带盒的一角。引导块连接在磁带的引导器上,磁带绕在磁带盒内的带卷上。引导块具有一个孔19,螺纹销15插在该孔内。螺纹销的轴20插在孔内,磁带盒下降或者螺纹销上升,以使引导块14的成形腔与螺纹销的扩展部分21互锁。
螺纹销15连接在由数据存储驱动器12操作的臂22上,用于从磁带盒中拉出引导块并将磁带绕在带卷24上。磁带盒10通过槽口26装在一个磁盘接收器25内,并且螺纹销15与引导块14接合。然后臂22将具有磁带引导器的引导块从接收器25通过不同的轴承和读/写磁头27输送到带卷24上的一个径向槽28,然后进入到带卷的中心位置。然后,带卷24卷绕磁带通过读/写磁头27以从所述磁带上读出或向所述磁带上写入数据。
如图1所示,磁带盒10包括一个通常的、形成外部尺寸外形因子的长方形磁盘壳体30,该磁带盒10可有一个上半部31和下半部32。切口35用于与自动数据存储库的贮存架上的保持器互锁,该自动数据存储库用于将磁带盒保持在架上的适当位置上。
参照图3,数据存储盒式存储器40的磁盘盒壳体41具有与图1的带引导块14的磁带盒10大致相同的外部尺寸外形因子。数据存储磁盘包括位于磁带盒引导器阻挡孔19的位置17的至少一侧上的阻挡部分42,从而使数据存储40与磁带盒10具有不同的标识。一方面,阻挡部分42是不透明的,以对来自对应传感器的光源进行光学阻挡,而现有技术的引导器阻挡孔将会传输光束,从而区别数据存储盒式存储器40和磁带盒10。另外,或附带的不透明的阻拦部分43可位于数据存储盒式存储器40的相对侧。另一方面,阻挡部分44位于引导块阻挡孔的位置,在该位置处,图1的螺纹销通过图2的磁带驱动器开始与磁带盒接合,并因而防止与数据存储磁盘的接合,并提供与移动数据存储磁盘不同的标识。
与图1的磁带盒10的槽口35类似的槽口45与自动数据存储库的贮存架上的保持器互锁,该自动数据存储库用于将磁带盒保持在本身的适当位置上。
正如下文将讨论的那样,磁盘盒壳体41内安装了一个数据处理装置,如一个数据存储装置。也如下面将讨论的那样,还提供一个带有基板50的外部数据传输接口电连接器48,该连接器48在基板的外表面上具有电触点51。电触点51连接到数据处理装置上,并在处于对正关系时,它与传输装置的电触点相匹配。
设置对正或校准孔55和56,并与传输装置对应的校准销相匹配,以使移动盒式存储器40的数据传输接口与传输装置的数据传输接口横向对准和对正。
图4是表示图3的移动数据存储盒式存储器40的一个实例的分解视图,图5是平面视图,并包含一个封闭、整体式的可操作磁数据存储驱动器60。装配在磁盘盒壳体41内的具有所希望的外形因子的封闭、整体式的可操作磁数据存储驱动器的例子包括IBM Travelstar 2.5英寸系列的磁数据存储驱动器。图4和图5特别显示出磁盘盒壳体41的下半部46。
参照图3-5,一方面,槽口58和59可使传输装置的加载器接合在移动数据存储盒式存储器40上,并迫使数据传输接口电接触器48的电触点51进入具有与传输装置匹配的电触点的非擦拭接触器(non-wiping contact)。
另一方面,防震座62在磁盘盒壳体41内支承和放置数据存储装置。图4和5特别表示出防震座62的下半部63。防震座62的设置确保数据存储驱动器完全避免和脱离了与磁盘壳体或数据传输接口电连接器48潜在的机械接触。再参照图6,柔性电缆65不但在基板71上设有电触点51,并与数据存储装置和外部数据传输接口48互连,同时还避免了数据存储装置与磁盘盒壳体41之间的机械接触,从而还进一步确保数据存储装置,如封闭式磁盘驱动器组件60与磁盘盒壳体41完全分离和机械隔离。因此,可保护数据存储装置免受不细致处理并能经受住磁盘的掉落或避免使磁盘错放,以致由自动操作存取器或由手工而进行不细致处理
对于本发明的这方面来说,磁盘盒壳体41、防震座62、数据传输接口48和柔性电缆65可以采用适合于支承专门的数据存储装置的任何结构,同时避免在数据存储装置与磁盘壳体之间的机械接触。特别是,磁盘盒壳体41可具有与带有引导块的磁带盒不同的外部尺寸外形因子。在一个实施例中,将数据存储装置60,如一个封闭的磁盘驱动组件设置在磁盘盒壳体41内,以使表面端66面对数据传输接口48,而后端67与数据传输接口处于相反位置。柔性电缆65连接到外部数据传输接口48和数据存储装置60的后端67上。柔性电缆65的长度最好保持足够的松驰,即使在防震座62被完全压入磁盘壳体与数据传输接口的相反侧方向的情况下也不能拉直或张紧。因此,与专利`360不同,柔性电缆65可以是标准型的,没有裂缝,并且柔性电缆采用的长度可在所有方向上提供柔性,从而提供机械隔离。
数据存储装置60最好是封闭、整体式的和可操作的,它包括必要的机械和电子部件。在封闭式磁盘驱动组件的情况下,该组件包括至少一个可旋转的盘、一个驱动盘旋转的电机、至少一个磁头、一个用于查找、跟踪和寻址的致动器和伺服系统、电机控制器,及用于读取和写入数据并在数据传输接口,如在采用工业标准格式的数据传输接口(如IDE、SCSI或PCI)上进行通讯的数据处理电子器件。因此,该装置不必为数据传输提供开口。
再参照图7A,7B,8和9,设置基本平的后板70,它用于支承和放置图6的柔性电缆65的终端71,以构成电连接器48。后板70和柔性电缆终端71扣入磁盘盒壳体41上的插槽73内,以进行机械支承。这样后板70支承并使柔性电缆65的前表面50定位,以构成外部数据传输接口电连接器。图9还示出了防震座62的上半部72和磁盘盒壳体41的上半部75。
柔性电缆65包括多个在终端71和终端68处与前表面50的电触点51相连的连接部(lands),这些连接部连接到数据存储装置,如封闭式磁数据存储装置60后端67的连接器76上,以提供上述隔离。
在一个实施例中,基本平的基板前表面50的电触点51包括一些含金的垫片,用以提供金接触表面。例如,触点包括铜垫片,在铜垫片上电镀一个扩散阻挡层,如镍,并且II型金垫片电镀的扩散阻挡层的厚度要大于标准厚度。作为一个实例,金垫片的厚度大体为100微英寸(10-6英寸)。正如在本领域的专业技术人员定义的那样,约8微英寸时为“薄镀(flash)”,约15微英寸时为“适当(adequate)”,约30微英寸时为“标准(Standard)”。扩散阻拦层的电镀厚度最好大于50微英寸时。本领域的专业人员也将II型金垫片称为“硬金(hard gold)”,并包括定义的一系列合金。金垫片最好采用电解电镀。
在另一个实施例中,可采用具有与金类似特性的其它材料制作电触点,如铂或铂-镍合金。构成电触点的含铂垫片可具有金“薄镀(flash)”层。
在一个优选实施例中,电触点51基本上是平的,并在垫片上具有基本平的接触表面。电接触物理学定义实际接触是通过在接触表面上的较小微结构的高点进行的,该高点称为“吸出物(aspirates)”,并分布在整个接触界面,即使接触表面是基本平的。
作为另一个实施例,电触点51可包括在垫片上具有成形表面的成形触点。在“赫兹”理论中,成形表面将接触力集中在一个较小接触面积上。成形可通过电镀或去除材料来实现,并且可以各种不同的形状,如凹陷、凸起、赫兹应力点、球上平面、枝状(dendrite)、相交圆柱、杯上球或刻纹(sculptured)等形状。
另外,基本平的基板前表面的至少一个电触点包括细长形触点51,下文将讨论。
如图7B剖视图所示,后板70大致为“H”梁形,它具有一个用于支承和定位柔性电缆终端71的前部77和一个提供结构强度的后部78。正如将要讨论的那样,当数据存储盒式存储器40装入传输装置时,该盒式存储器40将受到沿垂直于前表面50的相当大的力,如超过10磅的力,这将影响与传输装置数据传输接口的非擦拭接触,因而需要后板具有相当大的结构强度,如,采用坚硬、耐用的塑料。具有高强度的塑料的例子包括菲利普公司Phlillips 66的“Ryton”,一种聚亚苯硫化树脂;通用公司GE的“Ultem”,一种聚醚酰亚胺;及通用公司GE的“Lexan”,一种聚碳酸脂。
在另一方面,对准或对正的孔55和56设置在基本平的后板70上,后板70靠近基本平的基板50。在利用探针插入终端71的孔80和81,并分别插入后板70的孔82和83而进行装配时,使柔性电缆终端71的基板50相对于后板70对正。因此,基本平的基板前表面50相对于后板70对正并与后板70上的孔55和56对准或对正。校准孔与对应的传输装置校准销相配合,以使外部数据传输接口48相对于传输装置对齐。
柔性电缆65除了与数据处理装置或数据存储装置相连,以通过接触传输装置提供数据传输,该柔性电缆65还与数据处理媒体的电源输入端相连,以将传输装置的电力提供给数据处理媒体。
另一方面,当与传输装置对准或对正时,后板70与孔55和/或56上的校准销接触。后板70包括一个具有电阻率的半导体塑料材料。在一个实例中,这种材料具有足以提供电阻率的碳,包括充有10%-30%碳的塑料。作为另一种选择,后板70包括两块板、一块具有“H”型梁的板,及另一块最好位于“H”梁前面并具有校准孔的板,包括充碳的半导体部件。利用柔性电缆65的接合部85将后板与数据存储装置电连接,该柔性电缆65接地,这样就构成了从数据存储装置至后板的静电放电路径,该路径通过半导体材料到接地的传输装置(下面将进行讨论)的校准销。任何上面提到的塑料都可充碳并用作板70或用作的两块充碳板中的一块。充碳的塑料的一个特殊例子是充20%碳的聚碳酸脂,称为“Stat-Kon DC-1004-FR”。
图10表示用于相对于图1的磁带盒10和图3的移动数据存储盒式存储器40存储、输送并提供数据传输的自动数据存储库90。存储库90包括至少一个,最好多个用于在数据存储媒体,如磁带盒10上读取和/或写入数据的数据存储装置92。此外,存储库包括至少一个,最好多个用于相对数据存储盒式存储器40提供数据传输的传输装置93。磁带盒10和数据存储盒式存储器40都存放在贮存架95上。各种磁盘都可以隔离的方式进行贮存或也可随意地贮存在整个贮存架上。典型的自动数据存储库还包括一个或多个输入/输出装置97,磁盘可接收到或传递到该装置97上。具有夹子的自动操作存取器98在贮存架95、输入/输出装置97、传输装置93和/或数据存储装置92中抓取并输送选择好的磁盘10或40。自动数据存储库的自动操作存取器也可包括一个媒体传感器96。媒体传感器96可包括一个标签读取器,如条码扫描器或读取系统,如智能卡或RF(射频)读取器,或其它类似型式的系统,这些系统应能识别磁盘,如利用其卷系列号,或系列卷标号(VOLSER)。作为一个实例,系列卷标号(VOLSER)可包括一个贴在磁盘上、可利用条码读取器读取的标签。作为另一个实例,系列卷标号(VOLSER)可记录在磁盘内的利用RF接收器读取的RF芯片上。
图11-22表示传输装置100和各种部件的一个实施例。该传输装置可独立使用,或可包括图10的自动数据存储库90的传输装置93。
一方面,参照图11-14,传输装置100用于相对图3的移动数据存储盒式存储器40提供数据传输,该移动数据存储磁盘通常具有图1的带引导块的磁带盒10的外部尺寸外形因子。如上所述,引导块包括一个靠螺纹销接合的通孔19。也如上所述,移动数据存储盒式存储器40包括一个阻挡部分,如磁盘盒壳体41的不透明阻挡部分42。
传输装置100包括一个用于接收移动数据存储盒式存储器的接收器103。正如本领域的专业技术人员已知的,该盒式存储器可手动接收,或可由图10的自动数据存储库90的自动操作存取器接收,或可由自动盒式存储器装载器(ACL)接收。
光源105和106安装在传输装置的顶板109的开口107和108上。传感器115和116安装在印刷电路板(PCB)118上,分别用于感应光源105和106。光源105和106最好包括一个红外光源,如LED光源,该光源是聚焦的,并向各传感器115和116提供聚焦光束,传感器最好是红外光传感器。
光源105和对应的传感器115设置在传输装置的接收槽120附近,盒式存储器插在该接收槽内。因此,作为盒式存储器,无论是磁带盒10或是移动数据存储盒式存储器40,都会阻断光束,从而可使传感器115检测到盒式存储器是否插入到接收器103内。止动器121和122设置在接收器103的输送端部,并包括能够将盒式存储器完全接收在传输装置内的位置。
当盒式存储器处在接收器内的输送端部时,光源106位于并朝向磁带盒10的引导块孔19的位置及移动数据存储盒式存储器40的阻挡部分42的位置。对应的传感器116处于引导块孔和位于盒式存储器距光源106相反侧的阻挡部分的位置上。传感器116可通过传感器115而打开,并利用盒式存储器壳体阻挡部分感应对光源106的阻断,从而识别数据存储盒式存储器的差异标识,并指示移动数据存储盒式存储器是否处在接收器103的输送端部。因此,传感器116能使传输装置工作以装载移动数据存储盒式存储器40。如果光束未被阻断,以致传感器116继续检测光源106的光束时,或者盒式存储器未全部插入接收器103,或者盒式存储器是磁带盒10,并且光束通过引导块孔19被接收。在这种情况下,将出现一个差错信号,传输装置的工作将不继续进行。
正如本领域专业人员所理解的那样,一个或两个光源105,106及对应的传感器115,116可颠倒过来,采用位于PCB118上的光源和顶板109上的传感器。另外,正如本领域专业人员所理解的那样,也可在PCB和顶板中间位置上安装光源和传感器。
参照图11和15-17,在另一方面,图中示出传输装置100的数据传输接口电连接器130,它用于与图3-9所示的移动数据存储盒式存储器40的外部数据传输接口电连接器48相配合。传输装置100可释放、可再接地提供相对于盒式存储器外部数据传输接口的电连接,该盒式存储器外部数据传输接口包括一个具有多个位于基本平的前表面50的基本平的电触点51的基板71,该基板安装在一个能用装载器接合的移动盒式存储器40内。
电连接器130包括一个具有多个由基准板134支承的突起压缩部件133的弹性压缩元件132。该压缩元件最好固定在基准板134上。例如,压缩部件可以粘接、焊接或硬化在基准板上。压缩部件设置在一个匹配电路柔性基片136的后表面135上,该配电路柔性基片136最好包括柔性电缆138的终端。匹配电路柔性基片136在前表面140上具有电触点141,当对正时,电触点141与移动盒式存储器电触点51相配合。压缩元件132的突起压缩部件133面对着后表面135并与后表面135接触,这样使各个压缩部件133与对应的各个电触点141对正。
在美国专利4,902,234、5,059,129、5,873,740或5,947,750中对这种通用类型的压缩元件1 32做了一般性的描述。
柔性电缆138的匹配电路柔性基片136的至少一个电触点141为细长形触点及并与图6的柔性电缆65的基本平的基板前表面50的一个电触点51对应,各触点141与两个相邻的弹性压缩元件132的各压缩部件133对正。按照这种方式,细长形触点包括超越过两个压缩部件上的多余的接触点,并具有相匹配的接触表面,这些匹配接触表面至少为单个压缩部件的单个触点的接触面积的两倍。
因此,在电连接器130中,电路柔性基片136定位在弹性压缩元件132上,使基板的后表面与压缩部件133接触,在基板的前表面140上的细长触点141与两个相邻的压缩部件133对正。另外,在电连接器48中,当基板71与匹配电路连接器130的前表面140对准并对正时,细长触点51分别以叠加在两个相邻压缩部件133上的方式定位,并且细长电接触器51与对应的细长触点141可释放地接触。
对于图6的柔性电缆65的电触点51来说,基本平的基板前表面140的电触点141可包括含金垫,最好包括铜垫,扩散阻挡层,如镍、型号II或“硬金(hard)”镀在垫上,镀在扩散阻挡层上的金垫的厚度大于标准厚度,如约100微英寸的厚度。扩散阻挡层的厚度最好大于50微英寸。金垫最好采用电解方式电镀。
电触点141也可包括其它材料,例如含铂垫,如铂或铂-镍合金,也可具有金“薄镀(flash)”层。
电触点141最好是基本平的,并在垫上具有基本平的接触表面。另外,电触点141可以是上述的在垫上具有成形表面的成形触点。
柔性电缆138包括多个连接部,这些连接部与终端136上的前表面140的电触点141连接,并且柔性电缆的终端146连接在图14的PCB的连接器145上。
另一方面,在对准或对正时,孔155和156位于靠近电触点141的地方。在分别将一个探针销插入终端136的孔157和158,并插入孔155和156中,以进行装配时,使柔性电缆终端136对正,并且电触点141相对压缩部件133对齐,并以预定的量将柔性电缆终端压紧在压缩部件上。正如将讨论到的那样,只将匹配电路柔性基片136压紧到足以达到对正的程度,同时弹性压缩元件132不立即发生方向上的改变,最后形成方向垂直于前表面140的逐渐弯曲的弧形160和161。然后,夹持件162和163定位于能使电路柔性基板固定就位的地方。在图示的例子中,夹持件162固定柔性电缆的尾端164,夹持件163固定柔性电缆138。下文将讨论到,当移动数据存储盒式存储器的外接口与匹配电路柔性基板电触点141对正时,一个载荷器向移动盒式存储器施加一个垂直于前表面140的力,并在匹配电路柔性基片136与基准板134之间压缩弹性压缩元件132。匹配电路柔性基片136的布置使弹性压缩元件132不立即发生方向上的改变,并从而形成方向垂直于前表面140的逐渐弯曲的弧形160,161,使基板不在横向受拉的情况下沿垂直方向自由运动。这样便在图3的移动盒式存储器基板50的电触点51和匹配电路柔性基片136之间产生非擦拭接触,从而在它们之间形成可释放、可再接的电连接。
另一方面,再参照图20,传输装置100还包括用于与图3的移动数据存储盒式存储器40的各校准孔55和56匹配的校准销165和166,用以将外部数据传输接口电连接器48与传输装置的数据传输接口电连接器130对正。两个校准销在校准时基本垂直于匹配电路柔性基片136的前面板140,而且端部167和168分别做成锥形,并对着移动盒式存储器基板50的圆点,以使移动盒式存储器基板定向,并逐渐横向地对准移动盒式存储器基板和匹配电路柔性基片136。为了防止在校准销与各校准孔之间造成误差,校准销165最好是圆柱形的,与对应的校准孔55相同,并且直径稍小于校准孔55。例如,校准销的直径可比校准孔的直径小5%。然而,可用非圆形销,如本领域专业人员已知的“钻石(diamond)”销取代校准销166,这种销比销165窄许多,但高度相同。因此,利用校准销使移动数据存储盒式存储器40的外部接口电连接器48的两端准确地沿垂直方向对齐,并利用校准销165使其准确地沿水平方向对齐。
另一方面,参照图17和22,匹配电路柔性基板的前表面140与重力方向平行,并且盒式存储器装载器提供与重力方向正交的“法线(normal)”力,以使沉积在前表面140上的污物最少。
另一方面,再参照图18,当与传输装置对齐和对正时,图8和9的移动数据存储盒式存储器40的后板70的校准孔55和/或56与校准销165和166接触。如上所述,后板70及校准孔55和56通过柔性电缆的连接器85与数据存储装置,如磁数据驱动器60电连接,连接部85接地,从而构成从数据存储装置至后板的静电放电通路,该放电通路通过半导电材料传至校准销。由于数据存储装置在移动数据存储盒式存储器内,所以数据存储装置不外接地,因此,它在盒式存储器内的具有一个静电源。校准销165和166是导电体并通过支承件170连接到接地通路169,从而构成从移动数据存储盒式存储器40的校准孔55和56至接地通路169的静电放电通路。
参照图12和19-22,图中示出了传输装置100的装载器,装载移动数据存储盒式存储器时,施加一个垂直于图17的柔性电缆138的前表面140的力。图19和20示出处于接收器103内的输送端部的盒式存储器40在盒式存储器被装载之前止动于止动件的情况(图中只示出止动件122)。图12,21和22示出装载后的盒式存储器。图22还示出传输装置100的连接在PCB 118上的机构上方和外侧绕成环状的柔性电缆138,因而使PCB和柔性电缆的装配和替换很容易。
装载机构开始时处于“insert”(插入)位置,并且电机180通过齿轮系181使曲柄182朝传输装置100的前部转动。曲柄182因而朝传输装置100前部推动横梁184,横梁又推动接收器103的臂185,从而将接收器103推向传输装置的前开口120。臂185和引导件186和187骑在传输装置的开槽188和189上并在接收器103前后运动时,可活动地支承接收器103。接合臂190将接收器103连接在转轴191上,并且该接合臂包括一个在传输装置的开槽195内运动的导向件192。本领域的专业技术人员可理解到,导向件、臂、梁和开槽在接收器103各侧都是相同的。本领域的专业人员也可理解到,导向件、臂、梁和开槽也可采用与本发明不同的布置方式。
当接收器103处于朝向传输装置的前开口120的“insert”(插入)的位置时,开槽195朝离开接收器103的方向向下推导向件192。接合销200与导向件192处于同一轴上,它位于臂190的相对侧,并朝接收器103内伸出。因此,当利用开槽195向下推导向件192时,也朝离开接收器的方向向下推接合销200。这样就将移动数据存储盒式存储器插入接收器。
可利用图14的传感器116启动装载,如上所述,传感器识别数据存储盒式存储器的差异标识,并指示移动数据存储盒式存储器40是否处在接收器103内的输送端部。
传感器116能使电机180通过齿轮系181带动曲柄182朝离开传输装置100的前部并朝后部转动。这样,曲柄182朝传输装置后部推梁184,梁184又推接收器103的臂185,并从而朝传输装置后部推动接收器103。当接收器103被推向传输装置的后部时,开槽195朝接收器103方向向上提升导向件192,将接合销200提升到接收器103内,接合销在接收器内与图3的移动盒式存储器40的槽口58和59处相接合。当继续朝传输装置后部推接收器时,接合销200向移动盒式存储器40施加一个垂直于匹配电路柔性基片136的前表面140的力。首先,校准销165和166与盒式存储器的对应孔55和56接合,以使移动盒式存储器基板定向并逐渐横向地对正移动盒式存储器基板和匹配电路柔性基片136,同时使盒式存储器基板电触点51与匹配电路柔性基板电触点141对正。然后接合销向移动盒式存储器施加法线力,并且移动盒式存储器基板50(及后板70)在匹配电路柔性基片136和基准板134之间压缩压缩弹性压缩元件132,以在移动盒式存储器基板50和匹配电路柔性基片136的电触点141之间产生非擦拭接触,从而在它们之间构成可释放和可再接的电连接。
例如,由装载器可在每一压缩部件上产生至少30克的力。盒式存储器上的总法线力大于10磅,并且对压缩元件的压缩深度约为0.022英寸。在装载盒式存储器时,电机180带动曲柄182旋转到旋转中心之外并转到超过中心位置的一个止动件处,这样,臂被锁定在某位置上,以防止无意地释放盒式存储器。电机通过向后转动并超过中心来将盒式存储器释放,然后使盒式存储器朝传输装置的前开口120方向运动。参照图19和20,在一个实施例中,曲柄182转动并超过旋转中心达到止动件193。在另一个实施例中,曲柄182转动到臂184与曲柄182的转轴端接触时为止,这样臂184就成为一个止动件。当碰到止动件时,曲柄182在压力下被锁定,同时提供压缩压缩元件132的法向力。
参照图15和20,在压缩元件132的边缘处设置肋202,203,以轻微地夹持图16的柔性电缆基片136,以便在各压缩部件被压缩在与接口的触点141下时,有助于限制柔性电缆基片的任何横向运动。
表面171和172跨在柔性电缆基板136上并紧靠着图8的盒式存储器的“H”梁70或图3的盒式存储器的接口48上,并且在图12的电机180使臂182转动到装载位置时,限制对压缩部件的压缩。
另一方面,再参照图23,移动数据存储盒式存储器40的外部数据传输接口48除了与数据处理装置或数据存储装置,如磁数据存储驱动器60相连外,以利用接触的传输装置100提供数据传输,该接口48还包括一个由柔性电缆的一个或多个连接件209连接到数据处理装置上的电力传输接口,以由传输装置100输送电力到数据处理装置上。
再一方面,电力传输接口不但在供给最大功率之前检验数据处理装置与传输装置之间的电接触,还在施加电力时,逐渐等变地改变施加的电力。
特别是,传输装置的电源向盒式存储器40的输入端220提供电源。限流电路(trickle circuit)222限制流向输出端215的电流,并在传输装置100的触点141和盒式存储器40的触点51之间首次进行电接触时,限制流向数据处理装置的电流。在接触之前,没有电流流动,并且输出端215与电源输入端220的电压相同,该电压由检测器228检测。只要进行接触,就有小电流流向数据处理装置,并通过限流电路222返回到接地端221,同时减小输出端215的电压,该电压由检测器228检测。因此,检测器228检测流向盒式存储器40的电流,从而检验数据处理装置和传输装置之间的电接触。
一旦确认了电接触,检测器228使等变电路230(ramping citcuit)开始操作门233,以向输出端215提供小功率电能,然后使门233等变地逐渐变到最大功率。当功率等变地增大时,输出端215的电压增大,并且电压可由检测器228检测。因此,当通过改变输出端215处的电压验证施加的最大功率时,可选择检测器228检测出现的任何问题。FET是一个门233的例子。当电触点不适用时,检测器128还检测“不匹配”或释放盒式存储器40,并控制等变电路230打开门233。熔断电路234可用于限制向盒式存储器40传送过大的功率。电接触的验证和功率的等变可确保在盒式存储器40内的有源数据处理元件或数据存储装置能避开供电峰值,否则会损坏装置。
图24和25表示具有另一种数据处理或数据存储装置的移动数据存储盒式存储器。图24表示具有非易失固态存储组件240的图3的移动数据存储盒式存储器40。固态存储组件可有利地包括一个“现货供应”装置,如易买到的装置。图25表示光盘驱动组件250的图3的移动数据存储盒式存储器。当前,市场上可买到的光盘驱动器必须改变成使用不可擦式光盘。本领域的专业技术人员可采用其它数据处理装置。
尽管已详细地描述了本发明的优选实施例,但应理解到,本领域的专业技术人员不在不脱离由权利要求书中限定的本发明保护范围的情况下可进行各种变换和改进。
Claims (13)
1.一种自动数据存储库(90),包括:
多个贮存架,用于贮存移动数据存储盒式存储器,某些所述移动数据存储盒式存储器包括具有数据存储媒体的数据存储媒体盒式存储器,某些所述盒式存储器包括具有磁盘驱动器的磁盘驱动磁盘;
至少一个数据存储驱动器,用于在所述数据存储媒体盒式存储器的所述数据存储媒体上读取和/或写入数据;
至少一个传输装置,用于相对所述盒式存储器驱动盒提供数据传输;及
至少一个自动操作存取器,用于在所述贮存架、所述至少一个数据存储驱动器和所述至少一个传输装置中抓取并输送所述移动数据存储盒式存储器。
2.按照要求1的自动数据存储库,其中所述数据存储媒体盒式存储器和所述磁盘驱动盒具有基本相同的外部尺寸外形因子,其中所述至少一个自动操作存取器包括一个抓取器,用于可识别地抓取所述数据存储媒体盒式存储器和所述磁盘驱动盒。
3.按照要求1的自动数据存储库,其中所述传输装置还包括:
一个传输装置的数据传输接口,用于与所述磁盘驱动盒的外部数据传输接口配合;
一个装载装置,用于使所述磁盘驱动盒定位在使所述外部数据传输接口与所述传输装置的数据传输接口配合的位置。
4.按照要求3的自动数据存储库,其中所述传输装置还包括校准销,用于与所述磁盘驱动盒的校准孔配合,以使所述外部数据传输接口与所述传输装置的数据传输接口对正;
其中所述磁盘驱动盒的对正孔与静电源电连接,其中所述传输装置的校准销是导电的,并与接地通路相连,从而形成从所述磁盘驱动盒的所述校准孔至所述接地通路的静电放电通路。
5.按照要求3的自动数据存储库,其中所述磁盘驱动盒的所述外部数据传输接口还包括一个电力传送接口;其中所述传输装置的数据传输接口还包括:
一个传输装置的电力传送接口,用于使电力从所述传输装置传送到所述磁盘驱动盒的所述电力传送接口;
一个电接触验证检测器,它响应流向所述磁盘电力传送接口的电流,以验证所述磁盘驱动盒和所述传输装置的电力传送接口之间的电接触;
其中所述传输装置电力传送接口还包括一个等变电路,它响应由所述电接触验证检测器的所述电接触的所述验证,用于使电力逐渐等变地施加给所述磁盘驱动盒的所述电力传送接口。
6.一种移动磁盘驱动盒,包括:
一个磁盘盒壳体;
一个封闭整体式磁盘驱动组件,它具有一个后端;
一个外部数据传输接口,用于相对传输装置提供数据传输,所述外部数据传输接口安装在所述磁盘壳体上;
一个防震座,用于在所述磁盘壳体内支承和安装所述封闭的磁盘驱动组件,所述封闭磁盘驱动组件定位在与所述外部数据传输接口相反的后端;及
一个柔性电缆,它使所述封闭磁盘驱动组件与所述外部数据传输接口相互连接,所述防震座和所述柔性电缆将所述封闭磁盘驱动组件与所述磁盘壳体机械隔离。
7.按照权利要求6的移动磁盘驱动盒,其特征在于:它与将移动数据存储媒体磁盘贮存在贮存架内的自动数据存储库一起使用,并且该自动数据存储库具有至少一个自动操作存取器,用于抓取和传送所述移动数据存储磁盘,其中所述盒式存储器壳体具有用于贮存在所述贮存架内并利用所述自动操作存取器进行抓取的外部尺寸外形因子;其中所述外部数据传输接口安装在所述磁盘壳体上并与封闭磁盘驱动组件相连,用于相对所述自动数据存储库提供数据传输;及
其中所述移动磁盘驱动盒的壳体具有与所述移动数据存储媒体磁盘基本相同的外部尺寸外形因子。
8.按照权利要求6的移动磁盘驱动盒,其中所述传输装置相对所述移动磁盘驱动盒提供数据传输,它包括多个校准销,所述移动磁盘驱动盒还包括多个用于接收校准销的在所述外部数据传输接口上的校准孔,以使所述外部数据传输接口相对所述传输装置对正;
其中所述校准孔形成在具有导电性的塑料材料上,所述材料与接地的所述磁盘驱动组件电连接,从而形成静电放电通路,所述材料通过该通路通到所述校准销。
9.按照权利要求6的移动磁盘驱动盒,其中所述外部数据传输接口还包括一个电力传送接口,它与所述封闭磁盘驱动组件相连,用于将电力从所述传输装置传送到所述封闭磁盘驱动组件;
其中所述电力传送接口通过所述柔性电缆连接到所述封闭磁盘驱动组件上。
10.一种移动磁盘驱动盒,它能与将移动数据存储媒体磁盘贮存在贮存架内的自动数据存储库一起使用,并且该自动数据存储库具有至少一个自动操作存取器,用于抓取和传送所述移动数据存储磁盘,该移动磁盘驱动盒包括:
一个磁盘驱动盒壳体,具有用于贮存在所述贮存架内并利用所述自动操作存取器进行抓取的外部尺寸外形因子;
一个封闭磁盘驱动组件,它安装在所述磁盘驱动盒壳体内;
一个外部数据传输接口,它连接到所述封闭磁盘驱动组件上,用于相对所述自动数据存储库提供数据传输;
其中所述磁盘驱动盒壳体具有与所述移动数据存储媒体磁盘基本相同的外部尺寸外形因子。
11.一个传输装置,它用于相对移动磁盘驱动组件提供数据传输,包括:
一个传输装置的数据传输接口,用于与所述磁盘驱动盒的外部数据传输接口配合;
一个装载装置,用于使所述磁盘驱动盒定位在使所述外部数据传输接口与所述传输装置的数据传输接口配合的位置。
12.按照权利要求11的传输装置,其特征在于还包括多个校准销,用于与所述磁盘驱动盒的校准孔配合,以使所述外部数据传输接口与所述传输装置的数据传输接口对正;
其中所述磁盘驱动盒的校准孔与静电源电连接,其中所述传输装置的校准销是导电的并与接地通路相连,从而形成从所述磁盘驱动盒的所述校准孔至所述接地通路的静电放电通路。
13.按照权利要求11的传输装置,其中所述磁盘驱动盒的所述外部数据传输接口还包括一个电力传送接口;其中所述传输装置的数据传输接口还包括:
一个传输装置的电力传送接口,用于使电力从所述传输装置传送到所述磁盘驱动盒的所述电力传送接口;及
一个电接触验证检测器,它响应流向所述磁盘电力传送接口的电流,以验证所述磁盘驱动盒和所述传输装置的电力传送接口之间的电接触。
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