CN1815594B - 用于数据存储系统的可升级和可扩展装置 - Google Patents

Abstract

一种数据存储和检索装置，包括：用于将数据记录到或从数据盒中读出数据的磁带驱动器，至少一个存储数据盒的存储箱及在磁带驱动器和数据箱中的存储位置间移动数据盒的盒梭。本数据存储和检索装置被罩在被构造用以配合与计算机网络相关的装置的标准形状因子，如形状因子U的壳体内。通过更换设备中有限数量的部件同时保持大多数部件和元件不变，本数据存储和检索装置对于不同的形状因子是可升级的。如可通过仅改变盒梭升降机部分中的元件和在壳体内设置更高或更短的存储箱，改变形状因子U。还可通过为盒梭提供不同长度的带并提供具有更多或更少插槽的更长或更短的存储箱以延长所述装置的深度而不改变U形状因子，提供更多或更少的存储容量。

Description

用于数据存储系统的可升级和可扩展装置

本申请要求2003年10月30日提交的美国临时专利申请No.60/515,601的权利，该申请在此作为参考被引用。

技术领域

本发明主要涉及一种计算机数据归档设备，并且特别是涉及一种使用磁带盒的自动数据记录和回放设备。

背景技术

计算机系统和基于计算机的系统需要用于储存计算机数据的数据存储系统。为确保数据不丢失，已开发出数据归档系统。普通的数据归档系统包括一个或多个磁带驱动器，所述磁带驱动器使用用于记录和回放计算机数据的可拆卸的磁带盒。所述磁带盒具有大存储容量的优点及其改造盒以将存储容量延伸至几乎无限大的能力。然而，手动操作的磁带驱动器需要有经验的工作人员定期更换磁带。

已研发出自动更换磁带驱动器中的磁带盒的所谓的自动装载器。这些自动装载器一般从保持和存储一定数量的磁带盒的存储箱中每次移动一个磁带至磁带驱动器，并且在磁带驱动器完成记录和/或回放后，返回存储箱中的存储位置。这些自动装载器通常都连入计算机系统和计算机网络中，并且在存储箱中设有适当数量的磁带盒。具有单个驱动器的自动装载器将数据在驱动器中每次一个地记录到磁带上。具有多个磁带驱动器的自动装载器系统允许数据几乎同时被提供至多个驱动器，由此减少数据备份时间。

然而，磁带备份系统仍然存在缺点，即与在计算机系统或网络内的绝大多数其它元件的数据传送速率相比，向磁带盒或从磁带盒的数据传送速率是有限的。结果是通常必须在计算机系统的停机时间进行数据备份和/或数据归档。例如，在每天业务停止时通常进行数据备份。然而，许多业务要求24小时的时间计划，使得没有合适的时间进行数据备份。即便是在业务停止时间内为计算机系统进行数据备份的工作，由于故障会造成自上次备份以后的所有数据的丢失，因此在工作时间计算机系统的故障会导致丢失一些或整天的数据。

如果设置具有足够快速度的数据归档系统以在计算机系统或网络的全部投入使用过程中进行备份，那将是有利的。如果数据归档系统具有较高的数据传送速率和较小的备份窗口，也将是有利的。

发明内容

本发明提供一种使用磁带盒用于记录通过盒梭自动提供给所述盒的磁带驱动器中的数据的数据存储系统。盒梭在磁带驱动器和磁带存储箱中的存储位置之间移动磁带盒。现有的设备，通常被称作“自动装载器”，被罩在壳体内，设置所述壳体的尺寸以适合标准形状因子。本发明的优点在于通过构造可由具有不同尺寸的相似元件所更换的现有“自动装载器”的不同操作元件，以便能够制造出符合不同形状因子的尺寸但不需要对元件进行重新设计的“自动装载器”。换句话说，不同尺寸的装置通过使用通用部件并且仅改变一些关键元件的尺寸，现有的“自动装载器”可被构造成许多不同的尺寸。通过这种方式，可设置“自动装载器”系统，以适合不同尺寸的安装位置或容纳不同的存储容量，而不产生重新设计不同比例元件的高成本。

附图说明

图1是根据本发明原理的自动装载器的框架、磁带驱动器和盒梭的顶部透视图；

图2是现有的“自动装载器”的盒梭及其横向移动驱动器的顶部透视图；

图3是在现有的自动装载器设备中使用的两个盒存储箱的顶部透视图；

图4a是盒存储箱的横剖面视图；

图4b是图3中所示的两个盒存储箱的透视图，其中去掉了上部存储箱的外壳；

图4c是图4b中所示的两个盒存储箱的侧视图；

图4d是图4c中所示的盒存储箱的纵剖视图；

图5a是盒存储箱中的盒闩锁的不完整放大透视图；

图5b是图5d中所示的盒存储箱的一部分的剖视图；

图5c是去掉外壳的盒存储箱的侧视图；

图5d是去掉外壳的盒存储箱的端视图；

图6是现有的自动装载器系统中的盒梭的顶部透视图；

图7是图6中所示的盒梭中的盒旋转设备的顶部透视图；

图8是图6中所示的盒梭中的盒梭底座的顶部透视图；和

图9是现有的自动装载器设备中的壳体的侧向透视图。

具体实施方式

现有的数据存储与检索装置是对于2003年10月31日提出的美国临时专利申请No.60/516,542和要求其权利的非临时申请，以及于2003年10月30日提出的美国临时专利申请No.60/515,738和要求其权利的非临时申请中所披露的数据存储与检索装置的改进，以上所有文献均在此作为参考而被引用。

首先参见图1，“自动装载器”框架10具有基本上为矩形的平面构形，包括底部12、侧轨14和16和横向壁18。从横向壁18延伸出一对纵向壁部分20和22，在其间安装有磁带驱动器24。磁带驱动器24可操作从磁带盒中读出数据并向磁带盒中写入数据。

在下部部件12上横向壁18自磁带驱动器24的相对侧上设置一对箱安装轨26和28，存储箱(后面所示)被安装到所述安装轨上。在安装轨26和28之间为盒梭30，所述盒梭30在安装轨26和28之间沿传送空间32可移动。马达34被设置靠近磁带驱动器24并且包括工作以使盒梭30沿传送空间22纵向移动的传动装置36。

在横向壁18上安装有箱锁定马达38和40，其分别有选择地在支承轨26和28上的适当位置将存储箱(后面所示)锁定和解除锁定。印刷电路板42被设置接近磁带驱动器24并且在横向壁18后面。印刷电路板42包括用于控制和操作现有的自动装载器的电路元器件，并且在连接到自动装载器上的计算机或网络与磁带驱动器24之间提供数据传输。通过印刷电路板42上的硬件以及在与本装置相连的计算机系统或计算机网络上运行的软件对本装置进行控制。

现有的自动装载器框架10具有与标准计算机机架相配合的尺寸和形状。例如，形状因子“U”如1U，2U，3U和4U已限定出计算机设备机架的标准机架位置的尺寸。这些机架具有与沿X向的长度相对应的X向标准宽度，如图1所示。标准形状因子“U”规定了19英寸的X向尺寸。自动装载器设备的Y向尺寸在图1中由对应于所述装置的纵向尺寸的箭头所示。Y向尺寸可根据用户的需要而改变，而不需要对自动装载器内的元件进行重新设计。

此外，图中所示的Z向尺寸对应于自动装载器的高度。所述高度用标准形状因子如“U”进行表示，并且用户可从标准形状因子1U，2U，3U或4U中进行选择。现有的自动装载器内的元件尺寸沿Z向可变，从而提供不同的形状因子“U”，而不用改变元件的设计。因此，本自动装载器可适于用户对被自动装载器应具有的存储容量所需的自动装载器所占用的空间的需要。通过使用相同的模块化部件，并且仅稍微增加每一形状因子“U”的部件或特定部件，可实现在Y和Z方向上的变化。

主框架或底盘12在相同Y向尺寸内对于所有形状因子“U”来说都是相同的。对于不同装置来说，框架在Z方向上不需要进行改变。当然，对于具有不同Y向尺寸的自动装载器来说，设置不同的框架12。

在以下说明中，被更换或替换以改变现有装置的高度或形状因子U的部件被称作U单位元件。

参见图2，盒梭30包括梭底座42，在所述梭底座上设有用于降低和抬起盒转盘或旋转壳体46的升降机组件44，所述升降机组件进而保持盒取回和弹出设备48，例如盒拾取器。

盒梭30通过由马达52和驱动驱动带轮56的减速器齿轮传动装置54驱动的带50已在自动装载器装置内移动。带50被连接到同样安装到自动装载器装置上的第二带轮58上。梭底座或底盘42通过带夹60被保持到带50上。通过螺纹轴62的转动实现保持在梭30中的盒的升降移动，所述螺纹轴被旋转通过受到升降机马达64驱动的带。升降机马达和螺纹轴被升降机支承框架66保持住。螺纹轴62带有附接到转子平台46上的车有螺纹的螺母，以根据需要抬升转子平台。转子平台46包括正齿轮和正齿轮环(未示出)，以使盒保持壳体产生转动。盒取回和弹出设备48在盒保持壳体内移动以吸入或推出其盒。

通过改变带50的长度以容纳不同规格的自动装载器设备，现有装置的形状因子在Y向上可改变。改变梭横移组件的Y向尺寸不需要对元件进行其它改变。

参见图3，存储箱68和70被安装到安装轨28和26上的自动装载器设备10上。每一个存储箱68和70包括多个存储插槽72，在所述存储插槽中插入数据盒74。存储插槽72被分隔壁76隔开。存储箱68和70还包括前面板78和端盖80。

为适应自动装载器设备在Y向尺寸上的变化，存储箱68和70根据需要被加长或被缩短，并且可具有更多的或更少的存储插槽72。可通过设置更长的或更短的外部壳体84以及设置更多或更少的分隔壁76而实现这一点，在优选实施例中，所述外部壳体由板状金属形成。为适应自动装载器在Y向尺寸上的变化，不需要对存储箱的部件或元件进行其他改动。

图4a-4d为示出了分隔壁76之间的存储插槽72的内部结构的存储箱68和70的不同视图。分隔壁76主要在相邻数据盒之间的垂直方向上进行延伸，并且不要求在数据盒之间设置水平板。此外，弹出弹簧88被设置在每一个插槽72中，以在闩锁释放时将数据盒74推出插槽。如图4a所示，闩锁被设置为在数据盒被完全插入插槽72中时接合数据盒74的柔性部分90。

如图所示，通过沿更长或更短的箱壳体84的长度包括更多或更少个数的分隔壁76以在平放方向上扩展现有设备，从而提供存储箱的可升级性。

还有可能的是，在垂直方向或Z向上升级本装置，该目标可通过设置具有更多或更少个数的与空间接合的盒，使得所述存储箱或是更高或是更短并且具有叠置在每一筒内的更多或更少个数的盒的分隔壁76而实现。

图5a-5d示出了存储箱的进一步细节，包括在分隔壁76中的数据盒的闩锁90。闩锁90在由插槽94和插槽96从分隔壁76上切出的柔性构件92上弯曲。突出部98延伸进入数据盒74的开口中。易于理解分隔壁76是如何在高度上进行扩展以通过简单地增加每个数据盒所需要的结构而容纳更多个数的数据盒的，以提供现有存储箱的可升级性。

图6示出了盒梭30的放大详图。对于各种尺寸的梭30，底盘42可保持相同的尺寸，转子组件46和盒壳体100同样也是如此。盒取回和弹出设备48也可以保持相同的尺寸。为了在垂直或Z方向上进行升级，本发明提出，为使现有自动装载机在Z方向上具有更大或更小的高度，升降机支承组件66根据需要被更短或更高的框架所替换。这与不同的U尺寸相对应。除改变升降机支承框架66的尺寸外，改变螺纹轴62的长度以适合升降机机构44的不同的垂直行程。对于具有不同规格尺寸的现有装置，盒梭中的其它元件可保持相同。

在图7中，盒保持器100具有安装在其中的数据盒74。由于数据盒具有标准尺寸，因此对于采用特定尺寸的盒的现有自动装载器的所有可升级性是在部件中，而不是在盒保持器100中。换句话说，只要使用具有给定尺寸的盒，不管对自动装载器本身的尺度进行什么改变，该元件不需要进行任何改变。

对于使用不同规格的盒的自动装载器，所述盒壳体100被具有合适尺寸的盒壳体所更换，以与所述盒的规格相配合。同样，将根据所述盒的规格确定存储箱的尺寸。

现参见图8，现有的梭30的底盘42包括升降机机构44，其通过设置不同的升降机支承框架66和具有不同长度的切分轴62而设定尺寸，如上所述。螺纹轴带有车有螺纹的螺母106，在所述轴62旋转时垂直移动的升降机平台108支承在所述螺母上。现有自动装载器在Y向或Z向上的缩放比例不需要改变升降机平台108或底盘42。

最后，图9中示出了壳体110，所述壳体110包括安装在标准计算机网络构架中的构架安装凸缘112。如图1所示，壳体110套在底盘112上以封闭现有的自动装载器。当自动装载器在Y向上定标时，壳体110已改变了在Y向上的长度。当自动装载器在Z向上定标时，对应于被构架所约束的元件的不同的“U”尺寸，壳体110增大在Z向上的长度以给出更大或更小的高度。

因此，本发明提供一种可升级的自动装载器，可容易地增大或减小所述自动装载器的尺寸，同时保持使用其中的大多数元件和部件。为了实现自动装载器尺度或尺寸的变化，只需改变现有装置中的少数元件和部件。由于可制造出同样的许多部件用于不同尺寸的自动装载器，这样就降低了部件成本和投资成本。

本发明易于适合特定用户的需要，取决于要占据多大的空间以及特定的自动装载器所必须具有的存储容量。此外，可进行最少数量的重新测试引入新款自动装载器，这是由于具有不同尺寸的自动装载器中的大多数元件已进行过测试。

可预见的是，现有的自动装载器可通过为每一尺寸的装置增加部件或特定部件而缩放其尺寸，如向最终用户或向中间制造商提供这些用于缩放自动装载器尺寸的不同包装的部件。

图中示出现有自动装载器包括在存储箱的每一空间中具有两个叠置的盒的两个U的型式。一个U的型式中设有具有仅单个盒高度存储箱的存储箱。在这种情况下，可放弃升降机机构，这是由于不需要移动不同高度存储箱之间的盒至存储箱的另一高度。

设计除转子外的所有上述模块，使得所述模块沿长度轴(Y轴)和高度轴(Z轴)可扩展。参见图1中的X-Y-Z的定义。其主要目的在于由于许多部件可被制成相同的，这样就保持部件成本和投资成本较低。

本产品在要占据多大的空间以及特定的自动装载器所应具有的存储容量方面易于适合特定用户的需要。由于每一个模块已进行预测试，因此可进行最少数量的重新测试而生产出新式产品。通过使用相同的模块以及为每一个“U”仅少量“附加”部件或特定部件，存储系统可在Y轴和Z轴上得到扩展。

在相同的Y向尺寸(相同理念)内，所有“U”尺寸的主底盘是相同的。主底盘应具有与“U”无关的标准高度。顶盖具有与“U”相关的不同高度。当改变主底盘的Y向尺寸时，顶盖的Y向尺寸必须随之进行改变。所述理念保持相同。

尽管本领域的技术人员可建议提出其它的改变和变化，但是发明人的专利旨在保护的是合理地并且适当地在对本发明的技术所作出的贡献的范围内的所有这些改变和变化。

在前面说明书、技术方案和/或附图中所披露的特征可单独地或相互间组合在一起作为以不同形式实现本发明的实质性条件。

Claims (4)

1.一种数据存储和检索装置，其包括：

从具有多种尺寸的多个壳体中选择出来的壳体；

在所述壳体中的磁带驱动器；

在所述壳体中的至少一个存储箱，所述存储箱具有多个数据盒存储插槽，所述存储箱具有从具有多种尺寸的多个箱壳体中选择出来的箱壳体，所选箱壳体的尺寸取决于已经选择出来的所述壳体的尺寸；

在所述壳体中并且在操作上能够使该数据盒从所述存储箱中的存储插槽传送到磁带驱动器并且反之亦然的盒梭，所述盒梭包括带螺纹的升降机轴，所述带螺纹的升降机轴从具有多种尺寸的多个带螺纹的升降机轴中进行选择；和

通过从所述具有多种不同尺寸的多个壳体中选择所述壳体，通过从所述具有多种不同尺寸的多个箱壳体中选择所述箱壳体并且通过从所述具有多种不同尺寸的多个带螺纹的升降机轴中选择所述带螺纹的升降机轴，同时保留所述数据存储和检索装置中的所有其它元件，所述数据存储和检索装置在垂直于盒梭的行进方向上可升级为多种不同尺寸中的一种尺寸。

2.根据权利要求1所述的数据存储和检索装置，其中通过从具有不同尺寸的多个所述带螺纹的升降机轴和升降机架中选择升降机机构中的对应的一套所述带螺纹的升降机轴和升降机架，同时选择具有同一尺寸的所述盒梭的其它元件，所述盒梭可升级为多种不同尺寸中的一种尺寸，根据所选的所述壳体的尺寸选择所述带螺纹的升降机轴。

3.根据权利要求1所述的数据存储和检索装置，其中通过在所述存储箱的具有不同尺寸的多个分隔壁中进行选择，通过在所述存储箱的具有不同尺寸的多个端盖和面板中进行选择并且通过在具有不同尺寸的多个所述箱壳体中进行选择，以及通过改变存储箱中所需弹出弹簧的个数，同时选择具有同一尺寸的所述存储箱的其它元件，所述装置的存储箱升级为多种不同尺寸中的一种尺寸。

4.根据权利要求1所述的数据存储和检索装置，其中通过从具有不同长度的多条带中选择盒梭带，同时选择具有同一尺寸的所述盒梭的其它元件，所述盒梭在梭传送方向上可升级为多种不同尺寸中的一种尺寸。

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