CN204791960U - 一种光盘分离取放装置 - Google Patents

Abstract

一种光盘分离取放装置,包括：光盘拾取头、反射式光电传感器、伺服电机、控制器、水平支撑钢片、中间连接件、导轨小车、导轨、皮带、光盘卡爪、光盘分离器；拾取头通过水平支撑钢片、中间连接件、小车与行程导轨相连；伺服电机安装在纵向导轨上，通过皮带与机械手的中间结构相连；光盘分离器的中心圆柱与光盘卡爪的中心圆柱嵌套连接。本实用新型解决了光盘库机械手拾取、移动、放置光盘行程长、耗时长的问题，可以一次性将多张光盘在光盘匣与光驱之间移动，是一种体积小、重量轻、速度快的智能分离、取放光盘的机械手装置。

Description

一种光盘分离取放装置

技术领域

本实用新型属于智能机械手装置技术领域，涉及一种光盘分离取放装置。

背景技术

在大数据时代，社会信息化的核心在于数据的数字化，而数字化的基础在于存储。目前，数据存储的方式主要分为硬盘存储、半导体存储以及光存储三种。而针对离线存储、冷数据存储等关键部分，光存储作为目前容量最大、最安全、成本最低的存储技术，是最适用于大数据分配存储和长久备份的存储技术。面对日益膨胀的数据，为了能够更好地将蓝光存储技术应用在大数据存储中，需要将光盘科学合理地摆放在一定的柜体空间内，并且能够快捷、方便、准确地存储(刻录)数据或查找需要的资源。

目前现有的智能光盘库可以在一定程度上满足上述要求，但是还存在着许多问题，以抽拉匣式智能光盘库为例，光盘按片匣分组，每张光盘的各自独立存放，这样不仅会占用更多的空间，而且由于每张光盘单独拾取、移动与放置，也会占用更多的光盘装载/归位时间。

而光盘堆叠式存放的智能光盘库可以极大地提升柜体空间的利用效率。在机械手抓取功能方面，虽机械手可以一次性将匣内光盘全部取出，但是却不能将其一一放置，而只能依靠添加光盘中转匣，先将堆叠的光盘全部放入光盘中转匣，再逐张拾取、移动、放置与光驱中进行读写；将光盘从光驱中归位光盘匣时，也只能先将光盘从光驱中先分别移至光盘中转匣中，再从光盘中转匣中一次性将光盘拾取、移动、放置与对应的光盘匣内。这样使得在光盘装载/归位时间上、机械手行程上都造成了极大地浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光盘分离取放装置，解决了现有技术中存在的光盘库机械手拾取、移动、放置光盘行程长、耗时长的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，光盘分离取放装置，包括光盘拾取头、伺服电机、控制器、水平支撑钢片、中间连接件、导轨小车、导轨、皮带、光盘卡爪、光盘分离器；光盘拾取头通过水平支撑钢片、中间连接件、导轨小车与导轨相连；控制器与光盘拾取头分别安装在水平支撑钢片上下两侧；伺服电机安装在导轨上，通过皮带与中间连接件相连；光盘分离器和光盘拾取头同置于光盘拾取头上；光盘分离器的中心圆柱与光盘卡爪的中心圆柱嵌套连接；

光盘卡爪为四个安装在光盘拾取头上的长条形钢制弹片；钢制弹片中部有一个支杆，支杆下端向外侧弯曲，并且钢制弹片可以绕支杆进行小幅度旋转，支杆的上半段装有第一弹簧，支杆的上端顶部装有电磁铁I；

光盘分离器包括：硬质薄板、动力传输杆、钢制滑块、电磁铁II、第二弹簧；硬质薄板嵌于光盘拾取头内，硬质薄板置于与动力传输杆相配合的孔位，通过动力传输杆与钢制滑块相连，钢制滑块通过第二弹簧与电磁铁II连接。

进一步的，硬质薄板外轮廓大小与光盘拾取头边缘平齐，嵌于光盘拾取头内并能够沿着光盘拾取头内配合的滑槽移动。

进一步的，用于检测光盘拾取头前端光盘状态的反射式光电传感器安装于水平支撑钢片上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种可以将多种光盘一起拾取、多张光盘分次单张拾取、多张光盘一次放置、多张光盘分次单张放置的智能机械手装置，在一个光盘拾取头上集成了两个可以独立控制的光盘抓取与分离结构(光盘卡爪与光盘分离器)，光盘卡爪可以为光盘拾取头上的多张光盘提供支撑力；光盘分离器可以将光盘卡爪上的多张光盘中的下数第二张光盘与其他光盘分离，并为光盘分离器上面的光盘提供支撑力。解决了光盘库机械手拾取、移动、放置光盘行程长、耗时长的问题。该装置可以一次性将多张光盘在光盘匣与光驱之间移动，是一种体积小、重量轻、速度快的智能分离、取放光盘的机械手装置。

附图说明

图1是本实用新型整体示意图。

图2是拾取头结构示意图。

图3是光盘卡爪结构示意图。

图4(a)、图4(b)、图4(c)分别为光盘卡爪机械结构的主视图、侧视图、俯视图。

图5为光盘分离器结构示意图。

图6(a)、图6(b)、图6(c)分别为光盘分离器机械结构的主视图、侧视图、俯视图。

图7(a)－图7(d)为从光盘匣取出大量光盘的具体实施例图。

图8(a)－图8(f)为将光盘分张放入不同光驱中的具体实施例图。

图9(a)－图9(f)为将不同光驱中的光盘分次取出时的实施例图。

图中，001、光盘拾取头，002、反射式光电传感器，003、伺服电机，004、控制器，005、水平支撑钢片，006、中间连接件，007、导轨小车，008、导轨，009、皮带，100、光盘卡爪，101、钢制弹片，103、第一弹簧，104、电磁铁Ⅰ，105、支杆，106、滑槽，200、光盘分离器，201、硬质薄板，202、动力传输杆，203、钢制滑块，204、电磁铁Ⅱ，205、第二弹簧，206、盘拾取头基座I，207、光盘拾取头基座II，701、光盘匣，702、光盘Ⅰ，801、光驱Ⅰ，802、光驱Ⅱ，803、光盘Ⅱ，804、光盘Ⅲ，901、光驱Ⅲ，902、光驱IV，903、光盘IV，904、光盘V，905、光盘VI。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型旨在使智能光盘库中的机械手实现多张光盘同时/分别从光盘匣/光驱中自动拾取、移动、放置的功能。

如图1至图6所示，本实用新型包含光盘拾取头001、反射式光电传感器002、伺服电机003、控制器004、水平支撑钢片005、中间连接件006、导轨小车007、导轨008、皮带009；光盘拾取头001通过水平支撑钢片005、中间连接件006、导轨小车007与导轨008相连，中间连接件006同时起到固定收紧导轨小车007、固定皮带009以及连接的作用。水平支撑钢片005起到支撑光盘拾取头001与光盘的作用，同时为光盘卡爪100、光盘分离器200以及检测装置提供安装位置；伺服电机003安装在导轨008上，通过皮带009与中间连接件006相连。

光盘卡爪100部分包含钢制弹片101、第一弹簧103、电磁铁I104、支杆105；光盘卡爪100为四个安装在光盘拾取头001上的长条形的钢制弹片101，钢制弹片101中部有一支杆105，下端向外侧弯曲，钢制弹片101可以绕支杆105进行小幅度旋转。在钢制弹片101上半段与支杆105之间装有第一弹簧103，将钢制弹片101上端顶向外侧，使钢制弹片101处于常收紧状态。当钢制弹片101为收紧状态时，拾光盘拾取头001可以通过标准光盘中间的拾取孔。在钢制弹片101上顶部与支杆105之间设置有电磁铁I104作为控制开关。当电磁铁I104通电时，磁铁吸力克服第一弹簧103阻力将钢制弹片101上端吸进，下端弹出，钢制弹片101处于弹出状态，钢制弹片101下端的弯曲点之间距离大于标准光盘中间的透孔直径，光盘拾取头001无法通过，此时便可将光盘从光盘匣抓出。

光盘分离器200部分包含硬质薄板201、动力传输杆202、钢制滑块203、电磁铁II204、第二弹簧205；光盘分离器200的作用是将光盘拾取头001上堆叠的光盘的下数第2张光盘与其他光盘错位分离，使错位光盘不会因卡爪收紧而从拾取头掉落，同时也为光盘拾取头001上的其他光盘提供支撑力。光盘分离器200包含一个2mm厚的硬质薄板201，硬质薄板201外轮廓大小与光盘拾取头001边缘平齐，硬质薄板201嵌于光盘拾取头001内，可以沿着光盘拾取头001内配合的滑槽106移动。硬质薄板201通过动力传输杆202与一钢制滑块203相连，钢制滑块203的位置通过第二弹簧205与电磁铁II204控制。常态时，电磁铁II204不通电，钢制滑块203在弹簧力的作用下使得硬质薄板201与光盘拾取头001处于重合状态；当电磁铁II204通电时，钢制滑块203在磁力的作用下，克服弹簧力使得硬质薄板201与光盘拾取头001存在2mm的水平位移。当硬质薄板201与光盘拾取头001重合时，机械手的光盘拾取头001可以通过光盘中间的拾取孔；当光盘卡爪100处于弹出状态时，光盘分离器200位移会使得卡爪上堆叠光盘的下数第2张位置的光盘与其他光盘间出现错位，使得错位的光盘以及光盘分离器200上端的光盘不会从光盘拾取头001上掉落。光盘分离器200的中心圆柱与光盘卡爪100的中心圆柱嵌套连接，光盘分离器200的硬质薄板201与光盘拾取头001上的滑槽106配合连接，光盘拾取头001在滑槽106底面分为两块(拾取头上部与拾取头下部)，两部分光盘拾取头001采用螺丝连接。

机械手由伺服电机003提供动力在空间Z轴方向(垂直于地平面)运动。当光盘匣、光驱处于弹出状态时，其中的光盘的中心孔与机械手光盘拾取头001同心，使得机械手不需Z轴方向以外的运动就能够满足要求。

用户的操作指令由控制器004接收，控制器004负责为伺服电机003以及光盘拾取头001提供驱动信号，同时也负责接收反射式光电传感器002的检测信号。控制器004安装在水平支撑钢片005上。当光盘库开机通电时，或光盘库长时间没有接到操作指令时，控制器004首先检测光盘库中的所有光驱和光盘匣是否处于关闭状态，然后将机械手归零位，此时机械手处于待机状态。

如图7(a)－7(d)所示，若需要机械手从光盘匣取出一沓堆叠的光盘时，行程步骤为：

步骤①将光盘拾取头001移动至需要取出光盘Ⅰ702的光盘匣701正上方；

步骤②光盘拾取头001下沉，使得钢制弹片101下端低于堆叠光盘的最下面一张；

步骤③电磁铁I104通电，光盘卡爪100处于弹出状态；

步骤④光盘拾取头001上移，将堆叠光盘Ⅰ702拾取至光盘拾取头001上。

如图8(a)－图8(f)所示，若需要将光盘拾取头001上的堆叠光盘从机械手分张放入不同的光驱中时，行程步骤为：

步骤①将光盘拾取头001移动至需要放置光盘的光驱Ⅰ801的正上方；

步骤②电磁铁II204通电，硬质薄板201与光盘拾取头基座I206和光盘拾取头基座II207出现位移，光盘分离器200将堆叠光盘下数第2张光盘Ⅲ804与其他张光盘错位；

步骤③电磁铁I104断电，钢制弹片101在第一弹簧103的作用下收紧，光盘卡爪100处于收紧状态，堆叠光盘的下数第1张光盘Ⅱ803落入光驱中；

步骤④光盘拾取头100上移，光驱收回，电磁铁I104通电，使得光盘卡爪100处于弹出状态；

步骤⑤在步骤④的同时光盘拾取头001下移至第2张光盘Ⅲ804要放置的光驱Ⅱ802正上方；

步骤⑥将电磁铁II204断电，光盘分离器200回位，重力使得堆叠光盘下落到光盘卡爪100上；

步骤⑦重复步骤②至步骤⑥的过程，直到光盘拾取头001上的所有光盘全部放置于光驱中。

如图9(a)－图9(f)所示，若需要将不同光驱中的光盘分次拾取多张到光盘拾取头001上时，行程步骤为：

步骤①将光盘拾取头001移动至第一个需要拾取光盘IV903所在光驱Ⅲ901的正上方，电磁铁II204通电，使得光盘分离器200处于分离状态；

步骤②光盘拾取头001下沉，到光盘拾取头001前端穿过光驱光盘IV903的中心拾取孔，直到硬质薄板201底面高于待拾取光盘IV903盘面0.2-0.5mm为止；

步骤③电磁铁II204断电，使得光盘分离器200处于重合状态，此时若光盘拾取头上存在光盘V904，则光盘V904沿光盘拾取头001下落，与待拾取光盘IV903重合。

步骤④光盘拾取头001下沉，使得硬质薄板201的顶面低于待拾取光盘IV903的底面。

步骤⑤电磁铁II204通电，使得光盘分离器200处于分离状态，同时光盘拾取头001上移，利用处于分离状态的光盘分离器200将光盘IV903、光盘V904取出，光驱收回；

步骤⑥光盘拾取头001下移至下一张要拾取的光盘VI905所在光驱IV902的正上方；

步骤⑦重复步骤②至步骤⑥的过程，直到光盘拾取头001上已经拾取足够的光盘。

由于将光驱中的光盘分次后拾取多张到光盘拾取头001的行程步骤需要光驱承受超过一张的光盘的重量，故一次从光驱向光盘匣回送的光盘数量不宜过多，以不超过光驱的承重力为限。

检测装置为安装在水平支撑钢片005上的反射式光电传感器002，反射式光电传感器002在机械手的运动过程中起到实时检测光盘拾取头001前端光盘状态的作用。通过是否存在反射信号以及接受到反射信号时间的长短，结合当前机械手的状态判断光盘拾取头001的当前状态，包括弹出的光盘拾取头001正下方光盘匣中是否有光盘、光盘拾取头001上是否有光盘、以及光盘拾取头001上有多少张光盘。

安装在光盘匣两端的对射式光电传感器的作用是通过光盘匣中的一个通孔判断是否所有的光盘匣都处于关闭状态。因为打开的光盘匣、光驱和机械手的光盘拾取头001在同一个Z轴方向的运动轨道上，所以当光盘匣或光驱在弹出的状态时，机械手是不允许被操作的。

以上仅为本实用新型的实施例，本实用新型的设计构思并不仅局限于此。凡利用本实用新型中的外形、机械结构与连接方式、光盘取放模式、机械手动作逻辑以及设计思路而对本实用新型所做的非实质性的修改，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光盘分离取放装置，其特征在于，所述装置包括：光盘拾取头(001)、伺服电机(003)、控制器(004)、水平支撑钢片(005)、中间连接件(006)、导轨小车(007)、导轨(008)、皮带(009)、光盘卡爪(100)、光盘分离器(200)；所述光盘拾取头(001)通过水平支撑钢片(005)、中间连接件(006)、导轨小车(007)与导轨(008)相连；所述控制器(004)与光盘拾取头(001)分别安装在水平支撑钢片(005)上下两侧；所述伺服电机(003)安装在导轨(008)上，通过皮带(009)与中间连接件(006)相连；所述光盘分离器(200)和光盘拾取头(100)同置于光盘拾取头(001)上；所述光盘分离器(200)的中心圆柱与光盘卡爪(100)的中心圆柱嵌套连接；

所述光盘卡爪(100)为四个安装在光盘拾取头(001)上的长条形钢制弹片(101)；所述钢制弹片(101)中部有一个支杆(105)，支杆(105)下端向外侧弯曲，并且钢制弹片(101)可以绕支杆(105)进行小幅度旋转，支杆(105)的上半段装有第一弹簧(103)，支杆(105)的上端顶部装有电磁铁I(104)；

所述光盘分离器(200)包括：硬质薄板(201)、动力传输杆(202)、钢制滑块(203)、电磁铁II(204)、第二弹簧(205)；硬质薄板(201)嵌于光盘拾取头(001)内，所述硬质薄板(201)置于与动力传输杆(202)相配合的孔位，通过动力传输杆(202)与钢制滑块(203)相连，所述钢制滑块(203)通过第二弹簧(205)与电磁铁II(204)连接。

2.根据权利要求1所述的光盘分离取放装置，其特征在于，所述硬质薄板(201)外轮廓大小与光盘拾取头(001)边缘平齐，嵌于光盘拾取头(001)内并能够沿着光盘拾取头(001)内配合的滑槽(106)移动。

3.根据权利要求1所述的光盘分离取放装置，其特征在于，用于检测光盘拾取头(001)前端光盘状态的反射式光电传感器(002)安装于水平支撑钢片(005)上。