專利名稱：用于光盤庫的自動抓盤器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于光盤庫的自動抓盤器。
背景技術(shù)：
光盤庫是一種以標準化光盤為數(shù)據(jù)存儲媒介的光機電一體化的海量數(shù)據(jù)存儲設備，被廣泛用于長期和永久保存數(shù)據(jù)。光盤庫通過數(shù)據(jù)通信接口與計算機相連，并通過光盤庫的管理軟件使光盤庫中所有光盤上的數(shù)據(jù)能夠全自動地提供給用戶，同時也可以很方便地向光盤庫中的光盤上寫數(shù)據(jù)。 一種典型的已商業(yè)化和模塊化設計的光盤庫的原理結(jié)構(gòu)如圖l所示。圖1中的光盤庫1由光盤片匣2，光驅(qū)3，將光盤8在光盤片匣2和光驅(qū)3之間傳遞的機械手組件，電機驅(qū)動控制單元和光盤郵箱組成。其中機械手組件包括機械手抽盤器4、機械手抓盤器5和機械手升降機6，機械手抽盤器4和機械手抓盤器5可以隨著機械手升降機6升降，機械手抽盤器4用來抽推光盤片匣2中的光盤托盤7，機械手抓盤器5則用來抓取光盤8。 讀取工作時，機械手升降機6升降至合適位置，機械手抽盤器4抽出光盤片匣2中的一層光盤托盤7，機械手抓盤器5將該光盤托盤7中的光盤8抓起，機械手抽盤器4再將光盤托盤7關閉，然后機械手升降機6升降，機械手抓盤器5將光盤8放置在光驅(qū)3上供光驅(qū)3讀取；要將光驅(qū)3中的光盤8放回光盤托盤7上時，步驟正好與上述相反。
抓盤裝置是光盤庫的最核心部件之一，它的優(yōu)劣直接影響到整個光盤庫系統(tǒng)的性能和質(zhì)量。根據(jù)結(jié)構(gòu)設計原理的不同，光盤庫中抓盤的方法有多種多樣。目前常見的抓盤裝置可分為兩大類一種是通過光盤的中心圓孔來抓盤并運載，另一種是帶有專用光盤托盤的，它通過機械傳送光盤托盤來運載光盤?？傮w上講，第一類抓盤裝置有更多的優(yōu)點，主要是可以使用未經(jīng)改造的標準光驅(qū)；機械結(jié)構(gòu)簡潔經(jīng)濟以及片匣便于離線及回遷等。
光盤庫抓盤器的簡單工作原理如圖2所示，圖中托盤10可以是光盤片匣，光盤驅(qū)動器，光盤郵箱和光盤打印機的托盤。抓盤器5的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其主要包括一個圓柱形的外殼51、位于外殼51內(nèi)的電磁閥以及蓋設于外殼51上部的抓盤器上蓋56，所述外殼51的底部為錐形頭部，所述電磁閥包括磁鐵線圈52、動磁鐵55以及與動磁鐵55連接的錐形連接頭53，所述外殼51上繞外殼51周向一圈設有若干個小圓孔，所述小圓孔內(nèi)和錐形連接頭53之間夾設有若干小鋼珠54，小鋼珠54的直徑要略大于小圓孔的直徑，使得小鋼珠54不會脫出小圓孔。電磁閥通電時在磁鐵線圈52的磁力作用下，動磁鐵55帶動錐形連接頭53向上運動，同時帶動吸附在錐形連接頭53上的小鋼珠54向內(nèi)縮回。此時抓盤器頭可以下沉穿入光盤中間圓孔81中，見圖4a和4b。 在這種狀態(tài)下，如果抓盤器電磁閥反向供電，動磁鐵55和錐形連接頭53將向下運動，同時將吸附在錐形連接頭53上的小鋼珠54向外擠出，突出于外殼51外的小鋼珠54外緣將光盤8卡在抓盤器5上。這個動作稱為加載抓盤器，見圖4c，此時抓盤器5可以通過光盤庫的升降機將加載的光盤運到任何一個指定的位置。到達指定目標位置后，在光盤8準備就緒后，抽盤器5可將加載的光盤8平穩(wěn)地放在托盤10上，此時抓盤器5的小鋼珠54抽回，見圖4b，抓盤器可以從光盤中心圓孔81中抽出，見圖4a。這個動作過程稱為卸載抓盤器。實踐證明這種抓盤器可以穩(wěn)定可靠地工作。 但是，上述的抓盤方法存在一個缺點。如圖5所示，光盤8放在托盤10上時，兩者的相對位置有一定的容差。因此在加載抓盤器時，抓盤器5的軸心線與光盤8的圓心總存在著一個小的隨機誤差16。很明顯，在加載抓盤器的過程中，這個誤差16是靠抓盤器5的錐形頭部來修正的。這使得誤差16被轉(zhuǎn)換成了水平運動17。由于光盤8是直接放在托盤10上的，這就使二者之間產(chǎn)生了一個小的摩擦。在通常情況下，因為這個摩擦很小，光盤介質(zhì)上又有保護層，所以對光盤8的磨損不大。但如果光盤8被抓盤器5頻繁加載，對光盤會有一定的損傷。這對光盤的保存壽命產(chǎn)生了負面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種用于光盤庫的自動抓盤器，其抓盤精度高，抓盤器能比較準確的穿過光盤中心圓孔，減少了加載抓盤器過程中有可能出現(xiàn)的光盤與托盤之間的摩擦，更好的保護了光盤。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于光盤庫的自動抓盤器，包括隨光盤庫的機械手升降機升降的抓盤器機械臂和設于抓盤器機械臂上的抓盤器，所述抓盤器機械臂上設有使得抓盤器分別水平縱向和橫向位移的縱向微動位移裝置和橫向微動位移裝置、以及用于判斷抓盤器和光盤中心圓孔之間相對位置的位置判斷裝置。其中縱向和橫向的微動位移裝置和位置判斷裝置都與光盤庫的控制單元電連接，受控制單元控制并將對控制單元進行反饋。豎直移動的機械手升降機、水平移動的縱向微動位移裝置和橫向微動位移裝置的三個移動方向成空間相互垂直的X、Y和Z軸分布。位置判斷裝置判斷出抓盤器沒有正對光盤中心圓孔時，發(fā)出信號給控制單元，控制單元再控制橫向和縱向微動位移裝置移動，然后位置判斷裝置再次進行判斷，如此往復，直到抓盤器對準光盤中心圓孔為止。 進一步的，在上述用于光盤庫的自動抓盤器中，所述橫向微動位移裝置設于所述抓盤器機械臂和機械手升降機之間，所述縱向微動位移裝置設于抓盤器和抓盤器機械臂之間。其中機械手升降機包括固定的升降導軌和可相對于升降導軌豎直滑動的豎直滑動部；橫向微動位移裝置包括與所述豎直滑動部固定的橫向固定導軌、以及可相對于橫向固定導軌水平橫向滑動的橫向滑動部；縱向微動位移裝置包括與所述橫向滑動部固定的縱向固定導軌、以及可相對于縱向固定導軌水平縱向滑動的縱向滑動部。所述抓盤器固定在所述縱向滑動部上，這樣抓盤器就可以在三個方向上自由滑動。 進一步的，在上述用于光盤庫的自動抓盤器中，所述微動位移裝置為直線電機位移裝置或壓電晶體位移裝置。當然，能夠?qū)崿F(xiàn)微動位移的目的其它裝置也可以在這里使用。
進一步的，在上述用于光盤庫的自動抓盤器中，所述位置判斷裝置為固定在抓盤器機械臂上的電子成像裝置，如普通的CCD攝像頭。電子成像裝置固定在抓盤器機械臂上，這樣在抓盤器距離光盤一定距離范圍內(nèi)，抓盤器和光盤中心圓孔的部分可以在電子成像裝置的成像面上成像。由于電子成像裝置焦距固定，相對于抓盤器機械臂的位置也固定不變，因此可以算出抓盤器機械臂上下運動時抓盤器距離光盤的距離?？梢愿鶕?jù)經(jīng)驗，設定一個采樣距離，使得抓盤器距離光盤至該采樣距離時，電子成像裝置采集抓盤器和光盤中心圓孔的圖像。事先通過實驗得到在該采樣距離時抓盤器軸心和光盤中心圓孔的圓心重合的最
4小誤差點的圖像。然后將該采集到的圖像傳輸至控制單元中，與上述最小誤差點圖像進行
比對。如果在可以通過的位置差范圍內(nèi)，則控制單元發(fā)出信號給抓盤器，抓盤器進行裝載抓
盤器動作；如果比對后發(fā)現(xiàn)超出了可以通過的位置差范圍，則計算出橫向和縱向兩方向到
最佳圓心重合點的偏移修正量，并發(fā)出信號給橫向微動位移裝置和縱向微動位移裝置，使
其分別移動相應的偏移修正量，然后再次采集圖像，進行比對，直到比對后的結(jié)構(gòu)在可以通
過的位置差范圍內(nèi)。 本發(fā)明優(yōu)點是 1、本發(fā)明通過位置判斷裝置和水平的微動位移裝置，使得抓盤器在抓盤操作時，基本上不摩擦光盤，達到了自動精確抓盤的目的。 2、本發(fā)明可以通過位置判斷裝置判斷出光盤與機械手抓盤器位置異常的情況并給出警告，這樣可以有效地避免機械的誤操作，提高裝置的可靠性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)光盤庫的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為抓盤器的簡單工作原理圖； 圖3為抓盤器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4a-4d為抓盤器進行裝載和卸載的過程示意圖； 圖5為抓盤器與光盤的位置偏差示意圖； 圖6為本發(fā)明具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明具體實施例抓盤的示意圖。 其中1光盤庫；2光盤片匣；3光驅(qū)；4機械手抽盤器；5抓盤器；51外殼；52磁鐵線圈；53錐形連接頭；54小鋼珠；55動磁鐵；56抓盤器上蓋；6機械手升降機；7光盤托盤；8光盤；81光盤中心圓孔；9位置判斷裝置；10托盤；ll抓盤器機械臂；12縱向；13橫向；14縱向微動位移裝置；15橫向微動位移裝置；16隨機誤差；17水平運動。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述 實施例如圖6和圖7所示，一種用于光盤庫的自動抓盤器，包括隨光盤庫1的機械手升降機6升降的抓盤器機械臂11和設于抓盤器機械臂11上的抓盤器5，所述抓盤器機械臂11上設有使得抓盤器5分別水平縱向12和橫向13位移的縱向微動位移裝置14和橫向微動位移裝置15、以及用于判斷抓盤器5和光盤中心圓孔81之間相對位置的位置判斷裝置9。 所述橫向微動位移裝置15為設于所述抓盤器機械臂11和機械手升降機6之間的直線電機位移裝置，所述縱向微動位移裝置14為設于抓盤器5和抓盤器機械臂11之間的直線電機位移裝置。 所述位置判斷裝置9為固定在抓盤器機械臂11上的CCD攝像頭。 本發(fā)明抓盤精度高，抓盤器能比較準確的穿過光盤中心圓孔，減少了加載抓盤器
過程中有可能出現(xiàn)的光盤與托盤之間的摩擦，更好的保護了光盤。
權(quán)利要求
一種用于光盤庫的自動抓盤器，包括隨光盤庫(1)的機械手升降機(6)升降的抓盤器機械臂(11)和設于抓盤器機械臂(11)上的抓盤器(5)，其特征在于所述抓盤器機械臂(11)上設有使得抓盤器(5)分別水平縱向(12)和橫向(13)位移的縱向微動位移裝置(14)和橫向微動位移裝置(15)、以及用于判斷抓盤器(5)和光盤中心圓孔(81)之間相對位置的位置判斷裝置(9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光盤庫的自動抓盤器，其特征在于所述橫向微動位移 裝置(15)設于所述抓盤器機械臂(11)和機械手升降機(6)之間，所述縱向微動位移裝置 (14)設于抓盤器(5)和抓盤器機械臂(11)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光盤庫的自動抓盤器，其特征在于所述微動位移裝置 為直線電機位移裝置或壓電晶體位移裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光盤庫的自動抓盤器，其特征在于所述位置判斷裝置 (9)為固定在抓盤器機械臂(11)上的電子成像裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于光盤庫的自動抓盤器，包括隨光盤庫的機械手升降機升降的抓盤器機械臂和設于抓盤器機械臂上的抓盤器，所述抓盤器機械臂上設有使得抓盤器分別水平縱向和橫向位移的縱向微動位移裝置和橫向微動位移裝置、以及用于判斷抓盤器和光盤中心圓孔之間相對位置的位置判斷裝置。本發(fā)明抓盤精度高，抓盤器能比較準確的穿過光盤中心圓孔，減少了加載抓盤器過程中有可能出現(xiàn)的光盤與托盤之間的摩擦，更好的保護了光盤。
文檔編號G11B17/22GK101763870SQ20091025949
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者朱明 申請人:蘇州互盟信息存儲技術(shù)有限公司