折叠式硬盘阵列操作机器人的制作方法

本发明涉及一种用于实现对硬盘拉手条自动执行插入和拔出操作技术。

背景技术：

目前，在进行大规模硬盘阵列系统的硬盘热插拔数据存取测试过程中，需要频繁的对硬盘阵列中的任意一块硬盘拉手条进行热插拔操作，以配合其硬盘阵列测试系统测试其存储设备的工作性能；其中，硬盘均放置在拉手条中，一个拉手条放置一个硬盘；目前这项对硬盘拉手条进行热插拔操作工作完全由人工操作来完成，主要存在以下几个主要问题：

1、无法对指定硬盘拉手条执行几百次甚至上千次的连续插拔操作；

2、硬盘是精密的电子产品，在其带电运转过程中对其操作需要遵循一定的技术要求，人工操作无法做到；

3、人工操作无法避免偶然性对硬盘整列的测试结果带来影响。

因此，针对大规模硬盘阵列系统的硬盘拉手条自动插拔作业，迫切需要一种专门研制的专用机器人。

另外，由于硬盘阵列柜主要用来装载硬盘阵列系统，所以对硬盘操作机器人的安装空间提出了严格要求。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决在硬盘阵列的测试时，人工操作无法连续插拔以及人工操作存在偶然性的问题，提出了一种折叠式硬盘阵列操作机器人。

本发明所述的折叠式硬盘阵列操作机器人，包括箱体、运动控制系统、电源转换系统和机器人本体；

所述箱体固定在硬盘机柜的内部；

所述运动控制系统和电源转换系统均设置在箱体内部；

所述电源转换系统的电源输入端与硬盘机柜的电源输出端相连，电源转换系统的电源输出端与机器人本体的电源输入端相连；

所述机器人本体包括基座、传送装置和机械臂；

所述基座和传送装置均设置在箱体的内壁上，基座1用于承载机械臂；

机械臂的一端连接在传送装置上，并且，当该折叠式硬盘阵列操作机器人处于工作状态时，机械臂位于箱体外部；当折叠式硬盘阵列操作机器人处于休息状态时，机械臂位于箱体内部；

所述运动控制系统的驱动信号输出端与机械臂的驱动信号输入端相连。

本发明所述的折叠式硬盘阵列操作机器人固定在硬盘机柜内部，当需要连续插拔硬盘拉手条时，该折叠式硬盘阵列操作机器人进入工作状态，此时，运动控制系统10通过运动控制信号控制机器人本体的机械臂伸展，机械臂伸展完成后，运动控制系统10通过运动控制信号控制机器人本体的机械臂进行插拔硬盘拉手条；当连续插拔硬盘拉手条结束后，该折叠式硬盘阵列操作机器人进入休眠状态，此时，运动控制系统10通过运动控制信号控制机器人本体的机械臂进行收拢，直至机械臂收拢于箱体内部后，结束。

本发明的有益效果是通过运动控制系统对机械臂的控制，实现了硬盘拉手条的连续拔插操作，并且，该连续拔插操作非人工操作，能够避免操作的偶然性；同时，该折叠式硬盘阵列操作机器人有效可靠，为实现大规模硬盘阵列系统测试的自动化和标准化提供了有效的保障。

本发明适用于大规模硬盘阵列的系统测试。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的折叠式硬盘阵列操作机器人处于工作状态时的结构示意图；

图2为具体实施方式一所述的折叠式硬盘阵列操作机器人处于休眠状态时的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的折叠式硬盘阵列操作机器人，包括箱体9、运动控制系统10、电源转换系统11和机器人本体；

所述箱体9固定在硬盘机柜的内部；箱体9的占用空间为：19英寸宽、2U高和600mm长；

所述运动控制系统10和电源转换系统11均设置在箱体9内部；

所述电源转换系统11的电源输入端与硬盘机柜的电源输出端相连，电源转换系统11的电源输出端与机器人本体的电源输入端相连；电源转换系统11用于将硬盘机柜提供的220VAC电压转化为机器人本体所需要的电压；

所述机器人本体包括基座1、传送装置和机械臂；

所述基座1和传送装置均设置在箱体9的内壁上；基座1用于承载机械臂；

机械臂的一端连接在传送装置上，并且，当该折叠式硬盘阵列操作机器人处于工作状态时，机械臂位于箱体9外部，此时，机械臂通过传送装置从基座1处传送到箱体9外部；当折叠式硬盘阵列操作机器人处于不工作状态时，机械臂可折叠收拢放置于箱体9内部，此时，机械臂通过传送装置从箱体9外部传送到基座1处。；

所述运动控制系统10的驱动信号输出端与机械臂的驱动信号输入端相连；

在本实施方式中，通过运动控制系统10控制机器人本体的机械臂进行运动以及实现对硬盘拉手条的插拔操作；机械臂收拢于2U的空间中，可对该折叠式硬盘阵列操作机器人上下各4U的空间进行操作。该折叠式硬盘阵列操作机器人集成度高，便于安装、拆卸和搬运。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的折叠式硬盘阵列操作机器人进一步限定，在本实施方式中，所述机械臂包括移动关节2、肩关节3、大臂4、肘关节5、小臂6、腕关节7、末端工具8、力传感器、四个电机和旋转轴；

所述移动关节2的一端通过旋转轴连接在传送装置上，并且，旋转轴的轴线与水平面垂直，移动关节2用于控制末端工具8在水平方向上进行移动；移动关节2的另一端与肩关节3的一端相连，并且，肩关节3的一端能够围绕移动关节2的另一端旋转，肩关节3的旋转半径为235mm；肩关节3的另一端与大臂4的一端相连；大臂4的另一端与肘关节5的一端相连，并且，肘关节5的一端能够给围绕大臂4的另一端旋转，肘关节5的旋转半径为300mm；肘关节5的另一端与小臂6的一端相连；小臂6的另一端与腕关节7的一端相连，并且，腕关节7的一端能够围绕小臂6的另一端旋转；腕关节7的另一端与末端工具8相连，通过末端工具8对硬盘拉手条进行插拔操作；

所述力传感器设置在关节7的另一端与末端工具8的连接处，力传感器用于实时检测末端工具8插拔硬盘拉手条时操作力的大小，当操作力过大时，及时停止该折叠式硬盘阵列操作机器人的运动，防止该叠式硬盘阵列操作机器人在操作硬盘拉手条时由于用力过大导致硬盘产生损坏，起到了保护硬盘拉手条的作用；四个电机分别设置在移动关节2、肩关节3、肘关节5和腕关节7上，并且，运动控制系统1)的驱动信号输出端与机械臂的驱动信号输入端相连；四个电机分别用于控制移动关节2旋转、肩关节3旋转、肘关节5旋转和腕关节7旋转，从而控制末端工具8的移动方向。

在本实施方式中，通过移动关节2、肩关节3、大臂4、肘关节5、小臂6和腕关节7的协调运动，在末端工具8的辅助下完成硬盘拉手条在机柜中的插拔操作。机械臂的机械材料采用铝合金，机械臂的重量约为11Kg，该折叠式硬盘阵列操作机器人的总重量为20Kg。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的折叠式硬盘阵列操作机器人进一步限定，在本实施方式中，所述移动关节2、肩关节3、肘关节5和腕关节7分别设置电磁刹车片；

所述电磁刹车片的刹车信号输入端均与运动控制系统10的刹车信号输出端相连。

在本实施方式中，通过电磁刹车片使机械臂具有断电保持姿态的功能。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式二所述的折叠式硬盘阵列操作机器人进一步限定，在本实施方式中，所述运动控制系统10包括中心控制器、关节电机驱动器、力传感器采集系统和上位机通讯系统；

所述中心控制器的通讯信号输入端与上位机通讯系统的通讯信号输出端相连；所述中心控制器的通讯信号输入端与上位机通讯系统的通讯信号输出端相连的方式采用TCP/IP网络通讯；上位机通讯系统用于输入机械臂的动作控制指令；中心控制器的关节控制信号输出端与关节电机驱动器的控制信号输入端相连；力传感器采集系统的力信号输出端与中心控制器的力信号输出端相连；

所述关节电机驱动器的驱动信号输出端分别与四个电机的驱动信号输入端相连；

所述力传感器采集系统的采集信号输入端与力传感器的采集信号输出端相连。

在本实施方式中，通过上位机通讯系统向中心控制器以TCP/IP网络通讯的形式发布机械臂运动指令，中心控制器根据机械臂运动指令向关节电机驱动器发送控制信号，关节电机驱动器根据控制信号分别向四个电机发送驱动信号，四个电机根据驱动信号进行运动，从而实现机械臂中末端工具8的自由运动，进而完成对硬盘拉手条的连续拔插操作。

通过力传感器采集系统采集末端工具8插拔硬盘拉手条时操作力，当操作力过大时，传感器采集系统产生力信号并将该里信号发送到中心控制器，中心控制器通过关节电机驱动器控制机械臂停止运动，防止该叠式硬盘阵列操作机器人在操作硬盘拉手条时由于用力过大导致硬盘产生损坏，起到了保护硬盘拉手条的作用。