具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具的制作方法

本发明涉及硬盘阵列柜操作机器人末端的具有自适应调整功能的操作机构。

背景技术：

目前，利用硬盘阵列自动操作机器人对硬盘拉手条进行插拔操作，以完成大规模硬盘阵列系统的性能测试。对其实现插拔操作需要注意以下问题：

1、硬盘属于较精密电子产品，并且对其操作属于带电热插拔，对其操作时应保证机器人末端工具与硬盘拉手条柔顺接触；

2、机器人对硬盘进行操作时的末端工具运动位置是靠事先标定指定点，然后计算所有硬盘拉手条位置确定的，而放置硬盘拉手条的硬盘阵列柜存在一定误差，导致每个硬盘拉手条的标定计算位置与实际位置存在一定误差，这要求机器人末端工具可以适应这些误差；

3、某些硬盘拉手条由于多种原因导致在对其进行插拔操作时，的确无法在技术要求范围内实现，要求机器人末端工具必须具有力感知功能，以便设置操作力阈值，当操作力超限时，及时停止操作，以免损坏硬盘拉手条；

因此，针对机器人系统对末端操作工具的需求，亟需一种具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具。

技术实现要素：

本发明为了满足硬盘拉手条的操作需求，从而提供具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具。

本发明所述的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具，包括自适应夹持器、操作器连接件、第一直线轴承和一维双向力传感器；

自适应夹持器包括斜口夹持器、第二直线轴承、滑动活塞、销、压入弹簧和自适应弹簧；

斜口夹持器包括圆柱部和斜口夹持部，圆柱部的一端固定有斜口夹持部，斜口夹持部设有梯形槽，圆柱部上从圆柱部的一端到另一端依次套有第二直线轴承、滑动活塞和压入弹簧，销穿过圆柱部和滑动活塞，圆柱部的另一端与自适应弹簧的一端相连；

自适应弹簧的另一端与操作器连接件的一端相连，操作器连接件外套有第一直线轴承，操作器连接件的另一端固定有一维双向传感器。

优选的是，还包括弹簧挡圈，弹簧挡圈位于第二直线轴承和滑动活塞之间，套在斜口夹持器的圆柱部上。

优选的是，还包括操作器支撑件，第一直线轴承上套有操作器支撑件。

优选的是，还包括夹持器支撑件，第二直线轴承、滑动活塞、销、压入弹簧和自适应弹簧均位于夹持器支撑件内，斜口夹持器的斜口夹持部位于夹持器支撑件外部。

优选的是，还包括连接座，夹持器支撑件通过连接座与操作器连接件固定连接。

本发明的一种具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具，该工具安装于机器人本体末端，用于配合机器人实现对硬盘拉手条的插入和拔出操作，并设置一维双向力传感器以实时感知机器人对硬盘拉手条的插拔操作力，包括插入拉手条时的压入力以及拔出拉手条时的拔出力。根据所要操作的硬盘拉手条外形及拉手条插拔技术要求，操作工具的斜口夹持器采用斜口方式设计，在机械臂的配合运动下，起到拔出硬盘拉手条所需的捏紧弹性卡扣和操作手柄的作用。该工具采用双弹簧滑动机构，使操作工具在保证完成操作任务的基础上，具有了较好的操作柔顺性和适应性。

本发明的有益效果是，针对硬盘拉手条特定操作任务研制的具有力感知功能的自适应操作工具，满足辅助机器人完成对硬盘拉手条操作的技术要求。该工具具备力感知功能，可有效的保护硬盘拉手条，具有自适应性，使操作时具有一定的柔顺性，并且可消除硬盘拉手条安装位置误差对操作的影响，降低了对硬盘拉手条的位置精度要求，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。

本发明适用于操作硬盘拉手条。

附图说明

图1是背景技术中硬盘的结构示意图；C1为弹性卡扣，C2为操作手柄；

图2是具体实施方式一所述的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具与机器人连接的示意图；

A为具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具，B为机械臂；

图3是具体实施方式一所述的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具夹持的示意图；

C为硬盘拉手条；

图4具体实施方式一所述的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具的剖视图；

图5是具体实施方式一中的自适应夹持器的立体结构示意图；

图6是具体实施方式一中的自适应夹持器的剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图2至图6具体说明本实施方式，本实施方式所述的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具，包括自适应夹持器1、操作器连接件2、第一直线轴承3和一维双向力传感器4；

自适应夹持器包括斜口夹持器1-1、第二直线轴承1-2、滑动活塞1-3、销1-4、压入弹簧1-5和自适应弹簧1-6；

斜口夹持器1-1包括圆柱部和斜口夹持部，圆柱部的一端固定有斜口夹持部，斜口夹持部设有梯形槽，圆柱部上从圆柱部的一端到另一端依次套有第二直线轴承1-2、滑动活塞1-3和压入弹簧1-5，销1-4穿过圆柱部和滑动活塞1-3，圆柱部的另一端与自适应弹簧1-6的一端相连；

自适应弹簧1-6的另一端与操作器连接件2的一端相连，操作器连接件2外套有第一直线轴承3，操作器连接件2的另一端固定有力一维双向传感器4。

人工将硬盘拉手条从硬盘阵列柜中拔出的操作过程为：用两个手指捏紧一下弹性卡扣和操作手柄，使弹性卡扣的卡口张开；沿操作手柄旋转轴旋转操作手柄，直至硬盘拉手条拔出。

人工将硬盘拉手条插入硬盘阵列柜的操作步骤比较简单，具体的步骤为：用手压住拉手条端面的凸台，将其沿硬盘阵列柜拉手条插槽插入，待其插入槽底时，按下拉手条的操作手柄，使弹性卡扣卡住卡口，即完成硬盘拉手条的插入。

在研究分析上述人工插拔硬盘拉手条的操作方法和步骤以及硬盘拉手条结构特点的基础上，得到本实施方式的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具。

第一直线轴承3起到允许轴向力传递的作用。当自适应夹持器在操作硬盘拉手条时，其操作力可通过自适应夹持器、操作器连接件传递给力传感器，从而实现操作力的实时检测。

在拔出硬盘拉手条时，斜口夹持器在机械臂的运动下到达拉手条操作手柄的左侧，如图3所示，机械臂带动斜口夹持器运动到捏紧弹性卡扣处，并继续运动，此时斜口夹持器的特殊设计开口角度可起到类似人工操作时的捏紧弹性卡扣和操作手柄作用，使弹性卡扣的卡口张开，待卡口完全张开后，机械臂可卡住拉手条操作手柄向图3中的左侧运动即可将硬盘拉手条从硬盘阵列柜中拔出。

图3所示的斜口夹持器设计成可在自适应操作器中内外滑动的方式，内部自适应弹簧在其底部顶住斜口夹持器，使其在轴向滑动时具有一定的弹性，所以图3中所示的斜口夹持器逐渐向硬盘拉手条方向运动以起到逐渐捏紧弹性卡扣和操作手柄的作用时，斜口夹持器可以在自适应操作工具中内外滑动以适应拉手条操作手柄的外形弧线，并且这种斜口形式及可弹性滑动设计还可以抵消由于硬盘拉手条在硬盘阵列柜安装时存在的误差，达到自适应目的。

在压入硬盘时，可以直接利用斜口夹持器顶端特殊设计的斜面顶住硬盘拉手条的操作手柄，然后在机械臂的辅助下将拉手条插入槽底，并直接完成弹性卡扣卡住卡口步骤。

由于自适应弹簧在拉出拉手条时要适应拉手条位置误差，所以要求其弹性系数不能设计太大，否则容易卡死，而在压入拉手条时，过小的弹簧弹性系数会使弹簧行程耗尽导致操作工具与拉手条刚性接触，这样拉手条存在的位置误差就会使操作器瞬间与拉手条的操作手柄刚性接触，从而导致操作力超限，所以设计弹性系数较大的压入弹簧，该弹簧在压入拉手条时起作用，由于弹簧弹性系数较自适应弹簧弹性系数大，保证拉手条完全压入时弹簧的工作行程还有剩余，从而使操作工具在压入拉手条时，两者之间始终为弹性接触，以解决两者间接触力刚性接触导致操作里瞬间突变超限的问题。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具作进一步说明，本实施方式中，还包括弹簧挡圈1-9，弹簧挡圈1-9位于第二直线轴承1-2和滑动活塞1-3之间，套在斜口夹持器1-1的圆柱部上。

弹簧挡圈1-9防止第二直线轴承1-2和滑动活塞1-3轴向窜动。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具作进一步说明，本实施方式中，还包括操作器支撑件5，第一直线轴承3上套有操作器支撑件5。

还包括夹持器支撑件1-7，第二直线轴承1-2、滑动活塞1-3、销1-4、压入弹簧1-5和自适应弹簧1-6均位于夹持器支撑件1-7内，斜口夹持器1-1的斜口夹持部位于夹持器支撑件1-7外部。

一维双向力传感器4通过多个第一连接螺钉7与夹持器支撑件1-7和操作器连接件2固定。第一直线轴承3与夹持器支撑件1-7通过第二连接螺钉6固定连接。

夹持器支撑件1-7包括端盖1-7-1和柱形壳体，端盖1-7-1通过螺纹与柱形壳体连接。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具作进一步说明，本实施方式中，还包括连接座1-8，夹持器支撑件1-7通过连接座1-8与操作器连接件2固定连接。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。