蜗杆式光盘取放装置及取放方法与流程

[0001]
本发明涉及光盘存储及取放设备技术领域，具体涉及的是蜗杆式光盘取放装置及取放方法。


背景技术：

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随着数字化产业的进一步发展，数据存储装置利用率逐渐增大。能够安全、低成本、长期存储数据的光存储逐渐受到人们的青睐。相对于硬盘存储的价格昂贵、维护复杂、环境要求高，使用光盘存储的成本更低、存储数据更为安全、稳定。因为使用光盘存储不需要像硬盘一样不断的旋转，使用的能耗更低，而因为光盘本身的构造也决定了其使用寿命比硬盘长，可使用50年甚至更长，不需要经常更换。随着纠错校正技术的发展，光盘保存数据的可靠性大幅提高。硬盘和磁带如果遇水或在潮湿的环境中会变得很脆弱，光盘却不受这些影响，即便在高于35℃的办公环境中也可以正常读取数据。
[0003]
光存储技术作为一种大型数据存储的解决方案，其诸多独特优越的技术特性相对于磁存储技术及半导体存储技术来说，在数据备份、归档存储、安全存储、长期存储等领域有着自身极为广泛的应用。随着大数据时代的来临，数据规模的迅速膨胀，光存储系统的大规模集群化和分布化对海量的光盘存放设备提出了更高的要求：
[0004]
1、要求高密度体积的光盘库数据管理；
[0005]
2、要求更高的底层智能化管理；
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3、要求光盘存放数据的模块化；
[0007]
4、要求设备的机械操作更安全、快速、简洁。
[0008]
因此，大型光盘库中盘片的应用由之前的每张盘片单独存储应用，发展成几片或十几片作为一个整体单元模块化存储应用。这对于担负着在大数据存储设备中关键部件-光盘批量抓取和分发放置功能的智能机械臂的抓取结构提出了更高的要求，其工作的稳定可靠性、高效性显得尤其重要。
[0009]
到目前为止，大部分通用的光存储设备上光盘抓取方法都是采用卡碟钢珠(或钢针)加电磁铁的结构。当导向柱伸入光盘中心孔后，机构上的电磁线圈通电，电磁线圈中的滑动铁块向上运动，其锥体将卡碟钢珠向外移动，而将光盘从中心孔下托住，完成抓取动作。当电磁线圈断电后由于重力作用，卡碟钢珠(或钢针)向内移动，光盘受重力作用中心孔脱离导向柱而放到目标位置，这是对于单片光盘的抓取动作，对于多盘模块需要分发和批量收取的时候则还必须依靠其他的辅助机械驱动装置配合才能转接完成。
[0010]
上述抓取方式普遍存在着可靠性不足的问题，已经影响到光存储技术应用的进步发展，原因有如下方面：卡碟钢珠对光盘的支承只有向上承托的力，当光盘在设备中快速移动时会产生晃动，影响设备的可靠性。且设备长时间运行后，受到尘埃和氧化物质的影响，卡碟钢珠和锥形滑动铁块移动的灵活性会有明显变化，使得取碟和放碟经常出现故障。
[0011]
另外，多张光盘模块分发和批量收取时需额外的机械动作和驱动装置配合才能完成，且需要增加传感器辅助，增加了复杂的不确定因素，阻碍了多张光盘模块设备的高效管
理，也为设备的安装调试和维护增加了难度。
[0012]
抓取结构是整个智能光存储设备的核心部件，其可靠性将直接影响到整个存储设备的可靠性乃至可用性，当取碟或放碟出现问题时将使得设备停止执行后续动作而停机，甚至毁坏光盘损坏数据。同时抓取结构的高效性直接影响到整个设备数据管理的高效性，特别对于模块化的多盘机构，动作的滞后将使整个数据管理性能大幅度降低。
[0013]
因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

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鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种能够实现光盘批量抓取和分发的蜗杆式光盘取放装置及取放方法，能够巧妙实现多张标准光盘一次抓取后逐张分发以及逐张收取的功能，可提升海量光存储设备的高效性能，减少日常维护工作。
[0015]
为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：
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蜗杆式光盘取放装置，包括驱动装置、与所述驱动装置相连的蜗杆齿轮机构，所述驱动装置上设置有主动齿轮，所述蜗杆齿轮机构包括与所述主动齿轮啮合的第一齿轮蜗杆，与所述第一齿轮蜗杆啮合的第二齿轮蜗杆，所述第一齿轮蜗杆与所述第二齿轮蜗杆相邻且阵列分布，所述第一齿轮蜗杆上设置有分盘结构，所述第二齿轮蜗杆上设置有托盘结构，所述分盘结构的高度大于所述托盘结构。
[0017]
所述的蜗杆式光盘取放装置，其中，所述分盘结构垂直设置于所述第一齿轮蜗杆的底部，呈扇形结构设置，所述分盘结构的厚度由薄到厚过渡设置。
[0018]
所述的蜗杆式光盘取放装置，其中，所述托盘结构垂直设置于所述第二齿轮蜗杆的底部，呈扇形结构设置。
[0019]
所述的蜗杆式光盘取放装置，其中，所述分盘结构以及所述托盘结构的扇形夹角均为105
°
。
[0020]
所述的蜗杆式光盘取放装置，其中，所述蜗杆齿轮机构还包括固定连接所述第一齿轮蜗杆以及第二齿轮蜗杆的端盖，所述端盖上对应设置有用于放置以及转出所述托盘结构的凹槽。
[0021]
所述的蜗杆式光盘取放装置，其中，所述端盖上还对应设置有用于支撑所述分盘结构的垫片。
[0022]
所述的蜗杆式光盘取放装置，其中，蜗杆齿轮机构还包括连接所述端盖与所述驱动装置的圆筒，所述圆筒上对应于所述分盘结构处设置有用于所述分盘结构转出的薄孔。
[0023]
所述的蜗杆式光盘取放装置，其中，所述托盘结构在初始状态时最右侧与所述端盖的边缘相切。
[0024]
所述的蜗杆式光盘取放装置，其中，所述分盘结构在初始状态时最右侧与所述端盖的边缘的切线夹角为15
°
。
[0025]
基于所述蜗杆式光盘取放装置的批量抓取光盘和分发的方法，包括：
[0026]
a、保持所述蜗杆式光盘取放装置为起始状态，此时可以通过光碟的中心孔进入待取料状态，即所述第一齿轮蜗杆上的分盘结构最右侧与所述端盖的边缘的切线夹角为15
°
，所述第二齿轮蜗杆上的托盘结构最右侧与所述端盖的边缘相切；
[0027]
b、驱动装置工作使得所述第一齿轮蜗杆上的分盘结构顺时针旋转，同时，所述第
二齿轮蜗杆上的托盘结构逆时针旋转，使得分盘结构将待取的光盘托起；
[0028]
c、批量取碟完成后，驱动装置继续工作使得分盘结构继续顺时针旋转，同时，所述托盘结构继续逆时针旋转，当所述分盘结构全部旋转进去时，此时，托盘结构刚好全部旋转出来，所述光盘全部落在托盘结构上。
[0029]
d、驱动装置继续工作使得分盘结构继续顺时针旋转，同时，所述托盘结构继续逆时针旋转，分盘结构进行分盘，托盘结构上的光盘随着托盘结构的旋转进去而掉落，从而完成分盘动作。
[0030]
相较于现有技术，本发明公开了蜗杆式光盘取放装置及取放方法，所述蜗杆式光盘取放装置包括驱动装置、与所述驱动装置相连的蜗杆齿轮机构，所述驱动装置上设置有主动齿轮，所述蜗杆齿轮机构包括与所述主动齿轮啮合的第一齿轮蜗杆，与所述第一齿轮蜗杆啮合的第二齿轮蜗杆，所述第一齿轮蜗杆与所述第二齿轮蜗杆相邻且阵列分布，所述第一齿轮蜗杆上设置有分盘结构，所述第二齿轮蜗杆上设置有托盘结构，所述分盘结构的高度大于所述托盘结构，本发明提供的蜗杆式光盘取放装置，结构简单，操作方便，高效实用，可靠性高。利用本发明中光盘批量抓取和分发的方法巧妙实现多张标准光盘一次抓取后逐张分发以及逐张收取，可提升海量光存储设备的高效性能，减少日常维护工作。
附图说明
[0031]
图1为本发明提供的蜗杆式光盘取放装置的立体图。
[0032]
图2为本发明提供的蜗杆式光盘取放装置的去掉圆筒结构的立体图。
[0033]
图3为本发明提供的蜗杆式光盘取放装置的第一齿轮蜗杆的结构示意图。
[0034]
图4为本发明提供的蜗杆式光盘取放装置的第二齿轮蜗杆的结构示意图。
具体实施方式
[0035]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0036]
需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。
[0037]
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
[0038]
本发明实施例提供了蜗杆式光盘取放装置及取放方法，请参阅图1-图4，所述蜗杆式光盘取放装置包括驱动装置1、与所述驱动装置1相连的蜗杆齿轮机构2，所述驱动装置1上设置有主动齿轮3，所述蜗杆齿轮机构2包括与所述主动齿轮3啮合的第一齿轮蜗杆21，与所述第一齿轮蜗杆21啮合的第二齿轮蜗杆22，所述第一齿轮蜗杆21与所述第二齿轮蜗杆22相邻且阵列分布，所述第一齿轮蜗杆21上设置有分盘结构23，所述第二齿轮蜗杆22上设置有托盘结构24，所述分盘23结构的高度大于所述托盘结构24。
[0039]
本发明中，所述蜗杆齿轮机构2与所述驱动装置1直接相连，所述驱动装置1为驱动电机，所述驱动电机上设置有主动齿轮3，所述第一齿轮蜗杆21与所述主动齿轮3啮合，所述
主动齿轮3的直径大于所述第一齿轮蜗杆21上的第一齿轮211的直径，所述第二齿轮蜗杆22与所述第一齿轮蜗杆21啮合设置，所述第二齿轮蜗杆22上的第二齿轮221的直径与所述第一齿轮蜗杆21上的第一齿轮211的直径相同，保证了所述第一齿轮蜗杆21与所述第二齿轮蜗杆22转动的角速度和线速度均相同。
[0040]
更具体的，请参阅图2，所述第一齿轮蜗杆21与所述第二齿轮蜗杆22相邻且阵列分布，即本发明实施例中，所述第一齿轮蜗杆21设置有3个，所述第二齿轮蜗杆22设置有3个，相互交错呈圆周阵列分布，形成一个闭合的圆形，所述第一齿轮蜗杆21与所述第二齿轮蜗杆22的转动方向始终相反，为了更好的传递动力，其中，与所述主动齿轮3相啮合的一个第一齿轮蜗杆21上的第一齿轮长度大于其他第一齿轮蜗杆21上的第一齿轮。
[0041]
进一步的，请继续参阅图2，图3、图4所述第一齿轮蜗杆21上设置有分盘结构23，所述第二齿轮蜗杆22上设置有托盘结构24，所述分盘结构23的高度大于所述托盘结构24的高度，其高度差略大于所述一个光盘的厚度，可以更好的实现转盘、分盘的功能。
[0042]
进一步的，请参阅图,3，所述分盘结构23垂直设置于所述第一齿轮蜗杆21的底部，呈扇形结构设置，所述分盘结构23的厚度由薄到厚过渡设置。
[0043]
具体的，由于所述分盘结构23，不仅要实现光盘的抓取，还要实现光盘的支撑，为了更好的实现分盘和托盘，所述分盘结构23呈扇形结构设置，且所述分盘结构23的厚度由薄到厚过渡设置，利用薄端插入光盘的下方，可以更加容易实现光盘的抓取和分离。
[0044]
进一步的，请参阅图4，所述托盘结构24垂直设置于所述第二齿轮蜗杆22的底部，呈扇形结构设置。
[0045]
具体的，由于所述托盘结构24不需要实现光盘的抓取功能，仅仅需要实现光盘的支撑功能，所述托盘结构24扇形结构设置，厚度大于所述分盘结构23的厚度。
[0046]
进一步的，请参阅图3、图4，所述分盘结构23以及所述托盘结构24的扇形夹角均为105
°
。
[0047]
具体的，请参阅图2，本申请中，由于所述分盘结构23以及所述托盘结构24是随着所述第一齿轮蜗杆21与所述第二齿轮蜗杆22一起旋转的，且旋转方向相反，并且要实现抓盘和分盘的功能，所述分盘结构23以及所述托盘结构24的扇形夹角均为105
°
，能够有效的实现抓盘和分盘的功能。
[0048]
进一步的，请继续参阅图1、图2，所述蜗杆齿轮机构2还包括固定连接所述第一齿轮蜗杆21以及第二齿轮蜗杆21的端盖4，所述端盖4上对应设置有用于放置以及转出所述托盘结构24的凹槽5。
[0049]
进一步的，请参阅图2、图和图4，所述端盖4用于固定连接所述第一齿轮蜗杆21与所述第二齿轮蜗杆22的连杆，所述凹槽5设置有3个，分别对应与所述托盘结构24的下方，配合所述托盘结构24，可使得所述托盘结构24在所述凹槽5内自由转动而不会产生干涉。
[0050]
更进一步的，请继续参阅图2，所述端盖4上还对应设置有用于支撑所述分盘结构23的垫片213,具体的，所述垫片213设置有3个，分别对应设置于所述分盘结构23的下方，可有效防止所述分盘结构23的向下滑落。
[0051]
再具体的，请参阅图1，蜗杆齿轮机构2还包括连接所述端盖4与所述驱动装置1的圆筒7，所述圆筒7上对应于所述分盘结构23处设置有用于所述分盘结构23转出的薄孔6。
[0052]
本申请中，所述圆筒7的直径小于标准光盘的中心孔的直径，一端与所述端盖4相
配合连接，另一端与所述驱动装置1相配合连接，所述薄孔6对应于所述分盘结构23处设置有3个，可使得所述分盘结构23通过所述薄孔6转出从而完成取盘、分盘的动作。
[0053]
进一步的，所述托盘结构24在初始状态时最右侧与所述端盖4的边缘相切，所述分盘结构23在初始状态时最右侧与所述端盖4的边缘的切线夹角为15
°
如此设置，便可有效的实现蜗杆齿轮机构2的取盘分盘的功能。
[0054]
为了更好地理解本发明，本发明还提供了基于所述蜗杆式光盘取放装置的批量抓取光盘和分发的方法，包括：
[0055]
s1、保持所述蜗杆式光盘取放装置为起始状态，此时可以通过光碟的中心孔进入待取料状态，即所述第一齿轮蜗杆上的分盘结构最右侧与所述端盖的边缘的切线夹角为15
°
，所述第二齿轮蜗杆上的托盘结构最右侧与所述端盖的边缘相切；
[0056]
s2、驱动装置工作使得所述第一齿轮蜗杆上的分盘结构顺时针旋转，同时，所述第二齿轮蜗杆上的托盘结构逆时针旋转，使得分盘结构将待取的光盘托起；
[0057]
s3、批量取碟完成后，驱动装置继续工作使得分盘结构继续顺时针旋转，同时，所述托盘结构继续逆时针旋转，当所述分盘结构全部旋转进去时，此时，托盘结构刚好全部旋转出来，所述光盘全部落在托盘结构上。
[0058]
s4、驱动装置继续工作使得分盘结构继续顺时针旋转，同时，所述托盘结构继续逆时针旋转，分盘结构进行分盘，托盘结构上的光盘随着托盘结构的旋转进去而掉落，从而完成分盘动作。
[0059]
综上所述，本发明公开了蜗杆式光盘取放装置及取放方法，所述蜗杆式光盘取放装置包括驱动装置、与所述驱动装置相连的蜗杆齿轮机构，所述驱动装置上设置有主动齿轮，所述蜗杆齿轮机构包括与所述主动齿轮啮合的第一齿轮蜗杆，与所述第一齿轮蜗杆啮合的第二齿轮蜗杆，所述第一齿轮蜗杆与所述第二齿轮蜗杆相邻且阵列分布，所述第一齿轮蜗杆上设置有分盘结构，所述第二齿轮蜗杆上设置有托盘结构，所述分盘结构的高度大于所述托盘结构，本发明提供的蜗杆式光盘取放装置，结构简单，操作方便，高效实用，可靠性高。利用本发明中光盘批量抓取和分发的方法巧妙实现多张标准光盘一次抓取后逐张分发以及逐张收取，可提升海量光存储设备的高效性能，减少日常维护工作。
[0060]
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。