专利名称：录像带播放柜的制作方法
技术领域：
本实用新型属于广播电视媒体资产管理调控领域，特别涉及一种电视台录像带自动播放柜。
技术背景当前国外许多家电视台已经投入巨额资金研究开发节目存储播放的数字化系统和自动化设备。日本已开发出自动化磁带库系统，但成本较高，且只能解决一般的录像带播放存取问题，对在电视台内部实现磁带不出库的保存和使用方面还尚有缺陷。而国内在这一领域仍是空白。
发明内容
本实用新型的目的在于，采用先进的录像自动播放系统取代传统的人工管理方式，为实现电视台录像带自动播放存取系统全面数字化和自动化提供的一种录像带播放柜。
该播放柜电控部分是由主控计算机、多轴运动控制器PMAC、交流伺服器、系统电源、电气保护电路组成，通过外部控制计算机或内部控制计算机控制指令完成指定的录像带取存、检索、播放、机械手的智能操作等主要任务。
本实用新型的特征在于，该录象带播放柜机械部分包括柜体、录像机、支架、录像带仓、机械手、条码扫描检测器、导轨；其中所述的录像带仓通过支架安装在柜体的上部，录像机通过支架安装在录像带仓的下部；所述的机械手由垂直升降的机械手Z轴轨道，水平移动的机械手X轴轨道，水平伸缩的机械手Y轴轨道及机械手爪组成，布置在播放柜柜体的前部；机械手X轴轨道的一端通过X轴连板与机械手Z轴轨道垂直相连，另一端通过上夹板和下夹板与齿型带连接；机械手Y轴轨道上安装有机械手爪，机械手Y轴轨道与机械手X轴轨道水平方向垂直连接；机械手Z轴轨道安装于柜体的一侧。
所述的条码扫描检测器安置于机械手爪的前部；所述的导轨上采用垫板a安装有配重块，配重块的一侧与垫板b、下夹板和上夹板相连，固定于齿型带上。在导轨的下方、柜体的底部安装有缓冲器。
在柜体的顶部、齿型带的上方安装有固定座b。在柜体的底部、齿型带的下方安装有支座、固定座a；固定座a上安装有轴承座、轴。
播放柜上部放置准备播放的磁带，下部放置专用录像机，播放柜前部设有取存录像带的X、Y、Z三自由度运动的机械手，机械手上安装一条码扫描检测器。
该机械手具有三个自由度，由垂直升降Z轴，水平移动X轴，水平伸缩Y轴及机械手爪组成。其工作过程为先从运带小车内将录像带依次取出，放在播放单元上部的存贮区。在播放时，从存贮区取下录像带，通过机械手三个轴联合动作，将录像带送入到录像机带仓口内，然后将录像带推入录像机。放像完毕后，再将其取出，放回到存贮区内。同时，该机械手还负责将播放单元上部存贮区的录像带放回到运带小车内。
本实用新型机械手的自动控制系统依据集中控制，分散管理，控制过程数字化，系统控制单元部件集成化，控制决策和过程智能化，部件模块化，系统间互通互联的原则实现全过程的自动控制。
为了准确地控制末端执行器的工作位置，采用点位式控制方式，控制的关键是要达到整个系统的定位精度。
在播放柜的工作中，需要正确的判别物体和物体之间的关系，视觉控制必须被采用；还需要正确的判断物体的有无，触觉控制也必须被采用。为了保证控制系统的结构简单，提高运算速度，保证控制系统的实时性，选定以下控制方案。
1)采用二级计算机控制。第一级由微型计算机担负系统监控、作业管理任务。第一级采集、运算的结果控制第二级，第二级采用一台工控机完成电器到机械运动的转化控制。
2)采用智能的交流伺服控制技术交流伺服电机和交流伺服控制系统。
本实用新型接口设计1.用户接口用户的大多数操作都可以用终端的键盘和鼠标完成。
2.通讯接口客户机与主机系统采用TCP/IP协议通信。客户端和工控机之间通过RS422串行通讯协议通讯。录像机与控制机通过RS422串行通信协议进行通信。
本实用新型的主要技术功能1.输入请求播放磁带的编码、优先级、播放入口点、时长、是否指定录像机、指定录像机号。
2.查询播放请求根据播放请求将磁带按照优先级进行播放，优先级高的磁带优先操作。检测有无空闲录像机。如有空闲录像机，则直接把优先级高的磁带放入录像机，如未指定录像机，则系统选择有空闲录像机进行播放。
3.播放指定录像带播放单元的机械手根据系统提供的指定录像带存放的位置信息及条码信息在录像带存贮区通过机械手上的条码检测器扫描找到该录像带，确信无误后，取出录像带放入指定的专用录像机带仓内，并发出到位信号，进行播放。
4.取回指定录像带当录像机内的录像带使用完毕后需要取出时，根据管理计算机给出的信号，播放柜内的机器人从专用录像机内取出录像带，根据指定位置放在存放区内或是通过运输小车送回录像带库原位置。
本实用新型取得的有益效果是实现了自动化机械手及其专用控制系统的一体化。机械手可以通过专用控制系统的控制把录像带放置指定录像机中，也可以从指定录像机中取出录像带。实现录像带的录制和播放等再利用功能，这一功能受制于专用控制系统的控制。这套专用控制系统不仅可以准确记录录像带的位置、机械手状态、录像机中的状态等数据，而且还可以接受外部软件系统的控制，与其他计算机系统实现联网。
以下结合附图和实施例对本实用新型作一详细的说明。
图1为播放柜主视图；图2为播放柜侧视图；图3为播放柜主视图A-A视图；图4为播放柜硬件控制系统构成示意图；图5为播放柜电气原理框图；图6为播放柜上位机通讯示意图。
具体实施方式
播放柜机械结构见图1～3图中机械手1，机械手Z轴轨道2，X轴连板3，播放柜柜体4，录像带仓5，录像机6，垫板a7，固定座a8，轴承座9，轴10，支座11，垫板b12，配重块13，支架14，固定座b15，齿形带16，导轨17，Z轴带上夹板18，Z轴带下夹板19，配重带下夹板20，配重带上夹板21，缓冲器22，机械手手爪23，条码扫描检测器24，机械手Y轴轨道25，机械手X轴轨道26。
播放柜内装有三台录像机6及可放60盘录像带的录像带仓5。机械手1布置在播放柜柜体4前部，该机械手1具有三个自由度，由四部分组成垂直升降的机械手Z轴轨道2，水平移动的机械手X轴轨道26，水平伸缩的机械手Y轴轨道25及机械手爪23组成。
机械手Z轴轨道2由置于上方的交流伺服电机(松下MSM系列，功率为200瓦)驱动，通过同步齿型带带轮传动，带动齿型带运动，Z轴的负载与齿型带连接，Z轴的负载运动的导向为THK公司的滚动直线导轨。在行程两端分别装有SMC公司的缓冲器22，以限制其行程。
机械手X轴轨道26由交流伺服电机(松下MSM系列，功率为100瓦)驱动，再通过同步齿型带带轮传动，带动齿型带运动，X轴负载与齿型带连接，X轴的负载运动的导向为THK公司的滚动直线导轨。在行程两端分别装有死档块，以限制其行程。
机械手Y轴轨道25由交流伺服电机(松下MSM系列，功率为100瓦)驱动，通过同步齿型带带轮传动，带动齿型带运动，Y轴的负载与齿型带连接，Y轴负载运动的导向为THK公司的滚动直线导轨。在行程两端分别装有死档块，以限制其终端位置。
播放柜机械手手爪
机械手手爪23是由步进电机(东方公司CSK系列)驱动，通过凸轮轴传动，带动手爪的两个平行手指开合，在手爪夹紧的位置装有死档块，以便控制其夹紧力。
该机械手1的主要技术参数如下实施例1a、自由度3个(X轴平移、Y轴平移、Z轴平移、)b、型式直角坐标型。
c、驱动方式交流伺服电机X轴行程300mm，速度0.5m/sY轴行程110mm，速度0.3m/sZ轴行程1300mm，速度0.35m/sd、传动方式同步齿型带。
e、最大持重200gf、重复定位精度±0.1mm实施例2结构形式直角座标型自由度(轴数)3个各轴运行速度0.2m/s控制方式PTP方式交流伺服电机重复定位精度±0.05mm持重1Kg播放柜硬件控制系统构成见图441为自定义的控制设备的通讯协议，它是外部设备控制播放运行的控制界面，它采用RS422的通讯方式，42是内置工控机，43是设备驱动程序计算机总线连接的内置工控机内的PMAC卡，该卡可驱动多个电动机，完成复杂的控制任务，该卡本身有自己的控制系统软件，可以在本实用新型系统下编制PLC程序，两种程序配合可以完成多种运动的控制，44是导线直接连接的伺服驱动器，它是对PMAC发来的控制信号进行转换放大后驱动电动机，同时它还反馈电动机的运动信息给PMAC，45是电动机。
播放柜电气原理框图见图551电源开关为空气开关，52交流接触器，53保险，54滤波器滤去交流杂波，55变压器将380v的交流电压变为220v交流电压，56直流电源将交流电转变为24v直流电，57制动器当出现紧急事故时切断电源，58为X轴交流伺服放大器指挥机械手横向运动的驱动器，59为Z轴交流伺服放大器指挥机械手纵向运动的驱动器，510为Y轴交流伺服放大器指挥机械手前后运动的驱动器，511步进电机驱动板指挥手抓抓带的电机驱动，512保险，513隔离变压器用于电源的隔离，514滤波器滤去交流杂波，515直流电源将交流电转变为24v直流电，516直流电源将交流电转变为5v直流电，517工控机指挥系统工作的计算机，518上电指示灯系统通电后用于指示系统的各种状态，519继电器板用于各I/O口与信号控制板的隔离，520条码控制器用于控制条码扫描器，521为ACC8S数字信号控制板的接口板，522ACC8S数字信号控制板的接口板，523信号转换电路将数字控制板输出的信号转换为控制步进电机的信号。
播放柜上位机通讯见图661为工控机，62是工控机内的PMAC卡，63服务器内的MOXA卡，64是服务器，65是是录像机，如图所示工控机和录相机与服务器通过RS422接口进行通讯。
本实用新型接受电视台内部的控制计算机的命令，它根据命令的要求控制整个系统各个部分的动作，控制播放柜机机械手将录像带从播放柜的带仓或录像机或输送小车中取出放入等工作；向上级系统传输本系统运行状态信息。
权利要求1.一种录象带播放柜，该播放柜电控部分是由主控计算机、多轴运动控制器PMAC、交流伺服器、系统电源、电气保护电路组成，其特征在于，该录象带播放柜机械部分包括柜体(4)、录像机(6)、支架(14)、录像带仓(5)、机械手(1)、条码扫描检测器(24)、导轨(17)；其中所述的录像带仓(5)通过支架(14)安装在柜体(4)的上部，录像机(6)通过支架(14)安装在录像带仓(5)的下部；所述的机械手(1)由垂直升降的机械手Z轴轨道(2)，水平移动的机械手X轴轨道(26)，水平伸缩的机械手Y轴轨道(25)及机械手手爪(23)组成，布置在播放柜柜体(4)的前部；所述的条码扫描检测器(24)安置于机械手手爪(23)的前部；所述的导轨(17)上采用垫板a(7)安装有配重块(13)。
2.根据权利要求1所述的录像带播放柜，其特征在于，所述的机械手X轴轨道(26)的一端通过X轴连板(3)与机械手Z轴轨道(2)垂直相连，另一端通过上夹板(18)和下夹板(19)与齿型带(16)连接。
3.根据权利要求1所述的录像带播放柜，其特征在于，所述的机械手Y轴轨道(25)上安装有机械手爪(23)，机械手Y轴轨道(25)与机械手X轴轨道(26)水平方向垂直连接。
4.根据权利要求1所述的录像带播放柜，其特征在于，所述的机械手Z轴轨道(2)安装于柜体(4)的一侧。
5.根据权利要求1所述的录像带播放柜，其特征在于，所述的导轨(17)上安装的配重块(13)的一侧与垫板b(12)、下夹板(20)和上夹板(21)相连，固定于齿型带(16)上。
6.根据权利要求1所述的录像带播放柜，其特征在于，所述的导轨(17)的下方、柜体(4)的底部安装有缓冲器(22)。
7.根据权利要求1所述的录像带播放柜，其特征在于，在所述的柜体(4)的顶部、齿型带(16)的上方安装有固定座b(15)。
8.根据权利要求1所述的录像带播放柜，其特征在于，在所述的柜体(4)的底部、齿型带(16)的下方安装有支座(11)、固定座a(8)。
9.根据权利要求7所述的录像带播放柜，其特征在于，在所述的固定座a(8)上安装有轴承座(9)、轴(10)。
专利摘要本实用新型属于广播电视媒体资产管理调控领域，特别涉及一种电视台录像带自动播放柜。该播放柜电控部分是由主控计算机、多轴运动控制器PMAC、交流伺服器、系统电源、电气保护电路组成，其特征在于，本实用新型机械部分包括柜体、录像机、支架、录像带仓、机械手、条码扫描检测器、导轨。播放柜上部放置准备播放的磁带，下部放置专用录像机，播放柜前部设有取存录像带的X、Y、Z三自由度运动的机械手，机械手上安装一条码扫描检测器。本实用新型通过外部控制计算机或内部控制计算机控制指令完成指定的录像带取存、检索、播放、机械手的智能操作等主要任务。
文档编号B25J13/00GK2760711SQ20042011771
公开日2006年2月22日 申请日期2004年10月20日 优先权日2004年10月20日
发明者徐威, 季小军, 王东向, 袁辉, 张蔷, 吴疆, 吴建国, 王东华 申请人:中央电视台, 北京寰信通科技有限公司