光盘抓取装置的制作方法

本发明涉及光盘存储设备技术领域，具体涉及光盘抓取装置。

背景技术：

光盘由于贮存量大，携带方便，价格低廉，可多次读取且不易磨损而日益获得广泛的应用。为便于光盘的存放与读取，已存在有一些能自动拾取光盘的大容量光盘库。这种大容量自动光盘库通常有光盘自动取放装置。现有的光盘自动取放装置往往采用夹持等结构方式，不仅结构较为复杂，而且所需的动作空间较大，且只能进行二维空间移动。现有技术中光盘自动取放装置抓取单张光盘时动作稳定性差、取放位置存在误差容易造成光盘的破损，放置光盘时不能精确地实现光盘稳定脱离，整个过程动作不够简便快捷，取放光盘的工作效率低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供光盘抓取装置。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

光盘抓取装置，包括：

支架；

安装在支架上端的上限位传感器；

安装在支架上的伺服电机；

连接伺服电机的第一轮；

通过第一皮带连接第一轮的第二轮；

连接第二轮的丝杆，所述丝杆纵向安装在支架上；

纵向固定安装在支架上多个光杆；

安装在丝杆和光杆上的左右位移支撑架，所述左右位移支撑架在丝杆转动时沿光杆滑动；

设置在左右位移支撑架上的左右滑轨；

滑动连接左右滑轨的基板；

连接基板和左右位移支撑架一端的左右电机；

设置在左右位移支撑架一端的第一槽型光电传感器；

设置在左右位移支撑架另一端的第二槽型光电传感器，所述第二槽型光电传感器和第一槽型光电传感器用于探测基板沿左右滑轨滑动的距离；

安装在基板上的前后电机；

通过第二皮带连接前后电机的带轮，带轮安装在基板上；

安装在基板上的滑杆；

安装在滑杆上且连接第二皮带的第一移动块；

安装在第一移动块上的光盘格推拉手；

安装在基板上的前限位开关，用于光盘格推拉手的前进限位；

安装在基板上的后限位开关，用于光盘格推拉手的后退限位；

安装在基板上的原点限位开关，用于光盘格推拉手的原点限位；

安装在基板上的上下电机；

连接上下电机的光盘撑开架，上下电机控制光盘撑开架上下运动；

连接光盘撑开架的气缸，所述气缸控制光盘撑开架卡接光盘中心孔；

电连接第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器、上限位传感器、伺服电机、左右电机、前后电机、前限位开关、后限位开关、原点限位开关、上下电机和气缸的控制处理器，所述控制处理器用于输入目标光盘格位置，接收第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器、上限位传感器、前限位开关、后限位开关和原点限位开关发送的信息，并根据目标光盘格位置和接收的信息控制伺服电机、左右电机、前后电机、上下电机和气缸。

光盘抓取装置的抓取方法，包括如下步骤：

s1、打开控制处理器，在控制处理器上输入目标光盘格位置；

s2、控制处理器启动上限位传感器、伺服电机、第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器和左右电机，控制处理器根据目标光盘格位置和接收的上限位传感器发送的左右位移支撑架高度的信息控制伺服电机运转，根据目标光盘格位置、接收的第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器发送的基板水平位置的信息控制左右电机运转，直至基板移动至目标光盘格位置的正对面，控制处理器关闭上限位传感器、伺服电机、第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器和左右电机；

s3、控制处理器启动前限位开关和前后电机，控制前后电机运转使光盘格推拉手从原点限位位置运动至前进限位位置，控制处理器关闭前限位开关和前后电机；

s4、控制处理器启动后限位开关和前后电机，控制前后电机运转使光盘格推拉手运动至后退限位位置，光盘格推拉手拉出光盘格，控制处理器关闭后限位开关和前后电机；

s5、控制处理器启动上下电机并控制上下电机运转，直至光盘撑开架下降至光盘中心孔中，控制处理器关闭上下电机；

s6、控制处理器启动气缸，气缸控制光盘撑开架卡接光盘中心孔；

s7、控制处理器启动上下电机并控制上下电机运转使光盘撑开架上升复位，控制处理器关闭上下电机；

s8、控制处理器启动前限位开关和前后电机，控制前后电机运转使光盘格推拉手运动将光盘格推回，控制处理器关闭前限位开关和前后电机；

s9、控制处理器启动原点限位开关和前后电机，控制前后电机运转使光盘格推拉手回到原点限位位置，控制处理器关闭前后电机和原点限位开关。

本发明的有益效果是：

1、通过丝杆、左右滑轨、光盘格推拉手，可以实现三维空间移动。

2、通过设有伺服电机、上限位传感器、第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器、前限位开关、后限位开关、原点限位开关、上限位开关和下限位开关，可以精确的控制光盘的精准抓取，提高工作效率，避免损伤光盘。

3、通过光盘撑开架卡接光盘中心孔的方式拾取光盘，不仅拾取稳定，而且光盘撑开架的使用空间小于光盘的面积，可以有效的节省空间。

4、本发明光盘抓取装置的抓取方法智能、准确度高。控制处理器输入的目标光盘格位置和抓取过程中传感器等进一步确定，双重保障移动和光盘抓取的精准。

附图说明

图1为本发明的光盘抓取装置的立体结构示意图。

图2为本发明的光盘抓取装置的正视图。

图3为本发明的光盘抓取装置的左视图。

图4为本发明的光盘抓取装置的仰视图。

图5为本发明的光盘抓取装置的抓取机械手的立体结构图。

图6为本发明的光盘抓取装置的抓取机械手的侧视图。

图7为本发明的光盘抓取装置的抓取机械手的俯视图。

图8为本发明的光盘抓取装置的光盘格推拉手的立体图。

图9为本发明的光盘抓取装置的光盘撑开架与上下移动装置壳的立体图。

图中：1、支架，2、伺服电机，3、第一轮，4、第二轮，5、第一皮带，6、丝杆，7、光杆，8、横梁，9、左右位移支撑架，10、左右滑轨，11、基板，12、左右电机，13、带轮，14、滑杆，15、第一移动块，16、光盘格推拉手，16.1、安装板，16.2、光盘格钩取部，16.3、光盘格推回部，17、上下移动装置壳，18、光盘撑开架，18.1、第一分体，18.2、第二分体，19、前限位开关，20、后限位开关，21、原点限位开关，22、前后电机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

光盘抓取装置，包括支架1、伺服电机2、第一轮3、第二轮4、丝杆6、光杆7、左右位移支撑架9、左右滑轨10、左右电机12、第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器、上限位传感器、基板11、前后电机22、带轮13、滑杆14、第一移动块15、光盘格推拉手16、前进限位、后退限位、原点限位、上下电机、光盘撑开架18、气缸和控制处理器，如图1～4所示。第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器、上限位传感器、伺服电机2、左右电机12、前后电机22、前限位开关19、后限位开关20、原点限位开关21、上下电机和气缸均电连接控制处理器。基板11、前后电机22、带轮13、滑杆14、第一移动块15、光盘格推拉手16、前进限位、后退限位、原点限位、上下电机、光盘撑开架18和气缸共同构成抓取机械手，如图5～7所示；支架1、伺服电机2、第一轮3、第二轮4、丝杆6、光杆7、左右位移支撑架9、左右滑轨10、左右电机12、第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器和上限位传感器构成抓取机械手的位移机构。在支架1的底部安装伺服电机2，在伺服电机2上连接第一轮3，第二轮4通过第一皮带5与第一轮3连接，伺服电机2工作时带动第一轮3转动，第一轮3通过第一皮带5带动第二轮4转动。丝杆6与第二轮4连接，丝杆6纵向安装在支架1上，光杆7的数量为多个，均纵向固定安装在支架1上。优选的，本实施方式丝杆6纵向安装在支架1的中间位置，在支架1的两侧各纵向固定安装有一个光杆7。在丝杆6和光杆7上安装有左右位移支撑架9，当伺服电机2带动丝杆6转动时，丝杆6的转动使得左右位移支撑架9升降，左右位移支撑架9升降时沿着光杆7进行上下滑动。支架1的上端安装有上限位传感器，用于探测左右位移支撑架9向上位移距离得到左右位移支撑架9高度的信息并发送至控制处理器，控制处理器接收并据此控制伺服电机2，以避免左右位移支撑架9向上位移过高对左右位移支撑架9造成破坏。在左右位移支撑架9上设有左右滑轨10，抓取机械手的基板11滑动连接于左右滑轨10上，基板11可套在左右位移支撑架9上。在左右位移支撑架9的一端设有左右电机12，左右电机12连接基板11，用于控制基板11沿着左右滑轨10进行左右移动，即控制抓取机械手左右移动。在左右位移支撑架9的一端设有第一槽型光电传感器，左右位移支撑架9的另一端设有第二槽型光电传感器，第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器用于探测基板11沿左右滑轨10滑动的距离得到基板11水平位置的信息并发送至控制处理器。前后电机22、带轮13和滑杆14安装在基板11上，前后电机22和带轮13通过第二皮带连接，在滑杆14上设有与第二皮带连接的第一移动块15，第一移动块15上设有光盘格推拉手16。前限位开关19、后限位开关20和原点限位开关21安装在基板11上，例如均安装在基板11上表面。原点限位开关21用于光盘格推拉手16的原点限位：当打开原点限位开关21时，第一移动块15可以自动与原点限位开关21对齐，也就是光盘格推拉手16回到光盘格推拉手16的原点限位位置；具体为控制处理器打开原点限位开关21，控制处理器控制前后电机22运转使第一移动块15与原点限位开关21对齐。前限位开关19用于光盘格推拉手16的前进限位：当打开前限位开关19时，第一移动块15可以自动与前限位开关19对齐，也就是光盘格推拉手16到达光盘格推拉手16前进限位位置；具体是控制处理器打开前限位开关19，控制处理器控制前后电机22运转使第一移动块15与前限位开关19对齐。后限位开关20用于光盘格推拉手16的后退限位：当打开后限位开关20时，第一移动块15可以自动与后限位开关20对齐，也就是光盘格推拉手16到达光盘格推拉手16的后退限位位置；具体为控制处理器打开后限位开关20，控制处理器控制前后电机22运转使第一移动块15与后限位开关20对齐。上下电机安装在基板11上，上下电机连接光盘撑开架18。光盘撑开架18与气缸连接，气缸控制光盘撑开架18的合并和打开，光盘撑开架18打开时，光盘撑开架18卡接光盘中心孔；光盘撑开架18合并时，释放光盘、光盘脱离光盘撑开架18。第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器、上限位传感器、前限位开关19、后限位开关20和原点限位开关21均将检测/探测/传感的信息发送至控制处理器。控制处理器用于输入目标光盘格位置，接收第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器、上限位传感器、前限位开关19、后限位开关20和原点限位开关21发送的信息，并根据目标光盘格位置和接收的信息控制伺服电机2、左右电机12、前后电机22、上下电机和气缸。

本发明的有益效果为：

光盘抓取装置通过丝杆6带动左右位移支撑架9上下升降和通过左右位移支撑架9的左右滑轨10，实现抓取机械手的横向和纵向移动，占用空间小，方便移动。通过丝杆6、左右滑轨10、光盘格推拉手16，可以实现三维空间移动。伺服电机2的驱动精度高，配合上限位传感器进一步的保证安全。通过伺服电机2、上限位传感器、第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器，可以使抓取机械手到达精确位置，抓取机械手位置的精确，保证了抓取机械手的光盘取放的准确度，避免在取放时由于抓取机械手的位移误差而对光盘造成损伤甚至损毁。通过气缸控制光盘撑开架18实现光盘的拾取，即卡接光盘中心孔，光盘撑开架18的使用空间小于光盘的面积，可以有效的节省光盘抓取器的使用空间。光盘撑开架18通过卡接光盘中心孔拾取光盘，动作稳定性好、取放光盘时能精确地实现光盘稳定取放。通过设有前限位开关19、后限位开关20和原点限位开关21，可以精确的控制光盘抓取器的抓取位置，提高工作效率。同时本发明抓取机械手使用方便。

光盘抓取装置还包括横梁8，在光杆7的中部连接有横梁8，对光杆7起到支撑作用，防止光杆7在长期使用过程中发生形变。

本发明还可以在支架1下端安装有下限位传感器，下限位传感器与上限位传感器对应设置，下限位传感器电连接控制处理器，用于左右位移支撑架9的下限位。

另外支架1的具体结构包括上横板、下横板和两个竖杆，两个竖杆连接上横板与下横板。本实施方式中光杆7的数量为两个，分别连接一个竖杆。

上述的丝杆6采用滚珠丝杆。

上述的控制处理器采用plc控制系统。

上述光盘格推拉手16包括一体成型的安装板16.1、光盘格钩取部16.2和光盘格推回部16.3，安装板16.1与第一移动块15连接，光盘格钩取部16.2和光盘格推回部16.3分别连接在安装板16.1上，光盘格钩取部16.2垂直于光盘格推回部16.3，参见图8。

上述上下电机安装在基板11上，上下电机连接有电机座，电机座与丝杠连接，在丝杠上设有第二移动块。第二移动块上连接有光盘撑开架18。其中，光盘撑开架18包括第一分体18.1和第二分体18.2，如图9所示。光盘撑开架18与气缸连接，气缸连接第一分体18.1和第二分体18.2，气缸控制第一分体18.1和第二分体18.2合并和打开，第一分体18.1和第二分体18.2打开时，第一分体18.1和第二分体18.2共同卡接光盘中心孔；第一分体18.1和第二分体18.2合并时，释放光盘、光盘脱离第一分体18.1和第二分体18.2。

抓取机械手还包括上下移动装置壳17、上限位开关和下限位开关。上下电机、电机座、丝杠、第二移动块、气缸、上限位开关和下限位开关均位于上下移动装置壳17内。上下移动装置壳17可以连接基板11。上限位开关用于第二移动块的上升限位，下限位开关用于第二移动块的下降限位，上限位开关和下限位开关与控制处理器连接。在需要上下运动光盘撑开架18时，控制处理器打开下限位开关、打开上下电机，上下电机运转，通过电机座使丝杠旋转，第二移动块沿丝杠向下移动，第二移动块移动至与下限位开关对齐，此时光盘撑开架18随第二移动块移动到达光盘中心孔的中间。待光盘撑开架18连接光盘后，控制处理器打开上限位开关、打开上下电机，上下电机运转，通过电机座使丝杠旋转，第二移动块沿丝杠向上移动至与上限位开关对齐，也就是使得光盘撑开架18带动光盘上升至设定的位置。通过设有前限位开关19、后限位开关20、原点限位开关21、上限位开关和下限位开关，可以更加精确的控制抓取机械手的抓取位置，提高工作效率。

光盘抓取装置还包括连接基板11的第一光纤探测器和第二光纤探测器，第一光纤探测器和第二光纤放探测器连接控制处理器。第一光纤探测器用于检测光盘格内是否有光盘，第二光纤探测器用于检测光盘撑开架18上是否卡接光盘。

本发明光盘抓取装置的抓取方法，包括如下步骤：

s1、当工作人员想要取光盘时，打开控制处理器，给控制处理器指令，即在控制处理器上输入目标光盘格位置；

s2、控制处理器启动上限位传感器、伺服电机2、第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器和左右电机12，控制处理器根据目标光盘格位置和接收的上限位传感器发送的左右位移支撑架9高度的信息控制伺服电机2运转，根据目标光盘格位置、接收的第一槽型光电传感器和第二槽型光电传感器发送的基板11水平位置的信息控制左右电机12运转，直至基板11移动至目标光盘格位置的正对面，控制处理器关闭上限位传感器、伺服电机2、第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器和左右电机12；

s3、控制处理器启动前限位开关19和前后电机22，控制前后电机22运转使光盘格推拉手16从原点限位位置运动至前进限位位置，控制处理器关闭前限位开关19和前后电机22；

s4、控制处理器启动后限位开关20和前后电机22，控制前后电机22运转使光盘格推拉手16运动至后退限位位置，光盘格推拉手16拉出光盘格，控制处理器关闭后限位开关20和前后电机22；

s5、控制处理器启动上下电机并控制上下电机运转，光盘撑开架18从其初期位置运动直至光盘撑开架18下降至光盘中心孔中，控制处理器关闭上下电机；

s6、控制处理器启动气缸，气缸控制光盘撑开架18卡接光盘中心孔；

s7、控制处理器启动上下电机并控制上下电机运转使光盘撑开架18上升复位(回到其初始位置)，控制处理器关闭上下电机；

s8、控制处理器启动前限位开关19和前后电机22，控制前后电机22运转使光盘格推拉手16运动将光盘格推回，控制处理器关闭前限位开关19和前后电机22；

s9、控制处理器启动原点限位开关21和前后电机22，控制前后电机22运转使光盘格推拉手16回到原点限位位置，控制处理器关闭前后电机22和原点限位开关21。

基于本发明光盘抓取装置的抓取机械手的光盘稳定释放为：

控制处理器打开上下电机，上下电机运转，上下电机通过电机座使丝杠旋转，第二移动块沿丝杠向下移动至设定的位置(如丝杠的最底端)，光盘撑开架18以及其上的光盘随第二移动块移动到达目标位置，控制处理器控制气缸合并光盘撑开架18，即第一分体18.1和第二分体18.2合并，与光盘中心孔断开卡接，将光盘释放。控制处理器再控制上下电机运转，通过电机座使丝杠旋转，第二移动块沿丝杠向上移动，也就是使得光盘撑开架18随之上升至设定的位置，控制处理器关闭上下电机。完成光盘的释放。

本发明光盘抓取装置的抓取方法智能、准确度高。控制处理器输入的目标光盘格位置和抓取过程中所有传感器(第一槽型光电传感器、第二槽型光电传感器、上限位传感器、前进限位、后退限位和原点限位)等的进一步确定，双重保障移动和光盘抓取的精准。