一种转笼型光盘库储盘匣精确定位、快速存取装置的制作方法

本实用新型涉及大容量光存储设备领域，尤其是一种转笼型光盘库储盘匣内光盘的取出与存入装置。

背景技术：

光存储是一种利用光盘作为存储介质的海量数据存储手段，具有能耗低、可移动、数据保存周期长等优点，非常适合存储访问频率小、需长期保存的数据。光盘库是一种带有自动换盘器（机械手）的光盘网络共享设备，用于长期或永久存储数据信息。光盘库内可存储大量的储盘匣，一个储盘匣内可以同时容纳几十张光盘。

转笼型光盘库在一定程度上提高了单位空间内光盘的存储数量，从而提高了数据的存储量。转笼型光盘存储装置的基本功能是实现储盘匣内光盘的取出与存入功能，此过程为，机械手自动地将目标光盘从储盘匣中取出并放入工业光驱中，反之，可以自动将目标光盘放入对应的储盘匣，并且要保证不会损坏光盘中的数据，保证光盘存储的数据稳定性和大容量。

目前转笼型光盘库存储装置多以推拉、旋转拨动等方式进行光盘匣内光盘的取出与存入，在定位精度、反应速度、存取动作稳定性等方面还需进一步提高，转笼型光盘库存储装置结构进一步紧凑也是需要改进的方向。

技术实现要素：

为了克服现有光盘库存储设备中存在的储盘匣定位精度不足、反应速度不够迅速、存取动作稳定性差、结构不够紧凑等问题，本实用新型提供了一种基于不完全齿轮机构的转笼型光盘库储盘匣存取装置，可将机械手准确定位至目标储盘匣位置，通过齿轮转动与机械手的移动，共同而完成对光盘库储盘匣内光盘的存取。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种转笼型光盘库储盘匣精确定位、快速存取装置，包括光盘库转笼、不完全齿轮机构、机械手、导轨、机械手传送装置，光盘库转笼包括转笼旋转轴、储盘匣、单层光盘仓，单层光盘仓沿旋转轴依次整齐排列安装，并且可以独立转动，单层光盘仓包括8个储盘匣安装槽位和1个不完全齿轮机构的从动齿轮，8个储盘匣安装槽位中有1个空位，即不安装储盘匣，空位为机械手的运动提供通道，光盘库转笼由单层光盘仓以转笼旋转轴为中心轴，层层重叠安装而成，单层光盘仓内的储盘匣安装槽与储盘匣一一对应，一个储盘匣安装槽内可以放置一个储盘匣，一个储盘匣能承载若干片光盘，不完全齿轮机构由主、从动齿轮组成，主动齿轮由轮齿与锁止凸弧构成，从动齿轮由轮齿与锁止凹弧组成，两者在轮齿啮合处转动，在锁止弧接触处，从动轮保持静止状态，不完全齿轮机构是由普通渐开线齿轮机构演变而成的间歇运动机构，它与普通渐开线齿轮机构不同之处是轮齿并不布满整个节圆圆周，在无轮齿处有锁止弧，不完全齿轮机构包括主动轮和从动轮，主动齿轮只做出一个或几个齿，根据运动时间和停歇时间的要求在从动轮上做出与主动轮相啮合的轮齿，从动轮的轮齿在整个节圆圆周上均匀间隔分布，不完全齿轮机构的从动轮在其一周的转动中可作多次停歇，本装置中主动轮转动一周，从动轮相应地转过一个盘匣的角度，主动轮只有一个且与机械手沿导轨同步运动，从动齿轮归属于单元光盘仓的一部分，从动齿轮数量与单层光盘仓相同，单层光盘仓分为正反两面，反面安装从动齿轮，单层光盘仓上均匀分布有储盘匣安装槽，其中包括一个空位槽，用于构成机械手运动的空位通道，主动齿轮旋转一周，从动齿轮转动一个储盘匣角度，并且该从动轮对应单层光盘仓内的储盘匣正好在空位通道内，机械手与主动齿轮在单层光盘仓反面的从动齿轮处进行啮合，机械手距离主从动齿轮啮合处间隔一段距离，机械手与主动齿轮共同固连在导轨滑块上，机械手与主动齿轮存在一段距离，当主动齿轮与从动齿轮啮合转动时，导轨滑块上其余部分不会对单层光盘仓造成运动干涉，主动齿轮由步进电机驱动，按照控制指令转动指定转数，机械手可以从储盘匣中取出成叠的光盘，机械手沿导轨运动，机械手传送装置包括传送带和驱动传送带运动的步进电机，机械手传送装置驱动机械手沿导轨运动至目标从动齿轮位置，主动轮与从动轮之间啮合定位，主动轮带动从动轮转动，主动轮转动一周，从动轮转过一个储盘匣角度，主动轮在电机的驱动下转动指定周数，目标储盘匣随从动轮转至机械手抓取通道内，机械手传送装置驱动机械手沿导轨移动，将目标储盘匣内的光盘取出，送至导轨端部进行后续处理，完成光盘的全部取出动作，同理，机械手将光盘送至目标储盘匣位置，可以完成光盘的全部存入动作。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的不完全齿轮机构对光盘进行存取，有效地消除了目前转笼型光盘库储盘匣存取装置结构松散、制造复杂、运动不平稳等缺陷，将若干层单层光盘仓以旋转轴为中心线依次重叠安装，单层光盘仓可独立转动，可方便地根据目标光盘的位置到达对应单层光盘仓，独立对目标单层光盘仓进行光盘存取，尤其是在单层光盘仓的8个储盘匣安装槽内预留1个空位作为机械手运动通道，这充分利用了光盘库的空间，使机构紧凑，从而使转笼型光盘库储盘匣存取装置具备了传动效率高、传动平稳、机构紧凑、制造简单、定位精确等优势。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型总体结构示意图；

图2为的光盘库转笼结构示意图；

图3为单层光盘仓结构示意图（(a) 为正面、(b) 为反面)；

图4为不完全齿轮机构示意图（(a) 为正面、(b)为 侧面）。

图中1.光盘库转笼，2.储盘匣，3.光盘库旋转轴，4.不完全齿轮机构，5.控制电柜，6.机械手传送装置，7.机械手，8.齿轮驱动电机，9.导轨，10.单层光盘仓，11.主动齿轮，12.从动齿轮，13.导轨滑块，14.空位，15.储盘匣安装槽，16.从动齿轮安装槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小，数量等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

【实施例】

转笼型光盘库储盘匣精确定位、快速存取装置包括光盘库转笼1，储盘匣2，光盘库旋转轴3，不完全齿轮机构4，控制电柜5，机械手传送装置6，机械手7，齿轮驱动电机8，导轨9，单层光盘仓10，主动齿轮11，从动齿轮12，导轨滑块13，空位14，储盘匣安装槽15，从动齿轮安装槽16，光盘库1由若干片单层光盘仓10、若干从动齿轮12、储盘匣2、转笼旋转轴3构成，单层光盘仓10分为正反两面（如图3），所有单层光盘仓10正面均方向朝上安装，所有单层光盘仓10反面都与一个从动齿轮12相互配合安装（如图2），单层光盘仓10反面都有从动齿轮安装槽16，单层光盘仓10有8个盘匣安装槽15，其中1个为空位14，即不安装储盘匣2，仅作为机械手7运动的通道，所有单层光盘仓10沿转笼旋转轴3依次同向相邻安装，且所有空位14都相互重叠，形成一条与机械手导轨9相互平行的通道，机械手7可以沿着导轨在空位通道内移动到任意一个单层光盘仓10位置，不完全齿轮机构4由一个主动齿轮11、若干个从动齿轮12构成，主动齿轮11的节圆圆周上只有一部分轮齿，其余部分为锁止凸弧17，从动齿轮节圆圆周上有间隔分布的轮齿和锁止凹弧18，其中主动轮11齿数与从动齿轮12齿数都根据计算分析得到，可以实现主动齿轮11转动一周，从动齿轮12转过一个储盘匣2的角度，主动齿轮11锁止凸弧17与从动齿轮12锁止凹弧18构成不完全齿轮机构4的锁止弧，在主从动齿轮转动到不啮合的地方，锁止弧可以卡住从动轮12来实现从动轮12的锁死，从而保持目标储盘匣的位置固定不变，因此，通过控制主动齿轮11的转动周数可以对单层光盘仓10内各个储盘匣2内光盘进行存取，机械手7由机械手传送装置5驱动，机械手传送装置5使得机械手7沿导轨9在空位通道内上下运动，机械手传送装置6包括传送带和传送带驱动装置，转笼型光盘库储盘匣精确定位、快速存取装置取出光盘的过程为，在控制电柜5的控制下，机械手传送装置6驱动机械手7与主动齿轮11沿导轨9同步移动，机械手7与主动齿轮11沿导轨9在空位通道内一直运动到目标光盘所在的单层光盘仓10，此时，主动齿轮11与目标单层光盘仓10反面的从动齿轮12相互啮合，达到定位的目的，主动齿轮11在齿轮驱动电机8的驱动下转动指定周数，从动齿轮12相应地转过指定的盘匣数，使得目标储盘匣正好处于空位通道内，且储盘匣2中心与机械手7轴心线重合，机械手7在机械手传送装置6的驱动下沿导轨9向单层光盘仓10正面法向（即光盘库的顶端）移动指定距离，从而将储盘匣2内的光盘取出，然后机械手7回到上一个位置，齿轮驱动电机8使得单层光盘仓10恢复初始位置，机械手7沿空位通道将光盘送至光盘库1顶端供后续处理，光盘的存入过程与此类似。

本实施例中，上述光盘库转笼1由单层光盘仓10以转笼旋转轴3为中心轴，层层重叠安装而成，单层光盘仓10的数量根据实际存储容量要求确定，数量多少不做限定。

本实施例中，上述单层光盘仓10内的储盘匣安装槽15与储盘匣2一一对应，其中必须有一个盘匣安装槽15不安装储盘匣2，作为机械手7运动的空位通道，空位通道由旋转轴3上各个单层光盘仓10的空位重叠而成，单层光盘仓10内储盘匣安装槽15数目根据实际存储容量要求确定，具体数量不做限定。

本实施例中，上述不完全齿轮机构4由主动齿轮11与从动齿轮12组成，主动齿轮11节圆圆周上有一段轮齿。其余部分为锁止凸弧17，从动齿轮12节圆圆周上依次间隔分布齿轮与锁止凹弧18，当主动齿轮11与从动齿轮12轮齿相互啮合时，从动齿轮12随主动齿轮11转动而转动，当锁止凸弧17与锁止凹弧18进入接触状态时，形成齿轮锁止弧，从动轮12停止转动，保持静止，主从动齿轮的轮齿数目与锁止弧长度由实际应用确定，此处不作具体限定。

本实施例中，上述空位通道与导轨9平行，机械手7与主动齿轮11固定在导轨滑块13上，机械手传送装置6驱动导轨滑块13在空位通道内运动，可以使主动齿轮11与任一单层光盘仓10的反面的从动齿轮12达到啮合位置，继而主动齿轮11带动从动轮12转动，使得目标储盘匣转至空位通道供机械手7存取光盘。

本实施例中，上述光盘库1分为底部与顶端，顶端安装有控制电柜5，单层光盘仓10的正面朝向顶端方向，机械手7取盘完毕后，将光盘送至顶端处理，机械手7可以在导轨9上做往复运动。

本实施例中，取盘动作由单层光盘仓10转动与机械手7移动共同完成，单层光盘仓10将目标储盘匣转至空位通道内，机械手7沿导轨9上下移动指定距离可以完成储盘匣2内光盘的存取动作。

本实施例中，上述主动齿轮11由步进电机8驱动，按照控制指令转动指定转数。

本实施例中，上述主动齿轮11伸出导轨滑块13一段距离（如图4），当主动齿轮11与从动齿轮12啮合转动时，导轨滑块13上其他部分不会对单层光盘仓10的转动造成干涉。