專利名稱：錄像帶播放柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于廣播電視媒體資產(chǎn)管理調(diào)控領(lǐng)域，特別涉及一種電視臺錄像帶自動播放柜。
技術(shù)背景當(dāng)前國外許多家電視臺已經(jīng)投入巨額資金研究開發(fā)節(jié)目存儲播放的數(shù)字化系統(tǒng)和自動化設(shè)備。日本已開發(fā)出自動化磁帶庫系統(tǒng)，但成本較高，且只能解決一般的錄像帶播放存取問題，對在電視臺內(nèi)部實現(xiàn)磁帶不出庫的保存和使用方面還尚有缺陷。而國內(nèi)在這一領(lǐng)域仍是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于，采用先進(jìn)的錄像自動播放系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的人工管理方式，為實現(xiàn)電視臺錄像帶自動播放存取系統(tǒng)全面數(shù)字化和自動化提供的一種錄像帶播放柜。
該播放柜電控部分是由主控計算機(jī)、多軸運(yùn)動控制器PMAC、交流伺服器、系統(tǒng)電源、電氣保護(hù)電路組成，通過外部控制計算機(jī)或內(nèi)部控制計算機(jī)控制指令完成指定的錄像帶取存、檢索、播放、機(jī)械手的智能操作等主要任務(wù)。
本實用新型的特征在于，該錄象帶播放柜機(jī)械部分包括柜體、錄像機(jī)、支架、錄像帶倉、機(jī)械手、條碼掃描檢測器、導(dǎo)軌；其中所述的錄像帶倉通過支架安裝在柜體的上部，錄像機(jī)通過支架安裝在錄像帶倉的下部；所述的機(jī)械手由垂直升降的機(jī)械手Z軸軌道，水平移動的機(jī)械手X軸軌道，水平伸縮的機(jī)械手Y軸軌道及機(jī)械手爪組成，布置在播放柜柜體的前部；機(jī)械手X軸軌道的一端通過X軸連板與機(jī)械手Z軸軌道垂直相連，另一端通過上夾板和下夾板與齒型帶連接；機(jī)械手Y軸軌道上安裝有機(jī)械手爪，機(jī)械手Y軸軌道與機(jī)械手X軸軌道水平方向垂直連接；機(jī)械手Z軸軌道安裝于柜體的一側(cè)。
所述的條碼掃描檢測器安置于機(jī)械手爪的前部；所述的導(dǎo)軌上采用墊板a安裝有配重塊，配重塊的一側(cè)與墊板b、下夾板和上夾板相連，固定于齒型帶上。在導(dǎo)軌的下方、柜體的底部安裝有緩沖器。
在柜體的頂部、齒型帶的上方安裝有固定座b。在柜體的底部、齒型帶的下方安裝有支座、固定座a；固定座a上安裝有軸承座、軸。
播放柜上部放置準(zhǔn)備播放的磁帶，下部放置專用錄像機(jī)，播放柜前部設(shè)有取存錄像帶的X、Y、Z三自由度運(yùn)動的機(jī)械手，機(jī)械手上安裝一條碼掃描檢測器。
該機(jī)械手具有三個自由度，由垂直升降Z軸，水平移動X軸，水平伸縮Y軸及機(jī)械手爪組成。其工作過程為先從運(yùn)帶小車內(nèi)將錄像帶依次取出，放在播放單元上部的存貯區(qū)。在播放時，從存貯區(qū)取下錄像帶，通過機(jī)械手三個軸聯(lián)合動作，將錄像帶送入到錄像機(jī)帶倉口內(nèi)，然后將錄像帶推入錄像機(jī)。放像完畢后，再將其取出，放回到存貯區(qū)內(nèi)。同時，該機(jī)械手還負(fù)責(zé)將播放單元上部存貯區(qū)的錄像帶放回到運(yùn)帶小車內(nèi)。
本實用新型機(jī)械手的自動控制系統(tǒng)依據(jù)集中控制，分散管理，控制過程數(shù)字化，系統(tǒng)控制單元部件集成化，控制決策和過程智能化，部件模塊化，系統(tǒng)間互通互聯(lián)的原則實現(xiàn)全過程的自動控制。
為了準(zhǔn)確地控制末端執(zhí)行器的工作位置，采用點位式控制方式，控制的關(guān)鍵是要達(dá)到整個系統(tǒng)的定位精度。
在播放柜的工作中，需要正確的判別物體和物體之間的關(guān)系，視覺控制必須被采用；還需要正確的判斷物體的有無，觸覺控制也必須被采用。為了保證控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，提高運(yùn)算速度，保證控制系統(tǒng)的實時性，選定以下控制方案。
1)采用二級計算機(jī)控制。第一級由微型計算機(jī)擔(dān)負(fù)系統(tǒng)監(jiān)控、作業(yè)管理任務(wù)。第一級采集、運(yùn)算的結(jié)果控制第二級，第二級采用一臺工控機(jī)完成電器到機(jī)械運(yùn)動的轉(zhuǎn)化控制。
2)采用智能的交流伺服控制技術(shù)交流伺服電機(jī)和交流伺服控制系統(tǒng)。
本實用新型接口設(shè)計1.用戶接口用戶的大多數(shù)操作都可以用終端的鍵盤和鼠標(biāo)完成。
2.通訊接口客戶機(jī)與主機(jī)系統(tǒng)采用TCP/IP協(xié)議通信?？蛻舳撕凸た貦C(jī)之間通過RS422串行通訊協(xié)議通訊。錄像機(jī)與控制機(jī)通過RS422串行通信協(xié)議進(jìn)行通信。
本實用新型的主要技術(shù)功能1.輸入請求播放磁帶的編碼、優(yōu)先級、播放入口點、時長、是否指定錄像機(jī)、指定錄像機(jī)號。
2.查詢播放請求根據(jù)播放請求將磁帶按照優(yōu)先級進(jìn)行播放，優(yōu)先級高的磁帶優(yōu)先操作。檢測有無空閑錄像機(jī)。如有空閑錄像機(jī)，則直接把優(yōu)先級高的磁帶放入錄像機(jī)，如未指定錄像機(jī)，則系統(tǒng)選擇有空閑錄像機(jī)進(jìn)行播放。
3.播放指定錄像帶播放單元的機(jī)械手根據(jù)系統(tǒng)提供的指定錄像帶存放的位置信息及條碼信息在錄像帶存貯區(qū)通過機(jī)械手上的條碼檢測器掃描找到該錄像帶，確信無誤后，取出錄像帶放入指定的專用錄像機(jī)帶倉內(nèi)，并發(fā)出到位信號，進(jìn)行播放。
4.取回指定錄像帶當(dāng)錄像機(jī)內(nèi)的錄像帶使用完畢后需要取出時，根據(jù)管理計算機(jī)給出的信號，播放柜內(nèi)的機(jī)器人從專用錄像機(jī)內(nèi)取出錄像帶，根據(jù)指定位置放在存放區(qū)內(nèi)或是通過運(yùn)輸小車送回錄像帶庫原位置。
本實用新型取得的有益效果是實現(xiàn)了自動化機(jī)械手及其專用控制系統(tǒng)的一體化。機(jī)械手可以通過專用控制系統(tǒng)的控制把錄像帶放置指定錄像機(jī)中，也可以從指定錄像機(jī)中取出錄像帶。實現(xiàn)錄像帶的錄制和播放等再利用功能，這一功能受制于專用控制系統(tǒng)的控制。這套專用控制系統(tǒng)不僅可以準(zhǔn)確記錄錄像帶的位置、機(jī)械手狀態(tài)、錄像機(jī)中的狀態(tài)等數(shù)據(jù)，而且還可以接受外部軟件系統(tǒng)的控制，與其他計算機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作一詳細(xì)的說明。


圖1為播放柜主視圖；圖2為播放柜側(cè)視圖；圖3為播放柜主視圖A-A視圖；圖4為播放柜硬件控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖5為播放柜電氣原理框圖；圖6為播放柜上位機(jī)通訊示意圖。
具體實施方式
播放柜機(jī)械結(jié)構(gòu)見圖1～3圖中機(jī)械手1，機(jī)械手Z軸軌道2，X軸連板3，播放柜柜體4，錄像帶倉5，錄像機(jī)6，墊板a7，固定座a8，軸承座9，軸10，支座11，墊板b12，配重塊13，支架14，固定座b15，齒形帶16，導(dǎo)軌17，Z軸帶上夾板18，Z軸帶下夾板19，配重帶下夾板20，配重帶上夾板21，緩沖器22，機(jī)械手手爪23，條碼掃描檢測器24，機(jī)械手Y軸軌道25，機(jī)械手X軸軌道26。
播放柜內(nèi)裝有三臺錄像機(jī)6及可放60盤錄像帶的錄像帶倉5。機(jī)械手1布置在播放柜柜體4前部，該機(jī)械手1具有三個自由度，由四部分組成垂直升降的機(jī)械手Z軸軌道2，水平移動的機(jī)械手X軸軌道26，水平伸縮的機(jī)械手Y軸軌道25及機(jī)械手爪23組成。
機(jī)械手Z軸軌道2由置于上方的交流伺服電機(jī)(松下MSM系列，功率為200瓦)驅(qū)動，通過同步齒型帶帶輪傳動，帶動齒型帶運(yùn)動，Z軸的負(fù)載與齒型帶連接，Z軸的負(fù)載運(yùn)動的導(dǎo)向為THK公司的滾動直線導(dǎo)軌。在行程兩端分別裝有SMC公司的緩沖器22，以限制其行程。
機(jī)械手X軸軌道26由交流伺服電機(jī)(松下MSM系列，功率為100瓦)驅(qū)動，再通過同步齒型帶帶輪傳動，帶動齒型帶運(yùn)動，X軸負(fù)載與齒型帶連接，X軸的負(fù)載運(yùn)動的導(dǎo)向為THK公司的滾動直線導(dǎo)軌。在行程兩端分別裝有死檔塊，以限制其行程。
機(jī)械手Y軸軌道25由交流伺服電機(jī)(松下MSM系列，功率為100瓦)驅(qū)動，通過同步齒型帶帶輪傳動，帶動齒型帶運(yùn)動，Y軸的負(fù)載與齒型帶連接，Y軸負(fù)載運(yùn)動的導(dǎo)向為THK公司的滾動直線導(dǎo)軌。在行程兩端分別裝有死檔塊，以限制其終端位置。
播放柜機(jī)械手手爪
機(jī)械手手爪23是由步進(jìn)電機(jī)(東方公司CSK系列)驅(qū)動，通過凸輪軸傳動，帶動手爪的兩個平行手指開合，在手爪夾緊的位置裝有死檔塊，以便控制其夾緊力。
該機(jī)械手1的主要技術(shù)參數(shù)如下實施例1a、自由度3個(X軸平移、Y軸平移、Z軸平移、)b、型式直角坐標(biāo)型。
c、驅(qū)動方式交流伺服電機(jī)X軸行程300mm，速度0.5m/sY軸行程110mm，速度0.3m/sZ軸行程1300mm，速度0.35m/sd、傳動方式同步齒型帶。
e、最大持重200gf、重復(fù)定位精度±0.1mm實施例2結(jié)構(gòu)形式直角座標(biāo)型自由度(軸數(shù))3個各軸運(yùn)行速度0.2m/s控制方式PTP方式交流伺服電機(jī)重復(fù)定位精度±0.05mm持重1Kg播放柜硬件控制系統(tǒng)構(gòu)成見圖441為自定義的控制設(shè)備的通訊協(xié)議，它是外部設(shè)備控制播放運(yùn)行的控制界面，它采用RS422的通訊方式，42是內(nèi)置工控機(jī)，43是設(shè)備驅(qū)動程序計算機(jī)總線連接的內(nèi)置工控機(jī)內(nèi)的PMAC卡，該卡可驅(qū)動多個電動機(jī)，完成復(fù)雜的控制任務(wù)，該卡本身有自己的控制系統(tǒng)軟件，可以在本實用新型系統(tǒng)下編制PLC程序，兩種程序配合可以完成多種運(yùn)動的控制，44是導(dǎo)線直接連接的伺服驅(qū)動器，它是對PMAC發(fā)來的控制信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換放大后驅(qū)動電動機(jī)，同時它還反饋電動機(jī)的運(yùn)動信息給PMAC，45是電動機(jī)。
播放柜電氣原理框圖見圖551電源開關(guān)為空氣開關(guān)，52交流接觸器，53保險，54濾波器濾去交流雜波，55變壓器將380v的交流電壓變?yōu)?20v交流電壓，56直流電源將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?4v直流電，57制動器當(dāng)出現(xiàn)緊急事故時切斷電源，58為X軸交流伺服放大器指揮機(jī)械手橫向運(yùn)動的驅(qū)動器，59為Z軸交流伺服放大器指揮機(jī)械手縱向運(yùn)動的驅(qū)動器，510為Y軸交流伺服放大器指揮機(jī)械手前后運(yùn)動的驅(qū)動器，511步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動板指揮手抓抓帶的電機(jī)驅(qū)動，512保險，513隔離變壓器用于電源的隔離，514濾波器濾去交流雜波，515直流電源將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?4v直流電，516直流電源將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?v直流電，517工控機(jī)指揮系統(tǒng)工作的計算機(jī)，518上電指示燈系統(tǒng)通電后用于指示系統(tǒng)的各種狀態(tài)，519繼電器板用于各I/O口與信號控制板的隔離，520條碼控制器用于控制條碼掃描器，521為ACC8S數(shù)字信號控制板的接口板，522ACC8S數(shù)字信號控制板的接口板，523信號轉(zhuǎn)換電路將數(shù)字控制板輸出的信號轉(zhuǎn)換為控制步進(jìn)電機(jī)的信號。
播放柜上位機(jī)通訊見圖661為工控機(jī)，62是工控機(jī)內(nèi)的PMAC卡，63服務(wù)器內(nèi)的MOXA卡，64是服務(wù)器，65是是錄像機(jī)，如圖所示工控機(jī)和錄相機(jī)與服務(wù)器通過RS422接口進(jìn)行通訊。
本實用新型接受電視臺內(nèi)部的控制計算機(jī)的命令，它根據(jù)命令的要求控制整個系統(tǒng)各個部分的動作，控制播放柜機(jī)機(jī)械手將錄像帶從播放柜的帶倉或錄像機(jī)或輸送小車中取出放入等工作；向上級系統(tǒng)傳輸本系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息。
權(quán)利要求1.一種錄象帶播放柜，該播放柜電控部分是由主控計算機(jī)、多軸運(yùn)動控制器PMAC、交流伺服器、系統(tǒng)電源、電氣保護(hù)電路組成，其特征在于，該錄象帶播放柜機(jī)械部分包括柜體(4)、錄像機(jī)(6)、支架(14)、錄像帶倉(5)、機(jī)械手(1)、條碼掃描檢測器(24)、導(dǎo)軌(17)；其中所述的錄像帶倉(5)通過支架(14)安裝在柜體(4)的上部，錄像機(jī)(6)通過支架(14)安裝在錄像帶倉(5)的下部；所述的機(jī)械手(1)由垂直升降的機(jī)械手Z軸軌道(2)，水平移動的機(jī)械手X軸軌道(26)，水平伸縮的機(jī)械手Y軸軌道(25)及機(jī)械手手爪(23)組成，布置在播放柜柜體(4)的前部；所述的條碼掃描檢測器(24)安置于機(jī)械手手爪(23)的前部；所述的導(dǎo)軌(17)上采用墊板a(7)安裝有配重塊(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錄像帶播放柜，其特征在于，所述的機(jī)械手X軸軌道(26)的一端通過X軸連板(3)與機(jī)械手Z軸軌道(2)垂直相連，另一端通過上夾板(18)和下夾板(19)與齒型帶(16)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錄像帶播放柜，其特征在于，所述的機(jī)械手Y軸軌道(25)上安裝有機(jī)械手爪(23)，機(jī)械手Y軸軌道(25)與機(jī)械手X軸軌道(26)水平方向垂直連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錄像帶播放柜，其特征在于，所述的機(jī)械手Z軸軌道(2)安裝于柜體(4)的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錄像帶播放柜，其特征在于，所述的導(dǎo)軌(17)上安裝的配重塊(13)的一側(cè)與墊板b(12)、下夾板(20)和上夾板(21)相連，固定于齒型帶(16)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錄像帶播放柜，其特征在于，所述的導(dǎo)軌(17)的下方、柜體(4)的底部安裝有緩沖器(22)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錄像帶播放柜，其特征在于，在所述的柜體(4)的頂部、齒型帶(16)的上方安裝有固定座b(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錄像帶播放柜，其特征在于，在所述的柜體(4)的底部、齒型帶(16)的下方安裝有支座(11)、固定座a(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的錄像帶播放柜，其特征在于，在所述的固定座a(8)上安裝有軸承座(9)、軸(10)。
專利摘要本實用新型屬于廣播電視媒體資產(chǎn)管理調(diào)控領(lǐng)域，特別涉及一種電視臺錄像帶自動播放柜。該播放柜電控部分是由主控計算機(jī)、多軸運(yùn)動控制器PMAC、交流伺服器、系統(tǒng)電源、電氣保護(hù)電路組成，其特征在于，本實用新型機(jī)械部分包括柜體、錄像機(jī)、支架、錄像帶倉、機(jī)械手、條碼掃描檢測器、導(dǎo)軌。播放柜上部放置準(zhǔn)備播放的磁帶，下部放置專用錄像機(jī)，播放柜前部設(shè)有取存錄像帶的X、Y、Z三自由度運(yùn)動的機(jī)械手，機(jī)械手上安裝一條碼掃描檢測器。本實用新型通過外部控制計算機(jī)或內(nèi)部控制計算機(jī)控制指令完成指定的錄像帶取存、檢索、播放、機(jī)械手的智能操作等主要任務(wù)。
文檔編號B25J13/00GK2760711SQ20042011771
公開日2006年2月22日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者徐威, 季小軍, 王東向, 袁輝, 張薔, 吳疆, 吳建國, 王東華 申請人:中央電視臺, 北京寰信通科技有限公司