РЕГИСТРИРУЮЩИЙ МОДУЛЬ

Полезная модель относится к электромеханическим узлам внешних запоминающих устройств и может использоваться в регистраторах данных, где требуется запоминание цифровой информации на носителе. Предлагаемая полезная модель может использоваться в регистраторах данных различных транспортных средств, летательных аппаратов, космических станций, космических кораблей, в телевизионных системах для архивирования видеоданных, в устройствах хранения данных в архивах, во внешних запоминающих устройствах ЭВМ малой, средней, высокой и сверхвысокой производительности для хранения копий данных, в информационно-поисковых системах.
В качестве внешних запоминающих устройств и регистраторов данных в настоящее время широко используются запоминающие устройства на оптических дисках, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на магнитных лентах и твердотельные накопители.
Ведутся интенсивные исследования, направленные на создание запоминающих устройств неэлектромеханического типа, функционально замещающие внешние запоминающие устройства, с повышенной информационной емкостью, долговременностью хранения данных и меньшими временами доступа к данным (Science vol. 320, pp. 190-194, 11 April 2008).
Однако требования, предъявляемые к внешним запоминающим устройствам весьма разнообразны, кроме свойств, перечисленных выше, в число требований входят устойчивость к внешним воздействиям, стоимость хранения единицы информации, конструктивная простота устройств.
Это позволяет утверждать, что актуальны как запоминающие устройства твердотельного типа и устройства на иных физических эффектах, так и внешние запоминающие устройства электромеханического типа, использующие носители информации.
Накопители на жестких магнитных дисках сегодня имеют наивысшую, по сравнению с другими носителями данных, поверхностную плотность в диапазоне (1-10) Тбит/дюйм квадратный и времена доступа к данным в пределах нескольких миллисекунд. Поверхностная плотность в накопителях на жестких магнитных дисках имеет устойчивую тенденцию к повышению. Скорость передачи данных в накопителях на жестких магнитных дисках лежит в диапазоне (100-1000) Мбит/сек. (Sh. Wang, Alex Taratorin A Magnetic information storage technology, Mac Grow Hill, 1999) и в определенной мере может быть повышена применением RAID массивов (С. Асмаков, С. Пахомов «Железо», Питер 2009, с. 217-225). Повышение параметров накопителей на жестких магнитных дисках во многом определено применением запоминающих слоев с вертикальной магнитной записью, созданием GMR головок, применением метода демодуляции с частичным откликом и максимальным правдоподобием (PRML) (Sh. Wang, Alex Taratorin A Magnetic information storage technology, Mac Grow Hill 1999). Принципиально важно, что уровень сигналов GMR головок не зависит от линейной скорости движения носителей, что может быть использовано во внешних запоминающих устройствах со свойствами, отличными от накопителей на жестких магнитных дисках.
Однако накопители на жестких магнитных дисках являются одноканальными устройствами, критичны к запыленности окружающего воздуха, что вынуждает делать пакеты дисков несменными и герметизировать сами устройства. Они также недостаточно устойчивы к вибрациям и ударным воздействиям.
Накопители на магнитной ленте широко используются для архивирования данных, архивирования видеоданных. Они обеспечивают наименьшую стоимость хранения данных, взаимозаменяемость кассет с магнитной лентой, поверхностную плотность 2 Гбит/ дюйм квадратный, например, IBM TS-1060 (http:/www.Ibm.comtape/itfs). Более низкая поверхностная плотность по сравнению с жесткими дисками обусловлена гибкостью основы магнитной ленты. Накопитель на магнитной ленте типа IBM TS-1060 имеет продольную плотность 15000 бит/мм и поперечную плотность 200 дорожек на мм. Он обеспечивает параллельные запись-воспроизведение по 16 кодовым и двум сервисным каналам и скорость передачи данных 160 Мбайт/сек.
Однако накопители на магнитной ленте являются устройствами с последовательным доступом, что и определяет их использование для архивирования данных.
Существуют патенты, в которых предлагаются запоминающие модули, использующие носители информации в форме тонкостенных полых круговых цилиндров (Шувалов Л.Н., Дроздиков В.Α., «Запоминающий модуль» Патент РФ №2370834 на изобретение БИ 20.10.09 г.,; Шувалов Л.Н., Дроздиков В.А., Фазулянов Ф.М. Запоминающий модуль. - Патент РФ №99234 на полезную модель: Бюл. №31 10.11.2010). В указанных патентах качестве носителей информации предложены тонкостенные полые круговые цилиндры разных радиусов жестко связаны торцами с осесимметричной основой и коаксиально расположены относительно общей геометрической оси. На внешних и внутренних цилиндрических поверхностях тонкостенных полых круговых цилиндров нанесены запоминающие слои. Такие носители имеют жесткую основу в отличие от магнитных лент и потенциально обеспечивают параллельные запись-воспроизведение данных по многим каналам. Однако для их реализации требуется обеспечить плавание элементов регистрации-воспроизведения данных над выпуклыми и вогнутыми поверхностями разной кривизны, и такие модули должны быть герметизированными, как и накопитель на жестких магнитных дисках, т.е. носитель информации не может быть сменным. Позиционирование элементов регистрации восприятия информации в указанных патентах предложено с помощью шаговых электродвигателей, либо с помощью электродвигателей постоянного тока и передачи с гибкой связью.
В качестве прототипа предлагаемого регистрирующего модуля принят патент РФ №2370834 на изобретение (Шувалов Л.Н., Дроздиков В.А., БИ 20.10.09 г. «Запоминающий модуль» В указанном патенте предложен носитель информации в виде тонкостенных полых круговых цилиндров разных радиусов жестко связанных торцами с осесимметричными основами и коаксиально расположенных относительно общей геометрической оси. На внешних и внутренних цилиндрических поверхностях тонких пустотелых круговых цилиндров нанесены запоминающие слои. Позиционирование элементов регистрации - восприятия информации предложено с помощью шаговых электродвигателей и последовательных с ними пьезоэлектрических двигателей.
Применение шаговых электродвигателей увеличивает габариты запоминающего модуля. В прототипе предложена бесконтактная запись-воспроизведение, что требует плавания элементов регистрации - восприятия информации над выпуклыми и вогнутыми поверхностями разной кривизны. Такие запоминающие модули должны быть герметизированными, как и накопитель на жестких магнитных дисках, т.е. носитель информации не может быть сменным.
Решаемой технической задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции запоминающего модуля, достижение сменности носителя информации.
Поставленная решаемая техническая задача в регистрирующем модуле, содержащем носитель информации, корпус регистрирующего модуля, средства для позиционирования элементов регистрации и восприятия информации, средства для вращения носителя информации, достигается тем, что носитель информации выполнен как сменная кассета с магнитным носителем информации, содержащая пустотелую коробку заданной формы и состоящую из основания сменной кассеты, крышки сменной кассеты, соединенных жестко между собой, магнитный носитель информации, размещенный внутри пустотелой коробки, в плоской стенке основания сменной кассеты, выполненного в форме круглого цилиндра с заданными наружным и внутренним диаметрами и глубиной, с центром на геометрической оси симметрии сменной кассеты выполнено сквозное круглое отверстие заданного диаметра, симметрично относительно сквозного круглого отверстия заедино с плоской стенкой основания сменной кассеты выполнен посадочный конус, имеющий круглое сечение в плоскости перпендикулярной оси симметрии, вершина посадочного конуса выполнена усеченной, внутренний диаметр основания посадочного конуса превышает диаметр сквозного круглого отверстия на заданную величину, посадочный конус имеет заданные угол наклона и высоту, конусная поверхность и усеченная плоская вершина посадочного конуса имеют разрезы и окна, позволяющие деформировать конусную поверхность в радиальном направлении, на посадочный конус с усилием посажена втулка, имеющая симметричную форму относительно оси сквозного круглого отверстия и имеющая посадочную по отношению к посадочному конусу внутреннюю конусную поверхность со стороны втулки, обращенной к посадочному конусу, с возможностью перемещения втулки в осевом направлении при заданном осевом усилии в направлении к вершине посадочного конуса, и посадочную внутреннюю конусную поверхность на противоположной стороне втулки, втулка имеет заданную длину в осевом направлении, и имеет наружную поверхность круговой цилиндрической формы, и имеет сквозное круглое внутреннее осесимметричное отверстие, и жестко посажена на круглую трубчатую ось, которая имеет длину, превышающую длину втулки на заданную величину, круглая трубчатая ось выполнена выступающей за внешнюю поверхность плоской стенки основания сменной кассеты на заданную величину, на круглую трубчатую ось с торца жестко посажена ручка, торцевая поверхность ручки, ближняя к плоской стенке основания сменной кассеты, размещена на расстоянии от внешней поверхности плоской стенки основания сменной кассеты, равном высоте посадочного конуса, увеличенной на заданную величину, внешняя торцовая поверхность ручки выполнена глухой, на круглую трубчатую ось на заданном расстоянии от торцевой поверхности дальней от ручки жестко посажена полумуфта, состоящая из обоймы, разрезного плоского пружинного кольца и шариков, обойма выполнена в форме полого кругового цилиндра заданной толщины с радиальными сквозными конусными отверстиями, с заданным угловым расположением и заданным количеством, сквозные конусные отверстия имеют наибольшие диаметры на внутренней поверхности обоймы, шарики имеют диаметр меньше, чем диаметры отверстий на внутренней поверхности обоймы на заданную величину, шарики имеют диаметр больше, чем диаметры отверстий на внешней поверхности обоймы на заданную величину, разрезное плоское пружинное кольцо заправлено с внутренней части полумуфты, так что шарики поджаты в радиальные сквозные конусные отверстия, с наружной поверхностью втулки жестко связано основание магнитного носителя информации, которое выполнено симметричным относительно оси втулки и с заданной толщиной в осевом направлении, в основании магнитного носителя информации выполнено сквозное осесимметричное отверстие с диаметром, превышающем диаметр наружной поверхности втулки на заданное значение, заедино с основанием магнитного носителя информации выполнены тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров и заданного числа торцами к основанию магнитного носителя информации, расположенные коаксиально относительно геометрической оси втулки, наибольший тонкостенный полый круговой цилиндр имеет диаметр на заданную величину меньше внутреннего диаметра основания сменной кассеты, тонкостенные полые круговые цилиндры расположены на заданных радиальных расстояниях от геометрической оси втулки, тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров имеют одинаковый и заданный осевой размер, на внешних и внутренних цилиндрических поверхностях тонкостенных полых круговых цилиндров нанесены запоминающие слои для вертикальной магнитной записи, на внешней цилиндрической поверхности крышки сменной кассеты, выполненной в форме круглого цилиндра с заданными наружным и внутренним диаметрами и глубиной, выполнен продольный осевой паз-ключ с заданными размерами, пустотелая коробка имеет глубину больше осевого размера тонкостенных полых круговых цилиндров на заданную величину, в плоской части стенки крышки сменной кассеты имеются сквозные отверстия, центры симметрии которых расположены по концентрическим окружностям, расположенным симметрично относительно тонкостенных полых круговых цилиндров, радиусы концентрических окружностей отличаются от радиусов ближайших к ним радиусов тонкостенных полых круговых цилиндров на заданную величину, сквозные отверстия расположены под заданными углами относительно продольного осевого паза-ключа, и выполнены в заданном количестве, и имеют заданные размеры и форму, и имеют размеры в радиальном направлении меньше радиального шага между соседними тонкостенными полыми круговыми цилиндрами, над внутренней поверхностью крышки сменной кассеты установлены поворотные оси в форме круговых цилиндров заданного диаметра и заданной длины, жестко связанные с крышкой сменной кассеты, поворотные оси расположены на заданном расстоянии над внутренней поверхностью крышки сменной кассеты параллельно этой поверхности, перпендикулярно к радиусам концентрических окружностей, проходящих через центры симметрии сквозных отверстий, на заданном в радиальном направлении от центров симметрии сквозных отверстий расстоянии, на поворотных осях установлены цилиндрические пружинки и шторки на петлях, которые имеют форму, повторяющую форму сквозных отверстий, но превышающую их на заданную величину на каждой кромке, цилиндрические пружинки имеют изогнутые концы, упертые в шторки на петлях так, что сквозные отверстия закрыты шторками на петлях, причем шторки на петлях установлены с возможностью поворота при приложении к ним заданного осевого усилия на заданном радиальном расстоянии от поворотных осей,, стенка крышки сменной кассеты на диаметре на заданную величину меньшем, чем внутренний диаметр наименьшего тонкостенного полого кругового цилиндра выполнена в форме углубленного тонкостенного полого стакана, дно которого на заданную величину, не доходит до основания магнитного носителя информации, в дне углубленного тонкостенного полого стакана выполнено сквозное отверстие концентрическое с геометрической осью втулки, диаметр отверстия на заданную величину превышает диаметр внешней цилиндрической поверхности втулки, корпус регистрирующего модуля содержит основание корпуса регистрирующего модуля в форме цилиндрической тонкостенной коробки, открытой с одной стороны для установки сменной кассеты с магнитным носителем информации, внутренний диаметр основания корпуса регистрирующего модуля превышает внешний диаметр сменной кассеты с магнитным носителем информации на заданную величину, первое и второе прижимные кольца в форме плоских круговых цилиндров, внешний диаметр которых равен внешнему диаметру основания корпуса регистрирующего модуля, а внутренний диаметр равен внутреннему диаметру основания корпуса регистрирующего модуля, на внутренних цилиндрических поверхностях основания корпуса регистрирующего модуля и первого и второго прижимных колец выполнен продольный выступ-ключ, средства для позиционирования элементов регистрации и восприятия информации включают в себя линейный двигатель, магнитная система которого установлена в обойме цилиндрической формы, на торце обоймы цилиндрической формы, дальнем от основания носителя информации, жестко установлен осесимметричный держатель, имеющий сквозное внутреннее отверстие для пропуска якоря линейного двигателя и сквозные окна для свободного прохода пружинных плоских рычагов с элементами регистрации и восприятия данных, расположенные оппозиционно сквозным отверстиям в стенке крышки сменной кассеты, в соответствии с заданными угловым и радиальным расположением элементов регистрации и восприятия данных, на осесимметричном держателе жестко установлены стойки с заданными размерами оппозиционно сквозным отверстиям в стенке крышки сменной кассеты на заданном радиальном расстоянии от поворотных осей, наружная окружная часть осесимметричного держателя зажата между первым и вторым прижимными кольцами, обойма цилиндрической формы и осесимметричный держатель имеют такие размеры, что обойма цилиндрической формы расположена коаксиально с тонкостенными полыми круговыми цилиндрами магнитного носителя информации, внешняя поверхность обоймы цилиндрической формы расположена на заданном радиальном расстоянии от общей геометрической оси, меньшем, чем внутренний радиус крышки сменной кассеты на участке в форме полого тонкостенного стакана, торец обоймы цилиндрической формы, дальний от осесимметричного держателя, расположен на заданном расстоянии от внутренней поверхности основания магнитного носителя информации, плоскость торца обоймы цилиндрической формы с держателем расположена на заданном расстоянии от плоскости, проходящей через плоскость кромок магнитного носителя информации, дальних от основания носителя информации, якорь линейного двигателя выполнен в виде тонкостенного пустотелого кругового неэлектропроводящего цилиндра с электропроводящей обмоткой на внешней поверхности, на торце якоря, дальнем от основания носителя информации жестко установлена осесимметричная каретка с жесткими радиальными ребрами, разнесенными друг от друга в окружном направлении на заданные углы, концы жестких радиальных ребер отстоят на заданную величину от внутренних поверхностей первого прижимного кольца и основания корпуса регистрирующего модуля, на концах жестких радиальных ребер жестко одними концами закреплены плоские пружинные пластины заданной длины с шириной, равной ширине жестких радиальных ребер, другие концы плоских пружинных пластин плотно зажаты между первым прижимным кольцом и основанием корпуса регистрирующего модуля, на жестких радиальных ребрах осесимметричной каретки жестко установлены пружинные плоские рычаги с элементами регистрации и восприятия информации на радиальных расстояниях, соответствующих радиусам внешних и внутренних поверхностей тонкостенных полых круговых цилиндров магнитного носителя информации, с возможностью перемещения пружинных плоских рычагов с элементами регистрации и восприятия информации совместно с кареткой в осевом направлении в контакте элементов регистрации и восприятия информации с запоминающими поверхностями магнитного носителя информации сквозь сквозные окна осесимметричного держателя, элементы регистрации и восприятия информации установлены на жестких радиальных ребрах каждого тонкостенного полого кругового цилиндра магнитного носителя информации симметрично и оппозиционно относительно внешней и внутренней запоминающих поверхностей, образуя пары элементов регистрации и восприятия информации, пружинные плоские рычаги с элементами регистрации и восприятия информации расположены на жестких радиальных ребрах, разнесенных на заданные углы друг относительно друга, так что элементы регистрации и восприятия информации ближайших соседних тонкостенных полых круговых цилиндров магнитного носителя информации разнесены по углу, пары элементов регистрации и восприятия информации каждого тонкостенного полого кругового цилиндра магнитного носителя информации, расположенные на жестких радиальных ребрах, разнесенных по углу друг относительно друга, размещены со сдвигом вдоль параллельно геометрической оси носителя информации так, что, каждая пара элементов регистрации и восприятия информации установленная на магнитных запоминающих поверхностях данного тонкостенного полого кругового цилиндра магнитного носителя информации сдвинута вдоль оси относительно любой другой пары элементов регистрации и восприятия информации, оппозиционно расположенных на запоминающих поверхностях данного тонкостенного полого кругового цилиндра магнитного носителя информации на максимальную дистанцию позиционирования, жесткие одинаковые радиальные ребра разнесены по углам, и пары элементов регистрации и восприятия информации расположены на пружинных плоских рычагах так, что при заданном перемещении каретки с помощью линейного двигателя, число магнитных головок в каждом элементе регистрации и восприятия информации, шаг между магнитными головками в каждом элементе регистрации и восприятия информации и взаимное расположение элементов регистрации и восприятия информации обеспечивают заданные максимальную дистанцию позиционирования и размещение дорожек записи на магнитных запоминающих поверхностях, средства для вращения магнитного носителя информации содержат подшипник скольжения, состоящий из неподвижного цилиндрического стержня, жестко связанного с плоской стенкой основания корпуса регистрирующего модуля, цилиндрической втулки вращения с внутренним цилиндрическим отверстием, посаженной поверхностью внутреннего цилиндрического отверстия по скользящей посадке на неподвижный цилиндрический стержень, цилиндрическая втулка вращения жестко связана с осесимметричным корпусом ротора, на внутренней поверхности цилиндрической втулки вращения на заданном расстоянии от торца выполнен кольцевой паз с посадочными гнездами под шарики полумуфты, внутренняя поверхность цилиндрической втулки вращения на расстоянии от кольцевого паза до торца, ближнего к основанию магнитного носителя информации, выполнена с продольными пазами под углами, соответствующими расположению посадочных гнезд такими, что позволяют переместить втулку с круглой трубчатой осью в кольцевой паз с посадочными гнездами, на цилиндрической втулке вращения с торцевой части выполнена конусная посадочная поверхность, статор в форме цилиндрической втулки, внутренний диаметр которой превышает наружный диаметр цилиндрической втулки вращения, жестко соединенной с одного торца с плоской стенкой основания корпуса регистрирующего модуля, на противоположном торце статора выполнена окружная выточка, в которой размещены полюса статора.
На чертеже изображен регистрирующий модуль с установленной сменной кассетой с магнитным носителем информации.
Регистрирующий модуль, приведенный на чертеже, содержит пустотелую коробку заданной формы состоящую из основания 1 сменной кассеты, крышки 2 сменной кассеты, соединенных жестко между собой, магнитный носитель информации 3, размещенный внутри пустотелой коробки, в плоской стенке основания 1 сменной кассеты, выполненного в форме круглого цилиндра с заданными наружным и внутренним диаметрами и глубиной, с центром на геометрической оси симметрии сменной кассеты выполнено сквозное круглое отверстие заданного диаметра, симметрично относительно сквозного круглого отверстия заедино с плоской стенкой основания 1 сменной кассеты выполнен посадочный конус 4, посадочный конус 4 имеет круглое сечение в плоскости перпендикулярной оси симметрии, вершина посадочного конуса 4 выполнена усеченной, внутренний диаметр основания посадочного конуса превышает диаметр сквозного круглого отверстия на заданную величину например 0,4 мм, посадочный конус 4 имеет заданные угол наклона, например 80 градусов, и высоту, например 4 мм, конусная поверхность и усеченная плоская вершина посадочного конуса 4 имеют разрезы и окна, позволяющие деформировать конусную поверхность в радиальном направлении, на посадочный конус 4 с усилием посажена втулка 5, имеющая симметричную форму относительно оси сквозного круглого отверстия и имеющая посадочную по отношению к посадочному конусу внутреннюю конусную поверхность со стороны втулки 5, обращенной к посадочному конусу, с возможностью перемещения втулки 5 в осевом направлении при заданном осевом усилии, (например 0,1 H), в направлении к вершине посадочного конуса 4, и посадочную внутреннюю конусную поверхность на противоположной стороне втулки 5, втулка 5 имеет заданную длину в осевом направлении, например 6 мм, и имеет наружную поверхность круговой цилиндрической формы и имеет сквозное круглое внутреннее осесимметричное отверстие и жестко посажена на круглую трубчатую ось 6, которая имеет длину, превышающую длину втулки 5 на заданную величину, например 6 мм, круглая трубчатая ось 6 выполнена выступающей за внешнюю поверхность плоской стенки основания сменной кассеты 1 на заданную величину, на круглую трубчатую ось 6 с торца жестко посажена ручка 7, торцевая поверхность ручки 7, ближняя к плоской стенке основания сменной кассеты 1, размещена на расстоянии от внешней поверхности плоской стенки основания сменной кассеты 1, равном высоте посадочного конуса 4, увеличенной на заданную величину, внешняя торцовая поверхность ручки 7 выполнена глухой, на круглую трубчатую ось 6 на заданном расстоянии от торцевой поверхности дальней от ручки жестко посажена полумуфта, состоящая из обоймы 8, разрезного плоского пружинного кольца 9 и шариков 10, обойма 8 выполнена в форме полого кругового цилиндра заданной толщины с радиальными сквозными конусными отверстиями, с заданным угловым расположением и заданным количеством, сквозные конусные отверстия имеют наибольшие диаметры на внутренней поверхности обоймы 8, шарики 10 имеют диаметр меньше, чем диаметры отверстий на внутренней поверхности обоймы 8 на заданную величину, шарики 10 имеют диаметр больше, чем диаметры отверстий на внешней поверхности обоймы 8 на заданную величину, разрезное плоское пружинное кольцо 9 заправлено с внутренней части обоймы 8, так что шарики 10 поджаты в радиальные сквозные конусные отверстия, с наружной поверхностью втулки 5 жестко связано основание магнитного носителя информации 3, которое выполнено симметричным относительно оси втулки 5 и с заданной толщиной в осевом направлении, в основании магнитного носителя информации 3 выполнено сквозное осесимметричное отверстие с диаметром, превышающем диаметр наружной поверхности втулки 5 на заданное значение, заедино с основанием магнитного носителя информации 3 выполнены тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров и заданного числа торцами к основанию магнитного носителя информации 3, расположенные коаксиально относительно геометрической оси втулки 5, наибольший тонкостенный полый круговой цилиндр имеет диаметр на заданную величину меньше внутреннего диаметра основания 1 сменной кассеты, тонкостенные полые круговые цилиндры расположены на заданных радиальных расстояниях, тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров имеют одинаковый и заданный осевой размер, на внешних и внутренних цилиндрических поверхностях тонкостенных полых круговых цилиндров нанесены запоминающие слои для вертикальной магнитной записи, на внешней цилиндрической поверхности крышки 2 сменной кассеты, выполненной в форме круглого цилиндра с заданными наружным и внутренним диаметрами и глубиной, выполнен продольный осевой паз-ключ 11 с заданными размерами, пустотелая коробка имеет глубину больше осевого размера тонкостенных полых круговых цилиндров на заданную величину, в плоской части стенки крышки 2 сменной кассеты имеются сквозные отверстия 12, центры симметрии которых расположены по концентрическим окружностям, расположенным симметрично относительно тонкостенных полых круговых цилиндров, радиусы концентрических окружностей отличаются от радиусов ближайших к ним радиусов тонкостенных полых круговых цилиндров на заданную величину, сквозные отверстия 12 расположены под заданными углами относительно продольного осевого паза-ключа 11, сквозные отверстия 12 выполнены в заданном количестве и имеют заданные размеры и форму, и имеют размеры в радиальном направлении меньше радиального шага между соседними тонкостенными полыми круговыми цилиндрами, над внутренней поверхностью крышки 2 сменной кассеты установлены поворотные оси 13 в форме круговых цилиндров заданного диаметра и заданной длины, жестко связанные с крышкой 2 сменной кассеты, поворотные оси 13 расположены на заданном расстоянии над внутренней поверхностью крышки 2 сменной кассеты параллельно этой поверхности, перпендикулярно к радиусам концентрических окружностей, проходящих через центры симметрии сквозных отверстий 12, на заданном в радиальном направлении от центров симметрии сквозных отверстий расстоянии, на поворотных осях 13 установлены цилиндрические пружинки 14 и шторки на петлях 15, которые имеют форму, повторяющую форму сквозных отверстий 12, но превышающую их на заданную величину на каждой кромке, цилиндрические пружинки 14 имеют изогнутые концы, упертые в шторки на петлях 15 так, что сквозные отверстия 12 закрыты шторками на петлях 15, причем шторки на петлях 15 установлены с возможностью поворота при приложении к ним заданного осевого усилия на заданном радиальном расстоянии от поворотных осей 13, стенка крышки 2 сменной кассеты на диаметре на заданную величину меньшем, чем внутренний диаметр наименьшего тонкостенного полого кругового цилиндра выполнена в форме углубленного тонкостенного полого стакана, дно которого на заданную величину, например 4 мм, не доходит до основания магнитного носителя информации 3, в дне углубленного тонкостенного полого стакана выполнено сквозное отверстие концентрическое с геометрической осью втулки 5, диаметр отверстия на заданную величину, например 0,01 мм, превышает диаметр внешней цилиндрической поверхности втулки 5, корпус регистрирующего модуля содержит основание 16 корпуса регистрирующего модуля в форме цилиндрической тонкостенной коробки, открытой с одной стороны для установки сменной кассеты с магнитным носителем информации 3, внутренний диаметр основания 16 корпуса регистрирующего модуля превышает внешний диаметр сменной кассеты с магнитным носителем информации на заданную величину, например 0,1 мм, первое и второе прижимные кольца 17, 18 в форме плоских круговых цилиндров, внешний диаметр которых равен внешнему диаметру основания 16 корпуса регистрирующего модуля, а внутренний диаметр равен внутреннему диаметру основания 16 корпуса регистрирующего модуля, на внутренних цилиндрических поверхностях основания 16 корпуса регистрирующего модуля и первого и второго прижимных колец 17, 18 выполнен продольный выступ-ключ 19, средства для позиционирования элементов регистрации и восприятия информации включают в себя линейный двигатель, магнитная система которого установлена в обойме 20 цилиндрической формы, на торце обоймы 20 цилиндрической формы, дальнем от основания магнитного носителя информации 3, жестко установлен осесимметричный держатель 21, имеющий сквозное внутреннее отверстие для пропуска якоря 28 линейного двигателя и сквозные окна для свободного прохода пружинных плоских рычагов 22, 23, 24, 25 с элементами регистрации и восприятия данных, расположенные оппозиционно сквозным отверстиям 12 в стенке крышки 2 сменной кассеты, в соответствии с заданными угловым и радиальным расположением элементов регистрации и восприятия данных, на осесимметричном держателе 21 жестко установлены стойки 26, 27 с заданными размерами (например длиной 4 мм) оппозиционно сквозным отверстиям 12 в стенке крышки 2 сменной кассеты на заданном радиальном расстоянии (например 3 мм) от поворотных осей 13, наружная окружная часть осесимметричного держателя 21 зажата между первым и вторым прижимными кольцами 17, 18, обойма цилиндрической формы 20 и осесимметричный держатель 21 имеют такие размеры, что обойма цилиндрической формы 20 расположена коаксиально с тонкостенными полыми круговыми цилиндрами магнитного носителя информации 3, внешняя поверхность обоймы 20 цилиндрической формы расположена на заданном радиальном расстоянии, например 20 мм, от общей геометрической оси, меньшем, чем внутренний радиус крышки 2 сменной кассеты на участке в форме полого тонкостенного стакана, торец обоймы 20 цилиндрической формы, дальний от осесимметричного держателя 21, расположен на заданном расстоянии, например 0,02 мм, от внутренней поверхности крышки 2 сменной кассеты, плоскость торца обоймы 20 цилиндрической формы с осесимметричным держателем 21 расположена на заданном расстоянии (например 6 мм) от плоскости, проходящей через плоскость кромок магнитного носителя информации 3, дальних от основания носителя информации, якорь 28 линейного двигателя выполнен в виде тонкостенного пустотелого кругового неэлектропроводящего цилиндра с электропроводящей обмоткой на внешней поверхности, на торце якоря 28, дальнем от основания носителя информации 3 жестко установлена осесимметричная каретка 29 с жесткими радиальными ребрами, разнесенными друг от друга в окружном направлении на заданные углы (например 30 градусов), концы жестких радиальных ребер отстоят на заданную величину от внутренних поверхностей первого прижимного кольца 17 и основания 16 корпуса регистрирующего модуля, на концах жестких радиальных ребер жестко одними концами закреплены плоские пружинные пластины 30 заданной длины (например 10 мм) с шириной, равной ширине жестких радиальных ребер, другие концы плоских пружинных пластин 30 плотно зажаты между первым прижимным кольцом 17 и основанием 16 корпуса регистрирующего модуля, на жестких радиальных ребрах осесимметричной каретки 29 жестко установлены пружинные плоские рычаги 22, 23, 24, 25 с элементами регистрации и восприятия информации на радиальных расстояниях, соответствующих радиусам внешних и внутренних поверхностей тонкостенных полых круговых цилиндров магнитного носителя информации 3, с возможностью перемещения пружинных плоских рычагов 22, 23, 24, 25 с элементами регистрации и восприятия информации совместно с кареткой 29 в осевом направлении в контакте элементов регистрации и восприятия информации с запоминающими поверхностями магнитного носителя информации 3 сквозь сквозные окна осесимметричного держателя 21, элементы регистрации и восприятия информации установлены на жестких радиальных ребрах каждого тонкостенного полого кругового цилиндра магнитного носителя информации 3 симметрично и оппозиционно относительно внешней и внутренней запоминающих поверхностей, образуя пары элементов регистрации и восприятия информации, пружинные плоские рычаги 22, 23, 24, 25 с элементами регистрации и восприятия информации расположены на жестких радиальных ребрах, разнесенных на заданные углы (например 30 градусов), друг относительно друга, так что элементы регистрации и восприятия информации ближайших соседних тонкостенных полых круговых цилиндров магнитного носителя информации 3 разнесены по углу, пары элементов регистрации и восприятия информации каждого тонкостенного полого кругового цилиндра магнитного носителя информации 3, расположенные на жестких радиальных ребрах, разнесенных по углу друг относительно друга, размещены со сдвигом вдоль параллельно геометрической оси носителя информации так, что, каждая пара элементов регистрации и восприятия информации установленная на магнитных запоминающих поверхностях данного тонкостенного полого кругового цилиндра магнитного носителя информации 3 сдвинута вдоль оси относительно любой другой пары элементов регистрации и восприятия информации, оппозиционно расположенных на запоминающих поверхностях данного тонкостенного полого кругового цилиндра магнитного носителя информации 3 на максимальную дистанцию позиционирования, жесткие одинаковые радиальные ребра разнесены по углам, и пары элементов регистрации и восприятия информации расположены на пружинных плоских рычагах 22, 23, 24, 25 так, что при заданном перемещении каретки 29 с помощью линейного двигателя, число магнитных головок в каждом элементе регистрации и восприятия информации, шаг между магнитными головками в каждом элементе регистрации и восприятия информации и взаимное расположение элементов регистрации и восприятия информации обеспечивают заданные максимальную дистанцию позиционирования и размещение дорожек записи на магнитных запоминающих поверхностях, средства для вращения магнитного носителя информации 3 содержат подшипник скольжения, состоящий из неподвижного цилиндрического стержня 31, жестко связанного с плоской стенкой основания 16 корпуса регистрирующего модуля, цилиндрической втулки вращения 32 с внутренним цилиндрическим отверстием, посаженной поверхностью внутреннего цилиндрического отверстия по скользящей посадке на неподвижный цилиндрический стержень 31, цилиндрическая втулка вращения 32 жестко связана с осесимметричным корпусом ротора 33, на внутренней поверхности цилиндрической втулки вращения 32 на заданном расстоянии от торца выполнен кольцевой паз с посадочными гнездами под шарики 10 полумуфты, внутренняя поверхность цилиндрической втулки вращения 32 на расстоянии от кольцевого паза до торца, ближнего к основанию магнитного носителя информации 3, выполнена с продольными пазами под углами, соответствующими расположению посадочных гнезд такими, что позволяют переместить втулку 5 с круглой трубчатой осью 6 в кольцевой паз с посадочными гнездами, на цилиндрической втулке вращения 32 с торцевой части выполнена конусная посадочная поверхность, статор 34 в форме цилиндрической втулки, внутренний диаметр которой превышает наружный диаметр цилиндрической втулки вращения 32, жестко соединенного с одного торца с плоской стенкой основания 16 корпуса регистрирующего модуля, на противоположном торце корпуса статора 34 выполнена окружная выточка, в которой размещены полюса статора.
Параметры конструктивных элементов, описанных выше, имеют заданные величины, т.к. эти конструктивные элементы находятся во взаимосвязи с другими конструктивными элементами данного технического решения и зависят от величины параметров соседних конструктивных элементов.
Перечисленное выше потенциально позволяет создание параметрического ряда регистрирующих модулей и сменных кассет с магнитным носителем информации в форме тонкостенных полых круговых цилиндров. Все величины, указанные в описании как заданные, определяются возможностью создания ряда типоразмеров, обеспечением минимального момента сопротивления вращению и защитой от проникновения пыли.
В предлагаемой полезной модели имеются следующие преимущества:
- поверхностная плотность информации на магнитных носителях с жесткой основой значительно превышает поверхностную плотность информации на магнитных носителях с гибкой основой;
- носитель информации в форме тонкостенных полых круговых цилиндров потенциально обеспечивает меньшее время доступа к данным по сравнению с магнитной лентой, обеспечивает параллельные запись-воспроизведение по многим каналам в отличие от жестких дисков, обеспечивает сменность носителя информации при контактной записи-воспроизведении, поскольку по аналогии с магнитной лентой не требует столь же высокой степени герметизации, как в жестких дисках;
- контактное воспроизведение может быть обеспечено при сравнительно низких скоростях движения носителя информации с помощью GMR головок, что потенциально упрощает конструкцию регистрирующих модулей.
Работа регистрирующего модуля (чертеж) в динамике происходит следующим образом. Оператор вставляет сменную кассету с магнитным носителем информации в корпус регистрирующего модуля, прикладывая осевое усилие к ручке 7, снимая втулку 5 с посадочного конуса 4, упруго деформируя посадочный конус 4 в радиальном направлении, и поворачивая круглую трубчатую ось 6 за ручку 7 так, чтобы попасть шариками 10 в продольные пазы цилиндрической втулки вращения 32 и продвигая втулку 5 и круглую трубчатую ось 6 в осевом направлении, центрируя втулку 5 на конусной посадочной поверхности цилиндрической втулки вращения 32 до фиксации шариков 10 в посадочных гнездах кольцевого паза цилиндрической втулки вращения 32, при этом стойки 26, 27 скользят по поверхностям шторок на петлях 15, поворачивая их и открывая доступ пружинным плоским рычагам 22, 23, 24, 25 с элементами регистрации и восприятия информации. После установки сменной кассеты в регистрирующий модуль, элементы регистрации информации находятся в контакте с запоминающими слоями тонкостенных полых круговых цилиндров и в нейтральном осевом положении, соответствующим отсутствию тока в обмотке якоря линейного двигателя. Для проведения операций записи или чтения запитываются обмотки статора 34, цилиндрическая втулка вращения 32 совместно с магнитным носителем информации 3 разгоняется до номинальной скорости, система позиционирования позиционирует каретку 29 совместно с элементами регистрации и восприятия информации на заданных дорожках, находится нужный сектор и традиционно выполняется операция записи или чтения, после чего цилиндрическая втулка вращения 32 совместно с магнитным носителем информации 3 останавливается, а обмотка якоря 28 линейного двигателя обесточивается. При замене сменной кассеты с магнитным носителем оператор вытягивает круглую трубчатую ось 6 совместно со втулкой 5 за ручку 7, прикладывая осевое усилие, и затем, придерживая корпус сменной кассеты одной рукой, устанавливает втулку 5 другой рукой на посадочный конус 4. При предыдущих процедурах шторки на петлях 15 закрывают сквозные отверстия 12.
2
2
7
Рассмотрим параметры регистрирующего модуля, использующего сменную кассету с магнитным носителем информации в форме осесимметричного основания и одного тонкостенного полого кругового цилиндра диаметром 63,5 мм и размером в осевом направлении L=3,81 мм. Площадь запоминающих слоев, пренебрегая толщиной тонкостенного полого кругового цилиндра, составит; πD·L·2=3,14·63,5·3,81·2=1519,3518 мм=2,35 дюйм. Положим, достигнута поверхностная плотность 1 Тбит/дюйм. Информационная емкость такого носителя 0,29 Тбайт. Пусть линейная скорость движения носителя V=1 м/сек, продольная плотность 20000 бит/мм, тогда канальная скорость передачи данных по одному каналу составит 2·10 бит/сек. При записи-воспроизведении по 16 кодовым каналам скорость передачи составит 40 Мбайт/сек. Среднее время доступа к данным составит половину оборота носителя, примерно 100 мс плюс время позиционирования на расстояние 3,81 мм, оно зависит от конкретных параметров системы позиционирования, но расстояние позиционирования на порядок меньше, чем в жестком диске диаметром 63,5 мм. Приведенные параметры допустимы для использования в регистраторе данных.
По сравнению с прототипом предлагаемая полезная модель позволяет достичь сменности магнитного носителя информации, упростить конструкцию регистратора данных, уменьшить массогабаритные характеристики регистратора данных.