CN109968322B - 一种数据服务器自动运送机器人及其应用***控制方法 - Google Patents

一种数据服务器自动运送机器人及其应用***控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种数据服务器自动运送机器人，包括机架、安装在机架上的服务器存储机构、移动导向机构及装取机构，还公开了一种数据服务器自动运送机器人应用***控制方法，应用***包括任务调度与监控***、数据中心运维***及维修站管理***；基于现有移动机器人技术，本发明的目的是提供一种能够实现服务器上下架的自动运送机器人，对现有数据中心服务器进行自动化的上架、下架、搬运操作，克服现有人工方式存在的劳动量大，服务器人工寻找费时费力效率低，机房人员出入管理审批繁琐的缺陷，并且通过与数据中心运维信息***以及维修站管理***的信息化对接，在自动运送机器人的任务调度与监控***的操作下，实现全自动的数据中心服务器运维操作。

Description

一种数据服务器自动运送机器人及其应用***控制方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种数据服务器自动运送机器人及其应用***控制方法。
背景技术
当前大数据、云计算、AI迅猛发展，都对服务器等基础设施的需求量极大，而数据中心集中了大量的服务器***，通过专业的设计、管理、运营提供互联网、物联网的基础平台。由于数据中心的服务器作为一种硬件***，规模非常庞大，其面临的维护挑战和问题也很多。在日常运维中，很大的一部分工作，就是不断的对存在问题的服务器下架，送入维修站进行维修，或者是将维修完成或全新的服务器继续上架。一方面，数据中心庞大，服务器的搬运劳动量很大；另一方面对专业的人员的依赖带来给管理上的不便和安全隐患，对数据中心方方面面设计到的技术体系都要花费较长时间进行***学习，只有对这个数据中心整体非常清晰才能高效的上下架工作，从而导致工作局限性变大。
因此随着机器人技术、网络通信、视觉识别技术的普及，通过视觉识别完成机器人的精确识别，通过网络通信实现不同***的有效对接，从而使移动机器人在很多领域得到了广泛的应用，例如在一些无人仓库和车间中，已经有大量的机器人用于工件物品的输送；而本发明针对现有技术中存在的问题，也研制了一种数据服务器自动运送机器人及其应用***控制方法，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。
发明内容
本发明目的是：提供一种数据服务器自动运送机器人及其应用***控制方法，以解决现有技术中庞大的数据中心服务器维修不方便且维修局限性大的问题。
本发明的技术方案是：一种数据服务器自动运送机器人，包括机架、安装在机架上的服务器存储机构、移动导向机构及装取机构；
所述机架包括自动导引移动底盘、若干立柱及横梁，一侧所述横梁之间具有一对沿竖直方向设置的安装板；
所述服务器存储机构包括若干组设置在立柱上端部的可伸出机构，每组所述可伸出机构设置在同一水平面上，并分别固定在安装板上及远离安装板的立柱上；
所述移动导向机构包括升降滑动组件及水平滑动组件；所述升降滑动组件包括固定在与安装板同侧立柱上的一对升降导轨、设置在一对升降导轨之间的升降平台、与升降平台连接的升降同步带；所述水平滑动组件包括固定在升降平台上的牵引导轨及第一传动组件、与牵引导轨及第一传动组件连接的牵引平台；
所述装取机构包括固定在牵引平台上的第二传动组件、与第二传动组件连接的调整滑台、视觉定位模块及服务器对接机构。
优选的，所述可伸出机构采用推出式电磁铁或伸缩气缸中任意一种。
优选的，所述升降同步带沿竖直方向设置在一对升降导轨之间，上下两端分别设置有传动轮，所述传动轮安装在一固定框板内侧，所述固定框板上下两端分别固定在横梁上，一端侧壁上具有一滑槽，所述升降同步带上具有一连接块，所述连接块延伸至滑槽外侧，并与升降平台固定连接。
优选的，所述升降导轨与所述牵引导轨截面均呈工字型，所述升降平台与所述牵引平台均通过滑块与升降导轨及牵引导轨滑动连接。
优选的，所述牵引平台包括与升降平台连接的连接板及沿水平方向设置的支撑板，所述支撑板上端面沿长轴方向具有一导向槽，靠近升降平台一侧的连接板及支撑板上具有一对与安装板对齐设置的空槽。
优选的，所述第一传动组件与所述牵引导轨设置在升降平台同侧，包括第一丝杆及与第一丝杆连接的第一滑动螺母，所述第一丝杆固定在升降平台上，所述第一滑动螺母固定在牵引平台上，并与第一丝杆螺纹连接；所述第二传动组件包括第二丝杆及第二滑动螺母，所述第二丝杆固定在支撑板下端面，所述第二滑动螺母固定在调整滑台下端面，并贯穿导向槽与第二丝杆螺纹连接。
优选的，所述调整滑台设置在牵引平台上端面，上端固定有第三传动组件，所述第三传动组件包括第三丝杆及第三滑动螺母，所述第三丝杆中轴线与所述升降平台端面垂直；所述视觉定位模块固定在第三滑动螺母上，所述服务器对接机构沿调整滑台长轴方向固定在调整滑台侧边，包括限位板及固定在限位板端面的一对定位杆。
优选的，所述视觉定位模块沿垂直于第三丝杆中轴线方向对称设置两个，所述服务器对接机构沿垂直于第三丝杆中轴线方向对称设置两个。
本发明基于一种数据服务器自动运送机器人，公开了一种数据服务器自动运送机器人应用***，包括任务调度与监控***、数据中心运维***及维修站管理***。
本发明基于一种数据服务器自动运送机器人应用***，还公开了一种数据服务器自动运送机器人应用***控制方法，所述控制方法具体如下：
(1)数据中心中具有若干放置在安置架上的服务器，靠近数据中心设置有维修站，所述数据中心与维修站之间放置有自动运送机器人；
(2)通过任务调度与监控***，实现自动运送机器人的任务控制；
(3)通过数据中心运维***，实现安置架位置及服务器在安置架中存放位置的管控；
(4)通过维修站管理***，实现服务器维修工作的管控；
(5)将数据中心运维***对接任务调度与监控***，将服务器在安置架中的存放位置及安置架的位置传送到任务调度与监控***；
(6)将维修站管理***对接任务调度与监控***，将维修站的维修完成信号传送到任务调度与监控***；
(7)当服务器出现故障后，机器人移动至对应安置架位置处，并将牵引平台移动至服务器在安置架中存放的位置处，将服务器取下，并运送到维修站；
(8)服务器维修完成后，将机器人移动至数据中心对应的安置架位置处，通过牵引平台将服务器取下，并放置在安置架对应的位置处。
与现有技术相比，本发明的优点是：
(1)基于现有移动机器人技术，本发明的目的是提供一种能够实现服务器上下架的自动运送机器人，对现有数据中心服务器进行自动化的上架、下架、搬运操作，克服现有人工方式存在的劳动量大，服务器人工寻找费时费力效率低，机房人员出入管理审批繁琐的缺陷，并且通过与数据中心运维信息***以及维修站管理***的信息化对接，在自动运送机器人的任务调度与监控***的操作下，实现全自动的数据中心服务器运维操作。
(2)自动识别，自动化导引控制寻找服务器，通过精确的识别和控制可以根据不同的服务器位置自动调节。
(3)自动搬运，实现服务器的上、下架的操作和搬运，并且一次可以搬运多个服务器，省时省力且高效。
(4)智能化程度高，通过与数据中心运维信息***以及维修站管理***的信息化对接，在机器人调度与控制***的操作下，实现全自动的数据中心服务器运维操作。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述结构的示意图；
图2为本发明所述升降同步带的安装局部结构示意图；
图3为本发明所述牵引平台的安装结构示意图；
图4为本发明所述装取机构的安装结构示意图；
图5为本发明所述局部结构的主视图；
图6为本发明所述自动运送机器人上架及下架时的工作流程图；
图7为本发明所述视觉定位模块的控制原理图；
图8为本发明所述应用***控制流程图；
其中：1、自动导引移动底盘，2、立柱，3、横梁，4、安装板，5、升降导轨，6、升降平台，7、升降同步带，8、传动轮，9、固定框板，10、滑槽，11、连接块，12、牵引导轨，13、第一传动组件，13a、第一丝杆，13b、第一滑动螺母，14、牵引平台，15、连接板，16、支撑板，17、导向槽，18、空槽，19、第二传动组件，19a、第二丝杆，19b、第二滑动螺母，20、调整滑台，21、视觉定位模块，22、限位板，23、定位杆，24a、第三丝杆，24b、第三滑动螺母，25、推出式电磁铁，26、服务器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
如图1-5所示，一种数据服务器自动运送机器人，用于对庞大的数据中心服务器进行搬运，包括机架、安装在机架上的服务器存储机构、移动导向机构及装取机构。
其中，机架包括自动导引移动底盘1、若干立柱2及横梁3，一侧横梁3之间具有一对沿竖直方向设置的安装板4，自动导引移动底盘1选用视觉导航方式的舵轮驱动AGV机器人平台，是通过激光、色带等方式导航，可以完成自动的寻迹和搬运功能，具有自动充电、自动导航功能。
服务器存储机构包括若干组设置在立柱2上端部的可伸出机构，每组可伸出机构共设置四个，并处在同一水平面上，中轴线沿水平方向设置，靠近安装板4一侧的两个可伸出机构固定在安装板4上，远离安装板4一侧的两个可伸出机构固定在立柱2上，本实施例中可伸出机构选用推出式电磁铁25。
移动导向机构包括升降滑动组件及水平滑动组件，其中，升降滑动组件包括固定在与安装板4同侧立柱2上的一对升降导轨5、设置在一对升降导轨5之间的升降平台6、与升降平台6连接的升降同步带7；升降同步带7沿竖直方向设置在一对升降导轨5之间，上下两端分别设置有传动轮8，传动轮8安装在一固定框板9内侧，固定框板9上下两端分别固定在横梁3上，一端侧壁上具有一滑槽10，升降同步带7上具有一连接块11，连接块11延伸至滑槽10外侧，并与升降平台6固定连接，从而通过升降同步带7的运动带动升降平台6的上下运动；水平滑动组件包括固定在升降平台6上的牵引导轨12及第一传动组件13、与牵引导轨12及第一传动组件13连接的牵引平台14；升降导轨5与牵引导轨12截面均呈工字型，升降平台6与牵引平台14均通过滑块与升降导轨5及牵引导轨12滑动连接；第一传动组件13与牵引导轨12设置在升降平台6同侧，包括第一丝杆13a及与第一丝杆13a连接的第一滑动螺母13b，第一丝杆13a固定在升降平台6上，第一滑动螺母13b固定在牵引平台14上，并与第一丝杆13a螺纹连接，通过第一丝杆13a的传动，可实现牵引平台14沿第一丝杆13a中轴线方向的水平移动；牵引平台14包括与升降平台6连接的连接板15及沿水平方向设置的支撑板16，支撑板16上端面沿长轴方向具有一导向槽17，靠近升降平台6一侧的连接板15及支撑板16上具有一对与安装板4对齐设置的空槽18。
装取机构包括固定在牵引平台14上的第二传动组件19、与第二传动组件19连接的调整滑台20、视觉定位模块21及服务器对接机构；第二传动组件19包括第二丝杆19a及第二滑动螺母19b，第二丝杆19a固定在支撑板16下端面，第二滑动螺母19b固定在调整滑台20下端面，并贯穿导向槽17与第二丝杆19a螺纹连接；调整滑台20设置在牵引平台14上端面，上端固定有第三传动组件，第三传动组件包括第三丝杆24a及第三滑动螺母24b，第三丝杆24a中轴线与升降平台6端面垂直；视觉定位模块21固定在第三滑动螺母24b上，服务器对接机构沿调整滑台20长轴方向固定在调整滑台20侧边，包括限位板22及固定在限位板22端面的一对定位杆23。
作为本实施例的进一步优化，视觉定位模块21沿垂直于第三丝杆24a中轴线方向对称设置两个，服务器对接机构沿垂直于第三丝杆24a中轴线方向对称设置两个，可以双向移动，并分别从机架两个侧边存取服务器26。
服务器26置于牵引平台14上端时，靠近安装板4的一侧延伸至空槽18上方，远离安装板4的一侧凸出牵引平台14设置，便于推出式电磁铁25弹出后，能够直接支撑在服务器26的下方，并便于牵引平台14的移出。
本实施例中，一侧的传动轮8、第一丝杆13a、第二丝杆19a及第三丝杆24a均通过电机驱动控制。
如图6所示，下架时，自送运动机器人前往指定服务器位置，升降同步带7工作，带动升降平台6及牵引平台14移动至指定高度，接着第一传动组件13工作，带动牵引平台14沿水平方向伸出移动至指定服务器下方，第三传动组件及视觉定位模块21工作，实现服务器对接机构与服务器的对接，对接完成后，第二传动组件19工作，将服务器拉动至牵引平台14上方；维修及维修完成后均需下架，下架时，机器人前往指定位置，牵引平台14移动至指定高度，通过服务器对接机构将服务器推动至初始位置即可；本实施例中，服务器存储机构具有多层空间，即可同时搬运多个服务器26，放置时，将牵引平台14的支撑板16移动至对应的推出式电磁铁25上方，推出式电磁铁25具有一可弹出的伸出杆，此时伸出杆弹出承载服务器，靠近安装板4一侧的伸出杆弹出至空槽18内，可支承在服务器26下端，远离安装板4一侧的伸出杆直接弹出至服务器26端部下端，放置完成后，可直接将牵引平台14移出。
如图7所示，视觉定位模块21用于通过摄像头视觉识别机架上服务器的二维码，根据二维码识别出服务器的精确位置和相关信息，然后控制对接位置调整滑台20移动调节，在识别的基础上，左右调节服务器对接机构，上下调节升降平台6的高度，从而完成服务器对接机构与服务器的精确对接，最后控制对接机构动作完成服务器的存取。
如图8所示，本发明还公开了一种数据服务器自动运送机器人应用***控制方法，其中应用***包括任务调度与监控***、数据中心运维***及维修站管理***，控制方法具体如下：
(1)数据中心中具有若干放置在安置架上的服务器，靠近数据中心设置有维修站，所述数据中心与维修站之间放置有自动运送机器人；
(2)通过任务调度与监控***，实现自动运送机器人的任务控制；
(3)通过数据中心运维***，实现安置架位置及服务器在安置架中存放位置的管控；
(4)通过维修站管理***，实现服务器维修工作的管控；
(5)将数据中心运维***对接任务调度与监控***，将服务器在安置架中的存放位置及安置架的位置传送到任务调度与监控***；
(6)将维修站管理***对接任务调度与监控***，将维修站的维修完成信号传送到任务调度与监控***；
(7)当服务器出现故障后，机器人移动至对应安置架位置处，并将牵引平台移动至服务器在安置架中存放的位置处，将服务器取下，并运送到维修站；
(8)服务器维修完成后，将机器人移动至数据中心对应的安置架位置处，通过牵引平台将服务器取下，并放置在安置架对应的位置处。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种数据服务器自动运送机器人，其特征在于：包括机架、安装在机架上的服务器存储机构、移动导向机构及装取机构；
所述机架包括自动导引移动底盘、若干立柱及横梁，一侧所述横梁之间具有一对沿竖直方向设置的安装板；
所述服务器存储机构包括若干组设置在立柱上端部的可伸出机构，每组所述可伸出机构设置在同一水平面上，并分别固定在安装板上及远离安装板的立柱上；
所述移动导向机构包括升降滑动组件及水平滑动组件；所述升降滑动组件包括固定在与安装板同侧立柱上的一对升降导轨、设置在一对升降导轨之间的升降平台、与升降平台连接的升降同步带；所述水平滑动组件包括固定在升降平台上的牵引导轨及第一传动组件、与牵引导轨及第一传动组件连接的牵引平台；所述牵引平台包括与升降平台连接的连接板及沿水平方向设置的支撑板，所述支撑板上端面沿长轴方向具有一导向槽，靠近升降平台一侧的连接板及支撑板上具有一对与安装板对齐设置的空槽；
所述装取机构包括固定在牵引平台上的第二传动组件、与第二传动组件连接的调整滑台、视觉定位模块及服务器对接机构。
2.根据权利要求1所述的一种数据服务器自动运送机器人，其特征在于：所述可伸出机构采用推出式电磁铁或伸缩气缸中任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种数据服务器自动运送机器人，其特征在于：所述升降同步带沿竖直方向设置在一对升降导轨之间，上下两端分别设置有传动轮，所述传动轮安装在一固定框板内侧，所述固定框板上下两端分别固定在横梁上，一端侧壁上具有一滑槽，所述升降同步带上具有一连接块，所述连接块延伸至滑槽外侧，并与升降平台固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种数据服务器自动运送机器人，其特征在于：所述升降导轨与所述牵引导轨截面均呈工字型，所述升降平台与所述牵引平台均通过滑块与升降导轨及牵引导轨滑动连接。
5.根据权利要求1所述的一种数据服务器自动运送机器人，其特征在于：所述第一传动组件与所述牵引导轨设置在升降平台同侧，包括第一丝杆及与第一丝杆连接的第一滑动螺母，所述第一丝杆固定在升降平台上，所述第一滑动螺母固定在牵引平台上，并与第一丝杆螺纹连接；所述第二传动组件包括第二丝杆及第二滑动螺母，所述第二丝杆固定在支撑板下端面，所述第二滑动螺母固定在调整滑台下端面，并贯穿导向槽与第二丝杆螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种数据服务器自动运送机器人，其特征在于：所述调整滑台设置在牵引平台上端面，上端固定有第三传动组件，所述第三传动组件包括第三丝杆及第三滑动螺母，所述第三丝杆中轴线与所述升降平台端面垂直；所述视觉定位模块固定在第三滑动螺母上，所述服务器对接机构沿调整滑台长轴方向固定在调整滑台侧边，包括限位板及固定在限位板端面的一对定位杆。
7.根据权利要求6所述的一种数据服务器自动运送机器人，其特征在于：所述视觉定位模块沿垂直于第三丝杆中轴线方向对称设置两个，所述服务器对接机构沿垂直于第三丝杆中轴线方向对称设置两个。
8.基于权利要求1所述的一种数据服务器自动运送机器人应用***，其特征在于：包括任务调度与监控***、数据中心运维***及维修站管理***。
9.基于权利要求8所述的一种数据服务器自动运送机器人应用***控制方法，其特征在于：所述控制方法具体如下：
(1)数据中心中具有若干放置在安置架上的服务器，靠近数据中心设置有维修站，所述数据中心与维修站之间放置有自动运送机器人；
(2)通过任务调度与监控***，实现自动运送机器人的任务控制；
(3)通过数据中心运维***，实现安置架位置及服务器在安置架中存放位置的管控；
(4)通过维修站管理***，实现服务器维修工作的管控；
(5)将数据中心运维***对接任务调度与监控***，将服务器在安置架中的存放位置及安置架的位置传送到任务调度与监控***；
(6)将维修站管理***对接任务调度与监控***，将维修站的维修完成信号传送到任务调度与监控***；
(7)当服务器出现故障后，机器人移动至对应安置架位置处，并将牵引平台移动至服务器在安置架中存放的位置处，将服务器取下，并运送到维修站；
(8)服务器维修完成后，将机器人移动至数据中心对应的安置架位置处，通过牵引平台将服务器取下，并放置在安置架对应的位置处。
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