用于检测自由下落并执行紧急停放的硬盘驱动器制造技术

本发明专利技术的实施例提供了一种硬盘驱动器（ＨＤＤ），其用于检测ＨＤＤ何时处于自由下落状态并且在撞击之前停放头。ＨＤＤ包括：主轴马达，主轴马达包括旋转本体并用于旋转盘，其中盘用于存储数据；用于将读／写头移动至盘上所需的位置以读取／写入数据的致动器；以及用于实时测量旋转本体的飞行高度的飞行高度传感器。ＨＤＤ进一步包括用于监视所测量的飞行高度并当监视器确定ＨＤＤ处于自由下落状态时生成自由下落信号的监视器；以及用于响应于自由下落信号对读／写头启动停放操作的中央控制器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及一种硬盘驱动器(HDD)。特别地，本专利技术的实施例涉及一种用于检测自由下落并响应于自由下落的检测而将读/写头停放于安全位置的HDD。
技术介绍
硬盘驱动器(HDD)是一种通常在计算机中使用并且适于使用一个或多个读/写头从旋转的盘中读取数据以及将数据写入其中的信息存储装置。在HDD中，致动器移动读/写头至盘上所需的位置，因而数据可以被写入至盘上所标识的位置或从中读取。在上述移动期间，读/写头被保持在盘表面之上所定义的“飞行高度”。然而，如果读/写头没有保持所定义的飞行高度并且与盘表面碰撞，则盘表面可能变为受损并使得存储在受损位置的数据不可读。读/写头与盘碰撞可能起因于施加到HDD的外部碰撞。由于HDD正在更为普遍地引入便携式主机中，由于主机下落而引发的外部碰撞的风险提高了。尽管由HDD提供了卓越的价格和存储容量比，然而该“盘的碰撞”风险影响了将HDD引入于新兴的便携式装置中。然而，HDD在便携式电子装置中所提供的明显的商业优势已经导致正在进行更多的对具有1英寸或更小的微HDD的设计和使用的研究。例如，US专利No.RE35629，其主题在此引入作为参考，公开了一种检测HDD的自由下落状态的方法(即其中HDD在重力作用下下落的条件)。这一传统的方法使用MEMS(微电机系统)加速度传感器检测自由下落状态并且卸载读/写头。在上下文中术语“卸载”表示一种操作，其中读/写头被移入到安全的位置(即更好地免除于外部碰撞的不良影响的位置)。然而，这种传统的途径相关于MEMS加速度传感器的引入向HDD设计增加了成本以及复杂性。进一步地，MEMS加速度传感器的加入导致了意图用于便携式装置例如移动电话、PDA等的很多微HDD设计的体积上不能接受的增加。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种适于防止HDD内的读/写头或盘由于自由下落后的外部撞击而损坏的硬盘驱动器(HDD)。这种能力提供了改进的撞击抵抗力并使得HDD对于结合在各种便携式或移动设备中成为更好的设计选择。本专利技术的实施例同样提供了一种适于以高精度在各个方向检测自由下落状态的HDD。这种自由下落状态检测的结果是，HDD能够更好地启动读/写头的紧急卸载/停放。在一个实施例中，本专利技术提供一种硬盘驱动器(HDD)，包括包括旋转本体并适于旋转盘的主轴马达，适于将读/写头移动到盘上所需位置的致动器，适于实时测量相对于旋转本体的飞行高度的飞行高度传感器，适于监视所测量的飞行高度并当监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号的监视器，以及适于响应于自由下落信号对读/写头启动卸载/停放操作的中央控制器。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种HDD，包括适于旋转盘的主轴马达，适于将读/写头在盘上移动的致动器，适于实时测量主轴马达的旋转速度的旋转速度传感器，适于监视所测量的旋转速度并当监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号的监视器，以及适于响应于自由下落信号启动卸载/停放操作的中央控制器。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种HDD，包括适于以所定义的旋转速度旋转盘的主轴马达，适于使用向主轴马达提供的驱动信号实时控制旋转速度的反馈控制环路，适于在盘上移动读/写头的致动器，适于监视驱动信号并当监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号的监视器，以及适于响应于自由下落信号对读/写头启动卸载/停放操作的中央控制器。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种HDD，包括主轴马达，包括旋转本体和适于支承旋转本体(rotary body)的静止本体(static body)，其中主轴马达适于旋转盘；适于在盘上移动读/写头的致动器；适于测量与旋转本体关联的静止偏心距的静止偏心距传感器；适于监视所测量的静止偏心距(static eccentricity)并当监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号的监视器；以及适于响应于自由下落信号初始化读/写头的卸载/停放操作的中央控制器。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种HDD，包括适于旋转具有目标道的盘的主轴马达，适于围绕枢轴移动读/写头以在目标道上定位读/写头的致动器，用于实时测量读/写头的实际位置和目标道之间的位置误差并进一步适于生成位置误差信号的位置误差传感器，适于监视位置误差信号并当监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号的监视器，以及适于响应于自由下落信号对读/写头启动卸载/停放操作的中央控制器。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种HDD，包括适于旋转盘的主轴马达，适于向致动器提供旋转驱动功率的音圈马达(VCM)，其中致动器适于在盘上移动读/写头，适于向VCM提供受控驱动信号以使得读/写头跟踪盘上的目标道的位置控制环路(loop)，适于实时监视向VCM提供的受控驱动信号并当监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号的监视器，以及适于响应于自由下落信号对读/写头启动卸载/停放操作的中央控制器。在另一个实施例中，本专利技术提供了一种HDD，包括适于以根据反馈控制环路所提供的驱动信号实时控制的旋转速度旋转盘的主轴马达，适于向在盘上移动读/写头的致动器提供旋转驱动功率的音圈马达(VCM)，适于向VCM提供受控驱动信号以使得读/写头跟踪盘上的目标道的位置控制环路，适于实时监视驱动信号和受控驱动信号并当监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号的监视器，以及适于响应于自由下落信号对读/写头启动卸载/停放操作的中央控制器。附图说明本专利技术的实施例将参照相关附图在此描述，其中同样的附图标记表示同样或相似的部件。在附图中图1是根据本专利技术的实施例的硬盘驱动器(HDD)的分解透视图；图2A是根据本专利技术的实施例的图1的HDD的主轴马达沿图1中的线II-II得到的剖面图；图2B是根据本专利技术的实施例的图1的HDD的主轴马达沿图1中的线II-II得到的剖面图； 图2C是根据本专利技术的实施例的图1的HDD的主轴马达沿图1中的线II-II得到的剖面图；图3是图2的永磁体和部分静止本体的结构的透视图；图4显示了作用于图2的主轴马达中的静止本体和旋转本体的力以及力矩；图5和6分别显示了主轴马达的轴颈轴承和推力轴承的压力分布；图7显示了主轴马达中的永磁体和静止本体的磁通分布；图8显示了输入主轴马达的驱动信号的示例；图9是主轴马达中的旋转本体的矩心和重心路径的曲线图；图10到14显示了有限元分析的数值积分的结果；图15显示了主轴马达100可能下落的典型方向；图16A到16C显示了根据主轴马达下落的方向在飞行高度上的变化；图17A到17C显示了根据主轴马达下落的方向在旋转速度上的变化；图18A到18C显示了根据主轴马达下落的方向在用于主轴马达的驱动信号的PWM占空比上的变化；图19A到19C显示了根据主轴马达下落的方向主轴马达中的旋转本体在位置上的变化；图20A到20C显示了根据主轴马达下落的方向在位置误差信号上的变化；图21A到21C显示了根据主轴马达下落的方向在作为受控驱动信号向音圈马达(VCM)提供的输入电流上的变化；图22A到22C显示了根据主轴马达下落的方向在作为受控驱动信号向音圈马达提供的输入电压上的变化；图23A是根据本专利技术的实施例的HDD的结构的示意图；图23B是根据本专利技术的实施例的HDD的结构的示意图；图23C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬盘驱动器（ＨＤＤ），包括：　　　　主轴马达，包括旋转本体并用于旋转盘；　　　　致动器，用于将读／写头移动至所述盘上所需的位置；　　　　飞行高度传感器，用于实时测量与所述旋转本体相关的飞行高度；　　　　监视器，用于监视所测量的飞行高度并当所述监视器确定所述ＨＤＤ处于自由下落状态时生成自由下落信号；以及，　　　　中央控制器，用于响应于所述自由下落信号对所述读／写头启动卸载／停放操作。

【技术特征摘要】
KR 2005-11-14 108525/05;KR 2006-3-31 29816/061.一种硬盘驱动器(HDD)，包括主轴马达，包括旋转本体并用于旋转盘；致动器，用于将读/写头移动至所述盘上所需的位置；飞行高度传感器，用于实时测量与所述旋转本体相关的飞行高度；监视器，用于监视所测量的飞行高度并当所述监视器确定所述HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号；以及，中央控制器，用于响应于所述自由下落信号对所述读/写头启动卸载/停放操作。2.根据权利要求1所述的HDD，其中所述主轴马达还包括基座部件；所述飞行高度传感器与所述基座部件关联；以及，所述飞行高度传感器用于关于所述基座部件测量所述旋转本体的所述飞行高度并将所测量的飞行高度作为电信号输出。3.根据权利要求1所述的HDD，其中当所测量的飞行高度超过所定义的阈值时，所述监视器确定HDD处于自由下落状态。4.根据权利要求1所述的HDD，还包括应急电源，其中所述中央控制器用于通过向所述应急电源提供紧急停放信号而启动所述卸载/停放操作；以及，所述应急电源用于响应于所述紧急停放信号向所述致动器提供最大可用功率。5.根据权利要求1所述的HDD，还包括静止偏心距传感器，用于实时测量与所述旋转本体有关的静止偏心距；其中所述监视器还用于监视所测量的静止偏心距。6.根据权利要求5所述的HDD，其中所述监视器用于在检测到所述旋转本体的所测量的飞行高度相对于第一阈值的变化、所测量的静止偏心距相对于第二阈值的变化、或所计算的值相对于第三阈值的变化时，确定所述HDD处于自由下落状态，其中所计算的值关于所测量的飞行高度和所测量的静止偏心距而得到。7.根据权利要求5所述的HDD，还包括应急电源，其中所述中央控制器用于通过向所述应急电源提供紧急停放信号而响应于所述自由下落信号启动所述卸载/停放操作；以及，所述应急电源用于响应于所述紧急停放信号向所述致动器提供最大可用功率。8.一种硬盘驱动器(HDD)，包括主轴马达，用于旋转盘；改动器，用于在所述盘上移动读/写头；旋转速度传感器，用于实时测量所述主轴马达的旋转速度；监视器，用于监视所测量的旋转速度并当所述监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号；以及，中央控制器，用于响应于所述自由下落信号启动卸载/停放操作。9.根据权利要求8所述的HDD，其中当所测量的旋转速度的变化超过所定义的阈值时，所述监视器确定所述HDD处于自由下落状态。10.根据权利要求8所述的HDD，还包括应急电源，其中所述中央控制器用于通过向所述应急电源提供紧急停放信号而响应于所述自由下落信号启动所述卸载/停放操作；以及，所述应急电源用于响应于所述自由下落信号向所述致动器提供最大可用功率。11.一种硬盘驱动器(HDD)，包括主轴马达，用于以所定义的旋转速度旋转盘；反馈控制环路，用于使用提供给所述主轴马达的驱动信号实时控制所述旋转速度；致动器，用于在所述盘上移动读/写头；旋转速度传感器，用于实时测量主轴马达的旋转速度；监视器，用于监视所述驱动信号并当所述监视器确定HDD处于自由下落状态时生成自由下落信号；以及，中央控制器，用于响应于所述自由下落信号对所述读/写头启动卸载/停放操作。12.根据权利要求11所述的HDD，其中所述监视器用于监视所述驱动信号的脉宽调制PWM占空比，并且基于所述PWM占空比相对于所定义的阈值的变化确定HDD处于自由下落状态。13.根据权利要求11所述的HDD，还包括应急电源，其中所述中央控制器用于通过向所述应急电源提供紧急停放信号而响应于所述自由下落信号启动所述卸载/停放操作；以及，所述应急电源用于响应于所述自由下落信号向所述致动器提供最大可用功率。14.一种硬盘驱动器(HDD)，包括主轴马达，包括旋转本体和用于支撑所述旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩载赫，金澈淳，张健熙，朴商振，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]