本发明属于机械设备自动化技术领域，具体涉及一种对接调整机构以及包含有该对接调整机构的自动对接定位系统。
背景技术：
在机械自动化领域中，经常需要将两个设备进行竖直方向上的对接操作。而在某些工作场合，对接时对两对接设备的相对位置具有较高的要求，并要求对接工作面紧密贴合。比如在核设施中，经常要求两设备对接后，对接工作面要保证其密封性，这就需要对接工作面紧密贴合才能实现。
对两对接设备来说，受加工制造的精度限制和误差的影响，以及在后续的安装过程中，都不可避免的会产生偏差，如果不具有相应的调整机构就无法保证对接设备的准确定位以及对接工作面的紧密贴合。在以往的核设备中，由于对接设备没有调整机构，对接操作为刚性对接操作，因此对设备的加工质量、安装精度的要求很高，即使增加成本制作能够满足工艺要求的高精度设备，设备在其后的对接操作中往往还是不能达到理想的对接效果，其密封性不能保证。
因此，亟需一种对接调整机构，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种对接调整机构以及包含有该对接调整机构的自动对接定位系统，该对接调整机构可使对接设备在竖直方向上进行对接操作时能够自动调整两对接设备之间的相对位置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种对接调整机构，用于在上对接设备和下对接设备进行对接时调整两者间的位置，该机构包括导向环、顶升盘、定位环和滚动体，
所述导向环设于上对接设备上，导向环能够对所述下对接设备进行导向，
所述定位环和滚动体设于顶升盘上，定位环能够对下对接设备进行初步定位，对接时下对接设备处于顶升盘上并由滚动体对其进行支撑。
优选的是，所述滚动体包括多个钢球，该多个钢球安装于升降盘上，钢球的顶部凸出于顶升盘的上表面，每个钢球都能够灵活地转动。
更优选的是，该对接调整机构还包括多个预紧单元，顶升盘上设有多个穿孔，每个穿孔中容置一个钢球，每个钢球下方对应设置一个预紧单元，所述预紧单元包括容置钢球的支撑结构、设于顶升盘上的支座、以及设于支座中的弹性体，所述弹性体的两端分别与支座和所述支撑结构的底部相抵。通过设置预紧单元，可以在实现自动调整两对接设备的相对位置的同时，还能使对接工作面在对接后达到紧密贴合的效果。
进一步优选的是，该预紧单元还包括设于支座中的顶盘，顶盘的截面形状呈t形，顶盘的下部从支座中伸出，顶盘的上部与支撑结构的底部相抵；所述弹性体采用碟簧，所述碟簧环绕在顶盘的下部上，碟簧的两端分别与支座和顶盘的上部相抵。
进一步优选的是，所述支撑结构包括钢球支座、钢球支座上盖和设于钢球支座中的多个小钢珠，所述钢球容置于钢球支座中，钢球的顶部从钢球支座上盖中伸出，钢球的底部与所述多个小钢珠接触，小钢珠能够灵活转动。
优选的是，所述钢球的数量为四个，四个钢球沿圆周方向均布。
优选的是，该对接调整机构还包括驱动箱和螺旋丝杆，所述螺旋丝杆与顶升盘连接，所述驱动箱驱动螺旋丝杆带动顶升盘进行升降运动。
本发明还提供一种自动对接定位系统，其包括上对接设备、下对接设备、以及在上对接设备和下对接设备进行对接时调整两者间位置的调整机构，所述调整机构采用上述的对接调整机构。
本发明对接调整机构允许两个需要对接的设备在对接前存在一定的位置偏差，并且允许两个设备的对接工作面有一定的位置偏差，在对接过程中通过该对接调整机构的调整作用可最终实现两对接设备的准确对位，并可实现对接工作面的紧密贴合。该调整机构的采用降低了对接前对对接设备的位置精度要求，从而降低了对接设备在加工制造过程中的精度要求以及安装的要求，可以有效的在不影响使用效果的前提下降低制造成本。
该对接调整机构特别适用于对接后对密封度要求高的场所，
比如核工业中的很多设备。
附图说明
图1为本发明具体实施例中对接设备在对接前自动对接定位系统的结构示意图；
图2为本发明具体实施例中对接设备在对接后自动对接定位系统的结构示意图。
图中：1-上对接设备，2-导向环，3-下对接设备，4-下对接设备底面，5-定位环，6-钢球，7-顶升盘，8-钢球支座上盖，9-钢珠，10-螺钉，11-钢球支座，12-顶盘，13-碟簧，14-支座，15-螺旋丝杠，16-驱动箱。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种对接调整机构，其包括导向环、顶升盘和滚动体，所述导向环设于上对接设备上，导向环能够对所述下对接设备进行导向，滚动体设于顶升盘上，对接时下对接设备处于顶升盘上并由滚动体对其进行支撑。该对接调整机构通过导向环的导向作用，可实现两设备自动对接；通过滚动体支撑下对接设备，使得两设备在对接中下对接设备进行位置调整需要克服的摩擦力很小，调整过程简单，从而可解决现有技术中对接时对两对接设备具有较高的位置要求的问题。
为了实现对接工作面的紧密贴合，该对接调整机构还可包括有多个预紧单元，以实现对接工作面的紧密贴合。
本发明还提供一种自动对接定位系统，包括上对接设备、下对接设备、以及在上对接设备和下对接设备进行对接时调整两者间位置的调整机构，所述调整机构采用上述对接调整机构。
实施例：
如图1所示，本实施例中的自动对接定位系统包括上对接设备1、下对接设备3、以及在上对接设备和下对接设备进行对接时调整两者间位置的调整机构。其中上对接设备1和下对接设备3是在竖直方向上进行对接，上对接设备的对接工作面和下对接设备的对接工作面均为平面，调整机构采用图1中示出的对接调整机构。
如图1所示，该对接调整机构主要包括导向环2、顶升盘7、定位环5和滚动体，所述导向环安装在固定的上对接设备1上，对下对接设备3起导向作用。定位环5固定在顶升盘7上，其中定位环对需要进行对接操作的下对接设备3起初步定位作用。滚动体设置在顶升盘7上，滚动体与下对接设备底面4接触，并对其进行支撑。
本实施例中，优选所述滚动体包括多个钢球6，该多个钢球可转动地安装于顶升盘的上表面上，钢球的顶部凸出于从顶升盘7的上表面，以对下对接设备底面进行支撑，其中下对接设备底面4为平面。具体地，可以在顶升盘上开设多个凹槽，并使钢球6的大半部分位于所述凹槽中，只有钢球的顶部凸出于顶升盘的上表面，每个钢球都能够在凹槽中灵活地转动。
本实施例中，钢球6的数量为四个，四个钢球在顶升盘7上沿圆周方向均布。
优选的，本实施例中，该对接调整机构还包括预紧单元。其中一个预紧单元对应一个钢球6，因此本实施例中的预紧单元的数量相应为四个。为了容纳预紧单元，本实施例中是将顶升盘7上设四个穿孔，每个穿孔中设有一个钢球6，每个钢球下方对应设置一个预紧单元。
以下结合图1和图2具体说明本实施例中预紧单元的结构。
优选的，该预紧单元包括：容置钢球6的支撑结构、设于顶升盘上的支座14、以及设于支座14中的弹性体，所述弹性体的两端分别与支座和所述支撑结构的底部相抵。
优选预紧单元还包括顶盘12，顶盘12设于支座14中。
优选所述支撑结构包括钢球支座11、钢球支座上盖8和设于钢球支座中的多个小钢珠9，钢球6容置于所述钢球支座11中，钢球的顶部从钢球支座上盖8中伸出，钢球的底部与钢球支座11中的多个小钢珠9接触，小钢珠9能够灵活转动。
该支撑结构可以对钢球6提供支撑，且钢球6可以在钢球支座11中灵活地转动。
支座14具体是通过螺钉10固定在顶升盘7的底部，顶盘12的截面形状呈t形，顶盘的下部(t形的下部)从支座14中伸出，顶盘的上部(t形的上部)与支撑结构的底部(具体是钢球支座的底部)相抵。
本实施例中，弹性体采用碟簧13，所述碟簧环绕在顶盘下部上，碟簧13的两端分别与支座14和顶盘上部相抵。
其中，碟簧13、顶盘12和支撑结构是依次由下到上同心地放入支座14中。
这样，固定后的钢球6高出顶升盘7的平面一定高度，碟簧13的弹力通过顶盘12传递给支撑结构，再传递给钢球6，从而可将钢球6和顶升盘7之间预紧。钢球6在受到一定的外力时将推动顶盘12，压紧碟簧13，向下运动一定距离，待外力撤去后，钢球6回到初始的预紧状态。
优选的，本实施例中，该对接调整机构还包括驱动箱16和螺旋丝杆15，螺旋丝杆15与顶升盘7连接，驱动箱16驱动螺旋丝杆升降以带动顶升盘7做升降运动。
如图1所示，在需要进行对接操作时，将下对接设备3放在该对接调整机构的顶升盘7上，下对接设备底面4由顶升盘上的四个钢球6支撑，通过定位环5对下对接设备进行初步定位；然后驱动箱16驱动螺旋丝杆15使顶升盘7上升，在导向环2的导向下，下对接设备3能够自动调整自身位置，达到与固定的上对接设备1实现定位目的。由于下对接设备底面4有钢球6这样的滚动体作为支撑，下对接设备3在进行位置调整时需要克服的摩擦力很小，不会出现卡滞。当下对接设备3的工作面与固定的上对接设备1的工作面进行对接时，由于碟簧13、顶盘12、支撑结构的作用，四个钢球6可根据所受外力的大小自动调整其高度，从而调整下对接设备3的位置，达到使两个对接工作面之间紧密贴合的目的。经调整后的两对接设备的位置如图2所示。
可见，在对接操作中，本实施例中的对接调整机构允许两个需要对接的设备在对接前存在一定的位置偏差，并且两个对接设备的对接工作面有位置上的偏差，在对接过程中通过该对接调整机构的作用可最终实现两对接设备的位置调整并实现对接工作面的紧密贴合。
本实施例中的对接调整机构主要可用于对接后对两对接面有一定密封要求的对接设备上，比如核工业中要求密封的场合较多，且很多设备对密封的可靠性要求很高，这些设备如若采用刚性对接形式，受加工、制造、安装等影响，则其对接质量不易保证，不能满足高可靠性的要求。例如将之用于核设备中的立式废物转运系统中，在进行废物转运时，该转运系统中的密封转运桶(下对接设备)需要与热室底板的转运口进行对接，对接后需要保证对接面可靠的实现密封。此时，所形成的自动对接定位系统包括热室底板的转运口(上对接设备)、立式废物转运系统中的密封转运桶(下对接设备)、以及上述的对接调整机构。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。