申请/专利权人：大连交通大学

申请日：2018-08-22

公开（公告）日：2024-05-14

公开（公告）号：CN108760297B

主分类号：G01M13/025

分类号：G01M13/025

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.14#授权;2018.11.30#实质审查的生效;2018.11.06#公开

摘要：本发明涉及各种加载试验中的可实现比例施加载荷的一种比例加载装置。本发明应用等差数列原理，综合考虑发明中组件运动中干涉以及碰撞，确定出合适的砝码尺寸和成组卡爪的结构及排布方式，制造匀速直线运动，致使卡爪依次与砝码分离，实现了均匀转速下以一定直线速度的行程运动加载的砝码依次摞放即等比例加载；同时立式桁架结构，减少了重量和体积，通过底部配重保证了托升砝码过程中装置的稳定性；摒弃传统提升装置使用液压传动或是链条传动，采用丝杠传动配合步进电机能够大大提高装置的稳定性和可靠性。本发明可应用于各种加载实验装置中，实现按照比例施加载荷，且实现加载过程的自动化、高效率，从而减轻人工强度。

主权项：1.一种比例加载装置，其特征在于，包括配重底盘、砝码、成组卡爪、加载输入端、联轴器、步进电机、电机架、导轨机架、滚珠丝杠、滚珠丝杠支撑座和连接块，其中：配重底盘底部设置四个支点，并以产生的倾覆扭矩中心仍然位于配重底盘的四个支点范围内为依据进行配重，使比例加载装置整体不倾斜；导轨机架为比例加载装置的整体机架，垂直于配重底盘，导轨机架焊接在配重底盘上，导轨机架包括两根导轨和桁架结构机侧架，两根导轨对成组卡爪进行定位，成组卡爪尾端与导轨接触且能够沿导轨滑动，两侧桁架结构机侧架用来保证装置在砝码加载过程中的稳定性；电机架焊接在导轨机架顶部中央，保证导轨机架的导轨的平行度和位置度，即导轨与步进电机的输出端电机轴平行，且不影响正常升降为准；步进电机安装在电机架上，步进电机输出端电机轴垂直朝下，且保持与导轨机架的导轨平行；滚珠丝杠的上端通过联轴器连接在步进电机的输出端电机轴上，滚珠丝杠下端安装在滚珠丝杠支撑座上，滚珠丝杠支撑座通过连接块安装在配重底盘上，通过连接块调整滚珠丝杠支撑座位置，使滚珠丝杠置于垂直状态且与导轨机架的导轨平行；成组卡爪，包括若干双侧U型结构的卡爪，卡爪前侧U型结构支撑砝码的同时，在砝码安装于穿过卡爪U型槽内的加载输入端时不干涉，卡爪后侧U型结构U型开口尾部插入导轨机架的导轨上，并能够沿导轨滑动；成组卡爪垂直于滚珠丝杠固定安装在滚珠丝杠中的滚珠螺母上，卡爪之间平行且相邻的两个卡爪之间的距离从上至下呈等差数列递减，所述相邻的两个卡爪之间的距离为上方卡爪的下表面到下方卡爪上表面的距离，且所有相邻两个卡爪之间的距离之中最短的必须大于最大加载时滚珠丝杠的总行程与砝码的托边的厚度两者之和，以避免产生砝码比例加载过程中产生碰撞和干涉，所述的最大加载时滚珠丝杠的总行程为成组卡爪负载的全部砝码加载完时的滚珠丝杠的总移动距离；成组卡爪通过滚珠丝杠固定和导轨机架的导轨定位，实现砝码的等比例加载，同时防止比例加载装置径向歪斜；砝码，包括圆柱体本体和直径大于本体的托边，圆柱体本体和托边一体成型且轴心重叠，托边能够置于成组卡爪的双侧U型结构的卡爪前侧U型部分上，圆柱体本体置于双侧U型结构的卡爪前侧U型槽内，从而使砝码能够被成组卡爪托起负载；砝码轴心位置设置有贯穿孔，砝码通过贯穿孔加载到扭转刚度实验装置的加载输入端上；所述的砝码的整体厚度大于滚珠丝杠最大加载时的总行程和砝码的托边的厚度以及成组卡爪中单个卡爪的厚度三者之和，以防止装置运行过程中卡爪和砝码的托边发生碰撞；当卡爪通过滚珠丝杠带动，按照规定的行程垂直下降时，砝码由于其托边的下缘与对应负载的卡爪前侧U型结构的上端面的距离不同，因此在滚珠丝杠各个行程下逐次将砝码加载到扭转刚度实验装置输入端的秤托上，装置输入端的秤托相对地面固定；全部砝码不加载时，最下面的砝码脱离加载输入端秤托，其砝码均被卡爪上边面托住托边保持静止，加载一个砝码时，最下端砝码脱离卡爪，被放置在加载输入端的衬托上。

全文数据：一种比例加载装置技术领域[0001]本发明涉及记载实验装置技术领域，具体涉及在各种加载试验中的可实现比例施加载荷的一种比例加载装置。背景技术[0002]比例施加载荷的典型应用是机器人用精密减速机的扭转刚度测试，扭转刚度是该类减速机的一项重要的性能指标，通过使用专用的试验台对机器人用精密减速机样机在一定载荷特定角位下产生的齿隙、回差进行测量，并绘制迟滞曲线，从而得到扭矩和转角的对应关系，以此来确定减速机的刚度。现在已经出现了几种对该类型减速机扭转刚度进行测试的试验台和仪器，其测量原理基本相同，都需要添加比例的载荷来实现试验数据的采集和关系曲线的绘制。[0003]目前由于测量扭转刚度的试验台和仪器大部分都是具有针对性的专利产品，其在保证试验精度的同时并不能兼顾人机工程学的理念，且不能做到减少重复的有规律的体力劳动，在测量数据的过程中，实验人员往往需要依据实验要求手动加载砝码和拆卸砝码，这大大耽误了实验进程，影响了试验的整体效率;或者在实验过程中采取机械传动系统或者电气系统实行加载，而由于系统的加载特性，出现非线性现象或者控制的非线性问题。发明内容[0004]针对以上问题，发明人综合考察并设计了机械加载砝码的一种比例加载装置，可用于测量减速机扭转刚度，如图6所示，在杠杆加载中实现等比例加载，通过人机工程学和可靠性设计以及系统设计，本发明拥有配合试验台和仪器进行协调试验的能力，提升了试验效率，且由于其稳定性好，提高了试验精度，大大的节省了人力，适用于比例加载的要求。[0005]本发明采用的技术手段如下：[0006]一种比例加载装置，包括配重底盘1、砝码2、成组卡爪3、加载输入端4、联轴器5、步进电机6、电机架7、导轨机架8、滚珠丝杠9、滚珠丝杠支撑座10和连接块11，其中：[0007]配重底盘1底部设置四个支点，并以产生的倾覆扭矩中心仍然位于配重底盘1的四个支点范围内为依据进行配重，使比例加载装置整体不倾斜；[0008]进一步地，所述的配重底盘1上安装有适配的成对车轮12,成对车轮12安装在配重底盘1底部的后方两个支点处，配合配重底盘1底部前方两个支点使配置底座1静止时保持水平平衡，需要移动比例加载装置时，将装置倾斜使配重底盘1底部前方支点翘起，依靠成对车轮12实现装置移动，到达工作地点时将重底盘1底部前方支点接触地面，实现装置位置固定；[0009]导轨机架8为比例加载装置的整体机架，垂直于配重底盘1，导轨机架8焊接在配重底盘1上，导轨机架8包括两根导轨和桁架结构机侧架，两根导轨对成组卡爪3进行定位，成组卡爪3尾端与导轨接触且能够沿导轨滑动，两侧桁架结构机侧架用来保证装置在砝码2力口载过程中的稳定性；[0010]电机架7焊接在导轨机架8顶部中央，保证导轨机架8的导轨的平行度和位置度，即导轨与步进电机6的输出端电机轴平行，且不影响正常升降为准；[0011]步进电机6安装在电机架7上，步进电机6输出端电机轴垂直朝下，且保持与导轨机架8的导轨平行；[0012]进一步地，所述的步进电机6以螺栓紧固的方式安装在电机架7上。[0013]滚珠丝杠9的上端通过联轴器5连接在步进电机6的输出端电机轴上，滚珠丝杠9下端安装在滚珠丝杠支撑座1〇上，滚珠丝杠支撑座通过连接块11安装在配重底盘1上，通过连接块11调整滚珠丝杠支撑座1〇位置，使滚珠丝杠9置于垂直状态且与导轨机架8的导轨平行；[0014]成组卡爪3，包括若干双侧U型结构的卡爪，卡爪前侧u型结构支撑砝码2的同时，在砝码2安装于穿过卡爪U型槽内的加载输入端4时不干涉，卡爪后侧U型结构U型开口尾部插入导轨机架8的导轨上，并能够沿导轨滑动;成组卡爪3垂直于滚珠丝杠9固定安装在滚珠丝杠9中的滚珠螺母上，卡爪之间平行且相邻的两个卡爪之间的距离从上至下呈等差数列递减，所述相邻的两个卡爪之间的距离为上方卡爪的下表面到下方卡爪上表面的距离，且所有相邻两个卡爪之间的距离之中最短的必须大于最大加载时滚珠丝杠9的总行程与砝码2的托边2-2的厚度两者之和，以避免产生砝码比例加载过程中产生碰撞和干涉，所述的最大加载时滚珠丝杠9的总行程为成组卡爪3负载的全部砝码2加载完时的滚珠丝杠9的总移动距离;成组卡爪3通过滚珠丝杠9固定和导轨机架8的导轨定位，实现砝码2的等比例加载，同时防止比例加载装置径向歪斜；[0015]进一步地，所述的成组卡爪3的双侧U型结构的卡爪的数量根据需要添加的比例加载，即加载次数要求对应设置。[0016]砝码2,包括圆柱体本体2-1和直径大于本体的托边2-2,圆柱体本体2-1和托边2-2一体成型且轴心重叠，托边2-2能够置于成组卡爪3的双侧U型结构的卡爪前侧U型部分上，圆柱体本体2-1置于双侧U型结构的卡爪前侧U型槽内，从而使砝码2能够被成组卡爪3托起负载;砝码2轴心位置设置有贯穿孔2-3,砝码2通过贯穿孔2-3加载到扭转刚度实验装置的加载输入端4上。[0017]进一步地，所述的砝码2的整体厚度d大于滚珠丝杠9最大加载时的总行程和砝码2的托边22的厚度以及成组卡爪3中单个卡爪的厚度三者之和，以防止装置运行过程中卡爪和砝码2的托边2_2发生碰撞。此处限定与相邻的两个卡爪之间的距离的限定相互制约，保证互不冲突即可。[0018]进一步地，所述的加载输入端4可以不是扭转刚度实验装置的自带的输入端，可拆卸的安装在扭转刚度实验装置的独立结构，加载输入端4顶部设置为钩状或者螺栓螺纹状，使加载输入端4能够可拆卸的连接到实验装置的输入端部。[0019]本发明的工作原理：[0020]通过将成组卡爪3和滚珠丝杠9中的滚珠螺母螺栓连接方式固定在一起，组装成升降组件，滚珠丝杠9的上端通过联轴器5连接在步进电机6的输出端，滚珠丝杠9下端安装在滚珠丝杠支撑座10上，应用丝杠传动原理，实现了将回转运动转化成了垂直的直线行程运动。[0021]成组卡爪3以等差数列式的间距在滚珠丝杠9上进行垂直排放安装，成组卡爪3中越靠上的卡爪与其相邻的下一个卡爪的距离越大，依据等差数列原理每两个相邻卡爪的距离以确定的公差的数值均匀增大，所有相邻两个卡爪之间的距离之中最短的必须大于最大加载时滚珠丝杠9的总行程与砝码2的托边2_2的厚度两者之和，以避免卡爪与砝码2之间产生碰撞和干涉。砝码2通过成组卡爪3托起后比例加载到扭转刚度实验装置的加载输入端4上，能够使扭转刚度实验装置实现均匀加载扭矩，原理如附录图6所示，图示装置右端即为加载输入端，扭转刚度实验装置依靠右端施加的重力为中间部分的减速器施加扭矩M，即：[0022]M=L*G[0023]式中:M为扭矩即扭转载荷，单位Nm;L为加载输入端水平杆为扭矩提供的距离，单位m;G为重力，G=m*g，m为按码质量，单位kg，g为重力加速度。[0024]本发明应用等差数列原理，实现了均匀转速下以一定直线速度的行程运动加载的砝码2依次摞放即等比例加载。[0025]本发明比例施加载装置可应用于各类减速机的扭矩加载测试中，其加载特点如下：[0026]1要求测试系统的稳定精度高；[0027]⑵载荷按照设计比例施加，准确度高；[0028]⑶加载过程自动化、效率高；[0029]由于其以上特点，该加载装置可应用于各种加载实验装置中，实现按照比例施加载荷，且实现加载过程的自动化、高效率，从而减轻人工强度。[0030]较现有技术相比，本发明的优点是显而易见的，主要表现在：[0031]1、比例加载[0032]通过等差数列原理，综合考虑发明中组件运动中干涉以及碰撞，确定出合适的砝码尺寸和成组卡爪的结构及排布方式，制造匀速直线运动，致使卡爪依次与砝码分离，从而实现比例加载，满足了设计初衷和实验的要求；[0033]2、轻量立式结构[0034]综合考虑加载测量实验中现有加载设备存在的不足与不便，结合实际情况，将整体装置设计为立式桁架结构，一方面减少了重量和体积，另一方面通过对装置进行底部配重，保证了托升砝码过程中装置的稳定性，从而确保了试验的精确度，减少了人为千扰；[0035]3、丝杠机构传动[0036]传统提升装置使用液压传动或是链条传动，液压传动装置具有一定的污染性，链条传动作为开式传动有一定的危险性例如链条脱落或断裂。而丝杠传动配合步进电机能够大大提高装置的稳定性和可靠性，且国内丝杠产业己经趋于规范，属于易于实现的传动类型；[0037]4、实用方便、通用性强[0038]实验室专用的砝码加载装置很少，如果使用叉车或是起重机则不具有经济性和实用性，本发明采用简洁明了的传动设计和人性化的移动方式为装置的放置和使用增加了实用性和便捷性。本发明还能够在日常生活中加以应用，对小型的实验仪器的移动或放置具有一定的帮助，如果经过改善并合理使用就可以在室内获得更多的用途，对实验室工作大有益处；[0039]综合以上优点，本发明具有良好的市场前景，能够产生积极的社会效益和显著的经济效益。附图说明[0040]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0041]图1为本发明实施例1中一种比例加载装置的轴测示意图；[0042]图2为图1的主视图；[0043]图3为图1的侧视图；[0044]图4为图1中成组卡爪中单个卡爪的结构示意图；[0045]图5为图1中砝码的结构示意图；[0046]图6为扭矩测量的原理示意图；[0047]图7为实施例1的具体尺寸图。[0048]图中：1、配重底盘，2、砝码，2-1圆柱体本体，2-2、托边，2-3、贯穿孔，3、成组卡爪，4、加载输入端，5、联轴器，6、步进电机，7、电机架，8、导轨机架，9、滚珠螺母及配套滚珠丝杠，10、滚珠丝杠支撑座，11、连接块，12、车轮，13、秤托。具体实施方式[0049]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0050]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。[0051]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和或它们的组合。[0052]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。[0053]在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制:方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。[0054]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。[0055]此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。[0056]实施例1[0057]如图1至图3所示，一种比例加载装置，包括配重底盘1、砝码2、成组卡爪3、加载输入端4、联轴器5、步进电机6、电机架7、导轨机架8、滚珠丝杠9、滚珠丝杠支撑座10和连接块11，其中：[0058]配重底盘1底部设置四个支点，并以产生的倾覆扭矩中心仍然位于配重底盘1的四个支点范围内为依据进行配重，使比例加载装置整体不倾斜；[0059]适配的成对车轮12组装在配重底盘1底部的后方两个支点处，配合配重底盘1底部前方两个支点使配置底座1静止时保持水平平衡，需要移动比例加载装置时，将装置倾斜使配重底盘1底部前方支点翘起，依靠成对车轮12实现装置移动，到达工作地点时将重底盘1底部前方支点接触地面，实现装置位置固定；[0060]导轨机架8为装置的整体机架，垂直于配重底盘1，导轨机架8焊接在配重底盘1上，导轨机架8包括两根导轨和桁架结构机侧架，两根导轨对成组卡爪3进行定位，成组卡爪3尾端与导轨接触且能够沿导轨滑动，两侧桁架结构机侧架用来保证装置在砝码2加载过程中的稳定性；[0061]电机架7焊接在导轨机架8顶部中央，保证导轨机架8的导轨的平行度和位置度，即导轨与步进电机6的输出端电机轴平行，且不影响正常升降为准；[0062]步进电机6安装以螺栓紧固的方式在电机架7上，步进电机6输出端电机轴垂直朝下，且保持与导轨机架8的导轨平行；[0063]滚珠丝杠9的上端通过联轴器5连接在步进电机6的输出端电机轴上，滚珠丝杠9下端安装在滚珠丝杠支撑座10上，滚珠丝杠支撑座10通过连接块11安装在配重底盘1上，通过连接块11调整滚珠丝杠支撑座10位置，使滚珠丝杠9置于垂直状态且与导轨机架8的导轨平行；[0064]成组卡爪3,包括若干双侧U型结构的卡爪，成组卡爪3的双侧U型结构的卡爪的数量根据需要添加的比例加载，即加载次数要求对应攻置；如浦女依次加载3%、20%、40%、60%、80%、100%比例载荷，即加载6次时，采用6个成组卡爪;如需要依次加载2〇%、4〇%、60%、80%、100%即加载5次时，则采用5个成组卡爪，本实施例中以5个成组卡爪为例；[0065]如图4所示，双U型结构的卡爪，前侧U型结构支撑按码2的同时，在破码2安装于穿过卡爪U型槽内的加载输入端4时不干涉，卡爪后侧U型结构U型开口尾部插入导轨机架8的导轨上，并能够沿导轨滑动;成组卡爪3垂直于滚珠丝杠9固定安装在滚珠丝杠9中的滚珠螺母上，卡爪之间平行且距离从上之下呈等差数列递增，且相邻两个卡爪上下面之间的最短距离必须大于最大加载时滚珠丝杠9的总行程即全部加载完5个砝码时滚珠丝杠9的总移动距离与砝码2的托边2-2的厚度c两者之和，以避免产生碰撞和干涉。[0066]如图7所示，本实施例中5个卡爪之间的距离有上下面4个距离，单个卡爪厚度a=10mm.从上至下相邻两个卡爪之间上下表面距离（即上方卡爪的下表面到相邻的下方卡爪的上表面的距离分别为bl、b2、b3、b4:[0067]bl=85mm[0068]b2=80mm[0069]b3=75mm[0070]b4=70mm[0071]如图5所示，砝码2包括圆柱体本体2-1和直径大于本体的托边2-2,圆柱体本体2-1和托边2-2—体成型且轴心重叠，托边2-2能够置于成组卡爪3的双侧U型结构的卡爪前侧U型部分上，圆柱体本体2-1置于双侧U型结构的卡爪前侧U型槽内且不与卡爪接触，从而使砝码2能够被成组卡爪3托起负载;砝码2轴心位置设置有贯穿孔2-3,砝码2通过贯穿孔2-3加载到扭转刚度实验装置的加载输入端4上，其中：[0072]砝码2的托边2-2的厚度c=15mm，[0073]按码2的总厚d=75mm。[0074]如图7所示，当5个卡爪通过滚珠丝杠9带动，按照规定的行程垂直下降时，5个砝码2由于其托边2-2的下缘与对应负载的卡爪前侧U型结构的上端面的距离不同，因此在滚珠丝杠9各个行程下逐次将砝码2加载到扭转刚度实验装置输入端4的秤托13上，装置输入端4的秤托13相对地面固定。[0075]全部砝码2不加载时，最下面的砝码2脱离加载输入端4枰托13,其砝码2均被卡爪上边面托住托边2-2保持静止。加载一个砝码2时，最下端砝码2脱离卡爪，被放置在加载输入端4的衬托13上，此时：[0076]b4=70mmb4_5d-c=60mm5_为一次下降行程）[0077]从下往上数第二个砝码仍被卡爪托住托边;加载最下面两个砝码时，从下往上数第二个砝码脱离卡爪，被放置在从下往上数第一个砝码上，此时[0078]b3=75mmb3-5*2d-c=60mm5mm*2为两次下降行程）[0079]故第三个砝码仍被托住，在不干涉的情况下实现了两级等比加载。以此类推，可以实现5个砝码的按顺序加载。[00S0]5个砝码全部下降加载到装置输入端4的秤托13上后：[0081]5mm*5+c70mm5mm*5为五次下降行程）[0082]以上式子中5圓*5为下降全部行程，c=15圓为駐码2的托边2-2的厚度，全部加载之后的行程与砝码2的托边2-2的厚度两者之和小于b4=7〇mm即上方卡爪的下表面到相邻的下方卡爪的上表面的距离），而b4所包括的上下两组卡爪与砝码2的托边2-2不发生干涉，即b4满足下降行程的全部距离，故所有成组卡爪3与砝码2的不会发生干涉，且满足下降行程。成组卡爪3通过滚珠丝杠9固定和导轨机架8的导轨定位，实现砝码2的等比例加载，同时防止比例加载装置径向歪斜。[0083]砝码2的整体厚度d大于滚珠丝杠9最大加载时的总行程和砝码2的托边22的厚度c以及成组卡爪3中单个卡爪的厚度a三者之和，即：[0084]5mm*5+c+ad[0085]以防止装置运行过程中卡爪和砝码2的托边2-2发生碰撞，此处限定与相邻的两个卡爪之间的距离的限定相互制约，保证互不冲突即可。[0086]使用上述比例加载装置工作时，如图6所示，本实施例中，扭转刚度实验装置的加载输入端水平杆为扭矩提供的距离为L，由本装置等比例的提供砝码的重力来产生实验所需要的扭矩M，依次加载20%160Nm、40%320Nm、60%480Nm、80%^40Nm、100%800Nm即加载5次，故成组卡爪3采用5个卡爪，每个砝码重16kg即可提160N的重力G，而加载输入端提供的距离L为lm，所以可以扭矩公式：[0087]M=L*G[0088]式中:M为扭矩即扭转载荷，单位Nm;L为加载输入端水平杆为扭矩提供的距离，单位m;G为重力，G=m*g，m为砝码质量，单位kg，g为重力加速度。此时L为定值，M跟随G的增加而增加。[0089]所述的加载输入端4可以不是扭转刚度实验装置的自带的输入端，可拆卸的安装在扭转刚度实验装置的独立结构，加载输入端4顶部设置为钩状或者螺栓螺纹状，使加载输入端4能够可拆卸的连接到实验装置的输入端部。[0090]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求：1.一种比例加载装置，其特征在于，包括配重底盘、砝码、成组卡爪、加载输入端、联轴器、步进电机、电机架、导轨机架、滚珠丝杠、滚珠丝杠支撑座和连接块，其中：配重底盘底部设置四个支点，并以产生的倾覆扭矩中心仍然位于配重底盘的四个支点范围内为依据进行配重，使比例加载装置整体不倾斜；导轨机架为比例加载装置的整体机架，垂直于配重底盘，导轨机架焊接在配重底盘上，导轨机架包括两根导轨和桁架结构机侧架，两根导轨对成组卡爪进行定位，成组卡爪尾端与导轨接触且能够沿导轨滑动，两侧桁架结构机侧架用来保证装置在砝码加载过程中的稳定性；电机架焊接在导轨机架顶部中央，保证导轨机架的导轨的平行度和位置度，即导轨与步进电机的输出端电机轴平行，且不影响正常升降为准；步进电机安装在电机架上，步进电机输出端电机轴垂直朝下，且保持与导轨机架的导轨平行；滚珠丝杠的上端通过联轴器连接在步进电机的输出端电机轴上，滚珠丝杠下端安装在滚珠丝杠支撑座上，滚珠丝杠支撑座通过连接块安装在配重底盘上，通过连接块调整滚珠丝杠支撑座位置，使滚珠丝杠置于垂直状态且与导轨机架的导轨平行；成组卡爪，包括若干双侧U型结构的卡爪，卡爪前侧U型结构支撑砝码的同时，在砝码安装于穿过卡爪U型槽内的加载输入端时不干涉，卡爪后侧U型结构U型开口尾部插入导轨机架的导轨上，并能够沿导轨滑动;成组卡爪垂直于滚珠丝杠固定安装在滚珠丝杠中的滚珠螺母上，卡爪之间平行且相邻的两个卡爪之间的距离从上至下呈等差数列递减，所述相邻的两个卡爪之间的距离为上方卡爪的下表面到下方卡爪上表面的距离，且所有相邻两个卡爪之间的距离之中最短的必须大于最大加载时滚珠丝杠的总行程与砝码的托边的厚度两者之和，以避免产生砝码比例加载过程中产生碰撞和干涉，所述的最大加载时滚珠丝杠的总行程为成组卡爪负载的全部砝码加载完时的滚珠丝杠的总移动距离;成组卡爪通过滚珠丝杠固定和导轨机架的导轨定位，实现砝码的等比例加载，同时防止比例加载装置径向歪斜；砝码，包括圆柱体本体和直径大于本体的托边，圆柱体本体和托边一体成型且轴心重叠，托边能够置于成组卡爪的双侧U型结构的卡爪前侧U型部分上，圆柱体本体置于双侧U型结构的卡爪前侧U型槽内，从而使砝码能够被成组卡爪托起负载;砝码轴心位置设置有贯穿孔，砝码通过贯穿孔加载到扭转刚度实验装置的加载输入端上。2.根据权利要求1所述的一种比例加载装置，其特征在于，所述的成组卡爪的双侧U型结构的卡爪的数量根据需要添加的比例加载，即加载次数要求对应设置。3.根据权利要求所述的一种比例加载装置，其特征在于，所述的砝码的整体厚度大于滚珠丝杠最大加载时的总行程和砝码的托边的厚度以及成组卡爪中单个卡爪的厚度三者之和，以防止装置运行过程中卡爪和砝码的托边发生碰撞。4.根据权利要求1所述的一种比例加载装置，其特征在于，所述的配重底盘上安装有适配的成对车轮，适配的成对车轮安装在配重底盘底部的后方两个支点处，配合配重底盘底部前方两个支点使配置底座静止时保持水平平衡，需要移动比例加载装置时，将装置倾斜使配重底盘底部前方支点翘起，依靠成对车轮实现装置移动，到达工作地点时将重底盘底部前方支点接触地面，实现装置位置固定。5.根据权利要求所述的一种比例加载装置，其特征在于，所述的加载输入端不是扭转刚度实验装置的自带的输入端，可拆卸的安装在扭转刚度实验装置的独立结构，加载输入端顶部设置为钩状或者螺栓螺纹状，使加载输入端能够可拆卸的连接到实验装置的输入端部。6.根据权利要求1所述的一种比例加载装置，其特征在于，所述的步进电机以螺栓紧固的方式安装在电机架上。

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