[发明专利]一种比例加载装置

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。