CN106297972A - 一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的外护套，所述缆芯包括四根动力传输绝缘线和至少六根信号控制线，每根信号控制线包括由两根绝缘线组成的对绞组，所述对绞组外依次设有第一层非吸湿性材料的包带、金属屏蔽层和第二层非吸湿性材料的包带，所述缆芯包括内缆芯和外缆芯，所述内缆芯包括两~三根动力传输绝缘线和填充物，所述内缆芯外包覆有非吸湿性材料的包带，所述外缆芯是剩余动力传输绝缘线和所有信号控制线。本发明中在低温状态下具有优越的低温柔韧性，不会出现绝缘线及外护套开裂、断裂、脆裂，从而导致电缆击穿、电缆失效的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆，尤其涉及一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆。
背景技术
工业机器人在手臂上加装“伺服电动转矩紧固器”来进行产品制造、组装等工作，伺服电动转矩紧固器也应用于其它高精度工业设备的组装工作。连接并控制伺服电动转矩紧固器的电缆随着机器人手臂或拖链系统的连续运动而进行连续的、持续不间断的弯折、曲饶、扭转等运动；因为此类电缆在高速的、高强度的、高频的、复杂的连续运动状态下工作，其需要长期、稳定且有效的起到传输功能(电力、数据、信号等)，这对于电缆的弯折、曲饶、扭转寿命提出很大的挑战。
在现有技术中，使用三根电缆来实现工业机器人或拖链系统对伺服电动转矩紧固器的控制连接。具体实施方式是：第一根电缆为一根4缆芯无屏蔽电源线，用于实现动力传输，其绝缘与护套均为PVC材料；第二根电缆为一根3对6缆芯信号线，电缆有镀锡铜丝编织的总屏蔽，该电缆用于抱闸信号控制，其绝缘与护套均为PVC材料；第三根电缆为一根3对6缆芯信号线，电缆有镀锡铜丝编织的总屏蔽，该电缆用于编码器信号控制，其绝缘与护套均为PVC材料。这种三根电缆的控制方式存在以下不足：1)当电缆随着机器人手臂或拖链系统进行高速的、高强度的、高频的、复杂的连续运动时，电缆与电缆之间很容易产生相互缠绕、相互羁绊、扭结的现象，此类现象出现时，电缆很容易因此而断裂，从而导致电缆失效，引起机器人或拖链系统停机；2)电缆的安装敷设很繁琐、安装成本高；3)现有产品均使用PVC作为绝缘与护套的材料，而PVC的抗拉强度、抗张强度、以及抗蠕变性不佳，在高强度的连续运动作业下，尤其是连续拉伸运动与扭转曲饶运动时，电缆使用寿命很低；4)信号电缆屏蔽效果不佳，原因是其采用总屏蔽的方式防止电磁干扰，此类屏蔽方式虽然可以防止外界对于该电缆的电磁干扰，但是该电缆内部的3对6缆芯信号线之间的电磁干扰却无法防护，将导致内部串扰；5)低温柔性不佳，不适合应用于低温状态下的连续运动，原因是现有产品的绝缘与护套均使用PVC材质，而PVC由于材料的特性限制，其最低使用温度仅为-5℃，低于此温度时，电缆的绝缘与护套在连续运动状态下将发生脆裂，从而导致电缆击穿，引起电缆失效，严重时可能会危及人员安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种集成化程度高、使用寿命长的伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的外护套，所述缆芯包括四根动力传输绝缘线和至少六根信号控制线，所述外护套为热塑性材料，每根信号控制线包括由两根绝缘线组成的对绞组，所述绝缘线从内到外包括内导体和绝缘层，所述对绞组外依次设有第一层非吸湿性材料的包带、金属屏蔽层和第二层非吸湿性材料的包带，所述缆芯包括内缆芯和外缆芯，所述内缆芯包括两～三根动力传输绝缘线和填充物，所述内缆芯外包覆有非吸湿性材料的包带，所述外缆芯包括均匀围绕在内缆芯外面的剩余动力传输绝缘线和所有信号控制线。
优选地，所述绝缘线的内导体从内到外包括人造纤维丝和铜导体层,所述铜导体层是铜丝，所述铜丝绞合在人造纤维丝的外面。
优选地，所述缆芯和外护套之间还设有一层非吸湿性材料的包带。
优选地，所述信号控制线设有六根，包括三根屏蔽抱闸信号控制线和三根屏蔽编码器信号控制线。
如上所述，本发明一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，具有以下有益效果：
本发明中在低温状态下具有优越的低温柔韧性，能够在-40℃的工作环境下进行连续运动作业，解决了由于现有的电缆在低温环境下进行连续运动作业时容易出现绝缘线及外护套开裂、断裂、脆裂，从而导致电缆击穿、电缆失效的问题。本发明将现有技术的三根电缆通过最优化的结构设计集中在了一根电缆上，形成了一种复合运动电缆，不会产生电缆之间相互缠绕、相互羁绊、扭结的问题。
附图说明
图1为本发明的截面图。
图2为本发明中动力传输绝缘线的截面图。
图3为本发明中信号控制线截面图。
图中：1、缆芯 2、外护套
3、动力传输绝缘线 4、信号控制线
5、填充物 6、包带
11、内缆芯 12、外缆芯
13、包带 31、内导体
32、绝缘层 41、绝缘线
42、包带 43、金属屏蔽层
44、包带 411、内导体
412、绝缘层
具体实施方式
说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，包括缆芯1和包覆在缆芯1外的外护套2，所述缆芯1包括四根动力传输绝缘线3和至少六根信号控制线4，所述外护套2为热塑性材料。如图2所示，所述四根动力传输绝缘线3从内到外包括内导体31和绝缘层32，所述内导体31由多根极细铜导体绞合制成，内导体31中设有人造纤维丝，所述人造纤维丝是凯夫拉、芳纶、尼龙、碳素纤维丝等材料中的一种或几种；所述绝缘层32为热塑性材料，优选为TPE(热塑性弹性体)。本发明中的外护套2的材料优选为PUR(聚氨酯)，其抗拉强度、抗张强度、以及抗蠕变性都非常好，在高强度的连续运动作业下，尤其是连续拉伸运动与扭转曲饶运动时，电缆使用寿命相比现有产品要长出很多。
如图3所示，本实施例中每根信号控制线4包括由两根绝缘线41组成的对绞组，所述绝缘线41从内到外包括内导体411和绝缘层412，所述对绞组外依次包覆有第一层非吸湿性材料的包带42、金属屏蔽层43和第二层非吸湿性材料的包带44。本发明在绝缘线41外均加装了金属屏蔽层43，所述金属屏蔽层43是铜丝，所述铜丝编织或缠绕在第一层包带42的外面，其不仅有效防止了外界对信号控制线4的电磁干扰，同时也防止了信号控制线4之间的相互电磁干扰。进一步地，所述内导体411从内到外包括人造纤维丝和铜导体层,所述铜导体层是铜丝，所述铜丝绞合在人造纤维丝的外面，所述人造纤维丝是凯夫拉、芳纶、尼龙、碳素纤维丝等材料中的一种或几种。
所述缆芯1包括内缆芯11和外缆芯12，所述内缆芯11包括两～三根动力传输绝缘线3和填充物5，所述内缆芯11外包覆有非吸湿性材料的包带13，所述外缆芯12包括均匀围绕在内缆芯11外面的剩余动力传输绝缘线3和所有信号控制线4。在本实施例中，内缆芯11包括两个动力传输绝缘线3。填充物5由纤维丝、聚丙烯带、PP网状填充绳等材料中的一种或几种构成，在实际制作时先制作内缆芯11，内缆芯11的截面为圆形或椭圆形，从而能够确保结构稳定，同时便于外缆芯12的设置；内缆芯11制作好后将外缆芯12绞合在内缆芯11的外面。这种结构更加稳定，在需要检查时也便于剥离。
在本实施例中，如图1所示，所述缆芯1和外护套2之间还设有一层非吸湿性材料的包带6。
此外，本发明的各个部件通过分层绞制而成，并且其内导体411均由多根极细铜导体经过极小节距绞制而组成，绝缘线41中的内导体411和动力传输绝缘线3中的内导体31内有高强度人造纤维丝，因此使得本发明相比现有产品的使用寿命更要长出很多。
在本实施例中优选的，所述信号控制线4设有六根，包括三根屏蔽抱闸信号控制线和三根屏蔽编码器信号控制线，屏蔽抱闸信号控制线和屏蔽编码器信号控制线可以互换使用，其具体功能由与所连接的位置决定。
本发明中所述的包带6、13、42、44的主要作用是防水。
综上所述，本发明一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，能够解决现有产品容易产生相互缠绕、相互羁绊、与扭结的问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，其特征在于，包括缆芯(1)和包覆在缆芯(1)外的外护套(2)，所述缆芯(1)包括四根动力传输绝缘线(3)和至少六根信号控制线(4)，所述外护套(2)为热塑性材料，每根信号控制线(4)包括由两根绝缘线(41)组成的对绞组，所述绝缘线(41)从内到外包括内导体(411)和绝缘层(412)，所述对绞组外依次设有第一层非吸湿性材料的包带(42)、金属屏蔽层(43)和第二层非吸湿性材料的包带(44)，所述缆芯(1)包括内缆芯(11)和外缆芯(12)，所述内缆芯(11)包括两～三根动力传输绝缘线(3)和填充物(5)，所述内缆芯(11)外包覆有非吸湿性材料的包带(13)，所述外缆芯(12)包括均匀围绕在内缆芯(11)外面的剩余动力传输绝缘线(3)和所有信号控制线(4)。
2.根据权利要求1所述的一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，其特征在于：所述绝缘线(41)的内导体(411)从内到外包括人造纤维丝和铜导体层,所述铜导体层是铜丝，所述铜丝绞合在人造纤维丝的外面。
3.根据权利要求1所述的一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，其特征在于：所述缆芯(1)和外护套(2)之间还设有一层非吸湿性材料的包带(6)。
4.根据权利要求1所述的一种用于伺服电动转矩紧固器复合运动电缆，其特征在于：所述信号控制线(4)设有六根，包括三根屏蔽抱闸信号控制线和三根屏蔽编码器信号控制线。
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