CN108761681A - 一种用于机器人的光缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机器人及光缆技术领域，尤其是涉及一种用于机器人的光缆，它具有多根光导纤维、保护层及包覆在保护层外的护套层；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层，耐弯曲层内部具有多个两两互不相通的过纤孔；每个过纤孔中具有一根光导纤维，每根光导纤维与该光导纤维所在的过纤孔之间是具有间隙的；每根光导纤维由光纤、位于光纤外的紧包层、位于紧包层外的耐磨层构成。本发明还揭示了该光缆的制造方法。本发明具有以下主要有益效果：重量更轻、通信性能更优、更耐磨、更耐油、弯曲性能更好。

Description

一种用于机器人的光缆及其制造方法
本申请是名称为：一种机器人用光缆及其制造方法、申请日为：2016年01月27日、申请号为：201610053123.0的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及机器人及光缆技术领域，尤其是涉及一种用于机器人的光缆及其制造方法。
背景技术
随着人口的老龄化的加速及制造业工业4.0改造的加速进行，各行各业对于机器人的需求日益增多。机器人主要是模拟人类的行动，适合于重复性、危险性较大的行业中引用。机器人反复弯曲、旋转等动作来实现。现有技术中，机器人的内部信号连接较多地采用优质的电线传输，由于导线自身具有较大的重量，因此，机器人的运动需要花费较多的电力。
另一方面，目前市场上的机器人的内部信号连接电缆的柔软性、耐弯曲、耐磨、耐化学腐蚀性能还不够理想，因此，其影响了机器人的工作效率和工作寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是揭示一种用于机器人的光缆及其制造方法；它们是采用以下技术方案来实现的。
本发明的第一及第二实施实例中，一种用于机器人的光缆，它具有多根光导纤维、保护层及包覆在保护层外的护套层；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层，耐弯曲层内部具有多个两两互不相通的过纤孔；每个过纤孔中具有一根光导纤维，每根光导纤维与该光导纤维所在的过纤孔之间是具有间隙的；每根光导纤维由光纤、位于光纤外的紧包层、位于紧包层外的耐磨层构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是聚氨酯或聚酰胺；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
一种用于机器人的光缆，其特征在于它是采用以下方法制造而成的：
第一步：将市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型裸光纤进行着色形成着色光纤；任意两根着色光纤的颜色是不同的；
第二步：在第一步中形成的着色光纤外包覆聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯形成紧包层；
第三步：用光纤着色机上在第二步形成的紧包层外涂覆与固化聚氨酯或聚酰胺或者是按以下重量份的材料形成的复合材料：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份；形成耐磨层；所述光纤着色机涂覆与固化的生产速度达为800～1000米/分钟；耐磨层的直径为0.9～1.5mm；形成多根光导纤维；
第四步：将紫外固化树脂固化形成的连续的耐弯曲层，耐弯曲层内部具有多个两两互不相通的过纤孔；将第三步中形成的多根光导纤维置入过纤孔中，每个过纤孔中只能放置一根光导纤维，每根光导纤维与该光导纤维所在的过纤孔之间是具有间隙的；
第五步：将聚酯带或阻水带或无纺布或云母带螺旋包覆在第四步形成的耐弯曲层外，从而形成保护层，前后螺旋具有0.2～0.5mm的搭接宽度；
第六步：将氟塑料挤塑包覆在第五步形成的保护层外,形成护套层；所述护套层的直径为2mm—10mm；最优选地是7mm；完成了机器人用光缆的制造。
一种用于机器人的光缆，它具有一根光导纤维、保护层及包覆在保护层外的护套层；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层，耐弯曲层内部具有一个过纤孔；一根光导纤维位于过纤孔中，光导纤维与该光导纤维所在的过纤孔之间是具有间隙的；光导纤维由光纤、位于光纤外的紧包层、位于紧包层外的耐磨层构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是聚氨酯或聚酰胺；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
本发明的第三及第四实施实例中，一种用于机器人的光缆，它具有多根光导纤维、保护层及包覆在保护层外的护套层；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层，耐弯曲层内部具有多根两两互不接触的光导纤维；每根光导纤维由光纤、位于光纤外的紧包层、位于紧包层外的耐磨层构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是聚氨酯或聚酰胺；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
一种用于机器人的光缆，其特征在于它是采用以下方法制造而成的：
第一步：将市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型裸光纤进行着色形成着色光纤；任意两根着色光纤的颜色是不同的；
第二步：在第一步中形成的着色光纤外包覆聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯形成紧包层；
第三步：用光纤着色机上在第二步形成的紧包层外涂覆与固化聚氨酯或聚酰胺或者是按以下重量份的材料形成的复合材料：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份；形成耐磨层；所述光纤着色机涂覆与固化的生产速度达为800～1000米/分钟；耐磨层的直径为0.9～1.5mm；形成多根光导纤维；
第四步：将第三步中形成的多根光导纤维放入模具中，并将紫外固化树脂固化在光导纤维外，形成的连续的耐弯曲层，任意两根光导纤维互不接触；任意一根光纤都是包覆在耐弯曲层内的；
第五步：将聚酯带或阻水带或无纺布或云母带螺旋包覆在第四步形成的耐弯曲层外，从而形成保护层，前后螺旋具有0.2～0.5mm的搭接宽度；
第六步：将氟塑料挤塑包覆在第五步形成的保护层外,形成护套层；所述护套层的直径为2mm—10mm；最优选地是7mm；完成了机器人用光缆的制造。
一种用于机器人的光缆，它具有一根光导纤维、保护层及包覆在保护层外的护套层；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层，一根光导纤维位于耐弯曲层内部；光导纤维由光纤、位于光纤外的紧包层、位于紧包层外的耐磨层构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是聚氨酯或聚酰胺；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
上述所述的一种用于机器人的光缆，其特征在于所述光缆的直径为2mm—10mm。
本发明具有以下主要有益效果：重量更轻、通信性能更优、更耐磨、更耐油、弯曲性能更好。
附图说明
图1为本发明实施实例1的横截面结构示意图。
图2为本发明实施实例2的横截面结构示意图。
图3为本发明实施实例3的横截面结构示意图。
图4为本发明实施实例4的横截面结构示意图。
具体实施方式
实施实例1
请见图1，一种用于机器人的光缆，它具有四根光导纤维1、保护层4及包覆在保护层4外的护套层5；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层3，耐弯曲层3内部具有四个两两互不相通的过纤孔2；每个过纤孔中具有一根光导纤维1，每根光导纤维与该光导纤维所在的过纤孔之间是具有间隙的；每根光导纤维由光纤11、位于光纤外的紧包层12、位于紧包层外的耐磨层13构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是聚氨酯或聚酰胺；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
实施实例2
请见图2，一种用于机器人的光缆，它具有三根光导纤维1、保护层4及包覆在保护层4外的护套层5；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层3，耐弯曲层3内部具有三个两两互不相通的过纤孔2；每个过纤孔中具有一根光导纤维1，每根光导纤维与该光导纤维所在的过纤孔之间是具有间隙的；每根光导纤维由光纤11、位于光纤外的紧包层12、位于紧包层外的耐磨层13构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是聚氨酯或聚酰胺；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
上述实施实例1、2中所述的一种用于机器人的光缆，所述过纤孔可为其它多个，且任意两个过纤孔是不相通的，每个过纤孔中都具有一根光导纤维。
上述实施实例1、2中所述的一种用于机器人的光缆，所述过纤孔还可仅为一根，其中也仅有一根光导纤维。
上述实施实例1、2中所述的一种用于机器人的光缆，其特征在于所述耐磨层是按以下重量份的材料制成的：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份。
上述耐磨层材料在国产光纤着色机上涂覆与固化、生产速度达为800～1000米/分钟；涂覆后的直径为0.9～1.5mm。
上述耐磨层材料经过测试，250摄氏度、2160g时的熔融指数为16.2～20.1g/10min；断裂伸长率≥235MPa；弯曲弹性模具≥2500MPa；邵氏硬功夫度HD≥115。
实施实例1、2中，由于光导纤维与过纤孔之间具有间隙，因此，使光纤具有活动的空间，且耐磨层的高耐磨性，使得光缆经过近10万次的反复弯曲、扭转后，耐磨层并没有损坏，光纤的信号传输正常；上述材料具有优良的加工性能。
上述所述的一种用于机器人的光缆，其特征在于它是采用以下方法制造而成的：
第一步：将市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型裸光纤进行着色形成着色光纤；任意两根着色光纤的颜色是不同的；
第二步：在第一步中形成的着色光纤外包覆聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯形成紧包层；
第三步：用光纤着色机上在第二步形成的紧包层外涂覆与固化聚氨酯或聚酰胺或者是按以下重量份的材料形成的复合材料：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份；形成耐磨层；所述光纤着色机涂覆与固化的生产速度达为800～1000米/分钟；耐磨层的直径为0.9～1.5mm；形成多根光导纤维；
第四步：将紫外固化树脂固化形成的连续的耐弯曲层，耐弯曲层内部具有多个两两互不相通的过纤孔；将第三步中形成的多根光导纤维置入过纤孔中，每个过纤孔中只能放置一根光导纤维，每根光导纤维与该光导纤维所在的过纤孔之间是具有间隙的；
第五步：将聚酯带或阻水带或无纺布或云母带螺旋包覆在第四步形成的耐弯曲层外，从而形成保护层，前后螺旋具有0.2～0.5mm的搭接宽度；
第六步：将氟塑料挤塑包覆在第五步形成的保护层外,形成护套层；所述护套层的直径为2mm—10mm；最优选地是7mm；完成了机器人用光缆的制造。
实施实例3
请见图3，一种用于机器人的光缆，它具有五根光导纤维1、保护层4及包覆在保护层4外的护套层5；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层3，耐弯曲层3内部具有五根两两互不接触的光导纤维1；每根光导纤维由光纤11、位于光纤外的紧包层12、位于紧包层外的耐磨层13构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是聚氨酯或聚酰胺；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
实施实例4
请见图4，一种用于机器人的光缆，它具有五根光导纤维1、保护层4及包覆在保护层4外的护套层5；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层3，耐弯曲层3内部具有五根两两互不接触的光导纤维1；每根光导纤维由光纤11、位于光纤外的紧包层12、位于紧包层外的耐磨层13构成；耐弯曲层内部具有多个阻水部件6；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是聚氨酯或聚酰胺；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料；阻水部件的材料是阻水纱。
上述实施实例3、4中所述的一种用于机器人的光缆，可以具有其它多根光导纤维，任意两根光导纤维是不相接触的。
上述实施实例3、4中所述的一种用于机器人的光缆，所述光导纤维还可仅为一根。
上述所述的一种用于机器人的光缆，其特征在于所述光缆的直径为2mm—10mm。
上述所述的一种用于机器人的光缆，其特征在于它是采用以下方法制造而成的：
第一步：将市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型裸光纤进行着色形成着色光纤；任意两根着色光纤的颜色是不同的；
第二步：在第一步中形成的着色光纤外包覆聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯形成紧包层；
第三步：用光纤着色机上在第二步形成的紧包层外涂覆与固化聚氨酯或聚酰胺或者是按以下重量份的材料形成的复合材料：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份；形成耐磨层；所述光纤着色机涂覆与固化的生产速度达为800～1000米/分钟；耐磨层的直径为0.9～1.5mm；形成多根光导纤维；
第四步：将第三步中形成的多根光导纤维放入模具中，并将紫外固化树脂固化在光导纤维外，形成的连续的耐弯曲层，任意两根光导纤维互不接触；任意一根光纤都是包覆在耐弯曲层内的；
第五步：将聚酯带或阻水带或无纺布或云母带螺旋包覆在第四步形成的耐弯曲层外，从而形成保护层，前后螺旋具有0.2～0.5mm的搭接宽度；
第六步：将氟塑料挤塑包覆在第五步形成的保护层外,形成护套层；所述护套层的直径为2mm—10mm；最优选地是7mm；完成了机器人用光缆的制造。
本发明中，耐弯曲层达到了使光缆具有优良的耐弯曲的效果，耐弯曲层是紫外固化树脂时，可以使光导纤维与耐弯曲层结合为一体，同时使光缆达到了柔软的技术效果；保护层达到了阻止水分进入光缆中，损坏光导纤维的作用。紧包层使光纤达到了更优的弯曲性能以及耐热性能，使光缆在反复弯曲、扭转等时，仍具有较好的耐环境性能；护套层的材料使光缆具有优良的耐磨性能、耐化学腐蚀性能；厚度为0.8mmm的护套层，光缆直径为7mm时,取1米，在5N的压力、50N的负荷下，任意连续的10cm内，来回往复运动为一次，经过30000次刮磨试验，护套层表面无目力可见的划伤痕迹；耐磨层、紧包层的协同作用，使得上述光缆在经过10万次的机器人的机械手弯曲情况下，未见磨损。
因此，本发明具有重量更轻、通信性能更优、更耐磨、更耐油、弯曲性能更好等有益技术效果；本发明的光缆的制造方法简单、易掌握、原材料易购、生产设备投入少。
本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于机器人的光缆，它具有多根光导纤维、保护层及包覆在保护层外的护套层；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层，耐弯曲层内部具有多根两两互不接触的光导纤维；每根光导纤维由光纤、位于光纤外的紧包层、位于紧包层外的耐磨层构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是按以下重量份的材料制成的：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
2.一种用于机器人的光缆，它具有一根光导纤维、保护层及包覆在保护层外的护套层；其特征在于，它还具有位于保护层内的耐弯曲层，一根光导纤维位于耐弯曲层内部；光导纤维由光纤、位于光纤外的紧包层、位于紧包层外的耐磨层构成；所述光纤的材料是市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型光纤；紧包层的材料是聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯；耐磨层的材料是按以下重量份的材料制成的：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份；耐弯曲层的材料是芳纶纱或玻璃纤维纱中紫外固化树脂；保护层的材料是聚酯带或阻水带或无纺布或云母带；护套层的材料是氟塑料。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种用于机器人的光缆，其特征在于所述光缆的直径为2mm—10mm。
4.一种用于机器人的光缆，其特征在于它是采用以下方法制造而成的：
第一步：将市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型裸光纤进行着色形成着色光纤；任意两根着色光纤的颜色是不同的；
第二步：在第一步中形成的着色光纤外包覆聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯形成紧包层；
第三步：用光纤着色机上在第二步形成的紧包层外涂覆与固化按以下重量份的材料形成的复合材料：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份；形成耐磨层；所述光纤着色机涂覆与固化的生产速度达为800～1000米/分钟；耐磨层的直径为0.9～1.5mm；形成多根光导纤维；
第四步：将紫外固化树脂固化形成的连续的耐弯曲层，耐弯曲层内部具有多个两两互不相通的过纤孔；将第三步中形成的多根光导纤维置入过纤孔中，每个过纤孔中只能放置一根光导纤维，每根光导纤维与该光导纤维所在的过纤孔之间是具有间隙的；
第五步：将聚酯带或阻水带或无纺布或云母带螺旋包覆在第四步形成的耐弯曲层外，从而形成保护层，前后螺旋具有0.2～0.5mm的搭接宽度；
第六步：将氟塑料挤塑包覆在第五步形成的保护层外,形成护套层；所述护套层的直径为7mm；完成了机器人用光缆的制造。
5.一种用于机器人的光缆，其特征在于它是采用以下方法制造而成的：
第一步：将市售的G.652型或G.653型或G.654型或G.655型或G.657型或OM1型或OM2型或OM3型裸光纤进行着色形成着色光纤；任意两根着色光纤的颜色是不同的；
第二步：在第一步中形成的着色光纤外包覆聚氯乙烯或尼龙或聚四氟乙烯形成紧包层；
第三步：用光纤着色机上在第二步形成的紧包层外涂覆与固化按以下重量份的材料形成的复合材料：聚氨酯:85～95份、细度小于400目的碳化硅：0.5～1份、石蜡：1～2份、市售型号为FisorbB5433的抗黄变剂：0.3～0.8份、炭黑：1～3份、对苯二甲酸二辛酯：3～5份、型号为168或1010的塑料抗氧化剂：1～2份；形成耐磨层；所述光纤着色机涂覆与固化的生产速度达为800～1000米/分钟；耐磨层的直径为0.9～1.5mm；形成多根光导纤维；
第四步：将第三步中形成的多根光导纤维放入模具中，并将紫外固化树脂固化在光导纤维外，形成的连续的耐弯曲层，任意两根光导纤维互不接触；任意一根光纤都是包覆在耐弯曲层内的；
第五步：将聚酯带或阻水带或无纺布或云母带螺旋包覆在第四步形成的耐弯曲层外，从而形成保护层，前后螺旋具有0.2～0.5mm的搭接宽度；
第六步：将氟塑料挤塑包覆在第五步形成的保护层外,形成护套层；所述护套层的直径为2mm—10mm；完成了机器人用光缆的制造。
6.根据权利要求5所述的一种用于机器人的光缆，其特征在于所述护套层的直径为7mm。
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