CN110459348B - 一种无尘室用高柔性运动电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无尘室用高柔性运动电缆，属于电缆领域，一种无尘室用高柔性运动电缆，包括缆芯以及包覆在缆芯外侧的缆芯外护装置，通过在缆芯内部设置中心加强机构以及衔接机构，一方面有效增强该电缆内部多个线芯之间的相对稳定程度，有效避免电缆在使用过程中内部线芯容易造成相互缠绕、摩擦以及拉脱、散乱现象，另一方面提高了该电缆的柔性度，有利于提高该电缆的抗拉扯、抗扭曲性能，而外护套以及成缆包带层均为聚四氟乙烯塑料套，聚四氟乙烯材料的耐磨系数极低，用于缆包带层有利于提高对多个线芯的保护，用于外护套，在一定程度上改善了该运动电缆的超强耐磨性，大大减小电缆运动所产生的摩擦力。

Description

一种无尘室用高柔性运动电缆
技术领域
本发明涉及电缆领域，更具体地说，涉及一种无尘室用高柔性运动电缆。
背景技术
针对一些特殊行业，如制药、微电子、光电、食品加工业、医疗技术、基因工程、生物技术、实验检测等，在生产或检测时，就需要要求生产、实验、检测的全过程都在无尘室。无尘室内会一般会使用到工业化机器人设备，针对工业机器人来说，机器人拖链电缆是工业机器人的重要零部件，其对机器人的性能起了关键作用。
现有的工业拖链运动电缆其结构通常是将一组挤包绝缘体的导体绞合后形成缆芯，再挤包外护套。虽然具有一定的柔性度，耐磨性能高，但在高强度的工业使用环境下进行连续频繁扭转和弯曲后，且内部的多股线芯还是很容易造成相互之间的缠绕、摩擦以及拉脱、散乱等现象，造成拖链电缆的使用寿命短，此外，对于无尘室的无尘环境来说，拖链系统中电缆在运动过程中容易产生粉尘，为了尽量实现电缆产生较少的粉尘，需要最大化的减少电缆与电缆之间、电缆与链条之间摩擦产生的粉尘。
为此，我们提出一种无尘室用高柔性运动电缆来有效提高现有电缆的高抗扭曲力以及低摩擦力。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无尘室用高柔性运动电缆，通过在缆芯内部设置中心加强机构以及衔接机构，一方面有效增强该电缆内部多个线芯之间的相对稳定程度，有效避免电缆在使用过程中内部线芯容易造成相互缠绕、摩擦以及拉脱、散乱现象，另一方面提高了该电缆的柔性度，有利于提高该电缆的抗拉扯、抗扭曲性能，而外护套以及成缆包带层均为聚四氟乙烯塑料套，聚四氟乙烯材料的耐磨系数极低，用于缆包带层有利于提高对多个线芯的保护，用于外护套，在一定程度上改善了该运动电缆的超强耐磨性，大大减小电缆运动所产生的摩擦力。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种无尘室用高柔性运动电缆，包括缆芯以及包覆在缆芯外侧的缆芯外护装置，所述缆芯包括等间距环形设置的多个线芯，多个所述线芯外侧包覆有成缆包带层，所述线芯从内到外依次包覆设有导体、绝缘层、内屏蔽层和内护套，所述成缆包带层的中部位置处固定插设有中心加强机构，所述中心加强机构位于多个线芯的中部，所述线芯外部填充有内缓冲层，所述内缓冲层位于成缆包带层的内部，且内缓冲层内沿圆周方向嵌设有衔接机构，所述缆芯外护装置包括依次设置在成缆包带层的外侧的镀锌钢丝铠装层、外屏蔽层以及外护套，所述外护套与成缆包带层均为聚四氟乙烯塑料套，通过在缆芯内部设置中心加强机构以及衔接机构，一方面有效增强该电缆内部多个线芯之间的相对稳定程度，有效避免电缆在使用过程中内部线芯容易造成相互缠绕、摩擦以及拉脱、散乱现象，另一方面提高了该电缆的柔性度，有利于提高该电缆的抗拉扯、抗扭曲性能，而外护套以及成缆包带层均为聚四氟乙烯塑料套，聚四氟乙烯材料的耐磨系数极低，用于缆包带层有利于提高对多个线芯的保护，用于外护套，在一定程度上改善了该运动电缆的超强耐磨性，大大减小电缆运动所产生的摩擦力。
进一步的，所述导体为绞合裸铜丝导体，所述绞合裸铜丝导体由多个绞合裸铜丝绞合而成。
进一步的，所述内屏蔽层的外侧设有半导体电缓冲阻水层、所述半导体电缓冲阻水层的外侧设有防腐层，所述内护套包覆于防腐层的外侧，有效提高了线芯本体的防水、防腐性能，延长电缆的使用寿命。
进一步的，所述绝缘层为氟塑料填充层，氟塑料一方面起到绝缘，另一方面通过其具有一定的柔软性而对导体起到保护作用，从而实现该电缆特别适用于移动式电气设备等经常需要弯移或有较高柔软性要求，所述内屏蔽层为铝塑复合带，所述防腐层为涂覆在半导体电缓冲阻水层外侧的防火烤漆，不仅具有一定的长期防腐性能，还具有一定的阻燃性。
进一步的，所述中心加强机构包括位于成缆包带层中部的中心加强件，所述中心加强件的四周外侧壁上等间距固定连接有多个中心防磨缓冲柱，且多个中心防磨缓冲柱两两之间固定连接有多组弧形衔接片，一方面有效提高该电缆的中心加强作用，另一方面有效将多个线芯均匀分布在其四周，对线芯的分布起到初步定位作用。
进一步的，所述内护套为聚乙烯护套，所述内护套的外侧壁与成缆包带层相抵，所述内护套的内侧壁与中心防磨缓冲柱的侧壁相抵，相抵接触，起到限位、缓冲作用。
进一步的，所述衔接机构包括环形等间距设置在中心加强机构外侧的多组内衔接柱和外衔接柱，多组所述内衔接柱和外衔接柱一一对应设置，所述内衔接柱和外衔接柱分别设置在内护套的内外两侧。
进一步的，所述内衔接柱分别与弧形衔接片以及两个相邻设置的内护套的侧壁相抵，所述外衔接柱分别与成缆包带层以及两个相邻设置的内护套的侧壁相抵，有效对多个线芯起到进一步定位作用，实现多个线芯处于相对稳定状态。
进一步的，所述外衔接柱包括外中空衔接套和包覆在其外表面的外防磨层，所述内衔接柱包括内中空衔接套和包覆在其外表面的内防磨层，所述外中空衔接套和内中空衔接套内分别填充有第一海绵填充柱和第二海绵填充柱，且外防磨层和内防磨层均为聚氨酯防磨涂料层，设置第一海绵填充柱和第二海绵填充柱，有效提高衔接机构的柔软性，从而提高了多个线芯之间接触的柔软性能，且起到缓冲效果。
进一步的，所述外屏蔽层为镀锡铜丝编织层，所述镀锡铜丝编织层的外侧设有外缓冲层，所述外缓冲层和内缓冲层均为橡胶填充层。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过在缆芯内部设置中心加强机构以及衔接机构，一方面有效增强该电缆内部多个线芯之间的相对稳定程度，有效避免电缆在使用过程中内部线芯容易造成相互缠绕、摩擦以及拉脱、散乱现象，另一方面提高了该电缆的柔性度，有利于提高该电缆的抗拉扯、抗扭曲性能，而外护套以及成缆包带层均为聚四氟乙烯塑料套，聚四氟乙烯材料的耐磨系数极低，用于缆包带层有利于提高对多个线芯的保护，用于外护套，在一定程度上改善了该运动电缆的超强耐磨性，大大减小电缆运动所产生的摩擦力。
（2）内屏蔽层的外侧设有半导体电缓冲阻水层、半导体电缓冲阻水层的外侧设有防腐层，内护套包覆于防腐层的外侧，有效提高了线芯本体的防水、防腐性能，延长电缆的使用寿命。
（3）绝缘层为氟塑料填充层，氟塑料具有优良的电绝缘性能、高度的耐热性、突出的耐油性、耐溶剂和耐磨性能，一方面起到绝缘，另一方面通过其具有一定的柔软性而对导体起到保护作用，从而实现该电缆特别适用于移动式电气设备等经常需要弯移或有较高柔软性要求，内屏蔽层为铝塑复合带，防腐层为涂覆在半导体电缓冲阻水层外侧的防火烤漆，不仅具有一定的长期防腐性能，还具有一定的阻燃性。
（4）中心加强机构包括位于成缆包带层中部的中心加强件，中心加强件的四周外侧壁上等间距固定连接有多个中心防磨缓冲柱，且多个中心防磨缓冲柱两两之间固定连接有多组弧形衔接片，一方面有效提高该电缆的中心加强作用，另一方面有效将多个线芯均匀分布在其四周，对线芯的分布起到初步定位作用。
（5）在缆芯内部还环形等间距分布有多个内衔接柱和外衔接柱，每组内衔接柱和外衔接柱分布在相邻两个线芯之间，且两两相抵设置，配合中心加强机构上的中心防磨缓冲柱以及弧形衔接片，从而进一步提高了对多个线芯的安装位置起到定位作用，有效提高该电缆内的多个线芯处于相对稳定状态，有效避免因机器人设备单元需要来回移动和拖链而严重导致电缆内部的纠缠、磨损、拉脱以及散乱。
（6）外衔接柱包括外中空衔接套和包覆在其外表面的外防磨层，内衔接柱包括内中空衔接套和包覆在其外表面的内防磨层，外中空衔接套和内中空衔接套内分别填充有第一海绵填充柱和第二海绵填充柱，且外防磨层和内防磨层均为聚氨酯防磨涂料层，设置第一海绵填充柱和第二海绵填充柱，有效提高衔接机构的柔软性，从而提高了多个线芯之间接触的柔软性能，且起到缓冲效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明线芯处的立体结构示意图；
图3为本发明中心加强机构处的立体结构示意图；
图4为本发明外衔接柱处的内剖视图；
图5为本发明内衔接柱处的内剖视图。
图中标号说明：
1导体、2绝缘层、3内屏蔽层、4半导电缓冲阻水层、5防腐层、6内护套、7中心加强件、8中心防磨缓冲柱、9弧形衔接片、10成缆包带层、11内缓冲层、12外衔接柱、121第一海绵填充柱、122外中空衔接套、123外防磨层、13内衔接柱、131第二海绵填充柱、132内中空衔接套、133内防磨层、14外护套、15外屏蔽层、16镀锌钢丝铠装层、17外缓冲层。
具体实施方式
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，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，一种无尘室用高柔性运动电缆，包括缆芯以及包覆在缆芯外侧的缆芯外护装置，缆芯包括等间距环形设置的多个线芯，多个线芯外侧包覆有成缆包带层10，线芯从内到外依次包覆设有导体1、绝缘层2、内屏蔽层3和内护套6，导体1为绞合裸铜丝导体，绞合裸铜丝导体由多个绞合裸铜丝绞合而成，内屏蔽层3的外侧设有半导体电缓冲阻水层4、半导体电缓冲阻水层4的外侧设有防腐层5，内护套6包覆于防腐层5的外侧，有效提高了线芯本体的防水、防腐性能，延长电缆的使用寿命，此外，绝缘层2为氟塑料填充层，氟塑料具有优良的电绝缘性能、高度的耐热性、突出的耐油性、耐溶剂和耐磨性能，一方面起到绝缘作用，另一方面通过其具有一定的柔软性而对导体1起到保护作用，从而实现该电缆特别适用于移动式电气设备等经常需要弯移或有较高柔软性要求，内屏蔽层3为铝塑复合带，防腐层5为涂覆在半导体电缓冲阻水层4外侧的防火烤漆，不仅具有一定的长期防腐性能，还具有一定的阻燃性。
请参阅图1和图3，成缆包带层10的中部位置处固定插设有中心加强机构，中心加强机构位于多个线芯的中部，设置中心加强机构有效提高该线缆整体的机械强度。
具体的，中心加强机构包括位于成缆包带层10中部的中心加强件7，中心加强件7的四周外侧壁上等间距固定连接有多个中心防磨缓冲柱8，且多个中心防磨缓冲柱8两两之间固定连接有多组弧形衔接片9，一方面有效提高该电缆的中心加强作用，另一方面有效将多个线芯均匀分布在其四周，对线芯的分布起到初步定位作用。
而线芯外侧的内护套6为聚乙烯护套，内护套6的外侧壁与成缆包带层10相抵，内护套6的内侧壁与中心防磨缓冲柱8的侧壁相抵，相抵接触，起到限位、缓冲作用。
线芯外部填充有内缓冲层11，内缓冲层11位于成缆包带层10的内部，且内缓冲层11内沿圆周方向嵌设有衔接机构，具体的，衔接机构包括环形等间距设置在中心加强机构外侧的多组内衔接柱13和外衔接柱12，多组内衔接柱13和外衔接柱12一一对应设置，内衔接柱13和外衔接柱12分别设置在内护套6的内外两侧，内衔接柱13分别与弧形衔接片9以及两个相邻设置的内护套6的侧壁相抵，外衔接柱12分别与成缆包带层10以及两个相邻设置的内护套6的侧壁相抵，有效对多个线芯起到进一步定位作用，实现多个线芯处于相对稳定状态。
请参阅图4-5，此外，需要补充的是，外衔接柱12包括外中空衔接套122和包覆在其外表面的外防磨层123，内衔接柱13包括内中空衔接套132和包覆在其外表面的内防磨层133，外中空衔接套122和内中空衔接套132内分别填充有第一海绵填充柱121和第二海绵填充柱131，且外防磨层123和内防磨层133均为聚氨酯防磨涂料层，设置第一海绵填充柱121和第二海绵填充柱131，有效提高衔接机构的柔软性，从而提高了多个线芯之间接触的柔软性能，且起到缓冲效果。
请参阅图1，缆芯外护装置包括依次设置在成缆包带层10的外侧的镀锌钢丝铠装层16、外屏蔽层15以及外护套14，外屏蔽层15为镀锡铜丝编织层，镀锡铜丝编织层的外侧设有外缓冲层17，而外缓冲层17和内缓冲层11均为橡胶填充层，起到提高电缆的柔性以及缓冲性能，以实现该运动电缆可承受500万次循环次数的耐磨特性试验。
在此需要强调的是，外护套14与成缆包带层10均为聚四氟乙烯塑料套，聚四氟乙烯材料的耐磨系数极低，用于缆包带层有利于提高对多个线芯的保护，用于外护套，在一定程度上改善了该运动电缆的超强耐磨性，大大减小电缆运动所产生的摩擦力。
而通过镀锡铜丝编织层的外屏蔽层15、镀锌钢丝铠装层16等的配合，使得该运动电缆既具有超强的耐磨性，又具有高强静电、绝缘性，从而实现满足于洁净室内无尘的使用要求。
相对于现有技术中的电缆，本发明中的运动电缆包括缆芯以及包覆在缆芯外侧的缆芯外护装置，缆芯由环形分布的多个线芯组成，线芯从内到外依次包括导体1、绝缘层2、内屏蔽层3和内护套6，在绝缘层2与内护套6之间会可能存在间隙，电缆弯曲时，电缆绝缘表面易造成裂纹，这些都是引起局部放电的因素，从而在绝缘层2表面加一层铝塑复合带的内屏蔽层3，内屏蔽层3为半导电材料，它与被屏蔽的绝缘层2有良好接触，与内护套6等电位，从而有效避免在绝缘层2与内护套6之间发生局部放电内，而在屏蔽层3和内护套6之间设置半导体电缓冲阻水层4和防腐层5，有效提高该线缆的阻水以及防腐性能；
缆芯内部设置有中心加强机构，由中心加强件7和多个中心防磨缓冲柱8构成，且两两中心防磨缓冲柱8之间由多个弧形衔接片9连接，中心加强件7一方面对该电缆起到增强机械性能作用，另一方面其位于位于缆芯中部，将多个线芯分布在其四周边缘处，且多个线芯的外边缘与设置在中心加强件7四周的中心防磨缓冲柱8相抵，对线芯起到很好的初步定位作用，同时在缆芯内部还环形等间距分布有多个内衔接柱13和外衔接柱12，如图1所示，每组内衔接柱13和外衔接柱12分布在相邻两个线芯之间，且两两相抵设置，从而进一步提高了对多个线芯的安装位置起到定位作用，有效提高该电缆内的多个线芯处于相对稳定状态，有效避免因机器人设备单元需要来回移动和拖链而严重导致电缆内部的纠缠、磨损、拉脱以及散乱，而外衔接柱12和内衔接柱13内部分别填充包覆有第一海绵填充柱121和第二海绵填充柱131，配合内缓冲层11，在一定程度上还有效提高了该电缆内部的柔性度，从而进一步有效提高了该电缆的抗拉扯、抗扭曲性能，以实现该运动电缆可承受高达500万次循环次数的耐磨特性试验；
此外，缆芯外护装置进一步对缆芯起到保护作用，缆芯外护装置上的外屏蔽层15采用镀锡铜丝编织层，设置双重屏蔽，进一步提高了该电缆的屏蔽作用，在配合镀锌钢丝铠装层16，在一定程度提高了该电缆的机械强度,提高防侵蚀能力，外护套14与成缆包带层10均为聚四氟乙烯塑料套，聚四氟乙烯材料的耐磨系数极低，用于缆包带层有利于提高对多个线芯的保护，用于外护套，在一定程度上改善了该运动电缆的超强耐磨性，大大减小电缆运动所产生的摩擦力，从而由于摩擦力而产生的粉尘颗粒极小，满足无尘室要求。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种无尘室用高柔性运动电缆，包括缆芯以及包覆在缆芯外侧的缆芯外护装置，其特征在于：所述缆芯包括等间距环形设置的多个线芯，多个所述线芯外侧包覆有成缆包带层（10），所述线芯从内到外依次包覆设有导体（1）、绝缘层（2）、内屏蔽层（3）和内护套（6），所述成缆包带层（10）的中部位置处固定插设有中心加强机构，所述中心加强机构位于多个线芯的中部，所述线芯外部填充有内缓冲层（11），所述内缓冲层（11）位于成缆包带层（10）的内部，且内缓冲层（11）内沿圆周方向嵌设有衔接机构，所述缆芯外护装置包括依次设置在成缆包带层（10）的外侧的镀锌钢丝铠装层（16）、外屏蔽层（15）以及外护套（14），所述外护套（14）与成缆包带层（10）均为聚四氟乙烯塑料套；所述导体（1）为绞合裸铜丝导体，所述绞合裸铜丝导体由多个绞合裸铜丝绞合而成；所述内屏蔽层（3）的外侧设有半导体电缓冲阻水层（4）、所述半导体电缓冲阻水层（4）的外侧设有防腐层（5），所述内护套（6）包覆于防腐层（5）的外侧；所述绝缘层（2）为氟塑料填充层，所述内屏蔽层（3）为铝塑复合带，所述防腐层（5）为涂覆在半导体电缓冲阻水层（4）外侧的防火烤漆；所述中心加强机构包括位于成缆包带层（10）中部的中心加强件（7），所述中心加强件（7）的四周外侧壁上等间距固定连接有多个中心防磨缓冲柱（8），且多个中心防磨缓冲柱（8）两两之间固定连接有多组弧形衔接片（9）；所述内护套（6）为聚乙烯护套，所述内护套（6）的外侧壁与成缆包带层（10）相抵，所述内护套（6）的内侧壁与中心防磨缓冲柱（8）的侧壁相抵；所述衔接机构包括环形等间距设置在中心加强机构外侧的多组内衔接柱（13）和外衔接柱（12），多组所述内衔接柱（13）和外衔接柱（12）一一对应设置，所述内衔接柱（13）和外衔接柱（12）分别设置在内护套（6）的内外两侧；所述内衔接柱（13）分别与弧形衔接片（9）以及两个相邻设置的内护套（6）的侧壁相抵，所述外衔接柱（12）分别与成缆包带层（10）以及两个相邻设置的内护套（6）的侧壁相抵；所述外衔接柱（12）包括外中空衔接套（122）和包覆在其外表面的外防磨层（123），所述内衔接柱（13）包括内中空衔接套（132）和包覆在其外表面的内防磨层（133），所述外中空衔接套（122）和内中空衔接套（132）内分别填充有第一海绵填充柱（121）和第二海绵填充柱（131），且外防磨层（123）和内防磨层（133）均为聚氨酯防磨涂料层；所述外屏蔽层（15）为镀锡铜丝编织层，所述镀锡铜丝编织层的外侧设有外缓冲层（17），所述外缓冲层（17）和内缓冲层（11）均为橡胶填充层。
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