CN113035418A - 一种高抗扭工业柔性电缆 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电缆制造的技术领域，尤其是涉及一种高抗扭工业柔性电缆，其包括护套层，所述护套层由内向外依次包括主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层，护套层的内部设有多根周向均布的线芯，线芯套设有耐火绝缘层，所有的耐火绝缘层之间共同固设有内弹性支管，内弹性支管内的中间处设有玻璃纤维管，玻璃纤维管与每层耐火绝缘层之间均设有缓冲支撑件，缓冲支撑件与玻璃纤维管之间固设有始终受到压力的顶簧，主屏蔽层与耐火绝缘层以及内弹性支管之间的空间填充有外弹性支管，主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层内部共同设有将主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层连为一体的卡箍组件，本申请能够改善电缆在反复多次拉伸或扭转后，线芯容易断裂损坏的问题。

Description

一种高抗扭工业柔性电缆
技术领域
本申请涉及电缆制造的技术领域，尤其是涉及一种高抗扭工业柔性电缆。
背景技术
电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成。
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，机器人电缆是机器人的“血管”和“神经”，是机器人的重要零部件。在工业机器人运作过程中，各个关节机械手之间会发生各种角度的往复式相对运动，这就对各个关节机械手之间的电缆抗扭转性能提出了很高的要求，高柔性、耐弯曲、抗扭转、高寿命的机器人专用电缆必将成为国内外一流机械及机械设备制造商的首选电缆。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：工业机器人电缆在使用过程中，不仅会受到拉伸力，还会受到扭转力，上述拉伸和扭转操作均会对电缆表面和内部线芯造成损伤，电缆内部线芯一旦受损，则工业机器人将会出现故障甚至停摆。
发明内容
为了改善实际运用中工业机器人电缆在反复多次拉伸或扭转后，线芯容易断裂损坏这一问题，本申请提供一种高抗扭工业柔性电缆。
本申请提供的一种高抗扭工业柔性电缆采用如下的技术方案：一种高抗扭工业柔性电缆，包括护套层，所述护套层由内向外依次包括主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层，护套层的内部设有多根周向均布的线芯，线芯套设有耐火绝缘层，所有的耐火绝缘层之间共同固设有内弹性支管，内弹性支管内的中间处设有玻璃纤维管，玻璃纤维管与每层耐火绝缘层之间均设有缓冲支撑件，缓冲支撑件与玻璃纤维管之间固设有始终受到压力的顶簧，主屏蔽层与耐火绝缘层以及内弹性支管之间的空间填充有外弹性支管，主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层内部共同设有将主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层连为一体的卡箍组件。
通过采用上述技术方案，外弹性支管、内弹性支管共同包围耐火绝缘层及线芯对线芯进行固定限位及保护，避免各线芯之间相互抵触，当电缆受到拉伸或扭转时，玻璃纤维管通过顶簧及缓冲支撑件对线芯施加反作用力，外弹性支管对线芯施加反作用力，使线芯能够及时回归初始位置，改善实际运用中工业机器人电缆在反复多次拉伸或扭转后线芯容易断裂损坏这一问题；卡箍组件能够将主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层连为一体，提高主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层的抗拉伸性能及抗扭转性能，提高工业柔性电缆的抗拉伸抗扭转性能。
可选的，所述内弹性支管位于相邻的两层耐火绝缘层之间的侧壁向内弹性支管内部凹陷形成弧形。
通过采用上述技术方案，当电缆受到扭力发生扭动时，线芯对内弹性支管施加作用力，由于内弹性支管位于相邻的两层耐火绝缘层之间的侧壁向内弹性支管内部凹陷形成弧形，内弹性支管的侧壁受到的力与内弹性支管侧壁走向相切，使内弹性支管更易恢复原型，保持线芯的稳定性，提高线芯的抗扭能力。
可选的，所述缓冲支撑件包括连接板和两块支撑板，两块支撑板分别与连接板的两端固定连接，顶簧的一端与连接板固定连接，顶簧的另一端与玻璃纤维管固定连接，支撑板在远离连接板的端部固接有柔性垫片，柔性垫片与内弹性支管的内壁抵接。
通过采用上述技术方案，设置两块支撑板能够增加缓冲支撑件与线芯之间的接触点位，提高对线芯的制约效果，线芯与玻璃纤维管之间的作用力能够被缓冲支撑件分解为多个方向的分力，且顶簧能够吸收部分作用力，使线芯及玻璃纤维管受到的作用力减小，能够保护线芯及玻璃纤维管，柔性垫片能够避免支撑板直接抵触内弹性支管并吸收支撑板与内弹性支管之间的相互作用力。
可选的，所述支撑板开设有多个第一通孔。
通过采用上述技术方案，支撑板开设多个第一通孔后既能够提高支撑板的结构强度，又能够减轻支撑板的自重，从而减轻柔性工业电缆的重量，改善因电缆过重而影响工业机器人顺畅运转的问题。
可选的，相邻的所述缓冲支撑件之间固设有推簧，推簧的两端分别与相邻的缓冲支撑件的支撑板固定连接。
通过采用上述技术方案，推簧将相邻的缓冲支撑件连为一体，实现将所有的缓冲支撑件连为一体，线芯受到扭转时，各个缓冲支撑件相互制约，能够保持更加稳定的状态，提高线芯的抗扭转性能。
可选的，所述外弹性支管内部设为中空。
通过采用上述技术方案，将外弹性支管内部设为中空既能够增加外弹性支管的结构强度，又能够减轻外弹性支管的自重，从而减轻柔性工业电缆的重量，改善因电缆过重而影响工业机器人顺畅运转的问题。
可选的，所述卡箍组件包括拉簧和两块扣板，两块扣板分别嵌设进主屏蔽层及外耐磨层内部，拉簧位于两块扣板之间，拉簧的两端分别与两块扣板固定连接，拉簧贯穿防火尼龙层用以使两块扣板相互靠近。
通过采用上述技术方案，拉簧对两块扣板施加拉力使两块扣板相互靠近，使主屏蔽层、外耐磨层共同夹紧防火尼龙层，将主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层连为一体，提高主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层的抗拉伸性能及抗扭转性能，提高工业柔性电缆的抗拉伸抗扭转性能。
可选的，所述外弹性支管与内弹性支管之间固设有内屏蔽层。
通过采用上述技术方案，内屏蔽层使线芯的内部信号在传输时不易受到外部电磁场的干扰，可以提升整个工业机器人的控制精度以及可靠性，同时内屏蔽层设置于外弹性支管、内弹性支管之间，在物理结构上也不易受到干扰或损坏。
可选的，所述玻璃纤维管自身开设有多个第二通孔。
通过采用上述技术方案，在玻璃纤维管自身开设多个第二通孔既能够加强玻璃纤维管的结构强度，又能够减轻玻璃纤维管的自重，从而减轻柔性工业电缆的重量，改善因电缆过重而影响工业机器人顺畅运转的问题。
可选的，所述内弹性支管、外弹性支管均为采用碳纤维原材料制造的内弹性支管、外弹性支管。
通过采用上述技术方案，碳纤维的密度小、质量轻且强度高，采用碳纤维原材料制造内弹性支管、外弹性支管，既能够增加内弹性支管、外弹性支管的结构强度，使内弹性支管、外弹性支管能够更加稳定地保护线芯，又能够减轻内弹性支管、外弹性支管的自重，从而减轻柔性工业电缆的重量，改善因电缆过重而影响工业机器人顺畅运转的问题。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置外弹性支管及内弹性支管，外弹性支管、内弹性支管共同包围耐火绝缘层及线芯对线芯进行固定限位及保护，避免各线芯之间相互抵触，改善实际运用中工业机器人电缆在反复多次拉伸或扭转后线芯容易断裂损坏这一问题；
2.通过设置缓冲支撑件，线芯与玻璃纤维管之间的作用力能够被缓冲支撑件分解为多个方向的分力，且顶簧能够吸收部分作用力，使线芯及玻璃纤维管受到的作用力减小，能够保护线芯及玻璃纤维管；
3.通过设置卡箍组件，拉簧对两块扣板施加拉力使两块扣板相互靠近，使主屏蔽层、外耐磨层共同夹紧防火尼龙层，将主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层连为一体，提高主屏蔽层、防火尼龙层及外耐磨层的抗拉伸性能及抗扭转性能，提高工业柔性电缆的抗拉伸抗扭转性能。
附图说明
图1是本申请实施例的高抗扭工业柔性电缆的剖视图；
图2是体现第二通孔的结构示意图；
图3是体现卡箍组件的剖视图。
附图标记说明：1、护套层；11、主屏蔽层；12、防火尼龙层；13、外耐磨层；2、线芯；21、耐火绝缘层；3、内弹性支管；4、玻璃纤维管；41、第二通孔；5、缓冲支撑件；51、连接板；511、顶簧；52、支撑板；521、第一通孔；522、推簧；523、柔性垫片；6、外弹性支管；7、卡箍组件；71、扣板；72、拉簧；8、内屏蔽层。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种高抗扭工业柔性电缆，参照图1和图2，一种高抗扭工业柔性电缆包括护套层1及多根线芯2，护套层1由内向外依次包括互相粘接固定的主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13，多根线芯2周向均布且均位于护套层1的内部，线芯2套设有耐火绝缘层21，所有的耐火绝缘层21之间共同固定连接有内弹性支管3，内弹性支管3内的中间处设有玻璃纤维管4，玻璃纤维管4与每层耐火绝缘层21之间均设有位于内弹性支管3内的缓冲支撑件5，缓冲支撑件5与玻璃纤维管4之间固定连接有始终受到压力的顶簧511，主屏蔽层11与耐火绝缘层21以及内弹性支管3之间的空间填充有外弹性支管6，外弹性支管6包围所有的耐火绝缘层21，主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13内部共同设有将主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13连为一体的卡箍组件7，卡箍组件7有多组且关于玻璃纤维管4的中心线周向均布。
参照图1和图2，外弹性支管6、内弹性支管3共同包围耐火绝缘层21及线芯2对线芯2进行固定限位及保护，避免各线芯2之间相互抵触，当电缆受到拉伸或扭转时，玻璃纤维管4通过顶簧511及缓冲支撑件5对线芯2施加反作用力，外弹性支管6对线芯2施加反作用力，使线芯2能够及时回归初始位置，改善实际工作中工业机器人电缆在反复多次拉伸或扭转后线芯2容易断裂损坏这一问题；卡箍组件7能够将主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13连为一体，提高主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13的抗拉伸性能及抗扭转性能，提高工业柔性电缆的抗拉伸抗扭转性能。
参照图1和图2，内弹性支管3位于相邻的两层耐火绝缘层21之间的侧壁向内弹性支管3内部凹陷形成弧形，当电缆受到扭力发生扭动时，线芯2对内弹性支管3施加作用力，由于内弹性支管3位于相邻的两层耐火绝缘层21之间的侧壁向内弹性支管3内部凹陷形成弧形，内弹性支管3的侧壁受到的力与内弹性支管3侧壁走向相切，使内弹性支管3更易恢复原型，保持线芯2的稳定性，提高线芯2的抗扭能力；外弹性支管6内部设为中空，将外弹性支管6内部设为中空既能够增加外弹性支管6的结构强度，又能够减轻外弹性支管6的自重，从而减轻柔性工业电缆的重量，改善因电缆过重而影响工业机器人顺畅运转的问题；内弹性支管3、外弹性支管6均采用碳纤维原材料制造，碳纤维的密度小、质量轻且强度高，采用碳纤维原材料制造内弹性支管3、外弹性支管6，既能够增加内弹性支管3、外弹性支管6的结构强度，使内弹性支管3、外弹性支管6能够更加稳定地保护线芯2，又能够减轻内弹性支管3、外弹性支管6的自重，从而减轻柔性工业电缆的重量，改善因电缆过重而影响工业机器人顺畅运转的问题。
参照图1和图2，缓冲支撑件5包括连接板51和两块支撑板52，两块支撑板52分别与连接板51的两端固定连接，两块支撑板52相互远离呈扩口状，支撑板52开设有多个第一通孔521，顶簧511的一端与连接板51固定连接，顶簧511的另一端与玻璃纤维管4固定连接，相邻的缓冲支撑件5之间固设有推簧522，推簧522的两端分别与相邻的缓冲支撑件5的支撑板52固定连接，支撑板52在远离连接板51的端部固定连接有柔性垫片523，柔性垫片523与内弹性支管3的内壁抵接。
参照图1和图2，线芯2与玻璃纤维管4之间的作用力能够被缓冲支撑件5分解为多个方向的分力，且顶簧511能够吸收部分作用力，使线芯2及玻璃纤维管4受到的作用力减小，能够保护线芯2及玻璃纤维管4，柔性垫片523能够避免支撑板52直接抵触内弹性支管3并吸收支撑板52与内弹性支管3之间的相互作用力；支撑板52开设多个第一通孔521后既能够提高支撑板52的结构强度，又能够减轻支撑板52的自重，从而减轻柔性工业电缆的重量，改善因电缆过重而影响工业机器人顺畅运转的问题；推簧522将相邻的缓冲支撑件5连为一体，实现将所有的缓冲支撑件5连为一体，线芯2受到扭转时，各个缓冲支撑件5相互制约，能够保持更加稳定的状态，提高线芯2的抗扭转性能。
参照图2，玻璃纤维管4自身开设有多个第二通孔41，第二通孔41的中心线平行于玻璃纤维管4的直径，在玻璃纤维管4自身开设多个第二通孔41既能够加强玻璃纤维管4的结构强度，又能够减轻玻璃纤维管4的自重，从而减轻柔性工业电缆的重量，改善因电缆过重而影响工业机器人顺畅运转的问题。
参照图1，外弹性支管6与内弹性支管3之间粘接固定有内屏蔽层8，内屏蔽层8使线芯2的内部信号在传输时不易受到外部电磁场的干扰，可以提升整个工业机器人的控制精度以及可靠性，同时内屏蔽层8设置于外弹性支管6、内弹性支管3之间，在物理结构上也不易受到干扰或损坏。
参照图3，卡箍组件7包括拉簧72和两块扣板71，两块扣板71分别嵌设进主屏蔽层11及外耐磨层13内部，拉簧72位于两块扣板71之间，拉簧72的两端分别与两块扣板71固定连接，拉簧72贯穿防火尼龙层12。拉簧72对两块扣板71施加拉力使两块扣板71相互靠近，使主屏蔽层11、外耐磨层13共同夹紧防火尼龙层12，将主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13连为一体，提高主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13的抗拉伸性能及抗扭转性能，提高工业柔性电缆的抗拉伸抗扭转性能。
本申请实施例一种高抗扭工业柔性电缆的实施原理为：外弹性支管6、内弹性支管3共同包围耐火绝缘层21及线芯2对线芯2进行固定限位及保护，避免各线芯2之间相互抵触，当电缆受到拉伸或扭转时，玻璃纤维管4通过顶簧511及缓冲支撑件5对线芯2施加反作用力，外弹性支管6对线芯2施加反作用力，使线芯2能够及时回归初始位置，改善实际工作中工业机器人电缆在反复多次拉伸或扭转后线芯2容易断裂损坏这一问题。
推簧522将相邻的缓冲支撑件5连为一体，实现将所有的缓冲支撑件5连为一体，线芯2受到扭转时，各个缓冲支撑件5相互制约，能够保持更加稳定的状态，提高线芯2的抗扭转性能。
卡箍组件7能够将主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13连为一体，提高主屏蔽层11、防火尼龙层12及外耐磨层13的抗拉伸性能及抗扭转性能，提高工业柔性电缆的抗拉伸抗扭转性能。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高抗扭工业柔性电缆，包括护套层(1)，其特征在于：所述护套层(1)由内向外依次包括主屏蔽层(11)、防火尼龙层(12)及外耐磨层(13)，护套层(1)的内部设有多根周向均布的线芯(2)，线芯(2)套设有耐火绝缘层(21)，所有的耐火绝缘层(21)之间共同固设有内弹性支管(3)，内弹性支管(3)内的中间处设有玻璃纤维管(4)，玻璃纤维管(4)与每层耐火绝缘层(21)之间均设有缓冲支撑件(5)，缓冲支撑件(5)与玻璃纤维管(4)之间固设有始终受到压力的顶簧(511)，主屏蔽层(11)与耐火绝缘层(21)以及内弹性支管(3)之间的空间填充有外弹性支管(6)，主屏蔽层(11)、防火尼龙层(12)及外耐磨层(13)内部共同设有将主屏蔽层(11)、防火尼龙层(12)及外耐磨层(13)连为一体的卡箍组件(7)。
2.根据权利要求1所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：所述内弹性支管(3)位于相邻的两层耐火绝缘层(21)之间的侧壁向内弹性支管(3)内部凹陷形成弧形。
3.根据权利要求1所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：所述缓冲支撑件(5)包括连接板(51)和两块支撑板(52)，两块支撑板(52)分别与连接板(51)的两端固定连接，顶簧(511)的一端与连接板(51)固定连接，顶簧(511)的另一端与玻璃纤维管(4)固定连接，支撑板(52)在远离连接板(51)的端部固接有柔性垫片(523)，柔性垫片(523)与内弹性支管(3)的内壁抵接。
4.根据权利要求3所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：所述支撑板(52)开设有多个第一通孔(521)。
5.根据权利要求3所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：相邻的所述缓冲支撑件(5)之间固设有推簧(522)，推簧(522)的两端分别与相邻的缓冲支撑件(5)的支撑板(52)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：所述外弹性支管(6)内部设为中空。
7.根据权利要求1所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：所述卡箍组件(7)包括拉簧(72)和两块扣板(71)，两块扣板(71)分别嵌设进主屏蔽层(11)及外耐磨层(13)内部，拉簧(72)位于两块扣板(71)之间，拉簧(72)的两端分别与两块扣板(71)固定连接，拉簧(72)贯穿防火尼龙层(12)。
8.根据权利要求1所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：所述外弹性支管(6)与内弹性支管(3)之间固设有内屏蔽层(8)。
9.根据权利要求1所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：所述玻璃纤维管(4)自身开设有多个第二通孔(41)。
10.根据权利要求1所述的一种高抗扭工业柔性电缆，其特征在于：所述内弹性支管(3)、外弹性支管(6)均为采用碳纤维原材料制造的内弹性支管(3)、外弹性支管(6)。
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