CN113327704A - 一种高柔机器人本体用拖链线及生产工艺 - Google Patents

一种高柔机器人本体用拖链线及生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高柔机器人本体用拖链线，包括外被；所述外被内部包裹有若干信号线、若干填充线和一条线缆骨架；所述线缆骨架设置于所述外被内部的轴心处，径向分为若干个骨节；所述信号线和所述填充线轴向设置于所述线缆骨架周围；该拖链线加工工艺简单，适用于各种高自由度的工业机器人设备，可承受不同程度的扭转弯折，有效减少了内部信号线所受到的外部损耗。

Description

一种高柔机器人本体用拖链线及生产工艺
技术领域
本发明涉及工业机器人领域配件部分，具体涉及一种高柔机器人本体用拖链线及生产工艺。
背景技术
机器人本体电缆，应用于多关节、高自由度的工业机器人设备，电缆可设计定制扭转角度为±360度/米，应用于工业机器人本体，作为工业机器人的专用伺服电缆和编码器信号电缆广泛使用。广泛适用于码垛机器人、切割机器人、焊接机器人等多种工业机器人设备，随设备长时间的弯曲、扭转使用，为工业机器人设备的安全、高效作业提供必要保障。现有的机器人用拖链线均致力于增加线材本身的柔软度，扩大了线缆的扭转角度，却使线缆本身柔软易损。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高柔机器人本体用拖链线，包括外被；所述外被内部包裹有若干信号线、若干填充线和一条线缆骨架；所述线缆骨架设置于所述外被内部的轴心处，径向分为若干个骨节；所述信号线和所述填充线轴向设置于所述线缆骨架周围。
较佳的，所述骨节包括中心轴和若干分隔片，所述分隔片固定于所述中心轴侧边，且所述分隔片之间相隔的角度两两相等。
较佳的，所述中心轴一端为公头，另一端为母头；所述公头顶端为球形，侧边处设置有两个相对的圆柱形限位柱，所述母头顶端设置有与所述公头相契合的凹槽，且所述凹槽两侧边开设有与所述限位柱底面大小相同的圆孔。
较佳的，所述分隔片远离所述中心轴处还设置有弧形防护片，所述弧形防护片与所述分隔片之间形成置线空间。
较佳的，所述信号线由两根包裹有绝缘层的导体绞合而成。
较佳的，所述外被由内之外依次为包带层、编织层和护套层。
较佳的，所述导体为镀锡铜线填充防弹丝的合铜绞线；
所述绝缘层为四氟乙烯共聚物；
所述包带层由无纺布绕包形成；
所述编织层由柔软镀锡导体编织形成；
所述护套层为聚氯乙烯；
所述线缆骨架为聚乙烯泡沫塑料。
一种高柔机器人本体用拖链线生产工艺，其工艺步骤包括：
S1.将所需使用的导体通过拉丝机进行拉丝处理，导体为多根镀锡软铜线内部填充防弹丝；并通过热管式退货装置实现对拉丝完成的导体进行连续退火；
S2.准备四氟乙烯共聚物作为绝缘层原料，将加热后的熔融状态四氟乙烯共聚物包裹于所述导体的外部，冷却后形成光滑的绝缘层；
S3.准备聚乙烯泡沫塑料在挤塑机中加热，且通过注塑模具注塑出线缆骨架的单个骨节，待所述骨节冷却后，使骨节之间首尾相连拼接成整条线缆骨架后备用；
S4.取每两根包裹有绝缘层的导体绞合为一体，形成一根信号线；准备若干根填充线备用；
S5.向所述线缆骨架的每一置线空间中同时嵌入一根信号线与一根填充线，并对填满的线缆骨架进行绕包，使内部线材固定；
S6.绕包完成后将编制层包裹于外部，并使用挤塑机将聚氯乙烯包覆于整个线材最外层，并自然冷却定型。
本发明的有益效果是：此种拖链线通过在线缆轴心加入了多节线缆骨架，使线缆内部被均匀分割为若干空间，保证信号线和填充线分配至单独的置线空间内部，避免相互之间的信号干扰，也减少了信号线在线缆内部的相对滑动；线缆骨架每一骨节间通过公头母头相互连接只可实现平面上的转动，且由于线缆骨架本身材质柔软，可供线缆实现弯曲扭转，却不会造成内部信号线的扭曲，起到支撑保护的作用；远端的弧形防护片旨在确保线缆骨架的边缘不会划伤线缆，且与分隔片之间所形成的半封闭空间便于卡紧信号线和填充线，无需再依靠胶水固定。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种高柔机器人本体用拖链线的截面图；
图2是本发明线缆骨架的骨节结构示意图。
图中：1、外被；101、包带层；102、编织层；103、护套层；2、信号线；3、填充线；4、线缆骨架；5、骨节；501、中心轴；502、分隔片；503、公头；504、母头；505、限位柱；506、凹槽；507、圆孔；6、绝缘层；7、导体；8、弧形防护片；9、置线空间。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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”等仅用于描述目的，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“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。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。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例1：
如图1-2所示，本发明提供了一种高柔机器人本体用拖链线，包括外被1；所述外被1内部包裹有三条信号线2、三条填充线3和一条线缆骨架4；所述线缆骨架4设置于所述外被1内部的轴心处，径向分为若干个骨节5；所述信号线2和所述填充线3轴向设置于所述线缆骨架4周围。所述信号线2由两根包裹有绝缘层6的导体7绞合而成。
为了将每一组信号线2和填充线3 的组合分隔开，所述骨节5包括中心轴501和三块分隔片502，所述分隔片502固定于所述中心轴501侧边，且所述分隔片502之间相隔的角度均为120°。为了实现骨节5之间的首尾连接，所述中心轴501一端为公头503，另一端为母头504；所述公头503顶端为球形，侧边处设置有两个相对的圆柱形限位柱505，所述母头504顶端设置有与所述公头503相契合的凹槽506，且所述凹槽506两侧边开设有与所述限位柱505底面大小相同的圆孔507。当公头503与母头504契合完成后，相邻的骨节5之间可以实现同一平面上的旋转，满足机器人拖链线的弯折需求，同时限位柱505使得骨节5之间不会左右扭动，保证了信号线2前后不会扭曲。所述分隔片502远离所述中心轴501处还设置有弧形防护片8，所述弧形防护片8与所述分隔片502之间形成置线空间9。这种结构下线缆骨架的边缘就不会划伤线缆，且与分隔片502之间所形成的半封闭空间便于卡紧信号线2和填充线3，无需再依靠胶水固定。
所述外被1由内之外依次为包带层101、编织层102和护套层103。
为了满足高频率的弯曲次数，所述导体7为镀锡铜线填充防弹丝的合铜绞线；
从机器人的频繁启停行为考虑，以及密封空间内的散热不够理想等因素，所述绝缘层6为四氟乙烯共聚物；
所述包带层101由无纺布绕包形成；
为了抵抗线缆弯曲时交叉的摩擦力，所述编织层102由柔软镀锡导体编织形成；
为确保护层与成缆线芯之间的包覆紧密度恒定，从而有效吸收电缆弯曲时产生的挤压力和扭转产生的径向压力，保证反复弯曲不会出现断导体或电缆受损现象，所述护套层103为聚氯乙烯；
为了使线缆外部圆整结构稳定，且还能具有一定的柔软度，所述线缆骨架4为聚乙烯泡沫塑料。
实施例2：
将所需使用的导体通过拉丝机进行拉丝处理，导体为多根镀锡软铜线内部填充防弹丝；并通过热管式退货装置实现对拉丝完成的导体进行连续退火；准备四氟乙烯共聚物作为绝缘层原料，将加热后的熔融状态四氟乙烯共聚物包裹于所述导体的外部，冷却后形成光滑的绝缘层；准备聚乙烯泡沫塑料在挤塑机中加热，且通过注塑模具注塑出线缆骨架的单个骨节，待所述骨节冷却后，使骨节之间首尾相连拼接成整条线缆骨架后备用；取每两根包裹有绝缘层的导体绞合为一体，形成一根信号线；准备若干根填充线备用；向所述线缆骨架的每一置线空间中同时嵌入一根信号线与一根填充线，并对填满的线缆骨架进行绕包，使内部线材固定；绕包完成后将编制层包裹于外部，并使用挤塑机将聚氯乙烯包覆于整个线材最外层，并自然冷却定型。
导体选用满足 41/0.08±0.003mm绞合镀锡软铜线+200D防弹丝，并配合独有的超小节距同向缠绕导体（6~9mm），生产技术确保导体弯曲≧2500万次不断丝。
绝缘采用四氟乙烯共聚物，bai一种化学物质du，ETFE 是最强韧的zhi氟塑料，它在保持了PTFE 良好dao的耐热、耐化学性能和zhuan电绝缘性能的同时，耐辐射和机械性能有很大程度的改善，拉伸强度可达到50MPa，接近聚四氟乙烯的2倍。长期使用温度-80--220度，有卓越的耐化学腐蚀性，对所有化学品都耐腐蚀，摩擦系数在塑料中最低，还有很好的电性能，其电绝缘性不受温度影响，
护套采用PVC作为电缆的护层材料并配合半挤压包覆技术，确保护层与成缆线芯之间的包覆紧密度恒定，从而有效吸收了电缆弯曲时产生的挤压力和扭转产生的径向压力，保证了反复弯曲不会出现断导体或电缆受损现象。
相关机械物理性能请参考表1：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种高柔机器人本体用拖链线，包括外被（1）；其特征在于：所述外被（1）内部包裹有若干信号线（2）、若干填充线（3）和一条线缆骨架（4）；所述线缆骨架（4）设置于所述外被（1）内部的轴心处，径向分为若干个骨节（5）；所述信号线（2）和所述填充线（3）轴向设置于所述线缆骨架（4）周围。
2.根据权利要求1所述高柔机器人本体用拖链线，其特征在于：所述骨节（5）包括中心轴（501）和若干分隔片（502），所述分隔片（502）固定于所述中心轴（501）侧边，且所述分隔片（502）之间相隔的角度两两相等。
3.根据权利要求2所述高柔机器人本体用拖链线，其特征在于：所述中心轴（501）一端为公头（503），另一端为母头（504）；所述公头（503）顶端为球形，侧边处设置有两个相对的圆柱形限位柱（505），所述母头（504）顶端设置有与所述公头（503）相契合的凹槽（506），且所述凹槽（506）两侧边开设有与所述限位柱（505）底面大小相同的圆孔（507）。
4.根据权利要求2所述高柔机器人本体用拖链线，其特征在于：所述分隔片（502）远离所述中心轴（501）处还设置有弧形防护片（8），所述弧形防护片（8）与所述分隔片（502）之间形成置线空间（9）。
5.根据权利要求1所述高柔机器人本体用拖链线，其特征在于：所述信号线（2）由两根包裹有绝缘层（6）的导体（7）绞合而成。
6.根据权利要求5所述高柔机器人本体用拖链线，其特征在于：所述外被（1）由内之外依次为包带层（101）、编织层（102）和护套层（103）。
7.根据权利要求6所述高柔机器人本体用拖链线，其特征在于：
所述导体（7）为镀锡铜线填充防弹丝的合铜绞线；
所述绝缘层（6）为四氟乙烯共聚物；
所述包带层（101）由无纺布绕包形成；
所述编织层（102）由柔软镀锡导体编织形成；
所述护套层（103）为聚氯乙烯；
所述线缆骨架（4）为聚乙烯泡沫塑料。
8.一种高柔机器人本体用拖链线生产工艺，其工艺步骤包括：
S1.将所需使用的导体通过拉丝机进行拉丝处理，导体为多根镀锡软铜线内部填充防弹丝；并通过热管式退货装置实现对拉丝完成的导体进行连续退火；
S2.准备四氟乙烯共聚物作为绝缘层原料，将加热后的熔融状态四氟乙烯共聚物包裹于所述导体的外部，冷却后形成光滑的绝缘层；
S3.准备聚乙烯泡沫塑料在挤塑机中加热，且通过注塑模具注塑出线缆骨架（4）的单个骨节，待所述骨节冷却后，使骨节之间首尾相连拼接成整条线缆骨架后备用；
S4.取每两根包裹有绝缘层的导体绞合为一体，形成一根信号线；准备若干根填充线备用；
S5.向所述线缆骨架的每一置线空间中同时嵌入一根信号线与一根填充线，并对填满的线缆骨架进行绕包，使内部线材固定；
S6.绕包完成后将编制层包裹于外部，并使用挤塑机将聚氯乙烯包覆于整个线材最外层，并自然冷却定型。
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