CN116110642B - 脐带缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脐带缆及其制备方法。该脐带缆包括：缆芯；承力层，承力层包覆在缆芯的外周；外护层，外护层包覆在承力层的外周；以及弹性保护结构，弹性保护结构位于脐带缆的端部，弹性保护结构包括承重部和弹性支撑部，弹性支撑部包括弹性支撑件，第一预设长度的承力层与承重部固定连接，第二预设长度的缆芯安装在弹性支撑件上并形成弹性构型，当脐带缆受机械载荷作用时，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩。本发明的技术方案的脐带缆，能够解决现有脐带缆应用于大水深环境时，长期受到高强度的机械载荷，导致脐带缆容易出现蛇形、断芯、扭结等问题，影响其使用寿命的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光缆技术领域，具体而言，涉及一种脐带缆及其制备方法。
背景技术
目前，海上能源市场正在探索利用可再生能源的发电方式，例如：潮汐能、波浪能技术以及远海的漂浮式海上风电场技术。这些发电方式通常应用于水流或潮汐较强的水域，且需要依靠脐带缆连通水面发电平台和岸端设备，才能获得更多的电力。然而，在大水深的环境下，脐带缆会受到水面平台波浪运动和水动力所产生的动态载荷，加上脐带缆为抵消自身重量所需的高拉力载荷，导致脐带缆各组成部件承受着高强度的机械载荷，在长期高强度机械载荷的作用下，脐带缆容易出现蛇形、断芯、扭结等问题，影响其使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种脐带缆及其制备方法，能够解决现有脐带缆应用于大水深环境时，长期受到高强度的机械载荷，导致脐带缆容易出现蛇形、断芯、扭结等问题，影响其使用寿命的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种脐带缆，包括：缆芯；承力层，承力层包覆在缆芯的外周；外护层，外护层包覆在承力层的外周；以及弹性保护结构，弹性保护结构位于脐带缆的端部，弹性保护结构包括承重部和弹性支撑部，弹性支撑部包括弹性支撑件，第一预设长度的承力层与承重部固定连接，第二预设长度的缆芯安装在弹性支撑件上并形成弹性构型，当脐带缆受机械载荷作用时，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩。
进一步地，弹性支撑部还包括固定连接结构，固定连接结构的一端与承重部连接，固定连接结构的另一端与弹性支撑件连接，缆芯螺旋绑缚至弹性支撑件远离固定连接结构的一端；和/或，弹性支撑部还包括连接件，固定连接结构通过连接件与承重部连接。
进一步地，弹性支撑部还包括弹性保护壳，弹性保护壳包覆在弹性构型的外周；和/或，弹性保护壳通过硅胶材料或橡胶材料挤塑成型，硅胶材料或橡胶材料中掺杂有纤维材料。
进一步地，缆芯通过绑扎线绑缚至弹性支撑件远离固定连接结构的一端，并形成螺旋结构，螺旋结构能够相对于弹性支撑件沿缆芯的长度延伸方向滑动。
进一步地，承重部具有第一容纳腔，承力层粘接固定在第一容纳腔的内壁上，缆芯被构造为穿过第一容纳腔后螺旋绑缚在弹性支撑件上。
进一步地，固定连接结构具有第二容纳腔，缆芯被构造为依次穿过第一容纳腔和第二容纳腔后螺旋绑缚在弹性支撑件上。
进一步地，第一容纳腔为锥型容纳腔，第二容纳腔为柱型容纳腔。
进一步地，承力层包括非金属纤维承力层和非金属纤维编织层，非金属纤维编织层包覆在非金属纤维承力层的外周，并能够扎紧非金属纤维承力层；和/或，非金属纤维编织层和外护层能够将非金属纤维承力层的表面完全覆盖，且非金属纤维编织层的覆盖率小于或等于40％。
根据本发明的另一方面，提供了一种制备方法，制备方法用于制备上述的脐带缆，包括：将第三预设长度的脐带缆穿入第一容纳腔后，剥除部分外护层和承力层，以使第二预设长度的缆芯露出；将承力层固定在第一容纳腔的内壁上；将固定连接结构与承重部固定连接；使缆芯穿过第二容纳腔并将其绑缚在弹性支撑件上，以形成弹性构型；使弹性保护壳包覆在弹性构型的外周。
进一步地，将承力层固定在第一容纳腔的内壁上的步骤包括：裁剪承力层，使其在第一容纳腔内的长度为第一预设长度；将承力层粘接固定在第一容纳腔的内壁上。
应用本发明的技术方案，设置有承力层和弹性保护结构，其中，承力层包覆在缆芯外周，对缆芯进行保护，增强脐带缆的负载能力，抵抗水流和潮汐对脐带缆的影响，弹性保护结构位于脐带缆的端部，第一预设长度的承力层与承重部固定连接，第二预设长度的缆芯安装在弹性支撑件上形成弹性构型，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩，即脐带缆端部的缆芯能够随着弹性支撑件的伸缩而伸缩，因此，能够显著提高脐带缆的最大允许延伸率，提高脐带缆在端部的抗疲劳性能，降低端头部分发生绝缘失效的概率，延长脐带缆的使用寿命。同时，弹性构型能够消耗大部分的机械载荷，有效缓冲脐带缆所受的拉伸、冲击、屈挠等机械载荷，能够避免脐带缆出现蛇形、断芯、扭结等问题，从而保证脐带缆的使用寿命。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例的脐带缆未设置弹性保护结构部分的截面图；
图2示出了本发明的实施例的脐带缆的部分结构示意图；以及
图3示出了本发明的实施例的制备方法的流程图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、缆芯；11、光单元；12、电单元；13、内护层；14、填充件；15、填充材料；20、承力层；21、非金属纤维承力层；22、非金属纤维编织层；30、外护层；40、弹性保护结构；41、承重部；411、第一容纳腔；412、第二容纳腔；42、弹性支撑部；421、弹性支撑件；422、弹性保护壳；423、固定连接结构；424、连接件；50、承力件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
目前，海上能源市场正在探索各种利用可再生能源的发电方式，例如：潮汐能、波浪能以及远海的漂浮式海上风电场技术。上述发电方式通常应用在水流或潮汐较强的水域，这样才能获得更多的电力，并且需要依靠脐带缆连通水面发电平台和岸端设备。在大水深和恶劣的环境下，脐带缆会受到水面平台的波浪运动和水动力所产生的剧烈动态载荷的影响，加上脐带缆为抵消自身重量所需的高拉力载荷，导致脐带缆的各组成部件承受了相当大的机械载荷。在长期高强度机械载荷的作用下，脐带缆容易出现蛇形、断芯、扭结等问题，影响其使用寿命。为了减少更换维修的次数，保障水下脐带缆的高可靠性使用要求，通常的做法是在脐带缆内使用双冗余组件或使用两根缆，其中一根脐带缆作为备份，但以上两种方式均会产生额外的成本，使得脐带缆在深水和恶劣环境下的经济效益大大降低。
通常脐带缆的设计是将光纤、绝缘线等脆弱元件设置在脐带缆的中心位置，并使用螺旋结构绞合在一起，承力元件围绕在光纤、绝缘线等脆弱元件的外层，这种设计下脐带缆的最大允许延伸率为0.6％。在长期高强度机械载荷的循环加载下，当脐带缆的延伸率大于0.6％时，铜导体材料会因为自身的非线性特性，产生不可恢复的延伸，在绝缘的挤压下产生堆叠，并导致绝缘疲劳失效。在实际应用中，该绝缘疲劳失效大多发生在脐带缆端头位置。
为了解决上述问题，结合参见图1和图2所示，本发明提供了一种脐带缆，该脐带缆包括：缆芯10；承力层20，承力层20包覆在缆芯10的外周；外护层30，外护层30包覆在承力层20的外周；以及弹性保护结构40，弹性保护结构40位于脐带缆的端部，弹性保护结构40包括承重部41和弹性支撑部42，弹性支撑部42包括弹性支撑件421，第一预设长度的承力层20与承重部41固定连接，第二预设长度的缆芯10安装在弹性支撑件421上并形成弹性构型，当脐带缆受机械载荷作用时，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩。
在本实施例中，承力层20包覆在缆芯10外周，既能够对缆芯10进行保护，还能够增强脐带缆的负载能力，以抵抗水流和潮汐对脐带缆的影响。弹性保护结构40位于脐带缆的端部，安装时，首先将一定长度的脐带缆穿入承重部41，然后将外护层30剥离，再将承力层20在承重部41内的长度剪切至第一预设长度，然后使第一预设长度的承力层20与承重部41固定连接，剥离外护层30和承力层20后露出的缆芯10安装在弹性支撑件421上形成弹性构型，并且当脐带缆受机械载荷作用时，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩。即当脐带缆受机械载荷作用时，脐带缆端部的缆芯10能够随着弹性支撑件421的伸缩而伸缩，这样能够显著提高脐带缆的最大允许延伸率，提高脐带缆在端部的抗疲劳性能，从而降低端头部分发生绝缘失效的概率，延长脐带缆的使用寿命。另外，当脐带缆受到机械载荷时，弹性构型能够消耗大部分的机械载荷，有效缓冲脐带缆所受的拉伸、冲击、屈挠等机械载荷，能够避免脐带缆出现蛇形、断芯、扭结等问题，从而保证脐带缆的使用寿命。
需要说明的是，最大允许延伸率＝最大允许伸长量/原始长度，通过上述设置，能够使脐带缆端部的最大允许延伸率扩展至30％，能够有效抵抗水面平台的波浪运动和水动力所产生的剧烈动态载荷对脐带缆造成的冲击影响，大大提高脐带缆在端部的抗疲劳性能和使用可靠性，延长脐带缆的使用寿命。
结合参见图1和图2所示，本发明的一个实施例中，弹性支撑部42还包括固定连接结构423，固定连接结构423的一端与承重部41连接，固定连接结构423的另一端与弹性支撑件421连接，缆芯10螺旋绑缚至弹性支撑件421远离固定连接结构423的一端。
在本实施例中，弹性支撑件421固定安装在固定连接结构423上，固定连接结构423可拆卸地与承重部41连接，缆芯10螺旋绑缚在弹性支撑件421上(即缆芯10以相同的构型螺旋延伸并绑缚在弹性支撑件421上)，且缆芯10一直绑缚到弹性支撑件421远离固定连接结构423的一端的端部。弹性支撑件421呈螺旋状，缆芯10绑缚在弹性支撑件421的部分也呈螺旋状，当脐带缆受机械载荷作用时，缆芯10能够随着弹性支撑件421的伸缩而伸缩，这样能够显著提高脐带缆端部的最大允许延伸率，提高脐带缆在端部的抗疲劳性能，从而降低端头部分发生绝缘失效的概率，延长脐带缆的使用寿命。
在本发明的一个实施例中，弹性支撑件421为采用钢丝、钢丝绳等材料绕制而成的弹簧结构，具有良好的抗拉强度和伸长率，能够承受较大的冲击载荷。
如图2所示，本发明的一个实施例中，弹性支撑部42还包括连接件424，固定连接结构423通过连接件424与承重部41连接。
在本实施例中，固定连接结构423通过连接件424可拆卸地连接在承重部41上，这种可拆卸结构能够保证缆芯10安装在弹性支撑件421上并形成弹性构型，当弹性支撑件421或者固定连接结构423发生损坏时，方便进行更换。
在一个实施例中，连接件424为螺栓。
如图2所示，本发明的一个实施例中，弹性支撑部42还包括弹性保护壳422，弹性保护壳422包覆在弹性构型的外周。
在本实施例中，弹性保护壳422包覆在弹性构型的外周，能够对弹性构型进行保护，能够有效缓冲弹性构型所受的拉伸、冲击等机械载荷，进而能够保证脐带缆的结构稳定性。
本发明的一个实施例中，弹性保护壳422通过硅胶材料或橡胶材料挤塑成型，硅胶材料或橡胶材料中掺杂有纤维材料。
在本实施例中，弹性保护壳422通过硅胶材料或橡胶材料挤塑成型，具有良好的抗拉强度和伸长率，硅胶材料或橡胶材料中掺杂有纤维材料如芳纶纤维或其他等效纤维，芳纶纤维或其他等效纤维可通过浸胶、缠绕等多道工序嵌入挤塑成型的管状弹性保护壳422中，增加弹性保护壳422的抗压强度和抗冲击性能，提高弹性保护壳422的耐萎靡性，延长弹性保护壳422的使用寿命。同时，由于弹性保护壳422具有一定弹性，弹性支撑件421和弹性保护壳422均能够实现动态伸缩，大幅降低水面平台的波浪运动和水动力所产生的剧烈动态载荷对脐带缆的影响，增强脐带缆的抗疲劳性能。
在一个实施例中，弹性保护壳422为硅胶管或橡胶管，由于硅胶管或橡胶管具有一定弹性，能够缓冲脐带缆所受的拉伸，冲击，屈挠等机械载荷，保证位于弹性保护壳422内部的弹性构型的结构稳定性。
本发明的一个实施例中，缆芯10通过绑扎线绑缚至弹性支撑件421远离固定连接结构423的一端，并形成螺旋结构，螺旋结构能够相对于弹性支撑件421沿缆芯10的长度延伸方向滑动。
在本实施例中，缆芯10通过绑扎线绑缚在弹性支撑件421上形成弹性构型，沿缆芯10的长度延伸方向，相邻两个绑缚位置之间的距离为a，a的取值范围为200mm≤a≤400mm，每个绑缚位置的绑扎线的宽度均为b，b的取值范围为5mm≤b≤40mm，可以涂覆胶黏剂对绑扎位置进行加固，以保证合适的摩擦力。弹性构型可以提高脐带缆的可靠性和使用寿命，保护脐带缆免受机械载荷的损害，为脐带缆的高效运行提供保障。
在一个实施例中，绑扎线为绕包带或尼龙扎带。
如图2所示，本发明的一个实施例中，承重部41具有第一容纳腔411，承力层20粘接固定在第一容纳腔411的内壁上，缆芯10被构造为穿过第一容纳腔411后螺旋绑缚在弹性支撑件421上。
在本实施例中，承重部41具有第一容纳腔411，脐带缆从承重部41的一端穿入第一容纳腔411内，剥除外护层30，再将承力层20剥离出来剪切至第一预设长度，然后利用环氧胶将第一预设长度的承力层20粘接在第一容纳腔411的内壁上。第一预设长度应小于或等于第一容纳腔411的内壁的延伸长度。露出的缆芯10螺旋绑缚在弹性支撑件421上，当脐带缆受机械载荷作用时，缆芯10能够随着弹性支撑件421的伸缩而伸缩，能够显著提高脐带缆的最大允许延伸率，提高脐带缆在端部的抗疲劳性能，从而降低端头部分发生绝缘失效的概率，延长脐带缆的使用寿命。
如图2所示，本发明的一个实施例中，固定连接结构423具有第二容纳腔412，缆芯10被构造为依次穿过第一容纳腔411和第二容纳腔412后螺旋绑缚在弹性支撑件421上。
在本实施例中，固定连接结构423具有第二容纳腔412，缆芯10穿过第二容纳腔412后能够螺旋绑缚在弹性支撑件421上，以形成弹性构型。通过上述设置，能够增大脐带缆端部的最大允许延伸率，有效抵抗水面平台的波浪运动和水动力所产生的剧烈动态载荷对脐带缆造成的冲击影响，提高脐带缆在端部的抗疲劳性能和使用可靠性，进而延长脐带缆的使用寿命。
如图2所示，本发明的一个实施例中，第一容纳腔411为锥型容纳腔，第二容纳腔412为柱型容纳腔。
在本实施例中，第一容纳腔411为锥型容纳腔，锥型容纳腔方便进行灌胶，将承力层20粘接固定在第一容纳腔411上，第二容纳腔412为柱型容纳腔，能够为缆芯10提供穿出空间。
如图1所示，本发明的一个实施例中，承力层20包括非金属纤维承力层21和非金属纤维编织层22，非金属纤维编织层22包覆在非金属纤维承力层21的外周，并能够扎紧非金属纤维承力层21，非金属纤维编织层22和外护层30能够将非金属纤维承力层21的表面完全覆盖，且非金属纤维编织层22的覆盖率小于或等于40％。
随着脐带缆在深水域的应用，脐带缆的自重将成为负载的主要组成部分，传统的钢材具有高强度(2000N/mm2)和高模量(200000N/mm2)的物理特性，但是钢材的密度较大，为7890kg/m3。纤维具有高强度(3000N/mm2)和低密度(1450kg/m3)，纤维的比重是钢材的1/5。在本实施例中，承力层20由非金属纤维承力层21和非金属纤维编织层22组成，可显著降低脐带缆的自重，减少脐带缆为克服自重所加载的机械载荷。
在一个实施例中，非金属纤维承力层21和非金属纤维编织层22可采用芳纶、高分子模量聚乙烯、碳纤维、玻璃纤维以及聚酯纤维中的一种或几种制成。非金属纤维承力层21以螺旋方式分层缠绕绞合，相邻两层非金属纤维的绞合方向相反。非金属纤维编织层22与外护层30紧密结合，外护层30完全填充非金属纤维编织形成的缝隙，确保非金属编织层和外护层30能够形成一个整体，增强脐带缆外护层30的抗扭转，抗撕裂性能。
在一个实施例中，外护层30采用聚氨酯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或几种制成。
如图1所示，在一个实施例中，脐带缆还包括承力件50，承力件50设置在脐带缆的中心，可分担大部分的机械载荷，能够减小拉伸，冲击，屈挠等机械载荷对脐带缆的影响。缆芯10包括由内而外依次设置的第一传输层、第二传输层以及内护层13，第一传输层包括光单元11和多个电单元12，多个电单元12和光单元11沿承力件50的周向排布，第二传输层包括多个电单元12，多个电单元12沿第一传输层的周向排布。缆芯10结构还包括填充件14和水密填充材料15，相邻两个电单元12之间、电单元12与光单元11之间均设置有一个填充件14，多个电单元12之间的间隙以及电单元12与光单元11之间的间隙均填充有水密填充材料15。
需要说明的是，在本发明的实施例中，承力层20的绞合角度小于光、电单元12的绞合角度。承力件50采用芳纶、高分子模量聚乙烯、碳纤维、玻璃纤维、聚酯纤维中的一种或几种制成。承力件50由多股单丝组成，通过束丝、涂胶等工序形成一个整体。减少了非金属纤维单丝之间的滑移、磨损，提高了非金属纤维整体的断裂强度。
电单元12由导体和绝缘层组成，导体为铜或铝，绝缘层采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的一种或几种制成。电单元12以脐带缆的中心为轴心对称分布，保证脐带缆圆整无蛇形。光单元11可采用紧包光纤单元、松套光纤单元和不锈钢光纤单元，光纤单元以脐带缆的中心为轴心对称分布，光纤单元内设置有若干光纤和填充油膏。若干光单元11的绞合间隙填充有阻水胶，填充成缆间隙，使脐带缆的结构紧凑圆整。填充件14采用低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或几种制成，填充件14的中心位置由撕裂绳或芳纶绳做承力加强，提高缆芯10的整体抗拉强度，保护光单元11和电单元12。水密填充材料15采用聚氨酯胶、硅橡胶、聚硫橡胶以及热熔胶中的一种或几种制成，在缆芯10中填充水密填充材料15，起到阻水、阻油的效果。水密填充材料15的设置还可以保持缆芯10的紧凑度和圆整度，提高缆芯10抗侧压能力，减小缆芯10在高水压下的径向收缩。内护层13采用低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或几种制成，内护层13包裹在光单元11和电单元12的外周，起到支撑和缓冲的作用。
在一个实施例中，电单元12的绝缘层、光单元11的护套以及内护层13可采用摩擦系数更低的聚四氟乙烯(PTFE)材料，或者在内护层13与非金属纤维承力层21之间添加滑石粉，进一步降低承力层20与缆芯10之间的摩擦力，减少承力层20对缆芯10摩擦力的传导，进一步降低缆芯10所受的机械载荷，提高脐带缆的抗疲劳性能。
如图3所示，本发明的实施例还提供了一种制备方法，制备方法用于制备上述的脐带缆，包括：将第三预设长度的脐带缆穿入第一容纳腔411后，剥除部分外护层30和承力层20，以使第二预设长度的缆芯10露出；将承力层20固定在第一容纳腔411的内壁上；将固定连接结构423与承重部41固定连接；使缆芯10穿过第二容纳腔412并将其绑缚在弹性支撑件421上，以形成弹性构型；使弹性保护壳422包覆在弹性构型的外周。
在本实施例中，将第三预设长度的脐带缆穿入第一容纳腔411后，剥除部分外护层30和承力层20，使第二预设长度的缆芯10露出，然后将承力层20固定在第一容纳腔411的内壁上，再将固定连接结构423与承重部41固定连接，使露出的缆芯10穿过第二容纳腔412后绑缚在弹性支撑件421上形成弹性构型，最后使用挤出机挤出硅胶材料或者橡胶材料，并通过特定的模具形成管状弹性保护壳422包覆在弹性构型外周。
如图3所示，本发明的一个实施例中，将承力层20固定在第一容纳腔411的内壁上的步骤包括：裁剪承力层20，使其在第一容纳腔411内的长度为第一预设长度；将承力层20粘接固定在第一容纳腔411的内壁上。
在本实施例中，裁剪承力层20使其在第一容纳腔411的长度为第一预设长度，第一预设长度应小于或等于第一容纳腔411的内壁面的长度，以保证第一预设长度的承力层20能够完全粘接在第一容纳腔411的内壁上，进而保证两者的连接强度。然后通过环氧胶将第一预设长度的承力层20粘接在第一容纳腔411的内壁上。
需要说明的是，承力层20由非金属纤维承力层21和非金属纤维编织层22组成，而非金属纤维承力层21和非金属纤维编织层22均是采用芳纶、高分子模量聚乙烯、碳纤维、玻璃纤维以及聚酯纤维中的一种或几种制成，粘接时，纤维束以伸直的状态均匀、平整的铺展在第一容纳腔411的内壁，然后通过环氧胶粘接在第一容纳腔411的内壁上。
从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：设置有承力层和弹性保护结构，其中，承力层包覆在缆芯外周，对缆芯进行保护，增强脐带缆的负载能力，抵抗水流和潮汐对脐带缆的影响，弹性保护结构位于脐带缆的端部，第一预设长度的承力层与承重部固定连接，第二预设长度的缆芯安装在弹性支撑件上形成弹性构型，弹性构型能够在机械载荷的作用下伸缩，即脐带缆端部的缆芯能够随着弹性支撑件的伸缩而伸缩，因此，能够显著提高脐带缆的最大允许延伸率，提高脐带缆在端部的抗疲劳性能，降低端头部分发生绝缘失效的概率，延长脐带缆的使用寿命。同时，弹性构型能够消耗大部分的机械载荷，有效缓冲脐带缆所受的拉伸、冲击、屈挠等机械载荷，能够避免脐带缆出现蛇形、断芯、扭结等问题，从而保证脐带缆的使用寿命。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脐带缆，其特征在于，包括：
缆芯（10）；
承力层（20），所述承力层（20）包覆在所述缆芯（10）的外周；
外护层（30），所述外护层（30）包覆在所述承力层（20）的外周；以及
弹性保护结构（40），所述弹性保护结构（40）位于所述脐带缆的端部，所述弹性保护结构（40）包括承重部（41）和弹性支撑部（42），所述弹性支撑部（42）包括弹性支撑件（421），第一预设长度的所述承力层（20）与所述承重部（41）固定连接，第二预设长度的所述缆芯（10）安装在所述弹性支撑件（421）上并形成弹性构型，当所述脐带缆受机械载荷作用时，所述弹性构型能够在所述机械载荷的作用下伸缩；
所述弹性支撑部（42）还包括固定连接结构（423），所述固定连接结构（423）的一端与所述承重部（41）连接，所述固定连接结构（423）的另一端与所述弹性支撑件（421）连接，所述缆芯（10）螺旋绑缚至所述弹性支撑件（421）远离所述固定连接结构（423）的一端，并形成螺旋结构，所述螺旋结构能够相对于所述弹性支撑件（421）沿所述缆芯（10）的长度延伸方向滑动。
2.根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，所述弹性支撑部（42）还包括连接件（424），所述固定连接结构（423）通过所述连接件（424）与所述承重部（41）连接。
3.根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，所述弹性支撑部（42）还包括弹性保护壳（422），所述弹性保护壳（422）包覆在所述弹性构型的外周；和/或，所述弹性保护壳（422）通过硅胶材料或橡胶材料挤塑成型，所述硅胶材料或所述橡胶材料中掺杂有纤维材料。
4.根据权利要求2所述的脐带缆，其特征在于，所述缆芯（10）通过绑扎线绑缚至所述弹性支撑件（421）远离所述固定连接结构（423）的一端。
5.根据权利要求3所述的脐带缆，其特征在于，所述承重部（41）具有第一容纳腔（411），所述承力层（20）粘接固定在所述第一容纳腔（411）的内壁上，所述缆芯（10）被构造为穿过所述第一容纳腔（411）后螺旋绑缚在所述弹性支撑件（421）上。
6.根据权利要求5所述的脐带缆，其特征在于，所述固定连接结构（423）具有第二容纳腔（412），所述缆芯（10）被构造为依次穿过所述第一容纳腔（411）和所述第二容纳腔（412）后螺旋绑缚在所述弹性支撑件（421）上。
7.根据权利要求6所述的脐带缆，其特征在于，所述第一容纳腔（411）为锥型容纳腔，所述第二容纳腔（412）为柱型容纳腔。
8.根据权利要求1所述的脐带缆，其特征在于，所述承力层（20）包括非金属纤维承力层（21）和非金属纤维编织层（22），所述非金属纤维编织层（22）包覆在所述非金属纤维承力层（21）的外周，并能够扎紧所述非金属纤维承力层（21）；和/或，所述非金属纤维编织层（22）和所述外护层（30）能够将所述非金属纤维承力层（21）的表面完全覆盖，且所述非金属纤维编织层（22）的覆盖率小于或等于40%。
9.一种脐带缆的制备方法，其特征在于，所述脐带缆的制备方法用于制备权利要求6或7所述的脐带缆，包括：
将第三预设长度的脐带缆穿入所述第一容纳腔（411）后，剥除部分所述外护层（30）和所述承力层（20），以使所述第二预设长度的所述缆芯（10）露出；
将所述承力层（20）固定在所述第一容纳腔（411）的内壁上；
将所述固定连接结构（423）与所述承重部（41）固定连接；
使所述缆芯（10）穿过所述第二容纳腔（412）并将其绑缚在所述弹性支撑件（421）上，以形成所述弹性构型；
使所述弹性保护壳（422）包覆在所述弹性构型的外周。
10.根据权利要求9所述的脐带缆的制备方法，其特征在于，将所述承力层（20）固定在所述第一容纳腔（411）的内壁上的步骤包括：
裁剪所述承力层（20），使其在所述第一容纳腔（411）内的长度为所述第一预设长度；
将所述承力层（20）粘接固定在所述第一容纳腔（411）的内壁上。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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