CN210606691U - 高速运动超柔软电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速运动超柔软电缆，该电缆包括从外向内依次排布的护套和总编织层，在所述总编织层的内外两侧都设置有无纺布层；在所述总编织层的内部设置有电源线组、同轴线和电子线；因此能同时传输电能和高频信号，所述绝缘层由聚丙烯材料制成；同轴线的导体由紧压无氧裸铜材料制成；护套由无卤柔软弹性阻燃TPE材料制成，具有扭转性能好、抗疲劳抗电磁干扰能力强、耐日光以及耐高温性能强的特点。

Description

高速运动超柔软电缆

技术领域

本实用新型涉及一种电缆，特别是一种高速运动超柔软电缆。

背景技术

工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。

工业机器人能够代替人完成具有大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家用产品(电视机、电冰箱、洗衣机)、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等作业。

目前，常用的电缆在用作工业用机器人手臂中的拖链和移动驱动系统时，因为机器人手臂移动性强，拉伸，扭转的动作幅度大等原因，电缆会出现扭曲、外皮磨破、缆芯断裂的问题，从而导致断路、短路、护套破裂等现象。这种突发情况会对机器设备、人员造成严重危害，同时也凸显了工业机器人使用寿命较短，代价太高的缺陷。而且一般的电缆对于工作环境的适应性较差，在有电磁干扰的情况下性能会下降，在有阳光直射及高温环境下，使用寿命会大幅缩短；

另外，现有的用在机器人手臂上的电源线仅能够传输电能，作用单一，难以满足日益丰富的使用需求。

由于上述原因，本发明人对现有的高速运动超柔软电缆做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的，具有扭转性能好、抗疲劳抗电磁干扰能力强和超柔软性能特点的高速运动超柔软电缆。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种高速运动超柔软电缆，该电缆包括从外向内依次排布的护套和总编织层，在所述总编织层的内外两侧都设置有无纺布层；在所述总编织层的内部设置有电源线组、同轴线和电子线；因此能同时传输电能和高频信号，所述绝缘层由聚丙烯材料制成；同轴线的导体由紧压无氧裸铜材料制成；护套由无卤柔软弹性阻燃TPE材料制成，具有扭转性能好、抗疲劳抗电磁干扰能力强、耐日光以及耐高温性能强的特点，从而完成本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供以一种高速运动超柔软电缆，该电缆包括从外向内依次排布的护套1和总编织层2，

在所述总编织层2的内部设置有电源线组3、同轴线4、电子线5和外PP绳8；

其中，所述电源线组3和电子线5都设置有多根，

所述外PP绳8位于所述总编织层2内部的中心位置，即所述多根电源线组3、多根电子线5和同轴线4都环绕在所述外PP绳8 的周围；

每根电源线组3都包括3条电源线31，在所述电源线31周围还布置有内PP绳32，在所述电源线31和内PP绳32外部统一绕包有麦拉层33。

其中，在所述总编织层2的内外两侧都设置有无纺布层6，所述无纺布层6贴紧所述总编织层2。

其中，在所述总编织层2中包裹有接地线7；

所述接地线7设置有4条。

其中，每根电源线组3中的3条电源线31和内PP绳32都彼此绞合形成线缆束；

在每根电源线组3中都设置有至少3条内PP绳32。

其中，所述电源线31包括位于其中部的线芯311和包裹在线芯311周围的保护护套312。

其中，所述同轴线4包括位于中心处的内导体41，

在所述内导体41外部包覆有绝缘层42，

所述绝缘层42外部为外导体43，

在所述外导体43外部包覆有同轴线护套44。

其中，所述电源线组3设置有3根，均匀分布在同轴线4的周围，

所述电子线5设置有8～10根，设置在电源线组3和同轴线4 的之间的空隙处。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)根据本实用新型提供的高速运动超柔软电缆设有电源线和同轴线，能同时传输电能和高频信号；

(2)根据本实用新型提供的高速运动超柔软电缆设有多根PP绳，能够提高该电缆的连接强度，使得该电缆不会因多次弯折而折断；

(3)根据本实用新型提供的高速运动超柔软电缆设的护套由无卤TPE材料制成，因而具有良好的扭转性能和抗疲劳性能；

(4)根据本实用新型提供的高速运动超柔软电缆的导体由紧压裸铜材料制成，提高了导体的柔软性；

(5)根据本实用新型提供的高速运动超柔软电缆的绝缘层由聚烯烃材料制成，提高了电缆的传输性能，同时还降低了介质损耗；

(6)根据本实用新型提供的高速运动超柔软电缆的编织层，提高了电缆的抗电磁干扰能力。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的高速运动超柔软电缆整体结构示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的高速运动超柔软电缆中麦拉层的结构示意图。

附图标号说明：

1-护套

2-总编织层

3-电源线组

31-电源线

311-线芯

312-保护护套

32-内PP绳

33-麦拉层

331-凸棱

332-凹槽

4-同轴线

41-内导体

42-绝缘层

43-外导体

44同轴线护套

5-电子线

6-无纺布层

7-接地线

8-外PP绳

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的高速运动超柔软电缆，如图1中所示，该电缆包括从外向内依次排布的护套1和总编织层2，

所述护套1由软聚氯乙烯或者聚氨酯或者无卤TPE材料制成，优选地，为了提高该高速运动超柔软电缆的扭转性能和抗疲劳性能，本申请通过无卤TPE材料制备护套。所述护套1的厚度为1.5～2.0mm，优选为1.8～1.9mm，本发明人发现，外护套的厚度越大，其对电缆内部如防止划伤等的保护作用越强，而外护套的厚度越薄，电缆的柔软性越好，而外护套的厚度为 1.5～2.0mm时，既能够起到足够的保护作用，又能满足电缆的柔软性要求。

所述总编织层2包括由镀锡铜编织而成的金属编织层，所述镀锡铜编织的直径为0.12～0.18mm，优选为0.15mm。

所述金属编织层的编织方式为平纹编织网状，本发明人发现，该编织方式在电缆上容易进行，而且能够获得编织密度在 90％以上的金属编织层，而且，该编织方式形成的金属编织层的柔软性好。

在本实用新型中，所述金属编织层的编织密度为90％以上，优选为95％，本发明人发现，编织密度越大屏蔽效果越好，电缆的抗电磁干扰能力越强，当金属编织层的编织密度为90％以上时，既有良好的屏蔽效果，也有良好的柔软性。

在本实用新型中，所述金属编织层的厚度约为所用铜丝直径的4倍，优选0.48～0.60mm，优选为0.60mm。

在所述总编织层2的内部设置有电源线组3、同轴线4、电子线5和外PP绳8；

其中，所述电源线组3和电子线5都设置有多根，

外PP绳8位于所述总编织层2内部的中心位置，所述多根电源线组3、多根电子线5都和同轴线4都设置在总编织层2内部，并位于总编织层2和所述外PP绳8之间，即所述述多根电源线组 3、多根电子线5和同轴线4都环绕在所述外PP绳8的周围；由于电缆在弯折变形时，位于电缆中心位置处的线绳受力最大，最容易损坏，通过设置该外PP绳8填充挤占所述电缆的中心位置，使得该电缆对于弯折的适应能力提高，所述外PP绳能够承受较大的弯折作用力，并且即使外PP绳损坏也不影响电缆的工作性能。

每根电源线组3都包括3条电源线31，在所述电源线31周围还布置有内PP绳32，在所述电源线31和内PP绳32外部统一绕包有麦拉层33。

所述麦拉层33是指由铝塑带绕包而成的起屏蔽层作用的层结构；所述铝塑带可以是平带，层层绕包后表面平整；所述铝塑带也可以是非平整的带，其上可以设置有轧纹；

所述铝塑带每次绕包都会有一部分重叠，即第二圈铝带有一部分压在第一圈铝塑带上，优选地绕包的铝塑带之间重叠率为5％～10％。

在一个优选的实施方式中，如图2中所示，所述铝塑带上带有轧纹，且所述两条轧纹都沿着所述铝塑带的轴线方向平行设置，优选地，铝塑带的横截面呈波浪形，铝塑带的横截面上左端向外凸出，右端向内凹陷，即所述轧纹有两条，左侧的轧纹为向外凸出的凸棱331，右侧的轧纹为向内凹陷的凹槽332。

在另一个优选的实施方式中，左侧的轧纹为向内凹陷的凹坑，右侧的轧纹为向外凸出的凸棱。

通过设置较小的重叠率和较大的凸棱及凹槽，能够方便于该铝塑带的变形，即相临两块铝带之间可以有较大的相对移动，在电缆整体发生形变时，铝塑带提供的阻力较小。

在一个优选的实施方式中，如图2中所示，铝塑带相对于电源线组3轴线的倾斜角度为7～9度，即绕包倾角为7～9度，优选地为8度。

在一个优选的实施方式中，在所述总编织层2的内外两侧都设置有无纺布层6，所述无纺布层6贴紧所述总编织层2，即通过该无纺布层6将总编织层2与外部的护套1分隔开，同时也使得总编织层2与内部的电源线组3、同轴线4和电子线5之间分隔开。

本申请中所述的无纺布层6可以选用已有的无纺布，本申请中对此不作特别限定。

所述无纺布层6通过绕包的方式安装在所述高速运动超柔软电缆中，位于内侧的无纺布层6和位于外侧的无纺布层6需要分两次分别绕包，其绕包的搭盖率为20％～30％，优选为25％。

在一个优选的实施方式中，在所述总编织层2中包裹有接地线7；优选地，所述接地线7设置有4条，通过将所述接地线安装在总编织层2内，确保接地线与电源线之间完全分隔开，防止短路。

在一个优选的实施方式中，每根电源线组3中的3条电源线 31和内PP绳32都彼此绞合形成线缆束；电源线31和内PP绳32 都按同一方向绞合而成线缆束；成缆节距比控制在15以下，优选为9-12，其中，所述成缆节距比表示电源线31沿成缆轴线旋转一周所前进的距离与最外层电源线31中心线所构成的成缆直径之比。

在每根电源线组3中都设置有至少3条内PP绳32。

本申请所述的内PP绳和外PP绳都可以选用同一种材料进行制备，如聚丙烯纤维；内PP绳和外PP绳都可以称之为PP填充绳，内PP绳和外PP绳的主要区别在于设置位置，并且两种绳的粗细尺寸不同，外PP绳需要挤占的空间较大，所述外PP 绳可以设置的更粗一些；内PP绳需要挤占的空间较小，内PP 绳需要设置的更细一些；本申请中优选地，外PP绳的直径尺寸为6～8mm，优选为7mm；内PP绳的直径尺寸为3～5mm，优选为4mm。

在一个优选的实施方式中，所述电源线31包括位于其中部的线芯311和包裹在线芯311周围的保护护套312。

所述线芯311为单根金属导线或者为由多根金属导线按同一方向绞合而成的绞合导体，所述线芯优选为绞合导体；

所述线芯由多根铜丝绞合而成，优选地，由多根铜丝左向束绞合而成。

在本实用新型中，所述铜丝的直径为0.30～1.04mm，优选为0.40～0.85mm，所述线芯的总直径为2.2～3.12mm，优选为 2.2～3.12mm；所述直径为0.30～1.04mm的金属导线容易获得，可根据电缆承载电流和电压的大小，绞合成不同总直径的线芯，而且使用上述铜丝绞合而成线芯的电缆，柔软性好。

所述保护护套312为包覆在线芯311周围的导体屏蔽层，优选地，通过绕包形成该导体屏蔽层；更优选地，绕包形成所述导体屏蔽层所用带材为半导电尼龙带或半导电特多龙带；其宽度为10～25mm，优选为15～20mm；本发明人发现，当所述导体屏蔽层所用材料的宽度为10～25mm时，其既能够满足搭盖率的要求，也能够满足绕包角的要求，使保护护套312的外观平整、无褶皱。

在本实用新型中，绕包形成所述保护护套312所用带材的厚度为0.10～0.20mm，优选为0.15mm，本发明人发现，厚度越小，保护护套312绕包得越为紧实，当厚度为0.10～0.20mm 时既能够起到充分的屏蔽作用，又能够使保护护套312紧实度高。

在一个优选的实施方式中，所述同轴线4包括位于中心处的内导体41，

在所述内导体41外部包覆有绝缘层42，

所述绝缘层42外部为外导体43，

在所述外导体43外部包覆有同轴线护套44。

本申请中所述的同轴线4可以选用现有的同轴线，还可以根据具体使用需要进行制备；本申请中优选地，为了提高同轴线的特性阻抗，所述内导体41由紧压裸铜制成，所述绝缘层42 采用韩国LG公司的TPEE材料制成；

所述外导体43既可以通过传输回路来传导低电平，又具有屏蔽作用，本申请中优选地由织网与铝塑复合带纵包组合而成。所述铝塑复合带由铝带单面或双面复合乙烯一丙烯酸共聚物 (EAA)构成，所述共聚物与铝带基带具有良好的粘结性能，并且能够与低密度、线性低密度、中密度、高密度聚乙烯和无卤聚烯烃(HFPO)护套树脂形成牢固的粘结。

同轴线护套44是同轴线最外面的一层绝缘层，仍然可以选用TPEE材料进行制备；

在一个优选的实施方式中，所述电源线组3设置有3根，均匀分布在同轴线4的周围，

所述电子线5设置有8～10根，设置在电源线组3和同轴线4 的之间的空隙处。

所述的电源线31是指用于传输电流的电线，本申请中特指用于传输强电电流的电线，所述电子线是电器设备内部线的一种简称，通电性主要是以弱电为主；电压值在36V(人体安全电压)以上的流称之为强电，电压值在36V(人体安全电压)以下的电称之为弱电。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高速运动超柔软电缆，其特征在于，该电缆包括从外向内依次排布的护套(1)和总编织层(2)，

所述总编织层(2)包括由镀锡铜编织而成的金属编织层，金属编织层为平纹编织网状，所述金属编织层的编织密度为90％以上，厚度为所用铜丝直径的4倍，

在所述总编织层(2)的内部设置有电源线组(3)、同轴线(4)、电子线(5)和外PP绳(8)；

其中，所述电源线组(3)和电子线(5)都设置有多根，

所述外PP绳(8)填充在所述总编织层(2)内部的中心位置；

在所述总编织层(2)的内外两侧都设置有无纺布层(6)，位于内侧的无纺布层(6)和位于外侧的无纺布层(6)需要分两次分别绕包，其绕包的搭盖率为20％～30％；

每根电源线组(3)都包括3条电源线(31)，在所述电源线(31)周围还填充有内PP绳(32)，在所述电源线(31)和内PP绳(32)外部统一绕包有麦拉层(33)，

所述电源线(31)和内PP绳(32)按同一方向绞合形成线缆束，成缆节距比为9-12，

所述电源线(31)包括位于其中部的线芯(311)和包裹在线芯(311)周围的保护护套(312)，由多根铜丝左向束绞合而成，所述铜丝的直径为0.30～1.04mm，线芯的总直径为2.2～3.12mm；

所述麦拉层包括绕包在电源线(31)和内PP绳(32)外部的铝塑带，绕包的铝塑带之间重叠率为5％～10％，所述铝塑带上带有轧纹，沿着所述铝塑带的轴线方向平行设置，铝塑带的横截面呈波浪形，左侧的轧纹为向外凸出的凸棱(331)，右侧的轧纹为向内凹陷的凹槽(332)，或左侧的轧纹为向内凹陷的凹坑，右侧的轧纹为向外凸出的凸棱，铝塑带相对于电源线组(3)轴线的倾斜角度为7～9度；

所述同轴线(4)包括位于中心处的内导体(41)，

在所述内导体(41)外部包覆有绝缘层(42)，

所述绝缘层(42)外部为外导体(43)，

在所述外导体(43)外部包覆有同轴线护套(44)。

2.根据权利要求1所述的高速运动超柔软电缆，其特征在于，

所述无纺布层(6)贴紧所述总编织层(2)。

3.根据权利要求2所述的高速运动超柔软电缆，其特征在于，

在所述总编织层(2)中包裹有接地线(7)；

所述接地线(7)设置有4条。

4.根据权利要求1所述的高速运动超柔软电缆，其特征在于，

每根电源线组(3)中的3条电源线(31)和内PP绳(32)都彼此绞合形成线缆束；

在每根电源线组(3)中都设置有至少3条内PP绳(32)。

5.根据权利要求1所述的高速运动超柔软电缆，其特征在于，

所述电源线组(3)设置有3根，均匀分布在同轴线(4)的周围，

所述电子线(5)设置有8～10根，设置在电源线组(3)和同轴线(4)的之间的空隙处。

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