CN212570520U - 电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电缆，涉及电缆技术领域，本实用新型提供的电缆包括信号线、动力线和防护单元，其中，防护单元包括填充层，填充层设置于防护单元的内部中间位置，信号线和动力线设置在防护单元内，并绕在填充层的外部。该实用新型解决了传统电缆敷设时信号电缆和动力电缆分开敷设占用空间大的技术问题，实现了信号电缆和动力电缆的复合设计，提高了设备空间利用率。

Description

电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其是涉及一种电缆。

背景技术

工业机器人是用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能，电缆就是机器人的“神经”和“血管”，作为传递动力和控制能力的载体和重要部件，将机器人的各个器官完整的连接起来。随着机器人的广泛应用，市场上电缆的需求量也在不断地增加。目前工业机器人内部使用的传输信号电缆和电能电缆是分开的，在敷设时需要进行梳理，占据空间大，而且在使用过程中，不同作用的电缆经常会扭绞到一起，降低电缆的使用寿命，严重者影响机器人的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电缆，以缓解相关技术中电缆敷设占用空间大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：

本实用新型提供的一种电缆包括：信号线、动力线和防护单元；

所述防护单元包括填充层，所述填充层设置于所述防护单元的内部中间位置；

所述信号线和所述动力线设置在所述防护单元内，并绕在所述填充层的外部。

作为一种进一步的技术方案，所述信号线和所述动力线缠绕在所述填充层上，节距为成缆外径的4－8倍。

作为一种进一步的技术方案，所述信号线包括信号导体和第一绝缘层，所述第一绝缘层采用PVC材料，并包裹在所述信号导体的外部。

作为一种进一步的技术方案，所述动力线包括动力导体和第二绝缘层，所述第二绝缘层采用PVC材料，并包裹在所述动力导体的外部。

作为一种进一步的技术方案，所述填充层包括柔软填充绳和抗拉元件，所述抗拉元件设置于所述柔软填充绳的中心。

作为一种进一步的技术方案，所述柔软填充绳采用柔软棉线材料。

作为一种进一步的技术方案，所述抗拉元件采用极细芳纶。

作为一种进一步的技术方案，所述防护单元包括保护层，所述保护层包裹在所述信号线和所述动力线的外部。

作为一种进一步的技术方案，所述保护层包括由内到外依次分布的包带层、屏蔽层和外护套。

作为一种进一步的技术方案，所述外护套采用PVC材料。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种电缆所具有的技术优势为：

本实用新型提供的一种电缆，包括信号线、动力线和防护单元，其中，防护单元包括填充层，填充层设置于防护单元的内部中间位置，信号线和动力线设置在防护单元内，并绕在填充层的外部。

本实用新型提供的一种电缆具有的优点：

本实用新型提供的电缆包括信号线和动力线，信号线和动力线共同绕在填充层上，即传输信号的信号线和传递电能的动力线复合为一根电缆。在敷设时，仅需将这样一根电缆与设备连接即可，相比现有技术中的多根电缆共同敷设，该设计不需要进行梳理，避免了多根电缆互相缠绕的可能，并且整合后降低了外径，节约了电缆材料，提高了设备空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电缆的结构示意图。

图标：

100－信号线；110－信号导体；120－第一绝缘层；

200－动力线；210－动力导体；220－第二绝缘层；

300－填充层；310－柔软填充绳；320－抗拉元件；

400－包带层；500－屏蔽层；600－外护套。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，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实用新型中的具体含义。

本实施例提供的一种电缆，包括信号线100、动力线200和防护单元，其中，防护单元包括填充层300，填充层300设置于防护单元的内部中间位置，信号线100和动力线200设置在防护单元内，并绕在填充层300的外部。

具体的，如图1所示，在电缆内部，信号线100和动力线200紧密抵触，共同缠绕在填充层300上，防护单元将信号线100和动力线200整合为一根电缆，其中，信号线100负责向设备传输信号，动力线200负责向设备传递电能。但在目前的应用中，以工业机器人内部使用的电缆为例，传输信号的信号线100和传递电能的动力线200是分开的，即信号线100和动力线200各自成型为一根电缆，在敷设时，分别与设备接口连接，这就要求敷设路径的空间能够容纳多根电缆线，而且在敷设时，需要对多根电缆线进行梳理，避免机器人在工作过程中电缆之间发生扭绞，不仅影响设备的正常运行，也会降低电缆的使用寿命。在本实施例中，电缆与机器人连接时，只需一根电缆即可完成上述多根电缆的工作，在敷设时，无需耗费人力梳理，避免了多根电缆互相缠绕的可能，在提高电缆使用寿命的同时，也提高了设备的空间利用率。除此之外，信号线100和动力线200的复合亦减少了电缆的使用材料，节约成本。

本实施例的可选技术方案中，信号线100和动力线200缠绕在填充层300上，节距为成缆外径的4－8倍。

具体的，信号线100和动力线200抵触缠绕时以较小节距缠绕在填充层300上，防护单元的外圆周直径即为成缆外径。在本实施例中，成缆节距可以为成缆外径的4倍、6倍或8倍等，信号线100和动力线200以所列倍数缠绕在填充层300上时，可保证二者在弯曲时变形小，电缆整体的柔软性佳。我们知道，一般工业机器人在工作时，其机械臂拥有各式各样的运动方式，柔软性差的电缆在随机械臂运动时经常会有断裂的风险，但本实施例的电缆有效避免了这种情况的发生，其良好的柔软性能够满足机械臂的各种运动方式，例如：移动或旋转等。

本实施例的可选技术方案中，信号线100包括信号导体110和第一绝缘层120，第一绝缘层120采用PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)材料，并包裹在信号导体110的外部。

在本实施例中，如图1所示，信号导体110采用超细铜丝绞合而成，铜丝直径在0.05－0.10mm之间，第一绝缘层120的材料硬度在75A左右。具体的，采用超细铜丝提高了信号导体110的柔软性，超细铜丝缠绕在填充层300上，节距为成缆外径的4－8倍，降低了信号线100的弯曲半径，第一绝缘层120采用PVC材料保证了信号线100的柔软性，75A左右的硬度保证电缆在运动过程中信号线100不会产生磨损。超细铜丝和PVC材料的配合使用，提高了整根电缆的柔软性，降低了电缆的弯曲半径，使得该电缆随机器人运动时能够承受极小的弯曲半径，不会发生断裂的危险。

本实施例的可选技术方案中，动力线200包括动力导体210和第二绝缘层220，第二绝缘层220采用PVC材料，并包裹在动力导体210的外部。

在本实施例中，如图1所示，动力导体210采用超细铜丝绞合而成，铜丝直径在0.05－0.10mm之间，第二绝缘层220的材料硬度在75A左右。具体的，采用超细铜丝提高了动力导体210的柔软性，超细铜丝缠绕在填充层300上，节距为成缆外径的4－8倍，降低了动力线200的弯曲半径，第二绝缘层220采用PVC材料保证了动力线200的柔软性，75A左右的硬度保证电缆在运动过程中动力线200不会产生磨损。超细铜丝和PVC材料的配合使用，提高了整根电缆的柔软性，降低了电缆的弯曲半径。结合上述，信号线100和动力线200共同绕在填充层300上，缠绕节距和所用材料保证二者具有足够的柔软性和极高的强度，则二者复合形成的电缆亦具有足够的柔软性和极高的强度，随机器人运动时，该电缆不易发生断裂。

本实施例的可选技术方案中，填充层300包括柔软填充绳310和抗拉元件320，抗拉元件320设置于柔软填充绳310的中心。

在本实施例中，如图1所示，柔软填充绳310作为信号线100和动力线200的缠绕载体，使得信号线100和动力线200保持圆整，进而提高电缆成品的圆整度，同时，柔软填充绳310也能辅助起到提高电缆抗拉伸、抗摇摆的作用；抗拉元件320作为电缆内部的中心元件，承受着不同类型和不同强度的机械力，防止电缆受力变形，甚至断裂。具体的，结合上述，信号导体110或动力导体210是由多根超细铜丝绞合而成，在成缆过程中会产生缝隙，在缝隙中填充柔软填充绳310，可使得信号线100和动力线200之间更加密实，铜丝绞合更加稳定，避免成缆后在电缆表面出现麻花形状。电缆在安装敷设以及与设备连接使用时，会受到拉力、内应力、侧压力或扭曲力等，通过设置抗拉元件320可确保电缆的性能和使用寿命，防止信号线100和动力线200受力变形甚至断裂。

本实施例的可选技术方案中，柔软填充绳310采用柔软棉线材料。

具体的，电缆内分布有多根信号线100和动力线200，线与线之间留有很大空隙，在空隙处填充柔软填充绳310可使成缆外径相对圆整且利于电缆后续成型，柔软填充绳310的设置也使得电缆在制造、使用中结构稳定，内部扎实。除此之外，柔软填充绳310材料的选择影响着电缆整体的弯曲性能和抗拉性能，在本实施例中，优选地，采用柔软棉线作为填补材料。柔软棉线柔软性佳，可以保证信号线100和动力线200的圆整度，提高电缆的弯曲性能；重量轻，使得电缆整体质轻，易于敷设，降低连接设备的能耗；具有一定的抗拉强度和伸长率，保证电缆承受力强，不易断裂。除上述之外，柔软棉线无毒，在成缆加工过程中对环境无污染，对人体无伤害；耐高温，在随设备工作时可以承受电缆的工作温度，支持设备长时间工作；绝缘好，具有较高的击穿电压。

本实施例的可选技术方案中，抗拉元件320采用极细芳纶。

具体的，上述已经提到，电缆在安装敷设以及与设备连接使用时，会受到拉力、内应力、侧压力和扭曲力等，作为电缆内部的抗拉元件320，其材料必须能够承受上述不同类型和不同强度的力，防止电缆受力变形或断裂，还要具有柔软性，可以满足电缆多次折弯、扭曲，以迎合机器人的运动路径。在本实施例中，优选地，采用极细芳纶作为抗拉材料。芳纶号称合成钢丝，具有超高强度，可以承受不同类型和不同强度的力，保证电缆的完整性；具有超强韧性，提高电缆整体的弯曲性能，使得电缆可以随连接设备移动或旋转；热稳定性持久，可以承受持续高温工作，不影响电缆的使用性能，保持设备的正常运行。除上述之外，芳纶材料质轻，不影响成缆后电缆的整体重量；阻燃，可提高电缆的安全性能；绝缘，使电缆在高温、低温、高湿条件下均能保持良好的电绝缘性。

进一步的，抗拉元件320和上述柔软填充绳310共同作为电缆的填充层300，二者所用材料保证了电缆的柔软性和抗拉性能，降低了电缆的弯曲半径，提高了电缆的断裂强度。

本实施例的可选技术方案中，防护单元包括保护层，保护层包裹在信号线100和动力线200的外部。

具体的，如图1所示，保护层包紧缠绕在填充层300上的信号线100和动力线200，保持电缆表面的圆整度，用于阻隔外界的机械性伤害损坏信号线100和动力线200，以及使电缆免受外界杂质和水分的侵入，维持电缆正常工作。为适应电缆所处的环境及工作性质，保护层具有柔性佳、强度高、耐高温及绝缘防腐的特性。柔性佳确保电缆弯曲性能良好，可以跟随机器人任意运动；强度高使得电缆承受力强，抗拉性能优异；耐高温保证电缆可随机器人持续工作，不影响电缆内部信号的传输和电能的传递；绝缘性确保电缆内传输的电流只沿着导线，不流向外面；防腐性使得电缆不受外界环境的干扰，保护电缆内信号线100和动力线200的绝缘层不被破坏。

本实施例的可选技术方案中，保护层包括由内到外依次分布的包带层400、屏蔽层500和外护套600。

具体的，如图1所示，包带层400包裹在信号线100和动力线200的外部，屏蔽层500包裹在包带层400的外部，外护套600包裹在屏蔽层500的外部。包带层400将信号线100和动力线200有效扎紧，防止松散，稳定信号线100和动力线200的缠绕结构，使得成缆后电缆成圆柱形，除此之外，包带层400将信号线100和动力线200与屏蔽层500隔开，防止耐压击穿，并对第一绝缘层120和第二绝缘层220起隔热、防腐和防老化的作用；屏蔽层500将信号线100和动力线200的传输电流产生的磁场屏蔽在电缆内，同时也可防止外界电磁波干扰信号线100的信号传输；外护套600对其包裹的电缆结构起保护作用，可阻隔外界的机械性伤害损坏信号线100和动力线200，并使电缆免受外界杂质和水分的侵入，同时，外护套600亦有耐腐蚀性、阻燃性和耐热性，以适应电缆的工作环境。

本实施例的可选技术方案中，外护套600采用PVC材料。

具体的，包带层400采用超柔无纺布，在起到扎紧和稳定结构作用的同时亦保证了电缆的柔软性，提高电缆的弯曲性能，而且无纺布具有耐高温、耐腐蚀和耐老化的特性；屏蔽层500采用超细镀锡铜丝编织而成，铜丝直径在0.08－0.10mm之间，铜丝的屏蔽性好，抗干扰，且极具韧性，强度高，符合电缆的弯曲要求；外护套600所用的PVC材料硬度在55A左右，保证了电缆的柔软性，同时其机械性能、阻燃性能以及耐腐蚀性都很好，而且相比现有技术采用的氟塑料，其成本低廉，易于获得。

结合以上所述，本电缆的信号线100、动力线200、填充层300、保护层所用的材料以及信号线100和动力线200在填充层300上的缠绕方式，提高了整根电缆的柔软性，相比现有技术普遍偏大的弯曲半径，本实用新型将6倍以上的弯曲半径降到4倍电缆外径以下，弯曲性能更好，提高了电缆的使用范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电缆，其特征在于，包括：信号线(100)、动力线(200)和防护单元；

所述防护单元包括填充层(300)，所述填充层(300)设置于所述防护单元的内部中间位置；

所述信号线(100)和所述动力线(200)设置在所述防护单元内，并绕在所述填充层(300)的外部。

2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述信号线(100)和所述动力线(200)缠绕在所述填充层(300)上，节距为成缆外径的4－8倍。

3.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述信号线(100)包括信号导体(110)和第一绝缘层(120)，所述第一绝缘层(120)采用PVC材料，并包裹在所述信号导体(110)的外部。

4.根据权利要求2所述的电缆，其特征在于，所述动力线(200)包括动力导体(210)和第二绝缘层(220)，所述第二绝缘层(220)采用PVC材料，并包裹在所述动力导体(210)的外部。

5.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述填充层(300)包括柔软填充绳(310)和抗拉元件(320)，所述抗拉元件(320)设置于所述柔软填充绳(310)的中心。

6.根据权利要求5所述的电缆，其特征在于，所述柔软填充绳(310)采用柔软棉线材料。

7.根据权利要求5所述的电缆，其特征在于，所述抗拉元件(320)采用极细芳纶。

8.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述防护单元包括保护层，所述保护层包裹在所述信号线(100)和所述动力线(200)的外部。

9.根据权利要求8所述的电缆，其特征在于，所述保护层包括由内到外依次分布的包带层(400)、屏蔽层(500)和外护套(600)。

10.根据权利要求9所述的电缆，其特征在于，所述外护套(600)采用PVC材料。

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