CN218826269U - 柔性电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种柔性电缆，包括线芯，多根所述线芯两两相切且相互绞合，所述线芯包括多根导体，多根所述导体两两相切且相互绞合形成绞合结构，所述绞合结构的外壁挤包有绝缘层；其中，所述绝缘层的外表壁具有至少一个向内凹陷的内缺槽，所述内缺槽沿电缆的轴线长度方向设置，并在所述内缺槽内嵌地设置有弹性条，所述弹性条的硬度小于所述绝缘层，使相邻的所述绝缘层相互挤压时，具有弹性收缩空间；由于弹性条本身具有弹性收缩变量，可以朝着自身收缩，使得线芯受到的拉伸力或扭转力能够转化为线芯自身的部分形变位移，进而避免线芯损坏，且一定程度上使电缆成缆后更加柔软，便于弯曲敷设应用。

Description

柔性电缆

技术领域

本实用新型涉及电线电缆技术领域，具体而言涉及一种柔性电缆。

背景技术

工业机器人例如多关节机器人、伺服机器人在使用过程中，电缆被从底座传输电力和控制信息至每个关节电机以及末端执行器，通过会留足足够的余量以应对反复的转动等多姿态的关节运动，尽管如此，电缆在机器人运动过程中不断受到拉伸力与扭转力，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，电缆表面受损，影响工业机器人的安全与可靠性，而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。

现有的电缆多由多根线芯绞合构成，在工业机器人工作时，需要频繁弯折或拉伸，其内部的线芯之间相互抵触，线芯与线芯之间不具备形变收缩空间，从而不能依靠自身运动抵消电缆弯折时自身的受力，由此电缆弯折时产生的力会转换为作用于线芯上沿其长度方向的拉伸力以及径向方向的扭转力。

实用新型内容

本实用新型目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种柔性电缆，包括：

线芯，多根所述线芯两两相切且相互绞合，所述线芯包括多根导体，多根所述导体两两相切且相互绞合形成绞合结构，所述绞合结构的外壁挤包有绝缘层；

填充层，填充在多根所述线芯的绞合间隙内；

绕包带，绕包在所述填充层的外壁，使所述线芯与所述填充层一起被所述绕包带卷绕固形成截面为圆形的缆芯；

屏蔽层，包覆在所述绕包带的外壁；

外护层，挤包在所述屏蔽层的外壁；

其中，所述绝缘层的外表壁具有至少一个向内凹陷的内缺槽，所述内缺槽沿电缆的轴线长度方向设置，并在所述内缺槽内嵌地设置有弹性条，所述弹性条的硬度小于所述绝缘层，使相邻的所述绝缘层相互挤压时，具有弹性收缩空间。

进一步的，所述内缺槽的数量为多个，呈轴对称分布设置在所述绝缘层上，且每个所述内缺槽内均嵌地设置有所述弹性条。

进一步的，所述内缺槽的截面形状被设置成U形、V形或矩形，所述弹性条的截面形状与所述内缺槽的截面形状相适配，使所述弹性条嵌设在所述内缺槽内，所述导体的截面呈圆形。

进一步的，所述弹性条包括发泡聚乙烯层或发泡聚氨酯层。

进一步的，所述弹性条的内部嵌设有截面为圆形或多边形结构的抗拉芯。

进一步的，所述抗拉芯包括至少一根多股绞合钢丝绳，所述钢丝绳的直径为0.05mm-0.1mm。

进一步的，多根所述导体采用1+6+12的正规绞合方式形成绞合结构，所述绝缘层包括交联聚乙烯绝缘层，挤包厚度为0.15mm-0.3mm。

进一步的，所述填充层包括截面为圆形的聚烯烃弹性体，所述绕包带包括云母带，搭盖率≧30%，绕包层数为2-3层。

进一步的，所述屏蔽层包括镀锡铜丝编织层，编织密度为85％，铜丝丝径为0.2-0.35mm。

进一步的，所述外护层包括交联聚乙烯层，挤包厚度为1.6mm-3mm。

与现有技术相比，本实用新型提出的柔性电缆的显著优点在于：

1、通过在线芯的绝缘层上设置硬度小于绝缘层的发泡弹性条，当线芯受到拉伸或扭转作用力时，相邻两个线芯之间相互挤压的作用力传递至弹性条，由于弹性条本身具有弹性收缩变量，可以朝着自身收缩，使得线芯受到的拉伸力或扭转力能够转化为线芯自身的部分形变位移，进而避免线芯损坏，且一定程度上使电缆成缆后更加柔软，便于弯曲敷设应用；

2、在弹性条的内部嵌设有抗拉芯，采用抗拉钢丝绳，进一步可增强线芯的抗拉伸和耐扭转性能。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型实施例所示的柔性电缆的轴视截面示意图；

图2是本实用新型实施例所示的柔性电缆的正视截面示意图；

图3是本实用新型实施例所示的缆芯的一种实施例截面示意图；

图4是本实用新型实施例所示的缆芯的另一种实施例截面示意图；

图5是本实用新型实施例所示的缆芯的再一种实施例截面示意图。

图中，各个附图标记的含义如下：

1、线芯；11、导体；12、绝缘层；13、弹性条；14、抗拉芯；2、填充层；3、绕包带；4、屏蔽层；5、外护层。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

本实用新型所示的一种柔性电缆，其旨在解决现有技术中的柔性电缆在作业时，需要反复弯折拉伸或扭转，在此过程中，护套内部的多根线芯相互挤压产生磨损或芯线断裂，导致电缆不能正常使用的问题。本实用新型通过改变线芯绝缘层的截面结构，在线芯绝缘层上开设内缺槽，以使线芯在相互挤压时具有弹性形变空间，将彼此的挤压作用力转换成线芯自身的部分形变位移，进而避免线芯损坏，且一定程度上使电缆成缆后更加柔软，便于弯曲敷设应用。

结合图1-5所示，一种柔性电缆，包括线芯1、填充层2、绕包带3、屏蔽层4以及外护层5。

其中，线芯1设置有多根，多根线芯1两两相切且相互绞合。如图所示，本实施例中，线芯1设置有六根，采用1+6的正规方式相互绞合形成线芯1。

进一步的，线芯1包括多根导体11，多根导体11两两相切且相互绞合形成绞合结构，绞合结构的外壁挤包有绝缘层12。

具体的，导体11多根纯无氧铜超细铜丝采用1+6+12的正规方式形成绞合结构，由于无氧铜超细铜丝的柔韧度强，耐弯折性能好，使得制成的导体11具有良好的柔性和耐弯折性，适用于柔性电缆，例如机器人电缆或拖链电缆需要频繁往复的弯折、拉伸以及扭转的使用环境。

进一步的，为了使多根线芯1在相互挤压时，具有弹性收缩空间。如图2所示，在绝缘层12的外表壁具有至少一个向内凹陷的内缺槽，内缺槽沿电缆的轴线长度方向设置。

如此，在线芯1受到拉伸或扭转作用力时，其会朝着内缺槽开口处收缩，使得线芯1受到的拉伸力或扭转力能够转化为线芯1自身的部分形变位移，进而避免线芯1之间相互挤压产生损坏。

在可选的实施例中，内缺槽的截面形状被设置成U形、V形或矩形，且一个绝缘层12上可呈轴对称分布设置多个内缺槽。如此，可增加线芯1的受压形变空间。

在具体的实施例中，如图3所示，内缺槽的截面形状呈U形，数量为六个。如图4所示，内缺槽的截面形状呈V形，数量为八个。如图5所示，内缺槽的截面形状呈矩形，数量为三个。

应当理解，内缺槽的截面形状以及数量并不局限于本实施例中提出的U形、V形或矩形，三个、六个或八个，也可根据实际使用需要，选取其他合适的截面形状或数量以及位置分布。

进一步的，为了使缆芯成型后的截面更加圆整。如图2-图5所示，在内缺槽内嵌地设置有弹性条13，弹性条13的硬度小于绝缘层12，使相邻的绝缘层12相互挤压时，具有弹性收缩空间。

由于弹性条13的硬度小于绝缘层12的硬度，相较于绝缘层12，更易产生形变，因此，在线芯1相互挤压时，仍能给予线芯1弹性收缩空间，以使线芯1受到拉伸或扭转作用力时，能够通过挤压弹性条13，使弹性条13发生弹性收缩，利用弹性条13的弹性收缩将挤压作用力转化为线芯1自身的部分形变位移。

具体的，将弹性条13的截面形状与内缺槽的截面形状相适配，使弹性条13嵌设在内缺槽内，导体11的截面呈圆形。

在可选的实施例中，弹性条13采用发泡聚乙烯材料或发泡聚氨酯材料预制成与内缺槽截面形状相适配的弹性填充条。

具体的，发泡聚乙烯层或发泡聚氨酯层均为发泡材料。其中，聚乙烯发泡材料具有耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良的优点，且发泡成型的发泡条内部具有空隙，密度低、质量轻的同时还具有良好的柔软性，在受到外部挤压作用力时，具有良好的形变缓冲性，从而具有良好的抗压性。

如此，使用聚乙烯发泡材料制成的弹性条13，质轻且柔软，作为预制填充条嵌设在内缺槽内，一方面在保留线芯1的弹性收缩空间的同时，可使缆芯成型截面圆整，另一方面，相较于完整的绝缘层12，其硬度小于绝缘层12，可增加电缆成型后的整体柔软性，便于电缆的弯曲敷设，且可减轻电缆成型后的重量。

应当理解，弹性条13并不局限于采用本实施例中提出的发泡聚乙烯材料或发泡聚氨酯材料，也可采用现有技术中市售的其他发泡材料。

进一步的，为了提高电缆成型后的抗拉伸性能。如图2-5所示，在弹性条13的内部嵌设有截面为圆形或多边形形状的抗拉芯14。

可选的，抗拉芯14包括至少一根多股绞合的钢丝绳，钢丝绳的直径为0.05mm-0.1mm。具体的，钢丝绳具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性，作为抗拉芯14嵌设在弹性条13内部，可增强线芯1成型后的抗拉伸性能，从而增强电缆成缆后的抗拉伸性能，且钢丝绳具有良好的柔软性和耐腐蚀性能，作为抗拉芯14嵌设在弹性条13内部，对电缆成缆后的柔软性并无较大影响。

应当理解，抗拉芯14并不局限于采用本实施例中提出的钢丝绳，也可采用其他兼具柔软与抗拉伸性能的抗拉芯。

如图1和图2所示，在多根线芯1的绞合间隙内设有填充层2。

具体的，填充层2采用TPR（Thermo-Plastic-Rubber material，TPR）弹性体材料通过挤出机挤制成截面为圆形的填充绳，具有良好的弹性和柔软性，挤制成型的填充绳填充在多根线芯1的绞合缝隙内，使成缆后的缆芯截面更加圆整。

进一步的，在填充层2的外壁绕包有绕包带3，使线芯1与填充层2一起被绕包带3卷绕固形成截面为圆形的缆芯。

具体的，绕包带3的设置主要用于将线芯1与填充绳2一起绕包固形成截面为圆形的缆芯。可选的，绕包带3采用云母带，搭盖率≧30%，绕包层数为2-3层。云母带具有良好阻燃性，采用与线芯1绞合方向相同的绕包方向包覆在填充层2的外壁，使电缆成缆后的柔软性更好，易于弯曲敷设。

进一步的，在绕包带3的外壁包覆有屏蔽层4。

具体的，屏蔽层4包括镀锡铜丝编织层，编织密度为85％，铜丝丝径为0.2-0.35mm。镀锡铜丝编织形成的屏蔽层4具有良好的电磁屏蔽性能，有效的提高了电缆的抗信号干扰能力。

进一步的，在屏蔽层4的外壁挤包有外护层5。

具体的，外护层5包括交联聚乙烯层，挤包厚度为1.6mm-3mm。交联聚乙烯材料具有良好的柔软性，使电缆成型后能够任意弯曲，并不会脆裂；还具有良好的耐压、耐腐蚀以及耐高温性能，作为外护套挤制在屏蔽层4外，能够对电缆内部结构起到保护作用。

在另外的实施例中，本实施例中提出的多根导体11的绞合方向、抗拉芯14的绞合方向以及绕包带3的绕包方向均为右向。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种柔性电缆，其特征在于，包括：

线芯（1），多根所述线芯（1）两两相切且相互绞合，所述线芯（1）包括多根导体（11），多根所述导体（11）两两相切且相互绞合形成绞合结构，所述绞合结构的外壁挤包有绝缘层（12）；

填充层（2），填充在多根所述线芯（1）的绞合间隙内；

绕包带（3），绕包在所述填充层（2）的外壁，使所述线芯（1）与所述填充层（2）一起被所述绕包带（3）卷绕固形成截面为圆形的缆芯；

屏蔽层（4），包覆在所述绕包带（3）的外壁；

外护层（5），挤包在所述屏蔽层（4）的外壁；

其中，所述绝缘层（12）的外表壁具有至少一个向内凹陷的内缺槽，所述内缺槽沿电缆的轴线长度方向设置；

在所述内缺槽内嵌地设置有弹性条（13），所述弹性条（13）的硬度小于所述绝缘层（12），使相邻的所述绝缘层（12）相互挤压时，具有弹性收缩空间。

2.根据权利要求1所述的柔性电缆，其特征在于，每个所述绝缘层（12）上呈轴对称分布开设有多个所述内缺槽，所述内缺槽的截面形状被设置成U形、V形或矩形。

3.根据权利要求2所述的柔性电缆，其特征在于，每个所述内缺槽内均嵌地设置有所述弹性条（13），所述弹性条（13）的截面形状与所述内缺槽的截面形状相适配，使所述弹性条（13）嵌设在所述内缺槽内，所述导体（11）的截面呈圆形。

4.根据权利要求3所述的柔性电缆，其特征在于，所述弹性条（13）包括发泡聚乙烯层或发泡聚氨酯层。

5.根据权利要求1所述的柔性电缆，其特征在于，所述弹性条（13）的内部嵌设有截面为圆形或多边形形状的抗拉芯（14）。

6.根据权利要求5所述的柔性电缆，其特征在于，所述抗拉芯（14）包括至少一根多股绞合的钢丝绳，所述钢丝绳的直径为0.05mm-0.1mm。

7.根据权利要求1所述的柔性电缆，其特征在于，多根所述导体（11）采用1+6+12的正规绞合方式形成绞合结构，所述绝缘层（12）包括交联聚乙烯绝缘层，挤包厚度为0.15mm-0.3mm。

8.根据权利要求1所述的柔性电缆，其特征在于，所述屏蔽层（4）包括镀锡铜丝编织层，编织密度为85％，铜丝丝径为0.2-0.35mm。

9.根据权利要求1所述的柔性电缆，其特征在于，所述外护层（5）包括交联聚乙烯层，挤包厚度为1.6mm-3mm。

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