CN220065263U - 光电复合缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电缆技术领域，提供一种光电复合缆，包括：柔性光纤带、柔性导线、加强层和防护套，所述加强层包裹在所述柔性光纤带和所述柔性导线的外部；所述防护套套设在所述加强层的外部。上述的光电复合缆，通过设置柔性光纤带和柔性导线，提高了光电复合缆的耐扭转性能，经过多次反复扭转后内部元件不易受损，延长了光电复合缆的使用寿命；同时，光电复合缆由光单元和电单元组成，光单元传输的光信号传输容量大且效率高，满足了机械臂高效运行的信号传输需求。

Description

光电复合缆

技术领域

本实用新型涉及电缆技术领域，尤其涉及一种光电复合缆。

背景技术

近年来，随着机器人技术的发展，应用高速度、高精度、高负载自重比的机器人结构受到工业和航空航天等领域的关注。由于运动过程中关节和连杆的柔性效应的增加，导致其结构易发生变形从而使任务执行的精度降低，所以机器人机械臂结构柔性特征必须予以考虑，从而实现对柔性机械臂的高精度有效控制。机械臂通常使用电线进行信号传输，电线由于自身原材料及结构限制，其扭转性能会受到制约，在机械臂经过长期运行使用后电线易发生变形，影响信号传输；电线传输的电信号传输容量有限，且电信号还存在一定的响应延迟，难以满足机械臂的高速度、高精度的使用要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种光电复合缆，用以解决现有技术中电线传输容量不足且存在一定的响应延迟，难以满足机械臂的通信使用的缺陷。

本实用新型提供一种光电复合缆，包括：柔性光纤带、柔性导线、加强层和防护套，所述加强层包裹在所述柔性光纤带和所述柔性导线的外部；所述防护套套设在所述加强层的外部。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，所述柔性光纤带包括：多根光纤，多根所述光纤并排排列；第一涂覆层，包裹在多根所述光纤的外部，所述第一涂覆层为环氧树脂涂覆层。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，所述柔性光纤带的数量为1根至9根，每根所述柔性光纤带内所述光纤的数量为4根至24根。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，所述柔性导线包括：铜导线；第二涂覆层，包裹在所述铜导线的外部，所述第二涂覆层为聚氯乙烯涂覆层。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，还包括填充绳，所述填充绳设置于所述加强层内，以填充所述柔性光纤带和所述柔性导线之间的间隙，以使所述光电复合缆的端面呈圆形。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，所述填充绳为改性聚丙烯填充绳，所述填充绳具有阻燃性能。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，所述加强层为芳纶加强层。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，所述防护套包括阻水层，所述阻水层套设于所述加强层的外部，所述阻水层可在遇水后发生膨胀，以阻止水进入所述加强层内。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，所述防护套还包括绝缘层，所述绝缘层套设于所述阻水层的外部，所述绝缘层为热塑性聚酰亚胺绝缘层。

根据本实用新型提供的一种光电复合缆，所述防护套还包括防护层，所述防护层套设于所述绝缘层的外部。

本实用新型提供的光电复合缆，通过设置柔性光纤带和柔性导线，提高了光电复合缆的耐扭转性能，经过多次反复扭转后内部元件不易受损，延长了光电复合缆的使用寿命；同时，光电复合缆由光单元和电单元组成，光单元传输的光信号传输容量大且效率高，满足了机械臂高效运行的信号传输需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的光电复合缆的结构示意图；

图2是图1中示出的柔性光纤带的结构示意图；

图3是图1中示出的柔性导线的结构示意图；

附图标记：

10：柔性光纤带；11：光纤；12：第一涂覆层；20：柔性导线；21：铜导线；22：第二涂覆层；30：填充绳；40：加强层；50：防护套；51：阻水层；52：绝缘层；53：防护层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中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作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。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合图1-图3描述本实用新型的光电复合缆。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，光电复合缆包括：柔性光纤带10、柔性导线20、加强层40和防护套50。加强层40包裹在柔性光纤带10和柔性导线20的外部，防护套50套设在加强层40的外部。

具体来说，在本实施例中，柔性光纤带10作为光单元，柔性导线20作为电单元，柔性光纤带10和柔性导线20的数量可根据光电复合缆的传送容量来选择设计，在本实施例中，柔性光纤带10的数量为6根，柔性导线20的数量为3根。加强层40包裹在柔性光纤带10和柔性导线20的外部，以形成一根线缆。进一步地，防护套50套设在加强层40的外部。

本实用新型实施例提供的光电复合缆，通过设置柔性光纤带和柔性导线，提高了光电复合缆的耐扭转性能，经过多次反复扭转后内部元件不易受损，延长了光电复合缆的使用寿命；同时，光电复合缆由光单元和电单元组成，光单元传输的光信号传输容量大且效率高，满足了机械臂高效运行的信号传输需求。

进一步地，如图2所示，在本实用新型的实施例中，每个柔性光纤带10包括：多根光纤11和第一涂覆层12。多根光纤11并排排列，第一涂覆层12包裹在多根光纤11的外部，第一涂覆层12为环氧树脂涂覆层。

具体来说，在本实施例中，所用的光纤11为G657A2单模光纤，采用8根光纤11并排排列，在8根光纤11的外部涂覆环氧树脂涂覆层后再由紫外灯照射在固化温度为75℃的固化炉中固化形成柔性光纤带10。柔性光纤带10成型后不松散、不弯曲。可选地，在本实施例中，所用的环氧树脂其密度在1.2～1.24g/cm³，吸水率≤0.2％，耐化学腐蚀性强，最高耐热温度可达260℃。所用的光纤11裸光纤尺寸为200um，着色后光纤11尺寸为220±10μm。每根柔性光纤带10的宽度为1.85±0.05mm，厚度为0.25±0.02mm。

可选地，光纤11的直径也可以为220um、250um或者其他。

进一步地，在本实用新型的实施例中，柔性光纤带10的数量可以为1根至9根，每根柔性光纤带10内光纤11的数量为4根至24根。具体来说，可根据机械臂运行时信号传输容量的需求具体设计柔性光纤带10的数量，可选地，在本实施例中，柔性光纤带10的数量为6根。可以理解的是：也可通过增加每根柔性光纤带10内光纤11的数量，以提高光信号的传输能力。在本实施例中，光纤11的数量为8根，8根光纤11着色颜色为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑标准色谱色号通过喷涂色环区分。

如图3所示，在本实用新型的实施例中，柔性导线20包括：铜导线21和第二涂覆层22。第二涂覆层22包裹在铜导线21的外部，第二涂覆层22为聚氯乙烯涂覆层。

具体来说，铜导线21采用截面积为1.3mm²的镀锡软圆铜线，其20℃时导体最大电阻值为14.7Ω/km，在镀锡软圆铜线外挤塑一层第二涂覆层22，第二涂覆层22所用材料为聚氯乙烯，镀锡可保护软圆铜线在聚氯乙烯挤出时不受侵蚀，同时可以防止聚氯乙烯绝缘导致的老化。进一步地，聚氯乙烯材料介电性能优异，其介电强度≥18KV/mm，在使用时可有效防止电信号的失真及扰动。可选地，在本实用新型的实施例中，第二涂覆层22的壁厚为0.15mm，柔性导线20的整体外径为1.6±0.05mm。

可选地，铜导线21也可以为无氧铜线或包漆线，铜导线21的规格可根据传输的电信号容量进行选择。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，光电复合缆还包括填充绳30，填充绳30设置于加强层40内，以填充柔性光纤带10和柔性导线20之间的间隙，以使加强层40的端面呈圆形。

具体来说，在本实施例中，柔性光纤带10的截面为跑道形，柔性导线20为圆形，在一根光电复合缆包括多根柔性光纤带10和多根柔性导线20时，填充绳30填充于柔性光纤带10与柔性导线20之间，以使柔性光纤带10、柔性导线20和填充绳30排列后形成的结构，其外轮廓为圆形，以形成圆形线缆。

进一步地，在本实施例中，填充绳30为改性聚丙烯填充绳，填充绳30具有阻燃性能。具体来说，填充绳30采用改性聚丙烯材料，在改性聚丙烯材料中加入3.7％阻燃剂、7％增塑剂、0.6％共凝剂进行改性重塑，改性聚丙烯材料具有阻燃性能且扭转回复性能更为优异，在受外力作用后力值消除时可恢复原状。进一步地，改性聚丙烯材料密度为1.12～1.28g/cm³，拉伸强度≥45Mpa，弯曲强度≥100Mpa，断裂伸长率通常在260～330％，其具有优良的阻燃耐火性能，最高可在200℃下长期使用，遇火时火焰在燃烧一定时间内可自行熄灭，同时其电绝缘性能优异，介电强度≥14.5KV/mm。在本实施例中，填充绳30的外径为2.1±0.05mm。

进一步地，在本实施例中，加强层40为芳纶加强层。具体来说，芳纶的拉伸强度≥2700Mpa，弹性模量≥110Gpa，断裂伸长率≥3％，密度≤1.44g/cm³，本实施例所选用的芳纶的密度为1420D，数量为8根。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，防护套50包括阻水层51，阻水层51套设于加强层40的外部，阻水层51可在遇水后发生膨胀，以阻止水进入加强层40内。

具体来说，阻水层51可采用阻水纱、阻水带、阻水玻纤纱或阻水芳纶等其他阻水材料。在本实施例中，阻水层51采用阻水纱，所用阻水纱为涤纶工业长丝与交联聚丙烯酸类膨胀材料复合而成，可起到吸水膨胀后阻止水分进入光缆的作用。进一步地，所用的阻水纱线的密度为6000m/kg，吸水速率≥30ml/g/1min，吸水量≥40ml/g，抗拉力值≥50N，断裂伸长率≥10％，含水率≤8％，所用阻水纱的纱密度为1500D，数量为2根。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，防护套50还包括绝缘层52，绝缘层52套设于阻水层51的外部，绝缘层52为热塑性聚酰亚胺绝缘层。

具体来说，绝缘层52采用热塑性聚酰亚胺薄膜，热塑性聚酰亚胺作为一种综合性能优异的高分子复合材料，其具有良好的耐高温性能和电绝缘性能，长期使用温度可达260℃，最大耐热温度≥550℃，介电强度≥300kV/mm，同时还具有较高的热稳定性，其热膨胀系数为3×10^-5/K，机械性能也优于普通塑料材料，其拉伸强度≥210Mpa，弹性模量≥10Gpa。进一步地，在本实施例中，所用的热塑性聚酰亚胺薄膜宽度为18mm，厚度为0.4mm。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，防护套50还包括防护层53，防护层53套设于绝缘层52的外部。

具体来说，防护层53采用柔性聚氯乙烯护套料，柔性聚氯乙烯是由在纯聚氯乙烯材料中添加45％增塑剂改性重塑而成，其密度通常在1.4g/cm³，热膨胀系数为8×10^-5/K，拉伸强度≥80Mpa，断裂伸长率≥40％，介电强度≥19.6KV/mm。进一步地，在本实施例中，防护层53的外径为9.5±0.5mm，壁厚为1.5±0.1mm。

本实用新型实施例提供的光电复合缆，通过在光电复合缆内设置柔性光纤带和柔性导线，增大了光电复合缆的传输容量，且提高了信号传输速度，满足了机械臂的高精度、高速度使用需求；本实用新型实施例提供的光电复合缆，各层结构均为柔性材料，整体弯曲、扭转性能优异，经长期使用线缆不易发生变形，可长期维持信号传输的稳定性，延长了线缆的使用寿命；通过设置填充绳和绝缘层，使线缆具有优良的阻燃耐火性能，保证了线缆在突发火灾时的传输性能，同时，也保证了人员安全和财产安全。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种光电复合缆，其特征在于，包括：柔性光纤带、柔性导线、加强层和防护套，所述加强层包裹在所述柔性光纤带和所述柔性导线的外部；所述防护套套设在所述加强层的外部。

2.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述柔性光纤带包括：

多根光纤，多根所述光纤并排排列；

第一涂覆层，包裹在多根所述光纤的外部，所述第一涂覆层为环氧树脂涂覆层。

3.根据权利要求2所述的光电复合缆，其特征在于，所述柔性光纤带的数量为1根至9根，每根所述柔性光纤带内所述光纤的数量为4根至24根。

4.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述柔性导线包括：

铜导线；

第二涂覆层，包裹在所述铜导线的外部，所述第二涂覆层为聚氯乙烯涂覆层。

5.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，还包括填充绳，所述填充绳设置于所述加强层内，以填充所述柔性光纤带和所述柔性导线之间的间隙，以使所述光电复合缆的端面呈圆形。

6.根据权利要求5所述的光电复合缆，其特征在于，所述填充绳为改性聚丙烯填充绳，所述填充绳具有阻燃性能。

7.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述加强层为芳纶加强层。

8.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述防护套包括阻水层，所述阻水层套设于所述加强层的外部，所述阻水层可在遇水后发生膨胀，以阻止水进入所述加强层内。

9.根据权利要求8所述的光电复合缆，其特征在于，所述防护套还包括绝缘层，所述绝缘层套设于所述阻水层的外部，所述绝缘层为热塑性聚酰亚胺绝缘层。

10.根据权利要求9所述的光电复合缆，其特征在于，所述防护套还包括防护层，所述防护层套设于所述绝缘层的外部。