機器人用屏蔽型軟電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種機器人用屏蔽型軟電纜，包括八個銅導(dǎo)體單元和芳綸加強件，銅導(dǎo)體單元包括位于中心的芳綸纖維、內(nèi)導(dǎo)電層和外導(dǎo)體層；四個對稱絕緣線對絞合于所述芳綸加強件外表面形成纜芯；一第二聚四氟乙烯層縱包所述纜芯外表面，第二聚四氟乙烯層與四個對稱絕緣線對之間間隙填充有若干根棉紗；一棉纖維線纏繞于所述第二聚四氟乙烯層外表面形成緩沖滑動層，此棉纖維線纏繞方向與四個對稱絕緣線對絞合方向相反，若干根金屬絲并排地纏繞于所述緩沖滑動層外表面形成金屬屏蔽層，此金屬屏蔽層中金屬絲纏繞與所述棉纖維線相反；一第三聚四氟乙烯層繞包于所述金屬屏蔽層外表面。本發(fā)明軟電纜摩擦系數(shù)小、柔軟抗拉伸、無摩擦靜電產(chǎn)生、頻繁移動后仍然能保證結(jié)構(gòu)和電氣性能穩(wěn)定。
【專利說明】機器人用屏蔽型軟電纜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)電纜，尤其涉及一種機器人用屏蔽型軟電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的屏蔽型數(shù)據(jù)電纜的結(jié)構(gòu)是由4組對稱信號線對集合，繞包一層聚酯帶，然后繞包一層用于屏蔽的鋁塑復(fù)合帶，外層擠出PVC或其他塑料被覆層。對稱信號對是由兩根銅導(dǎo)體外被覆一層高密度聚乙烯層的絕緣線集合而成。產(chǎn)品性能符合TIA/EIA568B. 2的規(guī)范要求。為解決較低頻率下的電氣性能衰減問題及電磁干擾問題，有的產(chǎn)品設(shè)計在鋁塑復(fù)合帶外層編織一層銅絲屏蔽。對于要求移動用的屏蔽型數(shù)據(jù)電纜，對稱信號對的導(dǎo)體更換為多根銅絞合導(dǎo)體。該種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)電纜在固定敷設(shè)及移動場合使用時能夠保證傳輸性能。但是對于機械臂等頻繁移動、環(huán)境條件相對惡劣的環(huán)境下，該類產(chǎn)品的性能可靠性就不能滿足要求，經(jīng)過幾百次的移動，就會出現(xiàn)導(dǎo)體斷裂、衰減增加、抗干擾性能下降等問題。在移動的過程中，絕緣之間、絕緣與外層包帶、屏蔽之間存在摩擦，一方面容易產(chǎn)生靜電，引起信號干擾，同時頻繁的摩擦也會引起絕緣材料的機械物理性能下降。一般的機械臂都會要求10萬次以上的移動，如果不能解決纜芯結(jié)構(gòu)的滑動的影響，不能解決產(chǎn)品耐疲勞及屏蔽穩(wěn)定性的問題，就不能保證機械臂的信號傳輸需求。在這一點，傳統(tǒng)的線纜結(jié)構(gòu)很難保證符合要求。
[0003]如何設(shè)計一種數(shù)據(jù)電纜，能夠保證10萬次以上的頻繁往復(fù)運動過程中信號傳輸保證穩(wěn)定，成為本領(lǐng) 域技術(shù)人員努力的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種機器人用屏蔽型軟電纜，此機器人用屏蔽型軟電纜摩擦系數(shù)小、柔軟抗拉伸、無摩擦靜電產(chǎn)生、頻繁移動后仍然能保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的屏蔽型數(shù)據(jù)線纜，電纜拉斷力提高50%，抗彎曲次數(shù)提升300-500%，10000次彎曲衰減變化值小于3%。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種機器人用屏蔽型軟電纜，包括：八個銅導(dǎo)體單元和芳綸加強件，此銅導(dǎo)體單元外表面包覆有絕緣聚丙烯層，所述銅導(dǎo)體單元包括位于中心的芳綸纖維、由若干根絞合于芳綸纖維外表面的第一銅導(dǎo)線組成的內(nèi)導(dǎo)電層、由若干根第二銅導(dǎo)線絞合于內(nèi)導(dǎo)電層外表面形成外導(dǎo)體層；
所述八個銅導(dǎo)體單元兩兩絞合形成第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對且各自外表面均繞包有第一聚四氟乙烯帶，所述第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對絞合于所述芳綸加強件外表面形成纜芯；
一第二聚四氟乙烯層縱包所述纜芯外表面，所述第二聚四氟乙烯層與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對之間間隙填充有若干根棉紗；
一棉纖維線纏繞于所述第二聚四氟乙烯層外表面形成緩沖滑動層，此棉纖維線纏繞方向與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對絞合方向相反，若干根金屬絲并排地纏繞于所述緩沖滑動層外表面形成金屬屏蔽層，此金屬屏蔽層中金屬絲纏繞與所述棉纖維線相反；一第三聚四氟乙烯層繞包于所述金屬屏蔽層外表面，一外護套層包覆于所述第三聚四氟乙烯層外表面。
[0006]上述技術(shù)方案中進一步的改進技術(shù)方案如下：
I.上述方案中，所述棉纖維線疏繞于所述第二聚四氟乙烯層外表面。
[0007]2.上述方案中，所述芳綸加強件直徑為19(T210D。
[0008]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：
I.本發(fā)明機器人用屏蔽型軟電纜，其第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對各自外表面均繞包有第一聚四氟乙烯帶并絞合形成纜芯，第二聚四氟乙烯層縱包所述纜芯外表面，在頻繁的彎曲過程中，克服了第一、第二、第三和第四對稱絕緣線以及各自銅導(dǎo)體單元之間的距離和節(jié)距發(fā)生改變，從而引起電氣性能的改變；而且頻繁的彎曲過程中，第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對各自外表面均繞包有第一聚四氟乙烯帶，且第二聚四氟乙烯層通過縱包方式包覆具有四個第一聚四氟乙烯帶的對稱絕緣線對，由于第一聚四氟乙烯帶和第二聚四氟乙烯層具有摩擦系數(shù)低、強度高、耐腐蝕、絕緣性能好，該帶材的摩擦系數(shù)是0.04，是目前固體材料中摩擦系數(shù)最低的材料，且在金屬屏蔽層前通過縱包的方式包覆，減少由于繞包結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的搭接造成的摩擦力的增加，使得頻繁彎曲時纜芯的結(jié)構(gòu)變化影響降到最低；其次，由于減少摩擦力且聚四氟乙烯帶不容易產(chǎn)生靜電，也大大減少了靜電的產(chǎn)生，提高性能可靠性和安全性。
[0009]2.本發(fā)明機器人用屏蔽型軟電纜，其所述第二聚四氟乙烯層與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對之間間隙填充有若干根棉紗，一棉纖維線纏繞于所述第二聚四氟乙烯層外表面形成緩沖滑動層，此棉纖維線纏繞方向與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對絞合方向相反，若干根金屬絲纏繞于所述緩沖滑動層外表面形成金屬屏蔽層，此金屬屏蔽層中金屬絲并排地纏繞與所述棉纖維線相反，保證彎曲時，銅絲有足夠的移動位置而不產(chǎn)生拉伸造成斷線，同時銅絲與絕緣滑動層之間更容易滑動而不產(chǎn)生靜電干擾，該結(jié)構(gòu)既能保證電纜的柔軟度，也保證了頻繁彎曲后的屏蔽效果。
[0010]3.本發(fā)明機器人用屏蔽型軟電纜，所述纜芯與外護套層之間依次設(shè)置有第二聚四氟乙烯層，一棉纖維線纏繞于所述第二聚四氟乙烯層外表面形成緩沖滑動層，若干根金屬絲并排地纏繞于緩沖滑動層形成金屬屏蔽層，一第三聚四氟乙烯層繞包于所述金屬屏蔽層外表面，在金屬屏蔽層與外護套之間形成緩沖，避免在電纜的往復(fù)運動中，外護套與屏蔽層之間產(chǎn)生靜電干擾。同時，聚四氟乙烯帶的性能比較柔軟、光滑，不會影響到電纜的柔軟度，通過護套擠出時的工藝控制，光滑的表面使得在彎曲過程中纜芯與護層之間容易產(chǎn)生滑動，減小外力對銅導(dǎo)體及鍍錫銅絲編織層的拉伸，延長使用壽命。
[0011]4.本發(fā)明機器人用屏蔽型軟電纜，其銅導(dǎo)體單元包括位于中心的芳綸纖維、由若干根絞合于芳綸纖維外表面的第一銅導(dǎo)線組成的內(nèi)導(dǎo)電層、由若干根第二銅導(dǎo)線絞合于內(nèi)導(dǎo)電層外表面形成外導(dǎo)體層，提高了抗拉伸強度，保證了芳綸纖維在電纜結(jié)構(gòu)中心位置的穩(wěn)定；第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對絞合于一芳綸加強件外表面形成纜芯；保證了電纜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使得產(chǎn)品的拉斷力提高50%，抗彎曲次數(shù)提升300-500%，10000次彎曲衰減變化值小于3%。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]附圖1為本發(fā)明機器人用屏蔽型軟電纜結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明緩沖滑動層和金屬屏蔽層結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為附圖2中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為本發(fā)明銅導(dǎo)體單元結(jié)構(gòu)示意圖 附圖5為對比例電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]以上附圖中:1、銅導(dǎo)體單元；2、絕緣聚丙烯層；3、第一對稱絕緣線對；4、第二對稱絕緣線對；5、第三對稱絕緣線對；6、第四對稱絕緣線對；7、第一聚四氟乙烯帶；8、纜芯；9、第二聚四氟乙烯層；10、棉紗；12、緩沖滑動層；13、金屬絲；14、金屬屏蔽層；15、第三聚四氟乙烯層；16、外護套層；17、棉纖維線；18、聚酯帶；19、金屬編織層；20、芳綸纖維；21、芳綸加強件；22、第一銅導(dǎo)線；23、第二銅導(dǎo)線。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
實施例:一種機器人用屏蔽型軟電纜，包括:八個銅導(dǎo)體單元I和芳綸加強件21，此銅導(dǎo)體單元I外表面包覆有絕緣聚丙烯層2，所述銅導(dǎo)體單元I包括位于中心的芳綸纖維20、由若干根絞合于芳綸纖維20外表面的第一銅導(dǎo)線22組成的內(nèi)導(dǎo)電層、由若干根第二銅導(dǎo)線23絞合于內(nèi)導(dǎo)電層外表面形成外導(dǎo)體層；所述芳綸加強件21直徑為19(T210D ；
所述八個銅導(dǎo)體單元I兩兩絞合形成第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對3、4、5、6且各自外表面均繞包有第一聚四氟乙烯帶7，所述第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對3、4、
5、6絞合于所述芳綸加強件21外表面形成纜芯8 ；
一第二聚四氟乙烯層9縱包所述纜芯8外表面，所述第二聚四氟乙烯層9與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對3、4、5、6之間間隙填充有若干根棉紗10 ；
在頻繁的彎曲過程中，克服了第一、第二、第三和第四對稱絕緣線以及各自銅導(dǎo)體單元之間的距離和節(jié)距發(fā)生改變，從而引起電氣性能的改變；而且頻繁的彎曲過程中，第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對各自外表面均繞包有第一聚四氟乙烯帶，且第二聚四氟乙烯層通過縱包方式包覆具有四個第一聚四氟乙烯帶的對稱絕緣線對，由于第一聚四氟乙烯帶和第二聚四氟乙烯層具有摩擦系數(shù)低、強度高、耐腐蝕、絕緣性能好，該帶材的摩擦系數(shù)是
0.04，是目前固體材料中摩擦系數(shù)最低的材料，且在金屬屏蔽層前通過縱包的方式包覆，減少由于繞包結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的搭接造成的摩擦力的增加，使得頻繁彎曲時纜芯的結(jié)構(gòu)變化影響降到最低；其次，由于減少摩擦力且聚四氟乙烯帶不容易產(chǎn)生靜電，也大大減少了靜電的產(chǎn)生，提高性能可靠性和安全性；
一棉纖維線17纏繞于所述第二聚四氟乙烯層9外表面形成緩沖滑動層12，此棉纖維線17纏繞方向與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對3、4、5、6絞合方向相反，若干根金屬絲13并排地纏繞于所述緩沖滑動層12外表面形成金屬屏蔽層14，此金屬屏蔽層14中金屬絲13纏繞與所述棉纖維線17相反；一方面保證彎曲時，銅絲有足夠的移動位置而不產(chǎn)生拉伸造成斷線，同時銅絲與絕緣滑動層之間更容易滑動而不產(chǎn)生靜電干擾，該結(jié)構(gòu)既能保證電纜的柔軟度，也保證了頻繁彎曲后的屏蔽效果；
一第三聚四氟乙烯層15繞包于所述金屬屏蔽層14外表面，一外護套層16包覆于所述第三聚四氟乙烯層15外表面。在金屬屏蔽層與外護套之間形成緩沖，避免在電纜的往復(fù)運動中，外護套與屏蔽層之間產(chǎn)生靜電干擾。同時，聚四氟乙烯帶的性能比較柔軟、光滑，不會影響到電纜的柔軟度，通過護套擠出時的工藝控制，光滑的表面使得在彎曲過程中纜芯與護層之間容易產(chǎn)生滑動，減小外力對銅導(dǎo)體及鍍錫銅絲編織層的拉伸，延長使用壽命。
[0015]上述棉纖維線17疏繞于所述第二聚四氟乙烯層9外表面。
[0016]對比例:一種屏蔽型數(shù)據(jù)線纜，包括八個銅導(dǎo)體單元1，此銅導(dǎo)體單元I外表面包覆有絕緣聚丙烯層2，所述銅導(dǎo)體單元I由若干根銅導(dǎo)線11絞合而成；
所述八個銅導(dǎo)體單元I兩兩絞合形成第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對3、4、5、6，所述第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對3、4、5、6絞合形成纜芯8，一聚酯帶18繞包所述纜芯8外表面，所述聚酯帶18與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對3、4、5、6之間間隙填充有若干根棉紗10 ；
由若干根銅絲編織而成的金屬編織層19位于聚酯帶18外表面，一外護套層16包覆于所述金屬編織層19外表面。
[0017]性能測試數(shù)據(jù)如表1所示:
【權(quán)利要求】
1.一種機器人用屏蔽型軟電纜，其特征在于：包括：八個銅導(dǎo)體單元（1)和芳綸加強件(21)，此銅導(dǎo)體單元（1)外表面包覆有絕緣聚丙烯層（2)，所述銅導(dǎo)體單元（1)包括位于中心的芳綸纖維（20)、由若干根絞合于芳綸纖維（20)外表面的第一銅導(dǎo)線（22)組成的內(nèi)導(dǎo)電層、由若干根第二銅導(dǎo)線（23)絞合于內(nèi)導(dǎo)電層外表面形成外導(dǎo)體層； 所述八個銅導(dǎo)體單元（1)兩兩絞合形成第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對（3、4、5、6)且各自外表面均繞包有第一聚四氟乙烯帶（7)，所述第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對（3、4、5、6)絞合于所述芳綸加強件（21)外表面形成纜芯（8)； 一第二聚四氟乙烯層（9)縱包所述纜芯（8)外表面，所述第二聚四氟乙烯層（9)與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對（3、4、5、6)之間間隙填充有若干根棉紗（10)； 一棉纖維線（17)纏繞于所述第二聚四氟乙烯層（9)外表面形成緩沖滑動層（12)，此棉纖維線（17)纏繞方向與第一、第二、第三和第四對稱絕緣線對（3、4、5、6)絞合方向相反，若干根金屬絲（13)并排地纏繞于所述緩沖滑動層（12)外表面形成金屬屏蔽層（14)，此金屬屏蔽層（14)中金屬絲（13)纏繞與所述棉纖維線（17)相反； 一第三聚四氟乙烯層（15)繞包于所述金屬屏蔽層（14)外表面，一外護套層（16)包覆于所述第三聚四氟乙烯層（15 )外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人用屏蔽型軟電纜，其特征在于：所述棉纖維線（17)疏繞于所述第二聚四氟乙烯層（9 )外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人用屏蔽型軟電纜，其特征在于：所述芳綸加強件（21)直徑為190?210D。
【文檔編號】H01B7/02GK104036874SQ201410219691
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】崔久德, 陸春良, 沈建新, 孫建衛(wèi), 張博, 韓志東 申請人:江蘇亨通線纜科技有限公司