本發(fā)明涉及一種電纜，尤其涉及一種機(jī)械臂電纜。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)用機(jī)械代替人工操作的技術(shù)日益重視，以及我國(guó)未來科技化、智能行業(yè)和電力行業(yè)的不斷發(fā)展，將為機(jī)械臂/ 機(jī)械手帶來前所未有的發(fā)展前景，由于機(jī)械臂使用環(huán)境千差萬別，這就要求與機(jī)械臂配套使用的電纜要具有優(yōu)異的電性能，同時(shí)兼顧優(yōu)越的物理機(jī)械性能。

目前國(guó)內(nèi)專用的機(jī)械臂電纜，由于電纜的柔軟性，耐磨性不好，使用壽命往往較短，而且這些電纜不能夠承受機(jī)械外力。在電纜受到承重或抗拉的外力下，電纜往往會(huì)受到損傷。在電纜反復(fù)的彎曲情況下，對(duì)彎曲性能提出了更大的挑戰(zhàn)，常用的鋼絲可能會(huì)出現(xiàn)斷裂，這樣就起不到承重和抗拉作用，斷裂的鋼絲還有可能把絕緣或護(hù)套扎破造成事故。

如何設(shè)計(jì)一種機(jī)械臂用電纜，能夠保證10萬次以上的頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中信號(hào)傳輸保證穩(wěn)定，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員努力的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種機(jī)械臂電纜，此機(jī)械臂電纜摩擦系數(shù)小、柔軟抗拉伸、無摩擦靜電產(chǎn)生、頻繁移動(dòng)后仍然能保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的機(jī)械臂電纜，電纜抗拉伸強(qiáng)度提高5%，抗彎曲次數(shù)提升10~20%，10000次彎曲衰減變化值小于5%。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種機(jī)械臂電纜，包括八個(gè)金屬導(dǎo)體單元和芳綸加強(qiáng)件，此金屬導(dǎo)體單元外表面包覆有絕緣聚丙烯層，所述金屬導(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錫銅合金導(dǎo)體、第一無氧銅導(dǎo)體組成的內(nèi)導(dǎo)電層、由若干根第二錫銅合金導(dǎo)體、第二無氧銅導(dǎo)體絞合于內(nèi)導(dǎo)電層外表面形成外導(dǎo)體層，所述第一錫銅合金導(dǎo)體和第一無氧銅導(dǎo)體直徑相等，所述第二錫銅合金導(dǎo)體和第二無氧銅導(dǎo)體直徑相等，所述第一錫銅合金導(dǎo)體、第一無氧銅導(dǎo)體直徑大于第二錫銅合金導(dǎo)體、第二無氧銅導(dǎo)體直徑，所述第一錫銅合金導(dǎo)體、第二錫銅合金導(dǎo)體中錫含量占0.6%，所述內(nèi)導(dǎo)電層中第一錫銅合金導(dǎo)體、第一無氧銅導(dǎo)體交替排列，所述外導(dǎo)體層中第二錫銅合金導(dǎo)體、第二無氧銅導(dǎo)體交替排列；

所述八個(gè)金屬導(dǎo)體單元兩兩絞合形成第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)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(duì)稱絕緣線對(duì)絞合于所述芳綸加強(qiáng)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(duì)稱絕緣線對(duì)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(dòng)層，此棉纖維線纏繞方向與第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)絞合方向相反，若干根金屬絲并排地纏繞于所述緩沖滑動(dòng)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(hù)套層包覆于所述第三聚四氟乙烯層外表面；

所述棉纖維線疏繞于所述第二聚四氟乙烯層外表面。

上述技術(shù)方案中進(jìn)一步的改進(jìn)技術(shù)方案如下：

1. 上述方案中，所述第一錫銅合金導(dǎo)體中錫含量占0.6%。

2. 上述方案中，所述第二錫銅合金導(dǎo)體中錫含量占0.6%。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1. 本發(fā)明機(jī)械臂電纜，其第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)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(duì)稱絕緣線以及各自金屬導(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(duì)稱絕緣線對(duì)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(gè)第一聚四氟乙烯帶的對(duì)稱絕緣線對(duì)，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(qiáng)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(shí)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。

2. 本發(fā)明機(jī)械臂電纜，其所述第二聚四氟乙烯層與第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)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(dòng)層，此棉纖維線纏繞方向與第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)絞合方向相反，若干根金屬絲纏繞于所述緩沖滑動(dòng)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(shí)，銅絲有足夠的移動(dòng)位置而不產(chǎn)生拉伸造成斷線，同時(shí)銅絲與絕緣滑動(dòng)層之間更容易滑動(dòng)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。

3. 本發(fā)明機(jī)械臂電纜，所述纜芯與外護(hù)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(dòng)層，若干根金屬絲并排地纏繞于緩沖滑動(dòng)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(hù)套之間形成緩沖，避免在電纜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，外護(hù)套與屏蔽層之間產(chǎn)生靜電干擾。同時(shí)，聚四氟乙烯帶的性能比較柔軟、光滑，不會(huì)影響到電纜的柔軟度，通過護(hù)套擠出時(shí)的工藝控制，光滑的表面使得在彎曲過程中纜芯與護(hù)層之間容易產(chǎn)生滑動(dòng)，減小外力對(duì)銅導(dǎo)體及鍍錫銅絲編織層的拉伸，延長(zhǎng)使用壽命。

4. 本發(fā)明機(jī)械臂電纜，其金屬導(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錫銅合金導(dǎo)體組成的內(nèi)導(dǎo)電層、由若干根無氧銅導(dǎo)體絞合于內(nèi)導(dǎo)電層外表面形成外導(dǎo)體層，提高了抗拉伸強(qiáng)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(duì)稱絕緣線對(duì)絞合于一芳綸加強(qiáng)件外表面形成纜芯；保證了電纜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使得產(chǎn)品的抗拉伸強(qiáng)度提高300%以上，抗彎曲次數(shù)提升300~500%，10000次彎曲衰減變化值小于2%。

5. 本發(fā)明機(jī)械臂電纜，其金屬導(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錫銅合金導(dǎo)體、第一無氧銅導(dǎo)體組成的內(nèi)導(dǎo)電層、由若干根第二錫銅合金導(dǎo)體、第二無氧銅導(dǎo)體絞合于內(nèi)導(dǎo)電層外表面形成外導(dǎo)體層，所述第一錫銅合金導(dǎo)體和第一無氧銅導(dǎo)體直徑相等，所述第二錫銅合金導(dǎo)體和第二無氧銅導(dǎo)體直徑相等，所述第一錫銅合金導(dǎo)體、第一無氧銅導(dǎo)體直徑大于第二錫銅合金導(dǎo)體、第二無氧銅導(dǎo)體直徑，所述第一錫銅合金導(dǎo)體、第二錫銅合金導(dǎo)體中錫含量占0.6%，所述內(nèi)導(dǎo)電層中第一錫銅合金導(dǎo)體、第一無氧銅導(dǎo)體交替排列，所述外導(dǎo)體層中第二錫銅合金導(dǎo)體、第二無氧銅導(dǎo)體交替排列，采用不同種類的導(dǎo)體和不同直徑的導(dǎo)體混合作為導(dǎo)體單元，相對(duì)于單一直徑的銅導(dǎo)體或合金導(dǎo)體，改善了電氣特性及抗彎曲特性；再次，不同材質(zhì)導(dǎo)體交替混合結(jié)構(gòu)，解決了導(dǎo)體抗拉力的均勻分布，彎曲時(shí)不存在局部抗拉力薄弱的區(qū)域。同時(shí)解決了導(dǎo)體電阻的均勻分布，在信號(hào)傳輸時(shí)更均勻。采用第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體直徑的差異性分布，使得外層的抗拉受力點(diǎn)分布更細(xì)密，更均勻。解決了導(dǎo)體外層彎曲時(shí)承受更大拉伸力及擠壓力容易斷裂的問題。同時(shí)外層導(dǎo)體直徑較小，使絞合導(dǎo)體表面更平整，信號(hào)傳輸時(shí)在導(dǎo)體表面的電磁波更均勻，減小電磁畸變，降低了衰減值。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明機(jī)械臂電纜結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本發(fā)明緩沖滑動(dòng)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)明金屬導(dǎo)體單元結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5為對(duì)比例電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖6為本發(fā)明局部結(jié)構(gòu)示意圖。

以上附圖中：1、金屬導(dǎo)體單元；2、絕緣聚丙烯層；3、第一對(duì)稱絕緣線對(duì)；4、第二對(duì)稱絕緣線對(duì)；5、第三對(duì)稱絕緣線對(duì)；6、第四對(duì)稱絕緣線對(duì)；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(dòng)層；13、金屬絲；14、金屬屏蔽層；15、第三聚四氟乙烯層；16、外護(hù)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(qiáng)件；22、第一錫銅合金導(dǎo)體；23、第一無氧銅導(dǎo)體；24、第二錫銅合金導(dǎo)體；25、第二無氧銅導(dǎo)體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例：一種機(jī)械臂電纜，包括：八個(gè)金屬導(dǎo)體單元1和芳綸加強(qiáng)件21，此金屬導(dǎo)體單元1外表面包覆有絕緣聚丙烯層2，所述金屬導(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外表面的第一錫銅合金導(dǎo)體22、第一無氧銅導(dǎo)體23組成的內(nèi)導(dǎo)電層、由若干根第二錫銅合金導(dǎo)體24、第二無氧銅導(dǎo)體25絞合于內(nèi)導(dǎo)電層外表面形成外導(dǎo)體層，所述第一錫銅合金導(dǎo)體22和第一無氧銅導(dǎo)體23直徑相等，所述第二錫銅合金導(dǎo)體24和第二無氧銅導(dǎo)體25直徑相等，所述第一錫銅合金導(dǎo)體22、第一無氧銅導(dǎo)體23直徑大于第二錫銅合金導(dǎo)體24、第二無氧銅導(dǎo)體25直徑，所述第一錫銅合金導(dǎo)體22、第二錫銅合金導(dǎo)體24中錫含量占0.6%，所述內(nèi)導(dǎo)電層中第一錫銅合金導(dǎo)體22、第一無氧銅導(dǎo)體23交替排列，所述外導(dǎo)體層中第二錫銅合金導(dǎo)體24、第二無氧銅導(dǎo)體25交替排列；

所述八個(gè)金屬導(dǎo)體單元1兩兩絞合形成第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)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(duì)稱絕緣線對(duì)3、4、5、6絞合于所述芳綸加強(qiáng)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(duì)稱絕緣線對(duì)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(duì)稱絕緣線以及各自金屬導(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(duì)稱絕緣線對(duì)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(gè)第一聚四氟乙烯帶的對(duì)稱絕緣線對(duì)，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(qiáng)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(shí)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(dòng)層12，此棉纖維線17纏繞方向與第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)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(dòng)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；保證彎曲時(shí)，銅絲有足夠的移動(dòng)位置而不產(chǎn)生拉伸造成斷線，同時(shí)銅絲與絕緣滑動(dòng)層之間更容易滑動(dòng)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(hù)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(hù)套之間形成緩沖，避免在電纜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，外護(hù)套與屏蔽層之間產(chǎn)生靜電干擾。同時(shí)，聚四氟乙烯帶的性能比較柔軟、光滑，不會(huì)影響到電纜的柔軟度，通過護(hù)套擠出時(shí)的工藝控制，光滑的表面使得在彎曲過程中纜芯與護(hù)層之間容易產(chǎn)生滑動(dòng)，減小外力對(duì)銅導(dǎo)體及鍍錫銅絲編織層的拉伸，延長(zhǎng)使用壽命。

上述棉纖維線17疏繞于所述第二聚四氟乙烯層9外表面。

對(duì)比例：一種機(jī)械臂用數(shù)據(jù)線纜，包括八個(gè)金屬導(dǎo)體單元1，此金屬導(dǎo)體單元1外表面包覆有絕緣聚丙烯層2，所述金屬導(dǎo)體單元1由若干根銅導(dǎo)線11絞合而成；

所述八個(gè)金屬導(dǎo)體單元1兩兩絞合形成第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)3、4、5、6，所述第一、第二、第三和第四對(duì)稱絕緣線對(duì)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(duì)稱絕緣線對(duì)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(hù)套層16包覆于所述金屬編織層19外表面。

上述第一錫銅合金導(dǎo)體22與第二錫銅合金導(dǎo)體24直徑比為10：6~8。

上述芳綸加強(qiáng)件21直徑為190~210D。

上述棉纖維線17疏繞于所述第二聚四氟乙烯層9外表面。

性能測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示：

表1

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。