一種高強度運動電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電纜，尤其涉及一種高強度運動電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用于機器人、拖鏈系統(tǒng)等工業(yè)自動化智能裝備中的特種運動電纜，其內(nèi)導(dǎo)體是產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件。由于此類特種運動電纜隨著機器人手臂或拖鏈系統(tǒng)的連續(xù)運動而進行連續(xù)的、持續(xù)不間斷的彎折、曲饒、扭轉(zhuǎn)等運動，因此對于其內(nèi)導(dǎo)體的使用壽命提出很大的挑戰(zhàn)；此類特種運動電纜的內(nèi)導(dǎo)體需要在高速的、高頻的、復(fù)雜的連續(xù)運動狀態(tài)下提供長期、穩(wěn)定、有效的傳輸功能(電力、數(shù)據(jù)、信號等)。
[0003]現(xiàn)有產(chǎn)品在內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計上主要有以下兩種形式:
[0004]第一種:所述內(nèi)導(dǎo)體由銅導(dǎo)體絲絞合而成；第二種:所述內(nèi)導(dǎo)體由合金導(dǎo)體絲絞合而成。
[0005]第一種形式中銅導(dǎo)體絲是銅絲或鍍有其他金屬的銅絲，該內(nèi)導(dǎo)體在長期連續(xù)運動狀態(tài)下的不足之處在于:
[0006]I)抗拉強度、抗張強度不足，其原因是由于銅導(dǎo)體絲較軟，因此當(dāng)機器人或拖鏈系統(tǒng)高速運動時，加速度所產(chǎn)生的力、及運動時的拉力、拖拽力等將作用在內(nèi)導(dǎo)體上，這會導(dǎo)致銅導(dǎo)體絲拉伸、甚至斷裂；如果銅導(dǎo)體絲被拉伸，即拉細，則意味著內(nèi)導(dǎo)體截面積的下降，這會導(dǎo)致電纜載流量降低、電纜升溫，長期使用會導(dǎo)致電纜失效，亦或?qū)е聜鬏斔p增大，導(dǎo)致系統(tǒng)失效；如果內(nèi)導(dǎo)體被外力直接拉斷，則電纜直接失效。
[0007]2)金屬疲勞壽命短:銅導(dǎo)體絲的金屬疲勞壽命是有限的，當(dāng)電纜處于長期的、連續(xù)的彎折、曲饒、扭轉(zhuǎn)等應(yīng)用環(huán)境下時，內(nèi)導(dǎo)體很快就會到達其金屬疲勞壽命極限，導(dǎo)致內(nèi)導(dǎo)體斷裂、電纜失效。
[0008]第二種形式中的合金導(dǎo)體絲主要是銅合金絲，其不足之處在于:
[0009]I)導(dǎo)電率低，直流電阻高，其原因是合金導(dǎo)體絲的導(dǎo)電率相對純銅較低，至少需要損失20%以上的導(dǎo)電率，這就意味著，相同截面積的合金導(dǎo)體，其載流量要比傳統(tǒng)電纜降低很多，長期使用狀態(tài)下，將導(dǎo)致導(dǎo)體升溫，絕緣過早老化，最終導(dǎo)致?lián)舸?，電纜失效；并且，由于合金導(dǎo)體的導(dǎo)電率較低，會導(dǎo)致傳輸線上的衰減增大，導(dǎo)致系統(tǒng)失效；最后，與傳統(tǒng)電纜相比，要想獲得相同的電阻，那么銅合金絲電纜的截面積要更大，這樣將會增加產(chǎn)品成本和安裝成本，并且使用起來不方便。
[0010]2)合金導(dǎo)體的成本過高。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種使用壽命高、抗拉強度好、且電阻低、性價比高的高強度運動電纜，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
[0012]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種高強度運動電纜，包括內(nèi)導(dǎo)體，所述內(nèi)導(dǎo)體由內(nèi)到外依次包括人造纖維絲、合金導(dǎo)體層和至少一層銅導(dǎo)體層，所述合金導(dǎo)體層由合金絲構(gòu)成并絞合在人造纖維絲的外面，所述銅導(dǎo)體層是由銅絲構(gòu)成并絞合在合金導(dǎo)體層的外面。
[0013]優(yōu)選地，所述銅絲的表面還鍍有其它金屬。
[0014]優(yōu)選地，所述銅導(dǎo)體層設(shè)有兩層，所述外層絞合在內(nèi)層上。
[0015]優(yōu)選地，所述人造纖維絲由凱夫拉、芳綸、尼龍、碳素纖維材料中的一種或多種制成
[0016]如上所述，本實用新型一種高強度運動電纜，具有以下有益效果:
[0017]I)本實用新型有多種材料制成，綜合不同材料的優(yōu)越性能后使其具有卓越的抗拉力、抗彎折、抗曲饒、抗扭轉(zhuǎn)等機械物理性能，還大大增加了使用壽命，降低了成本，性價比尚;
[0018]2)因為采用合金導(dǎo)體層和銅導(dǎo)體層的雙層不同性能結(jié)構(gòu)，因此其電氣性能優(yōu)于現(xiàn)有廣品，導(dǎo)電率尚。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的內(nèi)導(dǎo)體示意圖。
[0020]圖2為本實用新型第一實施例的內(nèi)導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本實用新型第二實施例的內(nèi)導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本實用新型第三實施例的內(nèi)導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:1內(nèi)導(dǎo)體
[0024]11人造纖維絲
[0025]12合金導(dǎo)體層
[0026]13銅導(dǎo)體層
【具體實施方式】
[0027]說明書附圖所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中間”等用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0028]本實用新型一種高強度運動電纜，以下簡稱電纜，如圖1所示，其包括內(nèi)導(dǎo)體1，所述內(nèi)導(dǎo)體I從內(nèi)到外依次包括人造纖維絲11、合金導(dǎo)體層12和至少一層銅導(dǎo)體層13，所述合金導(dǎo)體層12由合金絲構(gòu)成并絞合在人造纖維絲11的外面，所述銅導(dǎo)體層13是由銅絲構(gòu)成并絞合在合金導(dǎo)體層12的外面。其中所述銅絲的表面還可以鍍有其他金屬，優(yōu)選為鍍錫銅絲。在制造時，人造纖維絲11、合金導(dǎo)體層12和銅導(dǎo)體層13均由極小的絞合節(jié)距加工制成，使內(nèi)導(dǎo)體I的抗拉力、抗彎折、抗曲饒、抗扭轉(zhuǎn)等性能更佳。為了保證加工質(zhì)量和工作的穩(wěn)定可靠性，所述合金導(dǎo)體層12通過極小的絞合節(jié)距纏繞在人造纖維絲外，所述銅導(dǎo)體層13通過極小的絞合節(jié)距纏繞在合金導(dǎo)體層12外，當(dāng)設(shè)有多層銅導(dǎo)體層13時，外層通過極小的絞合節(jié)距纏繞絞合在內(nèi)層外面。以上所述所有極小的絞合節(jié)距均小于內(nèi)導(dǎo)體直徑的16倍。
[0029]當(dāng)電纜隨著機器人手臂或拖鏈系統(tǒng)的連續(xù)運動而進行連續(xù)的、持續(xù)不斷的彎折、曲饒、扭轉(zhuǎn)等運動時，電纜受到的拉力、拖拽力、及在高速加速度時產(chǎn)生的力等大部分作用在內(nèi)導(dǎo)體I的中心位置，人造纖維絲11具有很好的抗拉強度、抗張強度，且其位于內(nèi)導(dǎo)體I的中心位置，因此可以有效地幫助電纜吸收、承載、分散掉大部分的外力，起到保護內(nèi)導(dǎo)體I在長期運動狀態(tài)下不被外力所拉細、或拉斷；并且人造纖維絲I還具有非常好的柔韌性能，在高強度的彎折、曲饒、扭轉(zhuǎn)等運動狀態(tài)下也不會斷裂。
[0030]本實用新型中的合金導(dǎo)體層12是銅合金、鎳合金、銀合金等材料制成的高強度合金導(dǎo)體絲，其具有良好的抗張強度、抗拉強度、彎折壽命、曲饒壽命和扭轉(zhuǎn)壽命等機械物理性能，由此高強度合金導(dǎo)體絲包覆的人造纖維絲形成的內(nèi)導(dǎo)體核心可以有效地幫助電纜吸收、承載、分散掉大部分的外力，使電纜壽命大大提高；并且高強度合金導(dǎo)體絲也具有一定的導(dǎo)電性能，因此在吸收、承載、分散掉大部分的外力的同時，也起到導(dǎo)電或信號傳輸作用。
[0031]本實用新型的最外側(cè)由一層或多層銅導(dǎo)體層13構(gòu)成，因為其導(dǎo)電性能最為優(yōu)越，并且設(shè)置在最外層，因此可以有效減少其受到運動狀態(tài)下的拉力、拖拽力、及在高速加速度時產(chǎn)生的外力作用，確保電纜在長期運動狀態(tài)下的穩(wěn)定可靠。由上文可知，內(nèi)導(dǎo)體I的核心主要起到抗張、抗拉作用，因此最外層的銅導(dǎo)體層13受到抗張強度、抗拉強度較小，也就有效起到了對銅導(dǎo)體層13的保護作用。
[0032]在本實用新型中，所述銅導(dǎo)體層13設(shè)有兩層。
[0033]本實用新型中所述人造纖維絲11由凱夫拉、芳綸、尼龍、碳素纖維材料中的一種或多種制成。
[0034]如圖2、圖3、圖4所述，所述內(nèi)導(dǎo)體I作為子單元，經(jīng)過小節(jié)距同心復(fù)絞形成的新內(nèi)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)能夠使其性能更進一步的提升；并且，由于內(nèi)導(dǎo)體I是由多種材料制成，因此其性能尚于現(xiàn)有廣品，性價比很尚。
[0035]綜上所述，本實用新型一種高強度運動電纜，能夠解決傳統(tǒng)電纜中內(nèi)導(dǎo)體的抗拉強度低、疲勞壽命短、導(dǎo)電率低、直流電阻高、成本過高的問題。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的一些實際問題從而有很高的利用價值和使用意義。
[0036]上述實施方式僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。本實用新型還有許多方面可以在不違背總體思想的前提下進行改進，對于熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，可對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種高強度運動電纜，其特征在于，包括內(nèi)導(dǎo)體(1)，所述內(nèi)導(dǎo)體(I)由內(nèi)到外依次包括人造纖維絲(11)、合金導(dǎo)體層(12)和至少一層銅導(dǎo)體層(13)，所述合金導(dǎo)體層(12)由合金絲構(gòu)成并絞合在人造纖維絲(11)的外面，所述銅導(dǎo)體層(13)是由銅絲構(gòu)成并絞合在合金導(dǎo)體層(12)的外面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度運動電纜，其特征在于:所述銅絲的表面還鍍有金屬錫。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度運動電纜，其特征在于:所述銅導(dǎo)體層(13)設(shè)有兩層，其中外層絞合在內(nèi)層上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度運動電纜，其特征在于:所述人造纖維絲(11)由凱夫拉、芳綸、尼龍、碳素纖維材料中的一種制成。
【專利摘要】本實用新型提供一種高強度運動電纜，包括內(nèi)導(dǎo)體，所述內(nèi)導(dǎo)體由內(nèi)到外依次包括人造纖維絲、合金導(dǎo)體層和至少一層銅導(dǎo)體層，所述合金導(dǎo)體層由合金絲構(gòu)成并絞合在人造纖維絲的外面，所述銅導(dǎo)體層是由銅絲構(gòu)成并絞合在合金導(dǎo)體層的外面。所述銅絲的表面還鍍有其它金屬。本實用新型有多種材料制成，綜合不同材料的優(yōu)越性能后使其具有卓越的抗拉力、抗彎折、抗曲饒、抗扭轉(zhuǎn)等機械物理性能，還大大增加了使用壽命，降低了成本，性價比高。
【IPC分類】H01B5/10
【公開號】CN204792027
【申請?zhí)枴緾N201520328217
【發(fā)明人】孫敏波
【申請人】鑠程智能科技（上海）有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月20日