[发明专利]机器人用复合电缆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆，具体是一种机器人用的集气压、电力和信号传输于一体的复合电缆，以及该复合电缆的制备方法。

背景技术

智能型工业设备具有按照设定指令而自动执行工作任务的功能，是最典型的机电一体化数字化装备，例如机器人，其在自动化的工业生产中取代人类、得到了较为广泛的应用，现以机器人为例对智能型工业设备作详细介绍、说明。

机器人的动作需要依靠电力、控制信号和气压传动来保障，这就需要在机器人上布置对应的导线和管件，以确保电力、信号和气体的有效、有序输送。

目前，布置于主流机器人上的气压传动管、电力电缆和信号电缆是分散、独立的，尤其是气压传动管未能集成于电缆内，这就使得机器人上的气压传动系统与电力和/或信号传输系统必须分开安装，导致机器人内的管线布置空间大。为了尽可能的减小布置于机器人上的管线布置空间内的管线体积，通常处理措施是将分开安装的气压传动管与电力和/或信号传输电缆先以线束集成的方式处理，然后再进行总体穿管布置。如此，虽然使布置于机器人上的各管线相对规范、有序，但结构疏散、体积仍然大，对管线布置空间的要求高，更何况，气压传动管为直线连接，其在机器人上的工作过程中需要经常性的弯曲、移动，在此状态下容易拉伸、损坏，进而会对机器人的使用寿命造成直接影响，导致机器人的维护频繁，使用成本高。

有鉴于此，电缆设计、制造行业针对机器人的特殊性，在大力研发各种集气压传动、电力传输和信号传输于一体的复合电缆，通过这种复合电缆使布置于机器人上的管线能够紧凑化、长效化，这些研究成果在已公开的中国专利文献中屡见报到。然而，已公开的研究成果虽然使复合电缆集气压传动、电力传输和信号传输于一体，相较实现了紧凑化，但由于复合电缆的成缆结构限制，使得这些复合电缆的耐弯曲性能和耐扭转性能不足，在机器人的反复弯曲、扭转动作中，这些复合电缆易产生损坏，即使用寿命短。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述智能型工业设备的特殊性和现有复合电缆的不足，提供一种结构紧凑、抗拉、耐弯曲、耐扭转、使用寿命长的机器人用复合电缆，以及该复合电缆的制备方法。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是，一种机器人用复合电缆，所述复合电缆具有总缆芯和包覆于总缆芯外部的外包带层及外护套层；所述总缆芯主要是由至少一根气压传动管、至少一根信号电缆和至少一根电力电缆绞合而成，所述总缆芯的绞合间隙内填充有外填充物，所述信号电缆和电力电缆分别是由多根绝缘线芯绞合而成，所述信号电缆和电力电缆的绝缘线芯的绞合方向分别与总缆芯的绞合方向相同。进一步的，所述外填充物为涤纶丝、芳纶丝和/或棉线；所述外包带层为无纺布的绕包结构、绕包重叠率＞25%；所述外护套层为TPE材料、TPU材料或PVC材料的挤出结构。

作为优选方案之一，所述总缆芯是由两根气压传动管、两根结构相同或不同的信号电缆和三根结构相同或不同的电力电缆绞合而成，在总缆芯的绞合结构中，两根气压传动管沿总缆芯的轴向中心对称成型，两根信号电缆沿总缆芯的轴向中心对称成型，两根电力电缆沿总缆芯的轴向中心对称成型。

作为优选方案之一，所述信号电缆主要是由缆芯和由内而外包覆于缆芯外的包带层、屏蔽层和护套层组成，所述信号电缆的缆芯主要是由多根对绞单元绞合而成，每根对绞单元具有绞合在一起的两根绝缘线芯，每根绝缘线芯的导体主要是由若干根铜丝和若干根芳纶丝绞合而成，所述绝缘线芯的绞合方向与信号电缆的缆芯绞合方向相同，所述信号电缆的缆芯绞合间隙内填充有填充物；和/或，所述信号电缆主要是由缆芯和由内而外包覆于缆芯外的包带层、屏蔽层和护套层组成，所述信号电缆的缆芯主要是由多根对绞单元和至少一根单绝缘线芯绞合而成，每根对绞单元具有绞合在一起的两根绝缘线芯，每根绝缘线芯的导体主要是由若干根铜丝和若干根芳纶丝绞合而成，所述绝缘线芯的绞合方向与信号电缆的缆芯绞合方向相同，所述信号电缆的缆芯绞合间隙内填充有填充物。进一步的，所述填充物为涤纶丝、芳纶丝和/或棉线；所述包带层为绕包于缆芯外部的铝塑复合带，所述铝塑复合带的绕包重叠率＞25%；所述屏蔽层为斜包于缆芯外的镀锡铜丝和芳纶丝的混合物，所述屏蔽层的斜包密度＞90%；所述护套层为抗拉无纺布的绕包结构、绕包重叠率＞25%，或者，所述护套层为TPE材料、TPU材料或PVC材料的挤出结构。