CN111199812A - 一种机器人械臂用扭转软电缆 - Google Patents
一种机器人械臂用扭转软电缆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111199812A CN111199812A CN201811375864.6A CN201811375864A CN111199812A CN 111199812 A CN111199812 A CN 111199812A CN 201811375864 A CN201811375864 A CN 201811375864A CN 111199812 A CN111199812 A CN 111199812A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cable
- core
- section
- parts
- polytetrafluoroethylene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 73
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 59
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 50
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 38
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 24
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 15
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 14
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 claims description 12
- CIYRLONPFMPRLH-UHFFFAOYSA-N copper tantalum Chemical compound [Cu].[Ta] CIYRLONPFMPRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 8
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- GHKOFFNLGXMVNJ-UHFFFAOYSA-N Didodecyl thiobispropanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(=O)OCCCCCCCCCCCC GHKOFFNLGXMVNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003508 Dilauryl thiodipropionate Substances 0.000 claims description 7
- 235000019304 dilauryl thiodipropionate Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims description 7
- 229910017059 organic montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 7
- PFCZNPZAITUKLI-UHFFFAOYSA-N [2,2-bis(acetyloxymethyl)-3-hydroxypropyl] acetate Chemical compound CC(=O)OCC(CO)(COC(C)=O)COC(C)=O PFCZNPZAITUKLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/02—Disposition of insulation
- H01B7/0208—Cables with several layers of insulating material
- H01B7/0216—Two layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
- H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
Landscapes
- Insulated Conductors (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种机器人械臂用扭转软电缆，该软电缆包括缆芯，以及由内到外依次包覆在所述缆芯外的由聚四氟乙烯制成的第一包带层、由铜钽合金丝绕制成的总金属屏蔽层、由聚四氟乙烯制成的第二包带层和改性聚四氟乙烯材料制成的外护套；所述改性聚四氟乙烯材料，以聚四氟乙烯为基体材料，主要添加聚醚嵌段酰胺；所述缆芯包括多根加强芯和多根三线组芯。本发明针对在高速移动，持续弯曲扭转且由拉力的机械手臂或拖链系统中现有技术的电缆易变形断裂，提供一种高抗拉性，低摩擦系数，高耐扭转和高耐磨的机器人械臂用扭转软电缆。
Description
技术领域
本发明涉及机器人用电缆技术领域，更具体地说，涉及一种机器人械臂用扭转软电缆。
背景技术
智能制造：这是由智能机器和人共同组成的人-机一体化智能系统。智能化是制造自动化的发展方向。机器人除了广泛应用于制造业领域外，还应用于资源勘探开发、救灾排险、医疗服务、家庭、娱乐、军事和航天等其他领域。机器人是工业及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。在众多制造业领域中，应用工业机器人最广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业。2005年美洲地区汽车以及汽车零部件制造业，对工业机器人的需求占该地区所有对工业机器人需求的比例高达61％，未来几年工业机器人的需求将会呈现出高速增长趋势。
机器人电缆是机器人的骨骼，机器人电缆的发展推动机器人产品化发展。据德国TUV(莱茵)公司的统计资料显示，目前，在机器人电缆耐扭转(无故障运行)次数方面，仍然以德国和日本领先，中国还处于刚起步阶段。国内机器人行业械臂用电缆中高端产品大部分还是采用进口，成本高昂，中高端机器人电缆国产化是机器人械臂用扭转软电缆的发展趋势，而现有技术中的国产机器人电缆还是存在着在高速移动，持续弯曲扭转且由拉力的机械手臂或拖链系统中电缆易变形断裂的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对在高速移动，持续弯曲扭转且由拉力的机械手臂或拖链系统中现有技术的电缆易变形断裂的问题，提供一种高抗拉性，低摩擦系数，高耐扭转和高耐磨的机器人械臂用扭转软电缆。
本发明就上述问题而提出的技术方案如下：
本发明提供一种机器人械臂用扭转软电缆，包括缆芯，以及由内到外依次包覆在所述缆芯外的由聚四氟乙烯制成的第一包带层、由铜钽合金丝同乡绕制成的总金属屏蔽层、由聚四氟乙烯制成的第二包带层和改性聚四氟乙烯材料制成的外护套；所述改性聚四氟乙烯材料，以聚四氟乙烯为基体材料，主要添加聚醚嵌段酰胺；所述缆芯包括多根加强芯和多根三线组芯。
根据所述的机器人械臂用扭转软电缆，每一所述加强芯由多根碳纤维绞合制成的第一导体，以及挤包在所述第一导体外部的由改性聚四氟乙烯材料制成的第一绝缘层构成；每一所述三线组芯包括由铜丝合金丝和多根碳纤维制成的第二导体，以及挤包在所述第二导体外部的由改性聚四氟乙烯材料制成的第二绝缘层构成；每一所述三线组芯外由内到外包括由聚四氟乙烯制成的第三包带层，由铜钽合金丝同向绕制成的分金属屏蔽层和由聚四氟乙烯制成的第四包带层。
根据所述的机器人械臂用扭转软电缆，所述缆芯由所述加强芯和所述三线组芯以相同节距绞合构成。
根据所述的机器人械臂用扭转软电缆，所述总金属屏蔽层和分金属屏蔽层由铜钽合金丝同向缠绕形成，屏蔽密度85％以上。
所述加强芯由一根中间加强芯和六根周围小加强芯构成，所述中间加强芯的直径等于三线组芯的直径，中间加强芯的直径是周围小加强芯直径的2.82倍；所述三线组芯的数量为六根，所述中间加强芯周围均匀放置六根三线组芯，在所述三线组芯外的每一空隙处分别放置六根所述小加强芯；每一所述加强芯和每一所述三线组芯均相切放置。
根据所述的机器人械臂用扭转软电缆，所述第二导体由铜丝合金丝和三根碳纤维绞合形成。
根据所述的机器人械臂用扭转软电缆，其中改性聚四氟乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将按配方重量计量的聚四氟乙烯共聚物100～120份、聚醚嵌段酰胺30～ 40份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5～20份，在高速混合机中高速混合 30秒钟，经双螺杆造粒机混合塑化造粒；
S2、将S2所得材料加入按配方重量计量的有机蒙脱土2～4份、聚乙烯蜡1～1.6份、硫代二丙酸双月桂酯0.8～1.5份、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚2～4 份和季戊四醇三露烯酸酯1.5～4份，在高速混合机中混合30秒钟，再在双阶机造粒机中捏合塑化造粒，切粒风冷后包装；
S3、将S2所得材料在电线电缆挤线机生产线上挤出，包覆在三线组芯上、加强芯上和缆芯上。
根据所述的机器人械臂用扭转软电缆，在所述S1步骤中的双螺杆造粒机的生产线包括输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段和机头；在双螺杆造粒机中的加工温度为：输送段200～220℃，熔融段220～255℃，混炼段250～305℃，排气段255～305℃，均化段255～305℃，机头250～310℃；
在所述S2步骤中的双阶机造粒机包括双螺杆造粒机和单螺杆造粒机，双螺杆造粒机的加工温度为：输送段200～230℃，熔融段255～300℃，混炼段255～ 300℃，排气段255～310℃，均化段255～310℃，机头255～310℃；所述单螺杆造粒机的生产线包括第一区，第二区，第三区和机头；在单螺杆造粒机的加工温度为：第一区200～225℃，第二区210～235℃，第三区270～295℃，机头 280～305℃；
在所述S3步骤中的挤线机的生产线上包括一区，二区，三区，四区和机头，其中一区200～225℃，二区210～235℃，三区280～305℃，四区280～305℃，机头290～315℃。
实施本发明提供的一种机器人械臂用扭转软电缆，具有以下有益效果：
由于在本发明方案中，机器人械臂用扭转软电缆由内到外依次包括缆芯、第一包带层、总金属屏蔽层、第二包带层和外护套；所述缆芯包括加强芯和三线组芯；所述加强芯和三线组芯分别包括导体和包覆于导体外侧的绝缘层；三线组芯还包括：绕包第三包带层，缠绕于第三包带层上的分金属屏蔽层，及绕包于分金属屏蔽层的第四包带层。有效的解决了现有技术中在高速移动，持续弯曲扭转且由拉力的机械手臂或拖链系统中现有技术的电缆易变形断裂的技术问题，首先，第一导体和第二导体采用超高强型的碳纤维，抗拉强度大于4GPa，模量达450Gpa，使得本发明的软电缆具有高抗拉性，高速移动、弯曲时不会断线。其次，第一绝缘层，第二绝缘层和外护套采用改性聚四氟乙烯材料，第一、二、三、四包带层采用聚四氟乙烯包带，聚四氟乙烯的摩擦因数低于0.01，可以充分消除扭转应力，提高扭性能，摩擦系数小，提升耐刮磨性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种机器人械臂用扭转软电缆的截面示意图；
图2为本发明实施例提供的一种机器人械臂用扭转软电缆加强芯的截面放大图；
图3为本发明实施例提供的一种机器人械臂用扭转软电缆三线组芯的截面放大图；
图4为本发明中改性聚四氟乙烯材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供通过提供一种机器人械臂用扭转软电缆，解决了现有技术中存在的在高速移动，持续弯曲扭转且由拉力的机械手臂或拖链系统中电缆易变形断裂的问题，不仅提高了抗拉性和耐扭转，而且具有低摩擦系数和高耐磨的特性。
本发明的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明提供了一种机器人械臂用扭转软电缆，包括缆芯，以及由内到外依次包覆在所述缆芯外的由聚四氟乙烯制成的第一包带层20、由铜钽合金丝绕制成的总金属屏蔽层30、由聚四氟乙烯制成的第二包带层40和改性聚四氟乙烯材料制成的外护套50；所述改性聚四氟乙烯材料，以聚四氟乙烯为基体材料，主要添加聚醚嵌段酰胺；所述缆芯包括多根加强芯11和多根三线组芯12。每一所述加强芯11由多根碳纤维绞合制成的第一导体111，以及挤包在所述第一导体外部的由改性聚四氟乙烯材料制成的第一绝缘层112构成；每一所述三线组芯12 包括由铜丝合金丝和多根碳纤维制成的第二导体121，以及挤包在所述第二导体外部的由改性聚四氟乙烯材料制成的第二绝缘层122构成；每一所述三线组芯外由内到外包括第三包带层123，分金属屏蔽层124和第四包带层125。
可见，在本发明实施例中，软电缆的导体(包括第一导体111和第二导体121) 采用碳纤维，具有高抗拉性，结构接触部位都采用为聚四氟乙烯材料，摩擦因数低于0.01，摩擦系数小，提高了软电缆的耐扭转性和耐刮磨性，金属屏蔽层采用铜钽合金丝同向缠绕形成，提高软电缆扭转性能，可扭转360°并能恢复。有效的解决了现有技术中机械臂用电缆在高速移动，持续弯曲扭转且有拉力时电缆变形、导体断裂的问题。
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明提供的一种机器人械臂用扭转软电缆，从内到外依次包括：缆芯、第一包带层20、总金属屏蔽层30、第二包带层40和外护套50；
缆芯包括：多根加强芯11和多根三线组芯12；其中加强芯11和三线组芯 12分别包括导体和包覆于导体外侧的绝缘层。
图2为加强芯11的截面放大图，如图2所示，加强芯11由第一导体111和包覆于第一导体外侧的第一绝缘层112构成。图3为三线组芯12的截面放大图，如图3所示，三线组芯12由第二导体121和包覆于第二导体外侧的第二绝缘层 122构成。具体的，第一导体111为铜钽合金丝和多根碳纤维绞合制成，第二导体121由多根碳纤维制成；第一、二绝缘层(112、122)均由改性聚四氟乙烯材料制成。三线组芯12还包括：绕包于第二绝缘层122上的第三包带层123，缠绕在第三包带层上的分金属屏蔽层124，绕包于分金属屏蔽层上的第四包带层125。
具体的，第一、二、三、四包带层(20、40、123、125)均由聚四氟乙烯制成，总金属屏蔽层30和分金属屏蔽层124均由铜钽合金丝制成，屏蔽密度85％以上，外护套50由改性聚四氟乙烯材料制成。
在具体实施过程中，加强芯11由中心加强芯和6根周围小加强芯组成，加强芯11和三线组芯12所采用的导体(包括第一导体111、第二导体121)采用超高强型的碳纤维，抗拉强度大于4GPa，模量达450Gpa，使得本发明的软电缆具有高抗拉性，能在高速移动和弯曲时不断线。
在具体实施过程中，每根三线组芯12包括六根由第二导体121包覆第二绝缘层122构成的绝缘线。这六根绝缘线按一定绞合节距成缆，并在绝缘线外绕包第三包带层123，在第三包带层123上缠绕分金属屏蔽层124，以及在分金属屏蔽层124上绕包第四包带层125，进而得到三线组芯12。这样的三线组芯12 能降低串音对信号传输干扰，降低衰减，提升机器人电缆信号传输稳定、准确性。
在具体实施过程中，所述机器人械臂用扭转软电缆中绝缘层(包括第一绝缘层112、第二绝缘层122)和外护套50均采用改性聚四氟乙烯材料。改性聚四氟乙烯材料由以下重量份的原料制成：聚四氟乙烯共聚物100～120份，聚醚嵌段酰胺30～40份，马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5～20份，有机蒙脱土2～4 份，聚乙烯蜡1～1.6份，硫代二丙酸双月桂酯0.8～1.5份，双硫醚2～4份，季戊四醇三露烯酸酯1.5～4份。
其中，马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物的接枝率为0.6％～1.2％。
改性聚四氟乙烯材料对聚四氟乙烯材料进行改性，以聚四氟乙烯为基体材料，主要添加聚醚嵌段酰胺，保留聚四氟乙烯众多优点：耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐气候、高润滑和高电绝缘性，另外提高了抗拉强度30MPa和抗挠曲疲劳性。
在具体实施过程中，总金属屏蔽层30和分金属屏蔽层124均由铜钽合金丝同向缠绕形成，屏蔽密度85％以上，同向缠绕提升电缆扭转性能，可扭转360°，并能恢复。
下面给出一种机器人械臂用扭转软电缆的具体结构说明，请结合图1，图2 以及图3，该机器人械臂用扭转软电缆包括：
七根加强芯11，其中包括1根中心加强芯和6根周围小加强芯，其中，中间加强芯的直径等于三线组芯的直径，中间加强芯的直径是周围小加强芯直径的 2.82倍；碳纤维绞合，第一绝缘层112为改性聚四氟乙烯材料；
六根三线组芯12，每根三线组芯12包括三根绝缘线；每根绝缘线由铜钽合金丝和3根碳纤维绞合，第二绝缘层122为改性聚四氟乙烯材料；这六根绝缘线按一定节距绞合，在绞合绝缘线外绕包第三包带层123，在第三包带层123上缠绕分金属屏蔽层124，以及在分金属屏蔽层124上绕包第四包带层125，进而得到三线组芯12；其中，第三包带层123和第四包带层125为包带，分金属屏蔽层124由铜钽合金丝同向缠绕形成。
其中，七根加强芯11和六根三线组芯按照图1的结构排列成缆芯，即：中间加强芯周围均匀放置六根三线组芯，在所述三线组芯外的每一空隙处放置六根所述小加强芯；每一所述加强芯和每一所述三线组芯相切。在缆芯外侧绕包第一包带层20，外侧再缠绕金属总屏蔽30，绕包第二包带层40，挤包改性聚四氟乙烯材料的外护套50，最终获得一种低摩擦系数，高耐扭转及高耐磨的软电缆。
请参考图4，其中制备改性聚四氟乙烯材料的方法，包括以下步骤：
S1、将按配方重量计量的聚四氟乙烯共聚物100～120份、聚醚嵌段酰胺30～40份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5～20份，在高速混合机中高速混合 30秒钟，经双螺杆造粒机混合塑化造粒。加工温度为：输送段200～220℃，熔融段220～255℃，混炼段250～305℃，排气段255～305℃，均化段255～305℃，机头250～310℃；
S2、在S1步骤所得材料加入按配方重量计量的有机蒙脱土2～4份、聚乙烯蜡1～1.6份、硫代二丙酸双月桂酯0.8～1.5份、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基) 硫醚2～4份和季戊四醇三露烯酸酯1.5～4份，在高速混合机中混合30秒钟，再在双阶机造粒机中捏合塑化造粒。双阶机造粒机包括双螺杆造粒机和单螺杆造粒机，其中双螺杆造粒机的加工温度为：输送段200～230℃，熔融段255～300℃，混炼段255～300℃，排气段255～310℃，均化段255～310℃，机头255～310℃；单螺杆造粒机加工温度为：第一区200～225℃，第二区210～235℃，第三区270～ 295℃，机头280～305℃，切粒风冷后包装；
S3、将第S2步所得材料在电线电缆挤线机生产线上，在一区200～225℃，二区210～235℃，三区280～305℃，四区280～305℃，机头290～315℃的温度下挤出，包覆在三线组芯12上、加强芯11上和缆芯上。
其中，在双螺杆造粒机、单螺杆造粒机和挤线机进行各个生产线的加工时，需要在各个机器的控制系统中对各个生产线上的温度进行预设，通过安装在各个生产线阶段内部的温度监测仪监测各个阶段的温度是否符合加工温度的范围要求，在不符合温度要求时，及时反馈到双螺杆造粒机、单螺杆造粒机和挤线机的控制系统，控制系统中的处理器对应将存储在其内的每一个对应区段的标准温度调取出来与实际检测的每一段或每一区内的温度进行比较，判断是否温度过低或者是过高，根据对应的标准温度对每一段区域的不同温度进行调节。
实施例1
S1、将按配方重量计量的聚四氟乙烯共聚物100份、聚醚嵌段酰胺30份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5份，在高速混合机中高速混合30秒钟，经双螺杆造粒机混合塑化造粒。加工温度为：输送段200℃，熔融段220℃，混炼段250℃，排气段255℃，均化段255℃，机头250℃；
S2、在S1步骤所得材料加入按配方重量计量的有机蒙脱土2份、聚乙烯蜡 1份、硫代二丙酸双月桂酯0.8份、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚2份和季戊四醇三露烯酸酯1.5份，在高速混合机中混合30秒钟，再在双阶机造粒机中捏合塑化造粒。双阶机造粒机包括双螺杆造粒机和单螺杆造粒机，其中双螺杆造粒机的加工温度为：输送段200℃，熔融段255℃，混炼段255℃，排气段255℃，均化段255℃，机头255℃；单螺杆造粒机加工温度为：第一区200℃，第二区210℃，第三区270℃，机头280℃，切粒风冷后包装；
S3、将第S2步所得材料在电线电缆挤线机生产线上，在一区200℃，二区 210℃，三区280℃，四区280℃，机头290℃的温度下挤出，包覆在三线组芯 12上、加强芯11上和缆芯上。
实施例2
S1、将按配方重量计量的聚四氟乙烯共聚物120份、聚醚嵌段酰胺40份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物20份，在高速混合机中高速混合30秒钟，经双螺杆造粒机混合塑化造粒。加工温度为：输送段220℃，熔融段255℃，混炼段305℃，排气段305℃，均化段305℃，机头310℃；
S2、在S1步骤所得材料加入按配方重量计量的有机蒙脱土4份、聚乙烯蜡 1.6份、硫代二丙酸双月桂酯1.5份、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚4份和季戊四醇三露烯酸酯4份，在高速混合机中混合30秒钟，再在双阶机造粒机中捏合塑化造粒。双阶机造粒机包括双螺杆造粒机和单螺杆造粒机，其中双螺杆造粒机的加工温度为：输送段230℃，熔融段300℃，混炼段300℃，排气段310℃，均化段200～225℃，第二区235℃，第三区295℃，机头305℃，切粒风冷后包装；
S3、将第S2步所得材料在电线电缆挤线机生产线上，在一区225℃，二区 235℃，三区305℃，四区305℃，机头315℃的温度下挤出，包覆在三线组芯 12上、加强芯11上和缆芯上。
实施例3
S1、将按配方重量计量的聚四氟乙烯共聚物110份、聚醚嵌段酰胺35份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物15份，在高速混合机中高速混合30秒钟，经双螺杆造粒机混合塑化造粒。加工温度为：输送段210℃，熔融段235℃，混炼段275℃，排气段275℃，均化段275℃，机头280℃；
S2、在S1步骤所得材料加入按配方重量计量的有机蒙脱土3份、聚乙烯蜡 1.4份、硫代二丙酸双月桂酯1.2份、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚3份和季戊四醇三露烯酸酯2.6份，在高速混合机中混合30秒钟，再在双阶机造粒机中捏合塑化造粒。双阶机造粒机包括双螺杆造粒机和单螺杆造粒机，其中双螺杆造粒机的加工温度为：输送段225℃，熔融段275℃，混炼段275℃，排气段275℃，均化段275℃，机头275℃；单螺杆造粒机加工温度为：第一区215℃，第二区215℃，第三区285℃，机头295℃，切粒风冷后包装；
S3、将第S2步所得材料在电线电缆挤线机生产线上，在一区215℃，二区 225℃，三区295℃，四区295℃，机头300℃的温度下挤出，包覆在三线组芯 12上、加强芯11上和缆芯上。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。上面所提到的控制或者实现的切换功能都是通过处理器实现，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。上面所提到的存储器可以是终端内置的存储设备，例如硬盘或内存。本发明系统还包括了存储器，存储器也可以是系统的外部存储设备，插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。存储器还可以既包括系统的内部存储单元，也包括外部存储设备，用于存储计算机程序以及所需的其他程序和信息。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的信息。
综上所述，本发明提供的机器人械臂用扭转软电缆具有以下有益效果：
(1)第一导体111和第二导体121采用超高强型的碳纤维，抗拉强度大于 4GPa，模量达450Gpa，使得本发明的软电缆具有高抗拉性，高速移动、弯曲时不会断线。
(2)第一绝缘层112，第二绝缘层122和外护套50采用改性聚四氟乙烯材料，第一、二、三、四包带层(50、40、123、125)采用聚四氟乙烯包带，聚四氟乙烯具有不燃性，氧指数高达90，一种高级防火材料，耐酸碱，耐王水，以及耐油性能比TPU好，聚四氟乙烯的摩擦因数低于0.01，可以充分消除扭转应力，提高扭性能，摩擦系数小，提升耐刮磨性。
(3)采用特定配方的绝缘层材料和外护套材料，特定结构，特定的包带层材料，使得本发明的软电缆适合高频率弯曲和扭转，具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐气候、高润滑、高电绝缘性，抗挠曲疲劳性和高恢复性等特性，可以广泛应用在高速移动，持续弯曲扭转且有拉力的机械手臂或拖链系统中，耐弯曲及扭转性能达到10000万次而不发生电缆变形、导体断裂现象，确保电缆整体具有优良的机械物理性能，且还可以有效防止外部低频电磁干扰；其次，总金属屏蔽层30和分金属屏蔽层124采用缠绕铜钽合金丝屏蔽，屏蔽里外都包有聚四氟乙烯包带层(包括第一包带层20、第二包带层40、第三包带层123、第四包带层125)，外护套50和加强芯11都挤包改性聚四氟乙烯材料，整个软电缆结构相接触部分都为聚四氟乙烯材料，充分发挥聚四氟乙烯的高润滑、低摩擦系数的特性。由于聚四氟乙烯的摩擦因数低于0.01，仅为聚乙烯的四分之一，可以充分消除扭转应力，提高产品扭转性能，扭转360°可以恢复至原样，提高本发明软电缆的扭转弯曲寿命，弯曲10000万次，衰减变化值小于2％，摩擦系数小，提升本发明软电缆的耐刮磨性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种机器人械臂用扭转软电缆，其特征在于，包括缆芯，以及由内到外依次包覆在所述缆芯外的由聚四氟乙烯制成的第一包带层(20)、由铜钽合金丝同向绕制成的总金属屏蔽层(30)、由聚四氟乙烯制成的第二包带层(40)和改性聚四氟乙烯材料制成的外护套(50)；所述改性聚四氟乙烯材料，以聚四氟乙烯为基体材料，主要添加聚醚嵌段酰胺；
所述缆芯包括多根加强芯(11)和多根三线组芯(12)。
2.根据权利要求1所述的机器人械臂用扭转软电缆，其特征在于，每一所述加强芯(11)由多根碳纤维绞合制成的第一导体(111)，以及挤包在所述第一导体(111)外部的由改性聚四氟乙烯材料制成的第一绝缘层(112)构成；每一所述三线组芯(12)包括由铜丝合金丝和多根碳纤维制成的第二导体(121)，以及挤包在所述第二导体外部的由改性聚四氟乙烯材料制成的第二绝缘层(122)构成；每一所述三线组芯外由内到外包括由聚四氟乙烯制成的第三包带层(123)，由铜钽合金丝同向绕制成的分金属屏蔽层(124)和由聚四氟乙烯制成的第四包带层(125)。
3.根据权利要求1所述的机器人械臂用扭转软电缆，其特征在于，所述缆芯由所述加强芯(11)和所述三线组芯(12)以相同节距绞合构成。
4.根据权利要求2所述的机器人械臂用扭转软电缆，其特征在于，所述总金属屏蔽层(30)和分金属屏蔽层(125)由铜钽合金丝同向缠绕形成，屏蔽密度85％以上。
5.根据权利要求1所述的机器人械臂用扭转软电缆，其特征在于，所述加强芯(11)由一根中间加强芯和六根周围小加强芯构成，所述中间加强芯的直径等于三线组芯(12)的直径，中间加强芯的直径是周围小加强芯直径的2.82倍；所述三线组芯(12)的数量为六根，所述中间加强芯周围均匀放置六根三线组芯(12)，在所述三线组芯(12)外的每一空隙处分别放置六根所述小加强芯；每一所述加强芯(11)和每一所述三线组芯(12)均相切放置。
6.根据权利要求2所述的机器人械臂用扭转软电缆，其特征在于，所述第二导体(121)由铜丝合金丝和三根碳纤维绞合形成。
7.根据权利要求1所述的机器人械臂用扭转软电缆，其特征在于，所述改性聚四氟乙烯材料通过如下方法制备，包括以下步骤：
S1、将按配方重量计量的聚四氟乙烯共聚物100～120份、聚醚嵌段酰胺30～40份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物5～20份，在高速混合机中高速混合30秒钟，经双螺杆造粒机混合塑化造粒；
S2、将步骤S2所得材料加入按配方重量计量的有机蒙脱土2～4份、聚乙烯蜡1～1.6份、硫代二丙酸双月桂酯0.8～1.5份、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚2～4份和季戊四醇三露烯酸酯1.5～4份，在高速混合机中混合30秒钟，再在双阶机造粒机中捏合塑化造粒，切粒风冷后包装；
S3、将步骤S2所得材料在电线电缆挤线机生产线上挤出，包覆在三线组芯(12)上、加强芯(11)上和缆芯上。
8.根据权利要求7所述的机器人械臂用扭转软电缆，其特征在于：
在所述步骤S1中的双螺杆造粒机的生产线包括输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段和机头；在双螺杆造粒机中的对应每段的加工温度分别为：输送段200～220℃，熔融段220～255℃，混炼段250～305℃，排气段255～305℃，均化段255～305℃，机头250～310℃；
在所述步骤S2中的双阶机造粒机包括双螺杆造粒机和单螺杆造粒机，双螺杆造粒机中的对应每段的加工温度分别为：输送段200～230℃，熔融段255～300℃，混炼段255～300℃，排气段255～310℃，均化段255～310℃，机头255～310℃；所述单螺杆造粒机的生产线包括第一区，第二区，第三区和机头；在单螺杆造粒机中的对应每段的加工温度分别为：第一区200～225℃，第二区210～235℃，第三区270～295℃，机头280～305℃；
在所述步骤S3中的挤线机的生产线上包括一区，二区，三区，四区和机头，其中对应每段的加工温度分别为：一区200～225℃，二区210～235℃，三区280～305℃，四区280～305℃，机头290～315℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811375864.6A CN111199812B (zh) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | 一种机器人械臂用扭转软电缆 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811375864.6A CN111199812B (zh) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | 一种机器人械臂用扭转软电缆 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111199812A true CN111199812A (zh) | 2020-05-26 |
| CN111199812B CN111199812B (zh) | 2022-05-31 |
Family
ID=70747559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811375864.6A Active CN111199812B (zh) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | 一种机器人械臂用扭转软电缆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111199812B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101605824A (zh) * | 2006-12-21 | 2009-12-16 | 陶氏环球技术公司 | 官能化烯烃聚合物、由其制备的组合物和制品及它们的制备方法 |
| CN201667227U (zh) * | 2009-12-30 | 2010-12-08 | 天津塑力线缆集团有限公司 | 环保型高层建筑用阻燃吊装电缆 |
| CN102737764A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-10-17 | 昆山信昌电线电缆有限公司 | 柔软性机器人手臂电缆 |
| CN103299499A (zh) * | 2010-10-19 | 2013-09-11 | 3M创新有限公司 | 用于线缆连接的封装件 |
| CN203733487U (zh) * | 2014-01-24 | 2014-07-23 | 大连沈特电缆有限公司 | 铜包铝芯自锁钢带铠装控制电缆 |
| US20140231118A1 (en) * | 2011-09-27 | 2014-08-21 | Cambridge Enterprise Limited | Materials and Methods for Insulation of Conducting Fibres, and Insulated Products |
| CN105390190A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-09 | 江苏上上电缆集团有限公司 | 一种工业机器人用电缆及其制造方法 |
| CN105632597A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-01 | 江苏亨通线缆科技有限公司 | 高柔性耐扭曲机器人电缆 |
| CN107507673A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-22 | 特变电工(德阳)电缆股份有限公司 | 机器人用复合电缆及其制备方法 |
| CN209312455U (zh) * | 2018-11-19 | 2019-08-27 | 深圳市联嘉祥科技股份有限公司 | 一种机器人械臂用扭转软电缆 |
-
2018
- 2018-11-19 CN CN201811375864.6A patent/CN111199812B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101605824A (zh) * | 2006-12-21 | 2009-12-16 | 陶氏环球技术公司 | 官能化烯烃聚合物、由其制备的组合物和制品及它们的制备方法 |
| CN201667227U (zh) * | 2009-12-30 | 2010-12-08 | 天津塑力线缆集团有限公司 | 环保型高层建筑用阻燃吊装电缆 |
| CN103299499A (zh) * | 2010-10-19 | 2013-09-11 | 3M创新有限公司 | 用于线缆连接的封装件 |
| US20140231118A1 (en) * | 2011-09-27 | 2014-08-21 | Cambridge Enterprise Limited | Materials and Methods for Insulation of Conducting Fibres, and Insulated Products |
| CN102737764A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-10-17 | 昆山信昌电线电缆有限公司 | 柔软性机器人手臂电缆 |
| CN203733487U (zh) * | 2014-01-24 | 2014-07-23 | 大连沈特电缆有限公司 | 铜包铝芯自锁钢带铠装控制电缆 |
| CN105390190A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-09 | 江苏上上电缆集团有限公司 | 一种工业机器人用电缆及其制造方法 |
| CN105632597A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-01 | 江苏亨通线缆科技有限公司 | 高柔性耐扭曲机器人电缆 |
| CN107507673A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-22 | 特变电工(德阳)电缆股份有限公司 | 机器人用复合电缆及其制备方法 |
| CN209312455U (zh) * | 2018-11-19 | 2019-08-27 | 深圳市联嘉祥科技股份有限公司 | 一种机器人械臂用扭转软电缆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111199812B (zh) | 2022-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101887771B (zh) | 一种半导电eva塑料屏蔽软电缆及其制作方法 | |
| CN103163613B (zh) | 一种无线射频拉远用光缆及其制造方法 | |
| US20130248221A1 (en) | Cushioned cables | |
| CN110767371B (zh) | 一种高温计算机电缆及其加工工艺 | |
| CN110111935A (zh) | 一种智慧能源工业自动化用机器人软电缆及其生产工艺 | |
| CN111199812A (zh) | 一种机器人械臂用扭转软电缆 | |
| CN201717025U (zh) | 拖链电缆 | |
| CN211350196U (zh) | 一种适用于工业机器人的工业以太网电缆 | |
| CN218768798U (zh) | 一种高端设备控制系统用电缆 | |
| CN219476366U (zh) | 一种机器人伺服电缆 | |
| CN117038191A (zh) | 一种耐弯曲屏蔽增强电缆 | |
| CN201477956U (zh) | 一种军用移动型控制电缆 | |
| WO2011074693A1 (ja) | 高速差動用クワッドケーブル | |
| CN111785423A (zh) | 一种耐弯折耐腐蚀阻燃高柔性同轴电缆及其制作方法 | |
| CN214336360U (zh) | 一种新型绝缘对绞电缆 | |
| CN110148485B (zh) | 一种高柔性抗扭转机器人电缆 | |
| CN212587237U (zh) | 一种耐弯折耐腐蚀阻燃高柔性同轴电缆 | |
| CN112863759B (zh) | 一种无卤低烟环保型卷筒卷盘智能电缆及制备方法 | |
| CN104575844B (zh) | 一种计算机用数字信号传输线 | |
| CN207752804U (zh) | 汽车用屏蔽电缆 | |
| CN223347541U (zh) | 一种多芯同轴阻水环保电缆 | |
| CN222071574U (zh) | 一种耐扭拖链电缆 | |
| CN223155696U (zh) | 一种柔性电缆及工业机器人 | |
| CN219738562U (zh) | 一种高柔性拖链电缆 | |
| CN221446823U (zh) | 一种新型耐高低温抗扭控制信号移动软电缆 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210914 Address after: 241000 Fanchang County Economic Development Zone, Wuhu City, Anhui Province Applicant after: ANHUI LIANJIAXIANG SPECIAL CABLE Co.,Ltd. Address before: 518000 floor 12, building C, Shenzhen International Innovation Center, No. 1006, Shennan Avenue, Huafu street, Futian District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant before: SHENZHEN LIANJIAXIANG SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20241205 Address after: 19th Floor, Building K1, Lianjiaxiang Science and Technology Innovation Park, No. 18 Guansheng Fourth Road, Luhu Community, Guanhu Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province 518000 Patentee after: SHENZHEN LIANJIAXIANG SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 241000 Fanchang County Economic Development Zone, Wuhu City, Anhui Province Patentee before: ANHUI LIANJIAXIANG SPECIAL CABLE Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20250126 Address after: 518000 Luhu Community, Guanhu Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province, China. Building 1, Lianjiaxiang Science and Technology Innovation Park, Kesheng Road, 2017 Patentee after: Shenzhen Lianjiaxiang Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 19th Floor, Building K1, Lianjiaxiang Science and Technology Innovation Park, No. 18 Guansheng Fourth Road, Luhu Community, Guanhu Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province 518000 Patentee before: SHENZHEN LIANJIAXIANG SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |