一种高强度运动电缆的制作方法

本发明涉及一种电缆，尤其涉及一种高强度运动电缆。

背景技术：

应用于机器人、拖链系统等工业自动化智能装备中的特种运动电缆，其内导体是产品的关键零部件。由于此类特种运动电缆随着机器人手臂或拖链系统的连续运动而进行连续的、持续不间断的弯折、曲饶、扭转等运动，因此对于其内导体的使用寿命提出很大的挑战；此类特种运动电缆的内导体需要在高速的、高频的、复杂的连续运动状态下提供长期、稳定、有效的传输功能(电力、数据、信号等)。

现有产品在内导体设计上主要有以下两种形式：

第一种：所述内导体由铜导体丝绞合而成；第二种：所述内导体由合金导体丝绞合而成。

第一种形式中铜导体丝是铜丝或镀有其他金属的铜丝，该内导体在长期连续运动状态下的不足之处在于：

1)抗拉强度、抗张强度不足，其原因是由于铜导体丝较软，因此当机器人或拖链系统高速运动时，加速度所产生的力、及运动时的拉力、拖拽力等将作用在内导体上，这会导致铜导体丝拉伸、甚至断裂；如果铜导体丝被拉伸，即拉细，则意味着内导体截面积的下降，这会导致电缆载流量降低、电缆升温，长期使用会导致电缆失效，亦或导致传输衰减增大，导致系统失效；如果内导体被外力直接拉断，则电缆直接失效。

2)金属疲劳寿命短：铜导体丝的金属疲劳寿命是有限的，当电缆处于长期的、连续的弯折、曲饶、扭转等应用环境下时，内导体很快就会到达其金属疲劳寿命极限，导致内导体断裂、电缆失效。

第二种形式中的合金导体丝主要是铜合金丝，其不足之处在于：

1)导电率低，直流电阻高，其原因是合金导体丝的导电率相对纯铜较低，至少需要损失20％以上的导电率，这就意味着，相同截面积的合金导体，其载流量要比传统电缆降低很多，长期使用状态下，将导致导体升温，绝缘过早老化，最终导致击穿，电缆失效；并且，由于合金导体的导电率较低，会导致传输线上的衰减增大，导致系统失效；最后，与传统电缆相比，要想获得相同的电阻，那么铜合金丝电缆的截面积要更大，这样将会增加产品成本和安装成本，并且使用起来不方便。

2)合金导体的成本过高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于提供一种使用寿命高、抗拉强度好、且电阻低、性价比高的高强度运动电缆，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高强度运动电缆，包括内导体，所述内导体由内到外依次包括人造纤维丝、合金导体层和至少一层铜导体层，所述合金导体层由合金丝构成并绞合在人造纤维丝的外面，所述铜导体层是由铜丝构成并绞合在合金导体层的外面。

优选地，所述铜丝的表面还镀有其它金属。

优选地，所述铜导体层设有两层，所述外层绞合在内层上。

优选地，所述人造纤维丝由凯夫拉、芳纶、尼龙、碳素纤维材料中的一种或多种制成

如上所述，本发明一种高强度运动电缆，具有以下有益效果：

1)本发明有多种材料制成，综合不同材料的优越性能后使其具有卓越的抗拉力、抗弯折、抗曲饶、抗扭转等机械物理性能，还大大增加了使用寿命，降低了成本，性价比高；

2)因为采用合金导体层和铜导体层的双层不同性能结构，因此其电气性能优于现有产品，导电率高。

附图说明

图1为本发明的内导体示意图。

图2为本发明的内导体复合结构示意图。

图3为本发明的内导体复合结构示意图。

图4为本发明的内导体复合结构示意图。

图中：1 内导体

11 人造纤维丝

12 合金导体层

13 铜导体层

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明 书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明一种高强度运动电缆，以下简称电缆，如图1所示，其包括内导体1，所述内导体1从内到外依次包括人造纤维丝11、合金导体层12和至少一层铜导体层13，所述合金导体层12由合金丝构成并绞合在人造纤维丝11的外面，所述铜导体层13是由铜丝构成并绞合在合金导体层12的外面。其中所述铜丝的表面还可以镀有其他金属，优选为镀锡铜丝。在制造时，人造纤维丝11、合金导体层12和铜导体层13均由极小的绞合节距加工制成，使内导体1的抗拉力、抗弯折、抗曲饶、抗扭转等性能更佳。为了保证加工质量和工作的稳定可靠性，所述合金导体层12通过极小的绞合节距缠绕在人造纤维丝外，所述铜导体层13通过极小的绞合节距缠绕在合金导体层12外，当设有多层铜导体层13时，外层通过极小的绞合节距缠绕绞合在内层外面。以上所述所有极小的绞合节距均小于内导体直径的16倍。

当电缆随着机器人手臂或拖链系统的连续运动而进行连续的、持续不断的弯折、曲饶、扭转等运动时，电缆受到的拉力、拖拽力、及在高速加速度时产生的力等大部分作用在内导体1的中心位置，人造纤维丝11具有很好的抗拉强度、抗张强度，且其位于内导体1的中心位置，因此可以有效地帮助电缆吸收、承载、分散掉大部分的外力，起到保护内导体1在长期运动状态下不被外力所拉细、或拉断；并且人造纤维丝1还具有非常好的柔韧性能，在高强度的弯折、曲饶、扭转等运动状态下也不会断裂。

本发明中的合金导体层12是铜合金、镍合金、银合金等材料制成的高强度合金导体丝，其具有良好的抗张强度、抗拉强度、弯折寿命、曲饶寿命和扭转寿命等机械物理性能，由此高强度合金导体丝包覆的人造纤维丝形成的内导体核心可以有效地帮助电缆吸收、承载、分散掉大部分的外力，使电缆寿命大大提高；并且高强度合金导体丝也具有一定的导电性能，因此在吸收、承载、分散掉大部分的外力的同时，也起到导电或信号传输作用。

本发明的最外侧由一层或多层铜导体层13构成，因为其导电性能最为优越，并且设置在最外层，因此可以有效减少其受到运动状态下的拉力、拖拽力、及在高速加速度时产生的外力作用，确保电缆在长期运动状态下的稳定可靠。由上文可知，内导体1的核心主要起到抗张、抗拉作用，因此最外层的铜导体层13受到抗张强度、抗拉强度较小，也就有效起到了对铜导体层13的保护作用。

在本发明中，所述铜导体层13设有两层。

本发明中所述人造纤维丝11由凯夫拉、芳纶、尼龙、碳素纤维材料中的一种或多种制成。

如图2、图3、图4所述，所述内导体1作为子单元，经过小节距同心复绞形成的新内导体结构能够使其性能更进一步的提升；并且，由于内导体1是由多种材料制成，因此其性能高于现有产品，性价比很高。

综上所述，本发明一种高强度运动电缆，能够解决传统电缆中内导体的抗拉强度低、疲劳寿命短、导电率低、直流电阻高、成本过高的问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。