技术简介:
本专利针对传统电缆抗扭抗拉性能不足的问题,创新性设计了包含齿条圈、主动齿轮与拨动齿的抗扭结构,通过机械传动分散扭转力,降低电缆本体受力强度。同时采用芳纶填充物与加强棒增强抗拉性,搭配聚氨酯护套料提升耐磨性,实现光电复合电缆的高可靠性与柔韧性。
关键词:抗扭结构,芳纶加强,光电复合电缆
1.本发明涉及电缆技术领域,尤其涉及一种抗拉光电复合电缆及其组件。
背景技术:2.电缆由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成,将电力或信息从一处传输到另一处的导线。
3.现有2021年11月16日公开的公告号为cn214753074u的可抗扭曲抗寒的阻燃电力电缆,抗扭曲抗寒的阻燃电缆本体外侧包裹有外层抗扭曲防护结构,抗扭曲抗寒的阻燃电缆本体包括抗扭曲抗寒阻燃结构,抗扭曲抗寒阻燃结构外壁包裹有防护外层,抗扭曲抗寒阻燃结构内壁装配有抗寒阻燃腔室结构,抗寒阻燃腔室结构内均匀插接有缆芯,缆芯与抗寒阻燃腔室结构内壁之间填充有填充绳;抗扭曲抗寒的阻燃电缆本体和外层抗扭曲防护结构配合使用,内部抗扭曲结构保留有足够的弯曲性能,配合外部抗扭曲结构补足抗扭曲能力;但是发明人发现阻燃电缆本体和外层抗扭曲防护结构的配合设置使得外层抗扭曲防护结构一旦转动,会带动外层抗扭曲防护结构两端的阻燃电缆本体扭转,这时对电缆本体的损害会比较大。
技术实现要素:4.有鉴于此,本发明的目的在于提出一种抗拉光电复合电缆及其组件,以解决抗扭结构扭转强制带动电缆芯扭转的问题。
5.基于上述目的,本发明提供了一种抗拉光电复合电缆,包括电缆芯,电缆芯外侧套设有外层护套,电缆芯设置有抗扭结构,抗扭结构包括设置在外层护套内侧壁上的齿条圈,电缆芯上设置有与齿条圈啮合传动的主动齿轮,主动齿轮两侧均设置有带动件,带动件包括位于主动齿轮斜下方并且与其啮合传动的第一从动齿轮,第一从动齿轮连接有固定臂,固定臂端部设置有与齿条圈配合设置的拨动齿,在外层护套收到外界扭转力的作用下逆时针转动时,通过齿条圈带动主动齿轮逆时针转动,由于主动齿轮与第一从动齿轮啮合传动,带动第一从动齿轮相对主动齿轮相反方向的顺时针转动,进而带动固定臂及拨动齿顺时针转动,使得位于主动齿轮左侧的拨动齿靠近齿条圈设置,拨动齿与齿条圈卡接,拨动齿限制齿条圈和外层护套转动。
6.可选的,拨动齿上设置有至少一个橡胶凸起。
7.可选的,拨动齿与固定臂之间连接有弹性弹簧,弹性弹簧外侧套设有第一多节伸缩限制护套。
8.可选的,第一多节伸缩限制护套的两端分别与固定臂和拨动齿固定连接。
9.可选的,固定臂上设置有与电缆芯轴线平行的连接条,固定臂前侧和后侧均设置有弧形滑槽,弧形滑槽内滑动连接有滑块,滑块上通过第二转动轴连接有第二从动齿轮,第二从动齿轮与齿条圈配合设置,主动齿轮共轴连接有第一转动轴,第一转动轴前侧和后侧均设置有与第二转动轴传动连接的第三转动轴,第三转动轴与第一转动轴之间通过减速件
连接。
10.在固定臂及拨动齿顺时针转动时,连接条推动滑块在弧形滑槽内滑动,使得第二从动齿轮与齿条圈啮合连接,此时由于主动齿轮转动带动第三转动轴转动,进而通过第二从动齿轮转动带动主动齿轮前侧和后侧的齿条圈及外层护套减速逆时针转动,便于在外层护套的受力处受到外界扭转力转动时,带动外层护套的受力处的前侧和后侧相较受力处慢速转动,降低外层护套由于外界扭转力受到的影响。
11.可选的,滑块一端通过连接弹簧与弧形滑槽内侧壁连接。
12.可选的,第三转动轴与第二转动轴之间通过传动皮带传动连接,传动皮带为弹性材料制备。
13.可选的,减速件包括与第一转动轴连接的驱动轴,驱动轴设置有驱动大齿轮,驱动轴一侧设置有第一带动轴,第一带动轴共轴设置有与驱动大齿轮啮合传动的带动小齿轮,带动小齿轮前侧共轴设置有带动大齿轮,驱动轴前侧设置有与第三转动轴连接的第二带动轴,第二带动轴共轴设置有与带动大齿轮啮合传动连接的驱动小齿轮。
14.可选的,电缆芯包括至少一个光缆,光缆外侧填充有芳纶填充物,芳纶填充物外侧设置有保护套,保护套外侧等角度设置有多个电源线,相邻的两个电源线之间设置有芳纶加强棒,电源线和芳纶加强棒外侧包裹有绕包层,绕包层外侧通过护套料设置外层护套。
15.基于上述实施方式,提出一种抗拉光电复合电缆的组件,包括护架,护架上开设有至少一个与外层护套配合设置的穿孔,外层护套内设置电缆芯,穿孔内侧壁开设有环形滑槽,环形滑槽内设置有与外层护套接触设置的圆形滑块。
16.本发明的有益效果:本发明提供的一种抗拉光电复合电缆及其组件,在外层护套收到外界扭转力的作用下逆时针转动时,通过齿条圈带动主动齿轮逆时针转动,由于主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合传动,带动第一从动齿轮相对所述主动齿轮相反方向的顺时针转动,进而带动固定臂及拨动齿顺时针转动,使得位于所述主动齿轮左侧的拨动齿靠近所述齿条圈设置,所述拨动齿与所述齿条圈卡接,所述拨动齿限制齿条圈和外层护套转动,其中位于主动齿轮右侧的拨动齿远离所述齿条圈设置,便于减小主动齿轮右侧的拨动齿对齿条圈转动的影响;在外层护套收到外界扭转力的作用下顺时针转动时,通过齿条圈带动主动齿轮顺时针转动,由于主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合传动,带动第一从动齿轮相对所述主动齿轮相反方向的逆时针转动,进而带动固定臂及拨动齿逆时针转动,使得位于所述主动齿轮右侧的拨动齿靠近所述齿条圈设置,所述拨动齿与所述齿条圈卡接,所述拨动齿限制齿条圈和外层护套转动,其中位于主动齿轮左侧的拨动齿远离所述齿条圈设置,便于减小主动齿轮右侧的拨动齿对齿条圈转动的影响,便于在外界环境中的扭转力带动电缆本体转动,抗扭结构中主动齿轮用于顺应扭转力对电缆本体的转动,另外转动一会后拨动齿再对其进行限制,降低了抗扭结构强制带动电缆本体的扭转的强度。
附图说明
17.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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例的结构示意图;
19.图2为图1中a处放大的结构示意图;
20.图3为图2中b处放大的结构示意图;
21.图4为本发明实施例的固定臂与拨动齿的连接结构示意图;
22.图5为本发明实施例的连接条的结构示意图;
23.图6为本发明实施例的减速件的一种结构示意图;
24.图7为本发明实施例的电缆芯的结构示意图。
25.图中:1、电缆芯;2、抗扭结构;3、外层护套;4、齿条圈;5、主动齿轮;6、第一从动齿轮;7、第一转动轴;8、固定臂;9、第一多节伸缩限制护套;10、弹性弹簧;11、拨动齿;12、弧形滑槽;13、滑块;14、第二转动轴;15、第二从动齿轮;16、传动皮带;17、连接弹簧;18、连接条;19、减速件;20、第三转动轴;21、橡胶凸起;22、光缆;23、芳纶填充物;24、保护套;25、电源线;26、芳纶加强棒;27、绕包层。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
27.需要说明的是,除非另外定义,本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
28.如图1、图2所示,一种抗拉光电复合电缆,包括电缆本体,电缆本体包括电缆芯1,所述电缆芯1外侧套设有外层护套3,所述电缆芯1设置有抗扭结构2,所述抗扭结构2包括设置在所述外层护套3内侧壁上的齿条圈4,所述电缆芯1上设置有与所述齿条圈4啮合传动的主动齿轮5,所述主动齿轮5两侧均设置有带动件,所述带动件包括位于所述主动齿轮5斜下方并且与其啮合传动的第一从动齿轮6,所述第一从动齿轮6连接有固定臂8,所述固定臂8端部设置有与所述齿条圈4配合设置的拨动齿11,在外层护套3收到外界扭转力的作用下逆时针转动时,通过齿条圈4带动主动齿轮5逆时针转动,由于主动齿轮5与所述第一从动齿轮6啮合传动,带动第一从动齿轮6相对所述主动齿轮5相反方向的顺时针转动,进而带动固定臂8及拨动齿11顺时针转动,使得位于所述主动齿轮5左侧的拨动齿11靠近所述齿条圈4设置,所述拨动齿11与所述齿条圈4卡接,所述拨动齿11限制齿条圈4和外层护套3转动,其中位于主动齿轮5右侧的拨动齿11远离所述齿条圈4设置,便于减小主动齿轮5右侧的拨动齿11对齿条圈4转动的影响;在外层护套3收到外界扭转力的作用下顺时针转动时,通过齿条圈4带动主动齿轮5顺时针转动,由于主动齿轮5与所述第一从动齿轮6啮合传动,带动第一从动齿轮6相对所述主动齿轮5相反方向的逆时针转动,进而带动固定臂8及拨动齿11逆时针转动,使得位于所述主动齿轮5右侧的拨动齿11靠近所述齿条圈4设置,所述拨动齿11与
所述齿条圈4卡接,所述拨动齿11限制齿条圈4和外层护套3转动,其中位于主动齿轮5左侧的拨动齿11远离所述齿条圈4设置,便于减小主动齿轮5右侧的拨动齿11对齿条圈4转动的影响,便于在外界环境中的扭转力带动电缆本体转动,抗扭结构2中主动齿轮5用于顺应扭转力对电缆本体的转动,另外转动一会后拨动齿11再对其进行限制,降低了抗扭结构2强制带动电缆本体的扭转的强度,提高了电缆本体使用寿命。
29.如图3所示,为了用于拨动齿11与所述齿条圈4啮合卡接时对两者的保护,所述拨动齿11上设置有至少一个橡胶凸起21。
30.如图4所示,为了延迟拨动齿11与所述齿条圈4卡住时间,所述拨动齿11与所述固定臂8之间连接有弹性弹簧10,所述弹性弹簧10外侧套设有第一多节伸缩限制护套9,在拨动齿11与所述齿条圈4相向转动时,拨动齿11限制不住齿条圈4的转动,拨动齿11相对齿条圈4再次摆动,弹性弹簧10的设置便于拨动齿11还可以与齿条圈4卡接,进而延迟拨动齿11与所述齿条圈4卡住时间。
31.所述第一多节伸缩限制护套9的两端分别与所述固定臂8和所述拨动齿11固定连接。
32.如图1、图2和图5所示,所述固定臂8上设置有与所述电缆芯1轴线平行的连接条18,所述固定臂8前侧和后侧均设置有弧形滑槽12,所述弧形滑槽12内滑动连接有滑块13,所述滑块13在所述弧形滑槽12内的滑动轨迹的圆形与所述主动齿轮5的圆形重合设置,所述滑块13上通过第二转动轴14连接有第二从动齿轮15,所述第二从动齿轮15与所述齿条圈4配合设置,所述主动齿轮5共轴连接有第一转动轴7,所述第一转动轴7前侧和后侧均设置有与所述第二转动轴14传动连接的第三转动轴20,所述第三转动轴20与所述第一转动轴7之间通过减速件19连接,在固定臂8及拨动齿11顺时针转动时,连接条18推动滑块13在弧形滑槽12内滑动,使得第二从动齿轮15与所述齿条圈4啮合连接,此时由于主动齿轮5转动带动第三转动轴20转动,进而通过第二从动齿轮15转动带动主动齿轮5前侧和后侧的齿条圈4及外层护套3减速逆时针转动,便于在外层护套3的受力处受到外界扭转力转动时,带动外层护套3的受力处的前侧和后侧相较受力处慢速转动,降低外层护套3由于外界扭转力受到的影响。
33.为了防止滑块13在弧形滑槽12内没有连接条18的推动就移动,所述滑块13一端通过连接弹簧17与所述弧形滑槽12内侧壁连接。
34.为了便于第二转动轴14带动第三转动轴20转动,所述第三转动轴20与所述第二转动轴14之间通过传动皮带16传动连接,所述传动皮带16为弹性材料制备。
35.如图6所示,所述减速件19包括与所述第一转动轴7连接的驱动轴,所述驱动轴设置有驱动大齿轮,所述驱动轴一侧设置有第一带动轴,所述第一带动轴共轴设置有与所述驱动大齿轮啮合传动的带动小齿轮,所述带动小齿轮前侧共轴设置有带动大齿轮,所述驱动轴前侧设置有与所述第三转动轴20连接的第二带动轴,所述第二带动轴共轴设置有与所述带动大齿轮啮合传动连接的驱动小齿轮,驱动小齿轮的直径小于驱动大齿轮的直径,所述带动大齿轮的直径大于带动小齿轮的直径,通过减速件19后,第一转动轴7转动速率大于所述第二带动轴的转动速率。
36.可选的,所述减速件19可替换,所述减速件19可以为行星减速器。
37.如图7所示,所述电缆芯1包括至少一个光缆22,所述光缆22外侧填充有芳纶填充
物23,所述芳纶填充物23外侧设置有保护套24,所述保护套24外侧等角度设置有多个电源线25,相邻的两个所述电源线25之间设置有芳纶加强棒26,芳纶加强棒26的设置提高电缆本体的抗拉力,所述电源线25和所述芳纶加强棒26外侧包裹有绕包层27,所述绕包层27外侧通过护套料设置所述外层护套3。
38.所述光缆22设置有4个,光缆22衰减≤3.5db/km@850nm、≤1.5db/km@1310nm,4个光缆22周侧通过芳纶填充物23填充,降低挤压程度,进而避免增大光缆22衰减;
39.芳纶填充物23的额定工作抗拉强度可以达到720n,瞬间抗拉力可以达4000n;
40.保护套24为挤包塑料,挤包时保护套24应为空管状,保护套24和光缆22之间留有0.2-0.5mm左右空隙。
41.电源线25采用0.08mm镀银丝进行绞合,以提高电缆本体的柔软性,电源线25外设置有绝缘层,绝缘层采用聚四氟乙烯薄膜绕包并烧结,以降低电缆本体的外径和重量,电源线25采用小节距成缆,成缆节距比不大于8倍,进而电缆本体的弯曲和卷绕性能;
42.绕包层27为0.04mm无纺布绕包而成,薄的无纺布可以提高无纺布和电源线25与所述芳纶加强棒26和护套料的附着性。
43.护套料采用聚胺酯,以提高电缆的耐磨,抗拉性能。
44.基于上述实施方式,提出一种抗拉光电复合电缆的组件,包括护架,所述护架上开设有至少一个与所述外层护套3配合设置的穿孔,所述外层护套3内设置所述电缆芯1,所述穿孔内侧壁开设有环形滑槽,所述环形滑槽内设置有与所述外层护套3接触设置的圆形滑块,为了进一步提高电缆本体的抗拉性,电缆本体通过圆形滑块与所述护架配合设置。
45.所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本发明的范围被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
46.本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。