CN110853810A - 一种机器人编码器电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人编码器电缆，包括电缆主体，所述电缆主体包括外部的防护单元和内部的缆芯，缆芯还包括漂浮体，该漂浮体的横截面整体呈带有缺口的圆形，缺口的形状呈椭圆形，供电单元设于该缺口内，通信单元设于漂浮体的中心；电缆主体通过线缆安装装置安装于机器人主体上，两个线缆安装装置之间的线缆主体上套有波纹管，线缆安装装置的通孔的两端设有与波纹管连接的连接单元，波纹管的两端设有与连接单元配合的管口；连接单元包括通孔两端凸出的接头部；本发明设计带有不对称的漂浮体，是电缆易于水上铺设的同时具备一定的复位功能，且电缆主体表皮破损后也不会发生进水，极大的提高了有水环境下的安全性。

Description

一种机器人编码器电缆

技术领域

本发明涉及一种机器人技术领域，具体是一种机器人编码器电缆。

背景技术

申请号为CN201820460801.X的发明专利公开了“本实用新型公开了一种高柔性抗拉耐扭转机器人电缆，包括合金丝导体和外防护套，所述合金丝导体的外表面固定连接有聚合物绝缘层，所述聚合物绝缘层的外壁活动连接有镀锡铜丝屏蔽层，所述聚合物绝缘层的数量为两个，且两个聚合物绝缘层分别活动连接在镀锡铜丝屏蔽层的内部，所述镀锡铜丝屏蔽层的内部填充有抗扭加强芯。该高柔性抗拉耐扭转机器人电缆通过在合计丝导体的外表面设置聚合物绝缘层，能够有效的增强电缆的弹性和回弹性，使电缆的柔软性增加，通过设置了防水保护套和非吸湿性保护层，能够有效的增强抗湿防潮性能，使电缆可以在潮湿环境下正常工作，通过设置了连接杆、支撑架和安装环，能够有效的增强电缆的使用性能”。诸如上述专利的类似机器人电缆虽然采用了各种措施实现电缆的耐用性，但是未考虑到水下以及在容易接触到水的环境下工作的机器人的使用条件。

另一方面申请号为CN201220480704.X的发明专利公开了“本实用新型涉及工业机器人技术领域，提供了一种工业机器人线缆安装装置，包括转接件，转接件为曲轴形结构，转接件包括转接件第一法兰、转接件第二法兰、第一法兰连接件和第二法兰连接件；转接件第一法兰与工业机器人的C轴运动部位上的机器人法兰固定连接，转接件第二法兰与执行设备固定连接；转接件第一法兰和转接件第二法兰平行间隔设置，转接件第一法兰和转接件第二法兰的两侧分别通过第一法兰连接件和第二法兰连接件固定连接，线缆的第一段可扭动穿装于转接件中。本实用新型中，线缆与周围环境不会发生干涉，降低了线缆与设备的损耗，且不影响工业机器人运动轴的运动”，诸如上述专利所述的线缆安装装置虽然能够降低电缆的损耗，但是其本身与电缆的磨损不可避免，一旦电缆表皮破损，在水下或容易接触到水的环境下就容易发生进水现象，导致短路触电等危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于水下或容易接触到水的环境下使用的机器人编码器电缆，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人编码器电缆，包括电缆主体，所述电缆主体包括外部的防护单元和内部的缆芯，防护单元包括由内至外依次设置的外护套、纤维编织层、内护套和四氟乙烯层；

缆芯包括供电单元和通信单元，供电单元包括多根包覆绝缘层的导体，通信单元包括线组护套以及线组护套内部的多根绞合的控制线芯；

缆芯还包括漂浮体，该漂浮体的横截面整体呈带有缺口的圆形，缺口的形状呈椭圆形，供电单元设于该缺口内，通信单元设于漂浮体的中心；

漂浮体为电缆提供浮力，漂浮体采用非对称结构，且将密度较大的供电单元设置于漂浮体的缺口部分，因此使电缆在漂浮的时候所受浮力不再是均匀的，就会在无外力影响下保持浮力较小的部分位于保持下方位，能够在电缆在产生转动之后能够通过浮力差起到一部分辅助复位的作用。

电缆主体通过线缆安装装置安装于机器人主体上，电缆主体依次穿过多个线缆安装装置，线缆安装装置上设有与线缆主体配合的通孔；

两个线缆安装装置之间的线缆主体上套有波纹管，线缆安装装置的通孔的两端设有与波纹管连接的连接单元，波纹管的两端设有与连接单元配合的管口；

连接单元包括通孔两端凸出的接头部，接头部的外端设有第一环槽和第二环槽，第一环槽的深度为第二环槽的深度的2倍，第一环槽的外径等于第二环槽的内径，第一环槽的外半部分与第二环槽连通；第二环槽内设有压盖，压盖与波纹管的管口间隙配合，压盖内侧的第二环槽内填充密封填料。

作为本发明进一步的方案：所述聚乙烯内护套的材料为聚乙烯。

作为本发明进一步的方案：所述纤维编织层与四氟乙烯层有效提高电缆主体的韧性。

作为本发明进一步的方案：所述四氟乙烯层由聚四氟乙烯带重叠绕包构成。

作为本发明进一步的方案：所述接头部的外端和压盖的外端设有相互配合的法兰，这两个法兰之间通过螺栓连接。

作为本发明进一步的方案：所述接头部的轴线与线缆安装装置的通孔的轴线呈90～180°。

作为本发明进一步的方案：所述波纹管采用双壁波纹管。

作为本发明进一步的方案：所述波纹管未与连接单元连接的管口与线缆主体之间通过填充密封胶密封。保证整个通道的密封。

作为本发明进一步的方案：所述通信单元包括内防护套以及设于内防护套内部的控制线，内防护套的外表面覆盖有屏蔽层，多个控制线相互绞绕；抗干扰性强。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明设计带有不对称的漂浮体，是电缆易于水上铺设的同时具备一定的复位功能；

二、本发明设计波纹管配合电缆安装装置构成密封的通道，使电缆主体表皮破损后也不会发生进水，极大的提高了有水环境下的安全性。

附图说明

图1为机器人编码器电缆的截面结构示意图。

图2为机器人编码器电缆中电缆安装装置的结构示意图。

图3为机器人编码器电缆中连接单元的内部结构示意图。

图4为机器人编码器电缆中接头部的轴线与电缆安装装置的通孔的轴线呈90°的结构示意图。

图5为机器人编码器电缆接头部的轴线与电缆安装装置的通孔的轴线呈120°的结构示意图。

图6为机器人编码器电缆中波纹管与电缆主体填充密封胶的结构示意图。

图7为机器人编码器电缆中通信单元的结构示意图。

图中：1电缆主体、2外护套、3纤维编织层、4聚乙烯内护套、5四氟乙烯层、6供电单元、7通信单元、8漂浮体、9缺口、10电缆安装装置、11波纹管、12接头部、13第一环槽、14第二环槽、15压盖、16管口、20密封胶、21内防护套、22屏蔽层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例一

请参阅图1-3，一种机器人编码器电缆，包括电缆主体1，所述电缆主体1包括外部的防护单元和内部的缆芯，防护单元包括由内至外依次设置的外护套2、纤维编织层3、内护套4和四氟乙烯层5；

缆芯包括供电单元6和通信单元7，供电单元6包括多根包覆绝缘层的导体，通信单元7包括线组护套以及线组护套内部的多根绞合的控制线芯；

缆芯还包括漂浮体8，该漂浮体8的横截面整体呈带有缺口9的圆形，缺口9的形状呈椭圆形，供电单元6设于该缺口9内，通信单元7设于漂浮体8的中心；

漂浮体8为电缆提供浮力，漂浮体8采用非对称结构，且将密度较大的供电单元6设置于漂浮体8的缺口9部分，因此使电缆在漂浮的时候所受浮力不再是均匀的，就会在无外力影响下保持浮力较小的部分位于保持下方位，能够在电缆在产生转动之后能够通过浮力差起到一部分辅助复位的作用。

优选的，聚乙烯内护套4的材料为聚乙烯；

优选的，纤维编织层3与四氟乙烯层5有效提高电缆主体1的韧性。

优选的，四氟乙烯层5由聚四氟乙烯带重叠绕包构成。

电缆主体1通过电缆安装装置10安装于机器人主体上，电缆主体1依次穿过多个电缆安装装置10，电缆安装装置10上设有与电缆主体1配合的通孔；

两个电缆安装装置10之间的电缆主体1上套有波纹管11，电缆安装装置10的通孔的两端设有与波纹管11连接的连接单元，波纹管11的两端设有与连接单元配合的管口16；

连接单元包括通孔两端凸出的接头部12，接头部12的外端设有第一环槽13和第二环槽14，第一环槽13的深度为第二环槽14的深度的2倍，第一环槽13的外径等于第二环槽14的内径，第一环槽13的外半部分与第二环槽14连通；第二环槽14内设有压盖15，压盖15与波纹管11的管口16间隙配合，压盖15内侧的第二环槽14内填充密封填料。

连接时首先将波纹管11的管口16***第一环槽13，然后填充密封填料，然后再通过法兰连接压盖15，压盖15压紧密封填料，实现密封。

优选的，接头部12的外端和压盖15的外端设有相互配合的法兰，这两个法兰之间通过螺栓连接。

优选的，接头部12设计为可拆卸式的结构，通过法兰盘与电缆安装装置10连接。

本发明主要解决了以下问题：

一、本发明提供了一种能够通过浮力抵消电缆部分重力的电缆主体1结构，并且设计了非对称结构的浮体，使电缆主体1具备一定的复位功能，为电缆主体1的水上铺设提供技术支持；

二、电缆主体1最终还是要连接到机器人主体的接口，由于机器人舵机等旋转或摆动部件会带动电缆主体1的运动，但是为了保证部件的正常运转有需要设计足够的余量，因此需要设计电缆安装装置10进行限位，避免其缠绕于机器人部件上；

三、由于设计了电缆安装装置10对其限位，因此在与电缆安装装置10连接的电缆主体1部分容易磨损破损，对于水下或容易接触到水的环境下使用容易导致电缆主体1外层泄露，因此本发明设计波纹管11连接电缆安装装置10的接头单元，为电缆主体1提供一个防水的通道，作为安全的保障，即使电缆主体1防护单元失效也不会发生进水短路的问题。

实施例二

请参阅图4-5，在实施例一的基础上，因为电缆安装装置10的作用即是对电缆产生限位点，机器人不同的转向或摆动部件对于电缆的影响不同，而电缆限位点有时需要对电缆进行一定角度的弯曲才能够使其避开机器人部件的运动轨迹，这就需要通过接头部12弯曲限制电缆弯曲，必要的接头部12可以进行一定程度的延长；

优选的，接头部12的轴线与电缆安装装置10的通孔的轴线呈90～180°。

实施例三

在实施例一的基础上，波纹管11采用双壁波纹管。

实施例四

请参阅图6，在实施例一的基础上，波纹管11未与连接单元连接的管口16与电缆主体1之间通过填充密封胶20密封。保证整个通道的密封。

实施例五

请参阅图7，在实施例一的基础上，通信单元7包括内防护套21以及设于内防护套21内部的控制线芯，内防护套21的外表面覆盖有屏蔽层22，多个控制线芯相互绞绕；抗干扰性强。

优选的，屏蔽层22的表面设有另外一层内防护套21，优化其与漂浮体8的接触面。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种机器人编码器电缆，其特征在于，包括电缆主体，所述电缆主体包括外部的防护单元和内部的缆芯，防护单元包括由内至外依次设置的外护套、纤维编织层、内护套和四氟乙烯层；缆芯包括漂浮体，该漂浮体的横截面整体呈带有缺口的圆形，缺口的形状呈椭圆形，供电单元设于该缺口内，通信单元设于漂浮体的中心；

电缆主体通过线缆安装装置安装于机器人主体上，电缆主体依次穿过多个线缆安装装置，线缆安装装置上设有与线缆主体配合的通孔；两个线缆安装装置之间的线缆主体上套有波纹管，线缆安装装置的通孔的两端设有与波纹管连接的连接单元，波纹管的两端设有与连接单元配合的管口。

2.根据权利要求1所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述连接单元包括通孔两端凸出的接头部，接头部的外端设有第一环槽和第二环槽，第一环槽的深度为第二环槽的深度的2倍，第一环槽的外径等于第二环槽的内径，第一环槽的外半部分与第二环槽连通；第二环槽内设有压盖，压盖与波纹管的管口间隙配合，压盖内侧的第二环槽内填充密封填料。

3.根据权利要求1所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述缆芯包括供电单元和通信单元，供电单元包括多根包覆绝缘层的导体，通信单元包括线组护套以及线组护套内部的多根绞合的控制线芯。

4.根据权利要求1所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述聚乙烯内护套的材料为聚乙烯。

5.根据权利要求1所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述四氟乙烯层由聚四氟乙烯带重叠绕包构成。

6.根据权利要求2所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述接头部的外端和压盖的外端设有相互配合的法兰，这两个法兰之间通过螺栓连接。

7.根据权利要求2所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述接头部的轴线与线缆安装装置的通孔的轴线呈90～180°。

8.根据权利要求1或2所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述波纹管采用双壁波纹管。

9.根据权利要求1或2所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述波纹管的管口与线缆主体之间通过填充密封胶密封。

10.根据权利要求1所述的机器人编码器电缆，其特征在于，所述通信单元包括内防护套以及设于内防护套内部的控制线，内防护套的外表面覆盖有屏蔽层，多个控制线相互绞绕。

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