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机器人用线缆关键技术与应用
/杨媛玉，李昆鹏，范家铭，林洪波，高俊国
【摘要】人形机器人是人工智能领域的前沿发展方向之一，其运行依赖多关节高频运动与动力-信号同步传输，对核心功能部件的工况适配性有着严苛的要求。人形机器人线缆作为动力供应与信号交互的核心载体，在高频动态弯折、紧凑空间布局等典型工况下的性能适配性，直接决定了人形机器人的动作精度、长期运行稳定性及使用寿命。文中综述了人形机器人线缆的研究现状，明确了人形机器人线缆分为动力线缆、控制线缆、数据线缆3类，同时阐述了这3类线缆须满足的电性能要求和机械性能要求；进一步梳理了人形机器人线缆的结构由导体、绝缘层、屏蔽层和护套组成，并分别归纳了各结构的材料类型与工艺创新；系统分析了人形机器人线缆的技术规范及发展趋势，为后续人形机器人线缆的技术研发与行业规范化发展提供重要参考。
【关键词】人形机器人线缆；动力线缆；控制线缆；数据线缆；电性能；机械性能
/王佳佳，刘彦军，高俊国
【摘要】柔性电缆在运行过程中受到循环弯曲、拉伸与扭转等动态载荷的影响，其内部导体与绝缘层易出现累积损伤而导致疲劳失效，使用寿命大幅降低，对设备的稳定运行和人员安全造成巨大影响。通过对柔性电缆疲劳寿命预测，可以提前发现故障点，保障机器人等自动化设备正常运行，降低经济损失。在理解柔性电缆疲劳失效机理的基础上，文中系统梳理了柔性电缆疲劳寿命预测方法。基于有限元模型分析与寿命模型分析的预测方法，存在对模型依赖性高、对复杂工况适应性不足等问题；以神经网络为代表的人工智能方法，在处理柔性电缆的非线性复杂工况和预测精度等方面表现出巨大优势，但存在难以实时关联实际工况的局限。融合数字孪生框架与智能算法的疲劳寿命预测方法，通过实时数据采集与模型动态校准，能够实现对柔性电缆动态寿命的全周期预测，将成为该领域未来发展的主流趋势。
【关键词】柔性电缆；疲劳寿命预测；有限元分析；神经网络
/荔建荣，王俊坡，彭旺全，李金蓉
【摘要】随着机器人在工业、医疗、服务等领域的广泛应用，机器人信号传输线缆的电磁兼容性（electromagnetic compatibility，EMC）问题愈发突出。为解决该问题，文中围绕机器人信号传输线缆的EMC与抗干扰设计展开系统研究，剖析电磁干扰机制与传输线理论，提出综合屏蔽设计、接地策略、滤波技术，以及布线优化的抗干扰方案。经仿真与试验验证，采用双层复合屏蔽结构可使转移阻抗降低40%以上，优化布线策略能够减少串扰30%以上。同时，该研究构建了机器人线缆EMC性能评估体系，为高可靠性机器人系统设计提供理论支撑与技术依据，并给出工业应用建议与未来研究方向。
【关键词】机器人线缆；电磁兼容性；抗干扰设计；屏蔽效能；传输线理论；信号完整性
/鲍艳鹏
【摘要】为满足工业机器人对极细电缆绝缘材料在极端环境下的高可靠性要求，文中探讨了半硬质聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）绝缘材料的系统性配方方案。针对传统材料在宽温度范围、耐弯曲、成本方面的不足，提出以高聚合度PVC为基体，引入聚烯烃弹性体（polyolefin elastomer，POE）8150优化低温韧性与电性能，并采用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（trimethylolpropane trimethacrylate，TMPTMA）辐照交联技术，构建三维网络，将材料的长期耐温等级提升至105℃。通过全面性能试验验证，所开发材料的适用温度范围可扩展为−35~105℃，体积电阻率可提升为5.0×1014Ω·cm，弯曲寿命超过2000万次。该材料在实现性能突破的同时保持了成本优势，为高安全、长寿命机器人极细电缆提供了可靠的解决方案。
【关键词】半硬质PVC；机器人电缆；辐照交联；体积电阻率；宽温度范围
/陈晖，辅志辉，周佳龙，梁斌，孙翠，朱玲玲
【摘要】针对高端机器人电缆长期依赖进口且传统结构难以满足百万次级动态寿命的问题，以FLEX-FU 60 V 4×26 AWG+24×28 AWG柔性电缆为研究对象，探究成缆结构对动态弯曲寿命的影响。文中设计并对比了两种成缆方案：方案1以26 AWG星绞单元为中心支撑，方案2以芳纶纤维为中心填充，线芯均匀分布于外围。依据2 PfG 2577/08.16，在3D扭转与弯折耦合工况下开展疲劳寿命试验。结果表明，方案2有效克服了方案1中心线芯应力集中导致的断丝失效问题，其所有线芯直流电阻变化率均小于2%，无断丝现象，预测寿命（直流电阻增加5%的临界点）可达977万次，较方案1提升1倍以上。研究表明，采用芳纶中心填充能够有效分散复合交变应力，显著提升电缆抗疲劳性能。文中总结的结构设计原则，可为高柔性机器人电缆的工程化开发提供重要理论与试验依据。
【关键词】工业机器人电缆；3D扭转；结构设计；应力集中；芳纶填充；动态疲劳寿命
/黄素珍，王爱娣
【摘要】针对国内机器人电缆缺乏明确安装标准、安装不当易导致电缆过早失效的行业痛点，以型号为UL 20276 3P 26 AWG的机器人拖链电缆为对象，根据实际应用场景设计动态试验，研究安装长度余量、安装空间及大线规电缆交叉、扎带固定方式及位置3个安装因素对运行次数、导体直流电阻变化率和护套外观磨损程度等电缆使用寿命指标的影响，通过多组对照试验量化各因素的影响程度。结果表明，安装过紧会导致电缆断路，最大导体直流电阻变化率达855%，护套严重磨损漏编织；安装空间受限且存在大线规电缆交叉时，最大导体直流电阻变化率升至101%，护套明显磨损；链轨中间设置扎带会引发电缆断路，最大导体直流电阻变化率达212%。基于试验数据，提出“正常或轻微过松安装、保证充足安装空间、仅两端固定扎带”的科学安装规范，为机器人电缆的应用提供技术支撑，延长电缆服役寿命。
【关键词】机器人拖链电缆；安装因素；使用寿命；导体直流电阻变化率；护套磨损；拖链试验
材料研发与应用
/乔传威，王静礼，郑金周，孙彦，张旭哲
【摘要】特高压输电凭借超远距离、超大容量、低损耗的技术优势，成为我国能源优化配置的核心支撑，其工程建设的快速推进对架空导线防腐润滑材料提出了严苛要求。针对沿海高温潮湿、海洋环境、北方极端温差等复杂工况下导线腐蚀与传统防腐脂高低温性能不足的问题，基于聚（1,4-环己烷二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯）（PCCD）技术，开展特高压架空导线用耐热防腐脂的研发与应用研究。通过基础油复配、稠化剂筛选、添加剂配伍优化及系统性能测试，成功开发出一款满足GB/T 36292—2018《架空导线用防腐脂》和Q/GDW 11599—2016《间隙型架空导线用耐热脂技术条件》的防腐脂产品。该产品在−50~240℃温度范围内表现出优异的稳定性，滴点达330℃，腐蚀试验等级为10级，已通过国内外多家企业验证并实现初步应用。同时，文中系统分析特高压架空导线及防腐脂的国内外现状、标准体系、性能要求，详细阐述研发过程中的关键技术与试验结果，为特高压输电线路防腐材料的升级与产业化提供技术参考。
【关键词】特高压；架空导线；防腐脂；耐热性能；腐蚀防护；PCCD聚酯
/陈中区，徐开成，余凯，戚屹峰，周林
【摘要】针对交联聚乙烯（cross-linked polyethylene，XLPE）绝缘电缆铜导体在化学交联过程中出现的氧化变色问题，通过机理分析揭示氧化主因：除高温环境外，过氧化物交联副产物向导体迁移是引发催化氧化的核心诱因。基于此，提出导体-绝缘协同防护体系，导体侧采用质量分数为0.3%的苯并三氮唑（benzotriazole，BTA）溶液耐高温钝化处理与半导电尼龙带绕包；绝缘侧优化屏蔽料配方；工艺端实施氮气分段保护与交联参数精准调控。工业验证表明，该方案使导体氧化率降低92%，可为行业提供理论、技术双重解决方案。
【关键词】XLPE绝缘电缆；铜导体氧化；过氧化物交联；催化迁移氧化；协同防护
产品研究与开发
基于掺锗拉曼高散射特种光纤的分布式测温技术在智能预警电缆的应用
/陈婉芳
【摘要】文中提出一种新型掺锗拉曼高散射特种光纤在电力电缆智能监测中的应用方案。通过稳定性强化工艺使得该光纤在经过超200℃的生产环境后，其衰减仍保持在合理范围，保证了使用灵敏度。该智能预警电缆基于光时域反射仪（optical time-domain reflectometer，OTDR），实现分布式光纤测温（distributed temperature sensing，DTS），测温精度为±0.05℃，定位精度为0.1m，测温时间为5s，预计可将电力系统受损平均响应时间缩短至10s内。
【关键词】智能预警电缆；温度监测；分布式光纤测温；掺锗光纤；拉曼散射
/王小新，徐晓峰，郭瑞，郑方军，张吉云，陈玺，江成斌
【摘要】针对当前中压交联聚乙烯绝缘同轴电缆同心导体设计中，因结构参数与导体前外径强耦合、缺乏标准方法而导致的盲目性问题，文中提出一种定量化的结构优化设计体系。该方法以绞入率（λ）和单线电阻率确定同心导体电阻率，结合GB/T 3956—2008《电缆的导体》规定的直流电阻计算理论截面积，并根据绞线层数、缆芯外径与理论截面积的几何关系，推导单线直径（d）与根数（n）的解析解。以240mm2 规格电缆为研究对象，应用该体系获得优化方案：n=33根，d=2.98mm，λ=1.028。实测验证表明：导体实际截面积为236.1mm2，直流电阻为0.0750 Ω·km-1，电阻率为17.698Ω·mm2·km-1，各项指标均优于标准要求，且电阻率波动仅为0.15%。文中构建的“电-几何”一体化设计模型，明确了关键参数的量化关联，有效解决了传统经验设计的盲目性，为同轴电缆同心导体的标准化设计与工艺控制提供了可靠的理论依据和技术工具，具有显著的工程应用价值。
【关键词】中压电缆；同轴电缆；同心导体；直流电阻；标准化设计
/丁国锋，李苏盈，张松华，季忠
【摘要】在城市轻轨交通系统中，通信信号用光缆的阻燃性能直接影响消防安全。文中依据GB 31247—2014《电缆及光缆燃烧性能分级》中B1级阻燃性能要求，剖析不同阻燃等级的具体应用场景，从结构、材料等多方面进行试验研究，分析B1级光缆阻燃性能的影响因素和未来技术发展方向。
【关键词】轻轨用光缆；B1级阻燃；影响因素
标准化技术
/窦合超
【摘要】为明确美标与国标电缆用铜导体的核心技术差异，支撑跨标准产品设计、检测认证及技术规范解读，文中以导体结构分类体系与直流电阻计算方法为核心对象开展对比分析。结构分类方面，美标对绞合工艺与导体结构等细节界定精细，适配美国市场细分的产业需求；国标则构建宽泛框架，未细化绞合结构规定，其宏观分类逻辑兼容我国电缆产业规模化、通用化的应用场景。直流电阻计算方面，国标采用多维度修正系数整合材料特性与成缆工艺等因素，计算结果直接对应成品导体；美标则以绞合增量为核心修正项，聚焦绞合结构对直流电阻的影响，计算结果为未成缆导体的标称值。此外，两类标准在镀锡铜导体直流电阻计算修正方式、最大直流电阻约束等方面亦存在差异。分析结果可为研发设计人员面对不同市场或客户要求时进行精准设计提供参考，亦可结合导体结构与电阻特性的关联规律，为导体结构优化提供依据。
【关键词】美标导体；GB/T 3956—2008；导体结构分类；导体直流电阻
舰船电缆通用规范GJB 774A—2020与GJB 1916A—2022对比分析
/梁兆荣，梁萍，杨永平
【摘要】文中通过梳理中国舰船电缆领域GJB 774A—2020《舰船用电线电缆通用规范》和GJB 1916A—2022《舰船用低烟电线电缆通用规范》两个重要标准的技术要求、适用范围及发展演变情况，探讨其对舰船电缆设计、制造和应用的影响。GJB 774A—2020替代GJB 774—1989《舰船用电缆和软线通用规范》，给出了具体的材料性能要求，增加了低烟、无卤电缆的具体指标；而GJB 1916A—2022是对GJB 1916—1994《舰船用低烟电缆和软线通用规范》的修订，但修订内容较为宽泛，仍需相应详细规范的支撑。GJB 774A—2020适用于各类舰船的电力、照明、控制、通信、仪表及电子设备用电线电缆，GJB 1916A—2022则主要针对舰船用低烟电力电缆、装备电缆、通信电缆和综合电缆等。GJB 774A—2020更注重材料性能的明确化和指标的细化。这些差异使得GJB 774A—2020在电缆设计和制造中能够提供更具体的技术指导，推动舰船电缆向高性能、环保方向发展；GJB 1916A—2022则在低烟电缆领域具有一定的规范作用，但操作性仍有待提升。总体而言，GJB 774A—2020更具普适性和先进性，而GJB 1916A—2022在特定领域具有独特价值，两者共同推动中国舰船电缆技术的发展。
【关键词】舰船电缆；GJB 774A—2020；GJB 1916A—2022；对比分析
