KR102136237B1 - 디바이스, 상기 유형의 디바이스를 위한 공급 라인, 센서 라인, 및 비틀림 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디바이스(2)에 관한 것이다. 상기 디바이스는, 서로에 대해 이동가능하고 공급 라인(8)에 의해 서로 연결되는 2개의 기계 부품들(4, 6)을 가지며, 상기 공급 라인(8)에 따라, 센서 라인(10)은 공급 라인(8)의 비틀림을 측정하기 위해 장착되며; 센서 라인(10)은 측정 유닛(11)에 연결되며, 상기 측정 유닛(11)은 센서 라인(10)의 전기 매개변수(P)가 측정되는 방식으로 설계되며, 비틀림은 상기 매개변수(P)를 사용하여 확인된다. 본 발명은 추가적으로, 대응하는 공급 라인(8), 센서 라인(10) 및 비틀림 측정 방법에 관한 것이다.

Description

디바이스, 상기 유형의 디바이스를 위한 공급 라인, 센서 라인, 및 비틀림 측정 방법

본 발명은 디바이스, 상기 유형의 디바이스를 위한 공급 라인, 및 센서 라인, 그리고 공급 라인의 비틀림을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.

공급 라인은 2개의 기계 부품들을 연결시키는 데 그리고 2개의 기계 부품들 사이에 에너지, 신호들 및/또는 작동 매체를 전달하는 데 사용된다. 2개의 기계 부품들은 서로에 대해 빈번하게 이동가능해서, 공급 라인은 특히 반복되는 기계적 부하들, 특히 비틀림 부하들뿐만 아니라 예를 들어 굽힘 부하들을 받는다. 특히, 이러한 공급 라인의 가요성에 대한 높은 요건들은 제작시에 로봇들 섹터(robots sector), 예컨대 로봇 아암들(arms)을 초래한다. 공급 라인들은 또한 종종, 자동차 섹터에서 잠재적으로 크게 응력을 받는다.

공급 라인이 구성의 결과로서 단지 특정 정도의 변형, 특히 비틀림을 견디는 것이 이러한 사용시에 전반적으로 중요하며, 그리고 과도한 응력을 받는 경우에 기능 고장의 위험이 존재한다. 원리적으로, 강성 가이드 외형(rigid guide contour) 또는 제한된-이동 기구에 걸쳐 포지티브하게(positively) 공급 라인을 안내하는 것, 즉, 미리 결정된 경로만을 따라 상기 공급 라인을 안내하는 것, 그리고 특정 고정 지점들, 예컨대, 피봇들(pivots)에 대해 이동을 제약하는 것이 가능하다. 이러한 고정 지점들에서, 그 후, 비틀림 부하는 종래의 센서들에 의해 측정될 수 있다. 그러나, 공급 라인의 때때로 정기적인 포지션 변경 및 반복되는 변형은 도입부에서 언급된 사용의 영역들에서 특히 복잡하며, 그리고, 종종, 고도의 가변성(variability)이 요구된다. 그러나, 논-포지티브하게 안내되는 공급 라인의 경우에서의 비틀림 하중의 측정은 종래의 센서들에 의해서는 가능하지 않다.

이러한 배경으로, 본 발명의 목적은 이러한 응력을 받는, 특히 논-포지티브하게 안내되는 공급 라인들의 비틀림의 신뢰가능한 모니터링 또는 측정을 허용하는 것이다. 이를 위해, 공급 라인을 가지는 디바이스는 특정될 수 있으며, 이 공급 라인의 비틀림은 측정가능하고 그리고 가능한 한 간단하게 그리고 유연하게 측정된다. 공급 라인 자체는 이러한 경우에 가능한 한 자유롭게 이동가능할 수 있다. 더욱이, 본 의도는 특히 지점마다(point by point) 뿐만 아니라, 전체 공급 라인을 고려함으로써 실행될 비틀림 측정을 위한 것이다. 또한, 본 의도는 대응하는 공급 라인 및 센서 라인 그리고 공급 라인의 비틀림을 측정하기 위한 방법을 특정하는 것이다.

본 발명에 따라, 본 목적은 제1 항에서 청구되는 바와 같은 특징들을 가지는 디바이스에 의해 달성된다. 또한, 본 목적은 제9 항에서 청구되는 바와 같은 특징들을 가지는 공급 라인에 의해, 제10 항에서 청구되는 바와 같은 특징들을 가지는 센서 라인에 의해, 그리고 제11 항에서 청구되는 바와 같은 특징들을 가지는 방법에 의해 달성된다. 유리한 수정들, 개량들 및 변형들은 종속항들의 청구 대상이다. 여기서, 디바이스와 연계되는 설명들은 또한 동일한 의미로 공급 라인, 센서 라인 및 방법에 적용되며, 반대의 경우도 마찬가지이다.

디바이스는 일반적으로 2개의 기계 부품들을 가지며, 이 2개의 기계 부품들은 서로에 대해 이동가능하고 그리고 공급 라인에 의해 서로 연결된다. 공급 라인 그 자체는 보통 다수의, 다시 말해, 하나 또는 그 초과의 공급 스트랜드들(supply strands)을 가지며, 이 스트랜드를 통해, 2개의 기계 부품들 중 하나의 기계 부품이 공급된다. 공급 스트랜드들 이외에도, 공급 라인은 또한, 공급 라인의 비틀림을 측정하기 위한, 즉, 공급 라인의 (중앙) 길이 방향 축을 중심으로 하는 공급 축의 회전을 측정하기 위한 센서 라인(sensor line)을 갖는다. 여기서, 센서 라인은 측정 유닛에 연결되며, 이 측정 유닛은, 센서 라인의 전기 매개변수가 측정되고 그리고 매개변수에 의해, 적어도 비틀림에 대한 결론이 묘사되는 방식으로 형성된다. 따라서, 매개변수의 측정된 값으로부터, 현재 비틀림 부하에 대한 특징적인 변수가 유도되며, 그리고 이에 의해, 비틀림은 적어도 간접적으로 결정된다. 특히, 2개의 기계 부품들 사이의 공급 라인의 특히 전체 길이를 따른 공급 라인의 비틀림은 이러한 경우에 결정된다.

본 발명은 특히, 비틀림 센서를 부착시킴으로써 비틀림 측정이 단지 지점마다 관례적으로 가능한 관측(observation)에 기초한다. 그 후, 공급 라인은, 예를 들어, 특정 방식만으로 부하를 받도록 하기 위해 포지티브하게 안내되어야 하며, 이로써 특정 고정 지점들에서의 비틀림의 측정이 가능하다. 대안적으로, 대응하는 수의 센서들은 공급 라인을 따라 분배되도록 배열되어야 하며, 그 결과, 측정은 구조적인 관점에서 특히 복잡하게 된다. 그에 반해서, 적합한 구조를 갖는 라인의 전기 특성들이 이동 및/또는 변형 동안 측정가능한 방식으로 변해서, 대응하는 라인이 유리하게는 센서 라인으로서 사용될 수 있다는 것이 인식되어 왔다. 따라서, 본 발명의 실질적인 이점은 특히, 특정한 비틀림 센서들이 제거되며 그리고 대신에, 적합한 센서 라인이 비틀림 센서로서 사용된다는 사실로 구성된다. 이는, 센서 라인이 센서에 대한 이송 라인이 아니라, 그 자체가 센서, 더 정확하게는 비틀림 센서인 것을 의미한다. 따라서, 비틀림은, 센서 라인에 의해, 지점마다 측정되는 것이 아니라 통상적으로 수십 센티미터, 최대 수 미터의 상대적으로 큰 길이 방향 섹션들에 걸쳐, 특히 전체 길이의 센서 라인에 걸쳐 측정된다.

센서 라인의 전기 매개변수의 측정은 비틀림의 결정을 위해 중요하다. 이러한 매개변수의 하나의 특징은, 이 매개변수가 센서 라인의 비틀림에 따라 변한다는 점이다. 센서 라인이 공급 라인에 기계적으로 커플링되기 때문에, 공급 라인의 비틀림은 또한 바람직하게는, 센서 라인의 동일한 비틀림을 초래한다. 센서 라인은, 결국, 특정한 전달 특성들을 가지며, 이 전달 특성들은 매개변수에 의해 특징화된다. 따라서, 매개변수의 변경은, 특히, 센서 라인의 전달 특성들의 변경에 대응하며, 이는 전달 특성들의 측정이 매개변수를 측정함으로써 실행된다는 것을 의미한다. 따라서, 편의상, 매개변수를 측정하기 위해, 전기 시험 신호가 센서 라인에 적용되거나(applied), 센서 라인에 이송되며, 그리고 전달 특성들은 시험 신호의 변경을 사용함으로써 결정된다. 이를 위해, 센서 라인은 측정 유닛에 연결되며, 이 측정 유닛은 적합한 시험 신호를 제공하고 그리고 특히, 시험 신호의 변경을 측정한다. 측정 유닛은 매개변수를 측정하고, 그리고 또한 바람직하게는, 예컨대, 매개변수의 이전에 측정된 값들과 비교하여 측정을 평가한다. 매개변수의 측정으로, 그 후, 측정 유닛은 궁극적으로, 센서 라인의 비틀림 및 따라서 공급 라인의 비틀림을 또한 결정한다.

따라서, 공급 라인의 비틀림 부하를 측정하는 원리는 일반적으로, 공급 라인에서의 센서 라인의 통합의 결과로써, 센서 라인이 또한 비틀림 응력을 받으며, 이는 센서 라인의 구조에서 기계적 변경을 초래하며, 이의 결과로써, 센서 라인을 통해 전달되는 (센서) 신호에 대한 전달 특성들이 변하고 그리고, 그 결과, 신호의 특징적인 변경을 초래한다는 사실에 기초한다. 신호의 특징적인 변경을 사용함으로써, 비틀림 부하에 대한 결론들은, 그 후, 측정 유닛에 의해 얻어진다.

바람직하게는, 센서 라인은 비틀림, 특히 초과되지 않아야 하는 임계 비틀림(critical torsion)의 다수의 측정을 위해 기계적으로 견고하게 설계된다. “기계적으로 견고한”은, 특히, 센서 라인이 비틀림 응력 하에서 파괴되지 않는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이에 따라, 센서 라인은 특히 희생 라인(sacrificial line)으로서 고려되는 것이 아니라, 기계적으로 견고한 센서 라인으로서 고려된다. 중요한 이점은 특히, 센서 라인이, 특정량의 부하 하에서 파괴되고 그리고 그 결과 특정 비틀림 응력을 유도하는, 공급 라인의 가장 약한 요소로서 설계되지 않아야 한다는 점이다. 대신에, 센서 라인은 유리하게는 특정한 임계 비틀림 응력들을 여러번 검출하기 위해 여러번 사용될 수 있다.

센서 라인은 공급 라인을 따라 배열되고 그리고 공급 라인에 연결되어서, 센서 라인은, 결과적으로, 공급 라인과 동일한 또는 적어도 유사한 부하들을 받는다. 센서 라인의 전기 매개변수, 즉, 전기 특성들 중 하나를 측정함으로써, 센서 라인 자체의 변형 및 또한 이 변형에 의한 공급 라인의 변형은, 그 후, 특히 간단한 방식으로 측정된다. 측정 동안, 원리 때문에, 여기서 전체 센서 라인의 코스(course)가 고려되며, 그리고 이에 따라, 공급 라인의 세장형 및 특히 연속적인 섹션이 고려된다. 센서 라인은 바람직하게는 전체 공급 라인을 따라 이어져서, 공급 라인의 비틀림이 전반적으로 측정된다. 그러나, 대안적으로, 비틀림은 단지 일부 섹션들에서 측정되며, 그리고 이러한 목적을 위해, 센서 라인은 공급 라인을 따라 일부 섹션들에만 부착된다.

센서 라인은 공급 라인의 일부이고 그리고 공급 라인에 기계적으로 연결된다. 특히, 센서 라인은 공급 라인들의 개별적 공급 스트랜드들과 복합체를 형성하며, 이 복합체는 바람직하게는 공통의 외부 피복에 의해 둘러싸인다.

센서 라인에 의해, 특히, 20의 미터당 회전수(revolutions per meter)까지, 공급 라인의 이어지는 미터 당 공급 라인의 길이 방향 축을 중심으로 한 공급 라인의 완전한 일회전보다 더 큰 영역에서의 비틀림들이 측정될 수 있다. 원리적으로, 그러나, 또한 더 적거나 더 많은 회전들이 본원에서 설명된 센서 라인으로 측정가능하다. 측정 범위는 본원에서는 센서 라인의 특정 설계 및 치수결정(dimensioning)에 의해 주로 결정된다. 센서 라인의 적합한 적응에 의해, 따라서, 기존의 적용에 최적으로 비틀림 측정을 적응시키는 것이 가능하다.

공급 라인은 2개의 기계 부품들 사이에서 에너지, 신호들 및/또는 작동 매체를 전달하는 데 주로 사용된다. 따라서, 공급 라인의 개별적 공급 스트랜드들은 선택적으로 또는 임의의 요망되는 적용-의존 결합들로, 기계 부품의 파워 공급을 위한 파워 케이블, 데이터 케이블, 호스, 예를 들어 유압 유체, 작동제(operating agent) 또는 윤활제(lubricating agent), 가스 또는 압축 공기를 기계 부품에 공급하기 위한 유압식 또는 공압식 호스이다. 또한, 하이브리드 케이블(hybrid cable), 와이어링 하네스(wiring harness)가 공급 스트랜드들로서 사용될 수 있다. 공급 스트랜드들은, 특히, 로보틱스 섹터(robotics sector)에서 호스에 의해 보통 둘러싸이고 호스 팩(hose pack)을 형성한다. 기계 부품들은 또한 반드시 서로 커플링되어야 하는 것은 아니지만, 그럼에도 불구하고, 예를 들어 조인트(joint)를 통해 서로 연결될 수 있다. 기계 부품들은, 예를 들어, 로봇의 2개의 부품들, 예를 들어 베이스 및 베이스에 대해 이동가능한 매니퓰레이터(manipulator)이다. 여기서, 공급 라인은, 예를 들어, 에너지 및 제어 신호들을 매니퓰레이터로 이송한다. 일 변경에서, 2개의 기계 부품들은 차량 및 특히 전기 충전소이며, 그리고 공급 라인은 차량의 에너지 스토어(energy store)에 전기 에너지를 전달하기 위한 충전 케이블이다.

일반적인 용어들에서, 2개의 기계 부품들은, 공급 라인의 비틀림, 즉, 회전이 발생하거나 적어도 가능한 방식으로 서로에 대해 이동가능하다. 특히, 비틀림은 온라인 모니터링의 콘텐츠 내에서 연속적으로 또는 정기적인 시간 간격들로 측정된다. 그 후, 측정된 비틀림에 기초하여 그리고 측정된 비틀림에 따라, 예를 들어, 경고 신호는, 공급 라인이 미리 규정된 제한을 넘어 회전된다면, 출력된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 측정된 비틀림은 마모 예측들을 위해 사용되며, 즉, 비틀림은 주기적으로 측정되고 그리고 특히 측정 유닛의 메모리에 저장되어, 실제 사용 및 따라서 공급 라인의 마모를 모니터링한다.

측정 유닛은 편리하게는, 적합한 평가 회로를 가져서, 측정된 정전용량(capacitance)을 기초로 하여 비틀림을 결정한다. 아날로그 및 디지털 접근법들 양자 모두는 이러한 목적을 위해 적합하다. 측정된 정전용량은 예를 들어 하나의 테이블(table)을 통해 미터당 회전(revolutions per meter) 단위 또는 도(degrees)의 공급 라인의 비틀림으로 변환되거나, 비틀림에 대한 값으로서 직접적으로 사용된다.

바람직한 수정에서, 센서 라인은 도체 쌍(conductor pair)을 형성하는 2개의 도체들을 갖는다. 여기서, 매개변수는 도체 쌍의 정전용량이다. 이는 특히, 2개의 도체들이 2개의 도체들 사이의 공간에 의존하는 정전용량을 갖는 축전기를 형성한다는 조사 결과에 기초한다. 도체 쌍의 비틀림의 경우에서, 도체 쌍은 대응하여 회전되며, 그리고 도체들 사이의 공간은 변하고, 특히, 도체들은 서로 더 가깝게 이동한다. 비틀림-의존 정전용량을 측정함으로써, 센서 라인의 그리고 따라서 공급 라인의 비틀림은 간단한 방식으로 결정될 수 있다. 이러한 경우의 도체들은 반드시 꼬아진 도체들(stranded conductors)로서 설계되어야 하는 것은 아니지만, 편리하게 중실형 개별적 와이어들이며, 이 중실형 개별적 와이어들의 개별적인 전달 특성들은, 그 후, 특히 비틀림에 의해 영향을 받지 않는다. 대신에, 도체 쌍 그 자체의 전달 특성(transmission property) 및 따라서 전기 매개변수가 측정된다.

2개의 도체들은 일반적으로 센서 신호를 위한 전달 쌍(transmission pair)을 형성한다. 일반적으로, 도체들은 절연 피복에 의해 각각 둘러싸이고, 그리고, 각각은 예를 들어 하나의 리드(lead)를 형성한다. 가능한 한 방해받지 않는 센서 신호들의 전달에 관하여, 전달 쌍은 서로에 대해 적합하게 배열된다. 전달 쌍은 일반적으로 꼬인(twisted) 또는 꼬이지 않은(twisted) 쌍으로서 형성될 수 있고 그리고 쌍 차폐부를 갖거나 갖지 않는다.

2개의 병렬 도체들이 사용된다면, 정전용량은 원리의 결과로서 비틀림 방향들 양자 모두로 동일하게 변한다. 유리한 변형에서, 비틀림의 방향을 결정하기 위해, 도체 쌍은, 따라서, 제조 동안 꼬아져서, 공간의 회전 그리고 따라서 확대가 또한 가능하다. 비틀림의 방향에 따라, 공간은, 그 후, 확대되거나 감소된다.

측정 유닛은 편리하게는 정전용량을 측정하기 위해 정전용량 측정 유닛으로서 형성된다. 예를 들어, 측정 유닛은 쌍극(two-pole) 연결을 통해 시험 신호로서 교류 전압을 제공하며, 이 교류 전압은 도체 쌍에 인가된다. 도체 쌍의 응답 거동(response behavior)을 측정함으로써, 정전용량이 그 후 결정된다. 그 후, 비틀림은 결국, 예를 들어, 저장된 테이블(table)에 의한 할당에 의해 결정된다. 특히, 0 내지 100kHz의 범위의 주파수를 가지는 신호들은 시험 신호로서 적합하다.

특히, 비틀림 동안 센서 라인의 적합한 변형 및 도체들의 공간에서의 변경을 허용하기 위해, 바람직한 수정에서, 케이블의 비틀림시에 압축되거나 확장된 연질 재료는 2개의 도체들 사이에 배열된다. 여기서, 특히 발포 플라스틱들(foamed plastics)은 재료로서 적합하다. 예를 들어, 센서 라인은 프로파일 또는 프로파일링된 요소를 가지며, 이 프로파일 또는 프로파일링된 요소에, 도체들이 매립되며, 여기서 프로파일링된 요소는, 그 후 2개의 도체들 사이에 배열되는 코어 요소를 갖는다. 이 때, 적어도 코어 요소는 연질 재료로 제조된다. 프로파일은, 예를 들어, 대략적으로 H-형상 또는 이중-V-형상이다.

적합한 수정에서, 연질 재료는 10 내지 30 범위의 쇼어-A 경도(Shore-A hardness)를 갖는다. 그러나, 실제적인 용어들에서 최적 경도는 센서 라인의 치수들에 의존한다. 예를 들어, PUR로 제조되는, 예를 들어, 연질 발포체(flexible foam)가 적합하다. 임의의 경우에, 재료는 바람직하게는, 비틀림에 의해 유발되는 기하학적 형상의 변경이 가역적이도록(reversible) 선택된다. 이러한 재료는 비틀림의 경우에 서로에 대해 도체들의 공간의 적합한 변경을 보장하기에 충분히 연질이다.

2개의 도체들은 편의상, 절연 재료로 제조되는 프로파일에 함께 매립되고(embedded), 그리고 프로파일에 의해 서로 이격된다. 특히, 절연 재료는 2개의 도체들의 공통의 피복재(sheathing) 또는 라인 피복을 동시에 형성한다. 플라스틱, 예를 들어, PE, PP, PVC 또는 PA는 재료로서 주로 적합하다. 전에 언급된, 연질 재료의 웨브는 편의상, 프로파일로 형성되고 그리고 그 후, 특히 이 프로파일의 구성 부품(constituent part)이다.

유리한 수정에서, 2개의 도체들은 동축 도체들로서 각각 형성되며, 즉 유전체 및 차폐부가 개별적으로 제공된다. 그 결과, 전달 특성들은 더 많이 규정되고 그리고 환경들로부터의 파괴적 영향들(disruptive influences)은 효과적으로 차폐된다.

특히, 환경 영향들로부터, 무엇보다도 전기적 간섭으로부터 전반적으로 도체들을 보호하기 위해, 적합한 수정에서, 양자 모두의 도체들은 공통의 차폐부에 의해 둘러싸인다. 그 결과, 센서 라인의 도체들은 유리하게는, 심지어 공급 라인을 갖는 전반적인 복합체에서도, 공급 라인의 다른 라인들에 대해 차폐된다.

센서 라인의 구성을 위해, 대체적으로, ─비틀림 부하의 요망되는 평가를 위한 이전의 요건들을 고려하여─ 데이터 라인들의 경우에 종래의 구성들에 의존되어야 할 수 있다. 센서 라인은 또한, (데이터) 라인 복합체, 예를 들어, (포-웨이(four-way)) 꼬아진 복합체로 통합될 수 있다. 더욱이, 또한 부가의 데이터 전달 및/또는 공급 전압 또는 전기 출력의 전달을 위해 센서 라인의 사용의 가능성이 또한 존재한다. 마지막으로 언급된 경우에, 센서 신호는, 예를 들어, 온(on)으로 변조된다(modulated).

본 발명의 예시적인 실시예들은, 각각의 경우에 다음과 같이 개략적으로 도시하는 도면을 사용함으로써 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 공급 라인 및 센서 라인을 포함하는 디바이스를 도시한다.
도 2는 센서 라인을 도시한다.

도 1은, 여기서 로봇인 디바이스(2)를 도시한다. 디바이스(2)는 2개의 기계 부품들(4, 6), 여기서, 베이스(base)(4) 및 매니퓰레이터(6)를 갖는다. 기계 부품들(4, 6)은 공급 라인(8)에 의해 서로 연결된다. 에너지, 데이터, 신호들 및/또는 작동 매체를 전달하기 위해, 상기 라인은 보통, 전기식, 유압식, 또는 공압식 라인들 등의 형태의 다수의 공급 스트랜드들(strands), 특히 여기서 더 상세히 예시되지 않는 상이한 유형들의 공급 스트랜드들을 갖는다. 도 1에서, 공급 라인(8)에 의해, 예를 들어 제어 신호들은 베이스(4)로부터 매니퓰레이터(6)로 전달된다. 도시되지 않은 변형에서, 2개의 기계 부품들(4, 6)은 예를 들어, 차량 및 전기 충전소이며, 그리고 공급 라인(8)은 차량의 에너지 스토어를 충전하기 위한 충전 케이블(charging cable)이다.

기계 부품들(4, 6)은 서로에 대해 이동가능하며, 그리고 이에 따라, 공급 라인(8)은 또한 가능한 한 유연하게 이동가능할 수 있다. 그 결과, 특정한 상황들 하에서, 특히, 비틀림, 즉, 회전을 포함하는, 공급 라인(8)의 복잡한 기계적 부하들이 초래된다. 공급 라인(8)의 비틀림은 센서 라인(10)에 의해 결정되며, 이 센서 라인은 공급 라인(8)의 일부이고 그리고 그 결과, 공급 스트랜드들에 기계적으로 커플링된다. 공급 라인(8)의 비틀림의 경우에, 센서 라인(10)은 이에 따라 마찬가지로 회전된다. 추가의 공급 스트랜드들과 함께, 센서 라인(10)은 바람직하게는 공급 라인(8)의 공통의 외부 피복에 의해 둘러싸이거나, 대안적으로, 또한 이러한 외부 피복의 외측에, 그렇지 않으면, 공급 스트랜드에 끼워맞춤된다.

센서 라인(10) 자체가 센서, 구체적으로는, 비틀림 센서의 역할을 해서, 2개의 기계 부품들(4, 6) 사이의 비틀림은 지점마다만이 아니라 전체 공급 라인(8)을 따라서도 결정될 수 있다. 센서 라인(10)은 센서 라인(10)의 비틀림에 의존하는 전달 특성들을 갖는다. 이러한 전달 특성들은 측정 유닛(11)에 의해 측정되는 적어도 하나의 전기 매개변수에 의해 특징화된다. 이러한 목적을 위해, 시험 신호가 측정 유닛(11)에 의해 센서 라인(10)으로 이송되며, 그리고, 특히, 변경된 전달 특성들로 인한 시험 신호의 변경이 검사된다.

센서 라인(10)의 예시적인 일 실시예가 도 2에서 센서 라인(10)의 길이 방향에 대해 직각인 횡단면으로 예시된다. 센서 라인(10)은 2개의 도체들(12)을 가지며, 이 도체들에 의해 비틀림의 측정이 실행된다. 2개의 도체들(12)은 공간(A)만큼 서로 이격된다. 센서 라인(10)의 비틀림의 경우에, 2개의 도체들(12)은 서로에 대해 회전되며, 그리고 공간(A)은 변경된다. 2개의 평행한 도체들(12)로부터 시작하여, 공간(A)은 감소된다. 일 변형에서, 2개의 도체들(12)은 이미 처음 포지션에서 서로 꼬아져서, 일 방향으로의 비틀림은 공간의 감소를 초래하고, 그리고 다른 방향으로의 비틀림은 공간의 확대를 초래한다. 2개의 도체들(12)은 코어 요소(16)를 가지는 프로파일(profile)(14)에 매립된다. 코어 요소(16)는 도체들(12) 사이에 배열되고 그리고 공간(A)을 미리 규정한다. 공간(A)의 변경을 허용하기 위해, 코어 요소(16)는 연질 그리고 따라서 변형가능한 재료로 제조된다. 그 결과, 코어 요소(16)는 압축되거나 멀리 당겨질 수 있다.

비틀림 측정은, 2개의 도체들(12)이, 공간(A) 및 따라서 비틀림에 의존하는 정전용량을 갖는 축전기(capacitor)를 형성한다는 조사 결과에 기초한다. 이에 따라, 그 후, 측정 유닛(11)은 정전용량 측정 유닛으로서 편리하게 형성되고, 그리고 전기 매개변수로서 도체 쌍(conductor pair)의 정전용량을 측정한다. 측정된 정전용량의 도움으로, 그 후, 비틀림이 결정된다.

도 2의 센서 라인(10)은 또한, 차폐부(18)를 가지며, 이 차폐부는 2개의 도체들(12)을 둘러싸고 그리고 외부로부터의 파괴적 영향들로부터 이 2개의 도체들을 차폐시킨다. 라인 피복(20)은 차폐부(18) 주위에 배열된다. 도체들(12) 각각은 절연 피복(22)에 의해 둘러싸인다. 도시되지 않은 변형에서, 도체들(12) 각각은 절연 피복(22)에 의해 둘러싸이지 않는다. 마찬가지로 도시되지 않은 일 변형에서, 2개의 도체들(12)은 동축 도체들로서 형성되고 그리고 그 후, 차폐부(18)에 대해 대안적으로 또는 부가적으로, 각각 그 자신의 차폐부를 갖는다.

Claims (11)

1. 2개의 기계 부품들(machine parts)과 측정 유닛을 갖는 디바이스(device)로서,
   상기 2개의 기계 부품들은 서로에 대해 이동가능하고 그리고 공급 라인(supply line)에 의해 서로 연결되며,
   상기 공급 라인은 상기 공급 라인의 비틀림(torsion)을 측정하기 위한 센서 라인을 갖고,
   상기 센서 라인은 도체 쌍(conductor pair)을 형성하는 2개의 도체들을 갖고, 상기 도체 쌍은 상기 2개의 도체들 사이의 공간(spacing)에 종속하는(depend on) 정전용량(capacitance)을 갖고,
   비틀림(torsion) 동안 상기 도체들의 상기 공간의 변화를 허용하기 위하여, 케이블의 비틀림 시에 압축되거나 확장되는(widened) 연질 재료가 상기 2개의 도체들 사이에 배열되고,
   상기 비틀림의 방향이 결정되도록 상기 도체 쌍이 꼬아지면(stranded) 상기 비틀림의 방향에 종속하여 상기 공간이 확대되거나 축소되고,
   상기 센서 라인은 상기 측정 유닛에 연결되며, 상기 측정 유닛은, 상기 센서 라인의 상기 정전용량이 측정되며 상기 비틀림에 대한 결론들이 상기 정전용량에 의해 얻어지는 방식으로, 형성되는,
   디바이스.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 연질 재료는 10 내지 30 범위의 쇼어-A 경도(Shore-A hardness)를 가지는,
   디바이스.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 2개의 도체들은 절연 재료로 제조되는 프로파일(profile)에 함께 매립되고(embedded) 그리고 상기 절연 재료에 의해 서로에 대해 이격되는,
   디바이스.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 2개의 도체들 각각은 동축 도체들(coaxial conductors)로서 형성되는,
   디바이스.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 2개의 도체들은 공통의 차폐부(shielding)에 의해 둘러싸이는,
   디바이스.
6. 제1 항에 따른 디바이스의 공급 라인의 비틀림을 측정하기 위한 방법으로서,
   - 상기 측정 유닛은 전기 시험 신호(electric test signal)를 제공하고,
   - 상기 정전용량을 측정하기 위하여, 상기 전기 시험 신호가 상기 센서 라인에 적용되거나(applied) 제공되고, 응답을 측정하는 것에 의해 상기 도체 쌍의 정전용량이 결정되고,
   - 상기 정전용량의 측정값을 갖는 상기 측정 유닛이 그 다음에 상기 센서 라인의 비틀림을 결정하고 이에 따라 상기 공급 라인의 비틀림 또한 결정하는,
   공급 라인의 비틀림을 측정하기 위한 방법.
7. 비틀림을 측정하기 위한 센서 라인으로서,
   - 상기 센서 라인은 도체 쌍을 형성하는 2개의 도체들을 갖고, 상기 도체 쌍은 상기 2개의 도체들 사이의 공간에 종속하는 정전용량을 갖고,
   - 비틀림 동안 상기 도체들의 상기 공간의 변화를 허용하기 위하여, 케이블의 비틀림 시에 압축되거나 확장되는 연질 재료가 상기 2개의 도체들 사이에 배열되고,
   - 상기 비틀림의 방향이 결정되도록, 상기 도체 쌍이 꼬아지면 상기 비틀림의 방향에 종속하여 상기 공간이 확대되거나 축소되고,
   - 상기 센서 라인은 전기 측정 신호를 제공하는 측정 유닛으로 연결되고,
   - 정전용량을 측정하기 위하여, 전기 시험 신호가 상기 센서 라인에 적용되거나 제공되고, 응답을 측정하는 것에 의해 상기 도체 쌍의 정전용량이 결정되고,
   - 상기 정전용량의 측정값을 갖는 상기 측정 유닛이 그 다음에 상기 센서 라인의 비틀림을 결정하는,
   비틀림을 측정하기 위한 센서 라인.
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