(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
前記フレームの下部に設けられる駆動手段と、
前記フレームの下部の両側に設けられ、前記駆動手段により駆動される一対の絶縁性無限軌道と、
前記無限軌道のトラックの周りに沿って所定の間隔で設けられる多数の探査電極と、
前記各探査電極に電気的にスリップ接続されるスリップリングと、
前記スリップリングに電気的に接続されるケーブルと、
を含んでなることを特徴とする、電気比抵抗探査ロボット。
【請求項２】
前記探査電極は、
前記無限軌道が地面に接触する時、少なくとも８個以上が地面に接触するように設けられることを特徴とする、請求項１に記載の電気比抵抗探査ロボット。
【請求項３】
前記電気比抵抗探査ロボットは、
遠隔制御手段をさらに含み、
前記遠隔制御手段は遠隔制御信号を受信し、受信された制御信号に従って前記駆動手段を制御することを特徴とする、請求項１に記載の電気比抵抗探査ロボット。
【請求項４】
前記電気比抵抗探査ロボットは、
測定手段をさらに含み、
前記測定手段は、前記スリップリングに接続されたケーブルを介して測定信号を受信し、受信された信号に従って地下の電気比抵抗構造を測定することを特徴とする、請求項１に記載の電気比抵抗探査ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気比抵抗探査ロボットに関し、特に遠隔で制御されるロボットの移動用無限軌道に沿って所定の間隔で多数の探査電極を設置して接地面の電極間電位差を測定するようにすることで、地下浅部の３次元電気比抵抗構造を自動に測定できる電気比抵抗探査ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気比抵抗探査は、導体に一定の電流を流して、一定の２地点の電位差を測定することで、２地点間の抵抗を計算する方式によりなされる。即ち、電気比抵抗探査は、不均質な媒質で複雑に形成された地層構造を映像化するために、地下内に人為的に電流を透過して電位差を測定した後、地下媒質の電気的物性を用いて地質構造や異常帯を把握する地球物理学的な方法である。
【０００３】
このような電気比抵抗探査は、地表面に沿って探査を遂行して地表の下部の地質構造を把握することに用いられ、物理探査技法の中でも最も多く活用されている地盤調査方法である。
【０００４】
岩石の電気比抵抗は、岩石の孔隙率、孔隙水の物理的性質、流体の飽和度、造岩鉱物の種類、粘土鉱物の存在の可否、２次孔隙を支配する不連続面（断層、破砕帯等）の要因によって変化する。通常的に地表面を沿って行う陸上探査装備は地表に地下情報を送受信する電極、地表電極と測定装備とを連結する多重ケーブル、そして測定装備システムなどで構成される。
【０００５】
このような電気比抵抗探査技術の一つとして、特許文献１には、地盤探査地域にあけた試錐孔に電極棒を挿入し、上記電極棒と周囲の地盤との導電性接触性能の向上のために導電性粘着液を上記電極棒の周囲の地盤に注入させて、地盤探査を行う技術が開示されている。
【０００６】
ところが、上記先行技術のように試錐をして、電極棒を設置して電気比抵抗探査を行う方法は、多くの時間と人力、費用がかかって、経済的でないという短所を有する。
【特許文献１】韓国公開特許第２００３−４２６０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述した従来の問題点を解決するためのものであって、遠隔で移動が制御されるロボットの移動用無限軌道に沿って、所定の間隔で多数の探査電極を設置して、接地面の電極間電位差を測定するようにすることで、地下浅部の３次元電気比抵抗構造を自動及び高速で測定できる電気比抵抗探査ロボットを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る電気比抵抗探査ロボットは、フレームと、上記フレームの下部に設けられる駆動手段と、上記フレームの下部の両側に設けられ、上記駆動手段により駆動される一対の絶縁性無限軌道と、上記無限軌道のトラックの周りに沿って所定の間隔で設けられる多数の探査電極と、上記各探査電極に電気的にスリップ接続されるスリップリングと、上記スリップリングに電気的に接続されるケーブルと、を含んでなることを特徴とする。
本発明によると、上記探査電極は、上記無限軌道が地面に接触する時、少なくとも８個以上が地面に接触するように設けられることが好ましい。また、本発明の電気比抵抗探査ロボットは、遠隔制御手段をさらに含むことができ、上記遠隔制御手段は、遠隔制御信号を受信し、受信された制御信号に従って上記駆動手段を制御することになる。また、本発明の上記電気比抵抗探査ロボットは、測定手段をさらに含むことができ、上記測定手段は、上記スリップリングに接続されたケーブルを介して測定信号を受信し、受信された信号に従って地下の電気比抵抗構造を測定することになる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電気比抵抗探査ロボットによると、探査運用者が遠隔で操縦して探査ロボットを走行させる時、無限軌道により地面と接触する探査電極を通じて電流を地中に印加しながら、探査電極間の電位差の測定を連続遂行して、３次元電気比抵抗構造を自動及び高速で測定することができる。
【００１０】
したがって、地面に電極棒を挿入する等の方法により、電気比抵抗探査を行うことに比べて、時間と人力、費用を格段に減らすことができるので、より効率的で、かつ経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参考しつつ本発明の一実施形態による電気比抵抗探査ロボットを詳細に説明する。
【００１２】
本発明は、ここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底で、かつ完全になることができるように、そして当業者に本発明の思想が十分伝達できるようにするために提供されるものである。
【００１３】
図１乃至図３には、本発明に係る電気比抵抗探査ロボットが図示されている。
【００１４】
本発明に係る電気比抵抗探査ロボットは、フレーム１０、駆動手段２０、一対の絶縁性無限軌道３０、３１、無限軌道３０に設けられる多数の探査電極４０、探査電極４０に電気的にスリップ接続されるスリップリング５０、及びスリップリング５０に接続されるケーブル６０を含む。
【００１５】
また、本発明に係る電気比抵抗探査ロボットは、遠隔制御手段（図示せず）や測定手段（図示せず）をさらに具備することができる。
【００１６】
本発明に係る電気比抵抗探査ロボットは、探査運用者がリモートコントローラを遠隔操作して探査するようになされるが、例えば最大１００ｍ距離を４ｋｍ／ｈの速度で走行しながら２ｍ以内の地盤浅部を電気比抵抗探査するようになされる。
【００１７】
フレーム１０の下部の両側にはローラータイプの無限軌道３０が設けられるが、この無限軌道３０は代表的には絶縁性材質である。また、無限軌道３０は駆動手段２０により上下左右移動及び停止方向回転可能に設けられることが好ましい。したがって、平坦な地面だけでなく、屈曲がひどい地形も容易に走行することができる。駆動手段２０は動力伝達のための電力供給手段（例えば、バッテリ等）を含む。
【００１８】
無限軌道３０を構成するトラック３１は、例えばゴム材質からなることが好ましくて、このトラック３１の周りに沿って所定の間隔で多数の探査電極４０が設けられる。探査電極４０は、図５に示すように、無限軌道３０が地面７０に接触する時、地面７０に少なくとも８個以上接触するように設けられることが好ましい。
【００１９】
探査電極４０は、図４に示すように、例えば、ボルト及びナットなどの締結手段（図示せず）によりトラック３１に締結される締結部４１と、例えば締結部４１の中央から突出する電極チップ部４３からなることができる。トラック３１に探査書極４０を締結するために、締結部４１には多数の締結孔４２が形成できる。探査電極４０にステンレススチール（例えば、ＳＵＳ ３１６ ３ｔ×１２０×４５７）が適用されることができ、この他にも優れる機械的な物性を有し、安くて、電気導電率が高くて、また、酸化に強い適した金属や、合金、メッキされた金属などが適用されることができる。
【００２０】
スリップリング５０は、無限軌道３０が走行する時、各無限軌道３０に設けられた探査電極４０に電気的にスリップ接続するように設けられる。
【００２１】
ケーブル６０は、スリップリング５０に電気的に接続されるものであって、フレーム１０の上に引出されて測定手段と接続される。即ち、測定システムからケーブル６０を介して電流が探査電極４０に印加され、探査電極４０間の電位差がケーブル６０を介して測定手段に入力されることによって、探査地盤の３次元電気比抵抗構造を計算することができる。
【００２２】
本発明の電気比抵抗探査ロボットは、リモートコントローラ（図示せず）により遠隔制御できるが、このために、上記遠隔制御手段が備えられる。遠隔制御手段は、リモートコントローラから遠隔制御信号を受信し、受信された制御信号に従い駆動手段２０を制御することになり、このために受信部と制御部を含んで構成される。
【００２３】
探査ロボットを制御するリモートコントローラは、データモデム（Data Modem）、ビデオモデム（Video Modem）、及びプロセッサ（Processor）を含んで構成され、衝撃に強くて、かつ軽い強化ファイバーガラス材質で製作されたケースを具備することが好ましい。上記リモートコントローラのケースは放水が維持されることが好ましくて、２時間連続使用が可能であるようにクーリングファン（Colling Fan）が装着されることが好ましい。また、データの入出力が可能な外部接近信号ポートと、搭載バッテリの再充電が可能な充電ポートが備えられることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の電気比抵抗探査ロボットは、測定された電気比抵抗信号を受信して、地下の電気比抵抗構造を計算するための測定手段を直接具備することもできる。この測定手段は、スリップリング５０に接続されたケーブル６０を介して測定信号を受信し、受信された信号に従い地下の電気比抵抗構造を測定するようになる。一方、測定手段は、外部別個の測定手段を搭載してケーブルに連結した後に使用することもできる。
【００２５】
前述したように構成された本発明に係る電気比抵抗探査ロボットの作用について説明する。
フレーム１０の上に探査に必要とされる測定システムを搭載してケーブル６０を測定システムに連結する。探査運用者は探査地盤の地面７０に本発明の電気比抵抗探査ロボットを置いて、例えばジョイスチック型リモートコントローラで遠隔操作して、探査地盤経路に沿って本発明の電気比抵抗探査ロボットが走行するようにする。
【００２６】
本発明の電気比抵抗探査ロボットが走行しながら、ケーブル６０及びスリップリング５０を介して探査電極４０に電流が印加され、この電流は無限軌道３０の走行に沿って接触する探査電極４０を通じて地中に印加され、この電流は電流経路を通じて他の探査電極４０に流れる。この際、電流経路に垂直するように得た値の電位を持つ等電位線が形成されるが、この等電位線は地面まで繋がるようになって、探査電極４０間の等電位線の差異、即ち電位差が測定されて、そのデータが逆に測定システムに入力される。したがって、探査電極４０の位置に流した電流量と測定された電位差を用いると、均質な地下媒質の正確な実際比抵抗値が分かる。
【００２７】
また、電気比抵抗が異なる物質が地下に存在すると、電流は電気比抵抗の低い物質側へ、より多く流れることになって、結局、経路に垂直な等電位線に変形を起こし、地面７０で測定される電位差にも影響を及ぼすことになるが、これから地面７０で測定した電位差を用いて地下媒質の電気的な異常帯に関する情報を持っている見かけ電気比抵抗を得ることができ、このようなデータにより３次元的な電気比抵抗構造を獲得することができる。
【００２８】
本発明では、このような地盤浅部の電気比抵抗の構造を無限軌道３０により走行しながら、連続して測定できることになる。
【００２９】
以上、図面と明細書において実施形態が開示された。ここで、特定の用語が使われたが、これはただ本発明を説明するために使われたものであって、意味の限定や特許請求範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、本技術分野の通常の知識を有する者であればこれから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることを理解するはずである。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は添付された特許請求範囲の技術的思想により定まるべきである。
【００３０】
本発明の電気比抵抗探査ロボットは、直接的に地質探査分野で活用されることができ、延いては、資源開発や地盤調査分野等に広く用いられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る電気比抵抗探査ロボットを示す側面図である。
【図２】本発明に係る電気比抵抗探査ロボットを示す平面図である。
【図３】本発明に係る電気比抵抗探査ロボットを示す右側面図である。
【図４】本発明に係る電気比抵抗探査ロボットを構成する探査電極を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る電気比抵抗探査ロボットによる電気比抵抗探査過程を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    フレーム
２０    駆動手段
３０    無限軌道
３１    無限軌道のトラック
４０    探査電極
５０    スリップリング
６０    ケーブル
【図１】
0004809921.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004809921.tif 000005
【図５】
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