特許 7715654 比抵抗測定装置及び比抵抗測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-07-22

(45)【発行日】2025-07-30

(54)【発明の名称】比抵抗測定装置及び比抵抗測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 27/02 20060101AFI20250723BHJP

【ＦＩ】

G01R27/02 E

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022022152

(22)【出願日】2022-02-16

(65)【公開番号】P2023119320

(43)【公開日】2023-08-28

【審査請求日】2024-07-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(72)【発明者】

【氏名】小原 隆志

(72)【発明者】

【氏名】小林 一三

(72)【発明者】

【氏名】岡本 道孝

(72)【発明者】

【氏名】米丸 佳克

(72)【発明者】

【氏名】松本 聡碩

(72)【発明者】

【氏名】福島 陽

(72)【発明者】

【氏名】坂本 諭

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１０－５００６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２９３１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５５８７６５９（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３８７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／００７４９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１３３４０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ２７／０２

Ｇ０１Ｎ ２７／００

Ｇ０１Ｖ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地面の上を移動する本体部と、
前記本体部から前記地面に近接し、前記地面の土の比抵抗を測定する電極部と、
を備え、
前記電極部は、前記地面への近接と前記地面からの離隔とを繰り返し、前記地面に近接したときに前記地面の土の比抵抗を測定し、
前記電極部は、前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより前記本体部を前記地面の上で移動させる複数の脚部を有し、前記脚部が前記地面に接触したときに前記地面の土の比抵抗を測定し、
前記本体部は、第１分体部と、前記第１分体部から離隔した第２分体部とを有し、
前記電極部は、４対の前記脚部を有し、
４対の前記脚部における一方の２対の前記脚部は、前記第１分体部に配置され、前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより前記第１分体部を前記地面の上で移動させ、
４対の前記脚部における他方の２対の前記脚部は、前記第２分体部に配置され、前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより前記第２分体部を前記地面の上で移動させ、
前記第１分体部に配置された一方の２対の前記脚部と、前記第２分体部に配置された他方の２対の前記脚部とは、互いに同期して前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行し、
前記第１分体部に配置された一方の２対の前記脚部における２つの前記脚部と、前記第２分体部に配置された他方の２対の前記脚部における２つの前記脚部とが前記地面に接触したときに、前記電極部は前記地面の土の比抵抗を測定する、
比抵抗測定装置。

【請求項2】

地面の上を移動する本体部と、
前記本体部から前記地面に近接し、前記地面の土の比抵抗を測定する電極部と、
を備え、
前記電極部は、前記地面への近接と前記地面からの離隔とを繰り返し、前記地面に近接したときに前記地面の土の比抵抗を測定し、
前記電極部は、前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより前記本体部を前記地面の上で移動させる複数の脚部を有し、前記脚部が前記地面に接触したときに前記地面の土の比抵抗を測定し、
前記電極部により測定された前記地面の土の比抵抗の値を管理する測定管理部をさらに備え、
前記測定管理部は、複数の前記脚部のそれぞれが前記地面に接触した時間の差が閾値よりも大きいときは、前記電極部により測定された前記地面の土の比抵抗の値を削除する、比抵抗測定装置。

【請求項3】

前記電極部は前記地面に対向する誘電体と前記誘電体に接続された導電体とからなるキャパシタ電極を有し、前記誘電体は前記地面への近接と前記地面からの離隔とを繰り返し、前記誘電体が前記地面に近接したときに前記電極部は前記地面の土の比抵抗を測定する、請求項１または請求項２に記載の比抵抗測定装置。

【請求項4】

前記電極部は、前記地面に対向する対向面を有し、
前記対向面は、前記地面に接触する接触面と、前記地面に接触しない非接触面とを含み、
前記接触面は、前記地面に平行な平面及び前記地面に対して突出した曲面のいずれかにより構成され、
前記接触面と前記非接触面とは、曲面により連結され、
前記接触面は前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返し、前記接触面が前記地面に接触したときに前記電極部は前記地面の土の比抵抗を測定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の比抵抗測定装置。

【請求項5】

前記本体部の位置を測位する測位部と、
前記電極部により測定された前記地面の土の比抵抗の値と、前記測位部により測位された前記本体部の位置とを関連付けて記憶する記憶部と、をさらに備えた請求項１～４のいずれか１項に記載の比抵抗測定装置。

【請求項6】

本体部が、地面の上を移動する移動工程と、
前記本体部から前記地面に近接する電極部が、前記地面の土の比抵抗を測定する比抵抗測定工程と、
を備え、
前記比抵抗測定工程では、前記電極部は、前記地面への近接と前記地面からの離隔とを繰り返し、前記地面に近接したときに前記地面の土の比抵抗を測定し、
前記電極部は、前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより前記本体部を前記地面の上で移動させる複数の脚部を有し、前記脚部が前記地面に接触したときに前記地面の土の比抵抗を測定し、
前記本体部は、第１分体部と、前記第１分体部から離隔した第２分体部とを有し、
前記電極部は、４対の前記脚部を有し、
４対の前記脚部における一方の２対の前記脚部は、前記第１分体部に配置され、前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより前記第１分体部を前記地面の上で移動させ、
４対の前記脚部における他方の２対の前記脚部は、前記第２分体部に配置され、前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより前記第２分体部を前記地面の上で移動させ、
前記第１分体部に配置された一方の２対の前記脚部と、前記第２分体部に配置された他方の２対の前記脚部とは、互いに同期して前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行し、
前記第１分体部に配置された一方の２対の前記脚部における２つの前記脚部と、前記第２分体部に配置された他方の２対の前記脚部における２つの前記脚部とが前記地面に接触したときに、前記電極部は前記地面の土の比抵抗を測定する、
比抵抗測定方法。

【請求項7】

本体部が、地面の上を移動する移動工程と、
前記本体部から前記地面に近接する電極部が、前記地面の土の比抵抗を測定する比抵抗測定工程と、
を備え、
前記比抵抗測定工程では、前記電極部は、前記地面への近接と前記地面からの離隔とを繰り返し、前記地面に近接したときに前記地面の土の比抵抗を測定し、
前記電極部は、前記地面への接触と前記地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより前記本体部を前記地面の上で移動させる複数の脚部を有し、前記脚部が前記地面に接触したときに前記地面の土の比抵抗を測定し、
前記電極部により測定された前記地面の土の比抵抗の値を管理する測定管理部をさらに備え、
前記測定管理部は、複数の前記脚部のそれぞれが前記地面に接触した時間の差が閾値よりも大きいときは、前記電極部により測定された前記地面の土の比抵抗の値を削除する、
比抵抗測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、比抵抗測定装置及び比抵抗測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地面と接触する電極により地面の土の比抵抗を測定する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、地面の土の比抵抗を測定するための電極を搭載した車両が開示されている。油圧ジャッキにより電極が一定の圧力で地面に接するように保持された状態で車両は走行する。車両の走行中に、一定の圧力で地面に接した複数の電極により地面の土の比抵抗が測定される。これにより、車両を移動させつつ多くの測定箇所で地面の土の比抵抗を測定できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３４１６９０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記のような技術では、地面の不陸により、車両の走行中に電極と地面との接触面積が変動することがある。電極と地面との接触面積が変動したときには、電極により測定される地面の土の比抵抗の測定値にもばらつきが生じてしまう問題がある。

【0005】

そこで本発明は、地面の不陸の影響を低減させつつ移動しながら地面の土の比抵抗を測定できる比抵抗測定装置及び比抵抗測定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、地面の上を移動する本体部と、本体部から地面に近接し、地面の土の比抵抗を測定する電極部とを備え、電極部は、地面への近接と地面からの離隔とを繰り返し、地面に近接したときに地面の土の比抵抗を測定する比抵抗測定装置である。

【0007】

この構成によれば、地面の上を移動する本体部と、本体部から地面に近接し、地面の土の比抵抗を測定する電極部とを備えた比抵抗測定装置において、電極部は、地面への近接と地面からの離隔とを繰り返し、地面に近接したときに地面の土の比抵抗を測定するため、車両の走行中に電極と地面とが常に接触している場合と比べて地面の不陸により地面の土の比抵抗の測定値にばらつきが生じ難い。したがって、地面の不陸の影響を低減させつつ移動しながら地面の土の比抵抗を測定できる。

【0008】

この場合、電極部は、地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより本体部を地面の上で移動させる複数の脚部を有し、脚部が地面に接触したときに地面の土の比抵抗を測定することが好適である。

【0009】

この構成によれば、電極部は、地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより本体部を地面の上で移動させる複数の脚部を有し、脚部が地面に接触したときに地面の土の比抵抗を測定するため、電極部と地面とを常に接触させずに地面の上を移動できる。

【0010】

この場合、本体部は、第１分体部と第１分体部から離隔した第２分体部とを有し、電極部は４対の脚部を有し、４対の脚部における一方の２対の脚部は、第１分体部に配置され、地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより第１分体部を地面の上で移動させ、４対の脚部における他方の２対の脚部は、第２分体部に配置され、地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより第２分体部を地面の上で移動させ、第１分体部に配置された一方の２対の脚部と、第２分体部に配置された他方の２対の脚部とは、互いに同期して地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行し、第１分体部に配置された一方の２対の脚部における２つの脚部と、第２分体部に配置された他方の２対の脚部における２つの脚部とが地面に接触したときに、電極部は地面の土の比抵抗を測定することが好適である。

【0011】

この構成によれば、本体部は、第１分体部と、第１分体部から離隔した第２分体部とを有する。電極部は４対の脚部を有する。４対の脚部における一方の２対の脚部は第１分体部に配置され、地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより第１分体部を地面の上で移動させる。４対の脚部における他方の２対の脚部は第２分体部に配置され、地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより第２分体部を地面の上で移動させる。第１分体部と第２分体部とが個々に４足歩行により地面の上を移動可能であるため、第１分体部及び第２分体部のそれぞれの構造を単純にし、第１分体部及び第２分体部のそれぞれを小型にできる。

【0012】

また、第１分体部に配置された一方の２対の脚部と、第２分体部に配置された他方の２対の脚部とは、互いに同期して地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行し、第１分体部に配置された一方の２対の脚部における２つの脚部と、第２分体部に配置された他方の２対の脚部における２つの脚部とが地面に接触したときに、電極部は地面の土の比抵抗を測定するため、例えば、第１分体部と第２分体部との距離を変更することにより、比抵抗を測定する土の地面から深さを変更できる。

【0013】

また、電極部が複数の脚部を有する場合には、電極部により測定された地面の土の比抵抗の値を管理する測定管理部をさらに備え、測定管理部は、複数の脚部のそれぞれが地面に接触した時間の差が閾値よりも大きいときは、電極部により測定された地面の土の比抵抗の値を削除することが好適である。

【0014】

この構成によれば、電極部により測定された地面の土の比抵抗の値を管理する測定管理部は、複数の脚部のそれぞれが地面に接触した時間の差が閾値よりも大きく、電極部により測定された比抵抗の値の精度が低いことが予想されるときは、電極部により測定された地面の土の比抵抗の値を削除するため、測定の精度が高い比抵抗の値のみを残すことができる。

【0015】

また、本体部は、本体部を地面の上で移動させる移動部を有し、電極部は、移動部により本体部が地面の上を移動させられているときに、地面への近接と地面からの離隔とを繰り返し、地面に近接したときに地面の土の比抵抗を測定してもよい。

【0016】

この構成によれば、本体部は本体部を地面の上で移動させる移動部を有し、電極部は、移動部により本体部が地面の上を移動させられているときに、地面への近接と地面からの離隔とを繰り返し、地面に近接したときに地面の土の比抵抗を測定するため、電極部と地面とを常に接触させずに地面の上を移動できる。

【0017】

また、電極部は、地面に対向する誘電体と誘電体に接続された導電体とからなるキャパシタ電極を有し、誘電体は地面への近接と地面からの離隔とを繰り返し、誘電体が地面に近接したときに電極部は地面の土の比抵抗を測定することが好適である。

【0018】

この構成によれば、電極部は地面に対向する誘電体と誘電体に接続された導電体とからなるキャパシタ電極を有し、誘電体は地面への近接と地面からの離隔とを繰り返し、誘電体が地面に近接したときに電極部は地面の土の比抵抗を測定する。キャパシタ電極は、誘電体が地面に近接させられるだけで地面の土の比抵抗の測定が可能であるため、地面の不陸の影響をさらに低減させることができる。

【0019】

また、電極部は地面に対向する対向面を有し、対向面は地面に接触する接触面と地面に接触しない非接触面とを含み、接触面は地面に平行な平面及び地面に対して突出した曲面のいずれかにより構成され、接触面と非接触面とは曲面により連結され、接触面は地面への接触と地面からの離隔とを繰り返し、接触面が地面に接触したときに電極部は地面の土の比抵抗を測定することが好適である。

【0020】

この構成によれば、電極部は地面に対向する対向面を有し、対向面は地面に接触する接触面と地面に接触しない非接触面とを含み、接触面は地面に平行な平面及び地面に対して突出した曲面のいずれかにより構成され、接触面と非接触面とは曲面により連結され、接触面は地面への接触と地面からの離隔とを繰り返し、接触面が地面に接触したときに電極部は地面の土の比抵抗を測定する。このため、例えば、盛土が転圧機により転圧された後の地面の乱れを低減しつつ、移動しながら地面の土の比抵抗を測定できる。

【0021】

また、本体部の位置を測位する測位部と、電極部により測定された地面の土の比抵抗の値と、測位部により測位された本体部の位置とを関連付けて記憶する記憶部とをさらに備えていることが好適である。

【0022】

この構成によれば、記憶部によって、電極部により測定された地面の土の比抵抗の値と、測位部により測位された本体部の位置とが関連付けて記憶されるため、位置と、当該位置における地面の土の比抵抗との関係を把握し易い。

【0023】

一方、本発明は、本体部が地面の上を移動する移動工程と、本体部から地面に近接する電極部が地面の土の比抵抗を測定する比抵抗測定工程とを備え、比抵抗測定工程では、電極部は、地面への近接と地面からの離隔とを繰り返し、地面に近接したときに地面の土の比抵抗を測定する比抵抗測定方法である。

【0024】

この場合、電極部は、地面への接触と地面からの離隔とを繰り返して歩行することにより本体部を地面の上で移動させる複数の脚部を有し、比抵抗測定工程では、電極部は脚部が地面に接触したときに地面の土の比抵抗を測定することが好適である。

【発明の効果】

【0025】

本発明の比抵抗測定装置及び比抵抗測定方法によれば、地面の不陸の影響を低減させつつ移動しながら地面の土の比抵抗を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】（Ａ）は第１実施形態の比抵抗測定装置の第１分体部及び第２分体部を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。

【図2】第１実施形態の比抵抗測定装置を示す側面図である。

【図3】（Ａ）は第１実施形態の電極部の一例を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図であり、（Ｃ）は第１実施形態の電極部の他の例を示す正面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の側面図であり、（Ｅ）は第１実施形態の電極部の他の例を示す正面図であり、（Ｆ）は（Ｅ）の側面図である。

【図4】第２実施形態の比抵抗測定装置を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照しつつ本発明に係る比抵抗測定装置及び比抵抗測定方法の実施形態について詳細に説明する。本発明の第１実施形態の比抵抗測定装置及び比抵抗測定方法は、例えば、土工事の施工過程でロードローラ等の締固め機械により締固められた後の地面の土の比抵抗を移動しながら測定し、比抵抗と相関がある土の乾燥密度又は湿潤密度を導出することによって地面の土の品質を評価し、締固め機械による締固めの効果を確認するためのものである。

【0028】

図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図２に示されるように、本実施形態の比抵抗測定装置１Ａは、本体部１０Ａと電極部２０Ａとを備える。本体部１０Ａは、地面Ｓの上を移動する。電極部２０Ａは、本体部１０Ａから地面Ｓに近接し、地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。本実施形態の比抵抗測定装置１Ａでは、電極部２０Ａは、常に地面Ｓと接触しているのではなく、地面Ｓへの近接と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、地面Ｓに近接したときに地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。つまり、本実施形態の比抵抗測定装置１Ａは、離散的に地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。

【0029】

電極部２０Ａは、地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行することにより本体部１０Ａを地面Ｓの上で移動させる複数の脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８を有する。電極部２０Ａは、脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８が地面Ｓに接触したときに地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。つまり、本実施形態では、脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８は、地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する電極として機能する。

【0030】

さらに具体的には、本体部１０Ａは、第１分体部１１と、第１分体部１１から離隔した第２分体部１２とを有する。第１分体部１１と第２分体部１２とは、互いに同様の構成を有する。本実施形態の比抵抗測定装置１Ａは、第１分体部１１及び第２分体部１２を一組として地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。電極部２０Ａは、全体として４対の脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８を有する。

【0031】

４対の脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８における一方の２対の脚部２１，２２，２３，２４は、第１分体部１１に配置され、地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行することにより第１分体部１１を地面Ｓの上で移動させる。４対の脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８における他方の２対の脚部２５，２６，２７，２８は、第２分体部１２に配置され、地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行することにより第２分体部１２を地面Ｓの上で移動させる。つまり、第１分体部１１及び第２分体部１２は、自律制御又は遠隔操作により、地面Ｓの上を四足歩行により移動可能なロボットとして構成されている。

【0032】

第１分体部１１に配置された一方の２対の脚部２１，２２，２３，２４と、第２分体部１２に配置された他方の２対の脚部２５，２６，２７，２８とは、互いに同期して地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行する。第１分体部１１に配置された一方の２対の脚部２１，２２，２３，２４における２つの脚部２１，２４及び脚部２２，２３のいずれか一方と、第２分体部１２に配置された他方の２対の脚部２５，２６，２７，２８における２つの脚部２５，２８及び脚部２６，２７のいずれか一方とが地面Ｓに接触したときに、電極部２０Ａは地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。

【0033】

第１分体部１１及び第２分体部１２のような四足歩行により地面Ｓの上を移動するロボットは、速度域に応じて足並みを、例えば、常歩（ウォーク）、速足（トロット）及び駈足（キャンター）に変化させる。地面Ｓの土Ｅの測定に適した中速域では、第１分体部１１は、平面視で対角の前左脚である脚部２１と後右脚である脚部２４とが同期して接触し、平面視で対角の前右脚である脚部２２と後左脚である脚部２３とが同期して接触する速足（トロット）歩行により移動する。同様に、中速域では、第２分体部１２は、平面視で対角の前左脚である脚部２５と後右脚である脚部２８とが同期して接触し、平面視で対角の前右脚である脚部２６と後左脚である脚部２７とが同期して接触する速足歩行により移動する。

【0034】

速足歩行時には、平面視で対角の脚部２１，２４等は、ほぼ一定の距離を隔てて地面Ｓに接触する。つまり、第１分体部１１及び第２分体部１２それぞれにおける脚部２１，２４等の地面Ｓに接触した２つの電極の間隔は常に一定に維持される。また、第１分体部１１と第２分体部１２との距離を一定に維持し、第１分体部１１の脚部２１，２４等と第２分体部１２の脚部２５，２８等とが互いに同期して地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行することにより、第１分体部１１及び第２分体部１２における脚部２１，２４，２５，２８及び脚部２２，２３，２６，２７のいずれか一方の地面Ｓに接触した４つの電極の間隔は常に一定に維持される。

【0035】

これは、図２に示す電気探査におけるダイポール・ダイポール法（四極法）と呼ばれる電極配置を構成するものであり、電極部２０Ａの脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８の内の地面Ｓに接触する４本の脚部２１，２４，２５，２８又は脚部２２，２３，２６，２７が電極となり，土Ｅの比抵抗を測定する。また、比抵抗の測定深さは電極である脚部２１等の配置により決定され、４本の電極である脚部２１，２４，２５，２８又は脚部２２，２３，２６，２７の内の内側の２本の電極である脚部２４，２５又は脚部２３，２６の間隔をｎａとし、それ以外の互いに隣接する２本の電極である脚部２１，２４等の間隔をａとしたとき、測定深さはａ（ｎ＋１）／２となる。

【0036】

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、電極部２０Ａは地面Ｓに対向する誘電体３１と誘電体３１に接続された導電体３２とからなるキャパシタ電極３０Ａを有する。誘電体３１は地面Ｓへの近接と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、誘電体３１が地面Ｓに近接したときに電極部２０Ａは地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。誘電体３１は、一般的な合成樹脂から成る。誘電体３１は、直接に地面Ｓと接触するため、当該状況に耐え得る素材であることが好ましい。誘電体３１は、例えば、高密度ポリエチレン、硬質ポリウレタン及びＡＢＳ（Acrylonitrilebutadiene styrene）樹脂等によりなることが好適である。導電体３２は、導電性を有する金属から成る。

【0037】

電極部２０Ａの脚部２１等のキャパシタ電極３０Ａは、地面Ｓに対向する対向面４０Ａを有する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では、対向面４０Ａは球面である。対向面４０Ａは、地面Ｓに接触する接触面４１Ａと、接触面４１Ａの周囲の地面Ｓに接触しない非接触面４２Ａとを含む。接触面４１Ａは、地面Ｓに平行な平面及び地面Ｓに対して突出した曲面のいずれかにより構成されている。

【0038】

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では、接触面４１Ａは、地面Ｓに対して突出した球面により構成されている。非接触面４２Ａは、接触面４１Ａに連続する球面により構成されている。したがって、接触面４１Ａと非接触面４２Ａとは、球面である曲面により連結されている。接触面４１Ａは地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、接触面４１Ａが地面Ｓに接触したときに電極部２０Ａの脚部２１等のキャパシタ電極３０Ａは、地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。地面Ｓの不陸の影響を低減するため、接触面４１Ａの面積は可能な限り小さいことが好ましく、例えば、接触面４１Ａの面積は、０．１０ｍ^２以下であり、より好ましくは０．０５ｍ^２以下である。

【0039】

なお、本実施形態では、比抵抗測定装置１Ａは、図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）に示されるような電極部２０Ｂを備えていてもよい。図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）の例では、電極部２０Ｂの脚部２１等のキャパシタ電極３０Ｂは、円柱の側面である対向面４０Ｂを有する。対向面４０Ｂは、地面Ｓに接触する接触面４１Ｂと、接触面４１Ｂの前後の地面Ｓに接触しない非接触面４２Ｂとを含む。接触面４１Ｂは、地面Ｓに対して突出した円柱の側面により構成されている。非接触面４２Ｂは、接触面４１Ｂに連続する円柱の側面により構成されている。したがって、接触面４１Ｂと非接触面４２Ｂとは、円柱の側面である曲面により連結されている。接触面４１Ｂは地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、接触面４１Ｂが地面Ｓに接触したときに電極部２０Ｂの脚部２１等のキャパシタ電極３０Ｂは、地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。

【0040】

また、本実施形態では、比抵抗測定装置１Ａは、図３（Ｅ）及び図３（Ｆ）に示されるような電極部２０Ｃを備えていてもよい。図３（Ｅ）及び図３（Ｆ）の例では、電極部２０Ｃの脚部２１等のキャパシタ電極３０Ｃは、橇の底面である対向面４０Ｃを有する。対向面４０Ｃは、地面Ｓに接触する接触面４１Ｃと、接触面４１Ｃの前後の地面Ｓに接触しない非接触面４２Ｃとを含む。図３（Ｅ）及び図３（Ｆ）の例では、接触面４１Ｃは、地面Ｓに平行な平面である。非接触面４２Ｃは、地面Ｓに対して突出しつつ、接触面４１Ｃから前後方向に離れるほど地面Ｓから上方に離隔する曲面である。接触面４１Ｃと非接触面４２Ｃとは、地面Ｓに対して突出した曲面により連結されている。接触面４１Ｃは地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、接触面４１Ｃが地面Ｓに接触したときに電極部２０Ｃの脚部２１等のキャパシタ電極３０Ｃは、地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。

【0041】

図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図２に示されるように、比抵抗測定装置１Ａは、電極部２０Ａにより測定された地面Ｓの土Ｅの比抵抗の値を管理する測定管理部５０をさらに備える。測定管理部５０は、複数の脚部２１，２４，２５，２８及び脚部２２，２３，２６，２７のいずれか一方のそれぞれが地面Ｓに接触した時間の差が閾値よりも大きいときは、電極部２０Ａにより測定された地面Ｓの土Ｅの比抵抗の値を削除する。閾値は、例えば、要求される比抵抗の測定の精度が高いほど小さい値に設定できる。

【0042】

なお、測定管理部５０は、本体部１０Ａの第１分体部１１及び第２分体部１２の外部に位置し、第１分体部１１及び第２分体部１２から測定された地面Ｓの土Ｅの比抵抗と複数の脚部２１等が地面に接触した時間とを無線通信により受信して、比抵抗の値を処理してもよい。

【0043】

比抵抗測定装置１Ａは、本体部１０Ａの第１分体部１１及び第２分体部１２の位置を測位する測位部６１を備える。測位部６１は、例えば、ＧＮＳＳ（GlobalNavigation Satellite System）測量、光学測量機能による自動追尾ＴＳ（Total Station）等により、本体部１０Ａの第１分体部１１及び第２分体部１２の位置を測位する。比抵抗測定装置１Ａは、電極部２０Ａにより測定された地面Ｓの土Ｅの比抵抗の値と、測位部６１により測位された本体部１０Ａの第１分体部１１及び第２分体部１２の位置とを関連付けて記憶する記憶部６２を備える。記憶部６２は、例えば、ハードディスク等の記録媒体である。

【0044】

なお、記憶部６２は、本体部１０Ａの第１分体部１１及び第２分体部１２の外部に位置し、電極部２０Ａにより測定された地面Ｓの土Ｅの比抵抗の値と、測位部６１により測位された本体部１０Ａの第１分体部１１及び第２分体部１２の位置とを無線通信により受信して、比抵抗の値と本体部１０Ａの位置とを関連付けて記憶してもよい。

【0045】

本実施形態の比抵抗測定装置１Ａにより地面Ｓの土Ｅの比抵抗の測定が行われるときには、例えば、土工事の施工過程でロードローラ等の締固め機械により地面Ｓの土Ｅが締固められた後に、本体部１０Ａが地面Ｓの上を移動する移動工程と、本体部１０Ａから地面Ｓに近接する電極部２０Ａが地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する比抵抗測定工程とが行われる。移動工程及び比抵抗測定工程では、例えば、比抵抗測定装置１Ａが自律制御により地面Ｓの土Ｅの締固めを行う締固め機械との無線通信を行い、締固め機械により地面Ｓの土Ｅが締固められた位置に対して、自律制御により本体部１０Ａが移動し、電極部２０Ａが当該位置における地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定してもよい。

【0046】

比抵抗測定工程では、電極部２０Ａは、地面Ｓへの近接と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、地面Ｓに近接したときに地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。上述したように、電極部２０Ａは、地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行することにより本体部１０Ａを地面Ｓの上で移動させる複数の脚部２１等を有し、比抵抗測定工程では、電極部２０Ａは、脚部２１が地面Ｓに接触したときに地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。

【0047】

移動工程では、例えば、図２に示されるように、本体部１０Ａの第１分体部１１が移動し、第１分体部１１から一定の距離を隔てて追走するように本体部１０Ａの第２分体部１２が移動する。第１分体部１１の脚部２１等と第２分体部１２の脚部２５等とが互いに同期して地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行する。

【0048】

例えば、第１分体部１１の脚部２１，２４と第２分体部１２の脚部２５，２８とが地面Ｓに接触しているときに、第１分体部１１の脚部２１，２４及び第２分体部１２の脚部２５，２８のいずれか一方のキャパシタ電極３０Ａの一対が一対の電流電極として地面Ｓの土Ｅに近接させられ、一対の電流電極の間に交流電圧が印加されることにより地面Ｓの土Ｅに交流電流が流される。第１分体部１１の脚部２１，２４及び第２分体部１２の脚部２５，２８のいずれか他方のキャパシタ電極３０Ａの一対が一対の電位電極として地面Ｓの土Ｅに近接させられ、一対の電位電極の間の電位が測定される。

【0049】

地面Ｓに近接させられた一対の電流電極の導電体３２に電圧が印加されると、誘電体３１と地面Ｓの土Ｅとの間に電荷が溜まり電流電極はキャパシタとなる。キャパシタとなった電流電極が充電又は放電しきる前に、電圧の極性が切り替えられれば、抵抗値を有する土Ｅに連続的に交流電流が流れる。一方、電流電極と同様にキャパシタとなった一対の電位電極の電位が測定される。電流電極の電流の値と、電位電極の電位の値とから、地面Ｓの土Ｅの比抵抗が測定される。第１分体部１１の脚部２２，２３と第２分体部１２の脚部２６，２７とが地面Ｓに接触しているときも同様である。

【0050】

第１分体部１１との第２分体部１２との距離を変更することにより、比抵抗を測定する土Ｅの地面Ｓから深さを変更できる。また、第１分体部１１及び第２分体部１２のそれぞれにおいて一緒に地面Ｓに接触する脚部２１，２４、脚部２２，２３、脚部２５，２８及び脚部２６，２７のそれぞれの間隔（歩幅）を変更することにより、比抵抗を測定する土Ｅの地面Ｓから深さを変更できる。なお、第１分体部１１に対して第２分体部１２は並走してもよい。電極部２０Ａにより測定された各位置における比抵抗から、比抵抗と相関がある土の乾燥密度又は湿潤密度が導出される。これにより、各位置における地面の土の品質を評価し、締固め機械による締固めの効果を確認できる。

【0051】

本実施形態によれば、地面Ｓの上を移動する本体部１０Ａと、本体部１０Ａから地面Ｓに近接し、地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する電極部２０Ａとを備えた比抵抗測定装置１Ａにおいて、電極部２０Ａは、地面Ｓへの近接と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、地面Ｓに近接したときに地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定するため、車両の走行中に電極と地面とが常に接触している場合と比べて地面Ｓの不陸により地面Ｓの土Ｅの比抵抗の測定値にばらつきが生じ難い。したがって、地面Ｓの不陸の影響を低減させつつ移動しながら地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定できる。

【0052】

また、本実施形態によれば、電極部２０Ａは、地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行することにより本体部１０Ａを地面Ｓの上で移動させる複数の脚部２１等を有し、脚部２１等が地面Ｓに接触したときに地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定するため、電極部２０Ａと地面Ｓとを常に接触させずに地面Ｓの上を移動できる。

【0053】

また、本実施形態によれば、本体部１０Ａは、第１分体部１１と、第１分体部１１から離隔した第２分体部１２とを有する。電極部２０Ａは４対の脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８を有する。４対の脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８における一方の２対の脚部２１，２２，２３，２４は第１分体部１１に配置され、地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行することにより第１分体部１１を地面Ｓの上で移動させる。４対の脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８における他方の２対の脚部２５，２６，２７，２８は第２分体部１２に配置され、地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行することにより第２分体部１２を地面の上で移動させる。第１分体部１１と第２分体部１２とが個々に４足歩行により地面Ｓの上を移動可能であるため、第１分体部１１及び第２分体部１２のそれぞれの構造を単純にし、第１分体部１１及び第２分体部１２のそれぞれを小型にできる。

【0054】

また、第１分体部１１に配置された一方の２対の脚部２１，２２，２３，２４と、第２分体部１２に配置された他方の２対の脚部２５，２６，２７，２８とは、互いに同期して地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返して歩行し、第１分体部１１に配置された一方の２対の脚部２１，２２，２３，２４における２つの脚部２１，２４又は脚部２２，２３と、第２分体部１２に配置された他方の２対の脚部２５，２６，２７，２８における２つの脚部２５，２８又は脚部２６，２７とが地面Ｓに接触したときに、電極部２０Ａは地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定するため、例えば、第１分体部１１と第２分体部１２との距離を変更することにより、比抵抗を測定する土Ｅの地面Ｓから深さを変更できる。また、第１分体部１１及び第２分体部１２は自律制御による４足歩行によって地面Ｓの上を移動するロボットであるため、地面Ｓの土Ｅの抵抗率の測定が無人化及び省力化される。

【0055】

また、本実施形態によれば、電極部２０Ａにより測定された地面Ｓの土Ｅの比抵抗の値を管理する測定管理部５０は、複数の脚部２１等のそれぞれが地面Ｓに接触した時間の差が閾値よりも大きく、電極部２０Ａにより測定された比抵抗の値の精度が低いことが予想されるときは、電極部２０Ａにより測定された地面Ｓの土Ｅの比抵抗の値を削除するため、測定の精度が高い比抵抗の値のみを残すことができる。

【0056】

また、本実施形態によれば、電極部２０Ａは地面Ｓに対向する誘電体３１と誘電体３１に接続された導電体３２とからなるキャパシタ電極３０Ａを有し、誘電体３１は地面Ｓへの近接と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、誘電体３１が地面Ｓに近接したときに電極部２０Ａは地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。キャパシタ電極３０Ａは、誘電体３１が地面にＳ近接させられるだけで地面Ｓの土Ｅの比抵抗の測定が可能であるため、地面Ｓの不陸の影響をさらに低減させることができる。

【0057】

また、本実施形態によれば、電極部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは地面Ｓに対向する対向面４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを有し、対向面４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃは地面Ｓに接触する接触面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと地面Ｓに接触しない非接触面４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃとを含み、接触面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは地面Ｓに平行な平面及び地面Ｓに対して突出した曲面のいずれかにより構成され、接触面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと非接触面４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃとは曲面により連結され、接触面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは地面Ｓへの接触と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、接触面４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃが地面Ｓに接触したときに電極部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。このため、例えば、盛土が転圧機により転圧された後の地面Ｓの乱れを低減しつつ、移動しながら地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定できる。

【0058】

また、本実施形態によれば、記憶部６２によって、電極部２０Ａにより測定された地面Ｓの土Ｅの比抵抗の値と、測位部６１により測位された本体部１０Ａの位置とが関連付けて記憶されるため、位置と、当該位置における地面Ｓの土Ｅの比抵抗との関係を把握し易い。

【0059】

以下、本発明の第２実施形態の比抵抗測定装置及び比抵抗測定方法について説明する。図４に示されるように、本実施形態の比抵抗測定装置１Ｂでは、本体部１０Ｂは、本体部１０Ｂを地面Ｓの上で移動させる移動部７０を有する。移動部７０は、例えば、車輪又は無限軌道等により本体部１０Ａを地面Ｓの上で移動させる。本実施形態では、本体部１０Ｂは一体化され、上記第１実施形態のような第１分体部１１及び第２分体部１２を有していない。

【0060】

本実施形態の比抵抗測定装置１Ｂでは、２対の電極部２０Ｄは、移動部７０により本体部１０Ｂが地面Ｓの上を移動させられているときに、地面Ｓへの近接と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、地面Ｓに近接したときに地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。図４の例では、２対の電極部２０Ｄのそれぞれは、地面Ｓに対して先端を進退動可能な機構により、互いに同期しつつ本体部１０Ｂから地面Ｓへの近接と地面Ｓからの離隔とを繰り返す。２対の電極部２０Ｄが地面Ｓに接触したときに、電極部２０Ｄは地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定する。電極部２０Ｄのそれぞれは、地面に対向する平板状をなす誘電体３１と誘電体３１に接続された平板状の導電体３２とからなるキャパシタ電極３０Ｄを有する。

【0061】

本実施形態では、例えば、２対の電極部２０Ｄのキャパシタ電極３０Ｄのいずれか一方の一対が一対の電流電極として地面Ｓの土Ｅに近接させられ、一対の電流電極の間に交流電圧が印加されることにより地面Ｓの土Ｅに交流電流が流される。また、２対の電極部２０Ｄのキャパシタ電極３０Ｄのいずれか他方の一対が一対の電位電極として地面Ｓの土Ｅに近接させられ、一対の電位電極の間の電位が測定される。例えば、電極部２０Ｄのそれぞれの間の間隔を変更することにより、比抵抗を測定する土Ｅの地面Ｓから深さを変更できる。４本の電極である電極部２０Ｄのキャパシタ電極３０Ｄの内の内側の２本の電極の間隔をｎａとし、それ以外の互いに隣接する２本のキャパシタ電極３０Ｄの間隔をａとしたときに、測定深さはａ（ｎ＋１）／２となる点は、上記第１実施形態と同様である。

【0062】

本実施形態によれば、本体部１０Ｂは本体部１０Ｂを地面Ｓの上で移動させる移動部７０を有し、電極部２０Ｄは、移動部７０により本体部１０Ｂが地面Ｓの上を移動させられているときに、地面Ｓへの近接と地面Ｓからの離隔とを繰り返し、地面Ｓに近接したときに地面Ｓの土Ｅの比抵抗を測定するため、電極部２０Ｄと地面Ｓとを常に接触させずに地面Ｓの上を移動できる。また、本実施形態では、電極部２０Ｄは本体部１０Ｂの移動には寄与しないため、必ずしも電極部２０Ｄを地面Ｓに接触させる必要がなく、盛土が転圧機により転圧された後の地面Ｓの乱れを低減できる。また、移動部７０は、車輪等にできるため、移動部７０の構成を単純にできる。

【0063】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、上記第１実施形態の比抵抗測定装置１Ａにおいて、第１分体部１１と第２分体部１２とが互いに一体化され、一体化された本体部１０Ａは、４対の脚部２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８を有していてもよい。この構成によれば、比抵抗測定装置１Ａを一体化して運用できる。この場合、一緒に地面Ｓに接触する脚部２１，２４等の間隔を変更することにより、比抵抗を測定する土Ｅの地面Ｓから深さを変更できる。また、本体部１０Ａは、９以上の脚部２１等を備えていてもよい。

【0064】

また、上記第２実施形態の比抵抗測定装置１Ｂにおいて、上記第１実施形態の比抵抗測定装置１Ａのように、互いに一対の電極部２０Ｄを有する第１分体部１１と第２分体部１２とを備えていてもよい。この構成によれば、第１分体部１１及び第２分体部１２のそれぞれの構造を単純にし、第１分体部１１及び第２分体部１２のそれぞれを小型にできる。この場合、上記第１実施形態と同様に、第１分体部１１との第２分体部１２との距離を変更することにより、比抵抗を測定する土Ｅの地面Ｓから深さを変更できる。また、本体部１０Ｂは、５以上の電極部２０Ｄを備えていてもよい。

【0065】

また、電極部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの形状及び構成は、適宜変更できる。また、電極部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、必ずしもキャパシタ電極３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを有していなくてもよい。また、比抵抗測定装置１Ａ，１Ｂは、振動ローラ等と一体化されていてもよい。また、比抵抗測定装置１Ａ，１Ｂにより比抵抗を測定される土Ｅには、一般の土Ｅのみならず、ＣＳＧ（CementedSand and Gravel）工法における建設現場で得られた砂礫等にセメントが添加及び混合された物及びＲＣＤ（Roller CompactedDam-Concrete）工法におけるセメントの量を少なくした超硬練りのコンクリートが敷均されて振動ローラ等で締め固められた物も含まれる。

【符号の説明】

【0066】

１Ａ，１Ｂ…比抵抗測定装置、１０Ａ，１０Ｂ…本体部、１１…第１分体部、１２…第２分体部、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…電極部、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８…脚部、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…キャパシタ電極、３１…誘電体、３２…導電体、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…対向面、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ…接触面、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…非接触面、５０…測定管理部、６１…測位部、６２…記憶部、７０…移動部、Ｓ…地面、Ｅ…土。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】