JP3104476B2 - トンネル内保守システム - Google Patents

トンネル内保守システム

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JP3104476B2
JP3104476B2 JP16292693A JP16292693A JP3104476B2 JP 3104476 B2 JP3104476 B2 JP 3104476B2 JP 16292693 A JP16292693 A JP 16292693A JP 16292693 A JP16292693 A JP 16292693A JP 3104476 B2 JP3104476 B2 JP 3104476B2
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重人 鈴木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばトンネル内に
設置される照明器の清掃および交換に用いて好適なトン
ネル内保守システムに関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、自動車道路等のトンネル
内は、所定の明るさに保つためにナトリウムランプなど
の照明器が所定の間隔で設置されている。図5は、この
種の照明器の概略構造を示す斜視図である。同図におい
て、容器F内には、ランプLPが収納されており、図示
しない固定具に取り付けられている。また、車道側に向
けられる容器Fの前面には、透明なガラス等で構成され
た前蓋Wが蝶番等によって開閉自在に取り付けられてお
り、これによりランプLPの取り付け・取り外し作業が
可能になっている。
【0003】ところで、トンネル内では自動車等が排出
する排気ガスや粉塵が充満し、照明器の前蓋Wが汚れる
ため、定期的にこれを清掃する必要が生じる。また、ラ
ンプLPが球切れを起こした場合には、これを新しいラ
ンプと交換する必要もある。
【0004】従来、こうした照明器の清掃やランプの交
換作業は、定期的にトンネル内の外側の一車線を交通規
制した上で、リフタ等を搭載した作業用の車を用いて複
数の作業員が手作業により行っている。したがって、作
業の効率が極めて悪く、しかも交通渋滞を招致する大が
かりな作業となるため、あまり頻繁に行うことができな
かった(例えば、2カ月に1回程度)。
【0005】こうしたことから、上述した作業をロボッ
トを用いて行う方法が従来より提案されている。この種
の方法は、例えば図6に示すように、トンネル内の側面
に設けられている点検作業用の通路R(幅80cm程
度)を利用して、この通路R上にロボットBを搭載した
作業車Cを走行させ、照明器の清掃・交換作業を行うも
のである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、一般のトン
ネルは点検作業用の通路Rがトンネル内の片側にしか設
けられていないため、上述した方法は、通路Rが設けら
れている側にしか適用できず、通路Rがない場合には実
施することができない。一方、こうした通路Rをトンネ
ルの両側に設けるには、トンネル径を大きくしなけらば
ならず、そのためには膨大な費用がかかってしまう。
【0007】また、球切れのランプを交換する場合、照
明器の前蓋W(図5参照)を開け、内部のランプLPを
交換した後、前蓋Wを閉じるという一連の作業が必要と
なるが、このような作業をロボットに行わせるには極め
て高度な制御が要求される。さらに、トンネル工事で
は、若干の誤差が発生することは避けられず、これにロ
ボットを対応させるには、ロボットの大型化やコスト高
を招くことになる。
【0008】ところが、トンネル内は、図7に示すよう
に、障害物等が干渉してはならない領域(境界線Lの内
側)が交通法規上定められており、上記方法(図6参
照)では、ロボットを相当小さく構成しない限り、上記
交通法規に適合することができず、作業の安全を確保す
るためにはトンネル内の交通を規制せざるを得ない。
【0009】結局、従来の技術では、トンネル内の交通
規制を伴わずに照明器の清掃・交換作業を完全に無人化
することは難しく、従来よりこうしたことを実現し得る
システムが強く求められていた。
【0010】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、交通規制を伴うことなく、トンネル内に設置
された照明器の清掃・交換作業の無人化を容易に行うこ
とができるトンネル内保守システムを提供することを目
的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明は、トンネル内に所定間隔
で設置された複数の照明器の保守作業を行うシステムで
あって、前記各照明器の列びに沿って敷設されたレール
と、前記レール上を走行し、前記各照明器の清掃作業を
行う清掃用ロボットとを具備することを特徴としてい
る。
【0012】また、請求項2記載の発明は、トンネル内
に所定間隔で設置された複数の照明器の保守作業を行う
システムであって、前記各照明器の列びに沿って敷設さ
れたレールと、前記レール上を走行して、各々の照明器
について球切れを起こしているか否かを検出し、該検出
結果に基づいて球切れを起こしている照明器の交換作業
を行う交換用ロボットとを具備することを特徴としてい
る。
【0013】また、請求項3記載の発明は、トンネル内
に所定間隔で設置された複数の照明器の保守作業を行う
システムであって、前記各照明器の列びに沿って敷設さ
れたレールと、前記レール上を走行し、前記各照明器の
清掃作業を行うと共に、各々の照明器について球切れを
起こしているか否かを検出し、この検出結果を出力する
清掃用ロボットと、前記レール上を走行し、前記清掃用
ロボットから出力される検出結果に基づいて、球切れを
起こしている照明器の交換作業を行う交換用ロボットと
を具備することを特徴としている。
【0014】また、請求項4記載の発明は、トンネル内
に所定間隔で設置された複数の照明器の保守作業を行う
システムであって、前記各照明器の列びに沿って敷設さ
れたレールと、前記レール上を走行し、前記各照明器の
清掃作業を行う清掃用ロボットと、前記レール上を走行
して、各々の照明器について球切れを起こしているか否
かを検出し、該検出結果に基づいて球切れを起こしてい
る照明器の交換作業を行う交換用ロボットとを具備する
ことを特徴としている。
【0015】また、請求項5記載の発明は、トンネル内
に所定間隔で設置された複数の照明器の保守作業を行う
システムであって、前記各照明器の列びに沿って敷設さ
れたレールと、前記各照明器に設けられ、各々の照明器
の球切れを知らせる球切れ信号を発生する球切れ通知手
段と、前記レール上を走行し、前記球切れ通知手段から
発生される球切れ信号に基づいて、球切れを起こしてい
る照明器の交換作業を行う交換用ロボットとを具備する
ことを特徴としている。
【0016】また、請求項6記載の発明は、請求項2乃
至5記載のトンネル内保守システムであって、前記各照
明器は、所定の容器内にランプを収納して成ると共に、
該ランプが固定される該容器の所定部分が着脱自在に構
成され、前記交換用ロボットは、前記容器の所定部分を
着脱操作することによって前記ランプの交換作業を行う
ことを特徴としている。
【0017】また、請求項7記載の発明は、請求項1乃
至6記載のトンネル内保守システムであって、前記レー
ルが、前記各照明器を支持する台と同一の台上に敷設さ
れることを特徴としている。
【0018】
【作用】請求項1記載の発明によれば、清掃用ロボット
が、各照明器の列びに沿って敷設されたレール上を走行
し、各照明器の清掃作業を行う。これにより、トンネル
内の左右両側に設置された照明器について、トンネル内
の規定の領域と干渉することなく無人で清掃作業が行わ
れる。
【0019】また、請求項2記載の発明によれば、交換
用ロボットが、各照明器の列びに沿って敷設されたレー
ル上を走行して、各々の照明器について球切れを起こし
ているか否かを検出し、該検出結果に基づいて球切れを
起こしている照明器の交換作業を行う。これにより、ト
ンネル内の左右両側に設置された照明器について、トン
ネル内の規定の領域と干渉することなく無人で、球切れ
を起こしている照明器の交換作業が行われる。
【0020】また、請求項3記載の発明によれば、清掃
用ロボットが、各照明器の列びに沿って敷設されたレー
ル上を走行し、各照明器の清掃作業を行うと共に、各々
の照明器について球切れを起こしているか否かを検出
し、この検出結果を出力する。一方、交換用ロボット
は、前記レール上を走行し、清掃用ロボットから出力さ
れる検出結果に基づいて、球切れを起こしている照明器
の交換作業を行う。これにより、トンネル内の左右両側
に設置された照明器について、トンネル内の規定の領域
と干渉することなく無人で、清掃作業および球切れを起
こしている照明器の交換作業が行われる。
【0021】また、請求項4記載の発明によれば、清掃
用ロボットが、各照明器の列びに沿って敷設されたレー
ル上を走行し、各照明器の清掃作業を行う。一方、交換
用ロボットは、前記レール上を走行して、各々の照明器
について球切れを起こしているか否かを検出し、該検出
結果に基づいて球切れを起こしている照明器の交換作業
を行う。これにより、上記請求項3記載の発明と同様、
トンネル内の左右両側に設置された照明器について、ト
ンネル内の規定の領域と干渉することなく無人で、清掃
作業および球切れを起こしている照明器の交換作業が行
われる。
【0022】また、請求項5記載の発明によれば、各照
明器に設けられた球切れ通知手段が、各々の照明器の球
切れ状態に応じた球切れ信号を発生し、交換用ロボット
が、各照明器の列びに沿って敷設されたレール上を走行
し、球切れ通知手段から発生される球切れ信号に基づい
て、球切れを起こしている照明器の交換作業を行う。こ
れにより、上記請求項2記載の発明と同様、トンネル内
の左右両側に設置された照明器について、トンネル内の
規定の領域と干渉することなく無人で、球切れを起こし
ている照明器の交換作業が行われる。また、受光素子等
の照度検出手段を交換用ロボットに設ける必要がなくな
り、外部の機器構成が簡略化されると共に、照明器を点
灯させていない場合においても球切れ検出が可能とな
る。
【0023】また、請求項6記載の発明によれば、上記
請求項2乃至5記載の発明による作用に加え、交換用ロ
ボットが、照明器のランプを収納する容器の所定部分を
着脱操作することによって該ランプの交換作業を行うた
め、照明器の交換に供する部分が軽量化され、かつ交換
作業が簡略化される。これにより、交換用ロボットを小
型に構成でき、かつ容易に制御可能となる。
【0024】また、請求項7記載の発明によれば、上記
請求項1乃至6記載の発明による作用に加え、清掃用ロ
ボットあるいは交換用ロボットは、各照明器を支持する
台と同一の台上に敷設されたレール上を走行するため、
各照明器との相対的な位置関係が一定に保たれる。これ
により、清掃用ロボットあるいは交換用ロボットは、ト
ンネルの工事誤差の影響を受けることなく、容易に制御
可能となり、しかも各照明器の近傍でトンネル内の規定
の領域と干渉することなく作業を行うことができる。
【0025】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。 A:実施例の構成 図1はこの発明の一実施例によるトンネル内保守システ
ムの全体構成を示すブロック図である。この図におい
て、1はホストコンピュータであり、トンネル内に所定
間隔で設置された各照明器L1,L2,……についての
アドレス情報やステータス情報(後述する)を保持し管
理している。このホストコンピュータ1は、図示しない
通信路を介して清掃用ロボット2および交換用ロボット
3と接続されており、これらロボット2,3との通信を
行うと共に、受信したデータに基づいて上記保持情報の
更新等を行う。
【0026】清掃用ロボット2および交換用ロボット3
は、それぞれレール4上を走行する自走式のロボットで
あり、図示しないバッテリと所定のシーケンス制御装置
とを搭載している。清掃用ロボット2は、シーケンス制
御装置による制御指令に基づき、各照明器L1,L2,
……の清掃作業および球切れ検出を行う。
【0027】一方、交換用ロボット3は、図示しないス
トック台に所定数の交換用ランプを搭載して清掃用ロボ
ット2の後を走行すると共に、シーケンス制御装置によ
る制御指令に基づき、ホストコンピュータ1から指定さ
れる球切れを起こした照明器についてランプの交換作業
を行う。
【0028】また、各々の照明器Lkは、例えば図2に
示すように、容器F内に収納されるランプLPが上蓋U
と一体の構造になっており、上蓋Uを着脱することによ
りランプLPの取り付け・取り外しが可能となってい
る。また、上蓋UにはランプLPの電源端子E1,E2
が設けられており、上蓋Uを容器Fに取り付けることに
より電源端子E1,E2が容器Fに形成された受け側電
極E1′,E2′に差し込まれ、ランプLPに電源が供
給されるようになっている。なお、トンネル内の道路側
に向けられる容器Fの前面Sは、従来のもの(図5参
照)と同様、透明なガラス等で構成される。
【0029】さらに、レール4と各照明器Lk(L1,
L2,……)とは、図3に示すように、トンネル壁WL
に設けられた共通の支持台5の上に設置されている。こ
れにより、レール4上を走行するロボット2,3と各照
明器Lk(L1,L2,……)との相対的な位置関係が
常に一定に保たれるようになっている。なお、各照明器
Lk(L1,L2,……)には、ランプLPの光を前面
S側へ反射させる反射板Mが、ランプLPとともに上蓋
Uに取り付けられており、この反射板Mも上蓋Uの着脱
によってランプLPとともに交換されるようになってい
る。
【0030】B:実施例の動作 次に、このシステムの動作について説明する。まず、レ
ール4上を走行する清掃用ロボット2は、所定の照明器
Lkの前で停止すると、該照明器Lkの前面Sの清掃作業
を行う。この清掃作業は、例えば以下のような手順で行
われる。 (手順1)前面Sに洗浄水を霧吹きする。 (手順2)前面Sをブラシ等でこすり、洗浄水を拭き取
る。
【0031】次に、清掃用ロボット2は、図示しない照
度検出センサによってランプLPの点滅状態(あるいは
照度の低下)を検知することにより、ランプLPが球切
れを起こしているか否かを判定する。そして、球切れを
起こしていると判定した場合には、該照明器Lkの設置
位置に対応するアドレス情報をホストコンピュータ1へ
送信する。そして、清掃用ロボット2は、再び走行を開
始し、以後、各照明器について上述した動作を繰り返
す。
【0032】一方、ホストコンピュータ1は、清掃用ロ
ボット2からアドレス情報が送信されると、このアドレ
ス情報を球切れを起こしている照明器の位置情報として
記憶すると共に、該アドレス情報を交換用ロボット3へ
送信する。
【0033】そして、清掃用ロボット2の後を走行する
交換用ロボット3は、ホストコンピュータ1から送信さ
れるアドレス情報に対応する照明器の位置で停止し、ラ
ンプLPの交換作業を行う。
【0034】図4は、このときの交換作業の一例を示し
ている。まず、交換用ロボット3は、同図(a)に示す
ように、所定数の交換用ランプLP1,LP2,LP
3,……が搭載されたストック台STの空き領域Eの位
置を照明器Lkの位置に合わせて停止する(あるいは、
停止した後にストック台STを移動させて位置合わせす
る)。そして、照明器Lkの球切れランプLP0をこの
空き領域Eに移載した後、同図(b)に示すように、ス
トック台ST上の交換用ランプLP1の位置を照明器L
kの位置に合わせるよう移動する(あるいは、ストック
台STを移動させて位置合わせする)。次に、同図
(c)に示すように、交換用ランプLP1を照明器Lk
に取り付ける。これにより、該照明器Lkについての交
換作業が完了し、交換用ランプLP1が搭載されていた
位置が新たな空き領域E′となる。
【0035】そして、次の交換作業では、ストック台S
Tの新たな空き領域E′の位置を次に交換すべき照明器
の位置に合わせて停止し(あるいは、停止した後にスト
ック台STを移動させて位置合わせし)、上述した作業
を繰り返す。こうして、交換用ロボット3は、ホストコ
ンピュータ1から指定された照明器の球切れランプを順
次交換して行く。
【0036】また、交換用ロボット3は、交換作業を行
う毎に、交換完了を示す情報を照明器のアドレス情報と
共にホストコンピュータ1へ送信する。これにより、ホ
ストコンピュータ1では、交換を指定した照明器につい
て交換作業が完了しているか否かを示すステータス情報
を更新し、各照明器L1,L2,……について交換・未
交換の状態が把握される。
【0037】こうして、トンネル内の各照明器L1,L
2,……について、その清掃、球切れ検出およびランプ
交換が全て人手を介さずに無人で行われる。
【0038】C:実施例の効果 以上述べたように、この実施例によれば、以下に挙げる
効果が得られる。 (1)トンネル内に設置された照明器の清掃・交換作業
を無人化し、効率的に行うことができる。 (2)各照明器L1,L2,……が設置される支持台5
と同一の支持台5にレール4を敷設したので、トンネル
工事により生じる工事誤差の影響を受けることなく、ロ
ボット2,3と各照明器L1,L2,……との相対的な
位置関係を一定に保つことができる。これにより、各ロ
ボット2,3が容易に制御可能となる。 (3)清掃用ロボット2と交換用ロボット3とを別体で
構成してそれぞれを小型化し、しかも各照明器L1,L
2,……の列びに沿って比較的余裕があるトンネル内の
上部空間にレール4を敷設するので、交通法規上の規定
の領域とロボットの作業領域との干渉を回避することが
でき、作業中に交通規制を行う必要がなくなる。 (4)清掃用ロボット2と交換用ロボット3とを別体で
構成したので、清掃を行うサイクルとランプ交換を行う
サイクルとが異なる場合にも容易に対応可能となる。 (5)ランプLPをこれを収納する容器Fの上蓋Uと一
体化し、上蓋Uの着脱により取り付け・取り外し可能と
したので、交換用ロボット3によるランプLPの交換作
業を簡略化することができる。
【0039】D:その他の実施態様 なお、この発明は、既述した実施例の態様のほか、必要
に応じて、例えば以下に挙げる実施態様を採用すること
も可能である。 (1)ランプLPを上蓋Uそのものと一体化させるので
はなく、容器F上部の一部分を分離可能な構造としてこ
れとランプLPとを連結する。また、ランプLPの電気
的な接続部についても、図2に示したものに限らず、そ
の他の種々の方式を採用する。 (2)ロボット2,3とホストコンピュータ1との通信
を有線方式とせずに、無線方式とする。 (3)各ロボット2,3が搭載するシーケンス制御装置
によって動作制御を行うのでなく、全ての動作制御をホ
ストコンピュータ1が行うようにする。あるいは、ホス
トコンピュータ1を介さずにロボット2,3が直接通信
を行い、ランプ交換の指令等を行うようにする。この場
合、各照明器L1,L2,……のアドレス情報等はそれ
ぞれのロボット2,3が保持し管理する。 (4)ロボット2,3の電源をバッテリ電源とせずに、
トロリにより電源を供給する。 (5)ロボット2,3の走行を自走式とせずに、リニア
モータ方式とする。 (6)トンネル内の傾斜が大きい場合には、ロボット
2,3の車輪等とレール4とを噛み合わせる構造にして
推進力を得るようにする。 (7)長距離のトンネルに適用する場合には、トンネル
内をエリア分割し、各エリア毎にロボット2,3を設置
してホストコンピュータ1により管理し、清掃・交換作
業を行わせるようにする。 (8)トンネル内に異なる種類の照明が設置される場合
には、照明器の形状を統一してロボット2,3のストロ
ークを一定とするか、あるいは照明の種類に合わせて照
明器を異なる大きさで構成し、照明器の大きさに合わせ
てロボット2,3のストロークを変化させるようにす
る。 (9)各照明器L1,L2,……の球切れ検出を清掃用
ロボット2が行うのではなく、交換用ロボット3に照度
検出センサを設け、交換用ロボット3が球切れ検出を行
い、この検出結果に基づいて交換作業を行うようにす
る。 (10)各照明器L1,L2,……に、各々のランプL
Pの球切れ状態に応じて球切れ信号を発生する機構を設
け、交換用ロボット2が、この球切れ信号に基づいて交
換作業を行うようにする。この場合、ホストコンピュー
タ1が、各照明器L1,L2,……から出力される球切
れ信号を取り込んで、交換作業を行うべきアドレスを交
換用ロボット2へ指示するようにしてもよい。あるい
は、ホストコンピュータ1を介さずに、交換用ロボット
2が、直接、各照明器L1,L2,……から出力される
球切れ信号を取り込んで、交換作業を行うべきアドレス
を特定するようにしてもよい。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、清掃用と交換用に別体で構成された各ロボットが、
トンネルの工事誤差の影響を受けることなく、容易に制
御可能となり、しかも各照明器の近傍でトンネル内の規
定の領域と干渉することなく作業を行うことができるの
で、交通規制を伴うことなく、トンネル内に設置された
照明器の清掃・交換作業の無人化を容易に行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例によるトンネル内保守シス
テムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】同システムで用いられる照明器の構造を示す透
視図である。
【図3】同システムにおいて敷設されるレールと各照明
器との位置関係を示す断面図である。
【図4】同システムにおいて交換用ロボットが行うラン
プ交換の方法の一例を示す図である。
【図5】従来のトンネル内に設置される照明器の構造を
示す斜視図である。
【図6】従来から提案されていた方法によるシステムの
概略構成を示す斜視図である。
【図7】一般のトンネル内の断面形状を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ホストコンピュータ 2 清掃用ロボット 3 交換用ロボット 4 レール 5 支持台 Lk 照明器

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル内に所定間隔で設置された複数
    の照明器の保守作業を行うシステムであって、 前記各照明器の列びに沿って敷設されたレールと、 前記レール上を走行し、前記各照明器の清掃作業を行う
    清掃用ロボットとを具備することを特徴とするトンネル
    内保守システム。
  2. 【請求項2】 トンネル内に所定間隔で設置された複数
    の照明器の保守作業を行うシステムであって、 前記各照明器の列びに沿って敷設されたレールと、 前記レール上を走行して、各々の照明器について球切れ
    を起こしているか否かを検出し、該検出結果に基づいて
    球切れを起こしている照明器の交換作業を行う交換用ロ
    ボットとを具備することを特徴とするトンネル内保守シ
    ステム。
  3. 【請求項3】 トンネル内に所定間隔で設置された複数
    の照明器の保守作業を行うシステムであって、 前記各照明器の列びに沿って敷設されたレールと、 前記レール上を走行し、前記各照明器の清掃作業を行う
    と共に、各々の照明器について球切れを起こしているか
    否かを検出し、この検出結果を出力する清掃用ロボット
    と、 前記レール上を走行し、前記清掃用ロボットから出力さ
    れる検出結果に基づいて、球切れを起こしている照明器
    の交換作業を行う交換用ロボットとを具備することを特
    徴とするトンネル内保守システム。
  4. 【請求項4】 トンネル内に所定間隔で設置された複数
    の照明器の保守作業を行うシステムであって、 前記各照明器の列びに沿って敷設されたレールと、 前記レール上を走行し、前記各照明器の清掃作業を行う
    清掃用ロボットと、 前記レール上を走行して、各々の照明器について球切れ
    を起こしているか否かを検出し、該検出結果に基づいて
    球切れを起こしている照明器の交換作業を行う交換用ロ
    ボットとを具備することを特徴とするトンネル内保守シ
    ステム。
  5. 【請求項5】 トンネル内に所定間隔で設置された複数
    の照明器の保守作業を行うシステムであって、 前記各照明器の列びに沿って敷設されたレールと、 前記各照明器に設けられ、各々の照明器の球切れを知ら
    せる球切れ信号を発生する球切れ通知手段と、 前記レール上を走行し、前記球切れ通知手段から発生さ
    れる球切れ信号に基づいて、球切れを起こしている照明
    器の交換作業を行う交換用ロボットとを具備することを
    特徴とするトンネル内保守システム。
  6. 【請求項6】 請求項2乃至5記載のトンネル内保守シ
    ステムであって、 前記各照明器は、所定の容器内にランプを収納して成る
    と共に、該ランプが固定される該容器の所定部分が着脱
    自在に構成され、 前記交換用ロボットは、前記容器の所定部分を着脱操作
    することによって前記ランプの交換作業を行うことを特
    徴とするトンネル内保守システム。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6記載のトンネル内保守シ
    ステムであって、 前記レールが、前記各照明器を支持する台と同一の台上
    に敷設されることを特徴とするトンネル内保守システ
    ム。
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