JP3372997B2 - 灯器保守装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、灯火用光線を射出する
ための射出窓が路上に表れるように路に埋め込まれて配
列された複数の灯火用灯器を保守するための灯器保守装
置に係り、特に滑走路上に埋め込まれた航空灯火用の灯
器の保守を行なう灯器保守装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３９乃至図４１に、道路等に埋め込ま
れて運転者等に目印となる位置を認識させるために灯火
用光線を射出する灯器２０の概略構成を示す。灯器２０
は灯火用光線を射出する光源５と、光源５から放出され
た光線を射出するためのプリズム面２４とを備えてい
る。灯器２０は、プリズム面２４が航空路６の路上に表
れるように航空路６に埋め込まれ、ボルト７によって固
定されている。

【０００３】航空保安照明施設は、航空機の離陸・着陸
・走行を視覚的に援助し、航空の安全に重要な役割を果
たす施設であり、航空保安照明施設を維持・管理するた
めの灯器２０のメンテナンスが極めて重要な業務となっ
ている。

【０００４】特に滑走路における灯器のメンテナンス作
業環境は、例えば飛行運行の少ない深夜から早朝の決め
られた時間内に、数百の灯器を数人で膝まづき、ウエス
とへらで清掃する作業、あるいはトルクレンチで１灯器
４〜８個あるボルトを一つ一つ増し締めするという大変
な作業である。

【０００５】また、空港の拡大に伴い作業対象となる灯
器が大幅に増加し、作業員の増強あるいは作業効率の向
上、が必至の事態となってきている。

【０００６】以下に従来の作業の流れの例を示す。まず
作業計画を立案する。日常点検、定期点検、精密点検に
分類した計画書にしたがって実施する。日常点検とは例
えば、プリズム清掃と配光測定車による配光測定を毎週
行う事、定期点検とは灯器の締め付け確認を数ケ月ごと
に行う事、精密点検とは灯器の取り替えを数ケ月ごとに
行う事、である。

【０００７】次に作業を準備する。作業計画にしたがっ
て打ち合わせ確認で作業予定を決定し、機材を搭載して
段取りを整える。

【０００８】実際の作業に入るとまず移動がある。管制
塔と交信しながら移動し、順次巡回点検を行いながら作
業位置まで移動する。

【０００９】実際の作業には、主に、プリズム清掃とボ
ルト増し締めと配光測定がある。プリズム面の清掃は、
まず数人程度の班に分かれ、洗浄液（グラスター）、ウ
エス、竹へらで清掃して行く。移動を含め１つの灯器あ
たり数分かかる。ボルト増し締め作業は、トルクレンチ
にて一箇所ごとに増し締めして行く。これも移動を含め
１つの灯器あたり数分かかる。配光測定は、移動測定と
静止測定があり、いずれも専用の配光測定車による。移
動測定では、１滑走路の中心塔全体でデータ処理時間を
含め数十分かかる。静止測定では、１つの灯器あたり数
分かかる。なおこの作業は霧・雨天では中止される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の作
業では、ひざまづきながらの作業で作業環境が悪く、個
々の作業が全て人手に直接依存して行われていたため、
効率的でないという問題点があった。

【００１１】また、今後人手の確保が難しいことなどが
予想されるので、人手に全面的には依存しない効率的な
作業体系が求められていた。

【００１２】そこで本発明の目的は、作業環境が改善さ
れ、人手で行っていた作業を省力化して作業の効率を図
ることができる灯器保守装置を提供することができる。

【００１３】上記灯器保守装置は、（１）灯器の射出窓
であるプリズム面の清掃機能の他に、（２）灯器のボル
ト増し締め機能や（３）灯器のプリズム清掃後の効果確
認機能を備えて、（４）無人運用を行うことが可能であ
り、作業環境を改善し、作業効率を向上させ、人間の補
助・代行を行うことができる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による灯器保守装置は、灯火用光線を射出
するための射出窓が路上に表れるように路に埋め込まれ
て配列された複数の灯火用灯器を保守するための灯器保
守装置であって、複数の灯火用灯器の画像情報から複数
の灯火用灯器の配列関係を検出して前記灯器に対して所
定の位置関係に位置するように移動する移動体と、前記
射出窓を洗浄するために前記移動体に搭載された洗浄手
段と、を備えたことを特徴とする。

【００１５】また、灯器保守装置は、灯器の概略位置を
認識し位置決めする粗位置決め装置と、灯器の正確な位
置を認識し位置決めする精密位置決め装置と、灯器プリ
ズム面を洗浄する洗浄装置と、灯器を固定しているボル
トを締めるボルト締め装置と、灯器の性能を確認する灯
器検査装置と、より構成することが可能である。

【００１６】また、粗位置決め装置が、灯器から発せら
れる灯火の光を認識・処理することで計測する装置を有
すること、あるいは、あらかじめ複数個の灯器の配置地
図を記憶し静止衛星との交信でデータ補完して位置を割
り出す装置を有することを特徴としている。

【００１７】また、精密位置決め装置が、灯器の概ね同
一円上に配置された複数本のボルトの中心を認識・処理
することで計測する装置を有すること、あるいは、灯器
に特有な形状部分にガイドを位置合わせして計測する装
置を有することを特徴としている。

【００１８】また、プリズム洗浄装置が、洗浄液タンク
と高圧水供給装置と高圧空気タンクとノズルを有するこ
と、あるいは、ある軸まわりに回転する回転ブラシを有
すること、あるいは、複数本の柔軟な針状の毛が前後に
振動する振動ブラシを有すること、あるいは、概ねプリ
ズム面形状の切り欠き部を持つ薄板状へらあるいはすだ
れ状の切り込み部を持つ柔軟材料で構成されたへらを有
すること、あるいは、テープ状の布材とその大部分を内
部に保持する保持部とその一部のみ外表面にむき出しに
する凸部とテープを繰り送る搬送部からなるカートリッ
ジを有すること、あるいは、各々独立に弾性材で保持さ
れた複数本の直状針が並列状に配置された洗浄作業部を
有すること、あるいは、内部に液体あるいは気体を封印
しゴム状柔軟材料で風船形状に構成された洗浄作業部を
有することを特徴としている。また、ボルト締め装置
が、１つのナット・ランナーからなるボルト締め作業部
を有すること、あるいは、複数のナット・ランナーから
なるボルト締め作業部を有することを特徴としている。

【００１９】また、灯器検査装置が、灯火の画像データ
を正常時の画像情報と比較することで状態を判断するこ
とを特徴としている。

【００２０】

【作用】路に埋め込まれて配列された複数の灯火用灯器
は路上に表れている射出窓から灯火用光線を射出してお
り、移動体は、各射出窓から射出される灯火用光線の配
列等を介して複数の灯火用灯器の配列関係を検出し、こ
れらの灯器に対して所定の位置関係に位置するように移
動し、移動体を灯器に対して所定の位置関係にある状態
で洗浄手段により射出窓を洗浄する。一つの洗浄窓の洗
浄を終えたら、次の作業対象となる灯器の位置へ移動体
が移動し、灯器の射出窓の洗浄を繰り返す。

【００２１】また、洗浄手段の他に、灯器のボルト増し
締め機能手段やプリズム清掃後の効果確認機能手段等を
移動体に搭載することにより、灯器のボルト増し締めや
プリズム面の洗浄の程度等の確認作業も合わせて行うこ
とが可能となる。

【００２２】

【実施例】

（０）灯器保守装置の全体構成 本発明による灯器保守装置の実施例の全体の概略構成を
図１に示す。また、装置全体のブロック図を図２に、装
置の全体動作のフローチャートを図３に示す。

【００２３】図１乃至図３に示すように、灯器保守装置
は、車両等の移動体である本体１と、本体１を灯器２０
に対して所定の位置関係になるように位置決めするため
の粗位置決め装置１００と、粗位置決め装置１００によ
り車両を位置決めした状態で作業用ロボット・アーム等
を灯器２０に対して位置決めする精密位置決め装置２０
０と、灯器２０の射出窓としてのプリズム面２４を洗浄
するためのプリズム面洗浄装置３００と、灯器２０のボ
ルト７のボルト頭部２１を増し締めするためのボルト締
め装置４００と、プリズム面２４が必要な程度に洗浄さ
れたか否かを検査する灯器検査装置５００と、粗位置決
め装置１００、精密位置決め装置２００、プリズム面洗
浄装置３００、ボルト締め装置４００および灯器検査装
置５００の各々に取り付けられて計算機を統括するため
の統括制御装置６００とを備えている。

【００２４】図４乃至図１１に示すように、粗位置決め
装置１００は主にＣＣＤカメラ・センサ１０２および全
方向駆動機構１０６および制御計算機１０７よりなり、
精密位置決め装置２００は主にＣＣＤカメラ・センサ２
０１および曇台２０２および制御計算機２０５よりな
り、プリズム面洗浄装置３００は主に洗浄作業部３０１
および作業用ロボット・アーム３０２および制御計算機
３０９よりなり、ボルト締め装置４００は主にボルト締
め作業部４０１および作業用ロボット・アーム４０２お
よび制御計算機４０６よりなり、灯器検査装置５００は
主にＣＣＤカメラ・センサ５０１および作業用ロボット
・アーム５０２および制御計算機５０３よりなる。統括
制御装置６００は、制御計算機１０７、制御計算機２０
５、制御計算機３０９、制御計算機４０６および制御計
算機５０３を監視し全体を制御する。

【００２５】＜１＞ 粗位置決め装置１００の詳細（＜
１・０＞画像認識の利用） 実施例における粗位置決め装置１００の詳細を、図４お
よび図５を用いて説明する。

【００２６】具体例として、任意の位置にある本体１
が、滑走路面上から中央灯器２０を発見して粗位置決め
する手順を詳しく述べる。

【００２７】図４（１）に示すように、本体１の前面上
部には、旋回と曲げの２自由度をもつ曇台１０１を介し
て、灯器検出用ＣＣＤカメラ１０２が具備されている。
滑走路の中央灯器２０は滑走路の中央に一直線上に等間
隔に配置されその間隔は３０［ｍ］であることは予め判
っている。

【００２８】ただし中央灯器２０の放射光は方向性が強
く、滑走路の長手方向から眺めるとその放射される光を
見ることができるが、真横からだとその光の帯もまった
く見えなくなってしまうので、真横から見ることを避け
る必要がある。

【００２９】曇台１０１を水平面内で旋回しあるいはさ
らに上下方向に曲げ動作することにより、ＣＣＤカメラ
１０２より得られる画像面上に一直線上に並んだ複数の
少なくとも３点の光点を得られるまで走査を繰り返す。

【００３０】少なくとも３点の光点が得られたら、この
光列の水平面に対する角度およびそれら連続する３点の
それぞれの間隔より、滑走路の長手方向に対するＣＣＤ
カメラ１０２の方向および中央灯器２０の列までの距
離、さらには、最も近い中央灯器２０の本体１に対する
相対的な位置を、制御計算機１３は、算出することがで
きる。

【００３１】本体１は、４組の全方向駆動機構１０３に
より支えられている。この全方向駆動機構１０３は、ひ
とつの車輪１０４が走行用駆動機構１０５とステアリン
グ用駆動機構１０６とシリアルに接続されており、それ
ぞれを別々に駆動することで位置と方向を独立に制御で
きることから、４組の全方向駆動機構を組み合わせて制
御することにより本体１を自由に位置・方向を移動でき
る。

【００３２】灯器２０の列の画像から算出された、一番
近い中央灯器２０の位置と方向に関する情報に基づき、
制御計算機１０７が軌道計画をたて、本体１を一番近い
中央灯器２０上まで移動させる。

【００３３】このとき前述の光列の発見および算出を適
宜繰り返すことにより、確実に最も近い中央灯器２０の
上まで移動させる。

【００３４】さらに本体１の腹部下には、図４（３）に
示すように、粗位置決め用のラインセンサ１０８，１０
９を設けている。これは多数のＬＥＤセンサを一列に配
置したものを２組１０８，１０９直交する方向に設置し
たものである。

【００３５】それぞれのＬＥＤセンサは鉛直下方向の照
度を監視しており、ある値以上の照度に反応する。

【００３６】反応したＬＥＤセンサの数と位置により、
目的とする中央灯器２０の放射光の２次元的な位置を、
制御計算機１０７は算出できる。

【００３７】この算出結果に基づき、図４（２）に示す
ように、全方向駆動機構１０３を制御計算機１０７は制
御し、目的とする中央灯器２０の位置に対して本体１を
位置決めすることができる。

【００３８】全方向駆動機構１０３による移動が終了し
た後、アウト・リガー１０ａを下方に突き出し、本体１
を地上より浮かせることで、本体１と灯器２０の相対位
置関係を固定する。

【００３９】＜２＞ 精密位置決め装置２００の詳細
（＜２・０＞画像処理） 実施例における精密位置決め装置２００の詳細を、図６
を用いて説明する。

【００４０】本体１の床面の中央部には、作業用の開口
部があり、その上方天井には旋回２０３と曲げ２０４の
２自由度を持つ曇台２０２を介して、精密位置決め用の
ＣＣＤカメラ２０１が配置されている。

【００４１】ＣＣＤカメラ２０１は灯器２０を鉛直上方
からみおろす状態となる。制御計算機２０５は、ＣＣＤ
カメラ２０１より取り込まれた画像情報を特徴抽出法に
より処理する。

【００４２】具体的にはまず特徴点としてＭ１０のボル
ト頭部２１を４点発見する。次に画面状の４点間の距離
や角度を計測し、本体１と灯器２０との相対的な角度関
係を算出することができる。

【００４３】画像上の４点間の距離を一致させるよう
に、曇台２０２の旋回２０３と曲げ２０４の２自由度を
動作させることで、本体１からみた画像が灯器２０に平
行となるようにする。これらの操作の後、４点の中心を
灯器２０の中央位置と定める。

【００４４】さらに、発生する照射光の出口としての切
り欠き部２２は、灯器２０本体の上面部２３と輝度がま
ったく異なるため、ＣＣＤカメラ２０１による画面上の
部分による輝度変化により、切り欠き部分２２の位置、
プリズム２４の位置などを高い精度で算出できる。

【００４５】＜３＞プリズム面洗浄装置３００の詳細
（＜３・０＞振動式） 実施例におけるプリズム面洗浄装置３００の詳細を、図
７および図８を用いて説明する。図７（１）に示すよう
に、プリズム面洗浄装置３００は、洗浄作業部３０１お
よび作業用ロボット・アーム３０２を備えている。

【００４６】洗浄作業部３０１は、複数本の柔軟な針状
の接触子３０３がおおむね長方形に束ねられ、さらにそ
の端面がおおむねプリズム面２４の形状となるようにカ
ットされ、圧電アクチュエータ３０４と変位拡大機構３
０５により前後に高周波で振動する実洗浄部３０６と、
本体１に搭載されたコンプレッサよりホース３０７を介
して高圧エアーが供給されるノズル３０８よりなる仕上
げ作業部３０９と、で構成されている。

【００４７】作業用ロボット・アーム３０２は、垂直多
関節型の基本３自由度と手首部の３自由度とからなって
おり、その先端に６軸力センサ３０ａを介して洗浄作業
部３０１を装着している。図７（２）に、洗浄作業部３
０１を拡大して示す。

【００４８】前述の手順で、灯器２０上に本体１を位置
決めし、精密位置測定も終了した後、図８に示すプリズ
ム面洗浄作業の過程に入る。

【００４９】本体１の移動時は、作業用ロボット・アー
ム３０２は折り畳まれた状態で、移動時の振動を受けに
くい形態で収納されている。

【００５０】先端に洗浄作業部３０１を装着した作業用
ロボット・アーム３０２を展開し、本体１の床面の開口
部を通って、実洗浄部３０６を灯器２０上の切り欠き部
２２からプリズム面２４に接近させる。

【００５１】作業用ロボット・アーム３０２は、制御装
置３０９により動作制御されるが、精密位置測定結果に
基づき洗浄作業部３０１の向きを合わせ、６軸力センサ
３０ａから測定される押しつけ力の方向で洗浄作業部３
０１の向きを微妙に調整し、押しつけ力が所定の力（た
とえば２[kgf])となるように、作業用ロボット・アーム
３０２を動作させる。プリズム面２４に対する所定の方
向に所定の押しつけ力が得られるように作業用ロボット
・アーム３０２が位置決めできたら、作業用ロボット・
アーム３０２はその位置で（サーボ・ロックあるいは各
自由度におけるブレーキ作動により）固定する。

【００５２】さらにその状態で洗浄作業部３０１の圧電
アクチュエータ３０４に通電し、複数本の接触子３０３
を高周波に振動させることで、航空機のゴム・タイヤな
どによるプリズム面２４への付着物をこそぎ落とす。

【００５３】こそぎ落とした汚物は、チェック弁を切り
替えることでコンプレッサからホース３０７、ノズル３
０８への流路を作り、ノズル３０８より噴出される高圧
エアーで吹き飛ばされる。

【００５４】＜４＞ ボルト締め装置４００の詳細（＜
４・０＞ひとつずつ） 実施例におけるボルト締め装置４００の詳細を、図９お
よび図１０を用いて説明する。ボルト締め装置４００
は、ボルト締め作業部４０１および作業用ロボット・ア
ーム４０２を備えている。

【００５５】ボルト締め作業部４０１は、一本のナット
・ランナー４０３よりなる。作業用ロボット・アーム４
０２は、水平多関節型（スカラ型）の基本３自由度と手
首部の３自由度とからなっており、その先端に６軸力セ
ンサ４０４を介してボルト締め作業部４０１を装着して
いる。

【００５６】本体１の移動時には、作業用ロボット・ア
ーム４０２は折り畳まれた状態で、移動時の振動を受け
にくい形態で収納されている。

【００５７】前述の手順で、対象とする灯器２０に本体
１を位置決めし、精密位置測定も終了した後、図１０に
示すボルト締め作業の過程に入る。

【００５８】先端にボルト締め作業部４０１を装着した
作業用ロボット・アーム４０２を展開し、本体１の床面
の開口部を通って、ナット・ランナー４０３を灯器２０
の上方からボルト頭部２１の一つに接近させる。

【００５９】このとき作業用ロボット・アーム４０２
は、制御装置４０６により動作制御されるのであるが、
精密位置測定結果に基づき、ナット・ランナー４０１の
向きを灯器２０と鉛直に合わせ、ナット・ランナー４０
１がボルト頭部２１にはまるように、ゆっくりと下方に
降ろして行く。

【００６０】ナット・ランナー４０１の接続部分はフレ
キシブル・ジョイント４０５で構成されているため、あ
る程度のズレでもボルト頭部２１をはめ込むことは可能
であるが、６軸力センサ４０４から測定される押しつけ
力の方向でボルト締め作業部４０１の向きを微妙に調整
し、また押しつけ力が所定の力（例えば０．５[kgf])と
なるまで、作業用ロボット・アーム４０２を動作させ
る。

【００６１】ボルト頭部２１にはめ込む作業が成功した
かどうかは、ナット・ランナー４０３を低速度で回転さ
せて、その反力が大きいか小さいかでわかる。また作業
用ロボット・アーム４０２を水平面内に微妙に動作させ
その反力を調べることでも確認できる。はめ込みが成功
したことを確認した後、ナット・ランナー４０３の動作
でボルトの増し締め作業を行う。これを４回繰り返すこ
とで、すべてのボルト増し締め作業を行うことができ
る。

【００６２】本実施例では、ナット・ランナー４０３を
一組のみで構成しているため、４つのボルト締め作業を
行うためには位置決め動作を４度行わなければならない
が、複数のボルト頭部に同時に複数組のナット・ランナ
ーをチェックするのは制御が複雑になるのに対し、動作
自由度の数が少ないので制御が容易となる。さらに高額
なナット・ランナーを複数本用意しなくても良い、など
の利点もある。なお、複数のボルト頭部に同時に複数組
のナット・ランナーを設けることも可能である。

【００６３】＜５＞ 灯器検査装置５０の詳細（＜５・
０＞画像処理＜１＞＋外部） 実施例における灯器検査装置５００の詳細を、図１１を
用いて説明する。灯器検査装置５００は、主に、本体１
の上に固定された灯器中心位置決め用の作業用ロボット
・アーム５０２、その先端に接続されたＣＣＤカメラ・
センサ５０１、および得られた画像情報を処理する制御
計算機５０３とから構成され、灯器２０のプリズム面２
４の汚損状態あるいは光源の劣化状態を判定するもので
ある。

【００６４】上述の精密位置決め装置からの位置情報を
もとに、光源中心がＣＣＤカメラ・センサ５０１の中心
で、かつ光源中心から例えば３０[cm]離れた位置にくる
ように、ロボット・アーム５０２を移動させる。

【００６５】あらかじめ制御計算機５０３内に、データ
・ベースとして、中央から画像辺縁に向かっての階調の
変化パターンを持っている。

【００６６】取り込まれた画像情報をこのきれいなプリ
ズムのパターンと比較し、評価関数を用いてある範囲内
に入っていれば、作業効果が上がったことを確認でき
る。

【００６７】なお、灯器２０の灯火２５（電灯のフィラ
メント）が劣化してきた場合は、このパターンがきれい
なパターンに比べて歪むことにより、その劣化の度合い
を定量的に判断でき、その位置をメモリーしておくこと
で、後で作業者に知らせることができる。

【００６８】＜６＞ 全体制御装置６０の詳細 実施例における動作アルゴリズムの詳細を、図１２を用
いて説明する。一つの灯器に対して作業を終えた本体１
は、他の複数の灯器に対して、以後次のアルゴリズムで
動作を続ける。

【００６９】滑走路の中央路に配列された中央灯２６の
みの作業の場合には、本体１を前進あるいは後退させる
のみで、１本の滑走路状の中央灯２６すべてに対して作
業できる。

【００７０】中央灯２６から肋骨のように配置されてい
る接地帯灯２７に対しても作業する場合には、中央灯２
６からの相対的な配置はあらかじめ分かっているので、
図１２（１）に示すような経路をとることで、短時間に
効率的に作業を遂行できる。本体１は、図１２（２）に
示すように例えば４輪独立駆動できるものである。また
図１２（３）に示すように本体１は通常の乗用車の形状
をしていてもよい。

【００７１】次に、以下に上述した装置の変形例を説明
する。

【００７２】（１） 粗位置決め装置の変形例 実施例に示した粗位置決め装置１００の変形例を説明す
る。

【００７３】＜１・１＞ 第１の変形例（カー・ナビゲ
ーション・システムの利用） 粗位置決め装置１００の第１・１の変形例である粗位置
決め装置１１０は、図１３にその概略を示すように、主
に、通信アンテナ１１１と、制御計算機１１２とを備え
ている。

【００７４】通信衛星１１３が出力する電波をキャッチ
し、自分の位置を認識すると同時に、目標の灯器への移
動経路を算出する。

【００７５】絶対位置の認識が可能という利点がある。

【００７６】また、路上の定められた位置に別の通信ア
ンテナを設置すれば、位置精度がさらに向上する。

【００７７】＜１・２＞ 第２の変形例（地図とジャイ
ロの利用） 粗位置決め装置１００の第１・２の変形例である粗位置
決め装置１２０は、図１４にその概略を示すように、主
に、３次元ジャイロ１２１と、制御計算機１２２とを備
えている。

【００７８】基準位置に本体１を置き、スタートさせる
と制御計算機１２２内のメモリ上の内部地図を参照しな
がら移動する。

【００７９】滑走路面上に設置する位置補正用反射ボー
ル１２３、あるいは金属テープ１２４により位置精度が
向上できる。

【００８０】比較的安価に構成できる利点がある。

【００８１】＜１・３＞ 第３の変形例（金属探知セン
サの利用） 粗位置決め装置１００の第１・３の変形例である粗位置
決め装置１３０は、図１５にその概略を示すように、主
に、渦電流型の近接センサよりなり、本体１床面下に列
状に配置されたる金属センサ１３１と、制御計算機１３
２とを備えている。

【００８２】中央灯など一直線上に存在する事がわかっ
ており、次々と移動しながら作業するには容易な方法で
ある。

【００８３】＜１・４＞ 第４の変形例（操縦型＝操縦
装置＋モニタ画面） 粗位置決め装置１００の第１・４の変形例である粗位置
決め装置１４０は、図１６にその概略を示すように、主
に、操縦装置１４１と、制御計算機１４２とを備えてい
る。

【００８４】人間が視覚により確認しながら操縦装置１
４１で本体を移動させるので、誤りがないという利点が
ある。

【００８５】（２） 精密位置決め装置の変形例 実施例に示した精密位置決め装置２００の変形例を説明
する。 ＜２・１＞ 第１の変形例（機械的ガイドピン方式） 精密位置決め装置２００の第２・１の変形例である精密
位置決め装置２１０を、図１７および図１８に示す。図
１７（１）に示すように、精密位置決め装置２１０は、
主に、精密位置決め用治具２１１と、計測用ロボット・
アーム２１２と、制御計算機２１３とを備えている。

【００８６】さらに精密位置決め用治具２１１は、図１
７（２）に示すように、直径５[mm]の円柱形の２本のガ
イドピン２１３，２１４と、これらを平行状態のまま鉛
直に把持し、その間隔を８０[mm]から３０[mm]の間に適
宜調整可能な平行スライド部２１５よりなる。

【００８７】２本のガイドピン２１３，２１４は上下動
作可能なリニア・ガイド２１６，２１７で平行スライド
部２１５に接続され、さらに上端はある中立点でそれぞ
れ弾性バネ２１８，２１９で支えられ、またその下方に
はそれぞれキャスタ２１ａ，２１ｂが接続されている。

【００８８】この精密位置決め用治具２１１は、６軸力
センサ２１ｃを介して、計測用ロボット・アーム２１２
の先端に接続されている。

【００８９】前述の粗位置決め装置により、図１７
（３）に示すように、灯器２０のプリズム面２４の大ま
かな位置は計測されている。

【００９０】そこで、図１７に示す工程に従って、ガイ
ドピン２１３，２１４の間隔を８０[mm]に設定し、放射
光の出口付近の滑走路面上に、計測用ロボット・アーム
２１２を操作してガイドピン２１３，２１４を降ろす。
以後計測用ロボット・アーム２１２はガイドピン２１
３，２１４の下方への押しつけ力がある一定値、例えば
１[kgf］となるように、６軸力センサ２１ｃからの検出
値に基づき制御する。

【００９１】精密位置決め用治具２ａ１におけるガイド
ピン２１３，２１４の間隔を８０[mm]に保ったまま、放
射光の軸に沿って、灯器２０に近づく方向に、計測用ロ
ボット・アーム２１２を一定速度で動作させる。

【００９２】ガイドピン２１３，２１４底のキャスタ２
１ａ，２１ｂが路面を滑り、なめらかに水平方向に移動
し始める。

【００９３】しばらく動作を続け灯器２０の切り欠き部
２２上に乗ると、ガイドピン２１３，２１４は灯器２の
光路の両側面にガイド壁２６に突き当たり、６軸力セン
サ２１ｃは水平方向の反力を検出する。

【００９４】この作業反力が０[kgf］となるように、ガ
イドピン２１３，２１４の間隔を平行スライド部２１５
で調整しながら、水平面内移動を続ける。

【００９５】精密位置決め用治具２１１の向きは、６軸
力センサ２１ｃより検出される反力モーメントが０とな
る方向に適宜変更するように制御される。

【００９６】精密位置決め用治具２１１の水平面内での
移動方向は、あくまでも２本のガイドピン２１３，２１
４と垂直な方向である。

【００９７】これらの制御を繰り返してゆくと、２本の
ガイドピン２１３，２１４の間隔を狭めても、６軸力セ
ンサ２１ｃより検出される水平方向の並進力が小さくな
らない状態になり、これがプリズム面２４に突き当たっ
た状態である。

【００９８】このときの計測用ロボット・アーム２１２
の内部センサ（各関節のポテンショメータなど）によ
り、本体１に対するプリズム面２１４の正確な位置を知
ることができる。次にプリズム面洗浄作業を行うなら、
洗浄作業部が２本のガイドピン２１３，２１４の間に来
るように位置決めしてやれば良い。

【００９９】なお、この計測用ロボット・アーム２１２
は、他の作業用ロボット・アームと兼用としても良い。

【０１００】＜２・２＞ 第２の変形例（機械的ガイド
板［１］方式） 精密位置決め装置２００の第２・２の変形例である精密
位置決め装置２２０は、図１９にその概略を示すよう
に、主に、精密位置決め用治具２２１と、計測用ロボッ
ト・アーム２２２と、制御計算機２２３とを備えてい
る。

【０１０１】精密位置決め用治具２２１は、主に２枚の
側板２２４，２２５よりなり、これらの２枚の側板２２
４，２２５は灯器２の光路の両ガイド壁２１５と等しい
角度に設置されている。

【０１０２】この精密位置決め用治具２２１は、６軸力
センサ２２６を介して計測用ロボット・アーム２２２の
先端に接続されている。

【０１０３】精密位置決め装置２００の第２・１の変形
例と同様に、放射光の軸に沿って、灯器２０に近づく方
向に、計測用ロボット・アーム２２２を一定速度で動作
させる。

【０１０４】２枚の側板２２４，２２５が灯器２０の光
路の両側面のガイド壁２１５に突き当たり、６軸力セン
サ２２６が水平方向の反力モーメントが０となるよう
に、方向を適宜変更するように制御される。

【０１０５】これらの制御を繰り返してゆくと、方向を
変更しても作業反力が小さくならない状態となり、これ
をプリズム面２４に突き当たった状態と判断する。

【０１０６】このときの計測用ロボット・アーム２２２
の内部センサ（各関節のポテンショメータなど）によ
り、本体１に対するプリズム面２４の正確な位置を知る
ことができる。次にプリズム面洗浄作業を行うなら、洗
浄作業部が２枚の側板２２４，２２５の間に来るように
位置決めしてやれば良い。

【０１０７】本変形例における精密位置決め治具２２１
は、主に２枚の側板２２４，２２５からなっていたが、
塵取りのような一体構造２２７でもかまわない。

【０１０８】なお、この計測用ロボット・アーム２２２
は、他の作業用ロボット・アームと兼用としても良い。

【０１０９】＜２・３＞ 第３の変形例（機械的ガイド
板［２］方式） 精密位置決め装置２００の第２・３の変形例である精密
位置決め装置２３０は、図２０にその概略を示すよう
に、主に、精密位置決め用治具２３１と、計測用ロボッ
ト・アーム２３２と、制御計算機２３３とを備えてい
る。

【０１１０】精密位置決め用治具２３１は、主に先端が
灯器２０の光路の両ガイド壁２６と等しい角度になるよ
うに湾曲した２枚の突き板２３４，２３５よりなる。

【０１１１】この２枚の突き板２３４，２３５は、通常
は先端が接触した状態であるが、その間隔を５０[mm]ま
で適宜広げることのできる平行スライド部２３６を持
つ。

【０１１２】この精密位置決め用治具２３１は、６軸力
センサ２３７を介して、計測用ロボット・アーム２３２
の先端に接続されている。

【０１１３】前述の粗位置決め装置により、灯器２０の
プリズム面２４の大まかな位置は計測されている。

【０１１４】そこで、手のひらを合わせたように閉じ合
わされて２枚の突き板２３４，２３５を、放射光の出口
付近の滑走路面上に、計測用ロボット・アーム２３２を
操作して降ろす。そこから反射光の軸に沿って、灯器２
に近づく方向に、計測用ロボット・アーム２３２を一定
速度で動作させる。

【０１１５】図２０（２）に示すように、２枚の突き板
２３４，２３５が路面を滑り、なめらかに水平方向に移
動し始める。しばらく動作を続けると、６軸力センサ２
３７により検出される水平方向の並進力が急激に上昇す
ることにより、突き板２３４，２３５の先端部が灯器２
０のプリズム面２４の上部２３ひさしに突き当たったこ
とがわかる。

【０１１６】ここで計測用ロボット・アーム２３２の並
進動作は終了し、平行スライド部２３６を動作させて、
２枚の突き板２３４，２３５を開いてゆく。

【０１１７】精密位置決め用治具２３１の向きは、６軸
力センサ２３７より検出される反力モーメントが０とな
る方向に適宜変更するように制御される。

【０１１８】これらの制御を繰り返してゆくと、精密位
置決め用治具２３１の向きを変更しても、６軸力センサ
２３７より検出される反力モーメントが小さくならない
状態になり、この状態が、２枚の突き板２３４，２３５
がプリズム光路にはまり込んだ状態である。

【０１１９】このときの計測用ロボット・アーム２３２
の内部センサ（例えば各関節のポテンショメータ）によ
り、本体１に対するプリズム面２４の正確な位置を知る
ことができる。次にプリズム面洗浄作業を行うなら、洗
浄作業部が２枚の突き板２３４，２３５の間に来るよう
に位置決めしてやれば良い。

【０１２０】なお、この計測用ロボット・アーム２３２
は、他の作業用ロボット・アームと兼用としても良い。

【０１２１】＜２・４＞ 第４の変形例（３次元センサ
方式） 精密位置決め装置２００の第２・４の変形例である精密
位置決め装置２４０は、図２１にその概略を示すよう
に、主に、レーザ・レンジ・ファインダ２４１と、曇台
２４２と、制御計算機２４３とを備えている。

【０１２２】レーザ・レンジ・ファインダ２４１よりな
り、曇台２４２に設けられた直交する２方向の曲げ自由
度に対応する駆動系２４４，２４５により、平面内の走
査動作ができる。

【０１２３】この走査動作により得られた情報（距離）
は、制御計算機２４３により処理される。例えば、灯器
の特徴としての、ボルト頭２１の位置関係、放射光の光
路としてのくぼみ形状（切り欠き部２４）などをデータ
・ベース化して持ち、得られた情報と対応づけすること
で、灯器２０の向きおよび本体１との相対的な距離や傾
き角度などを算出する。

【０１２４】＜２・５＞ 第５の変形例（画像認識（先
端部の外）＋直交型アーム） 精密位置決め装置２００第２・５の変形例である精密位
置決め装置２５０は、図２２にその概略を示すように、
主に、ＣＣＤカメラ・センサ２５１、それを支える筐体
２５２、筐体２５２自体の位置を移動させる４軸（Ｘ，
Ｙ，Ｚ，θ軸）の直交型ロボット装置２５３、ＣＣＤカ
メラ・センサ２５１より得た情報を処理する画像処理装
置２５４および、それら全体を制御する制御装置２５５
より構成されている。

【０１２５】ＣＣＤカメラ・センサ２５１より、基準と
なるボルト頭２１の画像情報をまず画像処理装置２５４
に取り込む。取り込まれた画像情報からＣＣＤカメラ・
センサ２５１中心からどれぐらい離れているか制御装置
２５５により計算され、ＣＣＤカメラ・センサ２５１が
中心にくるように直交型ロボット装置２５３のＸ，Ｙ，
θ軸を移動させる。ついでＺ軸を降下させて行くがＺ軸
が基準となるボルト頭２１の垂直軸に正確に一致してい
るとは限らないため、上述のＣＣＤカメラ・センサ２５
１の中心位置を画像位置情報をもとに常に画像処理装置
２５４および制御装置２５５で補正しながらＺ軸を降下
させて行き精密位置決めを行う。

【０１２６】このように構成された装置においては、本
発明の代表実施例で提案した装置の位置決め精度以上の
精度（±０．２mm程度）で基準位置を検出すること、お
よび、本発明の代表実施例で提案した装置の水平度に関
係なく精密位置決めが可能となる。

【０１２７】（３） 洗浄装置の変形例 実施例に示したプリズム面洗浄装置３００の変形例を説
明する。 ＜３・１＞ 第１の変形例（高圧水洗浄技術の利用） プリズム面洗浄装置３００の第３・１の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３１０は、図２３にその概略を示すよ
うに、主に、洗浄作業部３１１と、作業用ロボット・ア
ーム３１２と、制御計算機３１３とを備えている。

【０１２８】図２３（２）に示すように、洗浄作業部３
１１は、灯器２０をすっぽりおおえる天井突き円筒形を
した外郭３１４と、外郭３１４の天井中心で回転支持さ
れ軸中心に回転するリンク構造部３１５と、リンク構造
部３１５に回転動作を与える動力部３１６と、リンク構
造部３１５の先端に装着されたノズル部３１７と、ノズ
ル部３１７に高温高圧水を供給するスチーム装置付き高
圧水発生装置３１８と、ノズル部３１７に高圧空気を供
給するコンプレッサ３１９とを備えている。

【０１２９】上述の精密位置測定装置により、プリズム
面２４の正確な位置があらかじめ判っているので、作業
用ロボット・アーム３１２を動作させて、円筒形外郭３
１４が灯器２０をすっぽり覆うように位置決めする。こ
れは洗浄に使用する水などを周囲に付散しないためであ
る。

【０１３０】動力部３１６を動作させてリンク構造部３
１５を回転させるとともに、高圧水発生装置３１８を動
作させてノズル部３１７より高圧水を噴出させる。

【０１３１】ノズル部３１７は、外郭３１４が灯器２０
をすっぽり覆うように位置決めされたときに、その噴出
高圧水がちょうどプリズム面２４に当たる、リンク構造
部３１５上の位置に装着されている。

【０１３２】高圧水での洗浄作業の終了後、今度はコン
プレッサ３１９を動作させてノズル部３１７より高圧空
気を噴出させ、この高圧空気で落とした汚れをプリズム
面２４から吹き飛ばし、乾かす。

【０１３３】以上洗浄行程および仕上げ行程の終了した
後、作業用ロボット・アーム３１２を折り畳み、洗浄作
業部３１１を収納する。

【０１３４】＜３・２＞ 第２の変形例（回転ブラシ
［１］方式） プリズム面洗浄装置３００の第３・２の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３２０の洗浄用作業部３２１は、図２
４にその概略を示すように、主に、鉛直に回転軸が突き
だした作業部本体３２２と、平たい円筒形をした先端作
業部３２３（短軸回転ブラシ）とを備えている。

【０１３５】先端作業部３２３を着脱自在に構成するこ
とで、汚れの状況などにより、毛足の長い（短い）ブラ
シ、小口径の（大口径の）ブラシ、毛の堅い（柔らか
い）ブラシなど、に適宜交換して作業できる。

【０１３６】仕上げには、ノズル部３２４とノズル部３
２４に高圧空気を供給するコンプレッサを用意してお
き、落とした汚れを高圧空気で吹き飛ばしても良い。

【０１３７】さらに大量に使用した洗浄水などが周囲に
残ってしまったときのために、吸い口部３２５を用意し
ておき、低圧空気で吸い取っても良い。

【０１３８】これらの洗浄用作業部３２１も、作業用ロ
ボット・アーム３２６により位置決めされ、制御計算機
３２７で動作が制御される。

【０１３９】＜３・３＞ 第３の変形例（回転ブラシ
［２］方式） プリズム面洗浄装置３００の第３・３の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３３０の洗浄用作業部３３１は、図２
５にその概略を示すように、主に、円筒形だが軸方向に
長い先端作業部３３２（長軸回転ブラシ）と、軸を平行
にして回転力を供給する作業部本体３３３とを備えてい
る。

【０１４０】軸方向に長い円筒形の先端作業部３３２に
より、横手方向に長いプリズム面２４をいっぺんに洗浄
できるので、作業用ロボット・アーム３３４を一度位置
決めして押しつけ力を制御するだけで、洗浄作業が行え
る。

【０１４１】特に、先端作業部３３２の回転軸を弾性体
で構成することにより、汚れをこそぎ落とすための回転
力が伝達でき、かつ洗浄作業部分をプリズム面２４の形
状にならって変形できるので、プリズム面２４上の汚れ
落とし残しを少なくできる。

【０１４２】これらの洗浄作業部３３１も、作業用ロボ
ット・アーム３３４により位置決めされ、制御計算機３
３５で動作が制御される。

【０１４３】＜３・４＞ 第４の変形例（回転ブラシ
［３］方式） プリズム面洗浄装置３００の第３・４の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３４０の洗浄用作業部３４１は、図２
６にその概略を示すように、主に、第３・３の変形例に
おける先端作業部３４２が３つ並行に配置され、１つの
作業部本体３４３で駆動される構成となっている。

【０１４４】ひとつの先端作業部３４２が洗浄作業して
いる間に、同じ回転力で他の先端作業部３４４も回転
し、復元部３４５にこすられる、あるいは水洗いされる
ことで、作業部３４４自体がきれいにされる。

【０１４５】したがって、複数の灯器２０を連続的に扱
わねばならないとき、すなわち複数のプリズム面２４を
連続的に作業しなければならないときでも、前に作業し
た灯器２０の汚れで新たな灯器２０を汚すことなく、効
果的に作業できる。

【０１４６】これらの洗浄作業部３４１も、作業用ロボ
ット・アーム３４６により位置決めされ、制御計算機３
４７で動作が制御される。

【０１４７】＜３・５＞ 第５の変形例（へら［１］方
式） プリズム面洗浄装置３００の第３・５の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３５０の洗浄作業部３５１は、図２７
にその概略を示すように、主に、おおむね水平方向にプ
リズム面２４と同じ形状の切り欠き部分を持つ薄肉弾性
体よりなる薄板状のへら３５２よりなる。

【０１４８】プリズム面２４と同じ形状の切り欠き部分
を持つことで、制御計算機３５４で動作制御される作業
用ロボット・アーム３５３を一度位置決めして上下方向
に一往復するだけで、プリズム面２４に付着している汚
れをこそぎ落とす事ができる。

【０１４９】＜３・６＞ 第６の変形例（へら［２］方
式） プリズム面洗浄装置３００の第３・６の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３６０の洗浄作業部３６１は、図２８
にその概略を示すように、主に、第３・５の変形例に似
たへら３６２だが複数のすだれ状の切り込みが入ってい
ることに特徴がある。

【０１５０】へら３６２がこのような構成であるので、
制御計算機３６４で動作制御される作業用ロボット・ア
ーム３６３の位置決め精度がそれほど高くなくとも、切
り込みによりへらの部分部分が独立にプリズム面２４の
形状にならうことができるので、汚れの落とし残しをな
くし、きれいにこそぎ落とすことができる。

【０１５１】＜３・７＞ 第７の変形例（カートリッジ
方式［１］） プリズム面洗浄装置３００の第３・７の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３７０の洗浄作業部３７１は、図２９
にその概略を示すように、主に、テープ状の布材３７２
と、その大部分を内部に保持する保持部３７３と、その
一部のみ外表面にむき出しにする凸部３７４と、テープ
を繰り送る搬送部３７５と、からなるカートリッジ３７
６とで構成されている。

【０１５２】テープ状の布材３７２は、凸部３７３での
みカートリッジ３７６の外に出ており、制御計算機３７
７で動作制御される作業用ロボット・アーム３７８の動
作で、その部分をプリズム面２４に押し当てることで、
汚れを落とす。

【０１５３】プリズム面２４の汚れは、作業用ロボット
・アーム３７８で凸部３７４を一定力で押しつけつつ、
搬送部３７５の動作によりテープ状布材３７２の巻き取
り走行を行うことで汚れを落としても良い。

【０１５４】テープ状布材３７２に付着した汚れは、凸
部３７４からカートリッジ３７６の内部への入り口のエ
ッジでこそぎ落とされるので、布材３７２の劣化も少な
く連続的に汚れ落としが可能である。

【０１５５】あるいは、洗浄作業中はテープ状布材３７
２の走行は行わず、作業用ロボット・アーム３７８の先
端を左右に振ることで、汚れを落としても良い。

【０１５６】以上のような構成により、凸部３７４を設
けていることから作業に必要な布材３７２の面圧を大き
くとることができる利点がある。

【０１５７】また布材３７２をテープ状にして、巻き取
りながら作業する事により、常にきれいな面で洗浄作業
を行う事でがき、巻き取られ終わったらカートリッジ３
７６ごと交換する事ができるので、メインテナンスが容
易という利点もある。

【０１５８】＜３・８＞ 第８の変形例（カートリッジ
方式［２］） プリズム面洗浄装置３００の第３・８の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３８０の洗浄作業部３８１は、図３０
にその概略を示すように、主に、おおむね第３・７の変
形例における洗浄作業部３７１に似ており、テープ状布
材３８２が直方体のカートリッジ３８３に収納されてい
る。

【０１５９】テープ状布材３８２はカートリッジ３８３
の長辺の両端３８４，３８５のみにより支えられ、中間
部は浮いて弾性体３８６で支えられているので、作業対
象面の形状にならって、テープ走行することができる。

【０１６０】このような構成により、テープを押しつけ
るだけでテープ走行させて汚れを落とすことができる。

【０１６１】＜３・９＞ 第９の変形例（インパクト・
ヘッド方式） プリズム面洗浄装置３００の第３・９の変形例であるプ
リズム面洗浄装置３９０の洗浄作業部３９１は、図３１
にその概略を示すように、各々独立に弾性材３９２で保
持された複数本の直状の針３９３が並列状に配置された
構成となっている。

【０１６２】複数本の直状針３９３の全体表面を布材で
覆い、これを制御計算機３９４で動作制御される作業用
ロボット・アーム３９５の動作によりプリズム面２４に
押しつけ、さらに作業用ロボット・アーム３９５がその
先端を左右に振るように動作させれば、複雑な形状のプ
リズム面２４にも対応できる。

【０１６３】したがって作業対象の灯器２０の種類が変
化しても、また他の作業にも、広い応用範囲が考えられ
るようになる、という利点がある。図３１（２）に、使
用前後の複数本の直状針３９３の形状を示す。

【０１６４】＜３・１０＞ 第１０の変形例（風船方
式） プリズム面洗浄装置３００の第３・１０の変形例である
プリズム面洗浄装置３ａ０の洗浄作業部３ａ１は、図３
２にその概略を示すように、主に、内部に液体あるいは
気体などの弾性媒体３ａ２を封印しゴム状柔軟材料３ａ
３で風船形状となされた構成となっている。

【０１６５】風船形状の表面を布材で覆い、これを制御
計算機３ａ４で動作制御される作業用ロボット・アーム
３ａ５の動作によりプリズム面２１４に押しつけ、さら
に作業用ロボット・アーム３ａ５がその先端を左右に振
るように動作させれば、人間の指のように複雑な形状の
プリズム面２４にも対応できる。

【０１６６】さらに封印する弾性媒体３ａ２の種類を代
える事で剛性を容易に変化できるので、灯器２０の種類
が変化しても、また他の作業にも、広い応用範囲が考え
られるようになる、という利点がある。

【０１６７】（４）ボルト締め装置の変形例 実施例に示したボルト締め装置４００の変形例を説明す
る。 ＜４・１＞ 第１の変形例（多数のナット・ランナー利
用） ボルト締め装置４００の第４・１の変形例であるボルト
締め装置４ａ０は、図３３にその概略を示すように、主
に、複数個（本変形例では４本）のナット・ランナー４
ａ１、それらを固定する固定円盤４ａ２、および、ナッ
ト・ランナーの位置を変えるためのリンク４ａ３と、回
転板４ａ４と、ＬＭガイド４ａ５と、回転板を回転させ
るための駆動モータ４ａ６と、から構成される。

【０１６８】前述の精密位置決め装置でナット・ランナ
ーの挿入位置が決まっているため、灯器２０上部におか
れたナット・ランナー４ａ１を同時に下降すると一度に
複数本のボルトを締めることが可能となり作業効率の向
上となる。

【０１６９】また、対象となるボルトのＰＣＤ（ピッチ
径）が違うタイプがあった場合、固定されたナット・ラ
ンナーでは対応できない。そのため、本変形例では以下
の手順で行う機構を提案している。すなわち、例えば、
外形側の灯器ボルト位置にナット・ランナー４ａ１が最
初合わせてあった場合で内側の灯器ボルト位置に合わせ
ようとした場合、まず、回転板４ａ４を回転させるため
の駆動モータ４ａ６を回転させる。すると、回転板４ａ
４が回転し、それと連結されているリンク４ａ３を介し
てＬＭガイド（リニアモーションガイド）４ａ５に固定
されているナット・ランナー４ａ１が“ａ”点から
“ａ′”点に移動する。この構造にすることにより、設
置されたナット・ランナーの個数以上のボルトも同時に
締めることが可能となる。

【０１７０】＜４・２＞ 第２の変形例（ナット高検出
による緩み検知） ボルト締め装置４００の第４・２の変形例であるボルト
締め装置４ｂ０は、図３４にその概略を示すように、主
に、変位センサ４ｂ１とそれらを固定している板４ｂ２
と制御計算装置４ｂ３とから構成されている。

【０１７１】まず、板４ｂ２を灯器と平行に位置出しし
た後（前述の精密位置決め装置の位置情報を利用）、変
位センサ４ｂ１で、ボルトまでの距離と灯器２０中心ま
での距離を測定する。この距離の差を制御計算装置内で
計算し、予め記憶させておいたデータと比較し、例えば
その差が１[mm]以上あれば異常であることを知らしめ
る。

【０１７２】このように構成された装置においては、非
常に簡単な構造でボルト緩み検知が可能となる。

【０１７３】＜４・３＞ 第３の変形例（硬度計による
締め付け度検知） ボルト締め装置４００の第４・３の変形例であるボルト
締め装置４ｃ０は、図３５にその概略を示すように、主
に、硬度計（例えばエコーチップ硬度計）４ｃ１とそれ
らを固定している板４ｃ２と制御計算装置４ｃ３とから
構成されている。

【０１７４】まず、硬度計４ｃ１を灯器２の中央部およ
びボルト中心に押しあてる。この時の位置は前述の精密
位置決め装置の位置情報を利用する。次に硬度計４ｃ１
を動作させ、灯器および各ボルトの硬度を測定する。こ
の硬度データを制御計算装置内で予め記憶させておいた
データと比較し、例えばその差が１００（エコーチップ
硬度）以上あれば異常であることを知らしめる。

【０１７５】このように構成された装置においては、非
常に簡単な構造でボルト緩み検知が可能となる。

【０１７６】また硬度計の代わりにメカニカルハンマで
叩いてその反動を測定することも可能である。

【０１７７】（５） 灯器検査装置の変形例 実施例に示した灯器検査装置５００の変形例を説明す
る。

【０１７８】＜５・１＞ 第１の変形例（画像処理＜２
＞＋外部） 灯器検査装置５００の第５・１の変形例である灯器検査
装置５１０は、図３６にその概略を示すように、本体１
の上面後方に、旋回と曲げの２自由度を持つ曇台５１２
を介して接続されたＣＣＤカメラ・センサ５１１により
得られた画像情報を、制御計算機５１３で処理すること
により、プリズム面洗浄作業の効果を判定するものであ
る。

【０１７９】上述のプリズム洗浄作業を含めて必要な所
定の一連の作業終了後、本体１を灯器２の光軸上で例え
ば灯器から１０［ｍ］離れた位置に移動させる。

【０１８０】光源を画像面の中央にくるように曇台５１
２の旋回と曲げの自由度を調整する。

【０１８１】あらかじめ制御計算機５１３内に、データ
・ベースとして、中央から画面辺縁に向かっての階調の
変化パターンを持っている。

【０１８２】取り込まれた画像情報をこのきれいなプリ
ズムのパターンと比較し、評価関数を用いてある範囲内
に入っていれば、作業効果が上がったことを確認でき
る。

【０１８３】なお、灯器２０の灯火（電灯のフィラメン
ト）が劣化してきた場合は、このパターンがきれいなパ
ターンに比べて歪むことにより、その劣化の度合いを定
量的に判断でき、その位置をメモリーしておくことで、
後で作業者に知らせることができる。

【０１８４】（６） 灯器保守装置の変形例 ＜６・１＞ 第１の変形例 灯器保守装置の全体構成の第６・１の変形例は、図３７
にその詳細を示すように、本体１に搭載される機能を複
合化した例として、精密位置決め６１１、ボルト増し締
め６１２、灯器検査装置６１３、を一つの作業用ロボッ
ト・アームで連続的に行う例である。図３７（１）はそ
の平面図、図３７（２）はその横断面図である。

【０１８５】＜６・２＞ 第２の変形例 灯器保守装置の全体構成の第６・２の変形例は、図３８
にその詳細を示すように、すべての機能が本体１に一体
となって構成されているのではなく、機能ごとに分解可
能な構成となっており、それらを連結し牽引することで
作業現場で作業を行う。

【０１８６】このような構成により、必要な機能のもの
のみを連結して作業現場に向かう事ができるので、作業
の省力化に貢献できる。

【０１８７】以上の説明において、灯器は航空路に配列
された場合について示したが、本発明はこれに限らず、
灯器が車両の通る道路や人の通る通常の道路に配列され
た場合であっても適用することが可能である。

【０１８８】

【発明の効果】以上のように、本発明の構成によれば、
灯器に対して所定の位置関係に位置するように移動する
移動体を設け、射出窓を洗浄するための洗浄手段を移動
体に搭載したので、灯器の射出窓を効率的に洗浄するこ
とができる。この結果、作業環境が改善され、人手で行
っていた作業を省力化して作業の効率を図ることができ
る灯器保守装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に灯器保守装置の概略構成を示す斜視
図。

【図２】本発明に灯器保守装置の概略構成を示すブロッ
ク図。

【図３】本発明に灯器保守装置の全体の動作を示すフロ
ーチャート図。

【図４】粗位置決め装置の詳細を説明する斜視図。

【図５】粗位置決め装置の動作を示すフローチャート
図。

【図６】精密位置決め装置の詳細を説明する斜視図。

【図７】プリズム面洗浄装置の詳細を説明する斜視図。

【図８】プリズム面洗浄装置の洗浄動作を示すフローチ
ャート図。

【図９】ボルト締め装置の詳細を説明する斜視図。

【図１０】ボルト締め装置のボルト増し締め動作を示す
フローチャート図。

【図１１】灯器検査装置の詳細を説明する斜視図。

【図１２】灯器保守装置の運用例の詳細を説明する斜視
図。

【図１３】粗位置決め装置の第１の変形例を説明する斜
視図。

【図１４】粗位置決め装置の第２の変形例を説明する斜
視図。

【図１５】粗位置決め装置の第３の変形例を説明する斜
視図。

【図１６】粗位置決め装置の第４の変形例を説明する斜
視図。

【図１７】精密位置決め装置の第１の変形例を説明する
斜視図。

【図１８】精密位置決め装置の第１の変形例の動作を示
すフローチャート図。

【図１９】精密位置決め装置の第２の変形例を説明する
斜視図。

【図２０】精密位置決め装置の第３の変形例を説明する
斜視図。

【図２１】精密位置決め装置の第４の変形例を説明する
斜視図。

【図２２】精密位置決め装置の第５の変形例を説明する
斜視図。

【図２３】プリズム面洗浄装置の第１の変形例を説明す
る斜視図。

【図２４】プリズム面洗浄装置の第２の変形例を説明す
る斜視図。

【図２５】プリズム面洗浄装置の第３の変形例を説明す
る斜視図。

【図２６】プリズム面洗浄装置の第４の変形例を説明す
る斜視図。

【図２７】プリズム面洗浄装置の第５の変形例を説明す
る斜視図。

【図２８】プリズム面洗浄装置の第６の変形例を説明す
る斜視図。

【図２９】プリズム面洗浄装置の第７の変形例を説明す
る斜視図。

【図３０】プリズム面洗浄装置の第８の変形例を説明す
る斜視図。

【図３１】プリズム面洗浄装置の第９の変形例を説明す
る斜視図。

【図３２】プリズム面洗浄装置の第１０の変形例を説明
する斜視図。

【図３３】ボルト締め装置の第１の変形例を説明する斜
視図。

【図３４】ボルト締め装置の第２の変形例を説明する斜
視図。

【図３５】ボルト締め装置の第３の変形例を説明する斜
視図。

【図３６】灯器検査装置の第１の変形例を説明する斜視
図。

【図３７】作業装置の複合化例を説明する平面図（１）
および横断面図（２）。

【図３８】本体の構成例を説明する斜視図。

【図３９】路に埋め込まれた灯器の外観構成を示す斜視
図。

【図４０】灯器を示す平面図。

【図４１】灯器を示す横断面図。

【符号の説明】

１ 本体 ５ 光源 ６ 路面 ７ ボルト ２０ 灯器 ２１ ボルト頭部 ２２ 切り欠き部 ２３ 上面部 ２４ プリズム面 ２５ 灯火 ２６ ガイド壁 １００，１１０，１２０，１３０，１４０ 粗位置決め
装置 １０１，２０２，２４２，５１２ 曇台 １０２，２０１，５０１，２５１，５１１ ＣＣＤカメ
ラ １０３ 全方向駆動機構 １０４ 車輪 １０５ 走行用駆動機構 １０６ ステアリング用駆動機構 １０７，２０５，５０３，１１２，１２２，１３２，１
４２，２１３，２２３，２３３，２４３，３１３，３２
７，３３５，３４７，３５４，３６４，３７７，３ａ
４，５１３ 制御計算機 １０８，１０９ ライン・センサ １０ａ アウト・リガー １１１ 通信アンテナ １１３ 通信衛星 １２１ ３次元ジャイロ １２３ 反射ボール １２４ 金属テープ １３１ 金属センサ １４１ 操縦装置 ２００，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０ 精
密位置決め装置 ２０３ 旋回自由度 ２０４ 曲げ自由度 ２１１，２２１，２３１ 精密位置決め用治具 ２１２，２２２，２３２ 計測用ロボット・アーム ２１３，２１４ ガイドピン ２１５，２３６ 平行スライド部 ２１６，２１７ リニア・ガイド ２１８，２１９ 弾性バネ ２１ａ，２１ｂ ボール・キャスタ ２２４，２２５ 側板 ２２７ 一体構造 ２３４，２３５ 突き板 ２４１ レーザ・レンジ・ファインダ ２５２ 筐体 ２５３ ロボット装置 ２５４ 画像処理装置 ２５５，３９４ 制御装置 ３００，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３
６０，３７０，３８０，３９０，３ａ０ プリズム面洗
浄装置 ３０１，３１１，３２１，３５１，３６１，３７１，３
８１，３９１，３ａ１洗浄作業部 ３０２，４０２，５０２，３１２，３２６，３３４，３
４６，３５３，３６３，３７８，３９５，３ａ５ 作業
用ロボット・アーム ３０３ 接触子 ３０４ 圧電アクチュエータ ３０５ 変位拡大機構 ３０６ 実洗浄部 ３０７ ホース ３０８ ノズル ３０９ 仕上げ作業部 ３０ａ，４０４，２１ｃ，２２６，２３７ ６軸力セン
サ ３１４ 外郭 ３１５ リンク構造部 ３１６ 動力部 ３１７，３２４ ノズル部 ３１８ 高圧水発生装置 ３１９ コンプレッサ ３２２，３３３，３４３ 作業部本体 ３２３，３３２，３４２，３４４ 先端作業部 ３２５ 吸い口部 ３３１，３４１ 洗浄用作業部 ３４５ 復元部 ３５２，３６２ へら ３７２ 布材 ３７３ 保持部 ３７４ 凸部 ３７５ 搬送部 ３７６，３８３ カートリッジ ３８２ テープ状布材 ３８４，３８５ 両端 ３９２ 弾性体 ３９３ 針 ３ａ２ 弾性媒体 ３ａ３ ゴム状柔軟材料 ４００，４ａ０，４ｂ０，４ｃ０ ボルト締め装置 ４０１ ボルト締め作業部 ４０３，４ａ１ ナット・ランナー ４０５ フレキシブル・ジョイント ５００，５１０ 灯器検査装置 ４ａ２ 固定円盤 ４ａ３ リンク ４ａ４ 回転板 ４ａ５ ＬＭガイド ４ａ６ 駆動モータ ４ｂ１ 変位センサ ４ｂ２，４ｃ２ 板 ４ｂ３，４ｃ３ 制御計算装置 ４ｃ１ 硬度計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E01F 9/06 B64F 1/36 E01H 1/00 - 1/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】灯火用光線を射出するための射出窓が路上
   に表れるように路に埋め込まれて配列された複数の灯火
   用灯器を保守するための灯器保守装置であって、複数の灯火用灯器の画像情報から 複数の灯火用灯器の配
   列関係を検出して前記灯器に対して所定の位置関係に位
   置するように移動する移動体と、 前記射出窓を洗浄するために前記移動体に搭載された洗
   浄手段と、 を備えたことを特徴とする灯器保守装置。
2. 【請求項２】前記灯器の概略位置を認識し位置決めする
   粗位置決め装置と、 前記灯器の正確な位置を認識し位置決めする精密位置決
   め装置と、 前記灯器プリズム面を洗浄する洗浄装置と、 前記灯器を固定しているボルトを締めるボルト締め装置
   と、 前記灯器の性能を確認する灯器検査装置と、 を備えることを特徴とする請求項１に記載の灯器保守装
   置。
3. 【請求項３】前記灯器から発せられる灯火の光を認識・
   処理することで計測する装置、あるいは、あらかじめ複
   数個の前記灯器の配置地図を記憶し静止衛星との交信で
   データ補完して位置を割り出す装置、を備えることを特
   徴とする請求項１に記載の灯器保守装置。
4. 【請求項４】前記精密位置決め装置が、 前記灯器の概ね同一円上に配置された複数本のボルトの
   中心を認識・処理することで計測する装置、あるいは、
   灯器に特有な形状部分にガイドを位置合わせして計測す
   る装置、を有することを特徴とする請求項２に記載の灯
   器保守装置。
5. 【請求項５】前記洗浄装置が、 洗浄液タンクと高圧水供給装置と高圧空気タンクとノズ
   ル、あるいは、所定の軸まわりに回転する回転ブラシ、
   あるいは、複数本の柔軟な針状の毛が前後に振動する振
   動ブラシ、あるいは、概ねプリズム面形状の切り欠き部
   を持つ薄板状へらあるいはすだれ状の切り込み部を持つ
   柔軟材料で構成されたへら、あるいは、テープ状の布材
   とその大部分を内部に保持する保持部とその一部のみ外
   表面にむき出しにする凸部とテープを繰り送る搬送部か
   らなるカートリッジ、あるいは、各々独立に弾性材で保
   持された複数本の直状針が並列状に配置された洗浄作業
   部、あるいは、内部に液体あるいは気体を封印しゴム状
   柔軟材料で風船形状に構成された洗浄作業部、を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の灯器保守装置。
6. 【請求項６】前記ボルト締め装置が、 少なくとも１つのナット・ランナーからなるボルト締め
   作業部を有することを特徴とする請求項２に記載の灯器
   保守装置。
7. 【請求項７】前記灯器検査装置が、 灯火の画像データを正常時の画像情報と比較することで
   状態を判断することを特徴とする請求項２に記載の灯器
   保守装置。