CN106982352B - 一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用光纤相机完成图像采集任务的核环境机器人观测云台，整个观测云台由光纤观测相机镜头、用于收放光纤的绞盘、支撑箱体以及设置于支撑箱体上的图像控制器等组成。为了保护光纤使其免受环境因素的影响，在其外围加套了一层用波纹管制备的铠甲，形成铠甲光纤。上述铠甲光纤的一端与固定于收放绞盘上的成像芯片及其控制器连接，另一端与光纤观测相机的镜头连接。本发明光纤观测相机的镜头可工作于存在强辐射的环境，而成像芯片及其控制器等需要重点防护的部分则被放置在光纤相机的后端，这样做既可以保证需要特别防护的部分工作于辐射较低的环境，也可以在需要的时候对成像芯片及其控制器等需要特别防护的部分进行单独防护。

Description

一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台

技术领域

本发明涉及一种智能观测云台，具体是一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台。

背景技术

国际热核实验反应堆ITER(International Thermonuclear ExperimentalReactor)技术，是核聚变领域内目前全球规模最大、影响最深远的一个大科学工程项目。ITER装置真空室内部的第一壁部件基本都是由铍制造或者有铍覆盖，在进行等离子体放电的时候，内部部件还可能被Υ射线活化和氚等污染。在安装与维护装置的过程中，为防止上述污染辐射危害操作人员的健康，操作人员禁止靠近现场。基于上述原因，ITER部件的维修与更换、危险原料的处理都要基于专业的安全规则，不能让人体置身于含有有毒物质和放射性粉尘的环境下。ITER大部分组件的维护和操作都会涉及到已活化的材料和有毒的尘埃，还有氚的放射性，人不能直接面对和接触这些部件，需要通过遥控操作系统和部件运输车来进行这些部件的更换和维修操作。光纤式机器人智能观测云台，用于在核聚变等严苛环境下，完成对反应舱内环境建模、安全检测，为移动操作任务提供视觉支持。视觉是人和动物最重要的感觉，至少有80%以上的外界信息是靠视觉获得的，同样地，视觉对于机器人以及与机器人的结合，一种光纤方式机器人智能观测云台，是提高极限恶劣环境下自动化机器人作业的智能性和安全性的最关键因素之一。

上海交通大学陈卫东、张伟军等在专利号201510107346.6 “双目异构视觉检测装置”，文献《Analysis and optimization on in-vessel inspection robotic system forEAST》研制了一种采用弧形导轨搭载末端防护相机在核聚变环境下对腔内第一壁进行巡检。该方案需要解决相机在高温、真空、强磁场条件下的防护问题，整个装置结构庞大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，采用光纤作为传光系统，将光纤镜头部分与成像部分分离，将成像部分以及电控单元中需要重点防护的部分置于后端，能够减低环境的恶劣程度同时也便于单独防护。

本发明的技术方案为：

一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，包括有支撑箱体，设置于支撑箱体上端面上的控制单元、缠绕单元和观测单元，以及缠绕于缠绕单元上的铠甲光纤；

所述的控制单元包括有壳体，设置于壳体内的总控单元，设置于壳体内且分别与总控单元连接的机器人控制单元、云台控制单元和绞盘控制单元，以及内端连接于壳体外壁上的可折叠机械臂，机器人控制单元与可折叠机械臂每个伸展机械臂的驱动电机相连；

所述的缠绕单元包括有电动绞盘和固定于电动绞盘上的图像控制器，所述的电动绞盘的绞盘驱动装置与绞盘控制单元连接，所述的电动绞盘与控制单元的壳体固定连接；

所述的观测单元包括有相互连接的滚转系统与偏转系统；所述的滚转系统包括有固定于可折叠机械臂外端上且竖直设置的滚转法兰、位于可折叠机械臂内腔且固定于滚转法兰内圈上的滚转驱动装置、位于滚转法兰的外侧且与滚转驱动装置的输出轴连接的中通转轴和固定连接于滚转法兰外端面上的第一光纤通道，所述的中通转轴和第一光纤通道相互连通；所述的偏转系统包括有套装固定于中通转轴上的偏转连接板、与偏转连接板一端固定连接且水平设置的偏转法兰、固定于偏转法兰内圈上的偏转驱动装置、上盖板、下盖板、环形光源、光纤镜头和第二光纤通道，所述的偏转驱动装置包括有向上延伸的上输出轴和向下延伸的下输出轴，所述的上盖板与上输出轴固定连接，所述的下盖板与下输出轴固定连接，所述的环形光源竖直设置且与上盖板固定连接，所述的上盖板的上端面上固定设置有锁紧支架，所述的光纤镜头固定于锁紧支架上且前端朝向环形光源，所述的光纤镜头的后端通过柔性管与第二光纤通道连接，且所述的第二光纤通道与中通转轴相互连通；所述的滚转驱动装置、偏转驱动装置均与云台控制单元连接；

所述的铠甲光纤的一端与所述的图像控制器固定连接，然后缠绕于电动绞盘后顺次穿过第一光纤通道、中通转轴和第二光纤通道，最后另一端与光纤镜头连接。

所述的电动绞盘包括有固定连接的上绞盘体和下绞盘体、连接于上绞盘体和下绞盘体之间的缠绕支架、U形绞盘架和绞盘驱动装置，所述的上绞盘体和下绞盘体中心点设置有重叠的安装孔，所述的U形绞盘架的两平行部与上绞盘体、下绞盘体均水平设置，U形绞盘架的两端分别位于绞盘体的安装孔正上方、绞盘体的安装孔正下方，所述的绞盘驱动装置位于上绞盘体和下绞盘体的安装孔处且固定于上绞盘体或/和下绞盘体上，所述的绞盘驱动装置的输出轴向上或向下延伸且与U形绞盘架的一端固定连接，且所述的U形绞盘架通过连接板与所述的控制单元的壳体固定连接，所述的图像控制器固定于上绞盘体或下绞盘体上。

所述的可折叠机械臂包括有水平伸展机械臂、竖直伸展机械臂和连接臂，所述的水平伸展机械臂包括有多个平行设置且在同一水平面的水平机械臂，水平机械臂首尾顺次铰接且呈之字形折叠的结构，所述的竖直伸展机械臂包括有多个平行设置且位于不同水平面的竖直机械臂，水平机械臂首尾顺次铰接且呈之字形折叠的结构，水平伸展机械臂的内端与固定于控制单元壳体外壁上的连接臂铰接，所述的竖直伸展机械臂位于水平伸展机械臂末端的上方且竖直伸展机械臂的底端与水平伸展机械臂的外端铰接，所述的滚转法兰固定于竖直伸展机械臂的顶端上。

所述的控制单元的壳体还设置有散热板，所述的总控单元、机器人控制单元、云台控制单元和绞盘控制单元均固定于散热板上；所述的控制单元的壳体包括有转接支撑板和罩设于转接支撑板外的防尘罩，所述的转接支撑板包括有一体塑形的L形的转接板和两个竖直相对的侧板，所述的可折叠机械臂的内端固定连接于转接板竖直部分的外壁上，所述的U形绞盘架的连接板为L形，连接板竖直部分的端部与 U形绞盘架固定连接，连接板水平部分与转接板水平部分固定连接。

所述的中通转轴上设置有第一滑环；所述的上盖板、下盖板分别罩设于偏转法兰上部和下部的外围，所述的上盖板和偏转法兰之间、下盖板和偏转法兰之间均设置有偏转轴承；所述的滚转法兰的外端面上固定设置有π形支撑架，π形支撑架两竖直部分的底端均与滚转法兰的外端面固定连接，所述的中通转轴穿过π形支撑架水平部分且中通转轴与π形支撑架之间设置有滚转轴承，所述的π形支撑架水平部分的一端部固定设置有触发传感器，所述的中通转轴上套装固定有带有槽口的环形标识盘，所述的触发传感器朝向环形标识盘。

所述的上绞盘体位于安装孔外围的上端面上固定设置有倒T形且中空的上盘轴座、下绞盘体位于安装孔外围的下端面上固定设置有T形且中空的下盘轴座，所述的绞盘驱动装置固定于上盘轴座的中空结构内且输出轴向上延伸，所述的下盘轴座上固定有与绞盘驱动装置连接的第二滑环，所述的U形绞盘架的上水平部分和下水平部分的端部均设置有安装孔，所述的上盘轴座穿过U形绞盘架上水平部分的安装孔，下盘轴座穿过U形绞盘架下水平部分的安装孔，且上盘轴座和U形绞盘架上水平部分的安装孔之间、下盘轴座和U形绞盘架下水平部分的安装孔之间均设置有绞盘轴承，所述的绞盘驱动装置的输出轴端固定连接有联轴板，所述的U形绞盘架上水平部分的端部与联轴板固定连接；所述的上绞盘体、下绞盘体和U形绞盘架外罩设有防护罩，所述的上绞盘体和/或下绞盘体的边缘处固定设置有光纤防护挡片。

所述的支撑箱体的上端面上设置有水平导轨，所述的水平导轨上滑动设置有移动平台，所述的控制单元的壳体固定设置于移动平台上；所述的支撑箱体的底部设置有行走滚轮；所述的移动平台的驱动装置、行走滚轮的驱动装置均与机器人控制单元连接；所述的可折叠机械臂和控制单元的壳体上均支撑设置有引导转环，所述的铠甲光纤的一端与图像控制器固定连接，然后缠绕于电动绞盘后顺次穿过引导转环、第一光纤通道、中通转轴和第二光纤通道，最后另一端与光纤镜头连接。

所述的可折叠机械臂外端部的外壁上设置有线缆护套，所述的铠甲光纤的一端与图像控制器固定连接，然后缠绕于电动绞盘后顺次穿过引导转环、线缆护套、第一光纤通道、中通转轴和第二光纤通道，最后另一端与光纤镜头连接。

所述的上盘轴座和下盘轴座外均套装有恒扭矩扭转弹簧，所述的上盘轴座上恒扭矩扭转弹簧的一端与上盘轴座固定连接，上盘轴座上恒扭矩扭转弹簧的另一端与U形绞盘架上水平部分固定连接，所述的下盘轴座上恒扭矩扭转弹簧的一端与上盘轴座固定连接，下盘轴座上恒扭矩扭转弹簧的另一端与U形绞盘架下水平部分固定连接。

所述的缠绕支架上且位于上绞盘体和下绞盘体之间固定设置有中间绞盘体，位于下绞盘体和中间绞盘体之间的缠绕支架上缠绕有铠甲光纤，所述的图像控制器固定于下绞盘体的上端面或中间绞盘体的下端面上，位于上绞盘体和中间绞盘体之间的缠绕支架上缠绕有钢丝绳，所述的钢丝绳的一端与可折叠机械臂的外端固定连接，钢丝绳的另一端与电动绞盘的转动部分固定连接，所述的铠甲光纤未缠绕部分的长度大于钢丝绳未缠绕部分的长度，所述的钢丝绳上设置有与绞盘控制单元连接的拉力传感器；所述的电动绞盘的转动部分包括有上绞盘体、下绞盘体和缠绕支架。

本发明的优点：

本发明采用铠甲光纤作为传光介质，将光纤镜头与图像控制器分离，本发明的光纤镜头具有较好的抗辐射和耐辐射特征，将图像控制器以及控制单元中需要重点防护的部分置于光纤镜头的后端，能够减低环境的恶劣程度同时也便于单独防护。本发明的观测单元实现了光纤镜头的三维重建图像的采集，且运动采集的同时，光纤可随观测单元和可折叠机械臂的运动实现收放，采用光纤实现了一种机器人化的智能观测云台。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明控制单元的结构示意图。

图3是本发明观测单元的结构示意图。

图4是本发明滚转系统的剖视图。

图5是本发明偏转系统的剖视图。

图6是本发明可折叠机械臂的结构示意图。

图7是本发明缠绕单元的结构示意图。

图8是本发明缠绕单元除去防护罩的剖视图。

图9是本发明的主动/被动转动方案控制原理图。

图10是本发明缠绕单元被动回转方案的结构示意图。

图11是本发明绞盘驱动装置自动调速方案的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

见图1，一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，包括有支撑箱体1，设置于支撑箱体底部的行走滚轮2，设置于支撑箱体1上端面上的水平导轨3，滑动设置于水平导轨3上的移动平台4，设置于移动平台4上端面上的控制单元5、缠绕单元6和观测单元7，以及缠绕于缠绕单元6上的铠甲光纤8；

见图2和图9，控制单元5包括有壳体，设置于壳体内的散热板53，固定于散热板53上的总控单元54，固定于散热板53上且分别与总控单元54连接的机器人控制单元55、云台控制单元56和绞盘控制单元57，以及内端连接于壳体外壁上的可折叠机械臂9，机器人控制单元55与可折叠机械臂9每个伸展机械臂的驱动电机相连（见图1）；控制单元的壳体包括有转接支撑板和罩设于转接支撑板外的防尘罩52，转接支撑板包括有一体塑形的L形的转接板51和两个竖直相对的侧板；移动平台4的驱动装置、行走滚轮2的驱动装置均与机器人控制单元55连接；

见图7和图8，缠绕单元6包括有电动绞盘和固定于电动绞盘上的图像控制器66；电动绞盘包括有固定连接的上绞盘体61和下绞盘体62，连接于上绞盘体61和下绞盘体62之间的缠绕支架63，U形绞盘架64和绞盘驱动装置65，固定于下绞盘体62上端面上的图像控制器66，罩设于上绞盘体、下绞盘体和U形绞盘架外的防护罩67，以及固定设置于下绞盘体边缘处的光纤防护挡片68，防止铠甲光纤8从上绞盘体61和下绞盘体62之间滑脱折损；绞盘驱动装置65与绞盘控制单元57连接（见图9）；上绞盘体61和下绞盘体62中心点设置有重叠的安装孔，U形绞盘架64的两平行部与上绞盘体61、下绞盘体62均水平设置，U形绞盘架64的两端分别位于上绞盘体61的安装孔正上方、下绞盘体62的安装孔正下方，上绞盘体61位于安装孔外围的上端面上固定设置有倒T形且中空的上盘轴座69、下绞盘体62位于安装孔外围的下端面上固定设置有T形且中空的下盘轴座610，绞盘驱动装置65固定于上盘轴座69的中空结构内且输出轴向上延伸，下盘轴座610上固定有与绞盘驱动装置65连接的第二滑环611，用于提供电源和传递信号，U形绞盘架64的上水平部分与下水平部分的端部均设置有安装孔，上盘轴座69穿过U形绞盘架64上水平部分的安装孔，下盘轴座610穿过U形绞盘架64下水平部分的安装孔，且上盘轴座69和U形绞盘架64上水平部分的安装孔之间、下盘轴座610和U形绞盘架64下水平部分的安装孔之间均设置有绞盘轴承612，绞盘驱动装置65的输出轴端固定连接有联轴板613，U形绞盘架64上水平部分的端部与联轴板613固定连接；U形绞盘架64通过连接板614与控制单元的壳体固定连接，连接板614为L形，连接板614竖直部分的端部与 U形绞盘架64固定连接，连接板614水平部分与转接板51（见图2）水平部分固定连接；当可折叠机械臂9伸展完成后或可折叠机械臂9无需伸展时，采用锁止销615穿过U形绞盘架64、上绞盘体61和下绞盘体62将三者进行固定锁止，上绞盘体61和下绞盘体62不能进行转动，保护铠甲光纤不受弯折损坏。

见图6，可折叠机械臂9包括有水平伸展机械臂91、竖直伸展机械臂92和连接臂93，水平伸展机械臂91包括有六个平行设置且在同一水平面的水平机械臂，水平机械臂首尾顺次铰接且呈之字形折叠的结构，竖直伸展机械臂92包括有两个平行设置且位于不同水平面的竖直机械臂，竖直机械臂首尾顺次铰接且呈之字形折叠的结构，水平伸展机械臂91的内端与固定于转接板51竖直部分外壁上的连接臂93铰接，竖直伸展机械臂92位于水平伸展机械臂91末端的上方且竖直伸展机械臂92的底端与水平伸展机械臂91的外端铰接；

见图3-图5，观测单元7包括有相互连接的滚转系统与偏转系统；滚转系统包括有固定于竖直伸展机械臂92顶端上且竖直设置的滚转法兰71、位于竖直伸展机械臂92顶端部内腔且固定于滚转法兰71内圈上的滚转驱动装置72、位于滚转法兰71的外侧且与滚转驱动装置72的输出轴连接的中通转轴73和固定连接于滚转法兰71外端面上的第一光纤通道74，中通转轴73和第一光纤通道74相互连通；滚转法兰71的外端面上固定设置有π形支撑架717，π形支撑架717两竖直部分的底端均与滚转法兰71的外端面固定连接，中通转轴73穿过π形支撑架717水平部分且中通转轴73与π形支撑架717之间设置有滚转轴承718，π形支撑架717水平部分的一端部固定设置有触发传感器719，中通转轴73上套装固定有带有槽口的环形标识盘720，触发传感器719朝向环形标识盘720；触发传感器719用于角度计数的启动，当触发传感器719发射的触发信号穿过环形标识盘720的槽口，滚转驱动装置72的码盘开始记录旋转角度，当触发传感器719发射的触发信号再次穿过环形标识盘720的槽口时，滚转驱动装置72的码盘可以复位，开始重新记录旋转角度或者继续记录旋转角度；偏转系统包括有套装固定于中通转轴73上的偏转连接板75、与偏转连接板75一端固定连接且水平设置的偏转法兰76、固定于偏转法兰76内圈上的偏转驱动装置77、上盖板78、下盖板79、环形光源710、光纤镜头711和第二光纤通道712，偏转驱动装置77包括有向上延伸的上输出轴和向下延伸的下输出轴，上盖板78与上输出轴固定连接，下盖板79与下输出轴固定连接，环形光源710竖直设置且与上盖板78固定连接，上盖板78的上端面上固定设置有锁紧支架713，光纤镜头711固定于锁紧支架713上且前端朝向环形光源710，光纤镜头711的后端通过柔性管714与第二光纤通道712连接，且第二光纤通道712与中通转轴73相互连通，相关光路设计技术另行阐述，在此不展开；滚转驱动装置72、偏转驱动装置77均与云台控制单元56连接（见图9）；中通转轴73上设置有第一滑环715，用于提供电源和传递信号；上盖板78、下盖板79分别罩设于偏转法兰76上部和下部的外围，上盖板78和偏转法兰76之间、下盖板79和偏转法兰76之间均设置有偏转轴承716；

见图1，可折叠机械臂9和控制单元5的防尘罩52上均支撑设置有引导转环10，竖直伸展机械臂92顶端部的外壁上设置有线缆护套11，铠甲光纤8的一端与图像控制器66固定连接，然后缠绕于缠绕支架63后顺次穿过引导转环10、线缆护套11、第一光纤通道74、中通转轴73和第二光纤通道712，最后另一端与光纤镜头711连接。

本发明的工作流程：

观测单元7的的滚转系统提供环视360°环形舱截面图像采集运动能力，偏转系统实现水平偏转采集运动能力，光线通过光纤镜头711采集后，然后通过顺次穿过第二光纤通道712、中通转轴73、第一光纤通道74、线缆护套11和引导转环10的铠甲光纤传导至固定在电动绞盘上的图像控制器66；当可折叠机械臂9完全折叠时，铠甲光纤8缠绕保存在电动绞盘上，当需要执行观测任务时，可折叠机械臂9伸展成蛇形，电动绞盘协同转动，使铠甲光纤8随同可折叠机械臂9移动，通过观测单元7偏转系统的偏转与滚转系统的转动实现三维重建图像的采集，完成整个观测过程。

见图10，铠甲光纤8自动拉伸回转结构是在上盘轴座69和下盘轴座610外均套装有恒扭矩扭转弹簧616，上盘轴座69上恒扭矩扭转弹簧616的一端与上盘轴座69固定连接，上盘轴座69上恒扭矩扭转弹簧616的另一端与U形绞盘架64上水平部分固定连接，下盘轴座610上恒扭矩扭转弹簧616的一端与下盘轴座610固定连接，下盘轴座610上恒扭矩扭转弹簧616的另一端与U形绞盘架64下水平部分固定连接。当可折叠机械臂9伸展时：可折叠机械臂9拉动上绞盘体61和下绞盘体62转动，实现绞盘放线；当可折叠机械臂9收缩时：蓄能的恒扭矩扭转弹簧616带动上绞盘体61和下绞盘体62反转，实现绞盘收线。

见图11，缠绕支架63上且位于上绞盘体61和下绞盘体62之间固定设置有中间绞盘体617，位于下绞盘体62和中间绞盘体617之间的缠绕支架63上缠绕有铠甲光纤8，图像控制器66固定于中间绞盘体617的下端面上，位于上绞盘体61和中间绞盘体617之间的缠绕支架63上缠绕有钢丝绳618，保证钢丝绳618和铠甲光纤8分层缠绕，不会互相缠绕，阻碍正常收放线，钢丝绳618的一端与可折叠机械臂9的外端固定连接，钢丝绳618的另一端与缠绕支架63固定连接，铠甲光纤8未缠绕部分的长度大于钢丝绳618未缠绕部分的长度，保证光纤不受拉力，钢丝绳618上设置有与绞盘控制单元57连接的拉力传感器619。

电动绞盘低速匀速转动时，钢丝绳618保持张紧，拉力传感器619实时检测钢丝绳618的张紧力；在电动绞盘放线的时候，当拉力传感器619检测的张紧力大于张紧力阈值，绞盘控制单元57控制绞盘驱动装置65提高转速，当拉力传感器619检测的张紧力小于张紧力阈值，绞盘控制单元57控制绞盘驱动装置65降低转速，从而保证可折叠机械臂9伸展时拉伸的铠甲光纤长度与绞盘驱动装置65转动放出的铠甲光纤长度一致，保护铠甲光纤不受弯折损伤；在电动绞盘收线的时候，当拉力传感器619检测的张紧力大于张紧力阈值，绞盘控制单元57控制绞盘驱动装置65降低转速，当拉力传感器619检测的张紧力小于张紧力阈值，绞盘控制单元57控制绞盘驱动装置65提高转速，保证可折叠机械臂9收缩时缩短的铠甲光纤长度与绞盘驱动装置65转动缠绕的铠甲光纤长度一致，通过拉力传感器619的设置与信息检测，可以进行精确的绞盘速度与位置控制，可以实现定量化的可折叠机械臂伸展运动与电动绞盘协同转动智能控制算法。

被动控制方案：绞盘驱动装置65保持适当恒力矩，当可折叠机械臂9伸展时，可折叠机械臂9的外端带动钢丝绳618拉动电动绞盘转动，实现电动绞盘放线；当可折叠机械臂9收缩时，保持恒定转动力矩的绞盘驱动装置65带动电动绞盘转动，实现电动绞盘收线。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，其特征在于：包括有支撑箱体，设置于支撑箱体上端面上的控制单元、缠绕单元和观测单元，以及缠绕于缠绕单元上的铠甲光纤；

所述的控制单元包括有壳体，设置于壳体内的总控单元，设置于壳体内且分别与总控单元连接的机器人控制单元、云台控制单元和绞盘控制单元，以及内端连接于壳体外壁上的可折叠机械臂，机器人控制单元与可折叠机械臂每个伸展机械臂的驱动电机相连；

所述的缠绕单元包括有电动绞盘和固定于电动绞盘上的图像控制器；电动绞盘包括有固定连接的上绞盘体和下绞盘体、连接于上绞盘体和下绞盘体之间的缠绕支架、U形绞盘架和绞盘驱动装置，所述的上绞盘体和下绞盘体中心点设置有重叠的安装孔，所述的U形绞盘架的两平行部与上绞盘体、下绞盘体均水平设置，U形绞盘架的两端分别位于绞盘体的安装孔正上方、绞盘体的安装孔正下方，所述的绞盘驱动装置位于上绞盘体和下绞盘体的安装孔处且固定于上绞盘体或/和下绞盘体上，绞盘驱动装置与绞盘控制单元连接，所述的绞盘驱动装置的输出轴向上或向下延伸且与U形绞盘架的一端固定连接，且所述的U形绞盘架通过连接板与所述的控制单元的壳体固定连接；缠绕支架上且位于上绞盘体和下绞盘体之间固定设置有中间绞盘体，位于下绞盘体和中间绞盘体之间的缠绕支架上缠绕有铠甲光纤，所述的图像控制器固定于下绞盘体的上端面或中间绞盘体的下端面上，位于上绞盘体和中间绞盘体之间的缠绕支架上缠绕有钢丝绳，所述的钢丝绳的一端与可折叠机械臂的外端固定连接，钢丝绳的另一端与电动绞盘的转动部分固定连接，所述的铠甲光纤未缠绕部分的长度大于钢丝绳未缠绕部分的长度，所述的钢丝绳上设置有与绞盘控制单元连接的拉力传感器；所述的电动绞盘的转动部分包括有上绞盘体、下绞盘体和缠绕支架；

所述的观测单元包括有相互连接的滚转系统与偏转系统；所述的滚转系统包括有固定于可折叠机械臂外端上且竖直设置的滚转法兰、位于可折叠机械臂内腔且固定于滚转法兰内圈上的滚转驱动装置、位于滚转法兰的外侧且与滚转驱动装置的输出轴连接的中通转轴和固定连接于滚转法兰外端面上的第一光纤通道，所述的中通转轴和第一光纤通道相互连通；所述的偏转系统包括有套装固定于中通转轴上的偏转连接板、与偏转连接板一端固定连接且水平设置的偏转法兰、固定于偏转法兰内圈上的偏转驱动装置、上盖板、下盖板、环形光源、光纤镜头和第二光纤通道，所述的偏转驱动装置包括有向上延伸的上输出轴和向下延伸的下输出轴，所述的上盖板与上输出轴固定连接，所述的下盖板与下输出轴固定连接，所述的环形光源竖直设置且与上盖板固定连接，所述的上盖板的上端面上固定设置有锁紧支架，所述的光纤镜头固定于锁紧支架上且前端朝向环形光源，所述的光纤镜头的后端通过柔性管与第二光纤通道连接，且所述的第二光纤通道与中通转轴相互连通；所述的滚转驱动装置、偏转驱动装置均与云台控制单元连接；

所述的支撑箱体的上端面上设置有水平导轨，所述的水平导轨上滑动设置有移动平台，所述的控制单元的壳体固定设置于移动平台上；所述的支撑箱体的底部设置有行走滚轮；所述的移动平台的驱动装置、行走滚轮的驱动装置均与机器人控制单元连接；所述的可折叠机械臂和控制单元的壳体上均支撑设置有引导转环，可折叠机械臂外端部的外壁上设置有线缆护套，所述的铠甲光纤的一端与图像控制器固定连接，然后缠绕于电动绞盘后顺次穿过引导转环、线缆护套、第一光纤通道、中通转轴和第二光纤通道，最后另一端与光纤镜头连接。

2.根据权利要求1所述的一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，其特征在于：所述的可折叠机械臂包括有水平伸展机械臂、竖直伸展机械臂和连接臂，所述的水平伸展机械臂包括有多个平行设置且在同一水平面的水平机械臂，水平机械臂首尾顺次铰接且呈之字形折叠的结构，所述的竖直伸展机械臂包括有多个平行设置且位于不同水平面的竖直机械臂，水平机械臂首尾顺次铰接且呈之字形折叠的结构，水平伸展机械臂的内端与固定于控制单元壳体外壁上的连接臂铰接，所述的竖直伸展机械臂位于水平伸展机械臂末端的上方且竖直伸展机械臂的底端与水平伸展机械臂的外端铰接，所述的滚转法兰固定于竖直伸展机械臂的顶端上。

3.根据权利要求1所述的一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，其特征在于：所述的控制单元的壳体还设置有散热板，所述的总控单元、机器人控制单元、云台控制单元和绞盘控制单元均固定于散热板上；所述的控制单元的壳体包括有转接支撑板和罩设于转接支撑板外的防尘罩，所述的转接支撑板包括有一体塑形的L形的转接板和两个竖直相对的侧板，所述的可折叠机械臂的内端固定连接于转接板竖直部分的外壁上，所述的U形绞盘架的连接板为L形，连接板竖直部分的端部与 U形绞盘架固定连接，连接板水平部分与转接板水平部分固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，其特征在于：所述的中通转轴上设置有第一滑环；所述的上盖板、下盖板分别罩设于偏转法兰上部和下部的外围，所述的上盖板和偏转法兰之间、下盖板和偏转法兰之间均设置有偏转轴承；所述的滚转法兰的外端面上固定设置有π形支撑架，π形支撑架两竖直部分的底端均与滚转法兰的外端面固定连接，所述的中通转轴穿过π形支撑架水平部分且中通转轴与π形支撑架之间设置有滚转轴承，所述的π形支撑架水平部分的一端部固定设置有触发传感器，所述的中通转轴上套装固定有带有槽口的环形标识盘，所述的触发传感器朝向环形标识盘。

5.根据权利要求1所述的一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，其特征在于：所述的上绞盘体位于安装孔外围的上端面上固定设置有倒T形且中空的上盘轴座、下绞盘体位于安装孔外围的下端面上固定设置有T形且中空的下盘轴座，所述的绞盘驱动装置固定于上盘轴座的中空结构内且输出轴向上延伸，所述的下盘轴座上固定有与绞盘驱动装置连接的第二滑环，所述的U形绞盘架的上水平部分和下水平部分的端部均设置有安装孔，所述的上盘轴座穿过U形绞盘架上水平部分的安装孔，下盘轴座穿过U形绞盘架下水平部分的安装孔，且上盘轴座和U形绞盘架上水平部分的安装孔之间、下盘轴座和U形绞盘架下水平部分的安装孔之间均设置有绞盘轴承，所述的绞盘驱动装置的输出轴端固定连接有联轴板，所述的U形绞盘架上水平部分的端部与联轴板固定连接；所述的上绞盘体、下绞盘体和U形绞盘架外罩设有防护罩，所述的下绞盘体的边缘处固定设置有光纤防护挡片。

6.根据权利要求5所述的一种采用光纤方式进行图像采集的核环境机器人观测云台，其特征在于： 所述的上盘轴座和下盘轴座外均套装有恒扭矩扭转弹簧，所述的上盘轴座上恒扭矩扭转弹簧的一端与上盘轴座固定连接，上盘轴座上恒扭矩扭转弹簧的另一端与U形绞盘架上水平部分固定连接，所述的下盘轴座上恒扭矩扭转弹簧的一端与上盘轴座固定连接，下盘轴座上恒扭矩扭转弹簧的另一端与U形绞盘架下水平部分固定连接。