在核发电、石油天然气、化工、制冷、军事装备和生物医学等行业大量使用着形状各异的管道。很多情况下,管道的损伤、失效对设备运行及生产过程中人身、财产、环境安全产生很大的威胁,甚至灾难性的后果。管道的检测如同人体健康检查一样是非常重要的工作。目前用于管道检测的技术有很多,而管道机器人由于应用前景广泛,是管道检测装置研究的热点。压电驱动器由于其定位精度高、输出力大、响应速度快、体积小的优点,有望用作管道机器人的驱动装置使其达到更加优异的性能。然而,压电驱动管道机器人的研制也面临着一些困难：(1)如何设计管道机器人的驱动系统结构使其能够在管道内自由运动。(2)如何提高压电驱动管道机器人的速度。本文以压电驱动管道机器人为研究对象,致力于回答以上两个问题。本文的初步设想是通过设计一个柔性的机械放大器与压电驱动器相结合从而用于提高机器人的移动速度,而且对于柔性机械放大器目前并没有系统化的设计方法。有鉴于此,本文的研究目标包括：(1)压电驱动管道机器人动力装置模块的概念设计(2)用于柔性机构位移放大器的系统化设计的方法(3)设计用于压电驱动管道机器人的柔性位移放大器。通过文献分析发现,摩擦惯性驱动原理可以实现管道机器人的自由运动而且结构简单。柔顺机构很适合用来实现压电微位移的放大。对于适应管道内壁状况并提供驱动系统所需摩擦力的压紧机构可为主动式和被动式。基于以上分析,本文的研究重点在于结合以上分析来合理的设计管道机器人的驱动系统结构以及如何设计能满足需要的柔性位移放大器。本文的结论包括：(1)在设计压电惯性摩擦驱动的管道机器人时,动力产生机构和适应管道的压紧机构可按照一定的步骤来进行模块化设计(2)提出了一种合理高效的用于柔性位移放大器的方法。(3)设计处的柔顺放大器可以提高管道机器人约4.5倍的速度。本文的创新点在于(1)在柔顺机构领域,所提出的用于柔性机构放大器的设计方法不仅考虑放大功能,而且考虑其输入输出方向的改变。(2)在管道机器人设计领域,在本实验组研究的基础上,提出了一种更高效的压电驱动管道机器人的设计方案。采用摩擦惯性驱动原理的压电驱动管道机器人,具有运动精度高、尺寸小、结构简单的特点,在高精度检测和细小管道检测(生物医学应用等)方面具有广阔的应用前景。