随着社会的不断发展,城市化进程的不断加快,城区用电需求也在快速增长,出于对城市市容与用电可靠性的考虑,越来越多的电缆管道被用于取代旧有的混凝土杆塔与架空线路。传统电缆管道的检测与清理手段费时费力,为了提高工作效率减少成本,本文提出了一种能够在电缆管道内进行巡检与清理工作的机器人,并根据机器人在管道内工作的特点,制定了相应的控制方法。本文通过对不同设计方案的分析,选择了一种符合电缆管道特性的机器人设计方案。机器人采用轮式车型结构,内置可重复充电的锂电池作为动力源,通过无线模块与上位机进行通讯。除了观察管道内部情况的摄像组件,本文提出了一种可替换的多功能铲和绳圈作为清扫机构对管道内部进行清理。根据机器人在管道内的运行情况,建模求取了安全运行的约束条件,并进行了动力学特性研究。针对直线型管道中可能出现的倾斜侧翻问题,设计了防倾覆模糊控制方法。针对弯管运行情况,分析了机器人的位姿变化,提出了控制左右行驶轮差速的计算公式和控制方法。为了实现管道机器人对杂物的准确识别,对获取的图像进行了预处理,并针对电缆管道内部出现的异常进行了图像识别。通过图像预处理和Hough变换圆检测排除了管道中心阴影的干扰,以圆度为指标对杂物和裂缝进行了识别和区分。并能够计算杂物形心进行定位,使机器人能够针对其进行自动清理。综合以上部分,设计完成了电缆管道巡检清理机器人的本体制作和程序编写,并进行了现场实验。实验结果表明,该机器人系统能够在电缆管道内部稳定运行,准确识别并对杂物进行清理。有效提高了电缆运行的安全性,提高了经济效益。