管道机器人是迅速发展的机器人技术的一种重要应用。由于管道环境作业的特殊性，目前还没有一种令人满意的机器人结构，能够很好地满足管道作业的各种要求。飞行器技术已经有了100多年的发展历史,而近年来的发展更为迅速。在最近10年以来，传统的航模技术取得了许多突破性的发展，因而可以大胆设想将航模飞行器技术应用于管道机器人，形成一种全新的飞行式管道机器人结构。本文提出了一种新型的基于多轴飞行器原理的管道机器人结构，并制作了相应的实验样机。采用四轴飞行器作为实验样机的主体结构，重新设计了飞行器的主控板。CPU采用微芯公司的新型单片机PIC16F1825，配置了相应的电机驱动电路、传感器电路、通信电路以及电源转换电路。机器人飞行器通过无线遥控指令实现悬浮、落地以及向前、后、左、右方向的运动。通过距离传感器检测并控制悬浮的高度，通过MPU-6050测量三个周角的角速度和角加速度，以增加飞行的稳定性和姿态控制。本文首先进行了四轴飞行原理的分析和力学分析，然后给出了基于四轴飞行器原理的管道机器人的总体设计方案，详细介绍了硬件电路设计，包括红外测距模块，电机驱动模块，红外遥控模块，机身稳定控制模块等。系统的软件开发包括初始化程序、检测程序，控制程序以及通信程序等。该管道机器人体积小，重量轻，机械结构简单，具有很好的适应性和灵活性。实验样机的运行试验结果验证了基于四轴飞行器的管道机器人的可行性，为今后进一步工程化和实用化打下了基础。