管道内壁喷涂机器人是一种用于实现管道内部空间喷涂作业的自动化喷涂设备,表面喷涂处理是金属管道生产制造环节必不可少的一项工艺,尤其是管道内壁表面,有着防止管道内表面受输送介质侵蚀、提高管道使用寿命、降低管内粗糙度、减少压力能损失、保证管道的长期安全有效运行有着重要的作用。本文针对不同金属管道内壁自动喷涂的作业任务需要,设计了一种适用于管径变化范围为Φ600mm～Φ800mm的管道内壁喷涂机器人机械结构,机械结构包括用于支撑管内移动的机械本体部分和用于实现喷涂作业的喷涂系统部分。针对课题要求,对比分析各类管内机器人移动方式和自适应管径变化的调节方式的特点,得出适用于本文研究中的轮式移动方式和3组丝杠螺母+平行四边形的支撑调节方式。对比喷涂机器人及管道喷涂设备的特点,给出合理的喷涂方式。在对各部分的系统方案进行设计的基础上,进行了具体结构的三维设计,通过计算进行了主要零部件的选型。基于有限元分析理论,对所设计结构进行整机及关键零部件的静力学分析,得到相应的应力应变及变形分布云图,结果证明所设计机器人的强度和刚度达到使用技术要求。本文设计的最终目的是实现管道内壁的喷涂作业,并且要得到较均匀的涂层厚度,基于此要求,通过分析圆形管道涂料附着率与喷枪移动速度的关系,对喷枪移动速度进行优化设计以得到较均匀的涂层厚度。