随着工程管道系统的大量应用,管道的检修与维护任务急剧增加,管道巡查机器人作为管道内作业的专用设备,开始受到人们的青睐。但现有的管道机器人价格比较昂贵,对不同管道环境的适应性差,并且与其配套的监控系统不具有通用性。因此,本文从提高管道巡查机器人的通过性能、监控系统的通用性以及降低管道巡查机器人的成本等方面出发完成了整个系统的设计。主要完成了以下方面的工作:(1)根据管道巡查机器人的功能需求,完成了管道巡查机器人系统的整体架构的搭建;设计了管道巡查机器人的机械系统,主要包括:具有越障功能的8字形行走机构的设计、具有可重构性的多底盘结构设计以及利用低成本光电编码器,完成了模块化驱动装置的设计;建立管道巡查机器人的三维模型,完成了管道巡查机器人样机的组装。(2)通过对管道巡查机器人运动控制需求的分析,提出了基于“主从控制”模式的协同控制器系统控制方案,并完成了控制系统总体架构的设计;实现了主控制器与服务器之间的网络通讯以及主控制器与从控制器之间的OTG通讯,为远程监控的数据提供传输媒介。(3)根据监控功能的需求,提出了基于移动平台的监控系统的总体方案,并完成了监控系统的整体架构的设计。其中设计的重点是:利用移动端硬件集成的传感器组和高清摄像头,设计了数据获取模块,实现了实时获取管道机器人运行状态的功能,为远程监控提供数据支持,同时降低了监控成本;设计了数据的可视化模块和传输模块;设计了基于实时数据库的数据存储与查询模块;设计了人机交互模块,实现了用户自定义界面和逻辑的动态生成,提高监控软件的通用性。经过初步测试,本文所设计管道巡查机器人系统的各项功能都能正常运行,为管道巡查机器人系统的后续研究提供了较好的平台支持。