城市排水管道的检修和疏通作业一直是困挠城市居民日常生活和工业生产的难题。主要是因为排水管道埋于地下，污水中杂质含量高，能见度低，排水管底部有大量淤泥，常规作业很难适应其要求，不便于人工和机械进行管道内的检测、疏通和穿缆作业。文中提供了一种方便可行的方法，并研制出了城市排水管道穿缆、检测机器人。本机器人将能带来良好的经济效益，具有广阔的应用前景。 文中，针对城市排水管道机器人的特殊作业环境，在制定了机器人本体设计指标和要求的基础上，对机器人的总体方案进行了确立和分析。通过对机器人总体结构和工作环境参数的分析，机器人本体结构采用了模块化的设计，并对机器人的各功能模块的工作原理进行了可靠性分析，进一步优化完善了机器人本体结构的设计。 分析了机器人动力系统的传动特性，建立了动力系统数学建模，在MatLab环境中进行仿真，得到了动力系统传动特性的仿真曲线图，结果表明该系统具有抗干扰能力强，稳态性能好的特点。建立了动力系统的PID控制模型，设计了具有良好控制性能的速度、位置双闭环控制器。 管道机器人的硬件结构采用了上、下位机系统和模块化设计。上位机硬件系统采用了ATmega16L单片机、LCD液晶显示器和键盘等；下位机硬件系统采用了ATmega8L单片机、倾角传感器、电机驱动模块和光电码盘等组成；并设计了上下位机系统的硬件电路。上位机和下位机之间采用了485异步串行通信，实现有缆遥控。 在软件控制上，建立了管道坐标系和机器人坐标系，在两个坐标系之间，定义了机器人的姿态角，给出了机器人可能的几种姿态，并对几种姿态给出了相应的软件控制策略。对于倾角传感器的输出和输入之间的非线性，合理的进行了曲线拟合，优化了检测系统；建立了手动和自动两套控制策略；提高了系统的可靠性。细化了上、下位机的执行任务，上位机主要负责机器人的上层控制策略和算法；下位机执行上位机的命令，上传机器人姿态。制定了RS—485异步串行通信协议，完善了通信系统。 通过管道机器人的行走速度测试、转弯半径测试、管道内壁滑动摩擦系数测试和越障能力等试验，结果表明，机器人能达到预期的设计目标。验证设计的合理性、可行性。机器人在壁面行走时，操作方便，性能稳定、可靠。