随着经济的高速发展和城镇化的持续推进,中国城市供排水管道网络建设不断完善。伴随而来的管道检测需求也不断增多,检测要求亦逐渐升级。本课题设计开发了一款管道检测机器人,具有运动灵活、检测功能丰富等优点,力求解决小直径供排水管道的检测需求。结构设计方面,机器人整体呈M型四连杆结构,关节处装配异型扭簧,可被动调整连杆夹角,以适应不同内径的管道。系统首尾配备转向轮结构,可灵活通过弯曲管道。通过静力学分析,本课题完成对机器人系统的打滑校核和强度校核,进而确定异形扭簧和电机参数,保证机器人适应环境的运动能力。控制系统上,本课题基于标准串口通信协议,开发了一套上下位机控制系统。下位机基于STM32F103C8T6系统板,实现机器人基础运动的控制,并初步处理传感数据。上位机采用PC控制,使用蓝牙串口实现远程连接。此外,本文基于QT开发一套完整的人机交互控制界面,以实现互动性强、操作便捷的机器人控制。功能实现上,本课题基于V-REP对管道机器人进行仿真测试,探究不同初始条件对机器人运动能力的影响。在后面章节中,本课题搭建实物管道,测试机器人在不同材料和结构的管道中的运动能力;此外,结合陀螺仪数据,本文设计一套图像旋转补偿系统,以保证机器人返回的管道内图像的稳定性。最后,本文基于多传感器数据融合算法,利用多种传感器数据,如IMU、编码器等,实现检测管道的可视化复现,并对不同数据融合的效果进行比较和探究。