现有的管道机器人无法穿越阀门,因此高压管路系统在检修时必须拆解阀门,耗费大量人力物力并导致停机时间过长。设计出能适应复杂通道特征的机器人软足再配合柔性躯干,有望帮助管道机器人爬越阀门。因此本文基于硅胶材料探索管道机器人的气囊式支撑技术,具体内容如下:首先设计气囊足的基本结构,对足部气囊变形及界面交互作用力学模型进行分析。具体包括:基于足部气囊材料的特性,选择合适的超弹性本构模型——Yeoh模型,基于单轴拉伸实验结果确定模型参数;采用机器人前进方向直截面最小化原则,确定气囊结构,基于虚功原理及理想气体状态方程,确定气囊膨胀过程中输出量（气囊变形、气囊与壁面间挤压力、气囊与壁面间摩擦力）和输入量（输入气压、气囊初始尺寸、气囊与通道壁面摩擦系数）的定量对应关系。其次对足部气囊的制备工艺及性能进行分析。具体包括:基于实验室现有设备,研究均匀、无泡的气囊制备工艺;利用Abaqus仿真软件对气囊进行仿真;利用仿真软件根据已建立的数学模型对气囊的变形及受力进行理论计算,对比该模型与实验、仿真结果,并对误差进行分析;研究足部气囊的性能,搭建二维拉力—位移平台,完成足部气囊的重复性、负载、抗刺穿测试。最后,本文开展机器人气囊足参数设计过程研究。具体包括:研究气囊足的通用设计过程,基于对气囊足工作性能指标进行分析,确定足部气囊正常工作的指标要求,建立气囊尺寸与工作环境参数模型,实现气囊足的设计;基于通用设计过程,分析本课题气囊足的具体环境,确定气囊足材料及尺寸,对气囊足进行性能验证,完成面向核电管道阀门检测的硅橡胶气囊足设计。为面向工程应用的气囊足参数设计提供依据。