本课题来源于江苏省企业研究生工作站，为企业委托大学联合研发的科研项目。　　通过研究管道机器人发展情况以及发展趋势，针对石油化工管道内部作业过程中，对管道机器人通过弯道存在的问题，提出一种以柔性形式连接的腹壁式新型刚柔耦合管道机器人。在多个方面分析研究下，设计一种可以实现对弯曲管道通过性好、并可以对一定倾斜角度的管道进行作业的管道机器人。　　首先，结合查阅管道机器人现有的发展情况，发现现阶段机器人对管道内部运行适应性有一定缺陷，根据课题需要，总结出本文需要重点解决的问题，并对机器人在作业环境中需要有的结构特点进行了阐述，提出了柔性连接管道工作机器人的概念。　　其次，为实现管道机器人在管内工作，对机器人各部分结构特征进行了具体的分析计算。包括考虑管道弯道几何方面约束特征下对管道机器人电机以及腹壁式头部机构的计算，柔性轴的选择，结合多体系统的知识对柔性轴绕壁现象进行了数据计算，并且通过 adams软件对柔性轴绕壁现象建立了理论动态模型以及柔性轴支撑机构的设计计算。　　然后，运用运动学和动力学方程对此刚柔耦合的机器人的管道通过性进行了研究。分别从机器人水平直管道环境的通过适应性、倾斜直管道环境的通过适应性、水平弯曲管道环境的通过适应性以及空间弯曲管道环境的通过适应性四个方面，对作业环境通过性方面进行了工作特征的分析。　　最后，通过进行管道通过性的实验，验证了本文研究的柔性连接管道机器人在管内作业的良好通过适应性。