管道是物质输送的重要工具之一，被广泛应用于核电、煤气、石油、医疗等多个领域。尤其是细长管道更是受到市政工程、电厂、石油化工等行业的青睐。这些行业利用细长管道主要进行液体输送，材料多采用成型钢管，而钢管的长度是有限的（一般都在10米左右），所以通常是将两根或三根钢管焊接在一起，然后两端用法兰结构与其它部分连接。而两个细长圆形钢管在外部对焊后，总会有部分焊液从内壁渗出，而且形状及分布很不规则，冷却凝固后形成较硬的焊瘤，管道内的液体长时间流经此处，会产生挂壁堆积现象，使过流通道越来越窄，阻碍液体流动。直到现在一直都没有管道内壁除瘤的有效处理方法，产品质量难以保证，极大影响企业效益。本文设计一种“蛇形”可视细长管道除瘤机器人，提出管道除瘤机器人由加工机构、胀紧机构和行进机构三部分组成的构思，将它们放入管道，可一次性达到加工目的。论文分析了管道机器人加工机构中刀头部分工作时刀具的受力情况；胀紧机构工作时，胀紧装置受力分析和机器人单元体弯管通过分析；机器人在管内移动时，行进机构推动整个机器人本体运动行进轮的受力分析以及三部分驱动的设计选型。设计了采用小型气动马达驱动刀架旋转的结构并实现刀具的切削运动，气缸驱动实现胀紧机构工作以及电机驱动行进部分前进，完成了机器人驱动部分控制模块的设计。采用Pro/E软件建立了管道除瘤机器人的三维模型并实现仿真。设计了由摄像头、可视屏为核心的监测部分。对机器人的加工机构零件进行了加工，并将加工机构制作成样机，对试验管道内壁进行加工，基本达到预期效果。采用“蛇形”可视管道除瘤机器人可以达到将细长管道内壁的渗出焊瘤切除掉的效果，避免了油污、淤泥、杂物等挂壁堆积阻塞管道等恶劣情况的发生。不仅可以提高管道连接质量，而且此管道机器人还可以广泛应用于管内切削、喷涂、检测、吹灰、清除污物等场合。