随着城市地下空间不断开发,由地下工程活动引起的塌陷越来越频繁,这成为新的城市地质灾害。特别是污水管道破损漏水后,土壤被冲刷,形成空腔,增加了地面塌陷的危险。为了保障城市污水管道的正常运行,对其损伤进行常规检测具有重要意义。目前已研发的管道机器人都是都采用电力驱动,一般应用于新铺设管道的验收。污水管道中还存在大量易燃易爆的沼气,能在污水中进行图像检测的机器人尚需要解决诸多技术问题。本论文研制了一种基于气压驱动的迈步式行走机器人,能适应600～1050mm直径的管道。该机器人携带气动马达旋转机构并安装摄像头,设计合理的气动控制的回路,实现行走逻辑与摄像头沿管道内壁面旋转运动逻辑相匹配,实现在排污管道中污水内与污水外的图像采集。主要完成了以下工作:研制了基于气缸撑壁以及连杆变幅的迈步式机器人行走机构。连杆变幅实现了不同直径的管道的撑壁行走。研制了采用大减速比气动马达低速旋转实现摄像头沿壁面慢速移动,便于图像采集。并对机器人进行三维建模,完成了上撑壁机构、下撑壁机构、绕壁检测机构的设计,在力学分析的基础上,完成了元件选型与机器人制作。设计了执行机构的全气动控制系统。采用了行程程序控制回路,根据气动逻辑原理图,画出了系统的信号-动作状态图,并采用FluidSIM软件对气动控制回路进行仿真,确定设计的可靠性。完成了管道检测机器人的样机制作与管道实验。在理论分析的基础上,对非标准件进行设计加工,对标准件完成采购与样机的装配。所研制的样机在实验室实验与现场试验,验证了机器人在污水中检测的可行性。本论文研制的管道检测机器人采用全气动控制,因而具有高安全性,并能够在不同管径的污水管中完成检测工作。