微型管道机器人是为了满足管道检测、维护任务而出现的。由于受到空间条件的限制,机器人的机械机构必须简单可靠,而且驱动能量转换效率高。磁控微型机器人正是满足上述需要发展起来的。磁控微型机器人的运动方式主要有以下几种:游动式,旋进式,蠕动式。目前磁控微型管道机器人受机器人本体形状和能源供给的限制,存在不能实现双向行走、机器人本体会对管壁造成伤害、以及运动速度过慢等问题。本文研究了一种表面不带螺纹的胶囊型微型管道机器人,依靠外部锥型的旋转磁场驱动机器人本体内的钕铁硼永磁体实现机器人的旋进式运动。基于亥姆霍兹线圈能够产生均匀磁场及磁场矢量叠加原理,提出了利用轴线相互正交的两组亥姆霍兹线圈与螺线管线圈组合形成组合驱动线圈,通过给两组亥姆霍兹线圈通入一定幅值和频率的交流电,螺线管线圈通入直流电形成锥型旋转磁场,由锥形旋转磁场实现对机器人的外部磁场驱动。这是一种无缆驱动方式,其结构简单,运动速度快,可以实现双向运动,并且可以避免机器人本体与管壁接触对管壁造成伤害。论文对机器人的本体设计、驱动磁场形成的原理、在建立线圈磁感应强度数学模型的基础上对线圈设计所要考虑的磁场的品质(磁场强度、磁场均匀度、功率损耗)等进行了分析,为组合线圈的优化设计提供了依据,并用ANSYS软件对设计的亥姆霍兹线圈进行了仿真,依据分析结果设计了组合驱动线圈实物。最后通过一系列实验验证了机器人的运动性能。实验结果表明,该机器人具有较好的运动性能。实现了基于锥型旋转磁场驱动的表面不带螺纹的微型管道机器人的无缆驱动控制。