针对当前管道机器人进入复杂多变的非结构化管道环境作业困难,适应不同管道环境困难,并且现有的管道机器人使用当前成熟的控制器及配套集成开发环境,控制系统成本高昂且应用场合单一。为此,本文从提高管道机器人的运动性能和智能化程度出发完成系统设计,开发了基于自主控制器的图形化编程系统,确定了各子系统的功能和相互间的交互关系。主要完成了以下方面的工作:(1)提出了蛇形管道机器人系统的整体架构,分析了各子系统之间的交互关系;确定了机械系统与图形化编程系统的总体方案。(2)根据机械设计要求,提出了三节底盘模式结构设计的行走底盘,底盘上携带一个或多个传感器及操作装置进行作业,行走机构采用半弧形柔顺腿结构设计,并且搭建了低成本的直流运动控制系统,完成了驱动电机的选型;并建立了机械系统的简化模型,通过动力学仿真分析验证了管道机器人虚拟样机模型的合理性。(3)根据控制系统的需求,完成了图形化编程系统总体框架的设计,为了满足界面层与程序逻辑层代码分离的需求,设计了图形化编程系统的界面布局;并且设计了一种可视化组件作为语句的基本可视化模块,完成了可视化功能模块的分析与设计,最后,介绍了变量和函数的使用。(4)完成了图形化编程系统的数据结构设计,并给出了语句操作和文件系统功能模块的算法流程和部分关键代码,实现了控制系统的快速可视化编程。经过基本测试,所设计的蛇形管道机器人系统的各个关键技术点运行正常,并能实现相应的功能,结果证明了整体设计方案是正确可行的,为系统的后续发展提供了较好的支撑。