本文以水射流技术在清洗中的应用为目标,分析了水射流清洗的特点、工作原理及其基本组成,对水射流的微观冲击机理进行了分析,同时应用流体力学的基本方程等理论,较深入地研究了水射流的清洗机理。得出了高压水射流清洗污垢的部分技术参数,为污垢清洗用高压水射流的特性、靶距、喷嘴结构等的研究提供了理论依据。并应用FLUENT软件对喷嘴结构设计进行数值模拟仿真,得出应用于管道清洗的最佳喷嘴结构。基于利用高压水射流清洗技术对管道进行清洗的目的,在总结现有的管道机器人设计方案的基础上,根据现场的实际情况,论文首先对管道射流清洗机器人进行方案设计,经分析比较后确定了新型管道射流清洗机器人的较佳设计方案,并据此方案对机器人作了结构设计;对机器人的行走特性进行了研究,提出了使机器人在管道内能够保持稳定运行的方法。通过对机器人机构的三维实体建模和机器人在直管道内运动情况的动态仿真,进一步验证了设计思想的可行性。最后,研究了管道射流清洗机器人系统的安全防护措施,给出了在高压情况下保证清洗系统安全的基本方案,为管道射流清洗机器人系统的实用化提供可靠的依据。