在现代石油工业、核工业以及生活设施中,管道作为一种高效的物料输送手段而得到越来越广泛的应用。但管道在使用过程中,由于人为的或地质活动以及长期腐蚀,导致管道损坏、老化、机械性断裂及破损等故障,给国家和人民带来巨大的经济损失,于是,管道机器人应运而生。作为一种针对性较强的特种机器人,很好的解决了海底和地下管道检测困难的问题,在管道安全与维护工程中具有不可替代的作用。本文通过对现有管道爬行器常用的运动方式进行对比与分析,包括介质压差驱动和自主驱动,自主驱动又有轮式、履带式、蠕动式、多足爬行式、压电冲击式、蛇形仿生式等六种方式,并结合管道应用特点,提出了介质压差驱动与直轮驱动相结合的新型驱动方式,并对管径适应结构进行了改进设计,提出了管道爬行器总体的设计方案,主要结构包括变径适应机构、驱动行走机构、从动行走机构和伞状挡水翼机构和分流阀结构。这种设计结构的特点是：可以较大程度的适应管径变化,充分利用流体能量,结构简单,成本低,制造方便,使用寿命长,无需拖带缆线,运动阻力小,可以通过搭载相应的工具完成对长距离管道的检查、检测等任务。对爬行器进行了运动力学分析,并且利用Pro/E进行了三维建模,利用ADAMS进行了运动仿真分析,验证了理论分析结果,为此类管道爬行器后续的开发打下了基础。