设计了一种用于管道清洁的气压驱动机器人，机器人由清洁作业单元、纵向驱动单元、横向支撑单元和气压系统四部分组成。清洁作业单元利用气压马达驱动合金刀头旋转，清洁管道内壁；纵向驱动单元由两套相同的驱动模块构成，两套相同的驱动模块通过万向虎克铰连接，带动整个机器人沿管道内壁运动；横向支撑单元通过滑轮与管道内壁接触，为清洁作业单元和纵向驱动单元提供支撑力；气压系统为整个机器人的工作提供动力源和控制信号。提出了机器人的仿尺蠖式运动方式，整套机器人机构简单、设计可靠，可以实现远距离、复杂工况的管道内壁的清洁工作。

针对火力发电厂110MW冷凝器蒸汽回流回路等微型管道的检测和维护问题，研制了一种具备柔性传动能力的气压驱动微型管道机器人，设计了柔性动力传输系统，实现了机器人的驱动源外置和动力的柔性长距离传输。建立了微型管道机器人在直线管道、弯曲管道的运动学分析和驱动力分析模型，为驱动力外置提供了控制依据。在管径为70mm的复合管道的实验研究表明：该气压驱动微型管道机器人在柔性软轴的作用下，可以有效地获得来自外置动力源的驱动力，能够实现在具有任意曲率半径的微型管道内部行走。

设计了轻型平动搬运机械手的手部、腕部以及伸缩臂的机械结构，并选用液压驱动控制方式控制机械手的旋转和抓放动作。在液压传动机构中，机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿轮齿条油缸，机械手的升降采用升降油缸，夹持器的夹持采用夹持油缸。同时，对机械手的力学性能进行了分析，结果表明本机械手可以实现空间抓放物体，动作灵活多样，结构紧凑，重量轻，效率高。