针对输油管道内壁滞留物难以清理的问题,设计以STM32单片机为控制核心的基于超声法清洗的管道蛇形机器人。利用超声波原理降低管道内壁污垢的附着力,同时通过机械旋转式吸油装置清除油污,达到超声波-机械式双重清洁的效果。利用多种传感器、电机和舵机的相互配合,实现机器人在变管径管道内自移动。进行正交试验、MATLAB仿真以及数理计算分析。结果表明:该机器人能有效清洁管道内壁污垢,具有良好的可操作性和可拓展性,为实现管道内壁远程的清洁和提高油气运输量提供参考。