管道机器人被广泛应用于管道检测领域，为观测小口径带压供水管网的内部情况，检测漏水点，设计了一种小体型的蛇形管道机器人头部结构，不仅有着良好的防水抗压效果，且该结构引入连续体机器人的特点，采用绳驱柔性体和关节旋转的配合动作来进行姿态变换，使得机器人头部运动更加灵活，能够在150　mm～300　mm的小口径自来水管道中自由移动，有着广泛的可达任务空间；运用等效D-H方法建立机器人的运动学模型，计算出其正、逆解析表达式，并使用蒙特卡罗法在Matlab中绘制出机器人头部的可达任务空间图，最后将设计的虚拟样机模型在Adams仿真软件中进行仿真分析；运动学分析和虚拟样机模型的仿真分析结果表明，所提出的管道机器人头部结构设计方案合理可行，满足应用设计需求。