一种小口径管道内壁喷涂机器人及其控制方法，包括驱动模块、电源模块、控制模块、输料管支撑模块、软管连接件、输料管；驱动模块包括驱动模块主轴、螺旋驱动组件、喷头组件、支撑组件，螺旋驱动组件中的螺旋变径机构可随管径自适应调节，其驱动轮始终压紧被喷涂管道内壁，保证驱动模块主轴与被喷涂管道同轴的同时，通过螺旋运动产生牵引力；喷头组件高速旋转将涂料均匀分散；喷头组件前端的涂层厚度传感器可实时测量涂层厚度，经控制模块可实现涂层厚度和质量控制；本发明小口径管道内壁喷涂机器人结构小巧、运动连续平稳、喷涂均匀可控、牵引能力强、在狭小管道内部具备高通过性。