为了避免劳动者直接接触农药、减轻农药中毒风险、节约农业劳动力以及降低劳动强度,本文设计了一种基于超声波传感器的轮式喷药机器人。本课题就轮式喷药机器人的机械电气结构、运动控制以及避障控制等方面展开了一系列的研究工作。根据果园里移动机器人的要求本文设计了前轮导向、后轮驱动的三轮式喷药机器人的机械结构;导向和驱动采用独立电机,其中导向使用步进电机控制,行进使用无刷直流电机控制。根据无刷直流电机转速控制实验得到转速和控制电压的函数关系,通过分析得出无刷直流电机在启动和调速过程中存在一定的震荡,为了消除这一现象并增强系统的抗干扰能力,采川鲁棒控制器对无刷直流电机进行稳速控制。通过MATLAB软件进行抗干扰性能的仿真,验证了鲁棒控制可以增强无刷直流电机稳速控制的鲁棒性。对步进电机的控制,本文采用了增量式PID算法,增加了系统的稳定性。通过MATLAB软件仿真,这种方法比普通的PID控制方法精度高、超调量小,一定程度上避免了扰动对系统的冲击。根据果园环境以及机器人的特点采用了一种简单、有效的算法将超声波传感器获取的数据进行融合,ARM7 LPC2148根据融合结果判断机器人所处的环境,做出相应的决策,实现障碍物的探测,从而使机器人实现避障行进。根据超声波测距数据以及果园植株特点,提出了一种“S型曲线”算法,有效地控制了轮式机器人的转弯行进,使得机器人在避障时能够平稳运行。结合无刷直流电机、步进电机以及超声波避障的控制算法,对系统进行了硬件和软件的研究,通过实验证明,各项数据均达到设计要求,系统运行稳定、可靠,具有良好的控制效果。