农业机器人的研究是二十一世纪智能化农业机械的发展趋势之一，随着科技的发展，农业机器人的种类越来越多，而喷雾机器人就是其中的一种。我国是农业生产大国，设施农业近年来在我国发展也非常迅速，由于设施农业的特点，小型化的智能农业生产机械在设施农业中具有广阔的应用前景，因此对设施农业喷雾机器人的研究是非常有必要的。在参考了大量文献的基础上，对国内外机器人技术发展有了广泛的了解，在对机器人的整体结构有了深入的研究后，本论文设计了一种三自由度喷雾机器人。主要研究了机器人总体设计方案、对该机器人进行了运动学分析和工作空间分析，进行了虚拟样机设计和运动学的仿真分析。本论文研究设计的喷雾机器人为后续课题的研究作了铺垫，所以本论文的研究具有广泛的实际意义和应用前景。为了满足机器人操作内容的要求，本文进行了相关关键技术的研究。本文首先对喷雾机器人的整体结构进行了设计与分析，根据机器人的设计要求对材料，传动机构，驱动方式进行了选择，分别选取了铝合金6061作为加工材料，谐波齿轮传动和伺服电机驱动；然后对机器人的整体结构提出了多个设计方案，经过分析对比后，选择出一个最优方案，并利用AutoCAD和Pro/E软件作出设计方案的工程图和三维图，并对喷雾系统进行了设计。然后对三自由度机器人进行了运动学分析，利用D-H法建立了齐次变换矩阵，推导出了机器人的运动学方程，计算出了机器人的正解和逆解，并用微分法推导出了机器人的雅可比矩阵。接着又对三自由度机器人的工作空间进行了分析和求解，采用了蒙特卡洛法和Matlab软件结合在一起对工作空间进行求解，经过对转轴角度范围的分析后选取了三组合理的转轴角度，用Matlab编程得出了三组对应的工作空间，选取了最优的一组最为关节的转动角度范围。最后利用ADAMS软件对机器人的整体机构进行了运动学仿真，将用Pro/E画出的机器人简化模型导入到ADAMS中，分别进行了正向运动仿真和逆向运动仿真，对仿真结果进行分析，进行了实际运动和仿真运动的对比试验，证明了设计方案的可行性。