چکیده: طراحی ساختار ربات به منظور عملکرد بهینه در فضای کاری در این تحقیق مورد نظر است. ربات مورد مطالعه یک ربات موازی کابلی افزونه است. در این رساله جهت بهبود در عملکرد ربات از یک عملگر افزونه جک بادی استفاده شده است. برای عملکرد ربات معیارهای مختلفی مطرح ‌شده که از بین این معیارها مهارت و چالاکی دارای اهمیت است. مسئله معیارهای معمول جامعیت نداشتن و از دست دادن تعبیر فیزیکی خود در حالتی است که ربات هم درجه آزادی دورانی و هم انتقالی دارد. از طرفی مبحث یک طرفه بودن و کشش کابل مثبت در مورد ربات کابلی نیز در معیارهای سابق نادیده گرفته شده است به همین دلیل در این رساله به معرفی معیارهای جدید برای مهارت و چالاکی پرداخته می‌شود. در این رساله از ترکیب چالاکی سینماتیکی و دینامیکی، معیار جدید عملکرد استخراج می شود و در نهایت ربات موازی کابلی مورد نظر بر مبنای این چالاکی طراحی می‌شود. در ادامه با استفاده از نظریه کنترل بهینه به عنوان رویکرد اصلی رساله به انتخاب بهترین مسیر با توجه به معیارهای مختلف نظیر کاهش نیروها، کاهش تغییرات نیروها و یا کاهش جرک برای ربات مفروض اقدام می‌شود. در این تحقیق مسئله کنترل بهینه با دینامیک ربات موازی تطبیق داده می‌شود. در حل مسئله کنترل بهینه روش های مختلف مستقیم و غیرمستقیم بررسی می‌شود. با وجود مزایای رویکرد غیرمستقیم با استفاده از روش پونتریاگین، به دلایلی همچون پیچیدگی بیش‌ازحد معادلات و وابستگی به حدس اولیه، حل در مورد این مسئله به جواب صحیح منتهی نخواهد شد به همین جهت رویکرد اصلی در این تحقیق، روش مستقیم است. در روش مستقیم نیز روش‌های مختلفی پیشنهاد شده است که در این رساله این روش‌ها بررسی می شود. از بین روش های مختلف طراحی مسیر، در این تحقیق رویکرد مناسب برای طراحی مسیر ربات موازی کابلی با استفاده از روش هم نشانی مستقیم و روش پرتاب مستقیم اختیار می‌شود. با استفاده از این راهبُرد می‌توان به مسیری رسید که بر مبنای معیار انتخاب‌شده بهینه است ضمن اینکه در این تحقیق توزیع مناسب کشش کابل‌ها علاوه بر سایر موارد در نظر گرفته می شود.