با توجه به مزایای قابل توجهی که ربات‏های هیبرید نسبت به ربات‏های موازی و سری دارند، طراحی و ساخت این گونه ربات‏ها، در دهه اخیر رو به افزایش است. تاکنون فعالیت های جدی بر عملکرد ربات های سری و موازی صورت گرفته است، اما ربات های هیبرید با توجه به پیچیدگی های آن ها و عدم وجود استانداردهای طراحی نیازمند بررسی و تحلیل های عمیق تری می‏باشند. اغلب طراحی های ربات‏های هیبرید بر اساس توسعه ربات‏های موجود بوده است. ایده اصلی این پژوهش، ترکیب و توسعه مکانیزم‏های سری و موازی موجود به منظور افزایش قابلیت ها و ویژگی های ربات‏های هیبرید می باشد. در این پایان نامه نشان داده شده است ترکیب مکانیزم های سری و موازی به گونه ای که تداخل بین آن ها وجود نداشته باشد، می تواند قابلیت و رفتار ربات را بهبود بخشد. در فصل اول این پژوهش، طرح‏های سال‏های اخیر برخی از محققین آورده شده و مروری بر اهداف و طرح‏های آن‏ها صورت گرفته است. معمولا محققین و پژوهشگران علم رباتیک، عملکرد طرح‏ها و ساختارهای جدید ربات‏ها را بر اساس مشخصه‏های رباتیکی می‏سنجند. مشخصه‏های رباتیکی متداول شامل سختی ، مهارت و ابعاد فضای کاری می‏باشد. در فصل دوم، با استفاده از مشخصه‏های فنی ربات‏ها، طرح‏های ارائه شده بهینه‏سازی گردیده‏اند. در این پایان‏نامه، فرمولاسیون جدیدی برای ربات‏های هیبرید ارائه شده و بر اساس آن برخی طرح‏های ارائه شده در این پایان‏نامه، بهینه‏سازی شده‏است. در فصل سوم، معادلات دینامیکی ربات هیبرید بر اساس مراجع موجود استخراج شده‏است. تحلیل‏های دینامیکی به ربات هیبرید 3upu-gimbaled محدود شده و نتایج آن با شبیه‏سازی ارزیابی گردیده‏است. فصل چهارم به طراحی جبران‏ساز ربات پرداخته‏است. ابتدا، جبران‏ساز idc برای ربات هیبرید طراحی شده و سپس، برای شرایط با حضور نامعینی‏، جبران‏ساز کنترل مقاوم مد لغزشی مرتبه دوم طراحی گردیده‏است.