传统刚性机器人随着应用领域的不断深入,逐渐显露弊端。为解决传统刚性机器人低负载自重比,价格成本高,人机协作性差的问题,本文基于柔索驱动的解决方案设计了一款新型机器人,并对此机器人进行机构设计、运动学分析、轨迹规划以及控制方案的设计,最终完成实验样机加工以及软硬件系统的搭建。首先,针对传统绳驱动串联机器人难以解耦的特点,设计了一种混联机构。在不减少自由度的同时,使用球面并联机构代替机器人手腕关节,以减少驱动机构到关节的传动距离,避免了关节之间的耦合。本文设计的新型柔索驱动机器人将驱动电机布置在远离关节的底座上,提高了负载自重比和人机交互安全性。结构上3-DOF串联机构确定了末端执行器的空间位置,3-DOF并联机构确定了末端执行器的姿态。其次,为建立该机构的整体运动学模型。由于其结构的特殊性,可以采用先分开再整体的分析方法。先对串联机构使用D-H法建模,并通过带权重的最短行程原则求得其运动学逆解最优解,再根据同轴心球面并联机构（SPM）之间的约束关系建立其正逆运动学的模型,最后结合串、并联运动学分析之间的联系完成对整体运动学的分析。并对常用的轨迹规划方法进行分析和仿真,其中有空间（圆弧、直线）规划,多项式规划,三次Bezier三角样条规划,S（T）型速度曲线规划。再者,对机器人控制系统方案采用基于PC的控制方案,并完成硬件选型和软件控制系统的搭建。为解决传统伺服控制无法补偿伺服电机到执行元件之间误差这种半闭环控制的问题,结合机器人系统非线性时变的特点,设计了全闭环模糊PID控制策略,并结合Twincat3进行联合仿真,证明了该控制器拥有良好的控制效果。最后,在以上理论分析支持下,搭建机器人的软硬件实验平台,通过Nokov运动捕捉系统捕捉末端轨迹,进行整体运动学实验和控制器性能对比实验。实验结果表明,该机器人整体运动学推导完全与实验结果一致。模糊PID控制较半闭环控制和传统PID控制的最大轨迹误差从21.13mm和3.94mm降低到1.35mm。