可控机构和变胞机构是近年现代机构学领域提出的重要概念,将两者结合应用于工程中,生成面向任务的可控变胞机构,既具有可控机构可调可控、输出柔性、机电耦合的功能,又具有变胞机构多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征。在机器人、包装行业、航空航天、机械制造、工程机械等领域具有重要的应用前景。本文将变胞机构与自动化生产线中的码垛机器人结合,产生一种新型可控变胞式码垛机器人机构,并对其相关设计基础理论进行研究,为此类新型机构的性能设计及其在工程中的应用提供理论参考。结合变胞机构和可控机构的特征,将四杆机构和五杆机构结合于同一实体,应用于码垛机器人,产生新型可控变胞式码垛机器人机构。建立该机构几何模型,并完成能够使该机构实现变胞过程关键的控制装置的设计。利用邻接矩阵分析机构变胞过程的拓扑结构,得到机构构态变化时的拓扑结构简图。根据矢量封闭回路法建立机构的位移方程,进一步求一阶导数和二阶导数得到机构的速度和加速度方程,对所得到的速度方程和加速度方程进行求解,并进行数值仿真,得到机构输出端在给定输入情况下的速度、加速度时域曲线,通过时域曲线分析机构的运动特征,找出机构构态变化时发生冲击的时间位置；将匀速和加速两种输入状态的比较,得知减小机构冲击的方法是尽量减小机构在碰撞瞬时的速度或者让机构在碰撞瞬时等速。根据所得的速度方程,得出机构的速度雅克比矩阵,利用该矩阵分析机构的奇异性,找出机构可能存在的奇异位置,并在考虑机构奇异性的前提下对机构的工作空间进行仿真。对新型可控变胞式码垛机器人机构建立平面坐标系,根据各杆件间的几何关系得到各杆件质心的位移函数,求导得到各质心的速度函数,进而得到机构系统的动能和势能,采用拉格朗日法建立系统的动力学数值模型,利用龙格-库塔标准式进行求解,并作数值仿真,给出具体的算例。对新型可控变胞式码垛机器人机构进行虚拟仿真,将虚拟仿真的结果和数值仿真结果进行比较,检验运动学和动力学数值模型的正确性