变胞机构是在1998年召开的第25届ASME机构学与机器人学双年会上首次提出的一种新型机构。它最早起源可以追溯到1995年,发现于装潢式礼品纸盒包装中多指手的应用研究。由于变胞机构应用前景十分广阔,所以已成为当前机构学领域的热点。目前,变胞机构的理论体系尚不成熟,各方面的研究都需要不断深化和完善。本文对变胞机构结构学进行了研究。第一,在矩阵中引入了运动副符号和构件几何符号,构建变胞机构运动链符号邻接矩阵;应用符号邻接矩阵改进了变胞元和变胞基因的表示方法,规定了变胞基因聚合过程中符号邻接矩阵的构建步骤和法则,并将变胞基因聚合按照聚合方式、变异方式及结果进行分类。第二,以细胞分裂的角度观察变胞基因间的聚合,提出了变胞基因裂变生长的概念,给出变胞基因裂变生长的定义和函数公式,规定了变胞基因裂变生长过程中符号邻接矩阵的构建步骤和法则,并按照分裂方式进行了分类归纳。第三,基于符号邻接矩阵,给出了变胞机构的结构综合的方法和步骤,对现有的运算法则进行了适当的改进,重新定义了变胞方程和变胞函数的取值算法;进行实例验证,设计了一种变胞伐木机构,验证符号邻接矩阵的有效性及基于符号邻接矩阵的结构综合方法的可行性。第四,在此基础上,进行变胞机构的结构特性分析。基于符号邻接矩阵,给出了变胞机构的结构分析方法,并在实例中,分别分析了变胞伐木机构的自由度、功能及拓扑结构的变换,验证符号邻接矩阵的有效性及基于符号邻接矩阵的结构分析方法的可行性。本文引入构件几何符号构建了变胞机构运动链符号邻接矩阵,实现了矩阵描述方法与基因建模理论的结合。基于符号邻接矩阵,进行了变胞机构设计和结构分析的理论研究,并通过实例予以验证,提供了变胞机构构态描述、结构设计和进行分析的新思路,促进了变胞机构理论体系的发展与完善。