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码垛作业是现代物流生产的重要组成部分，然而长期以来这种工作均由人工完成。随着人口老龄化的不断加剧，企业的用工成本不断上升，给企业带来巨大的压力，因此开发一款自动化码垛运移装置非常有必要。 本文根据平衡环的码垛任务，在调研了自动化码垛运移装置及码垛机器人的研究现状后，设计了一套以码垛机器人为中心的码垛运移装置。运移装置由码垛机器人及其周边设备组成，周边设备包括：输入传送带、平衡环翻转单元、定中单元、托盘供给单元、待码输送单元、打包单元和成品垛输送单元7个单元，可实现平衡环从加工生产线到垛盘完成打包的码垛、包装自动化作业。 本文首先完成了码垛运移装置的方案和气压控制系统设计。其次依据运移装置的设计方案，对四自由度混联码垛机器人进行了运动学分析，确定了码垛机器人机械臂的结构参数，并推导出运动学正、逆解，实现末端运动与关节运动的互相推导。然后利用SolidWorks对码垛运移装置进行结构设计。运用ADAMS对码垛机器人的一个工作节拍进行虚拟样机仿真，对机器人进行运动学及动力学分析；运用ANSYS Workbench对码垛机器人的水平托板、竖直托板和托盘供给单元的托盘盒进行有限元分析，结果表明强度与刚度满足设计要求。最后完成了码垛运移装置的PLC控制系统设计，并应用MCGS组态软件设计了人机界面。