可控变胞式码垛机器人是近年来提出的一种新型工业机器人,具有变胞机构的多功能阶段变化、多拓扑结构变化多自由度变化等特征,其在工作时能够灵活改变自由度,以完成精确货物定位和稳定搬运,具有较好的柔性和工作稳定性。关于此类机器人的运动规划研究目前仍少见有,其中机器人轨迹规划能够提高机器人工作效率及改善工作质量,研究此类机器人的轨迹规划对实现其在工业领域内的推广具有重要意义。本文以可控变胞式码垛机器人为研究对象,对其轨迹规划及实现方法进行研究。首先,分析可控变胞式码垛机器人工作原理,对该机器人的工作轨迹进行建模。在考虑机器人构态变换对轨迹规划方法的影响下,提出一种适用于可控变胞式码垛机器人的轨迹规划方法。结合此类机器人轨迹规划问题的结构特点,详细讨论轨迹规划优化模型中的设计变量、目标函数及约束条件的确定方法,分别给出通式并举例分析,同时给出可行的求解方法。其次,对该机器人的坐标系进行建模,得到了机器人的末端位姿坐标表达式。采用解析法对机器人的正逆运动学进行分析求解,并采用拉格朗日法对逆动力学进行分析求解。对该机器人的两种常见使用工况进行简要描述,分析必要路径点的位置并以此分配辅助路径点,分别规划机器人负载阶段与空载阶段的工作路径点,得到一种新型变胞工作路径。再次,以码垛机器人的两种实际作业工况为例,对可控变胞式码垛机器人轨迹规划方法数学模型中的相关参数进行确定。根据不同工作过程的目标函数及约束条件,依次确定机器人构态变换时及在某一构态下运行时的驱动函数种类及参数。分别对装箱过程及卸垛过程的负载阶段做多目标（时间-能量-脉动）最优和单目标（时间）最优的轨迹规划理论求解。然后,根据前文理论求解结果提出两种构态变换方式（静止变胞、运动变胞）,给出这两种变换方式的硬件实现方法,设计控制系统软件,并给出新型变胞工作路径的控制程序流程图,得到此类机器人轨迹规划的实现方法。最后,对可控变胞式码垛机器人理论最优轨迹进行实验验证。阐述实验原理,设计实验步骤,给出实验数据后处理方法,最后得到实验结果。实验结果验证了本文所提出的可控变胞式码垛机器人轨迹规划方法及其实现方法的可行性,为变胞式工业机器人的轨迹规划及实现方法提供参考。