形状可变刚体机构是一类可以在运动过程中改变自己轮廓外形的机构,因此它的执行能力较强,能够适应不同的工作要求,符合当今机械系统向多用途发展的趋势。其设计过程为基于给出的运动轨迹,即设计轮廓,通过对刚体运动链的综合,实现对设计轮廓的精确匹配。首先,本文对不同类型的设计轮廓进行分析,由于设计轮廓是一条完整的曲线往往无法满足形状变化的匹配精度,所以需要对设计轮廓进行转化成为实际的机构轮廓,本文定义为平均轮廓。随后本文详细介绍了设计轮廓向平均轮廓转化的计算方法。其中,为了降低轮廓长度变化的形状可变刚体机构的设计复杂度,本文提出了新的设计流程。同时本文编制了相应的软件,简化了形状可变刚体机构轮廓转化的过程。其次,本文给出形状可变刚体机构的结构综合方法,然后从简单连杆机构的运动综合出发,通过对比分析图解法和解析法的优缺点,给出形状可变刚体机构的运动综合方法。同时本文分析了形状可变刚体机构的特性,从满足所有综合要求的机构中,选择出性能良好的机构,完成整个机构的设计。最后,为了验证设计方法的有效性,本文给出了相应的设计实例,为形状可变刚体机构的实用化打下了基础。其中,为了扩展形状可变刚体机构的应用范围,本文在单个平面形状可变刚体机构的研究基础上,通过引入移动副,将多个平面机构组合起来,实现了空间图形的轮廓变化。