本发明公开了一种可折展式多轴联动机器人，包括：五自由度末端姿态调整装置和二自由度可折展机构，二自由度可折展机构包括：底座、一级平行四边形结构、二级平行四边形结构、中间三角板、第一驱动组件和第二驱动组件，一级平行四边形结构安装在底座上，一级平行四边形结构和二级平行四边形结构通过中间三角板耦合链接，五自由度末端姿态调整装置连接在二级平行四边形结构上。本发明的可折展式多轴联动机器人，利用耦合的两个平行四边形结构，可实现五自由度末端姿态调整装置大范围折展式移动并定位，该机器人可应对大型结构件对加工装备的大工作空间需求，易实现大范围定位及局部灵活姿态调整等功能，可完成大型结构件复杂自由曲面的数控加工。