本发明涉及一种组合运动式混合颗粒分层装置及其工作方法，物料仓的底部设平衡板和支撑轴，支撑轴通过关节轴承与支架顶部的关节轴承座配合连接；平衡板套设在支撑轴外侧，平衡板的底面设2个定位柱，通过万向节与连杆的顶端连接，连杆的底端与偏心轮一侧的侧伸轴连接，偏心轮由电机带动旋转；对应连接的偏心轮、连杆和平衡板共同组成曲柄摇杆机构。本发明通过控制沿X轴和Y轴设置的2组曲柄摇杆机构中对应电机的通电个数，来控制曲柄摇杆工作的个数，实现物料仓单独沿着X轴、Y轴方向摆动，或者将X轴、Y轴方向上的运动合成后使物料仓作圆周运动，分层效果更好，结构简单新颖。