本发明公开了一种结构紧凑的顶升搬运机器人及其搬运方法，包括主通道位行走机构、子通道行走机构和换向主体，所述主通道行走机构通过换向主体设置在子通道行走机构上，且所述主通道行走机构通过换向主体相对于子通道行走机构在竖向方向上升降调节设置，所述换向主体包括主动齿轮、齿条、支撑架和凸轮导向机构，所述主动齿轮转动设置在机器人主框架上，所述支撑架与机器人主框架相对滑动设置，所述齿条在竖向上导向滑动设置在支撑架上，所述齿条与主动齿轮啮合设置，所述凸轮导向机构设置在主动齿轮上；搬运机器人在立体仓库中能灵活自由行驶，提高仓储货物搬运的效率以及仓库的利用率。