变胞机构是现代机构学领域研究的前沿和热点,在机构结构学和运动学方面已取得了诸多可喜的理论成果,但对变胞机构动态稳定性问题进行系统研究的成果较少,尤其未见有对面向任务的可控变胞机构稳定性研究的文献。然而此类新型机构动态稳定性问题,是制约其在工程中广泛应用的瓶颈。本文以一种能够实现单自由度和二自由度转换的新型可控变胞式码垛机器人机构为研究对象,首先通过对机构系统进行运动分析,得到机构系统全构态非线性动力学模型的约束条件,选择步进电机作为机构系统的输入端驱动,运用有限元法建立面向任务新型可控变胞式码垛机器人机构全构态非线性动力学模型,该模型考虑了机构属性、材料参数、控制参数以及内冲击激励等实际工况因素对机构系统动态性能的影响,然后通过Newmark法计算出机构系统全构态非线性动力学模型的稳态响应,再以计算出来的动态响应时间序列为基础,以最大李雅普诺夫指数作为机构系统动态稳定性大小的度量指标,运用C C法计算动态响应时间序列的相空间重构的参数,即时间延迟和嵌入维数,再对动态响应时间序列进行相空间重构,然后运用Wolf法计算动态响应时间序列的最大李雅普诺夫指数,从而得出机构系统构态变换时动态稳定性的变化情况,并根据机构系统输出端动态响应相图中的轨迹变化对机构系统稳定性进行了分析,最后运用遗传算法对机构系统进行动态优化,先后对机构属性和材料参数建立了优化数学模型并进行优化计算,提高了机构系统的动力学性能。