目前对于新型可控变胞式码垛机器人机构的研究大多限于运动学和采用线性模型的动力学研究,但当机构处于某种特殊的运动状态(如共振状态)时,构件会产生较大的弹性变形而使机构的非线性行为加剧,此时若仍然采用线性模型进行近似处理,将会产生较大的误差,难以得到准确的结论。因此,对新型可控变胞式码垛机器人机构的非线性动力学研究十分必要。本文考虑构件因弹性几何变形带来的非线性因素,应用有限元方法建立机构系统非线性动力学解析模型,并利用多尺度法对所建立模型进行求解,分析了机构在自由状态下时的非共振和内共振现象；并对机构受广义力作用下的共振机理进行分析,得到了机构系统产生共振的条件,并在其基础上分析了系统在外激励作用下的主共振、超谐共振和组合共振问题,导出了机构在各种共振条件下机构动态方程的解析解,并给出了数值迭代的方法；本文还依据机构的动态方程和所给出的迭代方法,结合具体算例,进行数值仿真计算与分析,给出了多种共振情况下的时域和频域曲线。最后,对新型可控变胞式码垛机器人机构进行了几何实体建模与动态仿真分析,并与数值仿真结果进行了对比,验证机构非线性动力学解析模型与分析结果的可信性。本文工作为此类机器人机构的设计及机构系统性能的优化与主动控制提供了理论依据。