堆垛机在汽车船舶,航空航天,烟草食品,机械加工等领域广泛应用,面对物流效率及效益目标的不断提高,空间高层化、速度高速化和高效能化必将成为堆垛机的发展趋势。然而我国堆垛机才刚刚起步,运行速度、起升高度等重要指标远远落后于国外先进水平,主要原因是传统经验测绘设计无法解决机械动态特性上的缺陷,例如强噪音和剧烈振动。如何实现高速单立柱堆垛机动态设计,改进堆垛机结构及控制方式是国内设计人员最为关心的问题,其中涉及到静刚度、动刚度、高加减速能力、噪音等关键指标,因此开展堆垛机的动态性能研究提高其整体性能具有重要意义,主要研究工作包括以下几个方面：1)针对传统经验测绘设计缺陷,提出了基于虚拟样机技术的堆垛机动态设计方法,搭建了堆垛机动态设计集成环境,建立了堆垛机的虚拟样机模型。2)利用有限元技术分析计算了单立柱堆垛机的固有频率和模态振型,并通过模态试验对比验证了模型的有效性。以此为基础,提出了变截面立柱优化设计方案,相同材料条件下,其刚度及固有频率分别提高6%和20%。3)研究了堆垛机加减速运动机理,提出了一种新的双驱动控制方法,提高了堆垛机运动的稳定性。4)研究并探索了集成环境下堆垛机整机结构优化技术,并给出相应的实例。