本文针对作业瞬间的挖掘机器人工作装置进行动力学研究，在挖掘瞬间，挖掘机器人的上部回转平台固定不动；铲斗运动缓慢，将铲斗看做是固定构件；因此可以建立由主要部件：动臂、斗杆和动臂油缸组成的闭链机构；按照等效原则将动臂油缸等效为一根等直杆，根据机构弹性动力学理论对该闭链机构进行分析，建立机构弹性动力学模型，然后分析挖掘机器人工作装置在三个典型位姿下的弹性动力学特性。本文通过改变铰点B和F的几何位置对工作装置进行优化设计，来改善工作装置的弹性动力学性能。首先，将挖掘机器人工作装置最低四阶固有频率的加权和作为目标函数，以各杆的长度作为设计变量，在保持机型的情况下改变铰点B的位置，产生了由3个等式和14不等式构成的约束，建立了一个约束优化模型。其次，在铰点B位置优化的基础上，改变铰点F的位置参数，对工作装置进行优化设计，以挖掘机器人工作装置最低四阶固有频率的加权和作为目标函数，以各杆的长度作为设计变量，保持机型不变，产生了由4个等式和24个不等式构成的约束，建立了另一个约束优化模型；这两个优化模型都具有多个约束，运用带惩罚值的粒子群优化算法进行优化计算；优化结果表明优化之后工作装置的弹性动力学特性得到明显改善。本文的设计方法，为挖掘机器人工作装置的机构设计提供了新的参考，为粒子群优化算法在挖掘机器人工作装置设计领域的应用提供了一个重要的借鉴。