教育機器人的外觀設計不僅要吸引學生的注意力，還要與教育功能緊密結合。例如，一些編程教育機器人的外觀設計成積木形狀，學生可以通過拼接積木的方式組裝機器人，在這個過程中學習編程知識和機械結構原理。教育機器人的外觀還可以設置一些互動區(qū)域，如觸摸屏幕、傳感器等，方便學生進行實踐操作和探索學習。在顏色和造型方面，要根據(jù)不同年齡段的學生進行設計。對于低年齡段的學生，采用鮮艷的顏色和可愛的造型，激發(fā)他們的學習興趣；對于高年齡段的學生，則可以采用更簡潔、專業(yè)的設計風格，滿足他們對知識深度和系統(tǒng)性的需求。
機器人的機械結構是其實現(xiàn)各種動作和功能的硬件基礎，主要包括機身、手臂、關節(jié)和末端執(zhí)行器等部分。機身作為機器人的支撐和承載部件，需要具備足夠的強度和穩(wěn)定性，常見的機身設計有框架式、立柱式和龍門式等。手臂是機器人實現(xiàn)空間運動的關鍵部件，多關節(jié)手臂能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的運動軌跡，關節(jié)的設計直接影響手臂的靈活性和運動精度.
機器人具有感知、決策、執(zhí)行等基本特征，可以輔助甚至替代人類完成危險、繁重、復雜的工作，提高工作效率與質(zhì)量，服務人類生活，擴大或延伸人的活動及能力范圍。
在機器人結構設計過程中，需要對結構進行優(yōu)化，以提高機器人的性能和降低成本。結構優(yōu)化設計主要包括拓撲優(yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓撲優(yōu)化是在給定的設計空間、載荷工況和約束條件下，尋求材料在結構中的分布形式，以達到提高結構性能、減輕重量的目的。例如，通過拓撲優(yōu)化可以設計出更加合理的機器人機身結構，在保證強度和剛度的前提下，減輕機身重量，降低能耗。形狀優(yōu)化是對結構的外形進行優(yōu)化，以改善結構的力學性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對結構的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化，如桿件的長度、截面尺寸等，以滿足強度、剛度和穩(wěn)定性等要求，同時降低成本。在進行結構優(yōu)化設計時，通常需要借助計算機輔助工程（CAE）軟件，如有限元分析軟件，對結構進行模擬分析和優(yōu)化計算。
