可变形外观设计的机器人能够根据不同的场景和任务需求改变自身的形态，具有更强的适应性和多功能性。例如一些救援机器人，在狭窄的空间中可以变形为小巧的形态，便于穿梭；在开阔的场地则可以展开成更大的形态，提高工作效率。可变形设计需要巧妙地运用机械结构和传动装置，实现机器人形态的平稳转换。在外观设计上，要考虑到不同形态下机器人的稳定性和美观性，同时还要确保变形过程的流畅性和可靠性，避免出现卡顿或故障。
教育机器人的外观设计不仅要吸引学生的注意力，还要与教育功能紧密结合。例如，一些编程教育机器人的外观设计成积木形状，学生可以通过拼接积木的方式组装机器人，在这个过程中学习编程知识和机械结构原理。教育机器人的外观还可以设置一些互动区域，如触摸屏幕、传感器等，方便学生进行实践操作和探索学习。在颜色和造型方面，要根据不同年龄段的学生进行设计。对于低年龄段的学生，采用鲜艳的颜色和可爱的造型，激发他们的学习兴趣；对于高年龄段的学生，则可以采用更简洁、专业的设计风格，满足他们对知识深度和系统性的需求。
机器人的机械结构是其实现各种动作和功能的硬件基础，主要包括机身、手臂、关节和末端执行器等部分。机身作为机器人的支撑和承载部件，需要具备足够的强度和稳定性，常见的机身设计有框架式、立柱式和龙门式等。手臂是机器人实现空间运动的关键部件，多关节手臂能够实现复杂的运动轨迹，关节的设计直接影响手臂的灵活性和运动精度.
在机器人结构设计过程中，需要对结构进行优化，以提高机器人的性能和降低成本。结构优化设计主要包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化等。拓扑优化是在给定的设计空间、载荷工况和约束条件下，寻求材料在结构中的分布形式，以达到提高结构性能、减轻重量的目的。例如，通过拓扑优化可以设计出更加合理的机器人机身结构，在保证强度和刚度的前提下，减轻机身重量，降低能耗。形状优化是对结构的外形进行优化，以改善结构的力学性能和外观。尺寸优化则是对结构的尺寸参数进行优化，如杆件的长度、截面尺寸等，以满足强度、刚度和稳定性等要求，同时降低成本。在进行结构优化设计时，通常需要借助计算机辅助工程（CAE）软件，如有限元分析软件，对结构进行模拟分析和优化计算。