不同的材質(zhì)具有不同的物理特性和外觀效果，直接影響著機(jī)器人的外觀和性能。金屬材質(zhì)如鋁合金、不銹鋼等，具有強(qiáng)度高、耐磨性好、質(zhì)感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，常用于工業(yè)機(jī)器人和對(duì)強(qiáng)度要求較高的機(jī)器人，能展現(xiàn)出堅(jiān)固、耐用的形象。塑料材質(zhì)則具有成本低、可塑性強(qiáng)、重量輕等特點(diǎn)，適合制作一些消費(fèi)級(jí)機(jī)器人，如家用清潔機(jī)器人、教育機(jī)器人等，可以實(shí)現(xiàn)豐富多樣的造型。此外，還有一些新型材料如碳纖維、硅膠等，也在機(jī)器人設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。碳纖維具有高強(qiáng)度、低密度的特性，常用于高端機(jī)器人的結(jié)構(gòu)件；硅膠則常用于制作機(jī)器人的皮膚、柔性部件等，增加機(jī)器人的觸感和靈活性。

機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)是其實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作和功能的硬件基礎(chǔ)，主要包括機(jī)身、手臂、關(guān)節(jié)和末端執(zhí)行器等部分。機(jī)身作為機(jī)器人的支撐和承載部件，需要具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，常見(jiàn)的機(jī)身設(shè)計(jì)有框架式、立柱式和龍門(mén)式等。手臂是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)空間運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵部件，多關(guān)節(jié)手臂能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)直接影響手臂的靈活性和運(yùn)動(dòng)精度.

機(jī)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(lèi)完成危險(xiǎn)、繁重、復(fù)雜的工作，提高工作效率與質(zhì)量，服務(wù)人類(lèi)生活，擴(kuò)大或延伸人的活動(dòng)及能力范圍。

在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以提高機(jī)器人的性能和降低成本。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括拓?fù)鋬?yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓?fù)鋬?yōu)化是在給定的設(shè)計(jì)空間、載荷工況和約束條件下，尋求材料在結(jié)構(gòu)中的分布形式，以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)性能、減輕重量的目的。例如，通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化可以設(shè)計(jì)出更加合理的機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，減輕機(jī)身重量，降低能耗。形狀優(yōu)化是對(duì)結(jié)構(gòu)的外形進(jìn)行優(yōu)化，以改善結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對(duì)結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，如桿件的長(zhǎng)度、截面尺寸等，以滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等要求，同時(shí)降低成本。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要借助計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件，如有限元分析軟件，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化計(jì)算。