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。

傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的作用是將動(dòng)力源的動(dòng)力傳遞到機(jī)器人的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換和運(yùn)動(dòng)的傳遞。常見的傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和絲桿傳動(dòng)等。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高、精度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，常用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)傳動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比和的運(yùn)動(dòng)控制。帶傳動(dòng)則具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、能緩沖吸振等特點(diǎn)，常用于對運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求較高的場合，如機(jī)器人的同步帶傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)與執(zhí)行部件之間的遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)適用于較大中心距、低速重載的場合，如一些大型搬運(yùn)機(jī)器人的鏈條傳動(dòng)。絲桿傳動(dòng)則常用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，具有精度高、傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)，常用于機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如手臂的伸縮和升降。

在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要對結(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)化則是對結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，如桿件的長度、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，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化計(jì)算。

協(xié)作機(jī)器人強(qiáng)調(diào)與人類的協(xié)作，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足、靈活和易用等要求。在方面，協(xié)作機(jī)器人通常采用柔軟的外殼材料和低沖擊力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以減少對人類的傷害。同時(shí)，協(xié)作機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要便于操作和編程，一般采用直觀的人機(jī)交互界面，讓非專業(yè)人員也能輕松上手。此外，協(xié)作機(jī)器人還需要配備高精度的傳感器，如力傳感器、視覺傳感器等，以便實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境和人類的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)、的協(xié)作。