可變形外觀設計的機器人能夠根據不同的場景和任務需求改變自身的形態，具有更強的適應性和多功能性。例如一些救援機器人，在狹窄的空間中可以變形為小巧的形態，便于穿梭；在開闊的場地則可以展開成更大的形態，提高工作效率。可變形設計需要巧妙地運用機械結構和傳動裝置，實現機器人形態的平穩轉換。在外觀設計上，要考慮到不同形態下機器人的穩定性和美觀性，同時還要確保變形過程的流暢性和可靠性，避免出現卡頓或故障。
機器人需要在不同的環境中工作，因此其外觀設計必須考慮到環境適應性。例如，在水下環境工作的機器人，其外觀要具備良好的防水性能，采用密封的結構和防水材質，防止水進入機器人內部損壞電子元件。在高溫環境下工作的機器人，要考慮散熱問題，通過設計合理的散熱結構和選用耐高溫的材料，確保機器人能夠正常運行。在野外環境中，機器人的外觀要具備防沙塵、防碰撞等功能，采用堅固的外殼和防護裝置。此外，機器人的外觀顏色也可以根據環境進行選擇，例如在雪地環境中，白色的外觀可以使機器人更好地融入環境，避免被發現。
傳動結構的作用是將動力源的動力傳遞到機器人的各個運動部件，實現運動形式的轉換和運動的傳遞。常見的傳動方式有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和絲桿傳動等。齒輪傳動具有傳動效率高、精度高、結構緊湊等優點，常用于機器人的關節傳動，能實現較大的傳動比和的運動控制。帶傳動則具有傳動平穩、噪聲小、能緩沖吸振等特點，常用于對運動平穩性要求較高的場合，如機器人的同步帶傳動，可實現電機與執行部件之間的遠距離傳動。鏈傳動適用于較大中心距、低速重載的場合，如一些大型搬運機器人的鏈條傳動。絲桿傳動則常用于將旋轉運動轉換為直線運動，具有精度高、傳動效率高的特點，常用于機器人的直線運動機構，如手臂的伸縮和升降。
在機器人結構設計過程中，需要對結構進行優化，以提高機器人的性能和降低成本。結構優化設計主要包括拓撲優化、形狀優化和尺寸優化等。拓撲優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。形狀優化是對結構的外形進行優化，以改善結構的力學性能和外觀。尺寸優化則是對結構的尺寸參數進行優化，如桿件的長度、截面尺寸等，以滿足強度、剛度和穩定性等要求，同時降低成本。在進行結構優化設計時，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化計算。
