随着机器人教育受到越来越多的重视,相应的教育型智能硬件成为不可或缺的教学设施。在该背景下,桌面机械臂凭借体积小、成本低等优势,跃然成为在机器人科教领域中率先面向广大用户的产品。不同于传统的工业产品,桌面机械臂具有能够活动的功能,相关部件既是结构也是形态,因此其形态设计和结构设计需要结合得更为紧密。在这样的情况下,对设计师而言,原有的设计方法将不再能满足桌面机械臂的设计需求。本课题希望立足产品设计本身,通过关联性设计的方式帮助相关学者和企业理清问题的脉络、制定合理的策略从而设计出优秀的桌面机械臂产品。本文以桌面机械臂产品设计为研究对象,首先对桌面机械臂以及关联性设计方法进行了文献研究,然后构建了产品形态与结构的关联性并提出相应的关联性设计规范,进而对现有产品及企业的设计方法进行调研,明确了将关联性设计方法运用于桌面机械臂产品设计中的必要性。接下来,对桌面机械臂产品的功能进行分析,并通过引入桌面机械臂分体的概念分析其结构,进一步提出基于结构的形态设计表现方法和基于形态的结构设计调整方法。将产品形态原型分为多个阶段,并阐明了每个阶段中的实践操作方式,然后运用视觉动力学理论建立量化约束,将产品语义控制在合理范围内,从而提出具体、理性的设计意见。工业设计师与结构工程师的知识储备与表达方式存在很大差异,为了让两者进行流畅有效的沟通以及工作上的相互启发,本文对访谈结果进行分析,获取了目前在相关产品的设计过程中,形态设计与结构设计的参与情况,并总结相应的问题,最后提出了具体的关联性设计流程以及工业设计师与结构工程师的工作方式,解决了实现桌面机械臂产品形态与结构的关联性设计中的关键问题。为了进一步验证关联性设计方法应用于桌面机械臂设计活动中的可行性,参与了桌面机械臂实际设计项目,对现有关联性设计方法进行了相应的改造和运用,完成了符合要求的桌面机械臂产品设计方案,并显著提高了工业设计师与结构工程师协同工作的效率。为相关学者在桌面机械臂的设计方法研究中提供了新的思路,为企业应对相关产品设计的挑战提供了参考。