学龄前儿童的数量逐年增多,但由于社会因素,父母对儿童陪伴的时间较少,缺乏与儿童之间情感上的交流互动,针对这一现象,以生活陪伴、教育游戏和情感交流为主要功能的儿童陪护机器人应运而生。但是现有产品存在交互形式和内容上的不足,忽略了儿童的认知特点以及情感上的需求,不能做到真正意义上的陪伴,缺乏和儿童之间的情感交互。首先,将心理学理论应用到交互设计中,并首次提出了基于CAPS理论的儿童产品交互设计流程,为后文儿童陪护机器人交互设计研究提供了理论基础。其次,从学龄前儿童的认知心理特征出发,提出对儿童陪护机器人的设计指导。进行用户需求分析,提出CAPS理论下的学龄前儿童的认知情感系统并指出儿童认知情感系统与交互设计的关系。进而,将儿童陪护机器人的交互设计研究划分为形式、内容及行为三个层面,解构出儿童陪护机器人交互设计框架。形式层面交互设计分为造型设计研究和交互界面视觉要素研究。常规使用定性研究的方法,本文使用了定量研究。采用因子分析法提取儿童陪护机器人感性意象需求及造型设计要素,采用多元线性回归分析建立儿童交互界面视觉要素数学模型,为儿童陪护机器人的视觉交互设计提供了量化的设计指导。内容层面的交互设计研究是基于用户研究中提出的陪伴、兴趣、启蒙三个需求对儿童陪护机器人进行的功能研究,提出通过图形色彩认知训练,使儿童认知世界从而满足陪伴需求,通过故事化启蒙内容及对主题角色养护来满足用户的兴趣和启蒙需求。行为层面的交互设计着重研究学龄前儿童在使用儿童陪护机器人过程中的交互行为及机器人的反馈表达。最后应用本文的理论研究成果指导儿童陪护机器人交互设计,完成造型设计,信息架构设计及交互主界面的视觉设计。本文着力于提升儿童陪护机器人交互设计的优良性,从用户角度出发,寻找可靠的设计方法,以达到产品和用户之间情感上的沟通,给予用户良好情感体验的目的。为设计出真正满足学龄前儿童需求的儿童陪护机器人提供了新思路。