社会经济和智能技术的发展使得产品设计从传统工业设计的“生产导向”转变为消费者市场驱动的“用户导向”,产品设计是否满足用户的感性需求关系到产品设计企业的发展。用户感性认知具有主观性和模糊性,利用模糊逻辑和认知原理,能够识别出系统中主观变量间的关系。本研究基于感性工学理论框架,提出一种针对儿童陪伴机器人外观意象系统研究方法,运用模糊逻辑构建了设计特征要素和用户感性意象间的关系模型,利用模型将设计过程中用户感性需求进行设计转化。首先,利用文本挖掘技术从网络评论中获取代表性感性意象词汇。其次,采用问卷调研设计特征要素感性认知评价关系,利用正交试验设计法筛选出最大关联设计特征要素。最后基于MATLAB模糊逻辑工具箱平台,将感性认知评价关系转换为隶属函数和模糊规则库,利用模糊推理系统原理构建出儿童陪伴机器人的认知评价模糊推理模型,并验证了推理模型预测结果的可靠性。该模型遵循后推式感性工学逻辑,能够对已有设计方案进行感性评价预测,从而筛选出最符合用户感性需求的设计方案。该模糊推理评价体系比传统经典集合模型在处理用户感性认知情况上更具优越性,能够有效预测产品外观意象设计评价结果,为优化产品设计流程提供解决方案。