大家好，我是小王，是一名刚刚加入机器人队的大学生。

有人说搞机器人特别简单，只要画画图，拧拧螺丝，敲敲代码就可以了。

He tui！要这么容易，每年能有上百支机器人队伍，花十几万挤破了头都抢不到30万奖金吗？

不过，团队有了我这种天才，一定能突破技术、碾压对手、改变历史、创造奇迹，赢走冠军奖杯！

嘿嘿，光是想想就有点小激动呢！

不管了，先设计一台机器人让队友们刮目相看吧！

做一台机器人需要什么呢？其实机器人跟人一样，人有四肢、神经和大脑，机器人有机械结构、电控和算法。

 机械方向 

# 画图

首先得会画图。图纸是机械的语言，机械工程师靠图纸传达想法。

而告别“扛着直角尺，卷着A0纸，一根铅笔画一天”的艰苦时代，现在有高效的绘图软件。

比如SolidWorks绘制三维图纸，用3D视图表达机械结构：

SolidWorks界面

还有CAXA绘制二维图纸，平面视角设定尺寸，规划功能模块。承包加工的工人（也有可能是队员）看的也是二维图纸：

CAXA图纸

画完就加工，必须得返工。

以我们队伍贫穷的现状，返工导致费时间且不说，加工的钱烧没了，要怎么向学校交代啊！

机智的我打开了仿真软件，在电脑上模拟运动，看机器人会不会出现摔倒、机械结构打架、零件被压弯、越走越歪等情况。

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一个模糊的仿真

推荐软件有matlab、ansys和adams。

跑完后，一切顺畅无比，我简直是个天才！看来，离队伍登上领奖台，抱走金奖杯指日可待了！

# 加工实物

为了动手实践（为了省钱），我会自己加工一些零件。

人和动物最大的区别就是人会使用工具，加工也离不开工具。

比如雕刻平面的的板材用雕刻机，做强度较低的零件用3D打印机，坚硬的零件还能用车床铣床加工。

雕刻机和3D打印机

如果你的队伍比较富裕，也可以尝试动手实践，因为加工过程中会发现：“我是脑子被门夹了才会这么设计吧？”

正所谓一举两得，既省了钱，也认识了自身不足。

*加工过程中一定要注意安全。

选择零件材料也很重要，板子和板子是不一样的，棒子和棒子也是不一样的。

曾经有队伍为了“炫富”，整台机器人都用了碳板，又黑又酷。结果因为太烧钱，全拆了……

还有人仗着学校免费提供3D打印，就打印出一台机器人，结果一撞墙上全碎了……

你说这是何必呢？

听着，不主要承重且精度要求不高的零件，选择PLA材料，主要承重且可能会受到很大的冲击的板状零件，选择碳板。还有很多材料要慢慢学习，举一反三。

PLA材料和碳板

用高压锅煎鸡蛋，用平底锅煮佛跳墙，是没有前途的。

# 知识掌握

以上技能都是双手的功劳，做机械还得靠脑子，不然只能像我一样靠脸吃饭了。

机械原理告诉你怎么想，机械设计告诉你怎么画，机械制造告诉你怎么做，一样不能少。

假设要做连杆机构，机械原理帮你设计机构简图，布置杆件实现运动；机械设计帮你细化机构；最后机械制造指导你加工、拼装起来。

普通人看到这就结束了，而优秀的人还有隐藏分。

力大无穷加分项：能搬设备搬物资搬机器人、锯木板砸钉子做道具……统统加100分！

省钱过日子加分项：设计简单易加工的结构、加工后无须返工、能逛淘宝会讲价……什么都别说了，你就是机械的天选之子！

 硬件方向 

外壳搭好，就要给它埋线，让机器人会走会跳，简称电控（电子控制）。

# 焊接与布线

焊电路板不是艺术创作，拿起板子就一顿爆焊，而要先设计。

第一步，打开Altium Designer软件；第二步，在图上放置电阻和电容等元件，再用线连起来；第三步，把图丢给工厂加工。

某开源开发板的PCB图

负责硬件的同学，经常拿着绿油油或黑漆漆的电路板，就是用Altium Designer做的。

# 电路仿真

和机械一样，电路板画完就加工，你不返工谁返工？

电路也可以仿真，一般用Multisim，可以减少原理性错误，节省时间和经费，提高开发速度。

电路仿真

# 设备使用

电烙铁、热风枪和拆焊台可以说是电控安身立命的必备技能。当电路板出现损坏的时候，可以直接换块新的用它们更换元件。

电烙铁

# 知识掌握

需要熟练掌握嵌入式与硬件系统开发、电路板设计与布局、开关电源的设计与制作等。

胆大心细加分技能：焊电路板不虚焊，编写程序不手抖，紧要关头不乱阵，只要一出手，bug全没有。

心灵手巧加分技能：焊接细小贴片元器件，用镊子精细布线，把机器人当女朋友服侍。

 嵌入式方向 

# 编程与调试

通上电后，想让机器人乖乖听话，还要让单片机传话。

但是单片机并不能听懂我们的碎碎念，只能听得懂二进制的机器码。

所以，要用Keil软件编写C语言程序，再由他“翻译”成机器码，再下载到单片机里，单片机就会乖乖听话啦。

keil5的开发界面

# 其他助攻

代码写到一半丢了怎么办？改到一半，队长说用回上一版怎么办？觉得队友太菜，想偷偷删掉他的代码怎么办？

Git Kraken能帮到你！

某开源项目的版本控制

它是一个专门存代码的云盘，可以把代码回滚到上一个版本，或是与别人的代码融合起来。

以后你是我，我是你，出了bug一起de。

# 配置底层代码

从前，负责嵌入式的队员只能对底层代码一行行地手动配置，等配置完，别的队伍已经比完赛了。

自从CubeMX出现，我就抱着试一试的心态，下载了一个。

没想到，只需要在界面上点来点去，设置参数，就能生成底层的代码。同时还会生成工程文件，非常便利。

CubeMX

现在，我一口气配置十版程序也不喘气，CubeMX改变了我的码农生活。

写完bug程序后，机器人不一定会完全听话，我们还要甩锅给机械调试机器，就用到调试器、示波器和逻辑分析仪。

示波器

# 知识掌握

要掌握PID控制等控制理论、C/C++编程基础、通讯协议（串口，I2C，SPI，CAN）、ADC与DAC、滤波算法和基本调试方法等。

 算法方向 

只能动、不会思考的机器人，是没有灵魂的。

算法，就是给机器人加上大脑，让它能识别会动脑。

# 编写程序

而算法组，产出内容就是代码（bug），他们不是在写bug，就是在解决写出来的bug。

当你看到他们一脸狰狞盯着屏幕时，不要担心，他们只是被自己的bug气到自闭。

他们要学三种编程语言 ：C/C++，Python。

但是最终的程序只有C++。因为训练模型用python更方便，而C和C++很相似，从C转入C++的周期更短。

机器人是一个前人很多行业，他们写了很多封装好的函数在OpenCV（计算机视觉开源函数库），我们直接用就行。

那我不用行不行？人家写好了，你就老老实实用吧！为自己留些时间和金钱，毕竟后面还有大把坑要踩。

写好代码就到了编译，也就是把人能看懂的代码，翻译成机器能看得懂的乱码。

一般用CLion和PyCharm，聪明的同学可以试下MATLAB，或许会有新发现。（试玩留言告诉我好不好用）

编译界面

# 知识掌握

痛恨数学的同学可以先告辞，因为算法需要掌握高等数学、概率论、线性代数、编程基础……

“数学是理工科的根基”，在算法上表现得淋漓尽致，痛彻心扉。

可戳这门课让数百万理科生流泪，可我只想为它鼓掌！感受数学的力量。

知识加分项：了解卡尔曼滤波，最小二乘法并可以用程序实现，数据结构。

这些内容已经远超入门小白，这样的人谁不想要呢？（来了就能马上干活谁不喜欢呢？）

卡尔曼滤波

大神级别加分项：了解机器学习，深度学习原理。

这种人简直是大腿中的大腿！大佬中的巨佬！如果出现在我校，必然要上演一场激烈的抢人大战！

抢人的话术都想好了：“来我们组！我有包含32万张样本的训练集、各种高性能的计算平台！无论GPU还是CPU统统都能满足你！尽情释放人类的天性！”

必要加分项：一头浓密的头发，一颗坚挺的肝，还有强如柯南般的大脑，分分钟疏通逻辑解决bug。

大心脏加分项：不被如洪水般的bug整崩溃，如果崩溃了，也能忍住不砸电脑。

 最后 

我是小王，我终于学会了所有的机器人技术，但我还是没有做好机器人。

因为，一个团队光靠研发是不够的。只有学会管理、互相配合、齐头并进，才能打造最强的机器人战队！

科技界不需要英雄主义，RoboMaster更不需要，学好技术之后，和队友一起创造奇迹吧！

ps. 本文由东北大学 T-DT战队撰写，特此感谢！

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ppps. 文中部分图片来源于网络。