机械专业的学生,你的大一大二应该学习什么&机器人...-隆城矿业有限公司

文章内容

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大一：

掌握好画法几何、高数、计算机、机械制图、线代、大学物理。

（1）画法几何、机械制图这两门课程是机械专业的专业基础课，以后我们表达零件、结构都是用图纸来说明，你参加比赛的时候也会需要先设计三维图，然后制作二维图纸用以加工，所以只要你还在机械行业或者从事与机械相关的工作就离不开图纸；大一是学习看图的最佳时间段，等你上大二以后，没有这门课程了，你很难自己再去看图了，你也有大二这个时间段应该要干的事情。关于这两门课总的来说是两点：学会看图纸和CAD&Solidworks软件。看图纸跟着老师上课学，课后可以拿着专业书多看；软件学习的资源在南华大学官网的网络教学资源上有，学院的周荣安老师在上面发布了关于CAD和Solidworks两个软件教学的网络课程，很感谢周老付出这么多心血，为大家提供了高质量的教学视频。这个时候争取去参加高教杯，学院资助的，所以有名额限制，要靠自己努力争取，因为这个比赛是可以评价你大一一学年掌握看图技能和软件技能的程度的；另外还有CaTICs网络3D大赛，有能力可以组队去参加，网络报名，没有名额限制，不会耽误太多时间，这个比赛也是可以检验你的看图能力和软件掌握的程度。大一结束后你应该要能完成一个稍微复杂的装配体三维绘图和绘制好他的零部件图纸。

（2）高数、线代是数学课程，对于刚刚结束高中生活的你们来说，学习这两门课程没太大问题，但是大学讲课是很快的，你们一开始很难适应，那么怎么快速适应呢，这就需要你在上课之前至少要去看一遍书本内容；大家可能觉得数学没有什么用处，我当初也是这么认为的，直到我后面慢慢去接触一些专业课程和机器人学、机器学习，才发觉数学是无处不在的，只要能够量化的东西，都能用数学来建模，比如你们在大一上学期学习的高数里面有讲到过泰勒公式，这个在机器人学的运动建模中使用的旋量方法就是这个知识点，还有大一下学期的高数里面讲过一个梯度，这个地方在机器学习中是有个算法的，关于最优路径，举例说，如果你在一个小山丘上，使用梯度下降算法能够告诉你怎么做到最短的时间下山；所以这两门课程对于后面的专业课程学习或者机器学习都很重要。数学是个工具，你在单纯学习时可能感受不到他的魅力，一旦你应用到专业领域去解决实际问题的时候就会发现他的用处非常大。短期看，数学学好了，考研中最大的一个好处是你大三下学期可以不用那么早准备数学这门课程，可以安心做完比赛或者完成大三你应该干的事情，在暑假开始准备复习。

（3）计算机这门课程同样很重要，可能大一上学期刚进来，大家学机械觉得这个不重要，对于一个机器人工程师来说，是需要同时懂硬件和软件的，机械专业的学生可以在机械设计方面深耕，在编程方面的学习可以帮助你更好地去理解机器人是怎么运作的，因为当机器人的机械结构搭建好以后，要做的就是去通过程序控制它完成任务。这里要提一下的是，我们学校教的是C语言，一开始使用这个语言编程会比较吃力，所以我们可以使用Python来编程,这个工具上手很快，对于我们机械专业的学生来说学起来更轻松，所以大一可以去开始学习Python，同时老师上课讲的C语言也要认真学好，当你开始造机器人的时候，C语言是更好的。总结：先使用Python作为编程语言的入门，学习到一定程度的时候，然后再去学习C语言。

（4）如果你有不错的精力，那么可以在大一下学期开始接触机器学习，这门课程可以看网易上斯坦福的机器学习课程，是吴恩达前辈讲的，他是人工智能领域国际权威，机器学习整个课程学完，你可以做一些小的有趣的项目。我个人认为机器学习对于提高工厂的自动化程度和机械加工制造的水平是有很大帮助的。因为机器学习是通过模仿人类学习的历程来提高程序的水平的，这也就意味着只要不断的训练它，那么在工厂的生产和机械加工过程中出现的一些问题他会学会去避免的，可以优化工厂的配置和在不改变机器结构的前提下能够提高加工的水平。

大二：

掌握好电子电工技术、理论力学、概率论与数理统计、材料力学、机械原理（非常重要）、MATLAB、机械工程材料（了解就好，不必深入）。

＞写在前面：这个时候你已经是大二了，相比于大一没有那么多的迷茫了，但是你还是会有些不知所措，不知道将来要做什么，这个时候你要考虑好你自己想要的是什么，想要成为一个什么样的人，后面的路才会走的有意义，如果你不清楚将来想做什么，那么至少要往上走。

（1）我们学的《电子电工技术》是电气专业他们学的《数字电路》和《模拟电路》的简化版本，是针对非电子类专业的课程；但是麻雀虽小，五脏俱全，基本的框架都有，需要认真去学，里面涉及到的一些知识，在你大三学习单片机课程的时候会用的上，还有你学好了以后看一些简单的电路或者自己设计一个电路是没问题的；在学校ROBOCON或者Robomaster项目中，里面会有很多的电子原件，控制他们的硬件就是电路，电气方面的队员会制作控制板来作为底层的控制硬件，如果你想去了解这些东西，那么可以加入他们；另外如果你想更全面的从理论上了解电路，可以使用西安电子科技大学出版的《数字电路》和《模拟电路》，学习视频你可以上B站或者网易公开课上去找。

（2）这里有个软件要学习一下，叫ADAMS，中文名为机械系统动力学分析，对机构做动力学分析的软件，简单来说是理论力学以及机械原理的分析软件，理论力学中的绝大部分静力学，运动学，动力学问题，可以用ADAMS轻而易举的解决；对于机械原理中的机构分析和设计，ADAMS也是绝佳的辅助工具。这个将来你在做机械臂的时候可以用它来做仿真分析；还有你参与到学校机器人项目中，在进行方案确定的时候也可以用它座仿真。这个软件学长也是大四才接触的，所以在如何使用上没有什么话语权，你们要自己利用网络资源去探索。

（3）MATLAB软件需要好好掌握，这个里面的Simulink库是很丰富的，做一些机器人运动学和动力学方面，还有控制方面的分析很有用；这个软件可以绘制很漂亮的图表，在你进行关于某个项目的PPT演讲的时候，有这些图表给别人看是很有说服力的；当然你精力足够的话，可以往深了学，如果不行的话，至少要把老师讲的都学会，做一些基本的操作没有问题，这个可以等你到了研究生再去深入学习。我用这个软件完成过无碳小车的数学建模，在你确定好用什么机构之后，然后建立好数学关系式，利用MATLAB编写程序去求解各个尺寸，然后做一些优化。

（4）大二这个时候你要开始看些机构了，各方面的都行，可以找一些关于机构方面的书籍去看，不用深了学，要多看，多了解有哪些结构，这些将会是你以后进行创新的基础，如果没有这些原料或者你的眼界不够开阔，那么在进行机构设计的时候会很难进行或者吃亏。有个很好的资源是Youtube上有个越南的工程师制作了很多关于机械结构的动画，你可以下载下来，慢慢研究，看懂；国内的教材我还暂时没有发现专门去将一些机构的应用的，需要你们自己去找。

＞＞总结：

＞相信你经过大一大二两年认真的理论学习以后，可以去进入学校的机器人团队开始做一些实际的项目了，由于我是ROBOCON原来的成员，所以我谈下ROBOCON。ROBOCON的项目是根据比赛题目来制作完成特定任务的机器人，这就跟你在企业工作的性质一样，提出任务要求，然后设计特定的机器人，roboocn的机器人会涉及比较多的机械设计、电子电路、控制任务，只要你足够认真，付出时间，认真做事，那么不论你在团队哪个小组都能得到充分的锻炼，一个完整的项目下来你收获的不仅是知识上的，还有熟悉了一整个项目的流程，最重要的你会结识一群小伙伴，这些东西对于你以后研究生的生活和工作都是很大的帮助。

＞在大一大二两年中，你也应该注重英语的训练，有时候一些好的视频资源或者书籍都是英文版的，你要能够看懂就需要有好的英语能力；其次，如果你将来上研究生，那么需要阅读英文论文，如果你能在本科中已经有这个能力，后面阅读文献是很快的，你的眼界也会提升很快；如果你将来是工作，掌握好了英语，多了一项技能，不论是在求职还是工作中，会有更多机会的。

＞同时，你也应该多锻炼身体，身体是革命的本钱嘛，你们将来还要为祖国工作50年，也要照顾你的家庭；另外可以参加一些社团，在学习之余，有个自己的兴趣爱好，缓解一些压力，有时候部门聚餐，搞个活动，可以愉快的度过一个周末，下周又可以开始高强度的学习。

关于机器人学你应该怎么入门

1、机器人入门书籍：《INTRDUCTION TO ROBOTICS—Mechanical and Control》，中文名叫《机器人学导论》，J.Craig教授编的。这本书主要采用D—H法建模，在网易上有斯坦福大学的公开课，叫机器人学。关于如何使用，作以下说明：

＞对于机械、电气、计算机专业的学生，可以学习前六章，其他学院的只要有下面的基础也可以学。先修基础线代，最好有大学物理、理论力学基础。没有也没关系。数学部分只需要用到线代的基本知识，大一下学期上的线代前两章就够用了，高等数学的偏导，力学知识有高中的足够应付，所以可以在大一下学期开始学。第7章到第11章是关于操作比运动和力控制的，大一暂时不用接触，你感兴趣的话，可以看下他们的课程。

2、机器人入门书籍：《Modern Robotics》 Kevin M. Lynch、Frank C. Park编；他们分别是美国西北大学、韩国首尔国立大学的教授，《现代机器人学》主要除了介绍D-H法，还介绍了旋量法，旋量法相比于D-H法的建立更简单，理解也很直观。这本书你可以看韩国首尔大学在EDX上发布的课程，只有英文字幕，分为Part Ⅰ和Part Ⅱ；Kevin M. Lynch教授也有录课程，他讲的有点快，Frank C. Park是在学生上课时录得，所以对于我们来说使用起来更好。这本书注重数学推导，你在《机器人学导论》里面不明白的数学关系式，这本书讲的很好，Frank C. Park是哈佛大学的应用数学Phd,他对于数学公式的推导讲的很好。关于如何使用，作以下说明：

＞先修基础：学完现代，大学物理、理论力学。这本书是在学完机器人学导论后用，在这之前你已经学习关于机器人的运动建模，所以去听Frank C. Park教授用英语讲的课程会轻松很多；前八章是关于机器人运动学和动力学的知识，由于会涉及比较多的线性代数你可以在大一下学期学完《机器人导论》后，暑假学习这门课程。第9章到第12章是关于运动和力控制的，这部分内容对于电气、测控专业的学生，可以在大二下学期学习，对于机械专业大二的学生，由于没有开设控制方面的课程，你自己需要先修控制方面的知识才能学得通。

3、学长也是才刚刚开始机器人方面的学习，所以只能暂时提供上面两份我自己学习过的资料和一些建议，上面这两门课程你学习完以后已经是做到基本的入门了，你可以开始找高级机器人学方面的书籍去学习。需要提醒一下的是，机器人学方面的书籍我认为还是国外的写的好，所以有国外编的有中文版的就看中文版，可以节省时间，没有就看下有没有同类书籍是中文版的，实在没有就用英文版的吧，慢慢啃。