第 02 / 03 阶段 · 建造者
机器人工程基础
在真实平台上实践工程流程。
- 年龄
- 11 – 15
- 时长
- 10 周
- 前置要求
- 有 C1《机器人伙伴》基础更佳，但非必需。
学生将学到什么
在机器人平台上进行真实的工程实践——传感器与执行器、控制回路、先 CAD 后搭建、调试，以及养成记工程笔记本的习惯。从“在积木里拖拽”，迈向“我能用文本写出程序，并讲清它为什么能运行”。
将工程流程内化为日常习惯。对控制回路的直觉（从砰砰控制到比例控制）。能读懂并调试他人的机器人代码。严谨的文档纪律。
课程模块
工程流程
设计 → 搭建 → 测试 → 迭代。机器人规格表。
底盘机械
轮子、传动比、扭矩与速度。让机器人精准走出一条路径。
传感器
距离、陀螺仪、编码器、颜色。让机器人凭传感器走完一条路线。
控制回路
砰砰控制与比例控制。让循线更平滑。
执行机构
机械臂、夹爪、吸取机构。让机器人抓取并移动物体。
自动程序
编排由传感器驱动的动作序列。完成端到端的自动程序。
笔记本与 CAD
以 CAD 草图记录设计。完成第一本像样的工程笔记本。
调试集训
运行异常时，追问原因。记录三次排障过程。
中期作品
学生自选挑战。完成可运行的方案。
期末演示
展示成果，为设计取舍答辩。5 分钟演示 + 问答。
学生作品
一台能执行多步骤自动程序的机器人，并在工程笔记本中留有记录。
核心收获
工程纪律。对控制回路的直觉。代码阅读与调试能力。
我们推荐的免费学习资源
VEX Education STEM Labs (V5 / EXP)
出自主办该赛事的同一机构。
结构化 STEM Labs
CMU Robotics Academy / CS2N
达到大学水准的 K-12 课程。
在线课程 + 徽章体系
WPILib “Zero to Robot”
FRC 编程的权威指南。其中控制回路的内容，在 FRC 之外同样适用。
文档 + 教程
其他参考资源
- Arduino Education 教程适合想跳出现有平台的学生。
- micro:bit “下一步” 单元适合从探索者阶段过渡到建造者阶段、年龄较小的学生。
下一步
C12《竞赛机器人》，或一项运用机器人技术的创新者项目。