掃清東南沿海倭患後，戚繼光被調往北方薊鎮防禦蒙古騎兵。
戚繼光根據北方的軍情、敵情、地形，組建車步騎營，訓練精兵，修建空心敵臺，是薊鎮防禦堅不可摧，蒙古各部侵擾，皆以失敗告終。
薊鎮明軍的武器裝備殘破不堪，所以，戚繼光一面改造舊式武器，一面引進新式火器。
北方明軍常用的火器快槍，製造工藝混亂，造成口徑大小無統一的規格，而鉛子又不與口徑，於是，經常出現“鉛子不得到底，出口不直，銃身單捲成器，時有炸損” 的現象。
戚繼光為快槍制定了統一的製造標準：槍膛長度二尺，總長六尺五寸，重五斤，槍身內膛要鑽得光圓，口徑大小一致等。
同時，戚繼光還制定嚴格的快槍裝藥和使用標準，使槍械炸膛的情況大大的減少。
佛郎機
嘉靖初年從葡萄牙傳來的佛郎機，是後裝火炮，母銃、子銃兩部分，在明軍中廣泛使用，但明朝的制炮工藝不統一，經常出現“若子銃口大，母銃口小，必致損傷；子銃口小，母銃腹大，出則無力”等情況。
戚繼光規定薊鎮製造的佛郎機，母銃與子銃的口徑必須一致，出現問題，將追究製造工匠的責任！
威力巨大，重達千斤的“無敵大將軍炮”，戚繼光則把它裝配在車上，可跟隨部隊機動作戰。
此外，虎蹲炮、石炮、三飛（即飛槍、飛刀、飛劍，是三種火箭）、鳥銃、弓箭、線槍、钂鈀等武器，都得到戚繼光的改良，使它們成為對付蒙古騎兵的利器。
當然，除了改良武器外，戚繼光還發明瞭多種武器，其中最具有代表性的當屬“自犯鋼輪火”。
所謂“自犯鋼輪火”，名字很有好萊塢科幻片的既視感，其實是世界上最早的地雷，所以，很多資料稱戚繼光是地雷的發明者。
“自犯鋼輪火”可與石炮連用，通常佈置於城牆之下，或者平緩可集結兵力的地帶，在地下埋下石炮，內中“置一木匣，各炮之信總貫於匣中，而匣底叢以火藥，中藏鋼輪，兼置火石於旁，而伏於地上”。
蒙兵騎兵如果踩上，就會“鋼輪動轉，火從匣中出，諸炮並舉” ，損失慘重。
這種武器是戚繼光於萬曆年間所研發，萬曆七年（公元1579年）十月，土蠻部五萬騎兵入侵遼東，進犯錦州、義縣、右屯、大淩河等地。
遼東守將李成梁向朝廷求援，萬曆皇帝命戚繼光支援。
戚繼光率軍馳往，在狗兒河佈下地雷陣，然後派出部分士兵佯裝敗退，將敵人引來。
蒙古騎兵不知是計，馬蹄踩上地雷後，觸發爆炸，大批騎兵被死傷。蒙古人從未見過這種武器，只看到地面突然爆炸，以為是上天降下的霹靂，大為恐懼，調轉馬頭逃走。
戚繼光追擊，在石河墩再次擊敗蒙古騎兵，隨後一直追到燕山，勒石記功而還，戚繼光因戰功被加封為太子太保。
史書記載：“虜酋土蠻等頻年竊犯，每遭挫衄，於十月內擁眾五萬餘騎，突犯前屯，總兵李成梁、戚繼光、參將楊慄等併力拒斬，虜賊始遁。有旨以總督梁夢龍、巡撫周詠、張夢鯉等督率有方。賞賚文武大小官員銀幣各有差。”
戚繼光駐守薊鎮十六年間，蒙古騎兵幾次進犯被擊敗後，再也不敢犯境，使薊鎮百姓能夠安居樂業。
戚繼光發明的地雷，後來傳到世界各地，被廣泛的用於戰場上，給步兵造成了巨大的傷亡，成為步兵揮之不去的夢魘！
時至今日，全球地下埋設的地雷數量高達1.1億枚，每天因地雷造成的傷亡人數高達70人。
PS：另有資料稱最早的地雷出現於南宋初期，由吳玠吳璘兄弟發明，當時叫做“火藥炮”。
參考資料：《練兵實紀·雜集卷之五·軍器解》、《戚少保年譜耆編》、《紀效新書》、《明史·戚繼光傳》
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