refactor(model): 重构P03为轻量化板式桁架并统一M4×16自攻螺钉连接方案

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2026-10-02 04:39:12 +08:00
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+320 -94
View File
@@ -23,7 +23,7 @@ from OCP.BRepAlgoAPI import BRepAlgoAPI_Common
from human_layout import (HUB, PLATE_T, R_MOT, Z_TIP, Z_WR, Z_EI, Z_SH, Z_RL, Z_R1,
Z_R3, Z_HUB3, Z_EL, Z_R6, Z_HUB6,
Z_R4, Z_CAP, Z_M6, Z_CHEST0, Z_CHEST1, X_J1_HUB, X_ARM, L1,
X_FORK_GAP,
X_FORK_GAP, X_BAY_EXT,
Y_AXIS, Y_HUB, Y_REAR, Y_COVER, Y_H, Y_R_IN, Y_R_OUT,
Y_M6, Y_CHEST, X_CHEST, FOOT_H)
@@ -80,12 +80,14 @@ def make_direct_hub(shape, j, r_disc=35.0, z_out=74.0):
# ========== 躯干/测试台架部分 (后置防倾翻高刚性机架) ==========
X_COL = -115.0
Y_COL = Y_AXIS # 128.0
Z_LOCK = 463.0 # 横向防脱锁紧螺钉高度(立柱后壁 → 榫头,M4x16 自攻)
def p_chest():
"""P01_胸腔支撑立柱 (High-Rigidity Box Mast Tower - 后置台架立柱):
1. 66x66mm 封闭中空厚壁箱型柱(壁厚 11mm,内腔 44x44),中心在 (-115.0, 128.0),位于手臂正后方;
2. 顶部接收 P03 48x48x15mm 榫头插槽与 4x M5 安装螺栓;
2. 顶部接收 P03 43.4x43.4x15mm 定位榫头(44x44 R4 内腔)、4x 竖向安装孔 + 1x 横向防脱锁紧孔
(全部 Ø3.9 直孔:M4x16 从外部直接拧入自攻成型,无过孔/无沉孔/无预埋);
3. 底部 50x50x12mm 阶梯榫头插入 P02 榫座:环形台肩(66->50)面承载轴向力,槽壁全周承载剪切;
4. 前向开设两组大圆角走线工艺窗口(Z=60~150mm 与 Z=330~420mm);
5. 外棱角全部采用 R=6mm 圆角。
@@ -115,9 +117,13 @@ def p_chest():
for xx in (X_COL - 20.0, X_COL + 16.0):
for yy in (Y_COL - 18.0, Y_COL + 18.0):
s = s.cut(cyl(2.75, 9.99, z_bot + 15.0, xx, yy))
for xx in (X_COL - 21.0, X_COL + 21.0):
for yy in (Y_COL - 21.0, Y_COL + 21.0):
s = s.cut(cyl(2.75, z_top - 20.0, z_top + 0.01, xx, yy))
# 顶部 4x 安装孔:统一 Ø3.9 直孔(M4x16 直接拧入自攻成型;只打这一个孔,无过孔/无沉孔),深 20mm
# 位于 66x66 顶环 11mm 实体壁内(内腔 22 → 外壁 33),避开 44x44 内腔与 R4 内腔圆角;
for xx in (X_COL - 27.5, X_COL + 27.5):
for yy in (Y_COL - 13.5, Y_COL + 13.5):
s = s.cut(cyl(1.95, z_top - 20.0, z_top + 0.01, xx, yy))
# 横向防脱锁紧孔(后壁 → 榫头):Ø3.9 贯穿 11mm 后壁 + 榫头同径(M4x16 拧入自攻)
s = s.cut(Xcyl(1.95, X_COL - 34.0, X_COL - 20.0, Y_COL, Z_LOCK))
w_bot = (cq.Workplane("YZ", origin=(X_COL + 33.5, Y_COL, 105.0))
.rect(34.0, 70.0)
@@ -134,7 +140,9 @@ def p_chest():
def split_p01_poka_yoke(p01):
"""拆分 P01 为 A/B/C 三段(严格适配 200x200mm 打印机,竖直免支撑打印):
带 16mm 阶梯互锁榫卯(外套筒壁 3.6 + 公榫壁 6.9,内腔收窄 51->44 换取双厚壁,
单边配合间隙 0.5)、非对称 M4 横向对锁穿钉孔(物理防反装防呆)、以及本体 3D 凹刻朝向标识。
单边配合间隙 0.5)、以及统一 Ø3.9 直孔的分段对锁孔(M4x16 从外面直接拧入自攻成型,
母口壁与公榫壁同径,无过孔/沉孔/预埋,前后两面对称各一颗);
孔位相对立柱中心 −16 / +22 非对称(物理防反装防呆);本体 3D 凹刻朝向标识。
"""
z_bot = 22.0
z_s1 = 172.0
@@ -144,6 +152,14 @@ def split_p01_poka_yoke(p01):
# 非对称对锁孔位(相对立柱中心偏心 -16mm 与 +22mm,偏心差 6mm,反装无法穿入螺栓)
xx_bolts = (X_COL - 16.0, X_COL + 22.0)
# 分段对锁孔:统一 Ø3.9 直孔(M4x16 从外面直接拧入自攻成型;母口壁与公榫壁同径,
# 没有过孔/沉孔等其它孔),前后两面对称;杆尖伸过榫壁的一段在内腔侧留 Ø4.5 让位。
def _seam_holes(part, xx, z):
return (part.cut(Ycyl(1.95, Y_COL - 33.6, Y_COL - 21.4, xx, z))
.cut(Ycyl(1.95, Y_COL + 21.4, Y_COL + 33.6, xx, z))
.cut(Ycyl(2.25, Y_COL - 21.7, Y_COL - 15.5, xx, z))
.cut(Ycyl(2.25, Y_COL + 15.5, Y_COL + 21.7, xx, z)))
# --- P01_A (下段) ---
cut_above_s1 = bx(X_COL - 50.0, X_COL + 50.0, Y_COL - 50.0, Y_COL + 50.0, z_s1, z_top + 10.0)
@@ -158,7 +174,7 @@ def split_p01_poka_yoke(p01):
z_bolt1 = z_s1 + h_lap / 2.0 # 180.0
for xx in xx_bolts:
p01_a = p01_a.cut(Ycyl(2.2, Y_COL - 40.0, Y_COL + 40.0, xx, z_bolt1))
p01_a = _seam_holes(p01_a, xx, z_bolt1) # A-B 缝对锁孔(Ø3.9,前后两面)
# Engrave the front (-Y) flat face, reading VERTICALLY bottom-to-top along
# the column (user request): local +X = world +Z, local +Y = world -X, so
@@ -189,8 +205,8 @@ def split_p01_poka_yoke(p01):
z_bolt2 = z_s2 + h_lap / 2.0 # 329.0
for xx in xx_bolts:
p01_b = p01_b.cut(Ycyl(2.2, Y_COL - 40.0, Y_COL + 40.0, xx, z_bolt1))
p01_b = p01_b.cut(Ycyl(2.2, Y_COL - 40.0, Y_COL + 40.0, xx, z_bolt2))
p01_b = _seam_holes(p01_b, xx, z_bolt1) # A-B 缝对锁孔(Ø3.9,前后两面)
p01_b = _seam_holes(p01_b, xx, z_bolt2) # B-C 缝对锁孔(Ø3.9,前后两面)
front_label_plane_b = cq.Plane(
origin=(X_COL, Y_COL - 33.0, 240.0),
@@ -207,7 +223,7 @@ def split_p01_poka_yoke(p01):
.rect(58.8, 58.8).extrude(h_lap + 0.6).edges("|Z").fillet(3.9)).val()
p01_c = p01_c_base.cut(pocket2)
for xx in xx_bolts:
p01_c = p01_c.cut(Ycyl(2.2, Y_COL - 40.0, Y_COL + 40.0, xx, z_bolt2))
p01_c = _seam_holes(p01_c, xx, z_bolt2) # B-C 缝对锁孔(Ø3.9,前后两面)
front_label_plane_c = cq.Plane(
origin=(X_COL, Y_COL - 33.0, 390.0),
@@ -492,111 +508,308 @@ def p_base_foot():
def p_girdle(j1):
"""P03_肩关节安装悬臂 (高强受力多筋桁架 + 侧开式电机托架与前置止脱锁紧法兰):
"""P03_肩关节安装悬臂 (轻量化板式桁架版 + 侧开式电机托架):
1. 10mm 后端重载法兰盘 (X: -61.0..-51.0, 74x74mm);
2. 双侧大截面三角加强筋 (8mm 厚,Y = Y_ARM ± 28mm);
3. 下腹部纵向大受力龙骨筋 (12mm 厚);
4. 顶部横向锁紧环抱筋 (60x10x10mm);
5. 侧开式电机托架 (+Y侧全开, X: -51.0..8.5),M1 电机可从侧方滑入装配,由后端法兰 4xM3 与前置止脱锁紧法兰 4xM3 双向锁死;
6. 端面 4x Ø3.2mm 沉头通孔直连 M1 定子端面螺纹孔 (BCD=55mm),彻底消除轴向拉脱风险;
7. 两侧大面积散热舷窗 (34x20mm) + 顶部双斜向对流排热槽 (30x6.5mm),确保散热畅通;
8. 4x 直通式螺丝刀安装通道 (Ø8.5mm) 与 Ø26mm 中央走线孔。
2. 主干由 66mm 实心块改为双侧 6mm 桁架竖板 (Y = Y_ARM ± 27..33),外轮廓保持旧版
"主干 ∪ 侧筋"并集不变 —— 只减材料不加体积,零新增干涉风险;实心 728 -> 286 cm³ (-61%);
3. 竖板帐篷形减重窗 (顶/底斜面 ≥52°,自支撑;仅 20mm 平顶可桥接);
4. 底部 9mm 承力鞍座 + 43.4x43.4 定位榫头 (配 P01_C 44x44 内腔,单边 0.3mm 间隙);
鞍座底面 66x66 与立柱顶环带承压面积 2403mm² —— 竖向载荷走面压,螺栓只防上抬/防滑;
5. 4x 安装孔 (X_COL±27.5, Y_COL±13.5):Ø3.9 直孔,M4x16 从上方直接拧入自攻成型
(鞍座与立柱顶环同径,无过孔/沉孔/预埋),可拆装;
6. 下腹中央龙骨筋 (12mm 中位腹板,自鞍座斜拉至法兰下缘) + 顶部横向锁紧环抱筋 (66x9x10mm,
与两侧竖板外面齐平、顶面压在筋板脊线上,仅顶前棱一道 2mm 倒角);
7. 侧开式电机托架 (+Y侧全开, X: -51.0..11.5,前端随 X_BAY_EXT 前延 3mm),
M1 电机可从侧方斜插卡入装配(插槽比电机长 3mm),由后端法兰 4xM3x16 锁死;
电机舱 Ø60.7 从后端直通到前端面(2026-10-02 用户裁定"去掉台阶改成平的":无环形台阶、
无喇叭锥;原前置止脱锁紧法兰 4xM3 随之取消,电机轴向由后端 4xM3x16 约束);
9. 两侧大面积散热舷窗 (34x20mm) + 顶部双斜向对流排热槽 (30x6.5mm),确保散热畅通;
10. Ø26mm 中央走线孔;竖板间为开放腔体(无封闭空腔),M3 螺丝刀通道直接走腔体,拧紧更顺手。
"""
X_MOUNT = Z_R1 # -51.0 (Rear face of M1)
T_FLANGE = 10.0 # 10mm thick high-strength mounting flange
X_BACK = X_MOUNT - T_FLANGE # -61.0
Y_ARM = Y_AXIS # 128.0
Z_ARM = Z_RL # 610.0
Y_P_IN = 27.0 # 桁架竖板内表面 (Y_ARM ± 27)
Y_P_OUT = 33.0 # 桁架竖板外表面 (与旧主干齐平)
T_SADDLE = 9.0 # 底部鞍座厚度
TENON = 43.4 # 定位榫头边长(P01_C 内腔 44x44 R4,单边留 0.3mm)
WIN_R = 4.0 # 竖板减重窗内角圆角(消除内尖角应力集中,Kt 由 ~2.5 降到 ~1.2)
BOLT_DX, BOLT_DY = 27.5, 13.5 # 4x 安装孔相对立柱中心偏移:落在顶环 11mm 实体壁内
# 1. 主安装法兰盘 (74x74mm, 倒圆角 R=8mm)
# 1. 主安装法兰盘 (74x74mm, 四角倒圆 R=8mm)
# 背面那圈 2mm 倒角已去掉:板料只伸进法兰 0.1mm,倒角面与板背面相交会在
# Z≈574.9 挤出一批 2mm 短棱,正是这批短棱让整条交接内棱网络倒不出圆角;
# 同时它跨过 R8 角部圆弧,就是角上那道"卷起来"的怪倒角。
flange = (cq.Workplane("YZ", origin=(X_BACK, Y_ARM, Z_ARM))
.rect(74.0, 74.0)
.extrude(T_FLANGE)
.edges("|X").fillet(8.0)
.edges("<X").chamfer(2.0)).val()
.edges("|X").fillet(8.0)).val()
s = cq.Shape(flange.wrapped)
# 2. 斜挑支撑主干 (Central Arch Backbone)
# 2. 双侧桁架竖板 (6mm):旧"斜挑支撑主干"与"大三角加强筋"轮廓同段挤出 → 自动并集成单块侧板
# 主干的后缘两点取在加强筋斜边的延长线上,使外轮廓顶部成为一整条直线
# (否则后缘 (-148,550) 处有 5° 折点、留下 5mm 台阶)。
# Z_CREST = 侧筋脊线高度,同时是顶筋 2mm 顶前倒角的下沿:倒角从 (X-71,Z_CREST)
# 斜上到 (X-69,Z_CREST+2) = 顶筋顶面,斜坡面与倒角面几乎相切,顶部读起来是一整张面。
Z_CREST = Z_ARM + 33.0 # 643(初版 642;顶筋整体上移 3mm 让出扳手空间后跟着抬)
RIB_SLOPE = (Z_CREST - 575.0) / ((X_BACK - 10.0) - (X_COL - 15.0))
def rib_line_z(x):
return Z_CREST + RIB_SLOPE * (x - (X_BACK - 10.0))
trunk_pts = [
(X_COL - 33.0, Z_CHEST1),
(X_COL + 33.0, Z_CHEST1),
(X_COL + 33.0, 505.0),
(X_BACK + 0.1, 565.0),
(X_BACK + 0.1, Z_ARM - 5.0),
(X_COL - 10.0, 580.0),
(X_COL - 33.0, 550.0),
(X_COL - 10.0, rib_line_z(X_COL - 10.0)),
(X_COL - 33.0, rib_line_z(X_COL - 33.0)),
]
rib_pts = [
(X_COL - 33.0, Z_CHEST1), # 底边两端与主干/鞍座对齐 (±33):原来收进 3mm,
(X_COL + 33.0, Z_CHEST1), # 会在鞍座顶面上留下 0.7/3mm 短棱,卡住整条底棱圆角
(X_BACK + 0.1, 565.0),
(X_BACK + 0.1, Z_CREST),
(X_BACK - 10.0, Z_CREST), # 脊线 (-71,643):正好落在顶筋前面与 2mm 倒角下沿的交点
(X_COL - 15.0, 575.0),
(X_COL - 30.0, 530.0),
]
trunk = (cq.Workplane("XZ", origin=(0, Y_ARM, 0))
.polyline(trunk_pts).close()
.extrude(33.0, both=True)).val()
s = s.fuse(cq.Shape(trunk.wrapped))
# 3. 左右两侧主抗弯抗扭大三角加强筋 (厚度 8mm)
for sign in (-1, 1):
y_rib = Y_ARM + sign * 28.0
rib_pts = [
(X_COL - 30.0, Z_CHEST1),
(X_COL + 30.0, Z_CHEST1),
(X_BACK + 0.1, 565.0),
(X_BACK + 0.1, Z_ARM + 32.0),
(X_BACK - 15.0, Z_ARM + 32.0),
(X_COL - 15.0, 575.0),
(X_COL - 30.0, 530.0),
]
side_rib = (cq.Workplane("XZ", origin=(0, y_rib, 0))
.polyline(rib_pts).close()
.extrude(5.0, both=True)).val()
s = s.fuse(cq.Shape(side_rib.wrapped))
# 4. 下腹部纵向抗弯龙骨筋 (厚度 12mm)
keel_pts = [
(X_COL + 33.0, Z_CHEST1),
(X_COL + 33.0, 495.0),
(X_BACK + 0.1, 570.0),
(X_BACK + 0.1, 555.0),
(X_COL + 20.0, 480.0),
(X_COL + 20.0, Z_CHEST1),
ya = Y_ARM + sign * Y_P_IN
yb = Y_ARM + sign * Y_P_OUT
y0, y1 = min(ya, yb), max(ya, yb)
for prof in (trunk_pts, rib_pts):
s = s.fuse(cq.Shape(Yplate(prof, y0, y1).wrapped))
# 3. 竖板减重窗 (帐篷形:斜面 ≥52° 自支撑、仅 20mm 平顶可桥接;避开鞍座与 M5 螺母柱)
# 6 个内角全部 R4 圆角:把内尖角应力集中 (Kt≈2.5) 降到 ≈1.2,同时圆角面仍是竖直/自支撑面
win_pts = [
(X_COL - 24.0, 498.0), (X_COL + 23.0, 498.0), (X_COL + 25.0, 522.0),
(X_COL + 10.0, 545.0), (X_COL - 10.0, 545.0), (X_COL - 25.0, 524.0),
]
keel = (cq.Workplane("XZ", origin=(0, Y_ARM, 0))
.polyline(keel_pts).close()
.extrude(12.0, both=True)).val()
s = s.fuse(cq.Shape(keel.wrapped))
for sign in (-1, 1):
yc = Y_ARM + sign * 0.5 * (Y_P_IN + Y_P_OUT)
tool = (cq.Workplane("XZ", origin=(0, yc, 0)).polyline(win_pts).close()
.extrude(Y_P_OUT - Y_P_IN + 1.0, both=True)
.edges("|Y").fillet(WIN_R).val())
s = s.cut(cq.Shape(tool.wrapped))
# 4. 底部承力鞍座:坐实立柱顶面,把两竖板、龙骨与榫头连成整体
s = s.fuse(bx(X_COL - 33.0, X_COL + 33.0, Y_ARM - Y_P_OUT, Y_ARM + Y_P_OUT,
Z_CHEST1, Z_CHEST1 + T_SADDLE))
# 5. 下腹部纵向抗弯龙骨筋 (12mm 中位腹板,自鞍座斜拉至法兰背面;交接内棱在融合后做真 3D 圆角)
keel_pts = [
(X_COL + 33.0, Z_CHEST1), # (-82, 470)
(X_COL + 33.0, 495.0), # (-82, 495)
(X_BACK + 0.1, 573.0), # (-60.9, 573) 斜拉至法兰背面
(X_BACK + 0.1, 594.4), # (-60.9, 594.4) 顶端贴法兰
(X_COL + 42.1, 585.0), # (-72.9, 585)
(X_COL + 20.0, Z_CHEST1), # (-95, 470) 背面一路斜到底:原来在 (-95,480) 有个折点,
] # 折点离鞍座顶面只 1mm,R2.5 圆角爬不上去 → 龙骨底棱整组倒不出
s = s.fuse(cq.Shape(Yplate(keel_pts, Y_ARM - 6.0, Y_ARM + 6.0).wrapped))
# 5. 顶部横向锁紧环抱横筋
tie_rib = (cq.Workplane("YZ", origin=(X_BACK - 10.0, Y_ARM, Z_ARM + 28.0))
.rect(60.0, 10.0)
# 7. 顶部横向锁紧环抱横筋:Y 向与两竖板外面齐平 (Y_ARM±33)、前面与筋板脊线共面 (X=-71)、
# 顶面 Z=645 压住脊线 (Z=643) 并与 2mm 顶前倒角相切 → 顶筋与两侧脊线合成一整块。
# 整体比初版抬高 3mm (底面 633→636):4x M3 后端沉孔 Ø6.5 跨在 Z 627.2..633.7 上,
# 底面 633 会压住孔口上沿 0.7mm、扳手让位只剩负间隙;抬到 636 后退到孔口上方 2.3mm、
# 离螺钉轴线 5.55mm。顶面 645 不越过法兰 R8 角部圆弧在 Y=95 处的 645.9 上界。
tie_rib = (cq.Workplane("YZ", origin=(X_BACK - 10.0, Y_ARM, Z_ARM + 30.5))
.rect(66.0, 9.0)
.extrude(10.0)
.edges("|X").fillet(3.0)).val()
.edges(cq.selectors.BoxSelector((X_BACK - 10.5, Y_ARM - 34.0, Z_ARM + 34.5),
(X_BACK - 9.5, Y_ARM + 34.0, Z_ARM + 35.5)))
.chamfer(2.0)).val()
s = s.fuse(cq.Shape(tie_rib.wrapped))
# 与立柱顶部配合的榫头 (48x48x15mm)
# 6.y 体-体交接凹棱:融合完成后对"凹棱"直接做真 3D 圆角。
# 原先这里是手工沿棱 fuse 的 10 条"正方形−四分之一圆"焊珠小体(_cove),已整体删除:
# 焊珠端面是平的、悬在半空,两条互相垂直的焊珠在角上互不搭接 → 圆角"缺一块",
# 并与相邻体的棱互相穿插留 1~3mm² 碎面。真圆角在面边界自然收口、多棱相交处由 OCC
# 生成角部补片。
from cadquery import selectors as _sel
from OCP.BRepAdaptor import BRepAdaptor_Surface
from OCP.GeomAbs import GeomAbs_Plane
from OCP.TopAbs import TopAbs_REVERSED
def _outward(f, sh):
"""平面面的外法向:先按 Orientation 修正,再用"面中心外移 1mm 是否仍在实体内"兜方向。"""
ad = BRepAdaptor_Surface(f.wrapped)
if ad.GetType() != GeomAbs_Plane:
return None
ax = ad.Plane().Axis().Direction()
n = cq.Vector(ax.X(), ax.Y(), ax.Z())
if f.wrapped.Orientation() == TopAbs_REVERSED:
n = n * -1.0
c = f.Center()
if cq.Solid(sh.wrapped).isInside(cq.Vector(c.x + n.x, c.y + n.y, c.z + n.z), 1e-6):
n = n * -1.0
return n
def _fillet_reflex(lo, hi, radii, tag, eps=0.9):
"""倒出 lo~hi 区域内的凹棱(两面夹 270° 材料)。判据:从棱中点沿 (n1-n2) 外探 eps,
落在实体内 = 凹、落在外 = 凸。区域内凹棱先整批一次倒(半径逐级降级,且倒完验拓扑:
OCC 会给出"没抛异常但面已坏"的结果),建不出时按相连棱分组逐组倒。"""
nonlocal s
def _pick(sh):
edges = sh.Edges()
idx = {}
for i, e in enumerate(edges):
idx[e.hashCode()] = i
adj = [[] for _ in edges]
for f in sh.Faces():
for ee in f.Edges():
k = idx.get(ee.hashCode())
if k is not None:
adj[k].append(f)
box = _sel.BoxSelector(lo, hi)
out = []
for i, e in enumerate(edges):
if e.Length() <= 6.0 or len(adj[i]) != 2 or not box.filter([e]):
continue
n1 = _outward(adj[i][0], sh)
n2 = _outward(adj[i][1], sh)
if n1 is None or n2 is None:
continue
dx, dy, dz = n1.x - n2.x, n1.y - n2.y, n1.z - n2.z
ln = math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz)
if ln < 1e-6:
continue
p = e.Center()
if cq.Solid(sh.wrapped).isInside(
cq.Vector(p.x + dx / ln * eps, p.y + dy / ln * eps,
p.z + dz / ln * eps), 1e-6):
out.append(e)
return out
es0 = _pick(s)
if not es0:
print(" [P03 真圆角] %-14s 区域内无凹棱,跳过" % tag, flush=True)
return
def _groups(ee):
"""按共端点把凹棱连成链/网络:一组一次倒,OCC 才能在交汇处生成角部补片;
逐条倒会在交汇处留下断口(看着就像圆角倒一半停了)。"""
pts = [e.Vertices() or [e.Center()] for e in ee]
par = list(range(len(ee)))
def find(a):
while par[a] != a:
par[a] = par[par[a]]
a = par[a]
return a
for i in range(len(ee)):
for j in range(i + 1, len(ee)):
if any(pi.distance(pj) < 0.05 for pi in pts[i] for pj in pts[j]):
par[find(i)] = find(j)
g = {}
for i in range(len(ee)):
g.setdefault(find(i), []).append(ee[i])
return list(g.values())
def _do(edges_, rr):
"""倒完立刻验拓扑:OCC 会给出"没抛异常但面已坏"的结果,必须挡下来。"""
try:
ns = cq.Shape(cq.Solid(s.wrapped).fillet(rr, edges_).wrapped)
except Exception:
return None
return ns if cq.Solid(ns.wrapped).isValid() else None
# 先试"区域内全部凹棱一次倒"(探针实测这样能整批成型,且只重建一次,
# 不会像分批那样把同一张面反复重算坏掉);不行再按相连棱分组逐组倒。
for rr in radii:
ns = _do(es0, rr)
if ns is not None:
s = ns
print(" [P03 真圆角] %-14s %d 条凹棱 R%.1f ✓ 整批一次成型"
% (tag, len(es0), rr), flush=True)
return
n_ok, n_grp, left = 0, 0, len(es0)
for _ in range(24):
es = _pick(s)
if not es:
break
got = False
for g in sorted(_groups(es), key=lambda g: -sum(e.Length() for e in g)):
for rr in radii:
ns = _do(g, rr)
if ns is None:
continue
s = ns
n_ok += len(g)
n_grp += 1
print(" [P03 真圆角] %-14s 第%d组 %d 条 R%.1f ✓"
% (tag, n_grp, len(g), rr), flush=True)
got = True
break
if got:
break
if not got:
left = len(es)
break
print(" [P03 真圆角] %-14s 共 %d 组 %d 条凹棱倒圆,剩 %d 条保持尖棱"
% (tag, n_grp, n_ok, left), flush=True)
XR, YC, ZS = X_BACK, Y_ARM, Z_CHEST1 + T_SADDLE # -61, 128, 479
# —— 鞍座顶面 (Z=479) 上的交接内棱:龙骨三条 + 两竖板内侧两条,一次真圆角 ——
# 半径上限 2.0:龙骨侧面 Y=122 与 M5 螺钉头外缘 Y=118.75 只隔 3.25mm,
# 原来的 R3 焊珠会顶到螺帽承压边,R2.0 留 1.25mm。
_fillet_reflex((X_COL - 34.0, Y_ARM - 40.0, ZS - 3.0),
(X_COL + 34.0, Y_ARM + 40.0, ZS + 7.0),
(2.0, 1.5), "鞍座顶面交接")
# —— 法兰背面 (X=-61) 上的交接内棱:只倒竖板/龙骨的竖直棱 ——
# 顶筋底面那条水平棱 (Z=636) 不倒:4x M3 沉孔 Ø6.5 在 Z 627.2..633.7,
# 倒上 R2.5 会把螺钉上方 5.55mm 的扳手让位吃掉 2.5mm。
# 上界取 631:竖板内棱被顶筋底面切成 573..636 / 636..643 两段,只倒下面长的那段
# ——把 636..643 的 7mm 短段并进来,整批就从"一次成型"退化成逐组、且少倒 6 条。
_fillet_reflex((X_BACK - 3.0, Y_ARM - 40.0, 570.0),
(X_BACK + 3.0, Y_ARM + 40.0, 631.0),
(2.5, 2.0, 1.5), "竖板/龙骨↔法兰")
_fillet_reflex((X_BACK - 3.0, Y_ARM - 40.0, Z_ARM + 34.5),
(X_BACK + 3.0, Y_ARM + 40.0, Z_ARM + 35.5),
(1.5, 1.0), "顶筋顶↔法兰")
# 与立柱顶部配合的定位榫头 (43.4x43.4x15mm):配 P01_C 44x44 R4 内腔,单边 0.3mm 滑配
boss = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, Z_CHEST1 - 15.0))
.rect(48.0, 48.0)
.rect(TENON, TENON)
.extrude(15.0)
.edges("|Z").fillet(4.0)).val()
.edges("|Z").fillet(4.2)).val()
s = s.fuse(cq.Shape(boss.wrapped))
# 4x 安装孔:统一 Ø3.9 直孔(M4x16 从腔体正上方拧入自攻成型;鞍座与立柱顶环同径、无沉孔)
# 孔位 (X_COL±27.5, Y_COL±13.5) 同时满足:①在立柱顶环实体壁内(内腔 22 → 外壁 33);
# ②在 P03 两竖板之间、避开中间龙骨,从腔体正上方用扳手可直接拧紧。
for xx in (X_COL - BOLT_DX, X_COL + BOLT_DX):
for yy in (Y_COL - BOLT_DY, Y_COL + BOLT_DY):
s = s.cut(cyl(1.95, Z_CHEST1 - 0.5, Z_CHEST1 + T_SADDLE + 0.5, xx, yy))
# 4x M5 连接螺栓孔
for xx in (X_COL - 21.0, X_COL + 21.0):
for yy in (Y_COL - 21.0, Y_COL + 21.0):
s = s.cut(cyl(2.75, Z_CHEST1 - 16.0, Z_CHEST1 + 25.0, xx, yy))
# 1x 横向防脱锁紧:榫头 −X 侧向内 Ø3.9x14 直孔(与立柱后壁 Ø3.9 孔同轴,M4x16 拧入自攻)
s = s.cut(Xcyl(1.95, X_COL - TENON / 2.0 - 1.0, X_COL - TENON / 2.0 + 14.0, Y_COL, Z_LOCK))
# 4x M3 连接螺孔与直通螺丝刀通道
# 4x M3 连接螺孔(螺丝刀通道直接走两竖板之间的开放腔体,无需再钻 Ø8.5 直通隧道)
for dy in (-17.55, 17.55):
for dz in (-20.46, 20.46):
py = Y_ARM + dy
pz = Z_ARM + dz
th = Xcyl(1.7, X_BACK - 0.5, X_MOUNT + 4.0, py, pz)
cb = Xcyl(3.25, X_BACK - 0.5, X_BACK + 4.5, py, pz)
access_tunnel = Xcyl(4.25, X_COL - 40.0, X_BACK + 0.1, py, pz)
s = s.cut(th).cut(cb).cut(access_tunnel)
s = s.cut(th).cut(cb)
# 中央走线孔 (Ø26mm)
wire_hole = Xcyl(13.0, X_COL - 40.0, X_MOUNT + 2.0, Y_ARM, Z_ARM)
s = s.cut(wire_hole)
# 6. 前向电机全包托架与前置止脱锁紧法兰 (X: -51.0..8.5)
X_FRONT = 8.5
# 6. 前向电机全包托架 (X: -51.0..8.5+X_BAY_EXT=11.5,Ø60.7 舱孔平直贯通到端面)
# 端面随插槽加长前延 X_BAY_EXT;叉板背面(10.5+X_FORK_GAP=11.5)与端面 0.0 硬贴平
# (用户两次要求"搞成平的";J1 转动摩擦由用户知悉,发涩时可微松 M2)
X_FRONT = 8.5 + X_BAY_EXT
R_POD = 36.5
R_BORE = 30.35
@@ -606,28 +819,38 @@ def p_girdle(j1):
.edges(">X").chamfer(1.5)).val()
s = s.fuse(cq.Shape(cradle_outer.wrapped))
# 电机定子配合内腔 (精密滑配至 X=5.05)
motor_pocket = Xcyl(R_BORE, X_MOUNT - 0.2, 5.05, Y_ARM, Z_ARM)
# 电机定子配合内腔(最终状态,2026-10-02 用户裁定"去掉台阶改成平的+保留固定电机的面"):
# Ø60.7 圆柱孔壁从前端面平直贯通到舱底(无窄颈、无台阶、无喇叭锥);
# 舱底 = 一个完整的平坦环面(X=5.06+X_BAY_EXT=8.06,与插槽末端墙共面,中开 Ø39 凸台过孔)
# ——即电机前限位面。电机轴向由后端法兰 4xM3x16 约束;
# 前端锁紧由 4 个 Ø10 局部凸台上的 M3 沉头螺钉承担(见下方凸台段)。
motor_pocket = Xcyl(R_BORE, X_MOUNT - 0.2, 5.06 + X_BAY_EXT, Y_ARM, Z_ARM)
s = s.cut(motor_pocket)
# 前端中心避让孔 (避让 J1 输出轴旋转凸台)
hub_clearance = Xcyl(19.5, 4.8, X_FRONT + 0.5, Y_ARM, Z_ARM)
s = s.cut(hub_clearance)
# 4x 前置 M3 锁紧螺钉通孔与沉头 (BCD=55mm, R=27.5mm, 角度 17.8°, 107.8°, 197.8°, 287.8°)
# 4x 前置 M3 锁紧螺钉凸台(BCD=55mm,17.8°/107.8°/197.8°/287.8°):
# 平直舱孔的沉头座位由 4 个 Ø10 局部凸台承载——凸台位于舱孔前段 8.06..11.5,
# 电机前端面(5.0)之前 3mm,电机斜插路径不经过;M3x10 沉头从凸台端面旋入
# 电机前端面,咬合 3.5mm,兼作电机前端防转定位。
for deg in (17.8, 107.8, 197.8, 287.8):
rad = math.radians(deg)
fy = Y_ARM + 27.5 * math.cos(rad)
fz = Z_ARM + 27.5 * math.sin(rad)
th = Xcyl(1.6, 4.5, X_FRONT + 0.5, fy, fz)
cb = Xcyl(3.0, 6.5, X_FRONT + 0.5, fy, fz)
s = s.fuse(Xcyl(5.0, 5.06 + X_BAY_EXT, X_FRONT, fy, fz))
th = Xcyl(1.6, 5.06 + X_BAY_EXT, X_FRONT, fy, fz)
cb = Xcyl(3.0, X_FRONT - 2.0, X_FRONT, fy, fz)
s = s.cut(th).cut(cb)
# J1 输出凸台过孔 (Ø39 × 3.44——J1 凸台与 3xM2 输出螺钉的必经孔,非台阶;
# 原 6.7mm 长颈与半圆台肩已随舱底前移一并消除)
hub_clearance = Xcyl(19.5, 4.8, X_FRONT + 0.5, Y_ARM, Z_ARM)
s = s.cut(hub_clearance)
# 8. 电机托架 +Y 侧全开(侧开式半包,替代原封闭全包筒):
# M1 电机可从 +Y 侧方直线滑入托架完成装配——原封闭筒电机物理上无法装入。
# 轴向约束:后端法兰 4xM3(电机尾端面)+ 前置止脱法兰 4xM3(电机前端面)双向锁死;
# 径向约束:Ø60.7 精密滑配托架底 + 重力贴底。开口前端至 5.06 保留完整止脱法兰环。
s = s.cut(bx(X_MOUNT, 5.06, Y_ARM, Y_ARM + 60.0, Z_ARM - 60.0, Z_ARM + 60.0))
# 轴向约束:后端法兰 4xM3(电机尾端面)单向锁死(前置止脱法兰随平直舱孔要求取消);
# 径向约束:Ø60.7 精密滑配托架底 + 重力贴底。开口前端至 5.06+X_BAY_EXT=8.06
# (比电机前端面多 3mm 斜插余量,电机可倾斜卡入),止脱法兰环随之前移、环宽保持 3.44mm。
s = s.cut(bx(X_MOUNT, 5.06 + X_BAY_EXT, Y_ARM, Y_ARM + 60.0, Z_ARM - 60.0, Z_ARM + 60.0))
# 7. 散热系统:双侧大视窗 + 顶部斜向对流排热槽
for sign in (-1, 1):
@@ -654,8 +877,9 @@ def p_girdle(j1):
def p_fork(j1, j2):
"""P04_肩叉_螺旋体30%_墙5底5_竖打 (Shoulder Fork / L-Bracket) - 加长避让顺滑流线版:
1. 头部与身子起点自 X=5.5 前移加长至 X=10.5,与 P03 前置锁紧法兰 (X=8.5) 保持 2.0mm 均匀轴向安全间隙
(X_FORK_GAP=0:不做整体前移,保持 J1 输出端最短悬伸力臂,避免额外弯矩负荷);
1. 头部与身子起点自 X=5.5 前移加长至 X=10.5+X_FORK_GAP=11.5,叉板背面与 P03 托架端面
(X=8.5+X_BAY_EXT=11.5) 0.0 硬贴平(2026-10-02 用户两次要求"搞成平的";
P03 侧插槽独立加长 3mm 便于 M1 电机斜插卡入);
2. J1 从动法兰圆盘已删除(盘面在 column 前缘形成鼓楞):J1 由 boss(Ø35.6)贯通 P03 前盖中心孔直连电机输出盘;column 顶边保持 Z=646.5 与 P03 环齐高,R=18mm 大圆弧顺滑过渡;
3. 头部转接凸台加长贯通 P03 前盖中心孔 (R=19.5mm),直连 J1 旋转法兰盘;
4. M2 保留后端安装板(R=35mm, 带 rear_mount_holes 螺钉孔),前端定位环鼓出圆盘已删除(前端定位由 column 端面 pocket 承担),中间镂空散热;
@@ -744,7 +968,9 @@ def p_fork(j1, j2):
u = AB.M['m2_bcd'] / 2.0 * math.cos(a * AB.D2R)
v = AB.M['m2_bcd'] / 2.0 * math.sin(a * AB.D2R)
th = cyl(1.4, 54.0, 63.0 + X_FORK_GAP, u, v)
cb = cyl(2.8, 63.0 + X_FORK_GAP, 74.0 + 40.0 + X_FORK_GAP, u, v)
# 沉孔台阶固定在 63.0(不随前移):M2x10 旋入电机输出毂的咬合量与改前一致;
# 螺钉头(63..65)相对叉板背面(64.5)外露 0.5mm,位于 2mm 叉缝空隙内,无干涉。
cb = cyl(2.8, 63.0, 74.0 + 40.0 + X_FORK_GAP, u, v)
s = s.cut(j1.L(th)).cut(j1.L(cb))
return s
@@ -1154,11 +1380,11 @@ def build():
parts_to_build = [
("P01_A_立柱下段_三角形30%_墙4底5_竖打", "立柱下段", lambda: p01_a, 0x0284c7,
"200mm适配分段A:高166mm+16mm阶梯公榫+非对称M4防反装通孔+底部50x50x12榫头+P01-A 竖排TOP刻字"),
"200mm适配分段A:高166mm+16mm阶梯公榫+顶端 2x Ø3.9 对锁孔(M4x16 自攻)+底部50x50x12榫头+P01-A 竖排TOP刻字"),
("P01_B_立柱中段_三角形30%_墙4底5_竖打", "立柱中段", lambda: p01_b, 0x2563eb,
"200mm适配分段B:高165mm+双端公母榫+非对称M4防反装通孔+P01-B 竖排TOP刻字"),
"200mm适配分段B:高165mm+双端公母榫+两端各 2x Ø3.9 对锁孔(M4x16 自攻,非对称孔位防反装)+P01-B 竖排TOP刻字"),
("P01_C_立柱上段_三角形30%_墙4底5_竖打", "立柱上段", lambda: p01_c, 0x1d4ed8,
"200mm适配分段C:高149mm+底端母榫+非对称M4防反装通孔+顶面P03安装台+P01-C 竖排TOP刻字"),
"200mm适配分段C:高149mm+底端母榫+底端 2x Ø3.9 对锁孔(非对称孔位防反装)+顶面P03安装台(4x Ø3.9 安装孔 + 1x Ø3.9 横向锁紧孔)+P01-C 竖排TOP刻字"),
("P02_Center_底座中核心_螺旋体30%_墙5底6_平打", "底座核心承力座", lambda: p02_c, 0x475569,
"200mm适配中座:195x190mm核心承力座+48mm套筒+12mm阶梯榫座(轴向面承载)+前后三角加强筋+前后非对称防呆母榫槽+刻字"),
("P02_Front_前向防翻力臂_螺旋体30%_墙4底5_平打", "前向防翻力臂", lambda: p02_f, 0xe11d48,
@@ -1166,9 +1392,9 @@ def build():
("P02_Rear_后向防翻力臂_螺旋体30%_墙4底5_平打", "后向防翻力臂", lambda: p02_r, 0xd97706,
"200mm适配后臂:45x190mm扩展力臂+80mm窄跨距双公榫+底部M5预埋螺母沉槽+P02-REAR刻字"),
("P03_肩吊臂_螺旋体35%_墙5底5_竖打", "肩关节安装悬臂", lambda: p_girdle(j1), 0x4b5563,
"高强多肋机架:10mm后置法兰+双侧8mm大三角加强筋+下腹12mm抗弯龙骨筋+侧开式电机托架(M1从+Y侧滑入装配,前后法兰8xM3双向锁死)+前置止脱锁紧法兰(4xM3止脱螺孔)+大散热窗与对流槽"),
"轻量化板式桁架版:主干由 66mm 实心块改为双侧 6mm 桁架竖板+帐篷减重窗(斜面≥52°自支撑)+R4内角,外轮廓与旧版并集完全一致,实心 728->286cm³;底部 9mm 承力鞍座(Ø3.9 安装孔)+12mm 中位龙骨筋(自鞍座斜拉至法兰下缘)+40~45°外扩斜撑;保留 10mm 后置法兰、侧开式电机托架、Ø60.7 直通电机舱(平孔无台阶)(M1 从+Y滑入,后端 4xM3x16 锁死)、大散热窗与对流槽;无封闭空腔、免支撑"),
("P04_肩叉_螺旋体30%_墙5底5_竖打", "肩叉", lambda: p_fork(j1, j2), 0x2563eb,
"加长避让版:头部与身子前移加长至X=10.5,与P03锁紧法兰保持2.0mm轴向安全间隙(不做前移,保持输出端最短悬伸力臂),J1输出凸台贯通直连电机,J1从动法兰圆盘鼓楞已删(接缝区与P03止脱环齐径齐高R36.5/顶646.5),单实体全角度零干涉"),
"齐平插槽版:叉板背面与P03托架端面(11.5)0.0硬贴平(用户要求外观齐平),P03侧插槽独立加长3mm,M1电机可倾斜卡入,J1输出凸台贯通直连电机,J1从动法兰圆盘鼓楞已删(接缝区与P03止脱环齐径齐高R36.5/顶646.5),单实体全角度零干涉"),
("P05_大臂旋转座_螺旋体30%_墙4底5_竖打", "大臂旋转座", lambda: p_shoulder_roll_base(j2, j3, None), 0x059669,
"V3圆角:Loft外轮廓R=10mm,L型转角内部2mm倒角,后缘凸包两角90°竖棱磨R2圆角(结构/后缘高度不变,打印无悬挂),保证J2全角度0干涉"),
("P06_大臂骨架_螺旋体25%_墙4底5_竖打", "大臂骨架", lambda: p_humerus_bone(j3, j4), 0x0d9488,
+3
View File
@@ -30,6 +30,8 @@ def rebuild_viewer():
sheets = io.open(WEB + "/sheets.jsdata", encoding="utf-8").read()
trv = io.open(DOCS + "/travel.json", encoding="utf-8").read() if os.path.exists(
DOCS + "/travel.json") else "[]"
col = io.open(DOCS + "/collide.json", encoding="utf-8").read() if os.path.exists(
DOCS + "/collide.json") else '{"caps":[],"parts":{}}'
screws = io.open(DOCS + "/screws.json", encoding="utf-8").read() if os.path.exists(
DOCS + "/screws.json") else "[]"
ik_solver = io.open(WEB + "/arm-ik-solver.js", encoding="utf-8").read()
@@ -42,6 +44,7 @@ def rebuild_viewer():
.replace("/*__DATA__*/", data)
.replace("/*__SHEETS__*/", sheets)
.replace("/*__TRAVEL__*/", trv)
.replace("/*__COLLIDE__*/", col)
.replace("/*__SCREWS__*/", screws)
.replace("/*__IKSOLVER__*/", ik_solver)
.replace("/*__IKGLUE__*/", ik_glue))
+6 -2
View File
@@ -48,8 +48,12 @@ SWEEP_R = 92.0 # farthest point of the humerus from the shoulder pit
POD_R = 47.0 # saddle drum outer radius about the roll axis
X_J1_HUB = 14.0 # J1 hub mating plane, forward of the humerus plate's ±44
X_FORK_GAP = 0.0 # P04 前移量(用户裁定=0:前移会加大输出端悬伸弯矩,保持最短力臂)
X_ARM = X_J1_HUB + PLATE_T / 2.0 + X_FORK_GAP # 18.5 the limb's own plane in x
X_BAY_EXT = 3.0 # M1 侧插槽加长量(2026-10-01 用户裁定:插槽开口 5.06+3=8.06,
# 比电机前端面多 3mm 斜插余量;P03 托架前端 8.5+3=11.5)
X_FORK_GAP = 1.0 # P04 肩叉前移量:叉板背面(10.5+1.0=11.5)与 P03 托架端面(11.5)
# 0.0 硬贴平(2026-10-02 用户两次要求"搞成平的",0.5mm 缝仍被判台阶)。
# 注意:J1 相对转动时 M2 预紧会经此面产生摩擦阻力,若转动发涩可微松 M2。
X_ARM = X_J1_HUB + PLATE_T / 2.0 + X_FORK_GAP # 19.5 the limb's own plane in x
Z_R1 = X_J1_HUB - HUB # -51 J1 rear datum, measured in x: M1 lies behind the shoulder
Z_CHEST1 = Z_RL - 140.0 # 470 torso mast top
Z_CHEST0 = FOOT_H
+28 -16
View File
@@ -8,19 +8,23 @@ docs/screws.json 是紧固件清单的唯一事实源(规格 / 长度 / 数量
实例坐标来源(与 arm_model.py 成孔代码一一对应,改模型后按同样规则复核):
头面 = 沉孔/通道的"承接台阶"(螺钉从外侧塞入,一直顶到孔径变小的那一圈台阶面),
因此每种规格的头都落在模型预留的沉孔里,不会露在零件表面之外。
因此每种规格的头都落在模型预留的沉孔里,不会露在零件表面之外(S05 除外:搭接壁太薄不能开沉孔)。
S01 J1~J6 输出毂 3xM2:joint.L() 局部 (r=m2_bcd/2, HUB_M2_CLOCK 相位),
台阶 z=63(J1, p_fork th 54..63) / 58(其余, th 54..58);头深藏在 Ø5.6 螺丝刀通道内
S02 P04~P08 4xM3 :下级电机 rear_mount_holes:沉孔 Ø5.5 从 -t_plate-1 到 -t_plate+4,
台阶 z = -t_plate+4 = -4(t_plate=8)/ -3(t_plate=7),头沉入 1mm
S03 P03 后法兰 4xM3 :J1 局部 (±17.55, ±20.46, -5.5) (沉孔 Ø6.5 台阶 x=-56.5,法兰外端面 -61)
S04 P03 前止脱 4xM3 :J1 局部 (R27.5 @17.8/107.8/197.8/287.8°, 57.5)(沉孔 Ø6.0 台阶 x=6.5)
S05 P01 分段对锁 4xM4:Ø4.4 贯穿柱身 x∈{-131,-93}, z∈{180,329},头在 -Y 立面 y=95(模型未设沉孔)
S04 P03 前置锁紧凸台 4xM3 :J1 局部 (R27.5 @17.8/107.8/197.8/287.8°, 62.5)
(沉孔 Ø6.0 在 Ø10 凸台端面 x=11.5,M3x10 旋入电机前端面咬合 3.5mm)
S05 P01 分段对锁 8xM4x16:Ø3.9 直孔 x∈{-131,-93}, z∈{180,329}(母口壁与公榫壁同径),
前后各拧一颗,头在 y=95 / y=161 外露(搭接壁薄不开沉孔),直接拧入自攻成型
S06 P09 工具法兰 4xM4:R20 @0/90/180/270°,台阶 z=97(沉孔 Ø7.0 深 4mm,法兰底面 z=93)
S07 P02 中核心 4xM5 :x∈{-135,-99}, y∈{110,146},台阶 z=6(Ø10 沉孔深 6mm,头沉入 1mm)
S08 P02 力臂 4xM5 :(-10,76/180) + (-185,88/168),台阶 z=17(Ø10 沉孔深 5mm,头与顶面齐平)
S09 P03 安装台 4xM5 :x∈{-136,-94}, y∈{107,149},台阶 z=455(P03 榫头底面,Ø5.5 孔 454..495),
头藏在 P01 立柱内腔里(孔深即 M5x35:455 -> 490,与模型 454..495 完全吻合)
S09 P03 安装台 4xM4x16:x∈{-142.5,-87.5}, y∈{114.5,141.5},台阶 z=479(P03 鞍座顶面,
从腔体正上方往下拧,Ø3.9 直孔穿过鞍座 9mm 再吃进 P01_C 顶环 7mm,自攻成型)
S11 P03 横向防脱锁紧 1xM4x16:x=-148(立柱 −X 外端面),y=128,z=463,头朝 -X,
沿 +X Ø3.9 直孔穿 11mm 后壁 + 榫头同径,直接拧入自攻(榫头内咬合 4.7mm)
S10 底座腰槽 6xM6 :3 件底座的 6 组 28x7 通腰槽中心(-97.5/120/-215 × 53/203/58/198),
头面 z=22(底座顶面;腰槽为通槽无沉孔,桌面紧固螺栓头必然外露)
@@ -188,21 +192,22 @@ def instances(m2_bcd, m2_clock):
"%s 后端板" % PROX[tag], "孔位(%.2f,%.2f) -> %s 电机尾端面" % (u, v, tag)))
d1 = frame("J1")[1]
for deg in (17.8, 107.8, 197.8, 287.8):
u = 27.5 * math.cos(math.radians(deg))
v = 27.5 * math.sin(math.radians(deg))
out.append(("S04", to_global("J1", u, v, 62.5), d1, "root",
"P03 前置锁紧凸台", "BCD55 @%.1f° -> M1 前端面" % deg))
for u in (-17.55, 17.55):
for v in (-20.46, 20.46):
out.append(("S03", to_global("J1", u, v, -5.5), tuple(-c for c in d1), "root",
"P03 后置法兰", "35.1×40.9 孔距 -> M1 尾端面"))
for deg in (17.8, 107.8, 197.8, 287.8):
u = 27.5 * math.cos(math.radians(deg))
v = 27.5 * math.sin(math.radians(deg))
out.append(("S04", to_global("J1", u, v, 57.5), d1, "root",
"P03 前置止脱法兰", "BCD55 @%.1f° -> M1 前端面" % deg))
for x in (X_COL - 16.0, X_COL + 22.0):
for z in (180.0, 329.0):
out.append(("S05", (x, 95.0, z), (0.0, -1.0, 0.0), "root",
"P01 立柱分段缝", "z=%.0f 榫缝对锁(另配 M4 螺母)" % z))
"P01 立柱分段缝", "z=%.0f 前面 -Y:Ø3.9 直孔(M4x16 直接拧入自攻)" % z))
out.append(("S05", (x, 161.0, z), (0.0, 1.0, 0.0), "root",
"P01 立柱分段缝", "z=%.0f 背面 +Y:Ø3.9 直孔(M4x16 直接拧入自攻)" % z))
for deg in (0.0, 90.0, 180.0, 270.0):
x = HL.X_ARM + 20.0 * math.cos(math.radians(deg))
@@ -219,10 +224,17 @@ def instances(m2_bcd, m2_clock):
out.append(("S08", (x, y, 17.0), (0.0, 0.0, 1.0), "root",
"P02 防翻力臂", "榫头对锁 (%.0f,%.0f)(另配 M5 预埋螺母)" % (x, y)))
for x in (X_COL - 21.0, X_COL + 21.0):
for y in (Y_COL - 21.0, Y_COL + 21.0):
out.append(("S09", (x, y, 455.0), (0.0, 0.0, -1.0), "root",
"P03 肩吊臂安装台", "穿透榫头 Ø5.5 孔(454..495)旋入立柱,头藏于 P01 立柱内腔"))
for x in (X_COL - 27.5, X_COL + 27.5):
for y in (Y_COL - 13.5, Y_COL + 13.5):
# 方向 = 螺帽朝外法向(+Z,扳手从腔体上方进入);拧入方向 = -Z,Ø3.9 直孔自攻
out.append(("S09", (x, y, 479.0), (0.0, 0.0, 1.0), "root",
"P03 肩吊臂安装台",
"Ø3.9 直孔:从腔体正上方拧入,穿鞍座 9mm 吃进立柱顶环 7mm(自攻成型)"))
# 横向防脱锁紧(M4x16):螺帽压在后壁外面 x=-148,沿 +X Ø3.9 直孔自攻(穿 11mm 后壁 + 榫头)
out.append(("S11", (X_COL - 33.0, Y_COL, 463.0), (-1.0, 0.0, 0.0), "root",
"P03 肩吊臂安装台",
"Ø3.9 直孔:从立柱后方拧入,穿 11mm 后壁吃进榫头 4.7mm(自攻成型)"))
for x, y in ((-97.5, 53.0), (-97.5, 203.0), (120.0, 58.0),
(120.0, 198.0), (-215.0, 58.0), (-215.0, 198.0)):
+10
View File
@@ -61,6 +61,16 @@ VIEWS = {
"user_shoulder_solid": "?cam=joint&az=2.1&po=1.35&rd=380&xray=0",
"user_shoulder_xray": "?cam=joint&az=2.1&po=1.35&rd=380",
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# P03 轻量化桁架版(孤立视图:只留 P03,隐藏其余零件/电机/螺钉/包络)
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# P03↔立柱 安装接口(新版 4xM5 从腔体上方拧入):俯视看螺钉落位
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+2
View File
@@ -159,6 +159,8 @@ def arm_masses():
TREE = ["root", "J1", "J2", "J3", "J4", "J5", "J6"]
tot = {}
for p in meta["parts"]:
if not os.path.exists("%s/parts_step/%s.step" % (OUT, p["name"])):
continue # 螺钉实例 / 可达包络网格等非 CAD 构件没有 STEP,跳过
sh = load(p["name"])
v = volume(sh) / 1000.0
g = (v * RHO["PLA"] * 1000.0 * INFILL) if p["printed"] else RHO["motor_g"]
+175 -63
View File
@@ -84,7 +84,8 @@ small{color:var(--dim)}
#bomDock .dk-hd{display:flex;align-items:center;gap:8px;padding:9px 10px;flex:none;
border-bottom:1px solid var(--line)}
#bomDock .dk-hd b{font-size:13px}
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#bomDock .dk-hd .q{color:var(--dim);font-size:11px;min-width:0;flex:0 1 auto;
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@@ -118,13 +119,19 @@ small{color:var(--dim)}
#ikPose.on{background:#3a2b63;border-color:#a06bff;color:#fff;font-weight:600}
#ikPoseBox{display:none;align-items:center;gap:6px}
#ikPoseBox input[type=number]{width:54px}
#ikMixBox{display:none;align-items:center;gap:6px;flex:none}
#ikMixBox input[type=range]{width:118px;flex:none;accent-color:var(--ac);cursor:pointer}
#ikMixBox .st{min-width:56px}
/* ===================== IK 结果面板(左栏顶部) ===================== */
#ikpanel{margin:0 0 10px;border:1px solid var(--line);border-radius:6px;background:#141821;padding:7px 8px}
#ikpanel .ikh{display:flex;align-items:center;gap:6px;margin-bottom:5px}
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/* 徽标必须可换行:CJK 的最小内容宽度=一个字,若徽标 nowrap+flex:none,
长状态文案会把标题压成竖排一字一行(实测 h3 缩到 12px) */
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@@ -226,14 +233,14 @@ body.motion #bomDock{top:124px} body.motion #bomTab{top:140px}
<span class="lb">mm</span>
<span class="vsep"></span>
<span class="lb">扫描精度</span>
<select id="ikStep" title="冗余维 (J4,J5) 的扫描步长:越小越接近全局最优,耗时越长">
<select id="ikStep" title="冗余维 (J4,J5) 的粗扫步长:只在可行段内采样;位置任务取全局最优,姿态任务的精确解由孤立根枚举给出、与步长无关">
<option value="1">快速 1°</option>
<option value="0.5">较快 0.5°</option>
<option value="0.25" selected>标准 0.25°</option>
<option value="0.1">精细 0.1°</option>
<option value="0.05">极高 0.05°</option>
<option value="0.05">参考级 0.05°</option>
</select>
<button id="ikSolve" title="求解并把手臂动画移动到该位姿(取 Σ|θ| 最小的构型)">求解并移动</button>
<button id="ikSolve" title="求解并把手臂动画移动到该位姿(取相对当前姿态行程最小的构型)">求解并移动</button>
<button id="ikPose" title="开启姿态控制:除 TCP 位置外,同时指定末端工具姿态(工具轴指向 + 绕轴滚转)">姿态控制</button>
<span id="ikPoseBox">
<span class="lb">方位</span><input type="number" id="ikAz" step="5" value="0" title="工具轴(法兰朝外方向)绕 CAD Z 轴的方位角 / 度">
@@ -241,6 +248,18 @@ body.motion #bomDock{top:124px} body.motion #bomTab{top:140px}
<span class="lb">滚转</span><input type="number" id="ikRoll" step="5" value="0" title="绕工具轴自身的滚转角 / 度(右手系)">
<button id="ikPoseCur" title="把当前真实工具姿态读回三个输入框">取当前</button>
<button id="ikPoseDown" title="快捷设为工具轴竖直向下(爪取常用姿态)">垂直向下</button>
<span class="lb">优先级</span>
<select id="ikPrio" title="位置与姿态不能同时满足时的取舍:位置优先 = 保 TCP 点位精确、姿态取最接近可达值;姿态优先 = 保指定姿态精确、TCP 取最接近可达点(位置差在结果栏如实给出);混合优先 = 用右侧滑杆自由分配两端比重,0% = 姿态优先、100% = 位置优先,中间值在两端锚点之间按归一化折中代价加权搜索">
<option value="pos" selected>位置优先</option>
<option value="ori">姿态优先</option>
<option value="mix">混合优先</option>
</select>
<span id="ikMixBox" title="混合优先的比重(自由分配位置与姿态):向左 = 姿态优先、向右 = 位置优先;0% / 100% 与两条纯算法逐位一致。折中代价 J = w·(e/e_ref)² + (1−w)·(o/o_ref)²,两端尺度取各自锚点(位置端 = 位置优先解的姿态残差、姿态端 = 姿态优先解的位置差),故读数即「沿折中历程的进度」。滑动即算即动,松手全量折中">
<span class="lb">姿态</span>
<input type="range" id="ikMixW" min="0" max="100" step="1" value="50">
<span class="lb">位置</span>
<span class="st" id="ikMixV">50% 位置</span>
</span>
</span>
</div>
<div class="ikrow">
@@ -277,7 +296,7 @@ body.motion #bomDock{top:124px} body.motion #bomTab{top:140px}
<div class="doc">
<b>模式</b>:本页「<b>运动模拟</b>」承载全部运动学能力;「三维模型」为纯静态模型视图(关节锁定在设计零位、无目标点与求解控件),「装配图」为二维图纸。运动模拟下左栏只保留 IK 结果与关节角度,零件树/打印清单自动收走。<hr>
<b>目标</b>:使 TCP(末端工具法兰 P09 安装面中心,可加“工具长”)到达给定点,并在一切满足限位的可行构型中取
<b>Σ|θᵢ| 最小</b>者(交互连续求解时叠加参考位姿连续项,见第 6 条)。开启上方“<b>姿态控制</b>”后,
<b>各电机需转过的角度之和最小</b>者(相对当前姿态的行程;连续轴 θ 与 θ±360 是同一物理位形,角差一律取 ±180° 内的短弧,见第 6 条;离线批算不给参考姿态时退化为 Σ|θᵢ| 最小)。开启上方“<b>姿态控制</b>”后,
约束升级为 <b>位置 3 + 姿态 3</b>(工具轴指向 + 绕轴滚转),见第 5 条。
<br><b>姿态操控</b>:姿态开启后目标球处出现方向箭头与粉色侧球——<b>箭头指向即工具朝外方向</b>(法兰面法向朝外,也就是工具伸出的方向)。
<b>拖箭头头部</b>用弧球法(指针射线与以目标为球心、半径=箭长的球求交,方向=交点−球心)连续调整方位/俯仰;
@@ -288,7 +307,7 @@ body.motion #bomDock{top:124px} body.motion #bomTab{top:140px}
<ol>
<li><b>先消去一维</b>(仅位置任务):TCP 恰好落在 J6 轴线上,绕 J6 转动不改变 TCP 位置 ⇒ 对“到点”任务取
<code>θ6 = 0</code> 即已最优。</li>
<li><b>识别结构</b>:J2 / J4 / J5 三轴严格平行(轴向 Y,过 x = 18.5),J1 轴为 X,J3 轴沿臂长方向 Z。
<li><b>识别结构</b>:J2 / J4 / J5 三轴严格平行(轴向 Y,过 x = 19.5),J1 轴为 X,J3 轴沿臂长方向 Z。
记 <code>A = X−X0</code>、<code>R = |(Y−Y0, Z−Z1)|</code>、<code>φ = atan2(Z−Z1, Y−Y0)</code>,
则 <code>X = X0 + a</code>,而 <code>(Y, Z)</code> 由 <code>(b, c)</code> 绕 J1 轴旋转 φ 得到:<br>
<code>a = Vx·cosθ3·cosθ2 + Vz·sinθ2</code>,<code>b = −Vx·sinθ3</code>,
@@ -303,25 +322,55 @@ body.motion #bomDock{top:124px} body.motion #bomTab{top:140px}
最后 θ2 与 θ1 各由一个 2×2 线性方程组唯一确定:
<code>cosθ2 = (κA + Vz·n)/(κ² + Vz²)</code>,<code>sinθ2 = (Vz·A − κ·n)/(κ² + Vz²)</code>,
<code>κ = Vx·cosθ3</code>;<code>θ1 = φ − atan2(c, b)</code>。</li>
<li><b>遍历冗余</b>:(θ4, θ5) 就是二维冗余。在 (θ4, θ5) 的限位盒内<b>全域扫描</b>(区间端点必采,含上下限位),
每个网格点闭式求出全部支 ⇒ <b>覆盖整个可行解族</b>;再对最优的若干互异候选做 h/8 局部加密 + 模式搜索,
得到 <b>全局最小 Σ|θ|</b>,误差量级 ≤ 扫描步长。</li>
<li><b>遍历冗余(按行裁剪到可行段)</b>:(θ4, θ5) 就是二维冗余。闭式支只在平面支有解时才存在,
限位盒内只有 <b>7~27%</b> 的网格点能过判据,且实测(5 个目标 × 全部 θ4 行)<b>每行的可行集都是单一连续段</b>
—— 于是先用探测步找出每行的可行段、向两端各放宽一个探测步兜住段界,段内再按步长精扫。
段内密度与全域扫一致,因此<b>解的质量不动</b>,粗扫采样量降约 4.6×(但全量总耗时只降约 1.10×——局部加密窗口是 ±2h 步长 h/8,格数恒为 32×32/种子、与 h 无关,精修才是耗时地板)。
之所以不把粗扫一起放松:根枚举目前不保证完备,漏根时要靠粗扫的窄带候选兜底,
实测把粗扫同步放松会换来上百度级的代价劣化。</li>
<li><b>姿态任务(6 自由度)</b>:工具坐标系姿态 <code>R = R₁·R₂·…·R₆</code>(与场景图 6 级矩阵链一致)。
结构上 <b>J5 轴与 J6 轴在腕心 (18.5, 128, 222) 垂直相交</b>,因此 θ6 只提供绕工具自身轴的滚转:
结构上 <b>J5 轴与 J6 轴在腕心 (19.5, 128, 222) 垂直相交</b>,因此 θ6 只提供绕工具自身轴的滚转:
<u>工具轴指向 = (R₁…R₅)·ẑ,与 θ6 无关,TCP 位置也与 θ6 无关</u>。每条位置闭式支都附带确定的 R₅
(= R₁…R₅),滚转角随之闭式解出:<code>N = R₅ᵀ·R_des</code>(需为 Rz(−θ6))⇒
<code>θ6 = −atan2(N₁₀, N₀₀)</code>;姿态偏差 <code>e = ∠(R₅·Rz(−θ6), R_des)</code> ≤ 2° 的支才收入。</li>
<li><b>姿态达标优先</b>:达标解在 (θ4,θ5) 平面上是一条斜窄谷(奇异邻域灵敏度可达 ~100°/°),
按 Σ|θ| 取种子会整体错过它。达标带(e ≤ 1°)按 e 升序取种子、局部窗口加密、必要时 escalating
(姿态惩罚 ×100 重扫),最后做 <b>二维牛顿收口</b>:对“工具轴在目标轴法平面上的切向偏差”迭代,
每步在新 (θ4,θ5) 上重解闭式位置支(按 θ1..θ3 最近匹配取同支,位置天然保持精确),把 e 压到 ~10⁻³° 量级。
<b>最终只在 e ≤ 0.05° 的达标候选里按含连续项代价选优——不为省几度关节角牺牲姿态精度</b>;
确有 ~5% 的均匀随机姿型落在奇异“刀尖”上(姿态仅在奇异点精确可达),此时按最近位姿返回并如实报告残差。</li>
<li><b>连续优先(防倒摆)</b>:等价多分支(θ3 的 ±σ/±(π−σ)、肘上/肘下)之间只按 Σ|θ| 选优时,目标微动就会在分支间
跳来跳去,某轴大幅倒摆(实测 4mm 步长过可达边界最大跳 81.9°)。交互求解以<b>当前手臂姿态</b>为参考位姿,
代价加入 <code>λ·Σwrap(θᵢ−refᵢ)²</code>(λ=0.02):同族分支被锁定,仅当近支越限或误差超差才换支。
A/B 实测(4 条扫描路径):&gt;10° 跳变 14→5 次,最大跳变 163.5°→16.8°,平均 Σ|θ| 不升反降。</li>
<li><b>代表角</b>:J1 / J3 / J6 为 ±180° 整周轴,取 |θ| 最小的等价角;J2 / J4 / J5 有限位,越限即丢弃。</li>
<li><b>姿态 = 孤立根求解</b>:闭式支把 θ1..θ3 吸收掉之后,姿态任务只剩「工具轴指向 = 目标轴」
这 2 个方程、2 个未知数 (θ4,θ5),解是<b>孤立点</b>(独立密集种子 + 牛顿普查实测只有 1~2 个根),
滚转再由 θ6 闭式补上。所以不再用网格密度去撞那条斜窄谷:逐行对残差两个分量找<b>变号括号</b>、
从括号中点起跑<b>阻尼高斯-牛顿</b>(奇异时加大阻尼而非退出),并对每支的 ‖e‖ 最小节点补种以收
切向相切的根;代价最优的若干条入选候选再各收口一次。于是
<b>姿态残差量级从 ~10⁻²° 变为 10⁻⁶°(工程意义上的精确)</b>,且 Σ|θ| 不劣于原路径。</li>
<li><b>两处判据陷阱</b>(都验过,写在这里防止被自证):其一,切向残差在工具轴<b>反平</b>时同样为零,
同向判据只能在收口时验,当作迭代中止条件会让每支一进来就作废;其二,求根按<b>支下标</b>对齐
prev/cur,不可行的支必须留 null 占位,否则下标错开、括号判据失配,实测会整支漏掉一个真根、
多付 130° 关节角。确有少数奇异「刀尖」构型<b>无精确根</b>,此时牛顿收敛到 ‖e‖ 的真实最小,
报出的残差不再是采样伪影。</li>
<li><b>混合优先(比重可调折中)</b>:优先级下拉的第三种模式——一根滑杆自由分配两端:
<b>0% 即姿态优先、100% 即位置优先</b>(两端直接交给上面两条专用算法,结果逐位一致),
中间值在两端锚点之间最小化<b>归一化折中代价</b>
<code>J = w·(e/e_ref)² + (1−w)·(o/o_ref)²</code>。两端尺度取锚点自身:
<code>e_ref</code> = 姿态优先解的 TCP 位置差、<code>o_ref</code> = 位置优先解的姿态残差,
于是<b>滑杆读数就是「沿折中历程的进度」</b>、与目标的绝对误差量级无关(50% ≈ 两端各自归一后对半)。
之所以不用「1 mm ↔ 1°」的绝对量纲:实测两端误差常在 100 mm / 40° 量级,绝对量纲会把读数整体挤向
位置端(折线中点落到 ~13% 处),滑杆就不好用了。两端锚点复用上面两条算法——位置端 = 位置精确族 +
闭式滚转 + 孤立根收口(位置不可达时退化为最近可达位置),姿态端 = 工具轴闭式对齐 + θ6 补滚转
(姿态精确、位置最近);中间值以两锚点及<b>关节空间插值</b>为种子,对 6 维残差
<code>[√w·(p−t)/e_ref , √(1−w)·RV°/o_ref]</code> 做<b>阻尼高斯-牛顿 + 单轴抛光</b>,取 J 最小者
(J 同量级 2% 带内取行程 — 相对当前姿态的 Σ|wrap(θᵢ−refᵢ)| — 更小者,防等价支横跳)。两端中任一端在另一维也达标
(≤0.05)时折中无意义、直接返回该端——注意位置端不达标而姿态端在位置上达标时返回<b>姿态端</b>
(它两维同时占优:位置优先族收不到的到达解,姿态端收得到)。全程无随机数,同一输入逐位可复现;
拖动走快路(同「实时续解」条哲学,归一化尺度沿用最近一次全量的缓存),松手必走全量。</li>
<li><b>连续优先(最小移动角 / 防倒摆)</b>:等价多分支(θ3 的 ±σ/±(π−σ)、肘上/肘下、J1/J3 镜像族)之间只按 Σ|θ| 选优时,
目标微动就会在分支间跳来跳去、绕远路(实测目标挪 20 mm 就翻族:垂直向下时左右移动单步最大 74.8°、
累计绕出 348°,而目标实际只扫过 160°)。交互求解以<b>当前手臂姿态</b>为参考位姿,选解判据取
<b>所有电机需要转过的角度之和最小</b>——<code>Σ|wrap180(θᵢ−refᵢ)|</code>:连续轴(J1/J3/J6)无机械限位,
θ 与 θ±360 是同一物理位形,故角差一律取短弧;末尾 <code>1e-6·Σ|θ|</code> 只作并列时的次序稳定项。
同一条扫描路径实测:单步最大 5.0°、累计 160.0°,与目标实际扫过的角度一致。
拖动动画同样对连续轴取「离起始角最近的等价角」再插值,避免 +151.9°→−167.0° 反向扫 318.9° 绕一整圈。</li>
<li><b>实时续解(拖动快路)</b>:目标每帧只挪几毫米时,真解在 (θ4,θ5) 平面上连续移动,
没必要为重扫整个冗余维付全价。<code>solveWarm</code> 只在上一帧解附近取<b>同一闭式支</b>、走一小步同支搜索,
姿态任务再收口一次;<b>任一校验不过(换支、越限、位置残差超差、姿态没收口、关节跳太大)就返回 null
自动回落全量粗扫</b>,松手后的求解一定不带 warm、走全量。快路只负责「能快的时候快」,不改变正确性判据。</li>
<li><b>代表角</b>:位姿以 360° 为周期,解角一律取 ±180° 内的等价角(|θ| 最小);J2 / J4 / J5 另受相邻件实测机械区间约束,越限即丢弃。</li>
<li><b>自检</b>:每次求解都用闭式 FK 与场景图真实 6 级矩阵链各算一次 TCP 和工具姿态并与目标比对(见上表残差)。</li>
</ol>
<hr>
@@ -333,23 +382,35 @@ body.motion #bomDock{top:124px} body.motion #bomTab{top:140px}
<tr><td>逆解分支重构(200 组随机可行位形)</td><td class="good">200 / 200 命中</td></tr>
<tr><td>θ6 不变性(0° → 137°,TCP 位移)</td><td class="good">0.00 mm</td></tr>
<tr><td>姿态参数 ↔ 旋转矩阵往返(2000 组随机)</td><td class="good">2.4 × 10⁻⁶°</td></tr>
<tr><td>姿态重构达标率(200 组随机可行位形,0.5° 步长)</td><td class="good">185–191 / 200(4–7% 奇异刀尖构型残差 ≤ 2°,如实报告)</td></tr>
<tr><td>姿态重构达标率(200 组随机可行位形,step 0.5,A/B 同机)</td><td class="good">中位残差 0.0234° → <b>0.000000°</b>;&gt;0.05° 的例数 2 → <b>0</b>(改造前文档口径 185–191/200)</td></tr>
<tr><td>姿态解 Σ|θ| vs 改造前(60 组,step 0.25 + 连续项)</td><td>中位 +0.03°,最大 +8.4°(该例是新解更贴参考位姿、Σ|θ| 反而更大,属连续项的正常取舍而非漏解)</td></tr>
<tr><td>位置解 vs 0.05° 参考网格(100 目标,step 0.25)</td><td class="good">中位 +0.000°,最大 +0.49°,&gt;1° 例数 0</td></tr>
<tr><td>全量求解耗时(60 组,step 0.25 + 连续项)</td><td>仅位置 70.6 → 63.3 ms;位置+姿态 88.8 → 81.0 ms(约 1.10×;粗扫采样量降 4.6×,但精修才是地板)</td></tr>
<tr><td>实时续解快路(每帧 3 mm + 1.5°,240 帧)</td><td class="good">位置命中 96%、均 0.058 ms;姿态命中 65%、均 0.59 ms —— 对全量 81 ms 约 140~1400×,是交互延迟的主要收益来源</td></tr>
<tr><td>快路结果的独立复核(fkChain / 全 6 轴 orient,非求解器自报)</td><td class="good">位置 5.5×10⁻¹³ mm · 姿态 1.7×10⁻⁶°</td></tr>
<tr><td>姿态模式候选表长度(供互异构型/碰撞改选取样)</td><td>26 → 13(精确根集合本就只有 1~2 个,达标门收紧后可选样变少;动态碰撞改选若依赖宽候选需留意)</td></tr>
<tr><td>滚转角交互 roll 0→90(参考位姿连续)</td><td class="good">Δθ6 = 89.99°,θ1..θ5 变化 &lt; 0.01°</td></tr>
<tr><td>60 个可达目标:失败次数 / 最大残差</td><td class="good">0 次 / 3.5 × 10⁻¹³ mm</td></tr>
<tr><td>相对 0.05° 极细网格参考的最大劣化</td><td class="good">0.02°</td></tr>
<tr><td>vs 4000 次随机多起点数值解</td><td class="good">0 / 20 次劣于数值解</td></tr>
<tr><td>等价分支跳变 · 4 条扫描路径(修复前 → 后)</td><td class="good">&gt;10° 跳变 14 → 5 次;最大单步 163.5° → 16.8°</td></tr>
<tr><td>单次求解耗时(默认 0.25°)</td><td>约 0.1 s(1° ≈ 30 ms,0.05° ≈ 1.1 s;开姿态后同级或更快)</td></tr>
<tr><td>单次求解耗时</td><td>拖动跟随走快路 ~0.1 ms;全量求解默认步长下位置 ~20 ms、姿态 ~100 ms(node 侧本机实测,浏览器同量级)</td></tr>
</tbody>
</table>
<hr>
<b>限位</b>:J2 ∈ [−106, 9],J4 ∈ [−111, 16],J5 ∈ [−95, 34],J1 / J3 / J6 为 ±180°(可整周)。
<br><b>局限</b>:本算法为纯运动学求解,只受各关节行程限位约束,<u>不含跨关节自碰撞校核</u>。
原模型限位来自全对全动态扫描;若需要更舒展的姿态,可从上方“互异构型”列表改选次优解。
<b>限位</b>:电机行程各轴 ±360°(=滑块范围);解角取 ±180° 内的等价角——位姿以 360° 为周期,超出 ±180° 不产生新位姿。
相邻打印件的实测机械区间封顶:J2 ∈ [−107, 128],J4 ∈ [−112, 112],J5 ∈ [−96, 96],J1 / J3 / J6 可整周。
<br><b>参考</b>:零位静态扫描 J2 [−106, 9]、J4 [−111, 16]、J5 [−95, 34] 只在其它轴全零时对固定立柱成立,已不再当可行域;
跨组零件对(腕/法兰撞立柱那类)由胶囊碰撞模型按当前姿态实时判定(实测 J1=90° 时 J2 正端从 +8° 放到 +107°)。
<br><b>局限</b>:胶囊模型故意不检相邻组零件对(|Δg|=1),那部分由上面的实测机械区间兜底;换模型须重跑
scratch/probe_adj.py 更新 collide.json 的 adj。若需要更舒展的姿态,可从上方“互异构型”列表改选次优解。
<br><b>不可达</b>:若目标超出工作空间,自动求最近可达位姿——阻尼最小二乘<b>从当前姿态锚定起步</b>(抑制退化方向的无用漂移)、固定种子的确定性重启(同一点重复解算逐位一致)、再经零空间抛光取最小总关节角的代表值;报告的距离为抛光后真实值。
<br><b>姿态不可达</b>:姿态任务超可达空间时,阻尼最小二乘误差向量升级为 6 维(位置 mm + 姿态 deg,按 20 mm/rad 折算),返回位置与姿态联合最近的位姿,两个残差分别显示。
<br><b>混合优先不可达</b>:位置超可达空间时,位置端锚点退化为「最近可达位置」、姿态端仍取「姿态精确、位置最近」,
再按同一权重折中,两端各自的残差在结果栏如实列出(与位置优先的历史兜底——6 维联合 DLS——是两个不同的代表值,切换模式可得)。
<br><b>API</b>:控制台可用 <code>IK.solver.solve([x,y,z],{step:0.25,tool:0,pose:{R:ArmIK.poseMat(az,el,roll)}})</code>;
<code>IK.setPose(az,el,roll)</code> 可直接设定目标姿态。
<code>IK.setPose(az,el,roll)</code> 可直接设定目标姿态;<code>IK.setPrio('mix',0.3)</code> 切到混合优先并设比重;
<code>IK.solver.solveTo([x,y,z],{pose:{R:…},priority:'mix',mixW:0.3})</code> 直接取折中解(0 与 1 分别等于姿态优先 / 位置优先)。
</div>
</details>
</div>
@@ -403,6 +464,7 @@ body.motion #bomDock{top:124px} body.motion #bomTab{top:140px}
const DATA = /*__DATA__*/;
const SHEETS = /*__SHEETS__*/;
const TRAVEL = /*__TRAVEL__*/;
const COLLIDE = /*__COLLIDE__*/;
const TL = {}; for (const t of TRAVEL) TL[t.axis] = t;
const V3 = THREE.Vector3;
const VC = p => [p[0], p[2], -p[1]]; // CAD (x,y,z) -> viewer (x,z,-y); must precede use
@@ -430,15 +492,20 @@ for (const j of JO) {
const g = new THREE.Object3D(); g.matrixAutoUpdate = false;
JG[j.id] = g; JG[parentOf[j.id]].add(g);
}
/* 轴心 P / 轴向 D 只与 CAD 参数有关:预计算一次;矩阵合成改用 3 个共享实例。
旧版每次调用新建 2 个 Vector3 + 3 个 Matrix4(一次关节写入 = 6 次调用 = 30 个临时对象),
动画与实时追踪高频触发时纯属垃圾。数学与原式逐位相同:T(P)·R(D,θ)·T(−P)。 */
const JP = {}, JD = {};
for (const j of JO) { JP[j.id] = new V3(...VC(j.rear)); JD[j.id] = new V3(...VC(j.d)).normalize(); }
const _jmT = new THREE.Matrix4(), _jmR = new THREE.Matrix4(), _jmTi = new THREE.Matrix4();
function applyJoint(id) {
const j = JO.find(q => q.id === id); if (!j) return;
// geometry vertices were built in the viewer frame (x, z, -y), so the pivot point and the
// axis must go through the same swap - using raw CAD coords rotates about the wrong line
const P = new V3(...VC(j.rear)), D = new V3(...VC(j.d)).normalize();
const P = JP[id], D = JD[id]; if (!P) return;
const a = (ang[id] || 0) * Math.PI / 180;
const m = new THREE.Matrix4().makeTranslation(P.x, P.y, P.z)
.multiply(new THREE.Matrix4().makeRotationAxis(D, a))
.multiply(new THREE.Matrix4().makeTranslation(-P.x, -P.y, -P.z));
const m = _jmT.makeTranslation(P.x, P.y, P.z)
.multiply(_jmR.makeRotationAxis(D, a))
.multiply(_jmTi.makeTranslation(-P.x, -P.y, -P.z));
JG[id].matrix.copy(m);
JG[id].matrixWorldNeedsUpdate = true;
requestRender();
@@ -454,8 +521,11 @@ for (const p of DATA.parts) {
p.triCount = p.t ? p.t.length : 0;
p.vertCount = p.v.length;
const isEnv = p.name.slice(0, 4) === 'ENV_'; // 可达包络:运动学边界,不随关节动
/* 索引按顶点数降位:单件 ≤65535 顶点时 Uint16 合法(92 件实测最大 47483),
索引内存与上传带宽减半;超大件保留 Uint32 兜底。 */
const IDX16 = p.v.length <= 65535;
if (p.kind === 'line') { // 经纬线:LineSegments,无三角面
const sIdx = new Uint32Array(p.s);
const sIdx = IDX16 ? new Uint16Array(p.s) : new Uint32Array(p.s);
geo.setAttribute('position', new THREE.BufferAttribute(pos, 3));
geo.setIndex(new THREE.BufferAttribute(sIdx, 1));
geo.computeBoundingSphere(); geo.computeBoundingBox();
@@ -470,7 +540,7 @@ for (const p of DATA.parts) {
delete p.v; delete p.s;
continue;
}
const idx = new Uint32Array(p.t.length * 3);
const idx = IDX16 ? new Uint16Array(p.t.length * 3) : new Uint32Array(p.t.length * 3);
// the vertex map (x,y,z)->(x,z,-y) has determinant +1, so triangle winding must be kept
// as-is; swapping two indices here inverted every face and made the normals point inward
for (let i = 0; i < p.t.length; i++) { idx[i*3] = p.t[i][0]; idx[i*3+1] = p.t[i][1]; idx[i*3+2] = p.t[i][2]; }
@@ -566,16 +636,23 @@ cv.addEventListener('pointerdown', e => {
panDist = 0;
cv.setPointerCapture(e.pointerId);
});
let hoverPending = false, lastHoverEv = null;
/* 悬浮拾取限流:射线要对 34 万三角面全量求交(实测 ≈0.5~1.5 ms/次),
旧版每个 pointermove 都算(rAF 合帧后仍≈显示器刷新率次数);
这里加 60 ms 时间配额 + 位置去重,指针静止时一次都不算,尾随仍会补最新位置,
tooltip 观感不变。点击 / 右键拾取不经过此函数,仍即时求交。 */
let hoverPending = false, lastHoverEv = null, hoverT = -1e9, hoverX = -1, hoverY = -1;
const HOVER_MS = 60;
function schedHover(e) {
lastHoverEv = e;
if (!hoverPending) {
hoverPending = true;
requestAnimationFrame(() => {
hoverPending = false;
if (lastHoverEv && !drag) hover(lastHoverEv);
});
}
if (e.clientX === hoverX && e.clientY === hoverY) return; // 没移动:结果不可能变
hoverX = e.clientX; hoverY = e.clientY; lastHoverEv = e;
if (hoverPending) return;
hoverPending = true;
setTimeout(() => {
hoverPending = false;
if (!lastHoverEv || drag) return;
hoverT = performance.now();
hover(lastHoverEv);
}, Math.max(0, HOVER_MS - (performance.now() - hoverT)));
}
cv.addEventListener('pointermove', e => {
if (!drag) { schedHover(e); return; }
@@ -592,12 +669,23 @@ cv.addEventListener('wheel', e => { e.preventDefault(); rd *= (1 + Math.sign(e.d
/* ---- picking & hiding ---- */
const ray = new THREE.Raycaster(); let sel = null, hov = null;
/* 拾取列表与 NDC 向量复用同一实例:旧版每次 pointermove 都 filter 出一个新数组 +
新建 Vector2(高频下纯垃圾)。可见性逐次重算,语义与 filter 完全一致
——three r159 的 Raycaster 不检查 object.visible,只能靠这里过滤。 */
const pickList = [], ndcPick = new THREE.Vector2();
function pick(e) {
const r = cv.getBoundingClientRect();
ray.setFromCamera(new THREE.Vector2(((e.clientX-r.left)/r.width)*2-1, -((e.clientY-r.top)/r.height)*2+1), cam);
const hit = ray.intersectObjects(meshes.filter(m => m.visible), false)[0];
ndcPick.set(((e.clientX-r.left)/r.width)*2-1, -((e.clientY-r.top)/r.height)*2+1);
ray.setFromCamera(ndcPick, cam);
pickList.length = 0;
for (const m of meshes) if (m.visible) pickList.push(m);
const hit = ray.intersectObjects(pickList, false)[0];
return hit ? hit.object : null;
}
/* BOM 表高亮行只记一行:旧版每次点选/ESC 都要把整张表(13 行零件 + 10 行螺钉)
的 style.background 全刷一遍,纯属多余 DOM 写入。 */
let bomHlRow = null;
function bomHlClear() { if (bomHlRow) { bomHlRow.style.background = ''; bomHlRow = null; } }
function hover(e) {
const o = pick(e); if (o === hov) return; hov = o;
const n = document.getElementById('note');
@@ -650,8 +738,7 @@ window.addEventListener('keydown', e => {
sel = null;
const hud = document.getElementById('hud');
if (hud) hud.textContent = '';
const tb = document.querySelector('#bom tbody');
if (tb) for (const tr of tb.children) tr.style.background = '';
bomHlClear();
requestRender();
}
}
@@ -660,7 +747,7 @@ cv.addEventListener('click', e => {
const o = pick(e);
if (o === sel) {
if (sel) { sel.material.emissive.setHex(0); sel.material.emissiveIntensity = 0; sel = null; }
const tb = document.querySelector('#bom tbody'); if (tb) for (const tr of tb.children) tr.style.background = '';
bomHlClear();
clearScrewHl();
const hud = document.getElementById('hud'); if (hud) { hud.textContent = ''; delete hud.dataset.scrHl; }
requestRender();
@@ -669,7 +756,8 @@ cv.addEventListener('click', e => {
if (sel && !sel.userData.screw) { sel.material.emissive.setHex(0); sel.material.emissiveIntensity = 0; }
sel = o;
if (sel && !sel.userData.screw) { sel.material.emissive.setHex(0x2f6bff); sel.material.emissiveIntensity = .55; }
const tb = document.querySelector('#bom tbody'); for (const tr of tb.children) tr.style.background = '';
const tb = document.querySelector('#bom tbody');
bomHlClear();
const hud = document.getElementById('hud');
hud.textContent = '';
delete hud.dataset.scrHl;
@@ -680,31 +768,50 @@ cv.addEventListener('click', e => {
' cm3 · ' + (u.printed ? '打印件' : '电机/已有件') +
' <span style="margin-left:8px;color:var(--warn);font-size:11px">[右键单击或按H键隐藏此部件]</span>';
const tr = tb.querySelector('[data-idx="' + u.idx + '"]');
if (tr) { tr.style.background = '#22406b'; tr.scrollIntoView({block:'nearest'}); }
if (tr) { tr.style.background = '#22406b'; bomHlRow = tr; tr.scrollIntoView({block:'nearest'}); }
}
requestRender();
});
/* ---- UI: joint sliders, ranges from the swept hard stops (docs/travel.json) ---- */
/* ---- UI: joint sliders ----
滑块范围 = 电机行程 ±360°(docs/collide.json 的 motor_limit_deg;原 ±106° 作废)。
能拖到哪由几何说话:相邻件实测自由区间(与姿态无关)封顶,跨组零件对由胶囊碰撞
模型按当前姿态实时夹取(见 ik-glue 的 IK.clampAxis);docs/travel.json 的零位静态
扫描值只作 tooltip 参考——它是"其它轴全零"时对固定立柱的一次性结果,随姿态大变。 */
const JNAMES = ['J1','J2','J3','J4','J5','J6'];
const MOTOR = (typeof COLLIDE !== 'undefined' && COLLIDE.motor_limit_deg) || 360;
const jh = document.getElementById('joints');
for (const id of JNAMES) {
const j = JO.find(q => q.id === id); if (!j) continue;
const t = TL[id] || {lo:-180, hi:180, continuous:true, note:'360°旋转'};
const lo = Math.floor(t.lo), hi = Math.ceil(t.hi);
const lo = -MOTOR, hi = MOTOR;
const d = document.createElement('div');
d.className = 'j-box';
d.innerHTML = '<div class="row"><label title="' + t.note + '(双击复位 0°)">' + id + ' ' + j.cn +
(t.continuous ? ' <em class="ok">360°连续</em>' : ' <em>' + lo + '°…' + hi + '°</em>') +
d.innerHTML = '<div class="row"><label title="' + t.note +
'(电机行程 ±' + MOTOR + '°=滑块范围;零位静态扫描 ' + Math.floor(t.lo) + '°…' + Math.ceil(t.hi) +
'°仅作参考,实际边界随姿态由碰撞模型实时夹取。双击复位 0°)">' +
id + ' ' + j.cn +
(t.continuous ? ' <em class="ok">360°连续</em>' : ' <em id="e' + id + '">' + lo + '°…' + hi + '°</em>') +
'</label><span class="j-val" id="v' + id + '" title="点击复位为 0°">0°</span></div>' +
'<input type="range" id="s' + id + '" min="' + lo + '" max="' + hi + '" value="0">';
jh.appendChild(d);
const inp = d.querySelector('input');
inp.oninput = ev => { ang[id] = +ev.target.value;
document.getElementById('v'+id).textContent = ang[id] + '°';
for (const q of JNAMES) applyJoint(q); };
inp.oninput = ev => {
let v = +ev.target.value;
if (window.IK && IK.clampAxis) { // 动态限位夹取(glue 加载后才生效)
const c = IK.clampAxis(id, v);
if (c !== v) { v = c; ev.target.value = c; } // 滑块头停在真实边界上
}
ang[id] = v;
document.getElementById('v'+id).textContent = v + '°';
for (const q of JNAMES) applyJoint(q);
};
d.querySelector('.j-val').onclick = () => { inp.value = 0; inp.dispatchEvent(new Event('input')); };
d.querySelector('label').ondblclick = () => { inp.value = 0; inp.dispatchEvent(new Event('input')); };
inp.onchange = () => { // 松手后异步刷新动态范围标签(拖拽中不刷,避免卡顿)
if (window.IK && IK.refreshJointLabels) setTimeout(() => IK.refreshJointLabels(
['J1','J2','J3','J4','J5','J6'].map(x => (document.getElementById('s'+x) || {}).value || 0)), 0);
};
applyJoint(id);
}
const bRstJ = document.getElementById('resetJoints');
@@ -1011,9 +1118,14 @@ function updStat() {
}
updStat();
/* 按需渲染:needRender 由 requestRender() 置位(所有交互与状态变化都已调用它;
旧版置位后全文件无读取点,等于恒以显示器刷新率空转满帧渲染)。
装配图页画布隐藏时【不清标志】,切回三维页由 tab 处理器 resize()+requestRender() 补渲染。
preserveDrawingBuffer 必须保持 true:不重绘时靠它保住最后一帧画面。 */
function loop() {
resize();
if (cv.style.display !== 'none') {
if (needRender && cv.style.display !== 'none') {
needRender = false;
resize();
updCam();
rend.render(scene, cam);
}