docs: 更新V2版机器人手臂零件设计说明与渲染截图

2026-09-27 00:28:49 +08:00
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+# 行程与干涉修复报告（h2_v2 几何 · 2026-09-26）
+
+## 用户实测问题
+
+在网页查看器中随意调 4 个关节到极限角度，出现**严重干涉**（4 张截图：P08 切入 P07、
+P07/P06 切入 P05、P05 切入 P04）。此前的"动态碰撞测试通过"结论是错误的。
+
+## 根因（三层叠加）
+
+1. **几何缺陷（主因）**：`make_pitch_to_roll_bracket`（P05 大臂旋转座 / P08 腕偏转座共用）
+   的 `top_fill` 顶部填充块与 `rear_spine` 后脊在 y≤155.5 带内一路填到关节轴平面
+   （z = z_pitch），与上游件（P04 肩叉 / P07 小臂）的底面**齐平贴合**。零位时测量体积为 0
+   （贴合面），但关节**一转立即切入**——这是截图 1/4 中 P08×P07、P05×P04 深度切入的直接原因。
+2. **旧测试脚本失效**：`real_arm_collision_test.py` v1 的 J2~J5 关节轴定义是错的
+   （J3/J4 用错轴、J2/J5 方向反），且跳过"相邻关节零件对"和电机——而被跳过的
+   恰恰是全部出问题的对。
+3. **travel.json 过期**：滑块范围是旧几何（9-25）扫描的（J2 -123..109 等），
+   V2 圆角几何（9-26）从未重扫，网页滑块让用户推到了实际不存在的行程。
+
+## 几何修复（FIX-1）
+
+`make_pitch_to_roll_bracket`（同时作用于 P05/P08）：
+
+- **删除** `rear_spine` 后脊（其连接功能由 Loft + 顶部填充的 y≥158.5 部分承担）；
+- **顶部填充块** 只保留 y≥158.5（与从动法兰盘对齐），切除与上游件贴面的部分；
+- **旋转清让切除**：`y ≤ 157.5` 带内、轴平面以上及颈部以外的材料全部切除，
+  只保留半径 36mm 的**旋转颈部**（相对上游件最近材料半径 35mm 留径向余量，
+  侧向 2mm 间隙）；
+- **J1 从动定位凸台加长**（local z 54.942..59.5），跨过 y=156.5..158.5 间隙插入
+  法兰盘——否则切除填充后凸台悬空成第二实体。
+
+修复后 9 个打印件全部单实体、零位干涉 0 对。
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+## 验证工具：sweep_v2.py（全新，权威）
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+针对旧工具的三个缺陷重写（`src/sweep_v2.py`，多进程并行）：
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+- 进程内直接构建当前模型（杜绝 STEP/网格过期），轴取自 `human_layout`（与网页逐位一致）；
+- 检查**全部零件对**（含相邻对与 6 台电机）；
+- 单关节双向粗扫+二分 → 真实硬限位；干涉记录**质心定位**；
+- 组合姿态扫描（某关节保持极限、扫其余关节）→ 折叠约束数据；
+- 轴向/径向区间预剪枝 + 20 进程并行（用户要求提速；单关节阶段 8 分钟，旧版 22 分钟）。
+
+## 最终行程（docs/travel.json，滑块即此范围）
+
+| 关节 | 旧 travel.json（过期） | **新（验证）** | 限位机制（干涉质心） |
+|------|----------------------|--------------|--------------------|
+| J1 肩抬举 | -1.9..180 | **-2..179** | 反向：P09 工具法兰擦胸板侧面 (3.2, 61, 110)——手臂下垂时的结构硬极限 |
+| J2 肩俯仰 | -123..108.8 | **-115..111** | P04 叉尖 (56.3, 143, 510) / P03 斜撑 (-59, 111, 556) |
+| J3 大臂自转 | 360°连续 | **360°连续** | P06 扫掠半径 50 < 胸板最近 67，整周自由 |
+| J4 肘部俯仰 | ±120 | **±54** | P07 肩部擦 P06 前脸边缘，3mm³ 擦碰（±55 处）；为保 M4 定位环接受 |
+| J5 腕俯仰 | ±108.9 | **±102** | P08 颈部擦 P07 侧缘 (60.2, 146, 232) |
+| J6 腕自转 | 360°连续 | **360°连续** | P09 全部回转对称，整周自由 |
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+## 组合姿态（重要说明）
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+任意**单关节**推满滑块已验证零干涉。多关节同时打到极限的折叠姿态
+（如 J1 翻顶 179° + J2 前摆 + J4 弯肘）物理上必然自碰——真实机器人同样如此，
+由控制器避碰解决，不应把组合约束压进静态滑块（否则 J4 会被压成 0..5°，手臂锁死）。
+组合卡死的具体角度与零件对保留在 `docs/travel_detail.json` 的 `combos` 字段。
+
+## 文件清单
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+- `src/sweep_v2.py` — 权威行程/碰撞扫描（并行、全对全、干涉定位）
+- `src/finalize_travel.py` — 用单关节硬限位重置 docs/travel.json
+- `src/real_arm_collision_test.py` — 重写为 sweep_v2 封装（姿态网格抽查，修复错误轴）
+- `docs/travel.json` — 网页滑块范围（已重建进查看器）
+- `docs/travel_detail.json` — 单关节卡死明细 + 组合约束 + 干涉质心