feat: 增加组合折叠姿态干涉扫描、力矩实测与结构强度复核数据

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2026-10-02 12:06:23 +08:00
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@@ -69,8 +69,8 @@ python src/sweep_v2.py
| 构件编号 | 构件名称 | 关联驱动关节 | 设计说明 |
| :--- | :--- | :---: | :--- |
| **P01** | 胸板 / 安装板 | 根基固定 | 12mm 基础基座,预留 4x M4 紧固位与躯干走线窗 |
| **P02** | 底脚 / 支撑座 | 根基固定 | 200×320mm 重型防倾覆底盘,提供稳固调试基座 |
| **P01** | 立柱(三段 A/B/C) | 根基固定 | 66×66mm 三角截面立柱,分段榫接 + M4 自攻对锁孔防反装;顶端为 P03 安装台 |
| **P02** | 底盘(核心座 + 前/后防翻力臂) | 根基固定 | 195×190mm 核心承力座 + 48mm 套筒 + 前后三角加强筋;前后防翻力臂带 M5 预埋螺母 |
| **P03** | 肩吊臂 / 肩关节安装悬臂 | J1 驱动抱紧 | 轻量化板式桁架:双侧 6mm 竖板 + 帐篷减重窗(≥52°自支撑)+ 9mm 承力鞍座 + Ø15 螺母柱,抱紧 M1 电机(实心 728→286cm³,-61%,外轮廓不变) |
| **P04** | 肩叉 | J1 ➔ J2 | 90° 一体化高刚度正交转向肘,直锁 M1,抱紧 M2 |
| **P05** | 大臂旋转座 | J2 ➔ J3 | 16 层 Loft 曲面平滑过渡,直锁 M2,后侧刚性抱紧 M3 |
@@ -78,6 +78,23 @@ python src/sweep_v2.py
| **P07** | 小臂骨架 | J4 ➔ J5 | L 型圆弧强化立柱,大范围自由运动避让,抱紧 M5 |
| **P08** | 腕偏转座 | J5 ➔ J6 | 16 层 Loft 双曲面过渡,直锁 M5,立式抱紧 M6 腕旋转电机 |
| **P09** | 工具法兰 | J6 输出 | 直锁 M6 输出轴,标准工业 ISO 法兰(4x M4 螺孔 BCD 40mm) |
| **M1~M6** | 关节电机模组 ×6 | 各关节驱动 | Ø60 方形标准减速电机模组(63.6mm 方形尾盖),210 g/台,整机 1260 g |
> ⚠️ **P01 / P02 是固定测试台架,不是机器人本体**。它在扫描中代表机械臂与躯干的连接
> 界面——**臂撞立柱 = 臂撞躯干,是真约束,碰撞计算必须包含它**。但台架的位置与截面
> 是一个假设,所以躯干侧的工作空间只和这个假设一样准。要改的是"真机躯干占位"这个
> 输入,而不是改台架(改台架是改测试工装)。`sweep_v2.py --no-stand` 是诊断开关:
> 排除台架重扫,给出不含躯干约束的自由空间行程,用来分辨某个限位是臂自身折叠产生的
> 还是躯干挡的。**默认包含台架。**
> ⚠️ **关节电机力矩现状**:按 `torque_balance.py` 的实测(零件真实质心 + 可达姿态搜索),
> **J1 肩抬举仅悬停自身臂身即需 3.84 N·m、J2 需 2.48 N·m**,已超出假定许用连续力矩
> 2.0 N·m;带 0.5 kg 末端负载时 J1 达 6.14 N·m(307%)。详见 `docs/torque_report.md`。
> 结论对电机额定参数敏感,该参数目前为工程假定(无数据手册),可用 `ARMT_CONT` 覆盖重算。
>
> 相反地,**结构本身不是瓶颈**:12 个剖面全部合格,最差的 P03 吊臂根座安全系数 8.93,
> 最大挠度 1.6mm。减重救不了电机——J1 的 distal 载荷里 5 台电机占 65%(1.05kg),
> 打印件只占 0.58kg,把 P07/P08/P09 全部减掉 J1 也只降到 2.54 N·m。
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@@ -85,8 +102,20 @@ python src/sweep_v2.py
- 📘 **权威数据(工具自动生成)**:
- [各关节行程与硬限位 travel.json](file:///g:/Robot_v2/机器人手臂/docs/travel.json)(sweep_v2.py 扫描生成,修改几何后必须重扫)
> 滑块范围 = **单关节**硬限位。组合折叠姿态下另有干涉约束,见 `travel_detail.json` 的
> `combos` 字段(目前全部是工具法兰 P09 撞躯干占位 P01_A,属真约束);查看器运行期
> 另有胶囊碰撞模型按姿态夹取。
- [零件明细与质量属性 bom.json](file:///g:/Robot_v2/机器人手臂/docs/bom.json)(构建自动生成)
- [静态干涉检测结果 collision.json](file:///g:/Robot_v2/机器人手臂/docs/collision.json)(构建自动生成)
- [截面刚度与应力 strength.json](file:///g:/Robot_v2/机器人手臂/docs/strength.json)(strength_check.py 生成)
- [关节力矩与负载能力 torque_report.md](file:///g:/Robot_v2/机器人手臂/docs/torque_report.md)(torque_balance.py 生成)
- 🔬 **测试与校验工具**(src/ 目录):
- sweep_v2.py — 权威动态碰撞检测与行程扫描
- strength_check.py / torque_balance.py — 刚度、应力与力矩平衡校核(按需重新生成报告)
- strength_check.py — 剖面刚度/应力校核(零件真实质心 + 可达姿态搜索,输出含挠度估算)
- torque_balance.py — 关节电机力矩、惯量与负载能力校核(拓扑取自 human_layout,不手抄)
- finalize_travel.py — 从 travel_detail 重建 travel.json(含组合卡死阈值提示)
> 三个校验脚本共用同一套零件表与运动学链(`strength_check.part_table / chain`,
> 关节轴来自 `human_layout.py`),改几何后不存在"报告与模型不同步"的问题。
> 环境变量:`ARMPAY`(末端负载 kg)、`ARMDYN`(动载系数)、`ARMINFILL`(实体率)、
> `ARMMAT`(材料)、`ARMT_CONT`/`ARMT_PEAK`/`ARMT_ALLOW`(电机力矩)、`ARMT_ALPHA`(角加速度)。