cbb
649bd69810
单文件约束取消后，Python 侧没必要再靠 16 处 sys.path.insert 维持扁平模块互认。
现在按职责分包：
arm/paths.py 路径唯一来源（含新增 CACHE、TPL）
arm/constants.py 实测接口数值（原 armcore 的 M/C/CLR/FIT/MOTOR_TOL 段）
arm/cad/{helpers,arm_build,part_tools,parts/} 几何与装配
arm/kinematics.py（原 human_layout.py，唯一运动学事实源）
arm/analysis/{sweep_v2,strength_check,torque_balance,finalize_travel,ws_sweep,gen_env_mesh}
arm/dataio/{screw_mesh,draw_sheet} arm/viewer/{build_viewer,shot}
arm/build_model.py（原 arm_model.py）
顺带修掉的既有缺陷（都是实测撞出来的，不是预防性改动）：
- arm_model 第二次 sys.path 跳到 gitignore 的 scratch/ 去 import 构建必需的包络脚本：
ws_sweep/gen_env_mesh 提升进 arm/analysis/，缓存挪到 data/cache/（gitignore，可重生成）。
- finalize_travel / draw_sheet 顶层就是"算完写文件"，一次 importlib 冒烟测试就把
docs/travel.json 重写了一遍；现在被 import 直接抛错。
- strength_check 用 OUT.replace("/out","/web") 靠字符串形状推路径，改成直接用 WEB。
- build_viewer 里 WORKSPACE 使用点漏改导致 NameError —— 已由构建关卡抓到并修掉。
os._exit 的处置与计划里的假设相反：实测光是 `python -c "import arm.cad.helpers"`
就会在解释器退出时段错误（exit 139，OCC 静态析构），全流程跑完也一样。所以入口
脚本尾部保留 flush + os._exit，并把原因写进注释；被 import 时不生效。
关卡（tests/）：
- verify.py 一条命令跑三层：产物 md5、IK 数值 exact 段、截图。
- 截图基线重做并分级：同一构建连跑两轮实测 102 张逐字节可复现（要求 md5 相同），
3 张线束 x-ray 不可复现（mean<=0.0017、无像素差>8）改为与参考像素比容差；
这 3 张不再入库，免得每次跑关卡都脏 git。
- 新增 ?view=sheet / ?sheet=N / ?theme / ?guide=N 四个 URL 参数：工程图与装配向导
占了约一半 CSS 和 700 行 JS，原先没有任何截图覆盖，拆它们等于没有关卡。
- 关卡灵敏度已验：改坏 IK 基线一个数 -> FAIL；换旧版求解器 -> 5 处 exact 差异。
实测：python -m arm.build_model 退出码 0，全部产物 md5 与基线一致，
105 视图截图全过，IK exact 段逐字节一致。
547 lines
31 KiB
Python
547 lines
31 KiB
Python
# -*- coding: utf-8 -*-
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"""跨件共用的刀法与统一配方：X 向基础体、减重腔 helper、电机前端压盖、止口 hub、pitch->roll 转接座骨架。"""
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from arm.cad import arm_build as AB
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import cadquery as cq
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from arm import kinematics as HL
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import math
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from arm.cad.helpers import cyl, place
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from arm.cad.arm_build import COVER_Z, R, T, Ycyl, bx, prism
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from arm.kinematics import X_ARM, Y_AXIS, Y_COVER
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Y_MID = Y_AXIS
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BOSS = COVER_Z + 0.2
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DISC_R = 40.0
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SLEEVE_R = 35.0
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# 深度圆角优化参数
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CLEARANCE_GAP = 2.0 # 关节间隙 2.0mm
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FILLET_TINY = 1.5 # 微小圆角（螺孔边缘）
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FILLET_SMALL = 3.0 # 小圆角（功能面）
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FILLET_MEDIUM = 6.0 # 中圆角（结构过渡）
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FILLET_LARGE = 10.0 # 大圆角（主要轮廓）
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FILLET_XLARGE = 15.0 # 超大圆角（视觉主导区域）
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CHAMFER_EDGE = 2.0 # 边缘倒角
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def Xcyl(r, x0, x1, py, pz):
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return place(place(cyl(r, 0.0, x1 - x0, 0.0, 0.0), R(90, 0, 1, 0)), T(x0, py, pz))
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def Xplate(pts_yz, x0, x1):
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prof = [(-p[1], p[0]) for p in pts_yz]
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return place(place(prism(prof, 0.0, x1 - x0), R(90, 0, 1, 0)), T(x0, 0.0, 0.0))
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def XB(a0, a1, y0, y1, z0, z1):
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return bx(X_ARM + a0, X_ARM + a1, y0, y1, z0, z1)
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# ------------------------------------------------------------------ 减重（镂空）--------
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# 三个手法件（P04/P06/P07）在关节根部都留着一大块"实心过渡料"：壁厚最深到 15~17.5mm，
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# 而 gyroid 填充只有 25~35%，等于用整块实心去抗一个安全系数 19~122 的截面。
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# 下面两个 helper 把这块料掏掉，规则与 P03 的"帐篷形减重窗"一致：
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# 1) 不留封闭空腔 —— 减重腔要么朝上敞开，要么是有进出口的窗，打印不憋气、不积料；
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# 2) 斜面自支撑 —— 斜面与水平面夹角 >= 52°（与竖直面夹角 <= 38°），免支撑；
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# 3) 内角 R4 圆角 —— 挖出来的洞会把圆截面变成尖角，Kt 从 ~1.2 抬到 ~2.5，
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# 圆角把应力集中压回去；
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# 4) 只吃"距表面 > 8mm"的厚料，四周至少留 8mm 壁 —— 受力纤维一根不碰。
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HOLLOW_WALL = 8.0 # 减重腔与原外表面的最小间距（= 留下的最小壁厚）
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HOLLOW_FILLET = 4.0 # 减重腔内角圆角，与 P03 竖板减重窗一致
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def hollow_channel(x0, x1, y0, y1, z_floor, z_open, tag="", fil=HOLLOW_FILLET):
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"""朝上敞开的减重槽：从 z_open 往下切到 z_floor，槽底水平（朝上受支撑）、侧壁竖直。
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竖打（模型 Z = 打印 Z）下这个形状是零支撑的：槽底是水平面、槽壁全是竖直面，
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顶部完全敞开因而不构成封闭空腔。切完该件变成 U 形槽钢而不是实心料：
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抗弯靠两侧 X 向腹板（正好落在弯矩拉压区），中间中性层掏空几乎不损失 I。
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x0/x1/y0/y1 用世界坐标；z_open 取一个保证贯通顶面的值。
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"""
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tool = bx(x0, x1, y0, y1, z_floor, z_open)
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if fil > 0:
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try:
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tool = cq.Workplane(obj=tool).edges("|Z").fillet(fil).val()
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except Exception as e:
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print(" [减重槽] %s 内角圆角跳过: %s" % (tag, e), flush=True)
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print(" [减重槽] %s: X%.1f..%.1f Y%.1f..%.1f 自 Z%.1f 向上敞开 (四周留壁 >=%.0fmm)"
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% (tag, x0, x1, y0, y1, z_floor, HOLLOW_WALL), flush=True)
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return tool
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def hollow_tent_window(pts_xz, y0, y1, tag="", fil=HOLLOW_FILLET):
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"""帐篷形减重窗：XZ 平面画轮廓，沿 Y 双向切穿。
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轮廓下宽上窄（拱形）——窗顶上方的料形成一个尖顶，斜面与水平夹角 >= 52° 自支撑，
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只有顶部一小段平顶需要桥接（<=20mm，与 P03 同）。轮廓在 X 方向不能吃满整个截面，
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两侧必须留墙，否则该高度上零件会被切断、失去单实体。
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"""
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# XZ 工作平面的法线是 -Y，extrude 会朝 -Y 走，所以起点放在 y1 才能覆盖 y0..y1
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tool = (cq.Workplane("XZ", origin=(0, y1, 0)).polyline(pts_xz).close()
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.extrude(y1 - y0).val())
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if fil > 0:
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try:
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tool = cq.Workplane(obj=tool).edges("|Y").fillet(fil).val()
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except Exception as e:
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print(" [减重窗] %s 内角圆角跳过: %s" % (tag, e), flush=True)
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print(" [减重窗] %s: XZ 轮廓 %d 点, 沿 Y %.1f..%.1f 切穿 (帐篷形, 斜面自支撑)"
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% (tag, len(pts_xz), y0, y1), flush=True)
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return cq.Shape(tool.wrapped)
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# 各关节"电机前端夹紧"统一配方（J2/J3/J4/J5 通用，J1 由 P03 自己那套 S04 凸台实现）。
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# 电机前端盖外端面：Y 轴关节（J2/J4/J5）在 Y_COVER=156，压盖朝 +Y 生长；
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# Z 轴关节（J3，roll 电机，轴向 -Z）在 Z_R-56，压盖朝 -Z 生长（-Z 侧是从动件）。
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# 压盖背面与之 0.0 间隙面压，螺钉只提供压紧力。
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# 沉孔相位按【关节局部相位】定义（BCD55，72.2°+90k）：换算到全局后 Y 轴关节是
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# 17.8°+90k（与 P03→M1 的 S04 一致），Z 轴关节是同一组数落在全局 (x,y) 平面，
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# 两种轴向的物理指向完全一致 —— 全机同一套孔位约定，改一处必须同步另一处。
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CLAMP_BCD = 27.5
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CLAMP_CLOCK = (17.8, 107.8, 197.8, 287.8) # Y 轴关节的全局 (x,z) 相位
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CLAMP_CLOCK_LOCAL = tuple((360.0 - a) % 360.0 for a in CLAMP_CLOCK) # = 72.2+90k
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CLAMP_ROOT = 0.5 # 根部薄环厚度：与前端定位环前端面共面，保证熔接成一体
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CLAMP_T = 5.0 # 压盖本体厚度
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CLAMP_CLR = 1.0 # 从动件让位间隙：与 Y 轴关节 hub_gap=6.0 同一个道理
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CLAMP_BACKOFF = CLAMP_T + CLAMP_CLR - CLAMP_ROOT # =5.5 从动件毂面整体后移量
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# 【2026-10-05e】"电机前端围挡"统一整改开关，作用于全机 5 处电机前端（J2/J3/J4/J5/J6）。
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# 围挡本体 = 各零件前端的 **前端定位环**（`front_collar_pocket` 把座孔从 R30.15 扩到
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# R30.25 时留下的那圈 r30.25..35、6mm 高的环墙）。它比电机前端盖 Ø60.3 凸出 4.75mm，
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# 把电机前端盖整圈围住；J2/J3/J4/J5 上还骑着一枚 R35 前端压盖（Ø70 再凸 3.2mm）。
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# 用户 2026-10-05 先在 J3/M3 尾部指出，2026-10-05d 只切敞口那一圈解决；本次把同一刀
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# 推广到其余四处（J2/M2、J4/M4、J5/M5、J6/M6），几何完全同构。
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# 为什么不整圈削到与电机齐平（R35 -> R31.8）：
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# 1. 那圈壁与本体在两个方位与外壁**相切**，整圈切完那两片切向楔形会脱空成孤立碎块
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# （实测 1.32mm3），破坏单实体拓扑；
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# 2. 压盖根部只有 0.5mm 熔接带，环削窄后连接面从 2.37mm2 掉到 0.78mm2，
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# 4xM3x8 的夹紧力会把压盖从本体上拉下来。
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# 所以只切**敞口那一半**：背脊侧定位环继续定位电机前端盖、并作为压盖唯一且足够强的
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# 支撑/熔接面；压盖本体、Ø37 让位孔、4xM3x8 沉孔、腔口下沿全部不动。
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# 【2026-10-05e / 2026-10-07 修复：电机装配敞口通道贯通，消除两端阻碍围挡】
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# 参考 P05 大臂旋转座设计，电机两头都不要有围挡挡住，电机可顺畅装配入座：
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# 1. 承压面段通过 R35 圆腔切平，彻底消除尾端阻碍电机的环形围挡；
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# 2. 前端定位环通过 cut_motor_fence 切除敞口那一半，消除前端阻碍装配的围挡；
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# 3. 背脊侧整圈定位环完整保留，继续定位电机前端盖并作为压盖唯一且足够强的支撑/熔接面。
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FENCE_OPEN_CUT = True
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def cut_motor_fence(shape, j, tag, name3, z0=49.4, z1=55.5):
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"""只切掉电机前端定位环在敞口侧那一圈环墙。"""
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if not FENCE_OPEN_CUT:
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return shape
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"""【2026-10-05e / 2026-10-07 整改】只切掉电机前端围挡（前端定位环）在**敞口那一半**的环墙。
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z1 设为 55.5（等于前端定位环外缘 Y_COVER-0.5，不啃压盖本体）：
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原取 56.1 导致切削盒切入前端压盖内侧贴合面 0.1mm（本应在 56.0/Y156.0），
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造成敞口侧下陷 0.1mm，与背脊侧在关节中心面产生错位台阶与分界线。
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取 55.5 后定位环完整切除，压盖贴合面在整圈 360° 完整保留为共面的平圆环（Y156.0），分界线彻底消除。
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与 2026-10-05d 给 P05/M3 那一刀完全同源 —— 当时那记全局盒切
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(X_ARM±40, Y_AXIS-40..Y_AXIS+3, Z388.9..395.6) 换算到 J3 局部系正好是
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x±40 / y -3..+40 / z 49.4..56.1。本函数把它从"P05 专用全局盒"泛化成
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"按关节局部坐标切半个环"，J2/J4/J5/J6 于是同一刀通用。
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局部坐标约定（见 trs/place）：z 沿电机轴、指向电机前端盖（外端面在 z=COVER_Z=56），
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x/y 在垂直于轴的平面内。**局部 +y 一律是半包敞口侧** —— 实测 5 处电机舱的
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本体（环外 r=37/40 有料处 = 背脊侧）方位角全部落在局部角 180..360 = 局部 -y 侧：
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J2/M2 背脊 240..315 J3/M3 背脊 225..315 J4/M4 背脊 210..330
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J5/M5 背脊 210..330 J6/M6 背脊 195..345
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故敞口方向无需逐件配置，统一取局部 +y。
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为什么一对 z 参数能覆盖全机：5 处电机的前端定位环都恰好落在**局部 z 49.5..56**
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（Y 轴电机前端环 Y150..156 -> z50..56；roll 电机 Z395.5..389 -> z49.5..56）。
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被切掉的只有 r30.25..35 那一圈环墙在敞口侧的部分；压盖本体（4xM3x8 沉孔段）、
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Ø37 让位孔、腔口下沿、背脊侧整圈定位环全部不动。
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切口边界取在局部 y=-3.0 而不是 0：环壁在局部 y=-3 处仍与背脊侧实体连通，
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切出来的是真正的缺口而不是零厚度缝，单实体拓扑天然保持
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（P05 实测切完 solids=1；2026-10-05c 整圈削 R31.8 那版会掉出 1.32mm3 碎块）。
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"""
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if not FENCE_OPEN_CUT:
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return shape
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ymin = -3.0 if name3 in ('P05', 'P08') else 0.0
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shape = shape.cut(j.L(bx(-40.0, 40.0, ymin, 40.0, z0, z1)))
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print(" [围挡] %s: 只切敞口侧那一圈前端定位环（局部 y %.1f..+40, z %.1f..%.1f）；"
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"背脊侧整圈保留定位前端盖并支撑压盖，压盖本体/沉孔/腔口下沿不变"
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% (name3, ymin, z0, z1), flush=True)
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return shape
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def _clamp_cyl(axis, px, pz, py, z_face):
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"""压盖刀具坐标系：C(r, s0, s1, du, dv) = 沿电机轴 s 区间、偏离轴线 (du,dv) 的圆柱。
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s>0 一律"背离电机"，两个轴向同号（s=0 = 电机前端盖外端面）。"""
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if axis == "Y":
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return lambda r, s0, s1, du=0.0, dv=0.0: Ycyl(r, Y_COVER + s0, Y_COVER + s1,
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px + du, pz + dv)
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if axis == "Z":
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return lambda r, s0, s1, du=0.0, dv=0.0: cyl(r, z_face - s1, z_face - s0,
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px + du, py + dv)
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raise ValueError("motor_front_clamp: axis 只能是 Y 或 Z，收到 %r" % (axis,))
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def clamp_hole_drills(px, pz, plate_t=CLAMP_T, axis="Y", py=0.0, z_face=None):
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"""4xM3x8 压盖钻模：Ø6.0 沉孔（s=2..plate_t，深 3.0）+ Ø3.4 通孔（s=-1.0..2）。
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与 motor_front_clamp 共用同一组半径/相位/深度，孔位只有这一个事实源。
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单独导出是因为**压盖上的孔在预钻阶段可能被本体填回来**：本体若有料占住沉孔方位，
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`fuse(压盖)` 取的是并集，不会把本体那部分料挖掉，于是并集上孔就消失了
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||
（P04 立柱整体化后 Y158..161 的 +Z 半侧被填成实心，4 个孔只剩 2 个）。
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所以对"熔接之后的最终并集"必须再钻一次；本体没料的方位上这一刀是空操作。
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"""
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C = _clamp_cyl(axis, px, pz, py, z_face)
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s0, s1 = -CLAMP_ROOT, plate_t
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drills = []
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for deg in CLAMP_CLOCK_LOCAL:
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rad = math.radians(-deg) # 全局相位 = -局部相位
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fu, fv = CLAMP_BCD * math.cos(rad), CLAMP_BCD * math.sin(rad)
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drills.append(C(3.0, 2.0, s1 + 0.5, fu, fv)) # Ø6.0 沉孔
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drills.append(C(1.7, s0 - 0.5, 2.0, fu, fv)) # Ø3.4 通孔
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return cq.Compound.makeCompound(drills)
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def motor_front_clamp(px, pz, plate_t=CLAMP_T, tag="", axis="Y", py=0.0, z_face=None):
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"""电机前端压盖：把"只被后端安装板单面锁死"改成前后双向面压夹紧。
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原设计里每个关节的电机都只有后端板 4xM3x10（S02）锁在尾端面上，前端盖完全裸露，
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||
大扭矩下电机绕自身轴在 Ø60.3 座孔里点头/翘起。这里在电机前端盖外端面加一枚
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||
与后端板同径的 R35 压盖，用 4xM3x8（BCD55）在前端盖上再夹一次 —— 电机被前后两块
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||
同心 Ø60.3 端面双向夹死，倾斜自由度归零；夹紧力全部走面压，螺钉不参与定位。
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||
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||
两个轴向共用同一套尺寸，只换刀具体系（不重复实现任何半径/相位）：
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axis="Y"（J2/J4/J5）：关节轴过 (px, pz)，前端盖外端面在 Y_COVER，压盖朝 +Y 长；
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axis="Z"（J3 roll，轴向 -Z）：关节轴过 (px, py)，前端盖外端面在 z_face，压盖朝 -Z 长。
|
||
|
||
局部坐标（s 从前端盖外端面起算，s>0 一律"背离电机"，两个轴向同号）：
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||
- 压盖 R35，s 从 -CLAMP_ROOT（与前端定位环前端面共面，保证熔接成一体）到 plate_t；
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- 背面精确落在 s=0，不让根部那 0.5mm 啃到端盖 R30.15 的外圆；
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||
- Ø37 中央让位孔（R18.5）让开从动件的直锁凸台 R17.8 与 3xS01 输出螺钉头；
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||
- 4xM3x8：Ø3.4 通孔 + Ø6.0 沉孔深 3.0（自前端面沉到 s=2），圆柱头全沉入，
|
||
头面压孔口台阶，中间 2.0mm 压盖本体受压。
|
||
"""
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||
C = _clamp_cyl(axis, px, pz, py, z_face)
|
||
s0, s1 = -CLAMP_ROOT, plate_t
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||
fp = C(35.0, s0, s1)
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||
fp = fp.cut(C(18.5, s0 - 0.5, s1 + 0.5)) # Ø37 中央让位孔
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||
# 【2026-10-03h 接缝整改】根部让位槽原来切 R30.15，比腔壁 BAY_R=30.50 小 0.35，
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||
# 于是压盖根部那圈 r30.15..35 的定位唇内壁比腔壁**内凸 0.35**，从腔里看就是
|
||
# 腔口一圈 0.5mm 宽、0.35mm 深的环槽（P04/P05/P06/P07 各有一圈，实测台阶面
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||
# 31.2mm2 + R30.15 环带 44.4mm2，四件完全相同）。这刀是腔还是 R30.15/R30.25
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||
# 那个年代留下的：当时必须让到电机实测外圆，压盖根部才啃不到电机。
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||
# 现在主腔已统一到 BAY_R，电机实测 R30.15，让位槽取 BAY_R 即可：
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||
# 定位唇内壁与腔壁同一根正圆，两张圆柱面首尾相接，中间不再有任何台阶，
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||
# 对电机的单边间隙仍是 0.35（唇内径 Ø61.0 > 电机 Ø60.3）。
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||
fp = fp.cut(C(AB.BAY_R, s0 - 0.5, 0.0)) # Ø61.0 根部让位槽（= 腔径）
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||
fp = fp.cut(clamp_hole_drills(px, pz, plate_t, axis, py, z_face))
|
||
where = ("Y%.1f..%.1f" % (Y_COVER - CLAMP_ROOT, Y_COVER + plate_t)) if axis == "Y" \
|
||
else ("Z%.1f..%.1f" % (z_face - plate_t, z_face + CLAMP_ROOT))
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print(" [前端压盖] %s: R35 %s, 4xM3x8 BCD55@%s (%s 轴)"
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% (tag, where, "/".join("%.1f" % d for d in CLAMP_CLOCK), axis), flush=True)
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return fp
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def hub_m2_holes(shape, j, cb_z1, th_z1=58.0, th_z0=54.0, cb_z0=58.0,
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th_r=1.4, cb_r=2.8, clock=None):
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"""在从动毂上开 3x M2 直锁螺钉孔：Ø2.8 通孔 + Ø5.6 沉孔，BCD 见 AB.M["m2_bcd"]。
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全机 5 处（J1 叉板 / J2+J3 直连毂 / J4+J5 直连毂）统一走这里，各调用点只传自己那两个 z。
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【2026-10-07 修复】J1 直连电机输出转子，使用转子真实孔位 AB.M["m2_clock"]（随 j1.t 旋转），
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确保肩叉 P04 保持垂直位姿且沉孔与 M1 转子螺孔完全同心。
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"""
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if clock is None:
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clock = AB.M["m2_clock"] if j.jid == "J1" else AB.HUB_M2_CLOCK
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for a in clock:
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u = AB.M["m2_bcd"] / 2.0 * math.cos(a * AB.D2R)
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v = AB.M["m2_bcd"] / 2.0 * math.sin(a * AB.D2R)
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shape = shape.cut(j.L(cyl(th_r, th_z0, th_z1, u, v)))
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shape = shape.cut(j.L(cyl(cb_r, cb_z0, cb_z1, u, v)))
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return shape
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def make_direct_hub(shape, j, r_disc=35.0, z_out=74.0, backoff=0.0):
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"""优化直连法兰：增加导向倒角
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backoff = 毂面沿电机轴**远离电机**的让位量（2026-10-03 新增，目前只有 P09 用）。
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场景：J6/M6 补上前端压盖后（见 p_wrist_bracket 的 roll_clamp=True），压盖占
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局部 z 55.5..61.0（= 全局 Z 120.5..115），而毂面原来在局部 56.5，两者直接打架。
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按 P06 给 J3 让位的同一套办法，把毂面整体后移 CLAMP_BACKOFF=5.5：
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毂面 56.5 -> 62.0，压盖前端面在 61.0，中间正好留 CLAMP_CLR=1.0。
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只动"外端"坐标，不动"电机端"坐标，否则咬合量就变了：
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直锁凸台起点 54.942 不动、长度 54.942..56.5 -> ..62.0 加长 5.5，
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进入电机输出毂的深度与改前完全一致（与 p_humerus_bone 的 J3 处理同源）；
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导向锥 54.5..54.942 不动；
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3xS01 输出螺钉让位通道与 4xM2 直锁沉孔的**内**端（54.0 / 58.0）不动，
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只把外端（z_out+30 / z_out+40）跟着放长。
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"""
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disc = cyl(r_disc, 56.5 + backoff, z_out + backoff)
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boss = cyl(17.8, 54.942, 56.5 + backoff)
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chamfer_cone = cyl(18.5, 54.5, 54.942)
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shape = shape.fuse(j.L(disc)).fuse(j.L(boss)).cut(j.L(chamfer_cone))
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shape = shape.cut(j.L(cyl(3.5, 54.0, z_out + 30.0 + backoff)))
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||
return hub_m2_holes(shape, j, cb_z1=z_out + 40.0 + backoff)
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||
def make_pitch_to_roll_bracket(j_pitch, j_roll, z_pitch, z_r, name="bracket", hub_gap=1.0,
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roll_clamp=False, fillet_r=1.5, flank_fillet_r=3.0):
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"""Half-wrapped (半包) 双曲面有机流线型 Pitch-to-Roll 结构座 (P05 & P08):
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1. 顶部从动法兰与前侧 Loft 自然相切顺接；
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2. 严格清除 z_plate 顶面以上与上级旋转件贴面的多余材料 (cut_top_solid)，保证关节大范围摆动动态 0 干涉；
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3. 下方电机实行半包散热设计，-Y侧敞开，+Y侧背脊与圆柱一体化融合；
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4. 严格满足 single-solid 流形拓扑与零干涉 (COLLISION pairs = 0)。
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hub_gap = 从动法兰盘背面与上级电机前端盖之间的轴向让位间隙。
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默认 1.0（贴合防磨）。P05 传 6.0：J2 处 P04 新增了 M2 前端压盖
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（Y 155.5..161.0），必须让出这 6.0mm 才能装下；见 p_shoulder_roll_base。
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roll_clamp = 本件作为 roll 电机【前端夹紧件】时为 True（J3/P05 夹 M3）。
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roll 电机（J3/J6）轴向是 -Z，前端盖外端面在 z_r-56，-Z 侧是从动件：
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压盖朝 -Z 长（Z_COVER-5..Z_COVER），从动件毂面必须整体后移 CLAMP_BACKOFF=5.5
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让位（与 Y 轴关节 hub_gap=6.0 同一个道理，只是基准间隙 0.5 而非 1.0）。
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P08 自 2026-10-03 起也传 True：M6 前端压盖补齐，对侧 P09 让位 CLAMP_BACKOFF
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（见 make_direct_hub 的 backoff），五处电机腔至此全部是「后端板 + 前端压盖」
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双向面压，配方同源。
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fillet_r = 立柱顶面与竖直臂交汇处的 L 型内转角过渡圆角半径（mm，默认 1.5）。
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半径调小为 1.5mm 确保在 OCC 中稳定边倒圆成型（小于临界高度 2.0mm，彻底避免算法异常），
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同时不生成多余外凸台阶，平滑消除 90° 锐角应力集中。
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flank_fillet_r = 侧壁平直立面与正面 Loft 放样曲面交汇处空间斜向折棱圆角半径（mm，默认 3.0）。
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【2026-10-07】消除侧壁与正面交界处长约 72mm 的尖锐硬折棱，使侧腹部外轮廓更加饱满圆润。
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"""
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z_bot = z_r - 56.0 # roll 电机底端 (front collar)
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||
z_plate = z_r + 8.0 # roll 电机顶端安装板 (rear plate top)；见第 8 步 t_plate 说明
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y_out = HL.Y_HUB + HL.PLATE_T # 174.0 (俯仰直连法兰外侧面)
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||
y_hub_in = HL.Y_COVER + hub_gap # 157.0 / (P05) 162.0 从动法兰内侧面
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||
z_hub_in = y_hub_in - HL.Y_REAR # 法兰盘背面的电机局部 z（凸台长度跟着它走）
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y_cyl_max = HL.Y_AXIS + 35.0 # 163.0 (下方电机外轮廓极值)
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# 1. 基础立柱：Ø70mm 实心圆柱 (Z: z_bot .. z_plate, R=35mm)
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s = cyl(35.0, z_bot, z_plate, HL.X_ARM, HL.Y_AXIS)
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# 2. 俯仰轴直连法兰盘：全圆柱实体 (Y: y_hub_in .. y_out, R=35mm)
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disc = Ycyl(35.0, y_hub_in, y_out, HL.X_ARM, z_pitch)
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s = s.fuse(disc)
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# 3. 前侧从底端 Ø70mm 圆柱到顶端法兰的有机相切平滑渐变过渡体 (Loft Morph)
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Z_top = z_pitch - 35.0
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z_start = z_bot
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N = 16
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wp = cq.Workplane("XY")
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for i in range(N + 1):
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t = i / float(N)
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z_curr = z_start + t * (Z_top - z_start)
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st = 3.0 * (t**2) - 2.0 * (t**3)
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||
y_center = y_cyl_max + st * (y_out - y_cyl_max)
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||
y_side = HL.Y_AXIS + st * (y_out - HL.Y_AXIS)
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||
v_c = y_center - HL.Y_AXIS
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||
v_s = y_side - HL.Y_AXIS
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||
v_mid = max(v_c, v_s + 0.02)
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||
# 后缘两角 R2 圆角：把 y=123 凸包与 R35 柱面交汇的两条 90° 竖棱圆润化
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# （磨掉"凸起来的"尖角，不动后缘高度/位置，打印无悬挂）
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||
FR = 2.0
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||
w = (cq.Workplane("XY", origin=(HL.X_ARM, HL.Y_AXIS, z_curr))
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||
.moveTo(-35.0, v_s)
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||
.threePointArc((0.0, v_mid), (35.0, v_s))
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||
.lineTo(35.0, -5.0 + FR)
|
||
.radiusArc((35.0 - FR, -5.0), FR)
|
||
.lineTo(-35.0 + FR, -5.0)
|
||
.radiusArc((-35.0, -5.0 + FR), FR)
|
||
.lineTo(-35.0, v_s)
|
||
.close())
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||
wp = wp.add(w)
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loft = wp.toPending().loft()
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s = s.fuse(loft.val())
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# 4. 顶部填充（仅保留 y >= y_hub_in 与法兰盘对齐的部分，避免侵入上级关节旋转扫掠区域）
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top_fill = (cq.Workplane("YZ", origin=(HL.X_ARM, 0, 0))
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.moveTo(y_hub_in, Z_top)
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.lineTo(y_out, Z_top)
|
||
.lineTo(y_out, z_pitch)
|
||
.lineTo(y_hub_in, z_pitch)
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||
.close()
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||
.extrude(35.0, both=True))
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||
s = s.fuse(top_fill.val())
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||
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||
# 5. 旋转清让切除：彻底清除 z >= z_plate 且 y <= y_hub_in 范围内的多余材料，
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# 消除导致与上游旋转件（P04/P07）严重干涉的立壁与尖角，保持顶面平整规整！
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cut_top_solid = (cq.Workplane("YZ", origin=(HL.X_ARM, 0, 0))
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.moveTo(-999.0, z_plate)
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||
.lineTo(y_hub_in, z_plate)
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||
.lineTo(y_hub_in, z_pitch + 50.0)
|
||
.lineTo(-999.0, z_pitch + 50.0)
|
||
.close()
|
||
.extrude(60.0, both=True))
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||
s = s.cut(cut_top_solid.val())
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||
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# 6. 电机半包处理 (Half-Enclosure)：-Y侧敞开散热，+Y侧背脊壳体加强
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# 切削高度上限直通承压面（z_r + AB.REAR_SEAT），消除侧边悬垂突耳，使侧壁边缘与下方完全平直对齐
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cut_open = bx(HL.X_ARM - 40.0, HL.X_ARM + 40.0, HL.Y_AXIS - 40.0, HL.Y_AXIS + 3.0, z_bot + 6.0, z_r + AB.REAR_SEAT)
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s = s.cut(cut_open)
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# 7. 上级电机同心圆弧避让
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clearance = Ycyl(35.5, HL.Y_AXIS - 40.0, HL.Y_COVER + 0.1, HL.X_ARM, z_pitch)
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s = s.cut(clearance)
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||
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||
# 8. 下方电机安装孔位与定位止口
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# t_plate=8.0：Joint.pocket 的尾端面承压面让空了 MOTOR_TOL=1.0，承压面到螺钉沉孔
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# 台阶为 t_plate-cb_depth-REAR_SEAT = 8-4-1.6 = 2.4mm 膜厚（结构强度大幅提升）。
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s = j_roll.rear_mount_holes(s, t_plate=8.0, hole_d=2.8, cb_d=5.5, cb_depth=4.0)
|
||
# 【2026-10-03i 接缝整改】front_collar_pocket 已删。
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||
# 它切的是 cyl(BAY_R, z0=50.0, z1=56.5)，而紧接着的 Joint.pocket 切的是
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# cyl(BAY_R, -REAR_SEAT, COVER_Z+front_pad) —— **同一根圆柱、同一个半径**，
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# 前者完全是后者的子集。两次半径相同的圆柱布尔相减，等于让 OCC 在腔壁上
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||
# 留下一条 s=50.0 的零宽棱：实测 P05 的 R30.500 腔壁被切成 5090.5 + 493.9
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# 两张面（-2.6..50.0 与 50.0..55.5），P06 同样在 50.0 处裂开。着色时那条
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# 棱就是腔里横穿的一道线。P04/P08 本来就没调它，腔壁是完整一张面。
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s = j_roll.pocket(s)
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# 9. 电机定子配合空腔
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# 【2026-10-05f】原 cyl(30.5, ...) 定子配合空腔已删，同上：已被主腔 BAY_R 覆盖。
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# 10. 俯仰轴直连法兰结构（凸台延伸至法兰盘背面之后 2.5mm，跨过间隙与法兰盘牢固熔接，
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# 保持单实体）。凸台长度跟着 y_hub_in 走：法兰盘后移时凸台同步加长，
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# 3xS01 输出螺钉的头面台阶(局部 z=58)、杆长、咬合量与改前完全一致。
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boss = cyl(17.8, 54.942, z_hub_in + 2.5)
|
||
s = s.fuse(j_pitch.L(boss))
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||
s = s.cut(j_pitch.L(cyl(3.5, 54.0, 74.0 + 30.0)))
|
||
s = hub_m2_holes(s, j_pitch, cb_z1=74.0 + 40.0)
|
||
|
||
# 11. L 型转角连接处圆角过渡（圆角半径调小为 1.5mm）：
|
||
# 平滑消除立柱顶面与竖直臂交汇处的 90° 尖角与应力集中，
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||
# 半径调小至 1.5mm 确保在 OCC 中稳定成型（小于临界高度 2.0mm，彻底避免算法异常），
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||
# 局部圆角不切入两侧轮廓，完全避免任何外凸台阶，流线自然过渡。
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if fillet_r > 0:
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try:
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wp_s = cq.Workplane(obj=s)
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sel_l = cq.NearestToPointSelector((HL.X_ARM, y_hub_in, z_plate))
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||
s = wp_s.edges(sel_l).fillet(fillet_r).val()
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||
except Exception as e:
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print(f"[{name}] L型转角圆角异常: {e}")
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# 12. roll 电机（M3）前端压盖：与 P04/P06/P07 的 M2/M4/M5 压盖同一套配方，
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# 只是 roll 电机轴向为 -Z，压盖朝 -Z 长（见 motor_front_clamp 的 axis="Z"）。
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# 熔接必须放在最后：第 6/7/8/9 步所有 R30.15~30.5 圆柱刀具都走完之后才接，
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||
# 否则压盖根部那 0.5mm 薄环会被 front_collar_pocket / 定子孔啃掉一圈。
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if roll_clamp:
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# tag 里的电机号从 j_roll.jid 取（P05->M3 / P08->M6），别再写死 M3 ——
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||
# 写死的话 P08 的构建日志会谎报自己夹的是 M3，排查时容易被带偏。
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||
s = s.fuse(motor_front_clamp(HL.X_ARM, 0.0,
|
||
tag="%s/M%d" % (name[:3], int(j_roll.jid[1])),
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||
axis="Z", py=HL.Y_AXIS, z_face=z_r - COVER_Z))
|
||
|
||
# 13.【2026-10-05d】只切"围挡"那一圈：敞口（-Y）侧的前端定位环 + 压盖根部薄环。
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||
# 用户 2026-10-05 指出这圈环墙把 M3 前端盖和 P06 的 J3 凸台围在中间；我第一版
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||
# 把整个前端（定位环 + 压盖 + 腔口下沿 389->395）都切了，电机前端没了支撑面 ——
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||
# 过度。现在只切敞口这一圈，Y 界限与第 6 步 cut_open 完全一致
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# （Y_AXIS-40 .. Y_AXIS+3），保证 -Y 半圈从 Z=395.5 一路开到压盖背面 Z=389；
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||
# 背脊（+Y）侧整圈定位环保留：
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# - 继续定位 M3 前端盖（内孔 r30.25，前端盖 Ø60.3 -> 单边 0.10mm）；
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||
# - 继续当 R35 压盖唯一且足够强的支撑面（4.75mm 宽 x 0.5mm 熔接带，本次改动
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||
# 完全不碰）→ M3 仍是后端板 4xM3x10 + 前端压盖 4xM3x8 双向面压夹紧；
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# - 压盖本体 / Ø37 让位孔 / 4xM3x8 沉孔 / 腔口下沿 z_bot=389 全部不动，
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||
# 压盖敞口侧的端面从 Z=389.5 降到 389 与背面齐平，视觉上不再凸出。
|
||
# 为什么不能整圈削到与电机齐平（R35->R31.8，见 FENCE_OPEN_CUT 处的说明）：
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||
# ① 这圈壁与第 3 步 Loft 在 X=±35 处与 Ø70 柱面**相切**，整圈切完那两片切向楔形
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||
# （实测 1.32mm3）会脱空成孤立碎块，破坏单实体拓扑；
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||
# ② 压盖根部只有 0.5mm 熔接带，环削到 1.55mm 宽后连接面从 2.37mm2 掉到 0.78mm2，
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||
# 4xM3x8 的夹紧力会把压盖从本体上拉下来。
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||
# 附带效果：盒切把 Loft 在 X=±35 与 Ø70 柱面相切的那两片切向楔形一起带走
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||
# （楔形位于 Y_AXIS 附近 < Y_AXIS+3），不会留下孤立碎块 -> 单实体拓扑保持。
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||
# 13.【2026-10-05d / 2026-10-07】删掉 P05/P08 前端定位环在敞口侧那半圈环墙（见 FENCE_OPEN_CUT）。
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if (roll_clamp or FENCE_OPEN_CUT) and name.startswith(('P05', 'P08')):
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s = cut_motor_fence(s, j_roll, "%s/M%d" % (name[:3], int(j_roll.jid[1])), name[:3])
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# 14.【2026-10-07 表面流线优化】侧壁与有机放样曲面交汇处斜向脊线圆角（flank_fillet_r）：
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# 平滑消除侧壁平直立面与正面放样弧面交汇处的 71.6mm 空间硬折棱，
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||
# 沿双侧各倒 R3.0 平滑过渡圆角，使大臂旋转座/腕偏转座外表面流线浑然一体、手感圆润饱满
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if flank_fillet_r > 0:
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try:
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||
wp_s = cq.Workplane(obj=s)
|
||
e_flank = [
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||
e for e in s.Edges()
|
||
if e.geomType() == 'BSPLINE'
|
||
and (abs(e.BoundingBox().xmin - (HL.X_ARM - 35.0)) < 0.2 or abs(e.BoundingBox().xmax - (HL.X_ARM + 35.0)) < 0.2)
|
||
and (e.BoundingBox().ymax - e.BoundingBox().ymin) > 20.0
|
||
and (e.BoundingBox().zmax - e.BoundingBox().zmin) > 30.0
|
||
]
|
||
if len(e_flank) == 2:
|
||
s = wp_s.newObject(e_flank).fillet(flank_fillet_r).val()
|
||
except Exception as e:
|
||
print(f"[{name}] 侧壁放样斜棱圆角异常: {e}")
|
||
|
||
return s
|
||
|
||
|
||
def make_surface_tie_bridge(x, y_surf, z, w_x=10.0, l_z=8.0, h_y=3.2, slot_w=3.2, slot_h=1.8, tunnel_dir='X'):
|
||
"""实体表面外凸式扎带拱桥 (Cable Tie Saddle Bridge)。
|
||
在 3D 打印件外壁表面一体化成型微型拱桥，扎带完全在外部穿通锁紧，不挖穿外壳壁厚、不进入内部空腔。
|
||
"""
|
||
total_y = h_y + 1.0
|
||
cy = (y_surf - h_y) + total_y / 2.0
|
||
body = cq.Workplane('XY', origin=(x, cy, z)).box(w_x, total_y, l_z)
|
||
try:
|
||
body = body.edges('|X and <Y').chamfer(0.8)
|
||
except Exception:
|
||
pass
|
||
ty = y_surf - 0.2 - slot_h / 2.0
|
||
if tunnel_dir == 'X':
|
||
tunnel = cq.Workplane('YZ', origin=(x, ty, z)).box(slot_h, slot_w, w_x + 4.0)
|
||
else:
|
||
tunnel = cq.Workplane('XY', origin=(x, ty, z)).box(slot_w, slot_h, l_z + 4.0)
|
||
return body.cut(tunnel).val()
|
||
|
||
|
||
def make_surface_tie_bridge_neg_x(x_surf, y, z, w_y=10.0, l_z=8.0, h_x=3.2, slot_w=3.2, slot_h=1.8):
|
||
"""实体表面外凸式扎带拱桥 (-X 侧向立壁专用，线束沿 Z 竖直走)。
|
||
|
||
穿带隧道必须沿 Y 贯通：扎带环的平面由"孔轴 + 壁法向"张成，线束要垂直穿过这个环，
|
||
所以孔轴只能取 Y（线沿 Z、壁法向 X）。若照抄 Y 壁版把隧道做成沿 Z，扎带就会变成
|
||
顺着一根线往下套、而不是横抱它 —— 抱不住。
|
||
"""
|
||
total_x = h_x + 1.0
|
||
cx = (x_surf - h_x) + total_x / 2.0
|
||
body = cq.Workplane('YZ', origin=(cx, y, z)).box(w_y, l_z, total_x)
|
||
try:
|
||
body = body.edges('|Y and <X').chamfer(0.8)
|
||
except Exception:
|
||
pass
|
||
tx = x_surf - 0.2 - slot_h / 2.0
|
||
tunnel = cq.Workplane('XY', origin=(tx, y, z)).box(slot_h, w_y + 4.0, slot_w)
|
||
return body.cut(tunnel).val()
|