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Robot_Arm/arm/cad/parts/p01_column.py
T
cbb 649bd69810 refactor(layout): src/ 收成顶层包 arm/,入口统一 python -m;提升承担构建的 scratch 脚本
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。
2026-10-15 03:31:20 +08:00

188 lines
9.0 KiB
Python

# -*- coding: utf-8 -*-
"""P01 立柱三段(A/B/C):躯干承力柱 + 阶梯榫卯与防反装对锁孔。"""
import cadquery as cq
from arm.cad.helpers import cyl
from arm.cad.arm_build import Ycyl, bx
from arm.kinematics import Y_AXIS, Z_CHEST1
from arm.cad.part_tools import Xcyl
# ========== 躯干部分 ==========
# ========== 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 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。
"""
z_bot = 22.0
z_top = Z_CHEST1 # 470.0
col = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, z_bot))
.rect(66.0, 66.0)
.extrude(z_top - z_bot)
.edges("|Z").fillet(6.0)).val()
s = cq.Shape(col.wrapped)
cav = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, z_bot + 10.0))
.rect(44.0, 44.0)
.extrude(z_top - z_bot + 1.0)
.edges("|Z").fillet(4.0)).val()
s = s.cut(cav)
# 底部阶梯榫头:插入 P02 榫座后环形台肩坐实,轴向力走面压而非 M5 螺纹
tenon = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, 10.0))
.rect(50.0, 50.0).extrude(z_bot - 10.0)
.edges("|Z").fillet(4.0)).val()
s = s.fuse(tenon)
# 底部 M5 夹紧孔(贯通榫头):X 向非对称 (−20/+16) 与榫座孔位配对防反装/防转 90°
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))
# 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)
.extrude(-20.0)).val()
s = s.cut(w_bot)
w_top = (cq.Workplane("YZ", origin=(X_COL + 33.5, Y_COL, 375.0))
.rect(34.0, 70.0)
.extrude(-20.0)).val()
s = s.cut(w_top)
return s
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)、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
z_s2 = 321.0
z_top = 470.0
h_lap = 16.0
# 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)
p01_a_base = p01.cut(cut_above_s1)
tongue1_outer = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, z_s1))
.rect(57.8, 57.8).extrude(h_lap)
.edges("|Z").fillet(3.4).edges(">Z").chamfer(1.5)).val()
tongue1_cav = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, z_s1 - 1.0))
.rect(44.0, 44.0).extrude(h_lap + 2.0)).val()
tongue1 = cq.Shape(tongue1_outer.wrapped).cut(tongue1_cav)
p01_a = p01_a_base.fuse(tongue1)
z_bolt1 = z_s1 + h_lap / 2.0 # 180.0
for xx in xx_bolts:
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
# the trailing "▶" glyph renders pointing world-up (+Z).
front_label_plane_a = cq.Plane(
origin=(X_COL, Y_COL - 33.0, 120.0),
xDir=(0, 0, 1), normal=(0, -1, 0),
)
label_a = (cq.Workplane(front_label_plane_a)
.text("P01-A TOP ▶", 9.0, -0.8)).val()
p01_a = p01_a.cut(cq.Shape(label_a.wrapped))
# --- P01_B (中段) ---
cut_below_s1 = bx(X_COL - 50.0, X_COL + 50.0, Y_COL - 50.0, Y_COL + 50.0, z_bot - 14.0, z_s1)
cut_above_s2 = bx(X_COL - 50.0, X_COL + 50.0, Y_COL - 50.0, Y_COL + 50.0, z_s2, z_top + 10.0)
p01_b_base = p01.cut(cut_below_s1).cut(cut_above_s2)
pocket1 = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, z_s1 - 0.1))
.rect(58.8, 58.8).extrude(h_lap + 0.6).edges("|Z").fillet(3.9)).val()
p01_b_base = p01_b_base.cut(pocket1)
tongue2_outer = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, z_s2))
.rect(57.8, 57.8).extrude(h_lap)
.edges("|Z").fillet(3.4).edges(">Z").chamfer(1.5)).val()
tongue2_cav = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, z_s2 - 1.0))
.rect(44.0, 44.0).extrude(h_lap + 2.0)).val()
tongue2 = cq.Shape(tongue2_outer.wrapped).cut(tongue2_cav)
p01_b = p01_b_base.fuse(tongue2)
z_bolt2 = z_s2 + h_lap / 2.0 # 329.0
for xx in xx_bolts:
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),
xDir=(0, 0, 1), normal=(0, -1, 0),
)
label_b = (cq.Workplane(front_label_plane_b)
.text("P01-B TOP ▶", 9.0, -0.8)).val()
p01_b = p01_b.cut(cq.Shape(label_b.wrapped))
# --- P01_C (上段) ---
cut_below_s2 = bx(X_COL - 50.0, X_COL + 50.0, Y_COL - 50.0, Y_COL + 50.0, z_bot - 14.0, z_s2)
p01_c_base = p01.cut(cut_below_s2)
pocket2 = (cq.Workplane("XY", origin=(X_COL, Y_COL, z_s2 - 0.1))
.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 = _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),
xDir=(0, 0, 1), normal=(0, -1, 0),
)
label_c = (cq.Workplane(front_label_plane_c)
.text("P01-C TOP ▶", 9.0, -0.8)).val()
p01_c = p01_c.cut(cq.Shape(label_c.wrapped))
return p01_a, p01_b, p01_c
JOINT = 'root'
def specs(JS):
"""本件的 (件号, 中文名, 构建 thunk, 配色, 说明) 清单;顺序即 BOM 顺序。"""
p01_a, p01_b, p01_c = split_p01_poka_yoke(p_chest())
return [
("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+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+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+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"),
]