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。
157 lines
12 KiB
Python
157 lines
12 KiB
Python
# -*- coding: utf-8 -*-
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"""P06 大臂骨架：J3 滚转 -> J4 俯仰的 Loft 空心梁。"""
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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.cad.helpers import cyl
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from arm.cad.arm_build import COVER_Z, Ycyl, bx
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from arm.kinematics import X_ARM, Y_AXIS, Y_COVER, Y_REAR, Z_EL, Z_R3
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from arm.cad.part_tools import (
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CLAMP_BACKOFF, CLAMP_CLR, CLAMP_T, cut_motor_fence, hub_m2_holes,
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make_surface_tie_bridge_neg_x, motor_front_clamp,
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)
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P06_WIN_XZ = [(3.0, 362.0), (37.0, 362.0), (37.0, 371.0),
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(28.0, 374.0), (12.0, 374.0), (3.0, 371.0)] # 大臂过渡块
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P06_HOLLOW_WIN = False # 2026-10-03 起关闭：拱形窗正面看是贯通黑洞，不雅观（详见 p_upper_bone 5c）
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def p_humerus_bone(j3, j4):
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"""P06_大臂骨架_螺旋体25%_墙4底5_竖打 (Humerus Bone - Loft 圆弧转方有机过渡版):
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受 J3 (大臂自转, -Z轴, hub@Z_HUB3=380) 驱动，
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向下延伸构成大臂主体骨架，底端抱紧 M4 (肘部俯仰电机, +Y轴, 轴线位于 Z_EL=332.0)。
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1. 借鉴 P05 大臂旋转座几何放样算法：
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- 顶端结合面 (Z = 383.0mm)：与 J3 轴径严格相切的 Ø70mm 正圆形轮廓，彻底消除原先外突的方形水平阶梯；
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- 底端结合面 (Z = 367.0mm)：平滑展开融入 M4 电机套筒的 70x63.5mm 方形截面；
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- 过渡区 (Z: 367.0..383.0mm)：采用 Hermite s(t) = 3t² - 2t³ 驱动 20 层放样切片连续渐变；
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2. 下部抱紧套筒与安装板 (R=35mm)，电机定子 100% 裸露散热开窗；
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3.【2026-10-03】J3 毂面整体后移 CLAMP_BACKOFF=5.5（顶端 388.5→383.0，直锁凸台
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59.5→65.0）：P05 新增 M3 前端压盖，占 Z 384..389，原先 388.5 的毂面只剩 0.5mm
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让位放不下压盖。配方与 Y 轴三处（J2/J4/J5 令从动法兰盘 Y157→162）完全同源：
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压盖 5.0 + 动间隙 1.0 - 原基准 0.5 = 5.5。凸台同步加长，3xS01 输出螺钉的头面
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台阶(局部 s=58)、杆长、咬合量与改前完全一致，J3 直锁与零干涉不受影响。
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压盖中央 Ø37 让位孔（R18.5）也让开 R17.8 凸台，单边余 0.7mm。
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4.【2026-10-09】−X 侧线束走廊加一座外凸扎带拱桥 (y=102.5, Z=345)：站出 3.2mm、桥下
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3.2×1.8 穿带隧道沿 Y 贯通（与 P03/P04 同配方）。走廊线心随之由 x=-17.5 提到 -20.7：
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原线皮离本件 −X 面只剩 0.2mm，扎带没有容身处。
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5. 严格单实体 (solids = 1) 且与上下级旋转构件及电机实现动态 0 碰撞干涉。
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"""
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# 1. M4 底部抱紧套筒与后端安装板 (R=35mm)
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rear_m4 = Ycyl(35.0, Y_REAR - 8.0, Y_REAR, X_ARM, Z_EL)
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front_m4 = Ycyl(35.0, Y_COVER - 6.0, Y_COVER - 0.5, X_ARM, Z_EL)
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s = rear_m4.fuse(front_m4)
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# 顶端结合面与过渡高度
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# z_top 由 M3 前端盖外端面反推：压盖占 [Z_COVER-CLAMP_T, Z_COVER]，再留 CLAMP_CLR
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# 动间隙 -> 383.0（改前 388.5，与前端盖只有 0.5mm，放不下压盖）。
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z_cover3 = Z_R3 - COVER_Z # 389.0 M3 前端盖外端面
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z_top = z_cover3 - CLAMP_T - CLAMP_CLR # 383.0 J3 毂面（= 388.5 - CLAMP_BACKOFF）
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z_bot = Z_EL + 35.0 # 367.0
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# 2. 下部实心基座块 (Z: Z_EL..z_bot + 0.5)
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lower_block = bx(X_ARM - 35.0, X_ARM + 35.0, Y_REAR - 8.0, Y_COVER - 0.5, Z_EL, z_bot + 0.5)
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s = s.fuse(lower_block)
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# 3. 借鉴 P05 的 Loft 放样过渡体：圆弧变方形（20 层平滑放样，保持严格对称 4 段式截面拓扑）
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N = 20
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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_bot + t * (z_top - z_bot)
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st = 3.0 * (t**2) - 2.0 * (t**3)
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# 前侧：t=0 为平直面 (Y=155.5, v=27.5)，t=1 渐变为与 Ø70 正切的圆弧顶点 (Y=163.0, v=35.0)
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v_sf = 27.5 * (1.0 - st) + 0.05 * st
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v_cf = max(27.5 * (1.0 - st) + 35.0 * st, v_sf + 0.05)
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# 后侧：从 t=0 的平直面 (Y=92.0, v=-36.0) 渐变到 t=1 的圆弧 (Y=93.0, v=-35.0)
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v_sr = -36.0 * (1.0 - st) - 0.05 * st
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v_cr = min(-36.0 * (1.0 - st) - 35.0 * st, v_sr - 0.05)
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w = (cq.Workplane("XY", origin=(X_ARM, Y_AXIS, z_curr))
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.moveTo(-35.0, v_sf)
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.threePointArc((0.0, v_cf), (35.0, v_sf))
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.lineTo(35.0, v_sr)
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.threePointArc((0.0, v_cr), (-35.0, v_sr))
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.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. 电机中间定子散热裸露切除 (100% 裸露)
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# 【2026-10-05f】原 Ycyl(30.5, ...) 定子散热切除已删：主腔统一 BAY_R=30.50
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# 且从承压面挖到前端，这刀完全落在主腔内，属同段腔被两个半径各挖一次的残留。
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# 通风由敞口盒切实现，不依赖它。
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# 5. M4 接口成型
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# 【2026-10-03i 接缝整改】front_collar_pocket 已删，理由同 p_shoulder_roll_base：
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# 它与 Joint.pocket 切的是同一根 BAY_R 圆柱，是后者的子集，两次同半径布尔
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# 相减会在腔壁上留下 s=50.0 的零宽棱（本件实测 R30.500 裂成 5168.4 + 493.9 两张面）。
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s = j4.rear_mount_holes(s, t_plate=8.0, hole_d=2.8, cb_d=5.5, cb_depth=4.0)
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s = j4.pocket(s)
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# 【2026-10-07 修复：仅切除敞口侧承压面环墙，保护侧壁杜绝缺口漏螺丝】
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# 仿照 P05 设计，只在敞口半侧(局部 y>=0)将承压面段(z: -REAR_SEAT..0)切平，
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# 彻底消除阻碍电机装配的凸起围挡；臂身侧壁(局部 y<0)绝对不动，杜绝切穿侧壁留下缺口！
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s = s.cut(j4.L(bx(-40.0, 40.0, 0.0, 40.0, -AB.REAR_SEAT, 0.0)))
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# 5b. 【2026-10-02 新增】M4 前端压盖 4xM3x8(BCD55)：M4 原来只被后端板单面锁死，
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# 大扭矩下会绕 J4 轴在 Ø60.3 座孔里点头。现在前端也面压夹一次（见 motor_front_clamp）。
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# 熔接放在所有 R30.15~30.5 圆柱刀具之后，理由同 p_fork 7b。P07 的 J4 从动侧
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# 已相应后移到 Y>=162（见 p_forearm_bone 的 J4_CLEAR），与压盖前端面留 1.0mm。
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s = s.fuse(motor_front_clamp(X_ARM, Z_EL, tag="P06/M4"))
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# 5b2.【2026-10-05e / 2026-10-07 修复】删掉前端"围挡"在敞口侧的那半圈环墙（见 FENCE_OPEN_CUT）。
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s = cut_motor_fence(s, j4, "P06/M4", "P06")
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# 5c. 【2026-10-02 新增】电机上方过渡块减重窗（见 hollow_tent_window）。
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# Z360..385 这段 Loft 过渡块壁厚最深 15.8mm，是 P06 唯一一块可掏的厚料
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# （Z332..367 的下部本体已经被 Ø61 定子孔掏成 4.5mm 薄壁，没得再掏）。
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# 但它正压在 J3 毂下面，所以三条红线：
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# 1) 窗顶最高只到 Z374 —— J3 的 Ø70 毂面在 Z380..388.5，窗顶留 6mm 整块
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# 实心托住毂面承压，绝不碰毂面和它后面的 3xS01 直锁螺钉；
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# 2) 窗的 X 范围 3..37 —— 截面本体 X-15..55，两侧各留 18mm 竖墙，
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# 该高度上零件才不会被切成两半（必须单实体）；
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# 3) 拱形（下宽上窄）轮廓，斜面与水平 >= 52° 自支撑，只有顶部 X12..28 的
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# 16mm 平顶需要桥接（与 P03 同量级）。
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# 窗底取 Z362 而不是更低：Z360 附近是全段安全系数最低的截面，
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# 抬高窗底 4mm 比横向收窄 8mm 更划算（减重量只少 3cm3，安全系数从 92% 回到 100%）。
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# 窗沿 Y 双向切穿（Y87..172 超出本体，前后都贯通），顺带把这段的定子散热口
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# 一起打开。
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# 【2026-10-03 关闭】用户实机视点确认这个拱形窗在正面看就是一个贯通的矩形黑洞，
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# 位于J4 关节正上方、整机最显眼的落脚点，视觉上像"零件破了个洞"，非常不雅观。
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# 权衡后恢复实心：代价只有 161->183cm3(+22cm3 / +27g PLA)，而强度本来就已经是
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# 无窗基线的 100%（这段本来就不缺强度），减重收益纯属锦上添花。
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# 6. J3 直连法兰结构（凸台延伸至 65.0 跨过结合面牢固熔接，保持单实体与零干涉）
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# 凸台随 J3 毂面一起后移 CLAMP_BACKOFF=5.5（59.5→65.0）：进入电机输出毂的深度
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# 仍是 s54.942..56.0 那 1.06mm，3xS01 的头面台阶(s=58)/杆长/咬合量一律不变。
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boss = cyl(17.8, 54.942, 59.5 + CLAMP_BACKOFF)
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chamfer_cone = cyl(18.5, 54.5, 54.942)
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s = s.fuse(j3.L(boss)).cut(j3.L(chamfer_cone))
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s = s.cut(j3.L(cyl(3.5, 54.0, 58.0 + 30.0)))
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s = hub_m2_holes(s, j3, cb_z1=58.0 + 40.0)
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# 9. −X 侧线束走廊扎带拱桥（与 P03/P04 同一配方：站出 3.2mm、桥下 3.2×1.8 穿带隧道、孔沿 Y）
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# 走廊原来贴 x=-17.5 走，离本件 −X 面 (X_ARM-35 = -15.5) 只剩 2.0mm —— 线皮净空 0.2mm，
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# 扎带没有容身处。桥站出后线心改到 x=-20.5（桥顶 -18.7 + 线半径 1.8），与 P03 舱段同一处理。
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# 落点 Z=345 在 lower_block 的 −X 平面上 (Z332..367.5 / Y92..155.5)：足迹 Z341..349 离块体
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# 下缘 9.0mm、Y97.5..107.5 离 Y 边 5.5mm，实测平面度 0.00mm、背后 10.35mm 整实料（未打穿内腔）。
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s = s.fuse(make_surface_tie_bridge_neg_x(X_ARM - 35.0, 102.5, 345.0,
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w_y=10.0, l_z=8.0, h_x=3.2))
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return s
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JOINT = 'J3'
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def specs(JS):
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"""本件的 (件号, 中文名, 构建 thunk, 配色, 说明) 清单；顺序即 BOM 顺序。"""
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j3 = JS["J3"]
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j4 = JS["J4"]
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return [
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("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,
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"Loft有机过渡版：借鉴P05圆弧变方形放样算法，顶端Ø70正圆与J3平齐无台阶，底端渐变融入M4抱紧套筒与壳体；【2026-10-03】取消电机上方Loft过渡块(Z360~385)的拱形减重窗，恢复实心：该窗沿Y贯通，正面看是整机最显眼处的矩形黑洞(用户视觉整改)，代价仅 +22cm3/+27g，强度仍为无窗基线100%；【2026-10-03】J3 毂面整体后移 5.5mm(顶端 388.5→383.0，直锁凸台 59.5→65.0)：给 P05 新增的 M3 前端压盖(Z384..389)让位，留 1.0mm 动间隙——与 Y 轴三处(J2/J4/J5 令从动法兰盘 Y157→162)完全同源，换算式同为「压盖 5.0 + 动间隙 1.0 - 原基准 0.5」；凸台同步加长，3xS01 头面台阶(s=58)/杆长/咬合量与 J3 直锁关系一律不变；【2026-10-05 承压面让位腔改为 R35 圆腔、凸台与围挡一并消除】电机尾端垫片位(REAR_SEAT=2.6)用圆腔掏出承压面。**刀半径必须等于外壁 R35**（arm_build.SEAT_R）：取小于 R35（曾试 32.2 = 64.4 方腔内切圆）时，刀半径与外壁之间那圈 2.8mm 环墙完整保留，而承压面只挖到刀半径，于是该环墙相对承压面【凸起】并把电机尾端面围住 —— 这就是用户截图里的一圈围挡（P08 实测 1536.9mm3）。它不是残留，而是 SEAT_R<R35 的必然产物。现 SEAT_R=35.0、SEAT_TOP=+1.0（越过尾端面 1mm，吃掉半包开口处那截0.052cm3 残片）：承压面段整圈挖到外壁，承压面成为完整 R35 平圆盘，凸台与围挡一起消失，电机尾端面与承压面之间再无凸起。承力改由臂身本体承担（band 段 r36..58 有料方位 P04 10/36、其余各 15/36，其余方位靠 z>+1.0 杯体连接，无整圈通槽）。沉孔 z 区间(-8..-4)与圆腔(-2.6..+1.0)不重叠，S02 完好。连带：承压环由「方腔内切 32.2 − 沉孔外缘 30.25 = 1.95mm 窄环」变为「完整 R35 圆环 4.75mm」，受压面积 383->974mm²(2.5 倍)。【2026-10-04 承压面让位腔改为 32.2 圆腔】电机尾端垫片位(REAR_SEAT=2.6)之前用 64.4 **方**腔掏出来，方腔壁以外 z=-2.6..0 那圈料相对新承压面凸起 2.6mm，打印时是悬空薄壁（用户反馈：难打印、需支撑、公差差）。现承压面段改用**SEAT_R=32.2 圆腔**（= 64.4 方腔的内切圆半径，z=-2.6..0 与方腔平接）把整圈挖到承压面高度，凸台零残留；z=0 以上 PCBA 腔仍保持 64.4 方（PCB 是方的必须方腔）。**关键：刀半径必须取 32.2 而不是 R35** —— 中间试过 R35，结果把 r=32.2..35 的连接壁整圈切断：实测 P04 在 z=-2.6..+1.0 只剩 240~320° 方位有料，其余 360° 全掏空，后端法兰与杯壁之间出现 3.6mm 宽通槽 + 225° 一片 0.5mm 孤立薄片（用户截图：肩叉顶部「没连上」）。取 32.2 后 r=32.2..35 这圈 2.8mm 厚壁完整保留，360° 连续，既无凸台又与上方臂身连成一体（实测 5/5 件连接壁整圈连续、单实体）"),
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