# MONOLITH 双 MID-360 扫描仪机械设计报告

版本 `3.0.0-MONOLITH` · 助记词 `MONOLITH` · FreeCAD `1.1.3R20260725` · 2026-09-04

## 本轮修正结果

本版不是上一版的表面修改，而是重新建立机械拓扑：

- 整台扫描仪的承力机架为一个零件号 `MONO-CHASSIS-001`，在 FreeCAD 中恰好是 **1 个连续、有效的 B-rep solid**。
- 四条调平腿为另一个零件号 `MONO-FOOT-M12-001` 的 4 个相同实例；每件本身也是一个 solid。
- 主机没有铰链，没有假转轴，没有角度连杆，没有悬浮构件，也没有独立的后线缆盖。
- 蜘蛛腿横梁、M12 轴套、主箱体、屏幕框、后线缆护槽、顶板、A-frame 支撑和两块 MID-360 安装板全部融合进同一个主实体。
- 组件之间执行 32 对实体 common-volume 检查：0 失败，最大公共体积 `0.0 mm³`。

公网查看：<https://monolith-mid360.artifact.oa.lessokaji.com/viewer/?v=3.0.0-monolith-final>

## MID-360 正确方向

对官方 STEP 原始坐标的检查结果：

- 完整装配对象：`MID_360_4_ASM`，每台包含 7 个 solid，而不是用简化方盒替代。
- 官方 STEP 的光轴为本地 `+Y`。
- 安装底面位于原始坐标 `Y=-25.917 mm`。
- 四个底部 M3 安装孔以官方坐标原点为基准。
- 通过 `+90° about native X` 把官方 `+Y` 光轴映射到安装局部 `+Z`，然后再与全局 86° 安装姿态组合。

因此现在两台 MID-360 都是四孔底面贴安装板、圆顶光窗朝外；不会再把 STEP 包围盒 Z 方向误当成安装方向。Livox 手册要求使用底面安装，底面有 4 个 M3、深 5 mm 的孔，光窗不得被支架遮挡，并建议至少 3 mm 厚、暴露面积不少于 10000 mm² 的金属底板及周围 10 mm 散热空间。[Livox MID-360 用户手册](https://www.sachtleben-technology.com/assets/downloads/livox-mid-360-user-manual.pdf)

每块固定安装板为 110×100×6 mm，即 11000 mm²；使用 4×M3 正常间隙孔 Ø3.4 mm，孔距 48×36 mm，并从背面设置 Ø6.5×3 mm 沉孔。传感器底面与板面留有 0.25 mm 装配/导热界面余量。

## 单体与螺纹结构

调平轴套和脚采用真实螺旋 B-rep，而不是光滑圆柱加文字：

| 参数 | 内螺纹轴套 | 外螺纹脚 |
|---|---:|---:|
| 规格 | M12×1.75 | M12×1.75 |
| 螺距 | 1.75 mm | 1.75 mm |
| 小径/根径 | 10.20 mm | 9.80 mm |
| 大径/牙顶 | 12.30 mm | 11.70 mm |
| 径向配合余量 | 0.20 mm root | 0.30 mm crest |
| 有效外牙长度 | — | 60 mm |

四个内牙孔贯穿 Z=27…69 mm 的完整轴套，并在入口设置锥形导入和退刀空间。最初验证曾发现轴套上缘残留 2 mm 假封底，造成每腿 `452.577838 mm³` 重叠；本版已贯穿重切，四腿与主实体的公共体积全部为 `0.0 mm³`。

脚部近景线框图 `MONOLITH-thread-xray-edges.png` 可直接看到连续螺旋牙。单件脚 STL 有 1,242 facets、49 条精简后的 B-rep 拓扑边，尺寸约 54×53.946×74.5 mm。

## 无假铰链、无交错

用户要求“铰链必须是真结构”，本版选择完全取消铰链：四根蜘蛛腿是主铸件/增材件的一部分，不再宣称可折叠。传感器角度也固定在单体支架中；因此没有任何需要销轴、轴承、止动件却只画圆柱示意的机构。

干涉流程分两级：AABB 不相交时数学上直接判定无交集；AABB 重叠时调用 OpenCascade 精确 `Shape.common()`。所有主机架/采购件、主机架/四螺纹腿以及采购件相互组合共 32 对，最终最大正交叠体积为 `0.0 mm³`。详情见 [interference-report.json](interference-report.json)。

## 尺寸和部件

- 主单体包围盒：392×331.935×338.285 mm。
- 完整装配包围盒：413.934×353.967×365.285 mm。
- 两台 MID-360 各向外 86°，光轴夹角 172°。
- 240,000 个等面积球面方向计算的理想联合覆盖率仍为 78.8104%；两台这种 FOV 的雷达无法完整覆盖球面。
- 计算：Seeed reComputer J4012，130×120×58.5 mm。
- 屏幕：Waveshare 5.5-inch HDMI AMOLED，140.40×74.76×8.70 mm，8 个直接 Ø2.9 mm 安装孔。
- 电池：CSBattery LFP24V10，181×170×77 mm。
- 电源：Vicor DCM3623T36G13C2T00。
- 风扇：Noctua NF-A6x25 5V PWM。

## FreeCAD 技能与 MCP

- [ghbalf/freecad-ai](https://github.com/ghbalf/freecad-ai)，commit `15774022a1c981335135d95928bd6cb4f7ba0431`：使用 fastener-hole/enclosure/thread-insert 规则确定直接孔径、沉孔和壳体边界。
- [gurul/gencad](https://github.com/gurul/gencad)，commit `364770c8f09792064389e7abc85240813622d120`：实际通过 MCP `freecad_run` 构建和验证，并通过 `freecad_render_section` 输出轴套、A-frame 剖面。
- [tessalabs-space/freecad-mcp](https://github.com/tessalabs-space/freecad-mcp)，commit `0a6b596dd95b2543594ba742edd5b0655874b1a9`：作为 FreeCAD MCP 交互和渲染参考。

## 实际验证

- `33/33` 检查通过，0 错误。
- 主机架 solid：1。
- 相同螺纹脚实例：4。
- 唯一制造零件号：2。
- 每台官方 Livox solid：7。
- 精确干涉组合：32。
- 总装 STL：262,238 facets。
- FCStd SHA-256：`5dc14dc74baba41b44674752246089e7540e5cd152e623f2d7575e91e3f34530`。

证据文件：

- [verification.json](verification.json)
- [design-manifest.json](design-manifest.json)
- [interference-report.json](interference-report.json)
- [SHA256SUMS.txt](SHA256SUMS.txt)
- `MONOLITH-oa-public.png`
- `MONOLITH-mid360-top.png`
- `MONOLITH-thread-closeup.png`
- `MONOLITH-thread-xray-edges.png`
- `section-thread-boss-x180.png`
- `section-monolith-head-y44.png`

## 下载

- [FreeCAD FCStd](MONOLITH_dual_mid360_scanner_v3.0.0.FCStd)
- [完整 STEP](MONOLITH_dual_mid360_scanner_v3.0.0.step)
- [完整装配 STL](MONOLITH_dual_mid360_scanner_v3.0.0.stl)
- [唯一主机架 STL](parts/main-monolith-one-piece.stl)
- [单件 M12×1.75 螺纹脚 STL](parts/leveling-foot-M12x1.75-one-piece.stl)
- [完整发布包](MONOLITH-scanner-v3.0.0-MONOLITH.zip)

## 物理验收边界

当前验收使用真实 FreeCAD B-rep、官方 Livox STEP、真实制造 STL 和 OA 公网浏览器，没有使用 demo/mock 几何。TH155 没有两台实物 MID-360、加工后的主单体和实物螺纹规，因此尚未完成实体装配、螺纹通止规、跌落/倾覆、热传导、EMC、密封及真实双雷达扫描测试。单体制造前仍需基于选定工艺给 M12 内外牙加入对应公差等级，并对 392 mm 大型一体件做制造商 DFM。

## 保持运行的检查入口

- OA 公网：<https://monolith-mid360.artifact.oa.lessokaji.com/>
- 本机查看器：<http://127.0.0.1:9883/viewer/>
- 本机查看器终端：`9e4ae9f1fa`
- OA broker 终端：`f2955ef3ef`
- browser cockpit：`br-deecbbe005`

