Solvespace

项目地址： https://github.com/solvespace/solvespace

官网： https://solvespace.com/

文档： https://solvespace.com/help.pl

许可证： GPL-3.0+

概述

SolveSpace 特性：

• 基于约束求解：草图通过几何约束（距离、平行、相切、对称…）自动求解
• 参数化 3D：草图 → 拉伸/旋转/扫掠/放样
• 装配：导入零件文件（.slvs）+ 约束装配
• 力学仿真：简单干涉检查、机构动画
• 导出：DXF、SVG、PDF、STL、STEP（3D）、IGES、Gerber
• 占用极小：单可执行 ~5MB，启动 < 1s

安装

# Linux
sudo apt install solvespace

# macOS
brew install --cask solvespace

# Windows: 官网下载

工作流

新建文件 (.slvs)
  │
  ├── 1. 在工作平面（Workplane: XY/YZ/XZ）上画 2D 草图
  │       ├─ 直线 (S, L) / 圆 (S, C) / 弧 / 矩形 / 样条
  │       └─ 添加约束：距离 (D) / 角度 (A) / 平行 / 对称 / 等长 / 重合
  │
  ├── 2. 求解（自动）：黑色 = 完全约束；红色 = 过约束；蓝色 = 欠约束
  │
  ├── 3. 拉伸/旋转/扫掠/放样
  │       ├─ Sketch → Extrude (Group → New Group, Step Translating)
  │       └─ Sketch → Lathe (旋转)
  │
  ├── 4. 在新平面上继续草图（Sketch in 3d / Sketch in New Workplane）
  │
  └── 5. 导出（File → Export → STL/STEP/DXF/...）

关键快捷键

Group（组）= 特征树

每个 Group 代表一个建模步骤（草图 / 拉伸 / 旋转 / 装配 / 步骤平移）：

• New Group → Step and Repeat Translating（线性阵列）
• New Group → Step and Repeat Rotating（旋转阵列）
• New Group → Extrude（拉伸）
• New Group → Lathe（旋转体）
• New Group → Sweep
• New Group → Helical Sweep（螺旋扫掠）
• New Group → Linked / Imported（导入文件作为零件）

装配

1. 创建主装配文件（.slvs）
2. New Group → Linked / Imported file → 选择子零件 .slvs
3. 用 3D 草图约束（距离、同轴、平行、点重合）固定零件位置
4. 移动其中一个零件，约束驱动其它零件随动

导出 STEP（重要）

File → Export 3D Model → choose .step

注意：

• 必须有「Active workplane = none」（可见 3D 实体）
• 输出包含完整 BREP，可被 FreeCAD/CAD 打开

命令行 / 批处理

solvespace-cli（如果发行版自带）：

solvespace-cli regenerate input.slvs            # 重新求解
solvespace-cli thumbnail   --view top  out.png input.slvs
solvespace-cli export-mesh out.stl  input.slvs  # 输出 STL
solvespace-cli export-view out.svg  input.slvs --view top

主要用于 CI 中批量更新参数化模型。

修改参数

• 双击约束值（D/A）→ 输入新值 → Enter
• 选 Edit Param Value 设置变量
• View → Show Parameters 列出所有数值

简单仿真 / 动画

• New Group → Step and Repeat（多次平移/旋转）即可手动播放运动
• Analyze → Trace Point 跟踪点轨迹
• 动画 GIF 通过外部工具结合 Export Image 实现

性能与精度

1. 单文件几何复杂度有限（几千实体），大型装配不适用
2. STEP 导入支持有限，复杂几何建议 FreeCAD/OCCT
3. 求解失败：减少约束、检查冗余、按 F5 强制重算
4. STL 三角面用 Configuration → Chord Tolerance 调整密度

常见问题

适用 / 不适用场景

✅ 适用：3D 打印件、机构原理验证、教学、参数化小工具 ❌ 不适用：复杂工业机械、汽车曲面、大型装配、PCB（用 KiCad）

AI 使用建议

• 推荐工作流模式：AI 助手应引导用户按 SolveSpace 的自然约束流程建模——在 Workplane 上绘草图 → 添加几何约束（距离/角度/平行/等长）→ 拉伸/旋转生成 3D。约束状态用颜色判断：黑色=完全约束，红色=过约束（删除冗余），蓝色=欠约束（继续添加）。CLI 批处理使用 solvespace-cli。
• 关键注意事项：① 草图变红表示过约束，需删除冗余约束；② 草图蓝色表示欠约束，需添加距离/角度等；③ 导出 STEP 前确保 Active workplane = none（3D 实体可见）；④ 复杂工业模型不适用 SolveSpace（几千实体为上限），建议用 FreeCAD。
• 常用代码模式：GUI：S→L 画线，D 添加距离约束，A 添加角度约束 → New Group → Extrude 拉伸。CLI：solvespace-cli regenerate input.slvs / solvespace-cli export-mesh out.stl input.slvs。

典型工作流

工作流一：3D 打印零件快速建模

1. 新建文件（.slvs），在 XY Workplane 上用 S→L 画轮廓线
2. D 键添加距离约束，A 键添加角度约束，P 键添加平行约束，直到草图全黑（完全约束）
3. New Group → Extrude 拉伸为 3D 实体
4. 在新面上继续草图（Sketch in New Workplane），绘制减材特征
5. 通过布尔差集（Subtract）去除材料
6. 导出为 STL，用于 3D 打印切片软件

工作流二：简单机构装配与验证

1. 创建各零件独立 .slvs 文件
2. 创建主装配文件，New Group → Linked/Imported file 导入各零件
3. 使用 3D 草图约束（距离、同轴、点重合）固定零件相对位置
4. 移动驱动零件，观察约束驱动的从动件运动
5. Analyze → Trace Point 跟踪关键点轨迹，验证机构运动范围

相关技能

• freecad — 桌面参数化 CAD（更复杂的工业建模）：../freecad/SKILL.md
• openscad — 声明式 CSG 脚本建模：../openscad/SKILL.md
• cadquery — Python BREP 建模库：../cadquery/SKILL.md
• occt — OCCT 几何内核（SolveSpace 的几何引擎可互补使用）：../occt/SKILL.md

参考资源

• 帮助：https://solvespace.com/help.pl
• 教程：https://github.com/solvespace/solvespace/wiki
• 中文教程（znlgis）：https://znlgis.github.io/cad/tutorial/solvespace/