feat(v4.0): motion simulation — revolute/prismatic/cylindrical/spherical/planar joints

- MotionJoint with type, anchor, axis, limits
- MotionSimulation: step/run with driver functions
- Constant speed and custom driver support
- Collision detection integration during simulation
- 13 tests: all joint types, limits, reset, multi-joint chains

include/vde/brep/motion_simulation.h

@@ -0,0 +1,153 @@
+#pragma once
+/**
+ * @file motion_simulation.h
+ * @brief 装配体运动仿真
+ *
+ * 定义运动副（铰链、滑动、球面等），支持步进仿真和碰撞响应。
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+
+#include "vde/brep/assembly.h"
+#include "vde/core/point.h"
+#include <vector>
+#include <string>
+#include <functional>
+
+namespace vde::brep {
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Joint Types
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 运动副类型
+enum class JointType {
+    Fixed,        ///< 固定连接（无相对运动）
+    Revolute,     ///< 旋转副：绕轴旋转
+    Prismatic,    ///< 滑动副：沿轴平移
+    Cylindrical,  ///< 圆柱副：旋转 + 平移（同轴）
+    Spherical,    ///< 球面副：绕点旋转（3 自由度）
+    Planar,       ///< 平面副：平面内 2D 运动
+};
+
+/// 运动副定义：连接装配体树中两个节点
+struct MotionJoint {
+    std::string name;               ///< 运动副名称
+    JointType type = JointType::Fixed;
+
+    /// 连接的节点路径（装配体树中名称，用于查找）
+    std::string parent_link;        ///< 父连杆名称
+    std::string child_link;         ///< 子连杆名称
+
+    /// 运动副几何定义
+    core::Point3D  anchor;          ///< 锚点（世界坐标）
+    core::Vector3D axis;            ///< 轴方向（单位向量，对 Revolute/Prismatic/Cylindrical）
+    core::Vector3D plane_normal;    ///< 平面法线（对 Planar）
+
+    /// 运动范围限制
+    double limit_min = -std::numeric_limits<double>::max();  ///< 下限（弧度或长度）
+    double limit_max =  std::numeric_limits<double>::max();  ///< 上限
+};
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Simulation State
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/// 仿真状态（单帧）
+struct SimulationState {
+    double time = 0.0;                      ///< 仿真时间
+    std::vector<double> joint_values;       ///< 各关节当前值（角度/位移）
+    std::vector<std::string> collisions;    ///< 碰撞信息
+};
+
+/// 仿真配置
+struct SimulationConfig {
+    double time_step = 0.016;   ///< 时间步长（默认 60 FPS）
+    double duration = 1.0;      ///< 总仿真时长
+    bool detect_collision = true;  ///< 是否检测碰撞
+    bool stop_on_collision = false; ///< 碰撞时是否停止
+};
+
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+//  Motion Simulation
+// ═══════════════════════════════════════════════════════════
+
+/**
+ * @brief 运动仿真引擎
+ *
+ * 管理运动副，执行步进仿真，更新装配体节点变换。
+ *
+ * @code{.cpp}
+ * MotionSimulation sim;
+ * sim.add_joint({"hinge", JointType::Revolute,
+ *                "base", "arm", Point3D(0,0,0), Vector3D(0,1,0)});
+ *
+ * sim.set_driver(0, [](double t) { return sin(t); }); // 正弦驱动
+ *
+ * auto states = sim.run(assembly, {.time_step=0.016, .duration=2.0});
+ * for (auto& s : states) {
+ *     std::cout << "t=" << s.time << " joint0=" << s.joint_values[0] << "\n";
+ * }
+ * @endcode
+ *
+ * @ingroup brep
+ */
+class MotionSimulation {
+public:
+    /// 添加运动副
+    void add_joint(const MotionJoint& joint);
+
+    /// 获取运动副数量
+    [[nodiscard]] size_t joint_count() const { return joints_.size(); }
+
+    /// 设置关节驱动函数（t → value）
+    /// @param joint_index 关节索引
+    /// @param driver 驱动函数 f(t) → joint value
+    void set_driver(int joint_index, std::function<double(double)> driver);
+
+    /// 设置恒定速度驱动
+    /// @param joint_index 关节索引
+    /// @param speed 恒定速度（rad/s 或 units/s）
+    void set_constant_speed(int joint_index, double speed);
+
+    /**
+     * @brief 运行仿真
+     *
+     * 按时间步长推进，每步更新装配体节点变换。
+     * 若 detect_collision 为 true，每步检测干涉。
+     *
+     * @param assembly 装配体（会被原地修改）
+     * @param config 仿真配置
+     * @return 各时间步的状态列表
+     */
+    [[nodiscard]] std::vector<SimulationState> run(
+        Assembly& assembly, const SimulationConfig& config);
+
+    /**
+     * @brief 单步仿真
+     *
+     * 推进一个时间步长，更新装配体和关节值。
+     *
+     * @param assembly 装配体
+     * @param dt 时间步长
+     * @return 当前仿真状态
+     */
+    [[nodiscard]] SimulationState step(Assembly& assembly, double dt);
+
+    /// 重置仿真时间
+    void reset() { time_ = 0.0; joint_values_.assign(joints_.size(), 0.0); }
+
+private:
+    std::vector<MotionJoint> joints_;
+    std::vector<std::function<double(double)>> drivers_;
+    std::vector<double> joint_values_;
+    double time_ = 0.0;
+
+    /// Apply joint transform to the assembly
+    void apply_joint_transform(Assembly& assembly, int joint_idx, double value);
+
+    /// Find assembly node by name
+    static AssemblyNode* find_node(AssemblyNode& root, const std::string& name);
+};
+
+} // namespace vde::brep