Сборка Кентавр-М

TL;DR

  • Назначение: Робот-манипулятор, сборка и обслуживание
  • Масса: ~380 кг
  • Батарея: NaS 5 кВтч + кабель (опционально)
  • Мощность: 5 кВт
  • Время сборки: 38 часов на позиции

Обзор

Кентавр-М — универсальный робот-манипулятор Gen-2 для точных операций: сборка оборудования, сварка, обслуживание. Четырёхколёсная платформа с двумя 6-осевыми манипуляторами и набором инструментов.

Ключевая особенность: Самый лёгкий робот Gen-2 (380 кг), максимальная доля алюминия (62%) для снижения массы.

Материальный баланс Кентавр-М

Компонент Материал Масса Источник
Рама + шасси Сталь Fe-6%Mn 80 кг Изготовление рам
Корпус, радиаторы, манипуляторы, корпуса сенсоров Алюминий 235 кг Алюминий
Батарея NaS Na + S + β-Al₂O₃ 40 кг Производство батарей
Актуаторы (16 шт: 4 колеса + 2×4 direct-drive + 2×2 тросовых) Fe + Al + NdFeB 25 кг Актуаторы
Электроника (чипы) — 0.3 кг Импорт с Земли
ИТОГО — ~380 кг >99% местное

Распределение материалов: - Железо (Fe): 80 кг = 22% - Алюминий (Al): 235 кг = 63% - Натрий + Сера: 40 кг = 11% - Актуаторы: 25 кг = 7% - Импорт (чипы): 0.3 кг = <0.1%

Электроника 5 кг = чипы 0.3 кг (импорт) + корпуса камер/лидаров, кабели ~4.7 кг (Al, местный)

Конструкция

Габариты

Параметр Значение
Длина 2.5 м
Ширина 1.5 м
Высота 1.8 м (до верхней точки манипулятора)
Дорожный просвет 0.3 м
Грузоподъёмность манипуляторов 2×50 кг = 100 кг суммарно

Манипуляторы

2 манипулятора по 6 осей каждый:

Параметр Значение
Длина манипулятора 1.2 м
Грузоподъёмность 50 кг на расстоянии 1 м
Точность позиционирования ±2 мм
Скорость движения 1 м/с
Материал Алюминий (лёгкость)

±0.5 мм достижима в контролируемых условиях (под куполом, на кабеле). На открытом грунте — ±2 мм из-за температурных деформаций.

Инструменты (сменные насадки): - Сварочная TIG-горелка (вакуумная, без газа) - Шлифовальная головка (абразивная Al₂O₃) - Захват универсальный (электромеханический) - Отвёртка с регулируемым моментом - Лазерный сканер 3D

Процесс сборки

Сборочный стапель (10 позиций, 38 часов на позицию)

Позиция Этап Время Роботы
1 Установка рамы на стапель 1 час 1 Кентавр-М
2 Монтаж шасси (4 колеса) 3 часа 2 Кентавра-М
3 Установка Al корпуса и радиаторов 4 часа 2 Кентавра-М
4 Установка батареи NaS (5 кВтч) 2 часа 1 Кентавр-М
5 Монтаж 2 манипуляторов (6+6 осей) 12 часов 3 Кентавра-М
6 Прокладка силовых кабелей 3 часа 1 Кентавр-М
7 Установка электроники (процессор, сенсоры) 4 часа 2 Кентавра-М
8 Заливка NaK в контур охлаждения 1 час 1 Кентавр-М
9 Калибровка манипуляторов и тестирование 4 часа Автоматика
10 Первая зарядка батареи 4 часа Зарядная станция
ИТОГО 38 часов

Этап 1: Установка рамы

Рама Кентавр-М: - Масса: ~320 кг (70 кг Fe + 200 кг Al + 50 кг прочее) - Конструкция: Лёгкая алюминиевая рама с стальными силовыми узлами - Производство: WAAM 3D-печать

Процесс: 1. Кран поднимает раму с конвейера 2. Рама устанавливается на стапель 3. Фиксация на 4 опорах 4. Проверка геометрии (лазерный сканер)

Этап 2: Монтаж шасси

4 колеса: - Диаметр: Ø1.2 м (унифицировано с Крот-М/Краб-М) - Ширина: 0.6 м - Материал: Al обод + Fe-6%Mn бандаж (местный) - Привод: Электромоторы 2 кВт × 4 = 8 кВт + циклоидный редуктор 1:20

Подвеска: - Независимая на каждом колесе - Гидравлические амортизаторы (NaK) - Ход подвески: ±150 мм

Процесс: 1. Установка 4 ступиц на раму (болты M16) 2. Монтаж электромоторов 2 кВт с циклоидными редукторами 1:20 3. Установка колёс 4. Регулировка углов установки

Этап 3: Установка корпуса и радиаторов

Алюминиевый корпус: - Масса: 100 кг (часть от 230 кг Al) - Конструкция: Лёгкие панели из Al листов 2 мм - Функция: Защита электроники, радиаторы

Радиаторы: - Площадь: ~5 м² (направлены в тень) - Материал: Алюминий - Контур: NaK охлаждение батареи и процессора

Процесс: 1. Установка боковых панелей (болты + заклёпки) 2. Монтаж радиаторов на крыше 3. Герметизация стыков (TIG-сварка)

Этап 4: Установка батареи NaS

Батарея NaS 5 кВтч: - Масса: 40 кг - Напряжение: 200 В (100 ячеек × 2 В) - Размещение: Центр тяжести (под платформой)

Опциональный кабель: - Для работы на заводе Кентавр-М может работать от кабеля (10 кВ) - Кабель-барабан на корпусе (50 м) - Автоматическая намотка при возврате

Процесс: 1. Подъём батареи краном 2. Установка в батарейный отсек 3. Подключение силовых кабелей (болты M8) 4. Подключение системы управления батареей (BMS)

Подробнее: Производство батарей

Этап 5: Монтаж манипуляторов

2 манипулятора по 6 осей:

  • Суставы 1-4: direct-drive (NdFeB магниты, импорт) — нулевой люфт, нулевое обслуживание редуктора
  • Суставы 5-6 (запястье): тросовые приводы — мотор на корпусе, трос через шкивы (100% местные материалы)

Процесс установки: 1. Монтаж базы манипулятора на раму (болты M20) 2. Установка 6 звеньев манипулятора (каждое звено — 200 мм) 3. Установка 4 direct-drive моторов (суставы 1-4) + 2 тросовых приводов (суставы 5-6) 4. Прокладка силовых и сигнальных кабелей через манипулятор 5. Установка сменной насадки (TIG-горелка по умолчанию)

Время: 12 часов на 2 манипулятора (самый трудоёмкий этап)

Подробнее: Актуаторы

Этап 6: Прокладка силовых кабелей

Кабели: - Основной силовой кабель: 25 мм² Al (200 В, 50 А) - Кабели управления манипуляторами: 2×6 проводов (сигналы осей) - Кабель питания инструментов: 16 мм² Al (для сварки, фрезеровки)

Процесс: 1. Прокладка кабелей через кабель-каналы 2. Подключение к распределительному щитку 3. Проверка изоляции (мегаомметр)

Этап 7: Установка электроники

Электроника Кентавр-М: - Процессор: ARM Cortex-A72 (4 ядра, 1.5 ГГц) - Сенсоры: 8 камер, 2 лидара, GPS, IMU - Связь: Wi-Fi, радиоканал 2.4 ГГц - Масса: 5 кг

Процесс: 1. Установка компьютера в защищённый корпус 2. Подключение камер и лидаров 3. Калибровка сенсоров 4. Установка антенн связи

Этап 8: Заливка NaK в контур охлаждения

Контур NaK: - Объём: ~20 литров - Температура: +50-100°C (рабочая) - Радиаторы: 5 м² Al панели

Процесс: 1. Вакуумирование контура (удаление воздуха) 2. Заливка NaK через заправочный клапан 3. Проверка герметичности (вакуумный тест) 4. Запуск насоса NaK

Этап 9: Калибровка манипуляторов и тестирование

Программа тестирования:

Тест Описание Норма
Калибровка манипуляторов Установка нулевых позиций всех 12 осей Точность ±2 мм
Движение Проверка всех 4 колёс Скорость 5 км/ч
Захват груза Подъём 50 кг на расстоянии 1 м Точность позиции ±3 мм
Сварка TIG Тест сварки Al пластин Шов без дефектов
Батарея Полный цикл заряд/разряд Ёмкость >4.5 кВтч
Автономность Автопилот, объезд препятствий 100% успех

Длительность: 4 часа (автоматическая калибровка лазерным сканером)

Этап 10: Первая зарядка

Зарядная станция: - Напряжение: 200 В - Ток: 25 А - Время полной зарядки: 1 час (5 кВтч / 5 кВт)

Процесс: 1. Подключение к зарядной станции 2. Активация батареи (первый цикл при 350°C) 3. Полная зарядка 4. Проверка ёмкости (должна быть >4.5 кВтч)

Энергопотребление

Режим Мощность Время работы
Движение 2 кВт 2.5 часа (12 км)
Работа манипуляторов (позиционирование) 1 кВт 5 часов
Сварка TIG 5 кВт только от кабеля
Шлифовка абразивная 3 кВт только от кабеля
Простой 0.2 кВт 25 часов

Примечание: Энергоёмкие операции (TIG-сварка, шлифовка) выполняются от кабеля в заводских условиях. Батарея 5 кВтч предназначена для перемещения между объектами и позиционирования манипуляторов.

Запас хода (от батареи): - Движение: 12 км - Работа манипуляторов: 5 часов

Обслуживание

Операция Периодичность Исполнитель
Перепокрытие MoS₂ в подшипниках суставов 3-6 месяцев Магнетронная станция + другой Кентавр-М
Калибровка манипуляторов 1 месяц Автоматика
Замена батареи NaS 5-7 лет Сборочный стапель
Замена инструментов (TIG-горелка, абразивные круги) По факту Кентавр-М сам себя

Срок службы: - Рама: 10-15 лет - Манипуляторы: 5-10 лет - Батарея: 5-7 лет (4500 циклов) - Электроника: 5-10 лет - Робот в целом: 5-10 лет

Применение

Основные задачи Кентавр-М:

Задача Описание % времени
Сборка роботов Монтаж компонентов на стапеле 40%
Сварка конструкций TIG-сварка Al/Fe деталей 20%
Шлифовка Абразивная обработка посадочных мест 15%
Обслуживание оборудования Замена деталей, регулировка 15%
Тестирование Контроль качества изделий 10%

Производительность: - 1 Кентавр-М может собрать 0.2 робота/день (5 Кентавров → 1 робот) - 1 Кентавр-М может обслужить 20 единиц оборудования/день

Инструменты Кентавр-М

Сварочная TIG-горелка

Параметр Значение
Ток 10-200 А
Среда Вакуум (защитный газ не требуется)
Электрод Вольфрам (W)
Применение Сварка Al/Fe

Шлифовальная головка

Параметр Значение
Мощность 3 кВт
Скорость вращения 3000-6000 об/мин
Абразив Al₂O₃ (корунд, местное)
Применение Обработка посадочных мест

Захват универсальный

Параметр Значение
Грузоподъёмность 50 кг
Тип Электромеханический (серво)
Точность захвата ±1 мм

См. также