Сборка Краб-М

TL;DR

  • Назначение: Логистический робот, транспорт материалов
  • Масса: ~1000 кг
  • Батарея: NaS 20 кВтч
  • Мощность: 10 кВт
  • Время сборки: 48 часов на позиции

Обзор

Краб-М — логистический робот Gen-2 для транспортировки материалов между объектами завода. Шестиколёсная платформа с грузовой платформой 2×3 м может перевозить до 5 тонн реголита или готовых изделий.

Материальный баланс Краб-М

Компонент Материал Масса Источник
Рама + шасси Сталь Fe-6%Mn 350 кг Изготовление рам
Корпус, радиаторы, корпуса сенсоров Алюминий 470 кг Алюминий
Батарея NaS Na + S + β-Al₂O₃ 150 кг Производство батарей
Актуаторы (6 колёс + манипулятор) Fe + Al + NaK 40 кг Актуаторы
Электроника (чипы) — 0.5 кг Импорт с Земли
ИТОГО — ~1000 кг >99% местное

Распределение материалов: - Железо (Fe): 350 кг = 35% - Алюминий (Al): 470 кг = 47% - Натрий + Сера: 150 кг = 15% - Актуаторы: 40 кг = 4% - Импорт (чипы): 0.5 кг = <0.1%

Электроника 20 кг = чипы 0.5 кг (импорт) + корпуса камер/лидаров, кабели ~19.5 кг (Al, местный)

Конструкция

Габариты

Параметр Значение
Длина 4.5 м
Ширина 2.5 м
Высота 2.0 м
Дорожный просвет 0.5 м
Грузоподъёмность 5 т

Колёсная база

flowchart LR
    subgraph CHASSIS["ШАССИ"]
        W1["Колесо 1"]
        W2["Колесо 2"]
        W3["Колесо 3"]
        W4["Колесо 4"]
        W5["Колесо 5"]
        W6["Колесо 6"]
    end

    W1 -.-> W2
    W2 -.-> W3
    W4 -.-> W5
    W5 -.-> W6

    style CHASSIS fill:#d4edda

6 колёс: По 3 с каждой стороны, независимая подвеска на каждом колесе.

Диаметр колеса: Ø1.2 м (для преодоления реголита глубиной до 0.5 м)

Процесс сборки

Сборочный стапель (10 позиций, 48 часов на позицию)

Позиция Этап Время Роботы
1 Установка рамы на стапель 2 часа 2 Кентавра-М
2 Монтаж шасси (6 колёс) 6 часов 4 Кентавра-М
3 Установка Al корпуса и радиаторов 8 часов 3 Кентавра-М
4 Установка батареи NaS (20 кВтч) 4 часа 2 Кентавра-М
5 Монтаж актуаторов (6 приводов колёс + 2 манипулятора) 6 часов 3 Кентавра-М
6 Прокладка силовых кабелей 4 часа 2 Кентавра-М
7 Установка электроники (процессор, сенсоры) 6 часов 2 Кентавра-М
8 Заливка NaK в контур охлаждения 2 часа 1 Кентавр-М
9 Калибровка сенсоров и тестирование 6 часов Автоматика
10 Первая зарядка батареи 4 часа Зарядная станция
ИТОГО 48 часов

Этап 1: Установка рамы

Рама Краб-М: - Масса: ~800 кг (350 кг Fe + 450 кг Al) - Конструкция: Гибридная Fe/Al (модульная, болтовая сборка) - 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

6 колёс: - Диаметр: Ø1.2 м - Материал: Алюминий (обод) + Fe-6%Mn бандаж (местный) - Привод: Электромоторы 5 кВт × 6 = 30 кВт + циклоидный редуктор 1:20 (100% местный)

Подвеска: - Независимая на каждом колесе - Гидравлические амортизаторы (NaK) - Ход подвески: ±200 мм

Процесс: 1. Установка 6 ступиц на раму (болты M20) 2. Монтаж электромоторов приводов 3. Установка колёс 4. Регулировка углов установки

Этап 3: Установка корпуса и радиаторов

Алюминиевый корпус: - Масса: 450 кг - Конструкция: Панели из Al листов 3 мм - Функция: Защита от пыли, радиаторы охлаждения

Радиаторы: - Площадь: ~10 м² (направлены в тень) - Материал: Алюминий - Контур: NaK охлаждение батареи и моторов

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

Этап 4: Установка батареи NaS

Батарея NaS 20 кВтч: - Масса: 150 кг (активные материалы Na + S + β-Al₂O₃ + корпус + изоляция) - Напряжение: 400 В (200 ячеек × 2 В) - Размещение: Центр тяжести (под платформой)

Процесс: 1. Подъём батареи краном 2. Установка в батарейный отсек 3. Подключение силовых кабелей (болты M10) 4. Подключение системы управления батареей (BMS)

Подробнее: Производство батарей

Этап 5: Монтаж актуаторов

8 актуаторов: - 6 приводов колёс (электрические, 5 кВт каждый) - 2 манипулятора грузовой платформы (гидравлические, 30 кН)

Процесс: 1. Установка электромоторов в ступицы колёс 2. Прокладка силовых кабелей к батарее 3. Монтаж гидравлических цилиндров платформы 4. Заливка NaK в гидравлический контур

Подробнее: Актуаторы

Этап 6: Прокладка силовых кабелей

Кабели: - Основной силовой кабель: 50 мм² Al (400 В, 100 А) - Кабели управления: 20 проводов (сигналы, сенсоры)

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

Этап 7: Установка электроники

Электроника Краб-М: - Процессор: ARM Cortex-A72 (4 ядра, 1.5 ГГц) - Сенсоры: 12 камер, 6 лидаров, GPS, IMU - Связь: Wi-Fi, радиоканал 2.4 ГГц - Масса: 20 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: ~50 литров - Температура: +50-100°C (рабочая) - Радиаторы: 10 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 и тестирование

Программа тестирования:

Тест Описание Норма
Движение Проверка всех 6 колёс Скорость 10 км/ч
Манипулятор Подъём груза 5 тонн Высота 2 м
Батарея Полный цикл заряд/разряд Ёмкость >18 кВтч
Охлаждение Тест радиаторов T <+100°C
Автономность Автопилот, объезд препятствий 100% успех

Длительность: 6 часов

Этап 10: Первая зарядка

Зарядная станция: - Напряжение: 400 В - Ток: 25 А (щадящий режим первой зарядки) - Время полной зарядки: 2 часа (20 кВтч / 10 кВт)

Процесс: 1. Подключение к зарядной станции 2. Активация батареи (первый цикл при 350°C) 3. Полная зарядка 4. Проверка ёмкости (должна быть >18 кВтч)

Энергопотребление

Режим Мощность Время работы
Движение пустой 5 кВт 4 часа (20 км)
Движение с грузом (5 т) 10 кВт 2 часа (10 км)
Погрузка/разгрузка 3 кВт 6 часов
Простой 0.5 кВт 40 часов

Запас хода: - Без груза: 20 км - С грузом 5 т: 10 км

Обслуживание

Операция Периодичность Исполнитель
Перепокрытие MoS₂ в подшипниках колёс 3-6 месяцев Магнетронная станция + Кентавр-М
Калибровка сенсоров 3 месяца Автоматика
Замена батареи NaS 5-7 лет Сборочный стапель
Замена колёс 1 год Кентавр-М

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

Применение

Основные задачи Краб-М:

Задача Описание % времени
Транспорт реголита Доставка 100 т/день от Крот-М к заводу 40%
JIT-подача в заводы Загрузка/выгрузка через шлюз (бобины, слитки, готовое) 20%
Буфер МД Доставка контейнеров зеркал от Ф-З к масс-драйверу 15%
Межзаводская логистика Купола, оборудование, роботы от Ф-Р к площадкам 15%
Обслуживание Транспорт запчастей, обслуживание внешних складов 10%

Производительность: - 20 рейсов/день × 5 т = 100 т/день на 1 Краб-М

См. также