<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Transport engineering</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Transport engineering</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Транспортное машиностроение</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2782-5957</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">90760</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.30987/2782-5957-2024-11-14-23</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Mechanical engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">ROBOT MOLE FOR TRENCHLESS LAYING OF UNDERGROUND PIPELINES</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>РОБОТ-КРОТ ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2020-0814</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Рукавицын</surname>
       <given-names>Александр Николаевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Rukavitsyn</surname>
       <given-names>Alexander Nikolaevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>alruk75@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0597-8505</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Политов</surname>
       <given-names>Евгений Николаевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Politov</surname>
       <given-names>Evgeniy Nikolaevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>politovyevgeny@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Климова</surname>
       <given-names>Анастасия Романовна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Klimova</surname>
       <given-names>Anastasia Romanovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>ka8139405@gmail.com</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Юго-Западный государственный университет</institution>
     <city>Курск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Southwest State University</institution>
     <city>Kursk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Юго-Западный государственный университет</institution>
     <city>Курск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Southwest State University</institution>
     <city>Kursk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Юго-Западный государственный университет</institution>
     <city>Курск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Southwest State University</institution>
     <city>Kursk</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2024-11-29T08:13:19+03:00">
    <day>29</day>
    <month>11</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2024-11-29T08:13:19+03:00">
    <day>29</day>
    <month>11</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <volume>2024</volume>
   <issue>11</issue>
   <fpage>14</fpage>
   <lpage>23</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-10-09T00:00:00+03:00">
     <day>09</day>
     <month>10</month>
     <year>2024</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2024-10-10T00:00:00+03:00">
     <day>10</day>
     <month>10</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/90760/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/90760/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Целью исследования является разработка роботизированного комплекса для подземной прокладки коммуникаций. Показано, что разработка подобного комплекса может быть осуществлена при применении модульного принципа конструирования, позволяющего рассматривать создаваемую конструкцию состоящей из двух модулей – транспортной платформы и бурильной установки, согласованная работа которых позволяет выполнять требуемый технологический процесс с заданной точностью. Разработана на основе методов математического моделирования модель транспортного модуля подземного робота-крота, позволяющая исследовать и определить динамические параметры в движения роботизированной системы. Численное решение полученных уравнений осуществлялось в среде Mathlab. Проведен прочностной анализ бурильного винта, который позволил определить его нагрузочную способность и подтвердить работоспособность предлагаемой конструкции. Новизна работы заключается в установлении режимов динамического нагружения основного рабочего органа робота. Результаты проведенного исследования создают предпосылки к разработке системы автоматического управления подземным роботом.&#13;
Выводы: разработана математическая модель мобильного робота для прокладки подземных коммуникаций, исследованы режимы его работы, предложена методика управления многомерным объектом, регулировка которого осуществляется путем определения силовых и позиционных параметров, которые поддерживаются в заданном диапазоне.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The study objective is to develop a robotic complex for underground laying of pipelines. It is shown that such a complex can be developed using the modular design principle, which allows considering the design consisting of two modules - a transfer platform and a drilling machine, which coordinated operation allows performing the required technological process with a given accuracy. A model of the transfer module of an underground mole robot is developed based on mathematical modeling methods, which makes it possible to study and determine the dynamic parameters in the movement of a robotic system. The numerical solution of the obtained equations is carried out in Mathlab platform. A strength analysis of the drill screw is carried out, which made it possible to determine its load capacity and confirm the operability of the proposed structure. The novelty of the work is in finding dynamic loading modes of the main working body of the robot. The results of the conducted research create prerequisites for the development of an automatic control system for an underground robot. &#13;
Conclusions: a mathematical model of a mobile robot for laying underground pipelines is developed, its operating modes are studied, and a technique for controlling a multidimensional object is proposed; its adjustment is carried out by determining power and positional parameters that are maintained in a given range.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>робот-крот</kwd>
    <kwd>прокладка</kwd>
    <kwd>коммуникации</kwd>
    <kwd>транспортная платформа</kwd>
    <kwd>винтовой бур</kwd>
    <kwd>параметры</kwd>
    <kwd>плотность</kwd>
    <kwd>грунт</kwd>
    <kwd>результаты</kwd>
    <kwd>моделирование</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>mole robot</kwd>
    <kwd>laying</kwd>
    <kwd>pipelines</kwd>
    <kwd>transfer platform</kwd>
    <kwd>screw drill</kwd>
    <kwd>parameters</kwd>
    <kwd>density</kwd>
    <kwd>soil</kwd>
    <kwd>results</kwd>
    <kwd>modeling</kwd>
   </kwd-group>
   <funding-group>
    <funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в рамках реализации программы развития ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет» проекта «Приоритет 2030».</funding-statement>
    <funding-statement xml:lang="en">This paper is funded according to the implementation of the development program of the Southwest State University “Priority 2030” project.</funding-statement>
   </funding-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Харченко И.Я., Пестрякова Е.А., Пискунов А.А., Харченко А.И., Бетербиев А.С.-Э., Сонин А.Н. Особенности проектирования, строительства и эксплуатации тоннелей метрополитена и притоннельных сооружений в условиях плотной городской застройки [Текст]/ И.Я. Харченко, Е.А. Пестрякова, А.А. Пискунов и др.//Транспортные сооружения. 2019. №3. С. 11-21</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kharchenko IYa, Pestryakova EA, Piskunov AA, Kharchenko AI, Beterbiev AS-E, Sonin AN. Features of design, construction and operation of underground tunnels and tunnel structures in dense urban areas. Russian Journal of Transport Engineering. 2019;3:11-21.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Куриленко Н.В. Подземная прокладка оптических кабелей [Текст]/ Н.В. Куриленко //Вестник науки, 2020. №8 (29) Т.2. С.160-162.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kurilenko NV. Underground laying of optical cables. Vestnik Nauki. 2020;8(29(2)):160-162.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Клешнина С.А., Клешнин В.Ю. Разработка и проектирование устройства для слежения за местонахождением и передвижением робототехнического комплекса для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций [Текст]/ С. А. Клешнина, В. Ю. Клешнин. – Сб. науч. конф.: Решетневские чтения. 2015. С.178-180.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kleshnina SA, Kleshnin VYu. Development and design of a device for tracking the location and movement of a robotic complex for trenchless laying of underground pipelines. Proceedings of Scientific Conference, 2015: Reshetnev Readings. 2015.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Макиенко А.В., Садиева А.Э. Подземный проходческий робот [Текст]/ А.В. Макиенко, А.Э. Садиева.- Успехи современного естествознания 2012. №6. С.155-154.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Makiyenko AV, Sadieva AE. Underground tunneling robot.  Advances in current natural sciences. 2012;6:155-154.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лелиовский К.Я.  Моделирование динамики трансмиссии транспортных средств, эксплуатирующихся в ухудшенных дорожных условиях [Текст]/ К.Я. Лелиовский // Мир транспорта и технологических машин. 2023. № 3-5 (82). 2023.  С. 18-25.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Leliovsky KYa. Simulation of transmission dynamics of vehicles operating in degraded road conditions.  World of Transport and Technological Machinery. 2023;3-5(82):2023.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Панков А.А., Нечаев Г.И., Мирошников В.В. Захарчук А.С. Будиков Л.Я., Коробейников Д.С., Михайлова И. Г. Разработка и лабораторные испытания автоматизированной системы управления движением транспортно-технологических машин [Текст]/ А.А. Панков, Г.И. Нечаев, В.В. Мирошников и др.// Мир транспорта и технологических машин. 2023. № 4-1 (83). С. 51-60.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pankov AA, Nechaev GI, Miroshnikov VV, Zakharchuk AS, Budikov LYa, Korobeynikov DS, Mikhailova IG. Development and laboratory testing automated traffic control system transport and technological machines.  World of Transport and Technological Machinery. 2023;4-1(83):51-60.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Минаев Д., Жуков Д. , Сысоев В., Растопшин П. Щелконогов,  А.Е. Роботизированная и дистанционно управляемая подземная техника: внедрение, эксплуатация, перспективы [Текст]/ Д. Минаев, Д. Жуков, В. Сысоев и др. // Горная промышленность, 2020. № 6.  С. 56-59.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Minaev D, Zhukov D, Sysoev V, Rastopshin P, Shchelkonogov AE. Robotic and remotely controlled underground equipment: implementation, operation, prospects. Russian Mining Industry. 2020;6:56-59.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Яцун С.Ф., Чжо П.В., Рукавицын А.Н. Изучение движения мобильной колесной системы с кинематически связанными движителями [Текст]/ С.Ф. Яцун, Чжо Пье Вей, А.Н. Рукавицын. - Сб. междунар. научно-практ. конференции: Прогресс транспортных средств и систем. 2018. С. 162.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yatsun SF, Zhuo PV, Rukavitsyn AN. Study of the movement of a mobile wheeled system with kinematically coupled movers.  Collection of International Scientific and Practical Conferences, 2018: Progress of Vehicles and Systems. 2018.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Яцун С.Ф., Чжо П.В., Рукавицын А.Н. Перспективы разработки мобильных робототехнических систем с кинематическими связанными движителями [Текст]/ С.Ф. Яцун, Чжо Пье Вей, А.Н. Рукавицын//Тенденции развития науки и образования. 2018. № 39-3. С. 33-35.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yatsun SF, Zhuo PV, Rukavitsyn AN. Prospects for the development of mobile robotic systems with kinematic coupled movers.  Tendentsii Razvitiya Nauki I Obrazovaniya. 2018;39-3:33-35.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Васильев А.В., Полин А.В. Мобильный робот-разведчик на базе шестигусеничного движителя с изменяемой геометрией // Мехатроника, автоматизация, управление,2009. №3(96). С.24-27.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vasilyev AV, Polin AV. Mobile explorer robot based on a six-track propulsion system with variable dimensions. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2009;3(96):24-27.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Политов Е.Н., Рукавицын А.Н., Лай Ю. Разработка мобильного колесного робота для доставки посылок [Текст]/ Е.Н. Политов, А.Н. Рукавицын, Лай Ю Хау// Транспортное машиностроение. 2024. № 8 (32). С. 21-30.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Politov EN, Rukavitsyn AN, Yunhai L. Development of a mobile wheeled robot for parcel delivery.  Transport Engineering. 2024;8:21-30.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сизых В.Н., Баканов М.В. Математическая модель для адаптивного управления трёхколёсным мобильным роботом [Текст]/ В.Н. Сизых, М.В. Баканов. – Сб. междунар. научно-практ. конференции:  Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство, Санкт-Петербург: СПбФ НИЦ МС.2018. № 1 С.9-18.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sizykh VN, Bakanov MV. Mathematical model for adaptive control of a three-wheeled mobile robot. Proceedings of International Scientific Practical Conference, 2018: Transport, Mining and Construction Engineering: Science and Production. St. Petersburg: SPbF NITS MS; 2018.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Wang, Y., Quan, Q., Yu, H., Li, H., Bai, D., &amp; Deng, Z. Impact dynamics of a percussive system based on rotary-percussive ultrasonic drill[Текст]/ Y Wang, Q Quan, H. Yu and others //  Shock and Vibration, vol. 2017, Рp.1-10</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Wang Y, Quan Q, Yu H, Li H, Bai D, Deng Z. Impact dynamics of a percussive system based on rotary-percussive ultrasonic drill.  Shock and Vibration. 2017:1-10.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рукавицын А.Н., Чжо П. В. Исследование динамики конечностей бионического шагающего робота [Текст]/ А.Н. Рукавицын, Чжо Пье Вей// Транспортное машиностроение. 2023. № 1 (13). С. 14-22.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rukavitsyn AN, Wei CP. Study of the dynamics of bionic walking robot limbs. Transport Engineering. 2023;1:14-22.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Vasiliev A.V., Shardyko I.V. Analysis, detection, reaction and prevention of potential critical situations for light-weight mobile robots [Текст] // Extreme robotics: Proc. of the Intern. sci. and techn. conf., 2019.  Рp. 559-567.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vasiliev AV, Shardyko IV. Analysis, detection, reaction and prevention of potential critical situations for light-weight mobile robots.  Proceedings. of the International Scientific and Technical Conferenec, 2019: Extreme robotics. 2019.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Новиков А.Н., Новиков И.А., Загородний Н.А., Семыкина А.С. Разработка научно-методических подходов для повышения эффективности карьерного транспорта [Текст]/ А.Н. Новиков, И.А. Новиков, Н.А. Загородний и др.  // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2020.  Т. 17.  №6(76). С. 690-703.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Novikov AN, Novikov IA, Zagorodny NA, Semykina AS. Development of scientific and methodological approaches to improve the efficiency of quarry transport operation. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2020;17(6(76)):690-703.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
