CN107364283B - 轮结构、车轮系统及其应用和爬/下坡、翻越障碍物方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了轮结构、车轮系统及其应用和爬/下坡、翻越障碍物方法，属于车轮及车轮的应用领域。本发明的轮结构，包括：外轮，该外轮的内圆周面上设有与齿轮啮合传动的齿；偏心转轴，该偏心转轴连接在外轮侧面上的非中心处。本发明的目的在于克服现有的车轮在崎岖不平的路面上行驶时平稳性较差的不足，提供了一种带有垂直方向自由度的轮结构、车轮系统及其应用和爬/下坡、翻越障碍物方法，实现了在崎岖不平的路面上行驶时平稳性仍旧较好的功能。

Description

轮结构、车轮系统及其应用和爬/下坡、翻越障碍物方法

技术领域

本发明涉及车轮及车轮的应用领域，更具体地说，涉及一种带有垂直方向自由度的轮结构、车轮系统及其应用和爬/下坡、翻越障碍物方法。

背景技术

车轮系统，例如脚轮系统，可以被安装在物体或设备上以便于其移动。脚轮系统可具有固定的排列，从而在单一的方向上滚动，或者它们可安装在枢轴上，使得车轮自动地旋转从而使其自身与运动的方向对齐。

目前我国的老年人/残疾人和病患者中有大量的行动不便者，这些人构成了数量庞大的轮椅需求群体，巨大的需求促进了我国轮椅产业近年较快发展，电动轮椅大量的进入千家万户，提高了生活质量。然而，大多数的电动轮椅使用者都难免遇到路况凹凸不平的情况，轮椅随着路面的颠簸对使用者无疑是一种煎熬。目前市场上有多款具有防震功能的电动轮椅，但是大多价格昂贵并且造型复杂，轮椅整体运行不平稳并且使用较为费力。与此同时，不同用途的机器人，例如仓储机器人、侦察机器人等也开始走进我们的生活，为了适应不同的地理环境，需要对机器人自身做出调整来保证其在不同的环境中运行平稳以实现预设的目标，但都存在着在崎岖不平的路面上行驶时车身的平稳性很难保证的问题，也不能根据具体的使用环境实现对车身的升降调整。

现有技术中关于具有升降功能的车轮系统已有相关专利公开，例如专利公开号：CN102126400A，公开日：2011年07月20日，发明创造名称为：具有升降器装置的车轮系统，该申请案涉及具有升降器装置的车轮系统，其包括：框架；旋转地安装在框架上的车轮；以及升降器。升降器限定第一端和第二端。升降器的第一端可枢转地安装在框架上，而升降器的第二端限定接触表面。升降器的接触表面适于与垂直设置的障碍物形成初始接触，且随后升降器构造成围绕第一端枢转，使得车轮被抬升并越过垂直障碍物。但是，该申请案的不足之处在于：其通过升降器抬升车轮的形式将车轮越过垂直障碍物，使用起来并不灵活，且其车轮的升降调整模式难以适应车轮在崎岖不平的路面上连续行驶。

综上所述，如何克服现有的车轮在崎岖不平的路面上行驶时平稳性较差的不足，是现有技术中亟需解决的技术难题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有的车轮在崎岖不平的路面上行驶时平稳性较差的不足，提供了一种带有垂直方向自由度的轮结构、车轮系统及其应用和爬/下坡、翻越障碍物方法，实现了在崎岖不平的路面上行驶时平稳性仍旧较好的功能。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的轮结构，包括：

外轮，该外轮的内圆周面上设有与齿轮啮合传动的齿；

偏心转轴，该偏心转轴连接在外轮侧面上的非中心处。

作为本发明的轮结构更进一步的改进，还包括外轮盖板，该外轮盖板的边缘转动配合在外轮边缘上的环形槽内，，自所述外轮盖板上向一侧延伸有一偏心套筒，该偏心套筒在外轮盖板上的连接处为外轮侧面上的非中心处。

作为本发明的轮结构更进一步的改进，自所述外轮盖板上向另一侧延伸有一穿过外轮中心孔的盖板中心轴，所述盖板中心轴穿出外轮中心孔的部分为螺纹杆；

所述外轮中心孔的外侧固定有外轮卡件，该外轮卡件上设有供所述螺纹杆穿过的通孔，防松螺母螺纹连接在所述螺纹杆上，防松螺母与外轮卡件之间设有垫圈。

作为本发明的轮结构更进一步的改进，所述外轮的中心孔内安装有与所述盖板中心轴配合的第一轴承；所述偏心套筒的外侧面上设有至少两条轴向凹槽。

本发明的车轮系统，包括上文所述的轮结构，还包括：

内齿轮，所述内齿轮与外轮内圆周面上设有的齿啮合传动，内齿轮通过连接轴与第一驱动电机连接。

作为本发明的车轮系统更进一步的改进，所述偏心套筒同轴心的套在所述连接轴外部，一蜗轮套在所述偏心套筒的外侧面上，且蜗轮的中心孔上设有与所述轴向凹槽相配合的凸起部；所述蜗轮与一蜗杆啮合传动，该蜗杆与第二驱动电机连接。

作为本发明的车轮系统更进一步的改进，所述外轮的中心孔内安装至少两个第一轴承，相邻两个第一轴承之间安装有一定位套；

所述蜗杆的两端分别配合设置有第二轴承；

一第三轴承套在所述偏心套筒的外侧面上，且第三轴承的内圈壁上设有与所述轴向凹槽相配合的凸起部；

作为本发明的车轮系统更进一步的改进，所述第一外套包括固连的两个开口空腔，其中一个开口空腔与第三外套相扣合形成第一密闭腔从而将连接轴、第一驱动电机、偏心套筒、蜗轮和第三轴承定位在其内部，另一个开口空腔与第二外套相扣合形成第二密闭腔从而将蜗杆、第二轴承和第二驱动电机定位在其内部。

作为本发明的车轮系统更进一步的改进，还包括支撑架和安装底板，所述支撑架夹持住第一密闭腔或者第二密闭腔，支撑架通过第三紧固螺栓固定在安装底板上。

本发明的车轮系统的应用，机器人或轮椅或车上安装有上文所述的车轮系统。

本发明的爬/下坡方法，前、后轮分别为上文所述的车轮系统的行驶设备，其爬/下坡过程包括以下步骤：

P1：控制前轮上的内齿轮，使其处于对应外轮的底部；

P2：控制后轮上的内齿轮，使其处于对应外轮的顶部；

P3：实时控制前轮上的内齿轮和后轮上的内齿轮，使二者保持在同一高度。

本发明的翻越障碍物方法，车轮为上文所述的车轮系统的行驶设备，其翻越障碍物过程包括以下步骤：

F1：遇到障碍物前，控制内齿轮使其处于外轮的顶部；

F2：翻越障碍物过程中，保持内齿轮处在恒定的水平位置。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明中，外轮的内圆周面上设有与内齿轮啮合传动的齿，内齿轮通过连接轴与第一驱动电机连接，第一驱动电机为内齿轮的转动提供动力，通过内齿轮的转动进一步地带动外轮转动，使得外轮在地面实现滚动移动。

(2)本发明中，利用偏心轮的原理对外轮进行了一定的改造，具体为：自外轮盖板上向一侧延伸有一偏心套筒，该偏心套筒在外轮盖板上的连接处为外轮侧面上的非中心处，偏心套筒同轴心的套在连接轴外部，偏心套筒的外侧面上对称设有两条轴向凹槽，一蜗轮套在偏心套筒的外侧面上，且蜗轮的中心孔上设有与轴向凹槽相配合的凸起部，从而使得蜗轮定位安装在偏心套筒上，蜗轮与一蜗杆啮合传动，该蜗杆与第二驱动电机连接，当第二驱动电机开始工作时，与其直接相连的蜗杆开始转动，进而带动蜗轮转动，由于蜗轮定位安装在偏心套筒上，偏心套筒会同步发生转动，同时，由于外轮盖板上偏心套筒的中心线与外轮的中心线存在一定的间距，即存在一定的偏心距，从而使得整个外轮盖板发生偏心转动，同时，外轮盖板的边缘转动配合在外轮边缘上的环形槽内，最终使得外轮整体也发生偏心转动，进而可实现外轮的高度调节。

(3)本发明公开的带有垂直方向自由度的车轮系统可以安装在机器人或轮椅或车等任意需要滚动移动的行驶设备上，车轮系统通过外轮的转动及偏心转动自动实现外轮的移动及升降，同时能够根据地理环境的复杂程度，对行驶设备上的各轮做出相应调整，以保证行驶设备的平稳运行，尽可能的减少行驶设备的行驶震动，使得在崎岖不平的路面上行驶时平稳性仍旧较好。

(4)当前、后轮分别为本发明中车轮系统的行驶设备处于爬坡状态时，控制前轮上的内齿轮处于其外轮的底部，控制后轮上的内齿轮处于其外轮的顶部，通过对前轮、后轮的高度调节，使得前轮上的内齿轮和后轮上的内齿轮始终保持在同一高度，进而使得整个行驶设备始终保持水平状态爬坡，行驶设备的重心始终处于自身的中心位置，爬坡平稳；其中，行驶设备的下坡步骤同上。

(5)当车轮为本发明中车轮系统的行驶设备遇到障碍物时，开启第二驱动电机，使得内齿轮调整处于外轮的顶部，进而外轮整体的重心上移，然后在翻越障碍物的过程中，始终保持内齿轮在恒定的水平位置，从而通过外轮转动轻松、平稳地越过障碍物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1的车轮系统的结构示意图一(从俯视角度观察)；

图2为实施例1的车轮系统的结构示意图二(从仰视角度观察)；

图3为实施例1的车轮系统的结构示意图三(安装外轮盖板与外套后)；

图4为实施例1中外轮盖板的结构示意图；

图5为实施例1中外轮的结构示意图；

图6为实施例1中第三外套的结构示意图；

图7为实施例1中第二外套的结构示意图；

图8为实施例1中第一外套的结构示意图；

图9为实施例1中车轮系统的使用状态示意图一；

图10为实施例1中车轮系统的使用状态示意图二；

图11为实施例1中车轮系统的使用状态示意图三；

图12为实施例1中车轮系统的使用状态示意图四；

图13为实施例1中车轮系统的使用状态示意图五。

示意图中的标号说明：1、外轮；2、内齿轮；3、连接轴；4、外轮盖板；5、第一驱动电机；6、第一轴承；7、定位套；8、外轮卡件；9、第一紧固螺栓；10、蜗轮；11、蜗杆；12、第二驱动电机；13、防松螺母；14、第二轴承；15、第一外套；16、第二外套；17、第二紧固螺栓；18、第三外套；19、支撑架；20、安装底板；21、第三紧固螺栓；22、第三轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1-8，本实施例的车轮系统，包括轮结构。该轮结构包括外轮1、偏心转轴和外轮盖板4，外轮1的内圆周面上设有与齿轮啮合传动的齿，偏心转轴连接在外轮1侧面上的非中心处。具体本实施例中，外轮盖板4的边缘转动配合在外轮1边缘上的环形槽内，(具体本实施例中，外轮盖板4的边缘凸起处嵌在外轮1的边缘环形槽内，且外轮盖板4可在环形槽内自由转动)，自外轮盖板4上向一侧延伸有一偏心套筒(相当于前文所述的偏心转轴)，该偏心套筒在外轮盖板4上的连接处为外轮1侧面上的非中心处(即外轮盖板4侧面上的非中心处)；自外轮盖板4上向另一侧延伸有一穿过外轮1中心孔的盖板中心轴，盖板中心轴穿出外轮1中心孔的部分为螺纹杆；外轮1中心孔的外侧固定有外轮卡件8，该外轮卡件8上设有供螺纹杆穿过的通孔，防松螺母13螺纹连接在螺纹杆上，防松螺母13与外轮卡件8之间设有垫圈，使得外轮盖板4上的盖板中心轴在外轮1的中心孔内自由转动时，不发生沿着外轮1中心孔长度方向的晃动；其中，防松螺母13并不压死在外轮卡件8的外侧，使得盖板中心轴相对于外轮1的中心孔能够自由转动。

外轮1的中心孔内安装有与盖板中心轴配合的第一轴承6，第一轴承6的两端被限制在外轮卡件8和外轮盖板4之间，防止第一轴承6从外轮1中心孔内滑出，具体本实施例中，外轮1的中心孔内安装有两个第一轴承6，第一轴承6对盖板中心轴在外轮1中心孔内的转动起到支承作用，以防止外轮1转动过程中盖板中心轴与外轮1中心孔之间因直接接触而引起磨损，同时外轮1中心孔内，两个第一轴承6之间安装有一定位套7，使得两个第一轴承6在外轮1中心孔中保持相对恒定的距离，同时使得所有第一轴承6和定位套7的长度之和等于外轮1中心孔的长度，从而避免第一轴承6在外轮1中心孔内发生轴向的偏移、晃动。

本实施例的车轮系统，还包括内齿轮2、支撑架19和安装底板20，内齿轮2与外轮1内圆周面上设有的齿啮合传动，内齿轮2通过连接轴3与第一驱动电机5连接。偏心套筒同轴心的套在连接轴3外部，偏心套筒的外侧面上对称设有两条轴向凹槽，一蜗轮10套在偏心套筒的外侧面上，且蜗轮10的中心孔上设有与轴向凹槽相配合的凸起部；蜗轮10与一蜗杆11啮合传动，该蜗杆11与第二驱动电机12连接，本实施例中，第一驱动电机5和第二驱动电机12为微型减速电机。蜗杆11的两端分别配合设置有第二轴承14，第二轴承14对于蜗杆11的转动起到支承作用，一第三轴承22套在偏心套筒的外侧面上，且第三轴承22的内圈壁上设有与轴向凹槽相配合的凸起部，从而将偏心套筒定位在第三轴承22上，第三轴承22对于偏心套筒的转动起到支承作用。

本实施例中，第一外套15包括固连的两个开口空腔，其中一个开口空腔与第三外套18相扣合形成第一密闭腔从而将连接轴3、第一驱动电机5、偏心套筒、蜗轮10和第三轴承22定位并罩在其内部，另一个开口空腔与第二外套16相扣合形成第二密闭腔从而将蜗杆11、第二轴承14和第二驱动电机12定位并罩在其内部；具体本实施例中，通过扣合形成的第一密闭腔和第二密闭腔，可实现连接轴3、第一驱动电机5、偏心套筒、蜗轮10、第三轴承22、蜗杆11、第二轴承14和第二驱动电机12的定位及安装，各部件之间实现了集约化布置，结构紧凑，定位准确且安装方便。其中第一外套15上的一个开口空腔与第三外套18之间通过第二紧固螺栓17固定连接，第一外套15上的另一个开口空腔与第二外套16之间通过第一紧固螺栓9固定连接。

本实施例中，支撑架19夹持住第一密闭腔或者第二密闭腔，支撑架19通过第三紧固螺栓21固定在安装底板20上，可将安装底板20固定在需要滚动移动的行驶设备上，即可实现本实施例的车轮系统在行驶设备上的应用，安装及使用方便快捷。

本实施例的车轮系统主要动作包括以下几个步骤：

S1、实现车轮系统的移动：

本实施例中，外轮1的内圆周面上设有与内齿轮2啮合传动的齿，内齿轮2通过连接轴3与第一驱动电机5连接，第一驱动电机5为内齿轮2的转动提供动力，通过内齿轮2的转动进一步地带动外轮1转动，使得外轮1在地面实现滚动移动。

S2、实现车轮系统的整体升降：

本实施例中，利用偏心轮的原理对外轮1进行了一定的改造，具体为：自外轮盖板4上向一侧延伸有一偏心套筒，该偏心套筒在外轮盖板4上的连接处为外轮1侧面上的非中心处，偏心套筒同轴心的套在连接轴3外部，偏心套筒的外侧面上对称设有两条轴向凹槽，一蜗轮10套在偏心套筒的外侧面上，且蜗轮10的中心孔上设有与轴向凹槽相配合的凸起部，从而使得蜗轮10定位安装在偏心套筒上，蜗轮10与一蜗杆11啮合传动，该蜗杆11与第二驱动电机12连接，当第二驱动电机12开始工作时，与其直接相连的蜗杆11开始转动，进而带动蜗轮10转动，由于蜗轮10定位安装在偏心套筒上，偏心套筒会同步发生转动，同时，由于外轮盖板4上偏心套筒的中心线与外轮盖板4的中心线(外轮1的中心线)存在一定的间距，即存在一定的偏心距，从而使得整个外轮盖板4发生偏心转动，同时，外轮盖板4的边缘转动配合在外轮1边缘上的环形槽内，最终使得外轮1整体也发生偏心转动，进而可实现外轮1的高度调节。

需要说明的是，本实施例公开的带有垂直方向自由度的车轮系统可以安装在机器人或轮椅或车等任意需要滚动移动的行驶设备上，车轮系统通过外轮1的转动及偏心转动自动实现外轮1的移动及升降，同时能够根据地理环境的复杂程度，对行驶设备上的各轮做出相应调整，以保证行驶设备的平稳运行，尽可能的减少行驶设备的行驶震动，使得在崎岖不平的路面上行驶时平稳性仍旧较好。

具体本实施例的车轮系统可以应用于仓储机器人，通过自动调节高度让货物搬运更加便利；可应用于侦察机器人，通过高度调整实现对目标的准确定位；可应用于电动车，按需实时调整座椅的高度，达到减震的效果；可应用于高端轮椅，根据个人需要调节座椅的高度，使得轮椅运行更加平稳，让使用者有更加舒适的体验。

以下以安装本实施例车轮系统的仓储机器人为例，介绍仓储机器人的各种移动过程：

参考图9，当仓储机器人在水平路面上行驶时，第一驱动电机5驱动内齿轮2旋转，内齿轮2以w₁的角速度旋转，带动外轮1以对应w₂的角速度随之旋转，内齿轮2在外轮1上的相对位置保持不变，使得整个仓储机器人高度不变，只进行水平方向的移动。

参考图10，仓储机器人行进时，一方面第一驱动电机5驱动内齿轮2旋转，通过内齿轮2的转动带动外轮1转动，使得外轮1在地面实现滚动移动；另一方面，第二驱动电机12驱动偏心套筒转动，使得外轮1整体发生偏心转动，进而实现外轮1的高度调节，从而综合外轮1的转动和偏心转动达到整个仓储机器人高度调节和滚动移动的效果。

参考图11，当仓储机器人处于爬坡状态时，控制前轮上的内齿轮2处于其外轮1的底部，控制后轮上的内齿轮2处于其外轮1的顶部，通过对前轮、后轮的高度调节，使得前轮上的内齿轮2和后轮上的内齿轮2始终保持在同一高度，使前轮上的外轮1和后轮上的外轮1保持相同的线速度旋转，进而使得整个仓储机器人始终保持水平状态爬坡，仓储机器人的重心始终处于自身的中心位置，爬坡平稳。其中，仓储机器人的下坡步骤同上。

参考图12，当仓储机器人遇到障碍物时，开启第二驱动电机12，使得内齿轮2调整处于外轮1的顶部，进而外轮1整体的重心上移，然后在翻越障碍物的过程中，始终保持内齿轮2在恒定的水平位置，从而通过外轮1转动轻松、平稳地越过障碍物。

当仓储机器人转弯时，以靠近转弯方向一侧的外轮1为原点，另一侧外轮1围绕原点转动，并对应调整两侧外轮1上内齿轮2所处的相对位置，对围绕原点转动的外轮1进行受力分析，参考图13，围绕原点转动的外轮1所受到的支持力F_N的分力F₂与所受自身重力抵消，支持力F_N的分力F₁为仓储机器人转弯时做的圆周运动提供向心力，整体受力平衡，使得仓储机器人能够保持平稳转弯。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.车轮系统，其特征在于：

包括轮结构，所述轮结构包括外轮(1)、偏心转轴和外轮盖板(4)，该外轮(1)的内圆周面上设有与齿轮啮合传动的齿；该偏心转轴连接在外轮(1)侧面上的非中心处；外轮盖板(4)的边缘转动配合在外轮(1)边缘上的环形槽内，自所述外轮盖板(4)上向一侧延伸有一偏心套筒，所述偏心套筒相当于偏心转轴；所述偏心套筒的外侧面上设有至少两条轴向凹槽；

还包括内齿轮(2)，所述内齿轮(2)与外轮(1)内圆周面上设有的齿啮合传动，内齿轮(2)通过连接轴(3)与第一驱动电机(5)连接；

所述偏心套筒同轴心的套在所述连接轴(3)外部，一蜗轮(10)套在所述偏心套筒的外侧面上，且蜗轮(10)的中心孔上设有与所述轴向凹槽相配合的凸起部；所述蜗轮(10)与一蜗杆(11)啮合传动，该蜗杆(11)与第二驱动电机(12)连接。

2.根据权利要求1所述的车轮系统，其特征在于：

自所述外轮盖板(4)上向另一侧延伸有一穿过外轮(1)中心孔的盖板中心轴，所述盖板中心轴穿出外轮(1)中心孔的部分为螺纹杆；

所述外轮(1)中心孔的外侧固定有外轮卡件(8)，该外轮卡件(8)上设有供所述螺纹杆穿过的通孔，防松螺母(13)螺纹连接在所述螺纹杆上，防松螺母(13)与外轮卡件(8)之间设有垫圈。

3.根据权利要求2所述的车轮系统，其特征在于：所述外轮(1)的中心孔内安装至少两个与所述盖板中心轴配合的第一轴承(6)，相邻两个第一轴承(6)之间安装有一定位套(7)；

所述蜗杆(11)的两端分别配合设置有第二轴承(14)；

一第三轴承(22)套在所述偏心套筒的外侧面上，且第三轴承(22)的内圈壁上设有与所述轴向凹槽相配合的凸起部。

4.根据权利要求3所述的车轮系统，其特征在于：还包括第一外套(15)，所述第一外套(15)包括固连的两个开口空腔，其中一个开口空腔与第三外套(18)相扣合形成第一密闭腔从而将连接轴(3)、第一驱动电机(5)、偏心套筒、蜗轮(10)和第三轴承(22)定位在其内部，另一个开口空腔与第二外套(16)相扣合形成第二密闭腔从而将蜗杆(11)、第二轴承(14)和第二驱动电机(12)定位在其内部。

5.根据权利要求4所述的车轮系统，其特征在于：还包括支撑架(19)和安装底板(20)，所述支撑架(19)夹持住第一密闭腔或者第二密闭腔，支撑架(19)通过第三紧固螺栓(21)固定在安装底板(20)上。

6.车轮系统的应用，其特征在于：机器人或轮椅或车上安装有如权利要求1-5任意一项所述的车轮系统。

7.爬/下坡方法，其特征在于：前、后轮分别为如权利要求1-5任意一项所述的车轮系统的行驶设备，其爬/下坡过程包括以下步骤：

P1：控制前轮上的内齿轮(2)，使其处于对应外轮(1)的底部；

P2：控制后轮上的内齿轮(2)，使其处于对应外轮(1)的顶部；

P3：实时控制前轮上的内齿轮(2)和后轮上的内齿轮(2)，使二者保持在同一高度。

8.翻越障碍物方法，其特征在于：车轮为如权利要求1-5任意一项所述的车轮系统的行驶设备，其翻越障碍物过程包括以下步骤：

F1：遇到障碍物前，控制内齿轮(2)使其处于外轮(1)的顶部；

F2：翻越障碍物过程中，保持内齿轮(2)处在恒定的水平位置。