1.本技术涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种工程机械。


背景技术：

2.工程机械一般包括装载机、挖掘机、推土机等，其广泛应用于城市建设、矿山开采、灾害救援和国防事业等诸多领域。现有的工程机械一般采用柴油机作为动力，驱动工程机械的液压驱动系统和传动系统，来使工程机械进行移动和工作，这种工程机械在正常的作业工况下不仅具有较高的能耗，而且排放的尾气会对环境造成污染。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种工程机，旨在解决现有的工程机械能耗较高，排放的尾气会对环境造成污染的问题，实现工程机械的节能减排。
4.本技术实施例提供一种工程机械，所述工程机械包括：
5.行驶装置，包括车架，所述车架上设置有车轮及与所述车轮连接的驱动机构；
6.工作装置，包括与所述车架连接的工作模块，及与所述工作模块连接并驱动所述工作模块活动的电动缸组件；
7.动力装置，设置在所述车架上，所述动力装置包括发电机组及蓄电装置，所述发电机组与所述蓄电装置电连接，并向所述蓄电装置供电；所述发电机组与所述驱动机构和所述电动缸电组件电连接，所述蓄电装置与所述驱动机构和所述电动缸组件电连接；
8.第一控制装置，设置在所述车架上，所述第一控制装置与所述驱动机构、所述电动缸组件、所述发电机组和所述蓄电装置电连接，所述第一控制装置用于控制所述发电机组和所述蓄电装置中的至少一个向所述驱动机构和所述电动缸组件供电。
9.在一些实施例中，所述发电机组包括液化天然气发动机，及与所述液化天然气发动机的输出端连接的发电机。
10.在一些实施例中，所述第一控制装置用于在所述发电机组的输出功率大于所述驱动机构和所述电动缸组件的负载功率时，控制所述发电机组向所述蓄电装置充电。
11.在一些实施例中，所述第一控制装置用于在所述发电机组的输出功率小于所述驱动机构和所述电动缸组件的负载功率时，控制所述蓄电装置向所述驱动机构和所述电动缸组件供电。
12.在一些实施例中，所述车架上设置有多个车轮，所述驱动机构包括设置在所述车架上的多个第一驱动电机，及与所述多个第一驱动电机电连接的第二控制装置，所述多个第一驱动电机与所述多个车轮数量相等，且一一对应连接。
13.在一些实施例中，所述第二控制装置与所述发电机组、所述蓄电装置及所述第一控制装置电连接，所述工程机械还包括与所述第二控制装置电连接的第一检测装置，所述第一检测装置用于对所述第一驱动电机的运行状态进行检测，并输出对应的第一状态信号；
14.所述第二控制装置用于接收所述第一状态信号及所述第一控制装置输出的第一控制信号，并根据所述第一状态信号和所述第一控制信号控制所述发电机组和所述蓄电装置中的至少一个向所述第一驱动电机提供的供电量。
15.在一些实施例中，所述工作模块包括铲斗、翻转臂和举升臂，所述电动缸组件包括第一电动缸和第二电动缸，所述翻转臂的一端铰接于所述铲斗，另一端与所述第一电动缸铰接；所述举升臂的一端铰接于所述铲斗，另一端铰接于所述车架；
16.所述第一电动缸包括第一滚珠丝杠副和第二驱动电机，所述第一滚珠丝杠副的一端铰接于所述车架上，另一端连接所述翻转臂远离铲斗的一端，所述第二驱动电机与所述第一滚珠丝杠副连接，并驱动所述第一滚珠丝杠副运转；
17.所述第二电动缸包括第二滚珠丝杠副和第三驱动电机，所述第二滚珠丝杠副的一端铰接于所述车架上，另一端连接所述举升臂中部，所述第三驱动电机与所述第二滚珠丝杠副连接，并驱动所述第二滚珠丝杠副运转。
18.在一些实施例中，所述电动缸组件还包括与所述第一控制装置电连接的第三控制装置，及与所述第三控制装置电连接的第二检测装置，所述第三控制装置与所述发电机组、所述蓄电装置、所述第二驱动电机和所述第三驱动电机电连接，所述第二检测装置用于对所述第二驱动电机和所述第三驱动电机的运行状态进行检测，并输出对应的第二状态信号；
19.所述第三控制装置用于接收所述第二状态信号及所述第一控制装置输出的第二控制信号，并根据所述第二状态信号和所述第二控制信号控制所述发电机组和所述蓄电装置中的至少一个向所述第一电动缸和所述第二电动缸提供的供电量。
20.在一些实施例中，所述工程机械包括与所述驱动机构、所述电动缸组件及所述第一控制装置电连接的第四控制装置，及与所述第四控制装置电连接的环境检测装置、导航定位装置和状态检测装置；
21.所述环境检测装置用于采集所述工程机械的环境信息，并将所述环境信息传输至所述第四控制装置，所述第四控制装置根据所述环境信息确定所述工程机械周边的环境；
22.所述导航定位装置用于检测所述工程机械的位置信息，并将所述位置信息传输至所述第四控制装置，所述第四控制装置根据所述位置信息确定所述工程机械的位置；
23.所述状态检测装置用于检测所述驱动机构和所述电动缸组件的状态信息，并将所述状态信息传输至所述第四控制装置，所述第四控制装置根据所述状态信息确定所述驱动机构和所述电动缸组件的运行状态；
24.所述第四控制装置用于接收作业指令，并根据所述作业指令、所述工程机械周边的环境、所述工程机械的位置及所述驱动机构和所述电动缸组件的运行状态，输出对应的第三控制信号至所述第一控制装置，使所述第一控制装置控制所述发电机组和所述蓄电装置中的至少一个向所述驱动机构和所述电动缸组件供电。
25.在一些实施例中，所述工程机械还包括遥控装置，所述遥控装置包括vr集成设备及控制设备，所述控制设备与所述vr集成设备电连接，所述控制设备与所述第四控制装置无线连接，所述第四控制装置将所述工程机械周边的环境、所述工程机械的位置及所述驱动机构和所述电动缸组件的运行状态通过所述控制设备传输至所述vr集成设备，并在所述vr集成设备中进行显示；所述控制设备还用于接收所述vr集成设备输出的所述作业指令，
并将所述作业指令传输至所述第四控制装置。
26.本技术提供的工程机械通过使动力装置包括发电机组和蓄电装置，当发电机组产生的电能大于电动缸和驱动机构消耗的电能时，能够将多余的电能存储在蓄电装置中，当蓄电装置存储的电能较多，或者电动缸和驱动机构需要的电能较大时，可以由第一控制装置控制蓄电装置向电动缸组件和驱动机构供电，从而提高动力装置的能源利用率，降低动力装置的能耗，减少工程机械排放的尾气量，实现工程机械的节能减排。
附图说明
27.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
28.图1为本技术实施例提供的工程机械的一个实施例的结构示意图；
29.图2为图1中工程机械的侧视图；
30.图3为本技术实施例提供的工作装置的一个实施例的结构示意图；
31.图4为本技术实施例提供的电动缸的一个实施例的结构示意图；
32.图5为本技术实施例提供的第一滚珠丝杠副的结构示意图；
33.图6为本技术实施例提供的智能系统的一个实施例的结构示意图；
34.图7为本技术实施例提供的工程机械的各部件之间的电路连接和机械连接关系图。
35.工程机械100；工程机械本体110；行驶装置111；车架1111；车轮1112；支撑装置1113；云台1114；第一车架1115；第二车架1116；工作装置112；工作模块113；举升臂1131；翻转臂1132；铲斗1133；连接部1134；连杆1135；电动缸组件114；第一电动缸1141；第二电动缸1142；第一滚珠丝杠副1143；螺杠1144；端盖1145；螺母1146；滚珠1147；第二驱动电机1148；第二滚珠丝杠副1149；第三驱动电机1150；第二编码器1151；第四驱动电机1152；第一驱动电机1153；第一控制装置116；第二控制装置117；电源分配装置118；第三控制装置119；智能系统120；第四控制装置121；环境检测装置122；第二超声波雷达1223；摄像头1224；毫米波雷达1225；第一超声波雷达1226；导航定位装置123；卫星导航组件1231；惯性导航组件1232；状态检测装置124；第五控制装置125；动力装置126。
具体实施方式
36.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域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，都属于本技术保护的范围。
37.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
39.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
41.本技术实施例提供一种工程机械，其包括工程机械本体，及设置在工程机械本体上的动力装置和第一控制装置，该第一控制装置用于控制动力装置向工程机械本体的各驱动部件提供电能，以使各驱动部件驱动对应的机构活动。下面对工程机械的工程机械本体、动力装置及第一控制装置进行详细描述。
42.如图1、图2及图7所示，工程机械本体110可以包括行驶装置111和工作装置112，行驶装置111包括车架1111，车架1111上设置有车轮1112及与车轮1112连接的驱动机构(图中未示出)，工作装置112包括与车架1111连接的工作模块113，及与工作模块113连接并驱动工作模块113活动的电动缸组件114。
43.动力装置126和第一控制装置116均设置在行驶装置111的车架1111上，动力装置126包括发电机组及蓄电装置，发电机组与蓄电装置连接，并向蓄电装置供电；发电机组与驱动机构和电动缸组件114电连接，蓄电装置也与驱动机构和电动缸组件114电连接，第一控制装置116与驱动机构、电动缸组件114、发电机组和蓄电装置电连接，第一控制装置116用于控制发电机组和蓄电装置中的至少一个向驱动机构和电动缸组件114供电。
44.本技术提供的工程机械100通过使动力装置126包括发电机组和蓄电装置，当发电机组产生的电能大于电动缸组件114和驱动机构消耗的电能时，能够将多余的电能存储在蓄电装置中，当蓄电装置存储的电能较多，或者电动缸和驱动机构需要的电能较大时，可以由第一控制装置116控制蓄电装置向电动缸组件114和驱动机构供电，从而提高动力装置126的能源利用率，降低动力装置126的能耗，减少工程机械100排放的尾气量，实现工程机械100的节能减排。
45.在一些实施例中，车架1111可以上设置有多个车轮1112，驱动机构包括设置在车
架1111上的多个第一驱动电机1153，及与多个第一驱动电机1153电连接的第二控制装置117，该多个第一驱动电机1153与多个车轮1112数量相等，且一一对应连接，当第一控制装置116控制发电机组和蓄电装置中的至少一个向驱动机构供电时，第二控制装置117通过对动力装置126向每个第一驱动电机1153提供的供电量进行控制，能够实现对每个第一驱动电机1153的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度进行精确控制，从而实现对每个车轮1112的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度的精确控制，进而实现对行驶装置111的行驶距离、行驶速度及行驶加速度的精确控制。其中，供电量可以包括供电电压、供电电流、供电时长等等。
46.具体地，第二控制装置117与第一控制装置116及动力装置126的发电机组及蓄电装置电连接，当第一控制装置116输出控制行驶装置111行驶的第一控制信号后，第二控制装置117接收该第一控制信号，并根据该第一控制信号对动力装置126向每个第一驱动电机1153提供的供电量进行控制，进而实现对行驶装置111的行驶距离、行驶速度及行驶加速度的精确控制。其中，第二控制装置117可以直接与动力装置126的发电机组及蓄电装置电连接，也可以通过第一控制装置116间接与动力装置126的发电机组及蓄电装置电连接。
47.行驶装置111的车轮1112数量为4个，第一驱动电机1153的数量也为4个，且4个第一驱动电机1153通过4个减速器与4个车轮1112一一对应连接，第二控制装置117与4个第一驱动电机1153连接，通过控制4个第一驱动电机1153转轴的旋转圈数、旋转速度和旋转加速度，能够控制车轮1112的旋转圈数和旋转速度，进而能够精确控制行驶装置111的行驶距离、行驶速度和行驶加速度。
48.在一些实施例中，工程机械100还可以包括与第二控制装置117电连接的第一检测装置(图中未示出)，该第一检测装置用于对第一驱动电机1153的运行状态进行检测，并输出对应的第一状态信号；第二控制装置117用于接收该第一状态信号及第一控制装置116输出的第一控制信号，并根据第一状态信号和第一控制信号控制发电机组和蓄电装置中的至少一个向第一驱动电机1153提供的供电量。
49.通过在工程机械100上设置第一检测装置，第二控制装置117能够根据第一检测装置输出的第一状态信号确定第一驱动电机1153的实时工作状态，从而对发电机组和蓄电装置中的至少一个向第一驱动电机1153提供的供电量实时进行调整，以进一步提高对第一驱动电机1153的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度的控制精度，进而提高对行驶装置111的行驶距离、行驶速度及行驶加速度的控制精度。
50.具体地，第一检测装置可以包括与多个第一驱动电机1153一一对应电连接的多个第一编码器，多个第一编码器与控制装置电连接，控制装置接收多个第一编码器的第一反馈信号，并根据第一反馈信号确定行驶装置111的运行状态。
51.其中，行驶装置111的运行状态可以包括行驶距离、行驶速度及行驶加速度。另外，第一驱动电机1153可以是目前常用的电机种类中的一种，例如，伺服电机、步进电机等；第一编码器可以是目前常用的编码器种类中的一种，例如，绝对值编码器、增量编码器、旋转变压器等，本实施例不限定第一驱动电机1153以及第一编码器的类型。
52.可以理解的是，第一驱动电机1153一般通过减速器与车轮1112连接，当第一驱动电机1153旋转时，会带动车轮1112转动，且第一驱动电机1153的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度与对应车轮1112的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度的比值固定，因此，当第一驱动电机1153的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度确定后，可以计算出车轮1112的旋转圈数、旋
转速度及旋转加速度，进而计算出行驶装置111的行驶距离、行驶速度及行驶加速度。
53.当第一驱动电机1153开始工作之后，与第一驱动电机1153对应的第一编码器便开始实时对该第一驱动电机1153的工作状态进行监测，并将监测到的工作状态参数反馈到第二控制装置117，此处的工作状态可以是第一驱动电机1153的实际所转圈数、实际转速、实际转动加速度等。
54.第二控制装置117接收到第一编码器的反馈信号后，对该反馈信号进行解析，通过相关的运算换算，计算得到行驶装置111的实际运行状态，此处的实际运行状态可以包括行驶装置111的实际行驶距离、实际行驶速度、实际行驶加速度等。
55.在一些实施例中，如图1所示，行驶装置111的车架1111可以包括第三电动缸(图中未示出)，及相互铰接的第一车架1115和第二车架1116，该第一车架1115和第二车架1116上分别连接有车轮1112，工作装置112与第一车架1115连接，第三电动缸的一端与第一车架1115铰接，另一端与第二车架1116铰接，以驱动第一车架1115相对第二车架1116转动。由此，行驶装置111在行驶的过程中，通过控制第三电动缸伸缩，即可精确的控制第一车架1115相对第二车架1116转动的角度，进而精确控制行驶装置111在行驶过程中的转弯角度。
56.其中，第三电动缸可以包括铰接在第一车架1115和第二车架1116之间的丝杠、与丝杠连接并驱动丝杠伸缩的第四驱动电机1152，及与第四驱动电机1152、第一控制装置116、动力装置126的发电机组及蓄电装置电连接的第五控制装置125，该第五控制装置125用于接收第一控制装置116输出的使行驶装置111转弯预设角度的第三控制信号，并根据第三控制信号对动力装置126向第四驱动电机1152提供的供电量进行控制，进而实现对行驶装置111的转弯角度、转弯速度及转弯加速度的精确控制。其中，第五控制装置125可以直接与动力装置126的发电机组及蓄电装置电连接，也可以通过第一控制装置116间接与动力装置126的发电机组及蓄电装置电连接。
57.可选地，工程机械100还可以包括第三检测装置(图中未示出)，该第三检测装置用于对第二电动缸1142进行检测，并输出对应的第三信号；第五控制装置125和动力装置126分别与第三电动缸电连接，第五控制装置125用于接收第三信号，并根据第三信号控制动力装置126向第三电动缸提供的供电量。通过设置第三检测装置对第三电动缸的运行状态进行检测，使第三检测装置将检测结果以第三信号传输至第五控制装置125，当第五控制装置125接收到使行驶装置111转弯的第三控制信号后，第五控制装置125能够根据第三信号确定第三电动缸的当前状态，然后对电能供应装置向第三电动缸提供的电量进行更加精确的控制，使第三电动缸驱动第一车架1115相对第二车架1116旋转准确的旋转预设角度。
58.其中，第三检测装置可以包括与第四驱动电机1152电连接的第四编码器，该第四编码器与第五控制装置125电连接，第五控制装置125接收第四编码器的第四反馈信号，并根据第四反馈信号计算出第四驱动电机1152的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度，进而确定第一车架1115相对第二车架1116转动的角度。
59.在一些实施例中，第三电动缸的数量可以为两个，且两个第三电动缸分布在第一车架1115和第二车架1116铰接点的相对两侧，以提高第三电动缸对第一车架1115和第二车架1116施加的作用力。对应的，第三检测装置包括两个与第五控制装置125电连接的第四编码器，两个第四编码器与两个第三电动缸的第四驱动电机1152电连接，以分别对两个第四驱动电机1152的状态进行检测。
60.在一些实施例中，如图1至图3所示，工作装置112的工作模块113可以包括铲斗1133、翻转臂1132和举升臂1131，其中，铲斗1133用于实现物料的装卸；翻转臂1132用于使物料装入铲斗1133或使物料从铲斗1133中倒出，翻转臂1132的一端铰接于铲斗1133，另一端与第一电动缸1141铰接；举升臂1131用于实现铲斗1133的举升或下降，举升臂1131的一端铰接于铲斗1133，另一端铰接于车架1111。
61.工作装置112的电动缸组件114可以包括第一电动缸1141和第二电动缸1142，第一电动缸1141铰接在翻转臂1132与车架1111之间，用于通过翻转臂1132驱动铲斗1133翻转；第二电动缸1142铰接在举升臂1131和车架1111之间，用于通过举升臂1131驱动铲斗1133上升或下降。
62.如图4所示，第一电动缸1141可以包括第一滚珠丝杠副1143和第二驱动电机1148，第一滚珠丝杠副1143的一端铰接于车架1111上，另一端连接翻转臂1132远离铲斗1133的一端，第二驱动电机1148与第一滚珠丝杠副1143连接，并驱动第一滚珠丝杠副1143运转；第二电动缸1142可以包括第二滚珠丝杠副1149和第三驱动电机1150，第二滚珠丝杠副1149的一端铰接于车架1111上，另一端连接举升臂1131中部，第三驱动电机1150与第二滚珠丝杠副1149连接，并驱动第二滚珠丝杠副1149运转。
63.其中，第一滚珠丝杠副1143和第二滚珠丝杠副1149结构相同，如图5所示，以第一滚珠丝杠副1143为例，第一滚珠丝杠副1143包括螺杠1144、端盖1145，螺母1146、滚珠1147，端盖1145和螺母1146套设于螺杠1144上，螺杠1144、螺母1146和端盖1145上都制有螺旋槽，由这些槽对合起来形成滚珠1147循环通道，滚珠1147在该通道内循环滚动。工作时，螺母1146与需作直线往复运动的部件相连，螺杠1144旋转带动螺母1146作直线往复运动，从而带动零部件作直线往复运动。
64.工作装置112中第一电动缸1141和第二电动缸1142均采用滚珠丝杠副作为传动副，有利于减小传动副的驱动力矩，从而第一电动缸1141驱动翻转臂1132实现铲斗1133翻转和第二电动缸1142驱动举升臂1131实现铲斗1133举升或下降时提高传动效率，同时由于滚动摩擦力相对较小，第一电动缸1141和第二电动缸1142在工作时发热率大幅降低，有利于提高传动效率。
65.在一些实施例中，如图3所示，举升臂1131和第二电动缸1142的数量均为两个，由于第二滚珠丝杠副1149具有运转顺滑、消除了轴向间隙以及制造的一致性等特点，因此，当采用多个采用滚珠丝杠副的电动缸驱动同一装置或多个相同部件时，可获得很好的同步性能，提高了工作装置112的工作效率。
66.在一些实施例中，电动缸组件114还可以包括与第一控制装置116电连接的电控制装置，及与第三控制装置119电连接的第二检测装置(图中未示出)，第三控制装置119与第二驱动电机1148、第三驱动电机1150，以及动力装置126的发电机组和蓄电装置电连接，第二检测装置用于对第二驱动电机1148和第三驱动电机1150的运行状态进行检测，并输出对应的第二状态信号；第三控制装置119用于接收第二状态信号及第一控制装置116输出的控制工作装置112运行的第二控制信号，并根据第二状态信号和第二控制信号控制发电机组和蓄电装置中的至少一个向第二电动缸1142和第三电动缸提供的供电量。
67.通过在工程机械100上设置第二检测装置，第三控制装置119能够根据第二检测装置输出的第二状态信号确定第二驱动电机1148和第三驱动电机1150的实时工作状态，从而
对发电机组和蓄电装置中的至少一个向第二驱动电机1148和第三驱动电机1150的供电量实时进行调整，以进一步提高对第二驱动电机1148和第三驱动电机1150的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度的控制精度，进而提高对翻转臂1132和举升臂1131的旋转角度、旋转速度及旋转加速度的控制精度。
68.具体地，第二检测装置可以包括与第二驱动电机1148电连接的第二编码器1151(如图4所示)，以及与第三驱动电机1150电连接的第三编码器，该第二编码器1151和第三编码器分别与第三控制装置119电连接，第三控制装置119可以接收第二编码器1151的第一子反馈信号，并根据第一子反馈信号确定翻转臂1132的运行状态。同时，第三控制装置119还可以接收第三编码器反馈的第二子反馈信号，并根据第二子反馈信号确定举升臂1131的运行状态。
69.其中，翻转臂1132的运行状态可以包括翻转臂1132的翻转角度、翻转速度及翻转加速度。举升臂1131的运行状态可以包括举升臂1131的举升角度、举升速度及举升加速度。
70.另外，第二驱动电机1148和第三驱动电机1150的类型可以为伺服电机、步进电机等等，第二编码器1151和第三编码器的类型可以参照上述第一编码器的类型，此处不再赘述。
71.可以理解的是，第二驱动电机1148一般通过减速器与第一滚珠丝杠副1143连接，当第二驱动电机1148旋转时，会带动第一滚珠丝杠副1143伸缩，且第二驱动电机1148的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度与对应第一滚珠丝杠副1143的伸缩长度、伸缩速度及伸缩加速度的比值固定，因此，当第二驱动电机1148的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度确定后，可以计算出第一滚珠丝杠副1143的伸缩长度、伸缩速度及伸缩加速度，进而计算出翻转臂1132的翻转、翻转速度及翻转加速度。
72.当第二驱动电机1148开始工作之后，与第二驱动电机1148对应的第二编码器1151便开始实时对该第二驱动电机1148的工作状态进行监测，并将监测到的工作状态参数反馈到第三控制装置119，此处的工作状态可以是第二驱动电机1148的实际所转圈数、实际转速、实际转动加速度等。
73.第三控制装置119接收到第二编码器1151的反馈信号后，对该反馈信号进行解析，通过相关的运算换算，计算得到翻转臂1132的实际运行状态，此处的实际运行状态可以包括翻转臂1132的实际翻转角度、实际翻转速度、实际翻转加速度等。
74.第三控制装置119根据第二子反馈信号确定举升臂1131的运行状态的方式，与控制装置根据第一子反馈信号确定翻转臂1132的运行状态的方式基本相同，此处不再赘述。
75.具体地，如图3所示，工程机械100为装载机，其工作装置112的工作模块113包括两个举升臂1131、翻转臂1132及铲斗1133，两个举升臂1131并列设置，且两个举升臂1131的一端与车架1111前端铰接，两个举升臂1131的另一端与铲斗1133铰接，两个举升臂1131的中部通过连接部1134连接在一起，翻转臂1132的中部与连接部1134铰接在一起，且翻转臂1132的一端通过连杆1135与铲斗1133铰接。
76.第一电动缸1141的一端与车架1111的前端铰接在一起，另一端与翻转臂1132的另一端铰接在一起，第二电动缸1142的数量为两个，两个第二电动缸1142分别位于两个举升臂1131的下方，两个第二电动缸1142的一端分别与车架1111的前端铰接在一起，两个电动缸的另一端分别与两个举升臂1131的中部下方铰接在一起。
77.在另一些实施例工程机械100也可以为挖掘机、推土机等等，不同类型的工程机械100，其行驶装置111及工作装置112的结构也存在差别。例如：当工程机械100为挖掘机时，工程机械100的行驶装置111可以包括底盘，及设置在底盘上的车架总成、中央回转接头等，工作装置112可以包括动臂，及连接在动臂上的挖斗等等。
78.在一些实施例中，发电机组可以包括液化天然气(liquefied natural gas，lng)发动机，及与该液化天然气发动机的输出端连接的发电机，液化天然气发动机通过燃烧液化天然气驱动曲轴转动，然后由曲轴带动发电机旋转发电，发电机产生的电能在控制装置的控制作用下传输至蓄电装置、驱动机构或电动缸组件114。由于液化天然气主要成分是甲烷，其燃烧后不仅放出大量的热量，而且燃烧后的排放的尾气主要为水和二氧化碳，对环境的污染非常小。
79.其中，动力装置126还包括支撑在车架1111上的储液罐，在储液罐内储存有液化天然气，储液罐的出口通过管路与液化天然气发动机连接，以向液化天然气发动机提供液化天然气。
80.当然，发电机组也可以包括柴油发动机，及与该柴油发动机的输出端连接的发电机。或者，发电机组也可以包括汽油发动机，及与该汽油发动机的输出端连接的发电机。
81.蓄电装置可以为超级电容、锂电池、铅蓄电池等等，蓄电装置除了由发电机组进行充电外，还可以在行驶装置111上设置与蓄电装置电连接的插头，该插头用于与市电连接，通过市电向蓄电装置进行充电，从而减少燃料的使用，进一步提高工程机械的节能环保效果。
82.在一些实施例中，如图6所示，工程机械100还可以包括智能系统120，该智能系统120用于获取工程机械100周边的环境，并根据工程机械100周边的环境控制工程机械100自动作业，以实现工程机械100的长时间作业，提高工程机械100的使用效率，并避免工程机械100的作业环境影响操作人员的身心健康。
83.其中，智能系统120可以包括与驱动机构、电动缸组件114及第一控制装置116电连接的第四控制装置121，及与第四控制装置121电连接的环境检测装置122、导航定位装置123和状态检测装置124；环境检测装置122用于采集工程机械100的环境信息，并将环境信息传输至第四控制装置121，第四控制装置121根据环境信息确定工程机械100周边的环境；导航定位装置123用于检测工程机械100的位置信息，并将位置信息传输至第四控制装置121，第四控制装置121根据位置信息确定工程机械100的位置；状态检测装置124用于检测行驶装置111和工作装置112的状态信息，并将状态信息传输至第四控制装置121，该状态检测装置124可以包括上述第一检测装置和第二检测装置，第四控制装置121根据状态信息确定驱动机构和电动缸组件114的运行状态；第四控制装置121用于接收作业指令，并根据作业指令、工程机械100周边的环境、工程机械100的位置及驱动机构和电动缸组件114的运行状态，输出对应的第三控制信号至第一控制装置116，使第一控制装置116控制发电机组和蓄电装置中的至少一个向驱动机构和电动缸组件供电。
84.本技术实施例提供的工程机械100通过环境检测装置122采集工程机械100的环境信息，并通过导航定位装置123检测工程机械100的位置信息，然后将工程机械100的环境信息和位置信息传输至第四控制装置121，由第四控制装置121根据该信息确定出工程机械100周边的环境以及工程机械100的位置；之后，第四控制装置121通过状态检测装置124确
定出工程机械100的驱动机构和电动缸组件114的运行状态，并根据驱动机构和电动缸组件114当前的运行状态输出对应的控制信号，使工程机械100的行驶装置111能够在周边的环境中自动行驶，且工作装置112在周边的环境中自动工作，从而实现工程机械100的自动化作业，使工程机械100无需操作人员现场进行操作，从而避免工程机械100的作业环境影响操作人员的身心健康。
85.在一些实施例中，第四控制装置121可以包括第一控制模块，环境检测装置122可以包括与第四控制装置121的第一控制模块电连接的作业环境检测模块和障碍物检测模块，其中，作业环境检测模块用于采集工程机械100的作业环境信息，并将作业环境信息传输至第四控制装置121的第一控制模块；障碍物检测模块用于采集工程机械100周围的障碍物信息，并将障碍物信息传输至第四控制装置121的第一控制模块；第一控制模块根据作业环境信息和障碍物信息确定工程机械100周边的环境。
86.本技术实施例提供的环境检测装置122通过作业环境检测模块检测工程机械100周边的作业环境信息，并通过障碍物检测模块检测工程机械100周边的障碍物信息，然后第四控制装置121的第一控制模块根据作业环境信息和障碍物信息确定出工程机械100周边的作业环境和障碍物，并将工程机械100周边的作业环境和障碍物作为工程机械100的周边环境，以便于智能系统120控制工程机械100行驶装置111在作业环境中能够自动行驶和规避障碍物。
87.在一些实施例中，第四控制装置121第一控制模块与作业环境检测模块和障碍物检测模块均可通过控制器局域网络(controller area network，can)相连，其中，can属于总线式串行通信网络，can总线结构一般划分为两层:物理层和数据链路层(包括逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层)，由于控制器局域网络通讯方式具有可靠、实时和灵活的优点，因此在该工程机械100的作业环境监测系统之间采用can通讯，使得作业环境监测系统的各个组成部分之间的通讯更加稳定可靠。
88.在一些实施例中，作业环境检测模块可以包括与第四控制装置121的第一控制模块电连接的3d地图构建组件，该3d地图构建组件用于采集工程机械100作业环境的3d地形信息，并将3d地形信息传输至第一控制模块，然后，由第一控制模块根据接收到的3d地形信息确定工程机械100作业环境的3d地图。第一控制模块通过3d地图构建组件确定出工程机械100周边的3d地图后，能够根据3d地图有效的规划处合适的行驶路线，并控制行驶装置111按照该行驶路线进行行驶。
89.具体地，3d地图构建组件可以包括与第一控制模块电连接的激光雷达组(图中未示出)和摄像头组(图中未示出)，该激光雷达组和摄像头组设置在行驶装置111的顶部，激光雷达组用于扫描工程机械100周边环境物体的距离信息和角度信息，并将距离信息和角度信息传输至第一控制模块；摄像头组用于采集工程机械100周边环境物体的图像信息，并将图像信息传输至第一控制模块；第一控制模块根据距离信息、角度信息和图像信息确定工程机械100作业环境的3d地图。由于工程机械100的顶部的障碍物少以及高度较高，因此为激光雷达组和摄像头组提供了一个宽广的视野，降低了视野盲区，从而有效提高了成像效果。
90.其中，工程机械100周边环境物体是指工程机械100周边环境中的树木、土坡等物体。由于激光雷达组具有空间分辨率高、测距精度高的优点，能够准确的检测出工程机械
100周边环境物体的位置和形状。而通过摄像头组采集到的工程机械100周边环境物体的图像信息，能够准确的识别出工程机械100周边环境物体的类型，因此，本技术中的第一控制模块通过将激光雷达组采集到的物体的距离信息和角度信息，及摄像头组采集到的图像信息集合在一起，能够更加准确的构建出工程机械100作业环境的3d地形图。
91.在一些实施例中，如图1及图2所示，在工程机械100的顶部设置有可升降的支撑装置1113，该支撑装置1113上方设置有云台1114，并将激光雷达组和摄像头组设置于云台1114上，该云台1114具备减震功能，且该可升降的支撑装置1113为电动控制，工程机械100可根据需求调整该可升降的支撑装置1113的高度，从而调整激光雷达组和摄像头组的高度，以调整激光雷达组的扫描范围以及摄像头组的拍摄范围。
92.本实施例中，激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，激光雷达的工作原理与雷达非常相近，以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离，脉冲激光不断地扫描目标物，就可以得到目标物上全部目标点的数据，用此数据进行成像处理后，就可得到精确的三维立体图像。摄像头组一般可包括多个摄像头，该多个摄像头可以是3个，也可以是5个，其具体数目在此不做限定。
93.另外，作业环境检测模块也可以包括与第一控制模块电连接的作业介质感知组件，该作业介质感知组件用于检测作业介质的距离信息，并将距离信息传输至第一控制模块，第一控制模块根据距离信息确定作业介质的相对位置，以便于第一控制模块控制工程机械100的工作装置112准确对作业介质进行作业处理。其中，作业介质是指工程机械100的作业对象，工程机械100的类型不同，作业介质的类型也可能会存在差别，例如：当工程机械100为装载机时，作业介质包括石头、土堆等等，当工程机械100为推土机时，作业介质为土堆或其它结构。
94.在一些实施例中，如图1所示，作业介质感组件可以包括设置工程机械100前侧的第二超声波雷达1223，该第二超声波雷达1223用于检测作业介质的距离信息。通过将第二超声波雷达1223设置于工程机械100前方，可以有效的检测工程机械100前侧的作业介质的位置信息，从而可以根据其作业介质的位置信息，调整工程机械100自身的位置和状态，使工程机械100自动移动到作业介质附近并对作业介质进行处理。
95.进一步的，第二超声波雷达1223也可在工程机械100的正后方和两侧方增加设置，也即，第二超声波雷达1223的数量为多个，且分布在工程机械100的四周，如此可以全面的获取工程机械100周围的作业介质相关信息，然后可以将获取工程机械100周围的作业介质相关信息发送至第一控制模块，该第一控制模块可将工程机械100周围的作业介质相关信息和3d地形信息相结合，规划作业路径，从而优化作业效率。
96.需要说明的是，上述作业环境检测模块可以同时包括3d地图构建组件和作业介质感知组件，也可以只包括二者中的一者，具体可根据工程机械100的实际使用环境而定。例如：在工程机械100的实际应用过程中，若工程机械100的作业环境已知且固定不变，则可以事先进行作业环境的3d地形的构建，以获取当前作业环境的3d地形信息，工程机械100在作
业过程中，可以直接将该3d地图传输至第一控制模块，而无需另外在设置3d地图构建组件。同样地，在工程机械100的实际应用过程中，若作业介质的位置已知，则工程机械100在作业过程中，可以直接将作业介质的相关信息传输至第一控制模块，而无需另外再设置作业介质感知组件。
97.在一些实施例中，如图2所示，障碍物检测模块可以包括与第一控制模块电连接并安装在工程机械100的四周的多个摄像头1224，该多个摄像头1224用于采集工程机械100周边的障碍物图像信息，并将障碍物图像信息传输至第一控制模块，第一控制模块根据障碍物图像信息确定工程机械100周边的障碍物距离、类别和形态。由于工程机械100被广泛应用于建筑工程、交通运输以及农林水利等领域，而在不同领域用于时，其实际作业环境不尽相同，例如，应用于建筑工地时，其建筑工地表面崎岖不平，周围附近可能会存放各种建材，又如，应用于农林水利时，其周围环境可能会是坑洼之地，周围或是池塘农田，而在不同的应用场景对应的障碍物也是不尽相同，因此精准的识别障碍物就显得格外重要，本实施例通过在工程机械100的前后及其侧身上间隔设置有多个摄像头1224，可以全方位的获取工程机械100周围的实拍图像，大大提升了障碍物的检测范围，降低了工程机械100与障碍物之间的碰撞几率。
98.在一些实施例中，如图2所示，障碍物检测模块还可以包括与第一控制模块电连接并安装在工程机械100四周的多个毫米波雷达1225，该多个毫米波雷达1225用于检测工程机械100四周的障碍物距离、位置及运动状态。工程机械100在实际作业工程中会产生大量的灰层，当灰层量达到一定时，工程机械100上的摄像组等视觉传感设备的功能将受到影响，因此，通过在工程机械100四周设置毫米波雷达1225，利用该毫米波雷达1225具备的穿透雾、烟、灰尘能力强和抗干扰能力强的特点，有效提高了特种情况的防撞避障，从而提高工程机械100智能化作业的安全性。
99.在一些实施例中，如图2所示，障碍物检测模块还可以包括与第一控制模块电连接并安装在工程机械100四周的多个第一超声波雷达1226，该多个第一超声波雷达1226用于检测所述工程机械100四周的障碍物距离和位置。由于第一超声波雷达1226具有穿透能力强、衰减小、反射能力强、对光照、色彩、电磁场不敏感，以及，不易受恶劣天气影响等特点，能够有效的对工程机械100四周的障碍物进行检测，避免受到灰尘、光照等的影响，从而提高工程机械100智能化作业的安全性。其中，第一超声波雷达1226和上述第二超声波雷达1223可以为同一个超声波雷达，也可以为不同的超声波雷达，当然，前者能够降低工程机械100的成本。
100.需要说明的是，本技术中的障碍物检测模块可以同时包括毫米波雷达1225和第一超声波雷达1226，也可以只包括毫米波雷达1225和第一超声波雷达1226中的一个，当然，前者能够通过毫米波雷达1225检测200m范围内的障碍物，并通过第一超声波雷达1226检测近距离障碍物，从而更加准确的对工程机械100附近的障碍物进行检测。
101.另外，本技术中的第一控制模块的数量可以为一个或多个，例如：可以使第一控制模块的数量为一个，作业环境检测模块的激光雷达组、摄像头组和第二超声波雷达1223，以及障碍物检测模块的摄像头1224、毫米波雷达1225和第一超声波雷达1226等传感器均与该第一检测模块电连接。或者，也可以使第一控制模块的数量为多个，作业环境检测模块的激光雷达组、摄像头组和第二超声波雷达1223，以及障碍物检测模块的摄像头1224、毫米波雷
达1225和第一超声波雷达1226等传感器各自与不同的第一控制模块电连接。
102.在一些实施例中，第四控制装置121可以包括第二控制模块，导航定位装置123可以包括设置在工程机械本体110上的导航模块，该导航模块与第二控制模块电连接，导航模块用于采集工程机械100的位置信息，并将该位置信息发送至第二控制模块，使第二控制模块根据位置信息确定工程机械100的位置。第二控制模块通过导航模块能够准确的获取工程机械100的位置，以便于第二控制模块对行驶装置111的行驶方向和行驶距离进行准确的控制。
103.其中，如图1所示，导航模块可以包括与第二控制模块电连接的卫星导航组件1231、惯性导航组件1232和视觉里程计组件(图中未示出)；卫星导航组件1231用于根据卫星信号对工程机械100进行定位，并输出对应的第一定位信号至第四控制装置121；惯性导航用于检测工程机械100的运行状态，根据运行状态对工程机械100进行定位，并输出对应的第二定位信号至第二控制模块；视觉里程计组件用于检测工程机械100运动过程中周边的环境变化信息，根据环境变化信息对工程机械100进行定位，并输出对应的第三定位信号至第二控制模块；第二控制模块根据第一定位信号、第二定位信号和第三定位信号中的至少一个，及环境检测装置122采集到的环境信息确定工程机械100的位置。
104.卫星导航组件1231具有成本低、定位准确等优点，但是，由于卫星导航是一种被动定位，卫星信号很容易受外界环境的影响，在复杂的城市高密度区，卫星信号的传播受到阻挡或者信号被反射和衍射，导致接收机接收到的信号在位置解算时出现偏差，使得精度远远达不到要求。
105.而惯性导航组件1232是一种根据三维航位推算位置的导航组件，硬件部分包括惯性传感器和导航处理器，其中惯性传感器包括加速计和陀螺仪。惯性导航组件1232安装在工程机械本体110的行驶装置111上，并与运算控制器信号连接，惯性导航组件1232通过测量工程机械100的加速度和角加速度，并对时间积分得到位置和速度，可以在短时间内提供较高的计算精度。但是随着时间的增长，会出现比较大的误差累积，速度累积误差和时间成正比，位置的误差随着时间的平方累积，所以惯性导航需要融合其他导航系统来保证系统的长期稳定性。
106.视觉里程计组件采用相机根据工程机械100运动中的周边环境进行相对定位，主要采用双目相机。
107.本技术通过使导航模块同时包括卫星导航组件1231、惯性导航组件1232和视觉里程计组件，当在有卫星导航信号的情况下，可以主要通过卫星导航组件1231进行定位，同时，惯性导航组件1232和视觉里程组件可以辅助进行定位或不进行定位；当在没有卫星导航信号时，可以将惯性导航组件1232和视觉里程组件结合在一起对工程机械100进行定位，以使工程机械100在不同的情况加均能够进行定位。
108.图7为本技术实施例提供的工程机械的各部件之间的电路连接和机械连接关系图。如图7所示，工程机械100的4个车轮1112分别为左前车轮、右前车轮、左后车轮及右后车轮，每个车轮1112均与一个单独的第一驱动电机1153连接，以使4个第一驱动电机1153驱动4个车轮1112转动；发动机与发电机连接并驱动发电机转动，以使发电机产生电能；第二驱动电机1148、第三驱动电机1150分别与第一滚珠丝杠副1143和第二滚珠丝杠副1149连接，以驱动第一滚珠丝杠副1143和第二滚珠丝杠副1149转动。
109.工程机械100还包括电源分配装置118，该电源分配装置118分别与动力装置126、第一控制装置116、第二控制装置117、第三控制装置118及第五控制装置125电连接，第一控制装置116通过电源分配装置118控制动力装置126向电动缸组件114、第一驱动电机1153和第四驱动电机1152等进行供电。
110.其中，电源分配装置118可以包括整流器、功率变换器等等，电源分配装置118通过整流器将发电机组发出的交流电转换为直流电对蓄电装置进行充电，并通过功率变换器、逆变器等实现蓄电装置向各驱动电机供电。
111.需要说明的是，上述电连接既可以包括电能连接，也可包括信号连接，也即，当两个部件电连接之后，这两个部件之间既可以传输电能，也可以传输电信号，具体可根据实际情况而定，此处不作限制。另外，点连接的方式可以包括直接电连接和间接电连接，只需使两个电连接的设备之间能够传输电信号或电能即可。
112.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
113.以上对本技术实施例所提供的一种工程机械进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。