本发明涉及电机制造及控制领域，特别是涉及一种伺服电机。
背景技术：
在微型伺服电机的应用中，需要电机、编码器和控制器三个主要部件，目前，以上三个主要的部件相互独立，单独设置，需要用户根据应用需求进行组合匹配，在用户选型过程中需要调研多家产品的技术。
然而，由于各部件之间的装配要求不同，需要对某些部件进行二次加工，并且，对于标准设计的控制器，能实现的功能有限，无法满足所有用户的特殊的控制需求，导致用户要实现特定的控制功能时，需要在控制器的基础上进行二次开发，对于技术人员的专业知识要求较高，并且二次开发成本高，适用性差。
同时，目前对于微型伺服电机的使用中，由于各部件单独设置，占用的空间较大，并且，控制器对于电机运作信息的获取精度较差。
因此，如何提高伺服电机的可靠性和适用性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种伺服电机，该伺服电机通过集成式设计，提高集成度，减小了体积，并且快速获取电机的运作信息，可以及时的得到反馈，可以实现信息的双向传输，控制精度高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种伺服电机，包括电机本体和电机法兰，还包括：
防护壳体，所述防护壳体与所述电机法兰连接；
支撑杆，所述支撑杆可跟随所述电机本体的转子转动，所述支撑杆远离所述转子的一端安装有磁头，并且所述支撑杆安装有所述磁头的一端可深入至所述防护壳体内部；
控制器，所述控制器安装在所述防护壳体内，用于控制所述电机本体的运作参数；
转子位置探测器，用于获取所述磁头的转动和移动信号，所述转子位置探测器与所述控制器连接；
驱动器，所述驱动器安装在所述防护壳体内，用于驱动所述电机本体运转，所述驱动器与所述控制器连接。
优选的，所述防护壳体包括连接板和防护罩，所述连接板与所述电机法兰连接，所述防护罩与所述连接板可拆卸连接。
优选的，所述连接板上开设有供所述支撑杆插入所述防护壳体内部的通孔。
优选的，所述转子的端部设有螺纹孔，所述支撑杆的一端设有可与所述螺纹孔配合连接的外螺纹。
优选的，所述支撑杆远离所述外螺纹的一端开设有用于安装所述磁头的凹槽。
优选的，所述电路板上还安装有通讯模块，所述通讯模块用于在所述控制器和终端之间传输数据，并且所述通讯模块与所述控制器连接。
优选的，还包括用于安装所述控制器、所述转子位置探测器、所述驱动器以及所述通讯模块的电路板，所述电路板悬置于所述支撑杆安装有所述磁头的一端；所述转子位置探测器安装于所述电路板靠近所述磁头的一面，并与所述磁头的位置对应。
优选的，所述防护壳体内还设有用于支撑所述电路板的铜柱。
本发明所提供的伺服电机，包括电机本体和电机法兰，还包括：防护壳体，所述防护壳体与所述电机法兰连接；支撑杆，所述支撑杆可跟随所述电机本体的转子转动，所述支撑杆远离所述转子的一端安装有磁头，并且所述支撑杆安装有所述磁头的一端可深入至所述防护壳体内部；控制器，所述控制器安装在所述防护壳体内，用于控制所述电机本体的运作参数；转子位置探测器，用于获取所述磁头的转动和移动信号，所述转子位置探测器与所述控制器连接；驱动器，所述驱动器安装在所述防护壳体内，用于驱动电机运转，所述驱动器与所述控制器连接。该伺服电机，所述控制器可以控制所述电机本体的运作参数变化，通过所述驱动器驱动所述电机本体转动，并利用所述转子位置探测器和所述磁头构成的编码器，获取所述电机本体的实时运作情况作为反馈，传输给所述控制器，提高所述控制器的控制精度，同时，该伺服电机通过将所述控制器、所述驱动器、所述位置传感器以及所述磁头集成于所述防护壳体中，减少了电机的体积，增加了微型伺服电机的易用性，降低了各部件的匹配难度，有利于动作控制的小型化、精细化、智能化。
在一种优选实施方式中，所述电路板上还安装有通讯模块，所述通讯模块用于在所述控制器和终端之间传输数据，并且，所述通讯模块与所述控制器连接。上述设置，通过所述通讯模块的设置，可以实现电平转换，物理层数据的处理等基础工作，所述通讯模块通过电路板上的总线实现与驱动器连接，所述通讯模块能实现所述控制器与终端的通信，即实现电机本体与终端的通讯连接，在终端软件中可实现对电机参数的设定，工作模式的设定，同时可实时向电机本体发送命令、接收电机状态信息等，智能化程度提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明所提供的伺服电机一种具体实施方式的结构示意图；
其中：1-电机本体、2-电机法兰、3-连接板、4-支撑杆、5-磁头、6-防护罩、7-转子位置探测器、8-电路板、9-铜柱。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种伺服电机，该伺服电机显著的提高了自身的集成度，体积减小，控制精度高，适用性强。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参考图1，图1为本发明所提供的伺服电机一种具体实施方式的结构示意图。
在该实施方式中，伺服电机包括电机本体1和电机法兰2，电机法兰2安装在电机本体1的一端，该电机还包括防护壳体、支撑杆4、控制器、转子位置探测器7以及驱动器。
其中，防护壳体与电机法兰2连接，支撑杆4可跟随电机本体1的转子转动，支撑杆4远离转子的一端安装有磁头5，并且支撑杆4安装有磁头5的一端可深入至防护壳体内部，转子位置探测器7可以利用磁头5获取电机本体1的转子转速以及转动位置等信息；控制器安装在防护壳体内，用于控制电机本体1的运作参数变化；转子位置探测器7，用于获取磁头5的转动和移动信号，转子位置探测器7与控制器连接，可以将获取的转子转动信号发送至控制器；驱动器安装在防护壳体内，用于驱动电机本体1运转，驱动器与控制器连接，具体的，控制器通过对驱动器的控制，实现对电机本体1的转动的控制。
具体的，电机本体1为永磁直流电机，电机本体1直径为40-50mm，长度90-110mm，磁极对数优选为4对极。
进一步，转子的端部设有螺纹孔，支撑杆4的一端设有可与螺纹孔配合连接的外螺纹，同时，支撑杆4远离外螺纹的一端开设有用于安装磁头5的凹槽。具体的，电机本体1的转子后端加工M3的螺纹孔，深度为4-6mm，对应的支撑杆4的直径为3-5mm，支撑杆4的一端加工成M3的外螺纹，外螺纹的长度为2-4mm，通过支撑杆4上的外螺纹和转子上的螺纹孔，实现支撑杆4与电机转子的连接。支撑杆4的另一端的端面加工直径为2.0-2.2mm的圆形凹槽，即盲孔，深度1.5-2.5mm，磁头5为圆柱形，直径2.0-2.2mmmm，高度1.5-2.5mm。将磁头5粘接于上述凹槽中，实现磁头5与支撑杆4的连接。
这里需要说明的是，转子中螺纹孔的加工深度、直径以及支撑杆4上外螺纹的直径和深度，以及磁头5的尺寸等，应当根据需要设定，并不局限于本实施例所给出的结构和尺寸。
同时，转子位置探测器7的数据处理器，即控制器，采用专用SOC系统，本例中使用AS5040实现，该控制器的位置分辨率为10bit，通过SPI总线实现与驱动器的连接，以便控制转子转动。具体的，转子位置探测器7能实时探测转子的当前位置，转子位置探测器7的输出信号为控制器提供必需的反馈信号，转子位置探测器7通过电路板8上的总线与控制器连接。
另外，驱动器由3路全桥电路和控制器构成，全桥电路由6个MOS管及其驱动电路构成，控制器由GD32F103C8T6芯片实现。GD32F103C8T6芯片利用PWM控制器实现对6个MOS管的控制，实现电机各相电流电压的控制，同时控制器接收转子位置探测器7的输出，以实现转子位置、转子速度的检测。
该伺服电机，控制器可以控制电机本体1的运作参数，通过驱动器驱动电机转动，并利用转子位置探测器7和磁头5构成的编码器，获取电机本体1的实时运作情况作为反馈，传输给控制器，提高控制器的控制精度，该伺服电机通过将控制器、驱动器、位置传感器以及磁头5集成于防护壳体中，减少了电机的体积，增加了微型伺服电机的易用性，降低了各部件的匹配难度，有利于动作控制的小型化、精细化、智能化。
进一步，防护壳体包括连接板3和防护罩6，连接板3与电机法兰2连接，具体可以采用螺栓连接，防护罩6与连接板3可拆卸连接，同样可以采用螺栓连接。同时，连接板3上开设有供支撑杆4插入防护壳体内部的通孔，通孔的直径可以略大于支撑杆4的直径。
在上述各实施方式的基础上，电路板8上还安装有通讯模块，通讯模块用于在控制器和终端之间传输数据，并且，通讯模块与控制器连接。
上述设置，通过通讯模块的设置，可以实现电平转换，物理层数据的处理等基础工作，通讯模块通过电路板8上的总线实现与驱动器连接，通讯模块能实现控制器与终端的通信，即实现电机本体1与终端的通讯连接，在终端软件中可实现对电机参数的设定，工作模式的设定，同时可实时向电机本体1发送命令、接收电机状态信息等，智能化程度提高。
具体的，通讯模块由RS232电路实现，通过该电路实现将TTL电平转换为RS232电平，实现器件为MAX3232。
在上述各实施方式的基础上，还包括用于安装控制器、转子位置探测器7、驱动器以及通讯模块的电路板8，电路板8悬置于支撑杆4安装有磁头5的一端；转子位置探测器7安装于电路板8靠近磁头5的一面，并与磁头5的位置对应。
优选的，防护壳体内还设有用于支撑电路板8的铜柱9。
这里需要说明的是，为了尽可能的降低该伺服电机的体积，即尽可能的降低防护壳体的体积，应当在满足电路板上各器件和插接件安装空间允许的条件下，尽可能的缩小铜柱9的高度，即减小电路板8与电机本体1之间的距离，实现微型化组合。
上述电路板8的设置，转子位置探测器7的信号处理器，即控制器与驱动控制器及通讯模块集成在一块电路板8上，电路板8通过铜柱9固定在连接板3上，可以方便安装，结构更加紧凑。同时，电路板8上还安装有插接件，用于各器件之间的连接，例如，电机本体1的三相线通过软导线及接插件实现与驱动器的连接。
本实施例所提供的伺服电机，由永磁直流电机、转子位置探测器7、驱动器、控制器及通信模块构成。其中，永磁直流电机由线圈定子和永磁转子构成；转子位置探测器7与磁头5和信号处理器配合；控制器由功率器件、微控制器构成；通讯系统由RS232电路或RS485或CAN总线实现。转子位置探测器7的磁头5通过支撑杆4与电机本体1的转子连接，转子位置探测器7的信号处理器与驱动器和控制器及通讯模块集成在一块电路板8上，电路板8通过铜柱9固定在防护壳体内。
具体的，在装配该伺服电机时，应当先将支撑杆4安装在转子的螺纹孔中，然后将连接板3固定在电机法兰2上，后续铜柱9固定在连接板3上，然后将安装好各器件的电路板8架设在铜柱9上，最后将防护罩6固定在连接板3上。
本发明所提供的伺服电机，显著提高了集成度，减小了体积，且智能化程度提高，在上位机软件，即终端的控制下，可实现人机交互，以适应不同的应用场景。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的伺服电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。