本实用新型涉及电动机技术领域，特别涉及一种可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机。
背景技术：
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。因此，步进电动机又称脉冲电动机。步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件，具有很好的数据控制特性。
然而，目前市面上的步进电机通常工作于开环模式，无位置传感器实时检测转子的角位置信息，因此在工作中，步进电机容易失步，为了避免失步，这就要求必须检测出转子磁极的位置，同时，也要求能检测出转子的运动速度和系统的位置信息。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的是提出一种可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，旨在解决现有的无位置传感器实时检测转子的角位置信息，因此在工作中，步进电机容易失步的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提出的可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，包括壳体、上端盖、定子铁芯、绕组线圈、转子、永磁磁钢、转轴、磁敏式位置传感器以及永磁体感应环，所述定子铁芯嵌设于所述壳体内，所述定子铁芯的内周壁沿圆周方向均匀间隔的凸设有多个绕线部，所述绕组线圈分别绕制于所述绕线部的外周壁上，所述转子设置于所述转轴上，且所述转子可转动的设置于所述定子铁芯内，所述永磁磁钢沿圆周方向分别并排的设置于所述转子的外周壁上，所述上端盖可拆卸的盖设于所述壳体的上端部，所述磁敏式位置传感器嵌设于所述上端盖的下端部，所述磁敏式位置传感器的下端部设有多个霍尔元件，所述永磁体感应环设置于所述转轴的上端部，并随所述转轴转动，且所述永磁体感应环与所述霍尔元件磁感应连接，所述转轴的下端部与所述壳体的底部转动连接，所述转轴的上端部与所述上端盖转动连接，且所述转轴的上端部伸出所述上端盖外设置。
进一步地，还包括轴承，所述壳体的底部凹设有一容置槽，所述上端盖凹设有一轴承孔，所述轴承分别嵌设于所述轴承孔和容置槽内设置，所述转轴的两端分别与所述轴承的内周壁固定连接，所述转轴的两端分别通过所述轴承与所述壳体的底部和上端盖转动连接。
进一步地，还包括紧固螺钉，所述壳体的上端部的外周壁沿圆周方向间隔的凹设有多个螺钉孔，所述上端盖的下端部的外周壁沿圆周方向凹设有多个与所述螺钉孔一一对应的螺纹孔，所述紧固螺钉分别依次穿设于所述螺钉孔，并旋于所述螺纹孔内设置，所述上端盖通过所述紧固螺钉与所述壳体的上端部可拆卸固定连接。
进一步地，还包括限位螺钉，所述限位螺钉旋于所述壳体的上端部的外周壁上，所述限位螺钉的下端部伸入所述壳体内设置，且所述限位螺钉的下端部与所述定子铁芯的上端壁抵接设置。
进一步地，所述壳体和上端盖均采用铝合金材质形成。
进一步地，所述定子铁芯采用硅钢片堆叠形成。
进一步地，所述永磁磁钢和永磁体感应环均采用稀土钕铁硼材质形成。
进一步地，所述上端盖的上端壁上设有数据线和电源线，且所述数据线与所述磁敏式位置传感器电连接，所述电源线分别与所述绕组线圈电连接。
采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：本实用新型的技术方案，通过定子铁芯嵌设于壳体内，定子铁芯的内周壁沿圆周方向均匀间隔的凸设有多个绕线部，绕组线圈分别绕制于绕线部的外周壁上，转子设置于转轴上，且转子可转动的设置于定子铁芯内，永磁磁钢沿圆周方向分别并排的设置于转子的外周壁上，上端盖可拆卸的盖设于壳体的上端部，磁敏式位置传感器嵌设于上端盖的下端部，磁敏式位置传感器的下端部设有多个霍尔元件，永磁体感应环设置于转轴的上端部，并随转轴转动，且永磁体感应环与霍尔元件磁感应连接，转轴的下端部与壳体的底部转动连接，转轴的上端部与上端盖转动连接，且转轴的上端部伸出上端盖外设置，通过磁敏式位置传感器对电机转子角位置进行实时检测，其输出信号经过逻辑变换后去控制开关管的通断，使电机定子各相绕组按顺序导通，保证步进电机连续工作，从而实现精确换向控制，通过实时反馈转子位置信息，配合相应的驱动器构成步进伺服系统，使得步进电机工作于闭环模式，有效避免步进电机出现失步现象，且具有无触点、低功耗、使用寿命长、响应频率高、结构简单、体积小、安装灵活方便的优点，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型一实施例的一种可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机的整体结构示意图；
图2为本实用新型一实施例的一种可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机的分解结构示意图；
图3为本实用新型一实施例的一种可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机的壳体的结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机。
如图1至图3所示，在本实用新型一实施例中，该可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，包括壳体101、上端盖102、定子铁芯103、绕组线圈104、转子105、永磁磁钢106、转轴107、磁敏式位置传感器108以及永磁体感应环109，所述定子铁芯103嵌设于所述壳体101内，所述定子铁芯103的内周壁沿圆周方向均匀间隔的凸设有多个绕线部1031，所述绕组线圈104分别绕制于所述绕线部1031的外周壁上，所述转子105设置于所述转轴107上，且所述转子105可转动的设置于所述定子铁芯103内，所述永磁磁钢106沿圆周方向分别并排的设置于所述转子105的外周壁上，所述上端盖102可拆卸的盖设于所述壳体101的上端部，所述磁敏式位置传感器108嵌设于所述上端盖102的下端部，所述磁敏式位置传感器108的下端壁设有多个霍尔元件1081，所述永磁体感应环设109置于所述转轴107的上端部，并随所述转轴107转动，且所述永磁体感应环109与所述霍尔元件1081磁感应连接，通过磁敏式位置传感器感应和输出转子角位置信号，所述转轴107的下端部与所述壳体101的底部转动连接，所述转轴107的上端部与所述上端盖102转动连接，且所述转轴107的上端部伸出所述上端盖102外设置。
具体地，还包括轴承110，所述壳体101的底部凹设有一容置槽1011，所述上端盖102凹设有一轴承孔1021，所述轴承110分别嵌设于所述轴承孔1021和容置槽1011内设置，所述转轴107的两端分别与所述轴承110的内周壁固定连接，所述转轴107的两端分别通过所述轴承110与所述壳体101的底部和上端盖102转动连接。
具体地，还包括紧固螺钉111，所述壳体101的上端部的外周壁沿圆周方向间隔的凹设有多个螺钉孔1012，所述上端盖102的下端部的外周壁沿圆周方向凹设有多个与所述螺钉孔1012一一对应的螺纹孔1022，所述紧固螺钉111分别依次穿设于所述螺钉孔1012，并旋于所述螺纹孔1022内设置，所述上端盖102通过所述紧固螺钉111与所述壳体101的上端部可拆卸固定连接。
具体地，还包括限位螺钉112，所述限位螺钉112旋于所述壳体101的上端部的外周壁上，所述限位螺钉112的下端部伸入所述壳体101内设置，且所述限位螺钉112的下端部与所述定子铁芯103的上端壁抵接设置。
具体地，所述壳体101和上端盖102均采用铝合金材质形成。
具体地，所述定子铁芯103采用硅钢片堆叠形成。
具体地，所述永磁磁钢106和永磁体感应环109均采用稀土钕铁硼材质形成。
具体地，所述上端盖101的上端壁上设有数据线113和电源线114，且所述数据线113与所述磁敏式位置传感器108电连接，所述电源线114分别与所述绕组线圈104电连接。
具体地，本实用新型通过定子铁芯嵌设于壳体内，定子铁芯的内周壁凸设有多个绕线部，绕组线圈分别绕制于绕线部的外周壁上，转子设置于转轴上，转子可转动的设置于定子铁芯内，永磁磁钢分别设置于转子的外周壁上，上端盖盖设于壳体的上端部，磁敏式位置传感器嵌设于上端盖的下端部，磁敏式位置传感器的下端部设有多个霍尔元件，永磁体感应环设置于转轴的上端部，并随转轴转动，且永磁体感应环与霍尔元件磁感应连接，转轴的下端部与壳体的底部转动连接，转轴的上端部与上端盖转动连接，且转轴的上端部伸出上端盖外设置，通过磁敏式位置传感器对电机转子角位置进行实时检测，其输出信号经过逻辑变换后去控制开关管的通断，使电机定子各相绕组按顺序导通，保证步进电机连续工作，从而实现精确换向控制，通过实时反馈转子位置信息，配合相应的驱动器构成步进伺服系统，使得步进电机工作于闭环模式，有效避免步进电机出现失步现象，具有无触点、低功耗、使用寿命长、响应频率高、结构简单、体积小、安装灵活方便的优点，实用性强。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
1.一种可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，其特征在于，包括壳体、上端盖、定子铁芯、绕组线圈、转子、永磁磁钢、转轴、磁敏式位置传感器以及永磁体感应环，所述定子铁芯嵌设于所述壳体内，所述定子铁芯的内周壁沿圆周方向均匀间隔的凸设有多个绕线部，所述绕组线圈分别绕制于所述绕线部的外周壁上，所述转子设置于所述转轴上，且所述转子可转动的设置于所述定子铁芯内，所述永磁磁钢沿圆周方向分别并排的设置于所述转子的外周壁上，所述上端盖可拆卸的盖设于所述壳体的上端部，所述磁敏式位置传感器嵌设于所述上端盖的下端部，所述磁敏式位置传感器的下端部设有多个霍尔元件，所述永磁体感应环设置于所述转轴的上端部，并随所述转轴转动，且所述永磁体感应环与所述霍尔元件磁感应连接，所述转轴的下端部与所述壳体的底部转动连接，所述转轴的上端部与所述上端盖转动连接，且所述转轴的上端部伸出所述上端盖外设置。
2.根据权利要求1所述的可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，其特征在于，还包括轴承，所述壳体的底部凹设有一容置槽，所述上端盖凹设有一轴承孔，所述轴承分别嵌设于所述轴承孔和容置槽内设置，所述转轴的两端分别与所述轴承的内周壁固定连接，所述转轴的两端分别通过所述轴承与所述壳体的底部和上端盖转动连接。
3.根据权利要求1所述的可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，其特征在于，还包括紧固螺钉，所述壳体的上端部的外周壁沿圆周方向间隔的凹设有多个螺钉孔，所述上端盖的下端部的外周壁沿圆周方向凹设有多个与所述螺钉孔一一对应的螺纹孔，所述紧固螺钉分别依次穿设于所述螺钉孔，并旋于所述螺纹孔内设置，所述上端盖通过所述紧固螺钉与所述壳体的上端部可拆卸固定连接。
4.根据权利要求1所述的可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，其特征在于，还包括限位螺钉，所述限位螺钉旋于所述壳体的上端部的外周壁上，所述限位螺钉的下端部伸入所述壳体内设置，且所述限位螺钉的下端部与所述定子铁芯的上端壁抵接设置。
5.根据权利要求1所述的可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，其特征在于，所述壳体和上端盖均采用铝合金材质形成。
6.根据权利要求1所述的可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，其特征在于，所述定子铁芯采用硅钢片堆叠形成。
7.根据权利要求1所述的可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，其特征在于，所述永磁磁钢和永磁体感应环均采用稀土钕铁硼材质形成。
8.根据权利要求1所述的可实时检测转子位置的永磁式直流无刷步进电机，其特征在于，所述上端盖的上端壁上设有数据线和电源线，且所述数据线与所述磁敏式位置传感器电连接，所述电源线分别与所述绕组线圈电连接。
技术总结