三维测量激光雷达发射/接收系统光机结构设计

作     者：王莹 

作者单位：长春理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：安志勇

授予年度：2015年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：激光雷达 光机结构 分束棱镜 往复式调焦凸轮 隔圈优化 

摘      要：本文在激光雷达调频相位式测距原理的基础上,针对某型高速轨道客车车头的三维形面测量需求,开展对大尺寸三维形貌测量系统的研究。提出了一种用于大尺寸物体的非接触式三维形貌测量技术和方法。重点对发射∕接收光学系统进行光机结构设计。文中根据发射/接收光学系统设计的共光路结构特点,分别研究发射光学系统、接收光学系统以及共光路系统的光学与机械结构设计。其中重点研究了连接发射∕接收光学系统的偏振分束棱镜的安装方式,确立了半运动学原理的压板固定式安装方案。在发射光学调焦系统部分,分析对比几种调焦机构,确定了双凸轮往复式直线调焦结构设计方案,实现了电机单向转动以保证导向柱平滑方向切换、调焦越程自保护的功能。为保证发射∕接收系统中多透镜组在温变时正常工作,对其安装结构进行消热设计。通过优化设计结果,实现了用于空间定位的弹性隔圈的合理化结构,以减小接触应力,确保光机系统轴向一致性。