一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置及方法，它涉及激光雷达技术领域。透镜壳体的一端开设有透镜安装槽，发射透镜、接收透镜分别安装到透镜安装槽内，发射透镜、接收透镜分别用发射透镜压环、接收透镜压环固定，透镜壳体的另一端开设有用于安装激光发射器支架组件、激光接收器支架组件的螺钉孔，激光发射器支架组件上安装有步进电机，步进电机与步进电机控制系统相连，激光发射器组件安装在激光发射器支架组件上并通过发射器固定座固定，激光接收器组件安装在激光接收器支架组件上并通过接收器固定座固定，透镜壳体的前方放置有红外激光显示卡。本发明专利技术自动调节焦距，方便快捷，保证光学系统调整结果的一致性，易于推广使用。

An Automatic Focal Length Adjustment Device and Method for Optical System of Laser Cloud Meter

The invention discloses an automatic focal length adjusting device and method for the optical system of a laser nephometer, which relates to the technical field of lidar. One end of the lens shell is provided with a lens mounting groove. The transmitting lens and the receiving lens are respectively mounted in the lens mounting groove. The transmitting lens and the receiving lens are respectively fixed with the transmitting lens pressing ring and the receiving lens pressing ring. The other end of the lens shell is provided with a screw hole for installing the laser emitter support assembly and the laser receiver support assembly. The laser emitter support assembly is mounted on the laser emitter support assembly. There are stepper motors. The stepper motor is connected with the stepper motor control system. The laser emitter module is mounted on the laser emitter bracket assembly and fixed by the transmitter fixed seat. The laser receiver module is mounted on the laser receiver bracket assembly and fixed by the receiver fixed seat. The infrared laser display card is placed in front of the lens shell. The invention can automatically adjust the focal length, is convenient and fast, guarantees the consistency of the adjustment results of the optical system, and is easy to popularize and use.

【技术实现步骤摘要】
一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置及方法
本专利技术涉及的是激光雷达
，具体涉及一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置及方法。
技术介绍
激光测云仪是一种利用激光的后向散射特性来测量云底高度和云层厚度的光电类设备，其中影响测量性能的主要因素为光学系统的相关参数调整是否到位，这主要是因为光学系统在整套设备里充当了眼睛的作用，能不能看清目标全套眼睛的调节，因此，在整套设备的安装与调试中光学系统的调试是重中之重。目前，国内外的激光测云仪中的光学系统的调节基本上是靠手工调节为主，至于调整结果的好坏全靠经验，还有就是光学系统里调节全靠眼睛看，这就造成了人为误差的递增，所以激光测云仪的测量一致性是很难保证的，特别是在批量生产中，由于光学系统调整一致性差会影响到整机的测量性能。基于此，设计一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置及方法尤为必要。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的是在于提供一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置及方法，结构简单，设计合理，自动调节焦距，方便快捷，保证光学系统调整结果的一致性，易于推广使用。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置，包括发射透镜压环、发射透镜、激光发射器支架组件、步进电机、激光发射器组件、步进电机控制系统、激光接收器组件、激光接收器支架组件、透镜壳体、接收透镜、接收透镜压环、红外激光显示卡，透镜壳体的一端开设有透镜安装槽，发射透镜、接收透镜分别安装到透镜安装槽内，发射透镜、接收透镜分别用发射透镜压环、接收透镜压环固定，透镜壳体的另一端开设有用于安装激光发射器支架组件、激光接收器支架组件的螺钉孔，激光发射器支架组件上安装有步进电机，步进电机与步进电机控制系统相连，激光发射器组件安装在激光发射器支架组件上并通过发射器固定座固定，激光接收器组件安装在激光接收器支架组件上并通过接收器固定座固定，透镜壳体的前方放置有红外激光显示卡。作为优选，所述的发射透镜为非球面平凸透镜，发射透镜安装在透镜壳体中的发射透镜安装槽内，发射透镜对发射激光束进行准直。所述的接收透镜为非球面平凸透镜，接收透镜安装在透镜壳体中的接收透镜安装槽内，接收透镜对后向散射的光进行汇聚。作为优选，所述的激光发射器组件用于发射中心波长为905nm的红外脉冲激光；激光接收器组件主要用于接收后向散射光，并将光信号转化为电信号发送给单片机进行数据处理。作为优选，所述的激光发射器支架组件包括发射器支架、调节螺母和发射器固定座；所述的发射器支架将调节螺母固定在透镜壳体上；所述的调节螺目内圈用于调节发射器固定座前后移动的螺纹，外侧是用于配合步进电机转动的涡轮；所述的发射器固定座一端通过螺纹与调节螺母相连，另一端用于安装激光发射器组件。作为优选，所述的激光接收器支架组件包括接收器支架、调节螺母和接收器固定座；所述的接收器支架将调节螺母固定在透镜壳体上；所述的调节螺目内圈用于调节接收器固定座前后移动的螺纹，外侧是用于配合步进电机转动的涡轮；所述的接收器固定座一端通过螺纹与调节螺母相连，另一端用于安装激光接收器组件。作为优选，所述的步进电机通过与调节螺母配合组成涡轮蜗杆进行传动，通过步进电机控制系统控制步进电机的精确转动。作为优选，所述的红外激光显示卡放置在透镜壳体正前方100米远处，红外激光显示卡用于显示波长905nm激光光斑，可以通过人眼观察。一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节方法，其步骤为：通过步进电机控制系统驱动步进电机带动调节螺母进行正转和反转，由调节螺母内侧螺纹带动与其配合的发射器固定座进行前后移动，然后观察红外激光显示卡上光斑的大小，当光斑最小时即为激光发射器组件在发射透镜的焦点上，这时固定激光发射器支架组件上的调节螺母，将步进电机拆下并安装到激光接收器支架组件上，同时把激光发射器组件也拆下并安装到激光接收器支架组件上；然后通过通过步进电机控制系统驱动步进电机带动调节螺母进行正转和反转，由调节螺母内侧螺纹带动与其配合的接收器固定座进行前后移动进行正转和反转，然后观察红外激光显示卡上光斑的大小，当光斑最小时即为激光发射器组件在接收透镜的焦点上；拆下激光发射器组件并重新安装到激光发射器支架组件上，把激光接收器组件安装到激光接收器支架组件上并固定，将步进电机和步进电机控制系统拆除即可；这样就完成了激光发射器组件和激光接收器组件焦距的自动调节。本专利技术的有益效果：可自动调节焦距，方便快捷，误差小，保证光学系统调整结果的一致性。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本专利技术；图1为本专利技术的装置结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置，包括发射透镜压环1、发射透镜2、激光发射器支架组件3、步进电机4、激光发射器组件6、步进电机控制系统8、激光接收器组件10、激光接收器支架组件11、透镜壳体12、接收透镜13、接收透镜压环14、红外激光显示卡15，透镜壳体12的一端开设有透镜安装槽，用于安装透镜、透镜压环，发射透镜2、接收透镜13分别安装到透镜安装槽内，发射透镜2、接收透镜13分别用发射透镜压环1、接收透镜压环14固定，透镜壳体12的另一端开设有螺钉孔，用于安装激光发射器支架组件3、激光接收器支架组件11，激光发射器支架组件3上安装有步进电机4，步进电机4与步进电机控制系统8相连，激光发射器组件6安装在激光发射器支架组件3上并通过发射器固定座5固定，激光接收器组件10安装在激光接收器支架组件11上并通过接收器固定座9固定，透镜壳体12的前方放置有红外激光显示卡15。值得注意的是，所述的发射透镜2为非球面平凸透镜，发射透镜2安装在透镜壳体12中的发射透镜安装槽内，其作用是对发射激光束进行准直；所述的接收透镜13为非球面平凸透镜，接收透镜13安装在透镜壳体12中的接收透镜安装槽内，其作用是对后向散射的光进行汇聚。所述的激光发射器组件6主要用于发射中心波长为905nm的红外脉冲激光；所述的激光接收器组件10主要用于接收后向散射光，并将光信号转化为电信号发送给单片机进行数据处理；所述的红外激光显示卡15放置在透镜壳体12正前方100米远处，红外激光显示卡15用于显示波长905nm激光光斑，可以通过人眼观察。所述的激光发射器支架组件3包括发射器支架、调节螺母7和发射器固定座5；所述的发射器支架将调节螺母7固定在透镜壳体12上；所述的调节螺目7内圈用于调节发射器固定座5前后移动的螺纹，外侧是用于配合步进电机4转动的涡轮；所述的发射器固定座5一端通过螺纹与调节螺母7相连，另一端用于安装激光发射器组件6。所述的激光接收器支架组件11包括接收器支架、调节螺母7和接收器固定座9；所述的接收器支架将调节螺母7固定在透镜壳体12上；所述的调节螺目7内圈用于调节接收器固定座9前后移动的螺纹，外侧是用于配合步进电机4转动的涡轮；所述的接收器固定座9一端通过螺纹与调节螺母7相连，另一端用于安装激光接收器组件10。此外，所述的步进电机4通过与调节螺母7配合组成涡轮蜗杆进行传动，通过步进电机控制系统8控制步进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置，其特征在于，包括发射透镜压环(1)、发射透镜(2)、激光发射器支架组件(3)、步进电机(4)、激光发射器组件(6)、步进电机控制系统(8)、激光接收器组件(10)、激光接收器支架组件(11)、透镜壳体(12)、接收透镜(13)、接收透镜压环(14)、红外激光显示卡(15)，透镜壳体(12)的一端开设有透镜安装槽，发射透镜(2)、接收透镜(13)分别安装到透镜安装槽内，发射透镜(2)、接收透镜(13)分别用发射透镜压环(1)、接收透镜压环(14)固定，透镜壳体(12)的另一端开设有用于安装激光发射器支架组件(3)、激光接收器支架组件(11)的螺钉孔，激光发射器支架组件(3)上安装有步进电机(4)，步进电机(4)与步进电机控制系统(8)相连，激光发射器组件(6)安装在激光发射器支架组件(3)上并通过发射器固定座(5)固定，激光接收器组件(10)安装在激光接收器支架组件(11)上并通过接收器固定座(9)固定，透镜壳体(12)的前方放置有红外激光显示卡(15)。

【技术特征摘要】
1.一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置，其特征在于，包括发射透镜压环(1)、发射透镜(2)、激光发射器支架组件(3)、步进电机(4)、激光发射器组件(6)、步进电机控制系统(8)、激光接收器组件(10)、激光接收器支架组件(11)、透镜壳体(12)、接收透镜(13)、接收透镜压环(14)、红外激光显示卡(15)，透镜壳体(12)的一端开设有透镜安装槽，发射透镜(2)、接收透镜(13)分别安装到透镜安装槽内，发射透镜(2)、接收透镜(13)分别用发射透镜压环(1)、接收透镜压环(14)固定，透镜壳体(12)的另一端开设有用于安装激光发射器支架组件(3)、激光接收器支架组件(11)的螺钉孔，激光发射器支架组件(3)上安装有步进电机(4)，步进电机(4)与步进电机控制系统(8)相连，激光发射器组件(6)安装在激光发射器支架组件(3)上并通过发射器固定座(5)固定，激光接收器组件(10)安装在激光接收器支架组件(11)上并通过接收器固定座(9)固定，透镜壳体(12)的前方放置有红外激光显示卡(15)。2.根据权利要求1所述的一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置，其特征在于，所述的发射透镜(2)为非球面平凸透镜，发射透镜(2)安装在透镜壳体(12)中的发射透镜安装槽内，发射透镜(2)对发射激光束进行准直。3.根据权利要求1所述的一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置，其特征在于，所述的接收透镜(13)为非球面平凸透镜，接收透镜(13)安装在透镜壳体(12)中的接收透镜安装槽内，接收透镜(13)对后向散射的光进行汇聚。4.根据权利要求1所述的一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置，其特征在于，所述的激光发射器组件(6)用于发射中心波长为905nm的红外脉冲激光。5.根据权利要求1所述的一种激光测云仪光学系统的焦距自动调节装置，其特征在于，所述的激光发射器支架组件(3)包括发射器支架、调节螺母(7)和发射器固定座(5)；所述的发射器支架将调节螺母(7)固定在透镜壳体(12)上；所述的调节螺目(7)内圈用于调节发射器固定座(5)前后移动的螺纹，外侧是用于配合步进电机(4)转动的涡轮；所述的发射器固定座(5)一端通过螺纹与调节螺母(7)相连，另一端用于安装激光发...

【专利技术属性】
技术研发人员：严辉，李伟，吴双，
申请(专利权)人：北京维天信气象设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11