[0001] 本发明属于激光测距机调焦系统变焦技术领域，涉及一种发射调焦式激光测距机的调焦系统在变焦过程中激光发射光轴与方位、俯仰基面的同轴度稳定性及大小束散角在切换过程中束散角的稳定装置，该装置的特点是在调焦过程中激光发射束散角在快速切换时，保证发射光轴和束散角的灵活性、稳定性，具有速度快、可调节、环境适应性好、可靠性高，从而兼顾激光测距机的远距离探测能力及近距离目标捕获能力。

[0002] 激光测距机的调焦系统在变焦过程中激光发射光轴漂移量要求＜0.01mrad，束散角变化量＜0.05mm，传统的光轴和束散稳定性靠提高相关机加零部件加工精度，以及通过对变焦电机在运动过程中轴向窜动和径向跳动量的筛选，选择轴向窜动和径向跳动量小的电机，但变焦机构在使用过程中随着器件的磨损以及电机运动精度下降，会再次影响测距机的光轴和束散角稳定性，该方式已不能满足测距机类束散变焦系统的光轴和束散稳定性的要求。

[0018] 为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

[0019] 如图1、图2、图3所示，本实施例提高调焦式激光测距机光轴、束散角稳定性的调焦系统包括驱动电机1、驱动传递机构、径向调节机构、调节负透镜筒8、正透镜座9、轴向调节机构、激光发射光源10、自准直仪；驱动电机1连接驱动传递机构的一端，驱动传递机构的另一端连接调节负透镜筒8的侧壁，通过驱动电机1驱动调节负透镜筒8轴向运动；正透镜座9安装在调节负透镜筒8外部；径向调节机构有两组，分别设置在正透镜座9的两端且沿径向布置，用于对调节负透镜筒8的径向位置进行调节；轴向调节机构布置在调节负透镜筒8轴向右端，激光发射光源10布置在轴向调节机构轴向右端，自准直仪布置在调节负透镜筒8轴向左端，通过轴向调节机构调整调节负透镜筒8的轴向位置；调节负透镜筒8轴向运动过程中，激光发射光源10发射激光，自准值仪读出激光发射光轴坐标位置。

[0020] 其中，驱动传递机构包括传动螺杆2、传动螺母3、连接螺杆4，传动螺杆2设置在驱动电机1的输出端，传动螺杆2连接传动螺母3，连接螺杆4一端连接传动螺母3，另一端穿过正透镜座9并与调节负透镜筒8侧壁连接。驱动电机1带动传动螺杆2做顺时针或逆时针运动，传动螺杆2通过传动螺母3、连接螺杆4带动调节负透镜筒8沿轴向运动。

[0021] 传动螺杆2与传动螺母3螺纹连接，传动螺杆2转动，带动传动螺母3直线运动。传动螺母3与连接螺杆4固定连接，传动螺母3带动连接螺杆4同步运动。

[0022] 正透镜座9上开设有调节组件安装孔，每组径向调节机构包括沿径向均匀间隔布置的四组调节组件，每组调节组件包括安装在调节组件安装孔内的一个径向调节螺钉、一个压力弹簧、一个定向钢珠，定向钢珠与调节负透镜筒8外侧壁接触，径向调节螺钉螺纹连接安装在调节组件安装孔开口处，压力弹簧位于定向钢珠和径向调节螺钉之间。在变焦过程中，对径向调节机构进行调节，改变激光光轴发射位置，保证发射光轴稳定。为了实现调节负透镜筒8轴向位置的变化，在进行径向调节是，同步调节径向相对的两组调节组件。

[0023] 轴向调节机构包括轴向调节弹簧6、轴向调节螺钉7，轴向调节弹簧6一端与调节负透镜筒8端面接触，另一端由轴向调节螺钉7压紧。

[0024] 连接螺杆4一侧安装百分表，百分表头与连接螺杆4侧面相接触，用于测量连接螺杆4运动过程中的运动量数值。

[0025] 面向调节负透镜筒8的左端端面，优选每组径向调节机构的四组调节组件分别布置在调节负透镜筒8同一周向圆的正上方向、正下方向、正左方向和正右方向，即定义正下方向为竖直向下，则其它三个方向依次间隔90°。

[0026] 参照图2和图3所示，两组径向调节机构的调节组件包括：第一径向调节螺钉5‑1.1、第二径向调节螺钉5‑2.1、第三径向调节螺钉5‑3.1、第四径向调节螺钉5‑4.1、第五径向调节螺钉5‑5.1、第六径向调节螺钉5‑6.1、第七径向调节螺钉5‑7.1、第八径向调节螺钉
5‑8.1、第一压力弹簧5‑1.2、第二压力弹簧5‑2.2、第三压力弹簧5‑3.2、第四压力弹簧5‑
4.2、第五压力弹簧5‑5.2、第六压力弹簧5‑6.2、第七压力弹簧5‑7.2、第八压力弹簧5‑8.2、第一定向钢珠5‑1.3、第二定向钢珠5‑2.3、第三定向钢珠5‑3.3、第四定向钢珠5‑4.3、第五定向钢珠5‑5.3、第六定向钢珠5‑6.3、第七定向钢珠5‑7.3、第八定向钢珠5‑8.3。

[0027] 基于上述调焦系统的结构，本实施例提高调焦式激光测距机光轴、束散角稳定性的调焦方法包括以下步骤：

[0028] S1：同时启动激光发射光源10和驱动电机1，带动传动螺杆2做两次运动，一次为顺时针运动，通过传动螺母3、连接螺杆4带动调节负透镜筒8往正透镜方向C方向12运动2mm，另一次为反时针运动，通过传动螺母3、连接螺杆4带动调节负透镜筒8往激光发射方向D方向13运动2mm；分别通过自准值仪读出两次运动后激光发射光轴坐标位置。

[0029] 该步骤中，两次运动均为基于调节负透镜筒8初始状态开始运动并测量。

[0030] S2：通过调节负透镜筒8分别沿C方向12和D方向13运动带来的调节负透镜筒8径向跳动，找出调节负透镜筒8径向跳动的中心值，根据所得到中心值判断出调节负透镜筒8光轴的偏离方向。比如：正对调节负透镜筒8的端面，调节负透镜筒8沿C方向12运动时，向上径向跳动2mm，沿D方向13运动时，向下径向跳动1mm，此时径向跳动中心值为1.5mm，光轴偏离方向为偏上。依次类推，还会出现光轴偏离方向为偏下、偏左、偏右等不同情况。

[0031] S3：根据调节负透镜筒8光轴的偏离方向，调整径向调节机构的调节组件，至激光发射光轴与安装基面调同轴，同轴度为＜0.01mrad。

[0032] 具体调整分以下四种情况：

[0033] ①光轴偏左，顺时针拧第二径向调节螺钉5‑2.1和第六径向调节螺钉5‑6.1，反时针拧第四径向调节螺钉5‑4.1和第八径向调节螺钉5‑8.1；②光轴偏右，反时针拧第二径向调节螺钉5‑2.1和第六径向调节螺钉5‑6.1，顺时针拧第四径向调节螺钉5‑4.1和第八径向调节螺钉5‑8.1；③光轴偏上，顺时针拧第一径向调节螺钉5‑1.1和第七径向调节螺钉5‑7.1，反时针拧第三径向调节螺钉5‑3.1和第五径向调节螺钉5‑5.1；④光轴偏下，反时针拧第一径向调节螺钉5‑1.1和第七径向调节螺钉5‑7.1，顺时针拧第三径向调节螺钉5‑3.1和第五径向调节螺钉5‑5.1。

[0034] S4：重复步骤S1‑S3多次，调节径向调节机构与调节负透镜筒8之间的摩擦力，让相互间的摩擦系数达到最小值，使变焦系统在变焦过程中灵活稳定。

[0035] S5：同时启动激光发射光源10和驱动电机1，带动调节负透镜筒8沿轴向往C方向12、D方向13做往返运动，到达百分表头位置E点11时测量百分表值，往返测量三次，如三次测量值相差＞0.01mm时，则反时针旋转轴向调节螺钉7缩短轴向调节弹簧6的长度，增加轴向调节弹簧6的伸张力，消除驱动电机1的轴向窜动间隙，最终到达E点11的百分表三次测量值＜0.01mm，往C方向12时束散角为1mrad±0.05mrad，D方向13时束散角为0.7mrad±
0.05mrad。

[0036] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。