为了在一定程度上缓解激光三角测量在大量程与高精度之间的矛盾,本文提出了一种具有自动对焦功能的激光三角测量仪。本文的测量设备以直射式激光三角法为基础,通过调节可动反射镜,改变照明激光的焦平面位置,使照明光斑始终聚焦于待测表面,实现自动对焦。本文首先介绍激光三角测量的原理,据此确定了自动对焦测量系统的总体方案,阐述了自动对焦的工作原理;在对机电系统建模后,得到了音圈电机控制系统的传递函数。通过对光学系统的分析,确定了光学系统设计参数,并利用ZEMAX进行了照明模块和成像模块的设计与评价。对支撑音圈电机运动的柔性铰链机构进行了结构设计和ANSYS静力学仿真,接着设计了机械结构;完成了基于恒流源的全模拟音圈电机驱动电路的设计,采用Multisim电路仿真软件进行了分析,之后基于Matlab完成了软件系统的开发。最后,对设计的驱动电路、柔性铰链以及音圈电机定位系统分别进行了实验测试。并在实现了测量系统的标定后,进行了自动对焦和简单测量实验。实验数据显示,柔性铰链的线性度为2.98%,弹性系数为1.990N/mm。当负载为17.1Ω,2.8m H时,音圈电机定位系统的阶跃响应超调量大约为4%,稳定时间约为120ms,定位噪声±0.3μm,位移分辨率为6μm。