现代分析仪器技术，尤其是各种光谱仪器技术的发展和应用促使现代分析化学从古典的纯化学分析转变为各类谱仪分析，荧光分光光度计的应用就是其中的典型。光谱分析仪器在生化、医药、卫生和环保等领域的测量具有极高的灵敏度和精度，近年来已在痕量高分子化合物、生物物质检测方面发挥着越来越大的作用。本文比较了各种光谱仪器的性能与机构，在现有光谱测量仪的基础上对光学系统和机械系统进行改进，提出了一种由步进电机带动凸轮旋转，从而带动光栅转动的新型设计方法，设计的凸轮结构简单，精密程度高且易加工，并且已经完成实验测试。本文主要完成的工作如下：1）仪器光学器件的选择。根据测量设计要求选择了全息凹面衍射光栅常数和结构，搭建了实验光路。新系统减小了杂散光和干扰噪声，提高了光学系统的测量准确性。2）对仪器的光学系统进行了设计。对聚光镜、准直镜、成像镜进行了优化设计，系统像差大为减少，提高了光学系统的分辨率。3）通过比较正弦杆、余弦杆、凸轮等不同机械传动机构的复杂程度及其准确度，提出凸轮机构的传动设计，计算了凸轮转角与矢径之间的线性比例关系。该结构在一定程度上减小了机械加工的复杂度。4）对分光系统进行了仿真测试。在200-800nm的可见光范围进行了数据采集仿真，仿真结果表明，凸轮在0-270度之间旋转可以满足相应的波长测量范围要求。5）对荧光分光光度计的光束调制器机构、光栅转台机构和狭缝机构进行了设计，改善了整机性能。