便携式关节型三坐标测量仪采用了全转动副的连杆级联结构的一种测量仪器。相对于传统的直角坐标测量机，它具有体积小，重量轻，便于携带，测量柔性好，可实现无障碍测量的优点。但缺点是：测量端误差放大严重，非笛卡儿坐标系下建立的数学模型比较复杂，其误差也比较复杂，误差的标定和补偿困难，所以一般处于中低精度水平。关节型三坐标测量仪可广泛用于机械制造、电子、汽车、航空航天、军工、模具等工业领域以及反求工程等领域，特别适用于现场的移动测量。本文进行了测量原理分析、机械结构设计、原型机试制、电测系统开发、误差标定和检测等方面的系列工作，初步掌握了该仪器的设计与制造技术，为其产品化奠定了基础。在精度控制方面，采取了以下办法减小测量误差：采用碳纤维作为测量臂的材料，以降低自重弯曲和温度变化对测量精度的影响；采用“背对背”成对安装的精密角接触轴承，并施加一定的预紧力，以增加关节旋转轴的刚性；研究了可能的制造误差及其补偿原理；改进了单点标定技术标定了系统的综合测量误差。