随着工业技术不断发展,检测技术与测量仪器也随之进步,自动化测量仪器由于其可以在线高效测量的优点应用场景广阔、前途广大。传统关节臂坐标测量机需人工拖拽完成测量,效率较低,且测量姿态不可控,人为误差无法修正,因此本课题组提出了对自驱动关节臂坐标测量机的研发,该仪器能够满足自动测量需求,测量力与测量姿态可控。本文以课题组设计的自驱动关节臂坐标测量机为研究对象,对自驱动关节臂坐标测量机的最佳测量位姿进行研究。本文首先建立了自驱动关节臂坐标测量机的正运动学模型。选用经典DH方法建立了自驱动关节臂坐标测量机的理想数学模型以蒙特卡洛伪随机数法与边界划分模拟得到自驱动关节臂坐标测量机的测量空间分布。其次对自驱动关节臂坐标测量机的逆运动学进行分析,提出了改进的逆解算法。以雅可比矩阵为核心,在基本牛顿法的基础上,引入参数保证收敛性,提高算法迭代速度与收敛性,减少初值影响。并分析奇异点类型,通过奇异值分解规避奇异点问题。以数值逆解算法结果为模型初值,以ADAMS、SOLIDWORKS、ANSYS联合建立自驱动关节臂坐标测量机刚体模型与刚柔耦合模型。通过刚体模型得到多组仿真解集,带入刚柔耦合模型模拟实际运动结果计算变形误差。通过分析仿真结果,找到测量姿态与变形误差间的关系,由重力产生的弹性形变影响最小的位姿即为测量点的最佳测量位姿。最后构建实验平台,以课题组研发的自驱动关节臂坐标测量机样机为实验主体,使用三坐标测量机为标定仪器,说明姿态变形误差对测量会产生一定影响,接着使用激光跟踪仪进行实验,验证仿真结果的正确性,确定最佳测量位姿。本文得到的自驱动关节臂坐标测量机的最佳测量位姿相关结论可以指导轨迹规划,使测量机以最佳测量位姿完成测量,提高测量精度。