圆锥螺纹作为一种连接紧密,气密性良好的连接螺纹,其具有装配容易,能够得到过盈配合,确保良好密封效果的优点。随着其设计和加工水平的提高,对锥螺纹测量的准确度也提出了更高的要求,以往螺纹检测方式主要以螺纹规检测为主,其人工检测效率低,受人为因素影响大,专业的检测仪器由于体积的限制只能在固定地点进行测量,针对这些弊端,提出了一种便携式螺纹检测系统,对比以往的检测方法,该系统测量精度高、效率高,灵活性高,受人为因素影响小。首先,本文在总结了锥螺纹国内外测量的发展趋势以及激光测量原理的基础上,提出了非在机测量系统的设计要求,并完成了测量系统的总体结构设计,并对一些关键部件提出了不同的设计方案,通过计算受力以及变形分析,以达到优化设计的目的。本文提出了一种新型螺纹夹紧结构,采用三圆弧曲面对螺纹进行夹紧,实现快速夹紧的同时,还能保证被测件轴线的准确定位,提高了测量的准确化以及效率化。其次对锥螺纹的牙型进行了建模,运用仿真软件对其轮廓图形进行了模拟,之后基于最小二乘法提出了改进的最小二乘法理论,并通过对已有的数据进行拟合和图形重构,通过计算并将两者方法进行对比,以获得更优的数据处理方法。最后分析了测量系统的误差源,对误差的产生做了理论分析,并提出了相应的误差补偿方法,分析了影响测量准确性的因素,以实现系统的高精度测量。