锥形转子电机具有停电自制动的能力，在起重设备中应用广泛。本文基于与南京鑫元机电有限公司合作的项目，目的是要实现对锥形转子电机定子的内锥面进行数字化误差测量。本文从锥形转子电机定子内锥面的测量这一实际生产需求出发，以内锥面的测量方法和圆锥度误差评定为主线，以国家标准和行业标准相关规定为基础，结合国内外研究成果，提出了用激光位移传感器来测量内锥的方法，并基于该方法进行了总体设计、机械结构设计、圆锥度误差评定和算法研究、误差分析和模拟实验等一系列研究。论文首先介绍了本课题的来源、研究目的和意义、相关技术的国内外研究现状，以及论文的主要研究内容及组织结构。然后，从国家标准对圆锥和圆锥公差的相关规定入手，列举了当前常用的锥度测量方法，详述了内锥激光测量的基本原理和实现方法。结合项目实际，对内锥激光测量系统进行了总体设计。确定了测头回转式的总体结构方案，对各零部件进行机械结构设计，同时对电气元件选型做了详细的计算和分析。分析了当前主要的两种圆锥度误差评定模型，并基于最小二乘圆锥误差评定模型，提出了一种高效近似算法，同时对多种优化算法在圆锥度误差评定中的应用也进行了介绍。之后，从理论上对内锥激光测量系统的主要误差进行了分析，对相关误差的分离和补偿方法进行了研究，初步探索了相关误差模型和计算方法。同时，对本文提出的近似算法进行了仿真实验，对关键零部件进行了有限元分析。论文最后对该内锥激光测量系统的当前研究成果进行了总结，并对该测量系统后续需要开展的工作以及应用范围的拓展进行了展望。