一种测量平行度的靶标自动定位机器人，包括：靶标机构、平台框架以及设置于平台框架上的导向轮机构、车轮机构、竖直方向平移机构和控制机构，靶标机构与竖直方向平移机构相连，竖直方向平移机构设置于平台框架的前端，从而实现靶标的竖直方向运动并保证靶标和被测工件表面的接触，用于控制机器人沿基准面运动的导向轮机构和用于带动机器人在箱体内部的移动的车轮机构分别对应设置于平台框架的上、下表面的四角，控制机构分别与导向轮机构和竖直方向平移机构相连实现各个驱动电机的控制和信号处理以及与外部的通讯。本发明采用可调节偏心轮机构为机器人沿基准面导向，保证与基准面的紧密接触；实现靶标机构左右调整的竖直方向精确定位，采用弹簧实现靶标与被测表面接触。