本发明涉及光学计量领域，尤其涉及一种用于内腔识别的三维扫描机械手及其控制方法，包括：机台，所述机台顶部通过磁吸座将阀门固定在机台顶部；机械手臂，所述机械手臂设置在所述机台顶部，所述机械手臂包括：机壳，所述机壳右侧壁设置有三维扫描仪机体；活动臂组件，所述活动臂组件通过连接组件与所述机壳滑动连接；两组测距组件，其中一组测距组件设置在所述机壳的水平轴线上，另一组测距组件设置在所述机壳的竖直轴线上；本发明通过设置机壳、四个测距杆和连接组件，使三维扫描仪机体与阀门内壁之间保持指定的距离，从而降低三维扫描仪机体与阀门内壁发生碰撞的机会，有利于降低了识别三维扫描仪机体识别阀门内部的难度。