在传统的球面加工中刀尖的运动轨迹非真正球面曲线,而是通过插补逼近球面曲线.提出了一类具有较大工作空间的三自由度球面并联机构(SPM),其末端执行器可以沿球面曲线运动,因而可以加工出理论上真正的球面.该类SPM拥有相同运动学模型.文中给出了机构的三种具体结构,涵盖过约束和非过约束两种类型.通过适当选择机构几何约束以及末端执行器的角速度和主被动关节变量之间的关系,利用关节向量构造特殊向量来简化机构速度与加速度分析模型并得到雅可比矩阵,然后据此分析了机构的奇异性.文中给出了实现两种特定轨迹下机构各分支主动关节的角速度和角加速度变化曲线.