本发明公开一种二自由度球面运动连杆机构,包括十三、十四或十六个连杆以及连接它们的运动副,机构的转动中心为各球面连杆的球心,所有点都在以某一点为球心的同心球面上的连杆即为球面连杆。第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆两端转动副轴线间夹角分别对应相等。可以将上述三种连接方式中与第一连杆相连接的第八连杆和与第二连杆相连接的第三连杆作为机构输入,第六连杆为末端连杆。该球面运动连杆机构,机构的固定连杆和末端连杆在运动过程中始终关于中间平面对称,可以实现完全对称的运动;末端连杆可以以位于对称平面上且过转动中心的任意直线为轴线进行连续转动,给机构的应用和控制带来了很大的方便。