一种圆弧轨道式虚拟轴三轴转台是由方位实轴Ⅰ部件组,滚动虚拟轴Ⅱ部件组,俯仰虚拟轴Ⅲ部件组和机座四大部分组成。其中方位实轴Ⅰ的轴线与滚动虚拟轴Ⅱ的轴线垂直,滚动虚拟轴Ⅱ的轴线与俯仰虚拟轴Ⅲ的轴线垂直。两虚拟轴用圆弧轨道和滚轮替代传统的实轴转动支承系统,实现串联运动连接,并通过滚轮来约束圆弧轨道,使圆弧轨道连同机架支撑结构一起绕虚拟轴转动,实现机架运动。转台的三轴转动:即固定的竖直实轴实现方位转动;第一虚拟轴实现滚转运动;第二虚拟轴实现俯仰运动。本实用新型利用圆弧轨道实现圆周转动,不用增加额外的配重即可把负载配平,实现了转台的轻量化,提高了转台的动态机动性能,扩展了转台的负载能力和应用场合。