本文提出了一种实用的概念/工具，即Chasles运动球（CMSphere），它能直观地表达机器人在工作空间上的运动特性，并能研究机器人机构末端执行器的局部运动性能。CMSphere的生成过程符合人们的观察习惯。在所研究的位姿下，对末端执行器进行小长度平移或小角度旋转，使末端执行器发生小的位姿变化，即可计算出相应的小位姿变化下的底盘运动。本文选择了两个关键的底盘运动参数，即底盘的俯仰角和底盘轴线的位置来表征底盘的运动特性。这种数学运算可以沿多个方向进行，得到所研究位姿的运动特性分布，可以画成球体。以三个独立位姿变量的机器人机构（rmtipv）为研究对象，证明了该工具的有效性。最后，基于独立姿态变量的类型，给出了三类rmtipv。对于每一类，讨论了CMSphere生成的详细过程。以3R系列机构、Tricept和3-RPS（一个旋转关节、一个棱柱关节和一个球关节组成的肢体）并联机构为例对该方法进行了说明。
