本发明公开了一种大型外旋转运动机构，包括中心柱、旋转机架和回转定心装置，所述旋转机架通过回转定心装置绕中心柱转动，所述回转定心装置设于中心柱和旋转机架之间，所述回转定心装置包括至少两组滚动单元，至少两组滚动单元位于中心柱外圆周面周向的不同位置，所述滚动单元非固定安装于旋转机架，所述滚动单元设有导轮组，所述导轮组滚动于中心柱的外圆周面，所述导轮组相对中心柱和旋转机架摆动，所述旋转机架的旋转中心通过导轮组的摆动与中心柱的同圆心。本发明的大型外旋转运动机构，无需另设调心工具，自动定心，并且滚动副装配精度高，受力均衡。