随着航天事业的飞速发展,未来的空间任务量级急剧增加,复杂且不可预知的空间任务场景对空间操控装置的可靠性提出了更高的要求。空间细胞机器人是一种具有高度的自主性和环境适应性的新型空间操控机构,有望满足未来多样化航天任务需求。为了使空间细胞机器人能够更好地完成复杂的空间任务,对其可靠性问题进行深入研究具有非常重要的现实意义。本文针对空间细胞机器人的可靠性问题从定量和定性角度分别进行了分析。在定量分析方面,明确了机器人的误差来源,主要包括以下四个方面:锥齿轮的中心轴的制造与装配误差、关节伺服定位装置误差、面齿轮传动机构误差和其他因素如温度、力所带来的误差。在此基础上,建立了机构的五参数模型,运用正运动学方程求解出末端执行器的位姿矩阵,利用微分法建立单个关节细胞的误差计算模型以及空间细胞机器人的误差计算模型。根据空间细胞机器人的误差计算模型,任意给定空间细胞机器人确定的任务,基于逆运动学和蒙特卡罗法,建立空间细胞机器人运动可靠度计算模型。在定性分析方面,对空间细胞机器人进行了约定层次的划分,绘制了关节细胞与间质细胞的功能层次与结构层次框图。通过分析机器人系统中所有可能的故障模式、每一种故障模式所造成的影响以及影响的严酷度等级,对系统进行FMEA分析。基于危害性矩阵法求出了各故障模式对机器人危害性影响大小的排序。绘制关节细胞与间质细胞工作异常的故障树,基于下行法求出关节细胞故障树共有9个最小割集,间质细胞故障树共有19个最小割集。运用蒙特卡洛法模拟关节细胞和间质细胞故障树内各个部件的失效分布,计算各个部件的概率重要度以及模式重要度,当该机器人系统中的关节细胞在执行摆转或旋转任务时,影响关节细胞可靠度的部件主要是连接母头,电池模块以及数字舵机。当该机器人系统中的间质细胞在执行寻找下一个连接目标细胞任务时,影响间质细胞可靠度的部件主要是主控板、底盘支架、驱动轮、数字舵机。通过上述的分析工作,得到了空间细胞机器人的高风险故障模式与薄弱部位,这为空间细胞机器人系统改进及可靠性提升提供了一定的参考依据。