CN220713885U - 一种具有距离检测功能的皮肤检测操作机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有距离检测功能的皮肤检测操作机器人系统，具有处理模块、探测端、外致动器、距离检测装置，以及用以定位人体特定部位的辅助定位装置；探测端，设置有用于检测人体特定部位处皮肤的探头，探头上的用于检测皮肤的传感器凸出于探测端的基准面设置从而使探测端通过传感器接触人体特定部位处的皮肤；距离检测装置，用于获取基准面与皮肤之间的距离；外致动器，用以驱动基准面移动从而调整距离；探头配置有内压力控制装置，用于控制传感器与皮肤之间的接触压力；处理模块，分别耦合外致动器和距离检测装置。

Description

一种具有距离检测功能的皮肤检测操作机器人系统

技术领域

本实用新型涉及皮肤检测领域，尤其涉及一种具有距离检测功能的皮肤检测操作机器人系统。

背景技术

皮肤检测对于美容、皮肤病医学等领域具有重要意义，随着技术的发展出现了多种种类的皮肤检测探头，其中每种探头用途各不相同，如有的用于皮肤组分(水分/油脂)的含量检测、有的用于皮肤弹性检测、有的对皮肤光泽度进行检测。

目前各类皮肤检测探头普遍存在的问题是每次测量的力度、位置、角度不统一。例如已知EP88108905A公开的对皮肤弹性的非侵入性声学测试探头，操作者每次检测时通过将探头外壁的前端面压在皮肤上再推动内部的探针4、5、6接触皮肤进行检测，压电换能器1、2、3将声音脉冲传输至探针，根据声音在探针间传输的时间跨度测试皮肤弹性。在一些需要对皮肤参数持续跟踪的实际场景中，由于探头对皮肤的接触由操作者手动控制，导致无法确保每次检测对皮肤采用同一位置/角度/力度，前后所测得数据的差异无法区分是因为皮肤变化导致还是因为位置/角度/力度的改变造成的影响。

US20020029924A1提出的用于测量表面结构的弹性性质的测量装置，注意到对于测量结果的值来说，要比较的测量结果取自表面结构(皮肤)的相同位置/角度是至关重要的，进而采用标记的方式，在外壁的环形凸缘35设置圆周上的两个孔40，用于在表面结构上施加颜色标记，例如用笔，以便能够在相同的位置在相同的探头取向下以更大的时间间隔进行测量，此外，在环形凸缘设置彼此具有预定角距离的标记36，与探头2的壳体外部上的标记38对应，使测量装置可重复地定位在表面结构上的相同测量位置和相同角度位置上。US20020029924A1能够解决相同位置/角度，但无法解决相同压力的问题。

压力问题之所以值得关注，主要在于：一方面，皮肤本身具备一定弹性模量，在《Stiffness and Elasticity of the Masticatory and FacialExpression Muscles inPatients with the Masticatory MusclePain》Korean J Oral Med,Vol.34,No.3,2009的研究中人体皮肤的弹性约在0.70±0.46N左右，而无论是测量皮肤弹性的探头亦或者是其他测量用途的探头，检测时除了探头内的传感器(如上述的探针)需要通过前端面的孔伸出并压到皮肤上外，探头壳体的前端面(如EP88108905A的保护壳12的前端面、US20020029924A1的环形凸缘35的前端面)在检测时也会压住人体皮肤，而皮肤具有弹性模量且各处皮肤之间关联，前端面对其所覆盖皮肤的挤压(此处挤压的力称为外压力，指前端面与皮肤之间的压力)，将导致前端面的孔内的皮肤的弹性/含水量/含油量发生改变，改变程度与挤压程度相关，进而给传感器的检测带来误差以及较为直接的干扰。此外，各次测量中若使用不同的压力(无论是内压力还是外压力，其中内压力指传感器与皮肤之间的压力)，由于每次测量的压力环境均发生变动，也会对测量造成干扰。

另一方面，皮肤检测设备的购买对象基本分为检测机构和用户两类，两者对产品的侧重以及购买力具有差异。在保证测量准确性的前提下，用户端侧重于价格、家用、携带等方面，检测机构偏向全自动、便捷以及检测稳定性，这种差异性反应到企业的制造中直接影响产品的设计需求以及制造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全自动控制机器人系统，适用于面向检测机构，该机器人系统能够维持传感器在各次测量中具有稳定测量环境，消除外压力对皮肤检测的干扰带来的误差,使皮肤在自然状态下得到测量。

为此，提供一种具有距离检测功能的皮肤检测操作机器人系统，包括处理模块、探测端、外致动器、距离检测装置，以及用以定位人体特定部位的辅助定位装置；所述探测端，设置有用于检测人体特定部位处皮肤的探头，探头上的用于检测皮肤的传感器凸出于探测端的基准面设置从而使探测端通过传感器接触人体特定部位处的皮肤；所述距离检测装置，用于获取基准面与皮肤之间的距离；所述外致动器，用以驱动基准面移动从而调整距离；所述探头配置有内压力控制装置，用于控制传感器与皮肤之间的接触压力；所述处理模块，分别耦合外致动器和距离检测装置。

本实用新型具有以下优势：

(1)通过辅助定位装置定位人体特定部位后，控制外致动器以相同位置/角度驱动探测端进行检测，过程中利用距离检测装置反馈基准面与皮肤的距离，通过外致动器调整距离至与上次基本相同，维持传感器在各次测量中具有统一测量环境，避免引入测量误差，同时基准面与皮肤非接触设置，不再对皮肤造成挤压，使皮肤保持自然状态，从根源上去除外压力干扰，并且，可以降低人体皮肤被仪器设备破坏或碰伤的风险，使整体系统更具有安全性；

(2)利用内压力控制装置控制传感器与皮肤之间的接触压力(内压力)，保障测量安全；

(3)整体操作过程全自动化、便捷稳定，适用于面向检测机构。

本实用新型中，外致动器被配置为可移动的机械臂，机械臂驱动探测端整体进行ZXY方向以及角度可变的移动，实现高自由度移动控制。本实用新型中，基准面应该被理解为测量期间探测端外壳的朝向用户的面。

作为一种改进方案，距离检测装置，被配置为包括设于外端面的至少两个距离感应电极，皮肤检测操作机器人系统设置有耦合处理模块的电容数字转换电路(CDC)，电容数字转换电路耦合各个距离感应电极，用于获取其中任意两者之间的互电容，以获取互电容；处理模块，根据互电容输出距离信息，具体地，距离感应电极形成的互电容值在靠近人体皮肤过程中发生变化，进而得出人体皮肤与探测端的距离，控制人体皮肤与探测端基准面的距离达到预设值并保证其稳定不变。上述方案中，基于一对电极只能得出大致的距离范围，为得到更准确的距离信息，进一步的，距离检测装置的数量可以配置为至少两个，并围绕探头布置，各个距离检测装置中距离感应电极的面积和/或间距不同，使得形成的电场线强度不同，即形成的电场线有高有低，一方面扩大测量范围给外致动器运行速度作参考，更重要的是可以利用电场线形成的高度差得到准确的接近程度。

作为一种改进方案，探头配置耦合处理模块的内压力检测装置，内压力检测装置用于检测传感器与皮肤之间的接触压力(内压力)。进一步的，内压力控制装置被配置为耦合处理器的内致动器，内致动器设于探头中，可以是如电机或微型运动装置等部件，用以驱动探头上的传感器精密移动从而调整传感器与皮肤之间的接触压力，通过配置内致动器搭配内压力的检测反馈，实现每次测量基准面距皮肤在基本统一距离的情况下的内压力精确控制，确保每次测量所使用内压力一致，此时，外致动器实现大幅度、高自由度及角度的移动控制，内致动器用于微调。在另一种实施方案中，内压力控制装置也可以配置为如弹簧等弹性体，传感器通过弹性体固定至探头从而将接触压力弹性控制在设定区间内，较之于上述能够达到精确控制的方案，此种方案达到对内压力的泛控制(弹性控制在一定范围内)并带来结构、成本优势。

进一步的，为避免在传感器与皮肤之间增设物体带来传感器的测量误差，内压力检测装置采用为电容式压力感应组件用以间接测量所述接触压力(不适宜采用电阻式以避免需要垫在电极与皮肤之间)。其中，电容式压力感应组件可以通过面积/或距离进行间接反映压力，例如：

对于采用距离反映压力的方案可以通过以下形式实现：压力感应组件被配置为至少包含第一距离检测电极和第二距离检测电极，第一基体的一侧用于容置传感器，第一距离检测电极固定于第一基体远离传感器的一侧，第二距离检测电极被配置为沿第一基体的移动方向设置且至少部分或全部地对准第一距离检测电极；电容数字转换电路(CDC)耦合第一距离检测电极和第二距离检测电极用以获取两者之间的互电容；处理模块，用于依据第一距离检测电极和第二距离检测电极之间的互电容输出第一基体的移动距离信息。由于传感器紧贴皮肤，第一基体的移动与第二接触压力将形成比例关系，利用这一特点，工作过程中，第一基体的移动改变第一距离检测电极和第二距离检测电极之间的间距，进而引起两者的互电容变化，处理模块互电容变化测算得第一基体的移动距离后即可换算出压力数据，达到间接测量目的，此时，用于测量压力的距离检测电极位于第一基体一侧，传感器位于另一侧，两者互不干扰。更优选地，为避免第一距离检测电极相对于第二距离检测电极错开或倾斜，压力感应组件设置有导向柱，第一基体借助导向柱引导移动方向，具体结构的实现方式可以配置为第一基体套设在导向柱上。

对于采用面积甚至面积和距离一起反映压力的方案，可以采用如专利CN202223551426.5所示的二维力结构，通过将条形柔性多功能层内的圆柱状或半圆柱状曲面弹性上层电极固定在第一基体远离传感器的一侧(圆柱状或半圆柱状的曲面背离传感器)，并在上层电极的下方设置有至少两个分布于长条两侧的下层电极，上层电极与下层电极之间形成不同的电容来反映力在不同方向上的分量，上层电极与下层电极之间设置绝缘层且上层电极向下的投影至少覆盖每个下层电极的部分面积。当第一基体移动时，上层电极在其条形的径向上受力形变带动上层电极改变与绝缘层的接触面积，进而反映压力的变化信息。或者，采用专利CN201910370967.1所示的三维力结构达到更高分辨能力的测量。此种方案中，同样实现间接测量且压力检测与传感器的皮肤检测互不干扰。

作为另一种改进方案，辅助定位装置被配置为固定支架，用以辅助固定人体特定部位，例如检测眼睛视力仪器上的用于托住下巴的支架，检测过程中利用支架确认人体位置，通过外致动器将探头精准移动到检测位置进行测量。更优选地，固定支架进一步配置为可移动折叠椅，可移动折叠椅跟随轨道移动，设定双极限位，可实现坐姿、躺卧不同方式检测，同时在可移动折叠椅对应人体勃颈处加设颈部固定装置实现定位。和/或辅助定位装置被配置为耦合处理模块的视觉扫描成像系统，视觉扫描成像系统通过3D扫描成像技术扫描人体特定部位来确认目标检测位置，处理模块依据目标检测位置控制机械臂移动，从而将探头精准移动到检测位置进行测量。进一步的，视觉扫描成像系统由三组扫描摄像头共同搭建组成，实现对人体三侧面全方位检测，进而实现精确构建人体模型，三组扫描摄像头设置在配置的主体支架，主体支架高度可调节，可匹配不同身型人群精准扫描定位。

皮肤检测探头存在的另一问题是探头种类繁多，各探头的接口不统一带来后端对接设备不通用问题，对此，作为另一种改进方案，探测端设置有标准接头，用于可更换地与不同检测人体皮肤的探头对接从而实现探头的对应检测功能，解决接口统一问题。

更具体到皮肤检测探头中用于检测皮肤组分(水分/油脂)的探头，可以利用皮肤中水分和油脂处于不同深度(水深油浅)的特性，通过不同深度的检测来达到水油区分。和/或，可以通过改变激励频率(使用对水敏感的激励频率、对油敏感的激励频率)来达到水油区分。

基于此，作为另一种改进方案，探头中至少有一者被配置为用于检测皮肤组分的皮肤组分检测模块，皮肤组分检测模块的传感器可以配置分布于不同位置的至少三个用于经绝缘层与皮肤接触的测量电极，系统设置有电容数字转换电路(CDC)通过模拟开关阵列耦合各个测量电极，用以选择性地组合任意至少两个测量电极形成一对用于检测互电容的电极组，处理模块耦合电容数字转换电路。一方面，测量电极由多组互电容组成，通过模拟开关阵列切换，可实现不同位置组分检测，进而取平均值，减少由于测量次数间的位置差异带来的误差；另一方面，可以在此结构基础上配置通过组合形成至少存在两对电极组，其中每对电极组形成的互电容的电场线深度不同，来实现电场线穿透深度的改变。具体地，可以在该结构下采用变面积和/或变间距的方式，即通过不同的选择使所形成的各对电极组中两电极的面积或间距出现差异，如此，CDC所获取到的每对电极组形成的互电容的电场线深度就会产生差异，进而，实现检测不同深度或检测不同层皮肤组织的状态。其中变面积的方案，例如设置六个电极1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6，CDC通过模拟开关阵列测量1-2、1-3之间的互电容，此时互电容电场线穿透深度处于浅层，而后通过将1-1、1-2合并(并联)，1-3、1-4合并，测量两个合并后的电极之间的互电容，合并后电极的面积增大，电场线穿透深度变深，此时可以测试到同位置下不同深度的皮肤组织；或者，先检测1-1、1-2之间的互电容，再将1-1、1-2合并，1-3、1-4合并测变面积后的互电容，从而测试不同位置下不同深度的皮肤组织。变间距的方案，上述六个电极可以是等间距或不等间距，例如等间距设置中利用1-1、1-2测试表皮组织，1-1、1-4测试真皮组织，1-1、1-6测试皮下组织；或者为简化布线设置不同间距中利用1-1、1-2测试表皮组织，1-3、1-4测试真皮组织，1-5、1-6测试皮下组织。从以上可以看出，在配置分布于不同位置的至少三个测量电极的基础上，通过CDC与模拟开关阵列的配合，可以达到多种功能目的：(1)便捷地通过求均减少测量次数间的位置差异带来的误差；(2)便捷地通过组合实现变间距和/或变面积进而检测不同深度，包括同位置不同深度和/或不同位置不同深度。本实用新型中，模拟开关阵列可以采用模拟信号路由器达到简单便利地自由组合切换，模拟信号路由器资料可以参考专利CN202110957486.8，此处不再赘述。更进一步的，可以将模拟信号路由器与CDC整合，例如采用CN202110956246.6的红宝石芯片，实现24位高速CDC、有效分辨率21.9位达到0.5ms的转换时间以及高精度触觉信号采集和编码。

更优选地，电极组被配置为包括以下至少两者：第一电极组，第一电极组中两电极的间距和/或面积被配置为使其互电容的电场线深度能够穿透至皮肤的表皮组织；第二电极组，第二电极组中两电极的间距和/或面积被配置为使互电容的电场线深度能够穿透至皮肤的真皮组织；第三电极组，第三电极组中两电极的间距和/或面积被配置为使其互电容的电场线深度能够穿透至皮肤的皮下组织。表皮组织、真皮组织、皮下组织共同组成皮肤，通过配置电场线至少穿透至其中两者甚至三者，配合CDC与模拟开关阵列进行求均能够达到更为全面接近地反映皮肤组分参数的目的，并且，能够选择性地对不同层的组织状态进行检测。上述的变面积和/或变间距的方式实现检测不同深度或检测不同层皮肤组织的方案中，基本遵循CDC输出至测量电极的激励信号的频率配置为固定不变的一种频率这一前提。在另一种改变检测深度的方案中，也可以采用将激励信号的频率配置为至少两种的方式实现，例如在固定间距固定面积的两个测量电极之间，例如第一测量电极与第二测量电极之间，通过在红宝石芯片中进行软件配置，使得在A时间段激励信号工作于第一频率，在B时间段工作于第二频率，由于频率不同，在趋肤效应的作用下，第一测量电极与第二测量电极之间的互电容电场线穿透深度也会发生变动，进而，实现不同深度的测量。值得注意的，当然也可以在变面积和/或变间距的基础上，进一步使用改变频率的方式达到更细粒度的深度控制。在此基础上，更优选地，可以配置所选用的各频率对皮肤中不同组分的敏感程度不同。例如，配置第一频率对水敏感而第二频率对油脂敏感，以此达到水油区分。

作为另一种改进方案，皮肤组分检测模块还包括有标准储液装置；标准储液装置至少包含密封腔体、设置于密封腔体内用于标定或差分测量的对应于组分的标准液体，以及用于检测不同环境下标准液体的电容值的液体检测电极；电容数字转换电路耦合液体检测电极；处理模块，用于依据所述标准液体的电容值对电容数字转换电路所获得的电容(自电容、互电容)进行修正。其中，当所测量的组分是水分时，所述标准液体为标准水体；当测量油脂时，标准液体对应变成油脂。所述的液体检测电极被配置为包含至少两个并分布于密封腔体外壁，通过两个液体检测电极的互电容检测腔体内标准液体的电容值。

在该改进方案中，标准液体用于标定的方法进一步包括检测当前时刻的标准液体的电容值与初始时刻的电容值的差异，利用该差异所反映的基准的变化对CDC所获得的电容进行修正。例如，假设标准液体的体积被配置为对应于满量程，初始时检测标准液体的电容值为A，意味着电容值A对应满量程，如果当前时刻检测标准液体的电容值不为A而为B，意味着环境(如温湿度)发生变动导致电容发生变动，此时同样体积的标准液体的电容值从A到B之间的差异，意味着基准发生变动，此时B才对应满量程，因此，需要将CDC所获得的电容对应于该基准变化进行修正。

在该改进方案中，标准液体用于差分测量的方法进一步包括通过数字电路CDC将标准液检测电极测得的电容值与使用者测得的电容值进行差分对比，可减弱由于环境因素改变引起的测量误差(共模干扰)，标准液储存在密封腔体内部无需频繁替换，减少使用者进行皮肤检测时的对标操作，达到边测边标定，操作更加简便。

附图说明

图1示出了皮肤检测操作机器人系统整体结构示意图；

图2示出了辅助定位装置结构示意图；

图3示出了外致动器结构组成示意图；

图4示出了探测端结构示意图；

图5示出了探测端内压力检测装置结构示意图；

图6-1示出了距离检测电极分布结构示意图；

图6-2示出了距离检测电极电场线分布示意图；

图7示出了不同探测端标准接口结构示意图；

图8-1示出了检测电极分布示意图；

图8-2示出了不同电极组合测试深度结构示意图；

图8-3示出了电极面积差异分布示意图；

图8-4示出了不同面积电极组测试深度结构示意图；

图9-1示出了包含标准液储存装置的皮肤组分探测端结构示意图；

图9-2示出了标准液储存装置结构示意图；

图10示出了支撑结构辅助定位装置结构示意图；

图11示出了3D扫描成像仪辅助定位装置结构结构示意图；

图12示出了多电极组合测试不同深度皮肤组分的开关阵列示意图；

图13示出了不同激励频率的电场线分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种具有距离检测功能的皮肤检测操作机器人系统，例如皮肤油脂、水分、松紧度检测仪器或设备，主要包括探测端100、外致动器200、辅助定位装置300。

如图2所示辅助定位装置300可包含颈部定位装置301、移动座椅302与滑动轨道303。颈部定位装置301对使用者颈部实现初步定位避免使用者误动作导致探测端100探测位置偏差，移动座椅302与滑动轨道303配合使用，滑动轨道303具有前后限位，移动座椅302处于滑动轨道303不同的位置可实现坐姿与平躺状态下的皮肤检测功能。

如图3所示，皮肤检测操作机器人系统的外致动器200主要包括机械臂201，移动载物台202，机械臂201固定在移动载物台202上，机械臂201可进行XYZ三方向移动且可进行转动，通过机械臂的运动动作组合实现对使用者不同位置皮肤的检测，移动载物台202包含动力系统可增加机械臂201的运动范围空间，提升对使用者皮肤检测的范围增加。探测端100经标准接口固定在机械臂201上。使用者通过辅助定位装置300实现初定位，机械臂201带动探测端100实现XYZ平面移动以及转动，实现探测端100对使用者皮肤的指定位置的检测。

如图4所示，探测端100包含内制动器110、检测传感器120、距离检测装置130、内压力检测装置140、前端处理模块150。探测端100经由外致动器200靠近使用者皮肤，距离检测装置130检测探测端与人体皮肤的距离变化，控制每次测试的距离保持一致，减少测量误差的同时可以避免与人体皮肤的非必要接触。检测传感器120定位在内制动器110导柱上，检测传感器120与内制动器110可进行竖直方向微动，通过内压力检测装置140信号反馈控制实际距离与接触压力。

如图5所示，内压力检测装置140包含第一距离检测电极141、第二距离检测电极142、压力检测导向柱143、压力检测弹性体144，检测传感器120通过均布在内致动器110周围的2-4个压力检测导向柱143实现压力传感器120的Y向移动，并限制倾斜与转动，检测传感器120通过内致动器110可进行轴向微动，通过压力检测弹性体144提供轴向推力可固定检测传感器120与内致动器110安装平面的相对位置，同时根据第一距离检测电极141与第二距离检测电极142之间形成的互电容值的变化得出检测传感器120较之探测端基准面的距离以及与皮肤之间的压力大小，根据所得压力值反馈信息调节内致动器110前进步数，精确控制探测端100与使用者皮肤的接触压力达到预设值。

如图6-1所示，距离检测装置由距离检测电极131与承载壳体132组成，距离检测电极131包含4组互电容，均匀分布在检测传感器120周围，靠近中部2组互电容，由于电极面积与间隙相对较小，可检测较近距离，靠近首尾端部的2组互电容，由于电极面积与间隙相对较大，可检测较远距离。

如图6-2所示，设置4组距离检测电极131，且具有不同的面积、距离，可形成不同分布的电场线，对应不同的测试距离范围，当探测端100靠近人体皮肤时，距离检测电极电容值发生变化，通过电容值的变化得出人体与探测端100的基准面的距离，控制外致动器200的运动，在距离检测电极131反馈的电容值信息达到预设值时，外致动器200停止运动，避免碰伤，距离检测装置130可实现探测端100与人体皮肤无接触，且每次测试探测端100与人体皮肤的实际距离可保持稳定。

如图7所示，针对不同皮肤检测项目可设置多种检测探头，不同检测探头与机械臂201连接固定可使用标准接口160，标准接口160内部包含信号输出，以及机械固定卡扣，这样可实现不同皮肤检测项目的探测端100的互换性。

如图8-1、图8-2，测试皮肤组分探测端100的检测传感器120包含至少3个检测电极121，检测电极121设置在电容信号处理模块123上，电容信号处理模块123主体可以是PCB或者是FPC，并且包含信号处理芯片，例如R-SpiNNaker芯片(集成处理模块和CDC)，详细可以参考专利资料CN202110956246.6，靠近人体表面侧包含绝缘膜122，绝缘膜122形式包含但不限于镀膜、贴敷绝缘胶纸，绝缘膜122外侧接触使用者表皮外油脂701，电容信号处理模块123通过模拟开关阵列耦合检测电极121，选择性的组合至少两个检测电极121形成一对用于检测的互电容的电极组，通过耦合不同检测电极121可实现不同深度电场线，进而检测不同深度的皮肤组织。

如图8-2所示，匹配相对应的激励信号，相邻检测电极121组成的第一电极组可实现表皮组织702的组份检测，隔位检测电极121组成的第二电极组可实现真皮组织703的组份检测，远距离检测电极121组成的第三电极组可实现皮下组织。电容信号处理模块123提供的激励信号至少包含两种，由于皮肤不同组分对于不同频率的激励信号反应不同，增加激励信号的种类可对应特定深度的不同组份检测。

如图8-3所示，检测电极121可做成不同面积成组电极，针对不同面积的检测电极121组成的电极组电产线深度不同，同时刻通过不同位置的电极匹配实现更细致的检测深度区分，还可以根据不同位置的电极组检测同一深度的皮肤组分实现不同位置的检测，如此求得均值以减弱定位误差带来的检测误差值。

如图8-4所示，三组不同间距或者不同面积电极组，电极组1包含电极1-1与1-2电极表面积小，可测量表皮组织皮肤组分，电极组2包含电极1-3与1-4电极表面积适中可测量真皮组织皮肤组分，电极组3包含电极1-5与1-6电极表面积大可测量皮下组织皮肤组分。

如图9-1所示，探测端100的皮肤组分检测模块中包含标准储液装置170，如图9-2所示，标准储液装置170主要包含标准液检测电极171、标准液172、密封腔体173组成。标准液检测电极171可以是一对检测电极，贴附于密封腔体外侧对边，初始状态下测得初始电容值，当环境变化时，电容值改变，可将电容值变化量输入处理模块，对此测试结果进行环境修正。标准液172可以是水或标准油脂，储存于密封腔体173中，使用者检测皮肤组分的过程中，通过数字电路将标准液检测电极171测得的电容值与使用者测得的电容值进行对比，可减弱由于环境因素改变引起的测量误差，标准液172储存在密封腔体173内部无需频繁替换，可减少使用者进行皮肤检测时的对标操作，简化操作。

如图10所示，作为一种辅助定位装置300的改进方案，支撑结构辅助定位装置304可放置固定支架上，使用者将面部搭载支撑结构凹槽内部，通过外部制动器将探测端接触或抵住使用者皮肤，通过探测端100的压力检测装置140与内致动器110配合进行检测位置微调，实现皮肤组分检测功能。

如图11所示，作为一种辅助定位装置300的改进方案，在整体系统中增设3D扫描成像仪400，整体系统可以设置3组3D扫描成像仪400实现多角度不同方位对待测人员进行扫描，通过三组数据对使用者进行精确人体模型搭建，确认测试的点位相对坐标。进行二次测量时，根据3D扫描成像仪400对待测人员进行二次扫描，再次搭建精确人体模型，与之前测试的人体模型进行匹配，找到测试点位坐标，实现动态精准重复定位减少因为重复定位偏差带来的测量误差。

如图12所示，皮肤检测操作机器人系统的探测端100，包含至少3组电极，可通过处理模块进行不同电极组合测试互电容值，测试不同深度的皮肤组分。检测表皮组织702时，开关K1，K4，K20，K30闭合或K5，K8，K20，K30闭合或K9，K12，K20，K30闭合，电场线深度可测得三个不同位置的表皮组织皮肤组分电容，求得均值减弱定位误差带来的测量误差。检测真皮组织703时，开关K1，K3，K6，K8，K20，K30闭合或K5，K7，K10，K12，K20，K30闭合或K2，K4，K5，K7，K20，K30闭合，电场线深度可测得两个不同位置的真皮组织皮肤组分电容，求得均值减弱定位误差带来的测量误差。检测皮下组织704时，开关K1，K3，K10，K12，K20，K30闭合或K2，K4，K9，K11，K20，K30，电场线深度可测得皮下组织皮肤组分电容，增加电极数量，可求得多组皮下组织皮肤组分电容值，进而求得均值减弱定位误差带来的测量误差。

如图13所示，由于不同激励频率的电场线分布不同，可根据处于时段A时，激励频率为第一激励频率，电场线深度可测得表皮组织702的皮肤组分电容值，处于时段B时，激励频率为第二激励频率，电场线深度可测得真皮组织703的皮肤组分电容值，通过不同电极与不同频率的组合可使得测试范围加大，而且测试深度细化。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种具有距离检测功能的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

具有处理模块、探测端、外致动器、距离检测装置，以及用以定位人体特定部位的辅助定位装置；

所述探测端，设置有用于检测人体特定部位处皮肤的探头，所述探头上的用于检测皮肤的传感器凸出于所述探测端的基准面设置从而使探测端通过所述传感器接触人体特定部位处的皮肤；

所述距离检测装置，用于获取所述基准面与所述皮肤之间的距离；

所述外致动器，用以驱动所述基准面移动从而调整所述距离，所述外致动器被配置为可移动的机械臂；

所述探头配置有内压力控制装置，用于控制所述传感器与所述皮肤之间的接触压力；

所述处理模块，分别耦合所述外致动器和所述距离检测装置。

2.根据权利要求1所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

所述距离检测装置，被配置为包括设于所述基准面的至少两个距离感应电极；

所述皮肤检测操作机器人系统设置有耦合处理模块的电容数字转换电路；

所述电容数字转换电路耦合各个所述距离感应电极以获取互电容；

所述处理模块，根据所述互电容输出距离信息。

3.根据权利要求2所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

所述距离检测装置的数量被配置为至少两个，并围绕所述探头布置，各个距离检测装置中距离感应电极的面积和/或间距不同。

4.根据权利要求1所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

所述探头配置有耦合所述处理模块的内压力检测装置，所述内压力检测装置用于检测所述传感器与所述皮肤之间的接触压力。

5.根据权利要求4所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

所述内压力检测装置被配置为电容式压力感应组件。

6.根据权利要求1或4所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

所述内压力控制装置被配置为弹性体，所述传感器通过弹性体固定至所述探头从而将所述接触压力弹性控制在设定区间内；或者

所述内压力控制装置被配置为耦合所述处理模块的内致动器，所述内致动器用以驱动探头上的传感器移动从而调整所述传感器与所述皮肤之间的接触压力。

7.根据权利要求1所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

所述辅助定位装置被配置为用以辅助固定人体特定部位的固定支架；和/或

所述辅助定位装置被配置为耦合所述处理模块的视觉扫描成像系统，所述视觉扫描成像系统通过扫描人体特定部位来确认目标检测位置，所述处理模块依据所述目标检测位置控制所述外致动器移动。

8.根据权利要求1所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

所述探测端设置有标准接头，所述标准接头用于可更换地与不同检测人体皮肤的探头对接从而实现探头的对应检测功能。

9.根据权利要求1所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

所述皮肤检测操作机器人系统设置有电容数字转换电路；

所述探头中至少有一者被配置为用于检测皮肤组分的皮肤组分检测模块，所述皮肤组分检测模块设置有分布于不同位置的至少三个测量电极；

所述电容数字转换电路通过模拟开关阵列耦合各个测量电极，用以选择性地组合任意至少两个测量电极形成一对用于检测互电容的电极组。

10.根据权利要求9所述的皮肤检测操作机器人系统，其特征在于：

至少存在两对所述电极组，其中每对电极组形成的互电容的电场线深度不同。