[发明专利]一种基于5G网络和边缘计算的手术机器人主从手操控系统

权利要求书

1.一种基于5G网络和边缘计算的手术机器人主从手操控系统，其特征在于：包括

基础建设单元(100)、边缘计算单元(200)、智能调控单元(300)和扩展应用单元(400)；所述基础建设单元(100)的信号输出端与所述边缘计算单元(200)的信号输入端连接，所述边缘计算单元(200)的信号输出端与所述智能调控单元(300)的信号输入端连接，所述智能调控单元(300)的信号输出端与所述扩展应用单元(400)的信号输入端连接；所述基础建设单元(100)用于提供支持系统运行的基础设备及技术；所述边缘计算单元(200)用于通过边缘节点控制技术在机器人运行系统的边缘侧就近提供智能服务；所述智能调控单元(300)用于对机器人的操作主手及从手进行统一的集控及分布自治管理；所述扩展应用单元(400)用于在系统正常运行的基础上增设多种扩展服务来完善系统的功能性；

所述基础建设单元(100)包括应用终端模块(101)、云端数库模块(102)、网络通信模块(103)和功能服务模块(104)；

所述边缘计算单元(200)包括边缘部署模块(201)、数据处理模块(202)、边缘节点模块(203)和安全防护模块(204)；

所述智能调控单元(300)包括集中管控模块(301)、快捷布控模块(302)、主手独控模块(303)和从手云控模块(304)；

所述扩展应用单元(400)包括间歇连接模块(401)、预测维护模块(402)、能效管理模块(403)、智能制造模块(404)和灵活更换模块(405)。

2.根据权利要求1所述的基于5G网络和边缘计算的手术机器人主从手操控系统，其特征在于：所述应用终端模块(101)、所述云端数库模块(102)与所述功能服务模块(104)依次通过以太网通讯连接且并列运行；所述应用终端模块(101)用于提供构建系统的基础应用设备及终端平台并对各设备进行管理分配；所述云端数库模块(102)用于在云端建立数据库以存储机器人主手和从手端上传的影像资料及其他工作数据；所述网络通信模块(103)用于通过多种网络通信技术给系统各层面之间提供信号连接及数据传输的通道；所述功能服务模块(104)用于通过设置多种服务项目来支持系统的运行。

3.根据权利要求2所述的基于5G网络和边缘计算的手术机器人主从手操控系统，其特征在于：所述功能服务模块(104)包括网路监测模块(1041)、专网切换模块(1042)、影像摄录模块(1043)和数据上云模块(1044)；所述网路监测模块(1041)的信号输出端与所述专网切换模块(1042)的信号输入端连接，所述网路监测模块(1041)与所述影像摄录模块(1043)并列运行，所述影像摄录模块(1043)的信号输出端与所述数据上云模块(1044)的信号输入端连接；所述网路监测模块(1041)用于在系统运行过程中实时对网络链路情况进行监测以判断各链路是否连接畅通；所述专网切换模块(1042)用于在现行工作网络如5G网络出现问题时切换到专线网络进行工作并提供乒乓保护机制；所述影像摄录模块(1043)用于通过设置在机器人主/从手端的摄像装置对工作环境如手术流程、术野情况等进行摄录；所述数据上云模块(1044)用于及时将摄录的影像视频通过无线传输技术传输到云端数库进行存储。

4.根据权利要求3所述的基于5G网络和边缘计算的手术机器人主从手操控系统，其特征在于：所述专网切换模块(1042)中，不同网络切换过程中采用作业优先级的算法，其计算公式为：

Pj[i]＝Po[i]+N*Twait；

其中，Po[i]为作业提交时指定的优先级，Twait为作业在队列中等待的时间，N为常数因子，随着等待时间的增加，作业优先级动态的增加，直到增加到阈值，即最高优先级。