Konstrukce simulátoru pro studium tření a mazání oka
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá konstrukčním návrhem tribometru, jehož funkcí je simulace interakce lidského oka s očním víčkem při současném měření tření v jejich kontaktu a tloušťky slzného filmu. Tribometr bude poté využíván pro výzkum a vývoj umělých slz na bázi kyseliny hyaluronové. Cílem práce byl návrh podmínek experimentu, návrh koncepčních a konstrukčních řešení, zajištění výroby, montáže a validace zařízení. Podmínky experimentu byly stanoveny na základě kritické rešerše. Byly navrženy čtyři různé koncepční řešení, z nichž dvě byly vybrány pro následné rozpracování v konstrukčním řešení. Na základě vytvořené výkresové dokumentace byla poté zajištěna výroba nenormalizovaných komponent a montáž. Validace experimentů prokázala, že simulátor umožňuje měření tření a tloušťky slzného filmu v místě kontaktu za požadovaných podmínek, a to s konformním i nekonformním typem kontaktu. Přínosem této práce je konstrukce nového zařízení, které umožňuje měřit součinitel tření i tloušťku filmu při konformním kontaktu, což nabízí nové příležitosti ve studiu biotribologie lidského oka.
This work deals with the design of a tribometer, which simulates the interaction between the human eye and the eyelid, and simultaneously measures the friction between them and the thickness of the tear film. The tribometer will be used for research and development of artificial tears based on hyaluronic acid. The aim of the work was to design experimental conditions, conceptual and design solutions, as well as to ensure the production, assembly, and validation of the device. The experimental conditions were determined based on critical research. Four different conceptual solutions were proposed, of which two were selected for further development in the design solution. Based on the engineering documentation, the production of non-standardized components and assembly were ensured. Validation experiments demonstrated that the simulator enables the measurement of friction and tear film thickness at the contact area under the desired conditions, with both conforming and non-conforming types of contact. The contribution of this work lies in the construction of a new device that allows for measuring the coefficient of friction and film thickness during conforming contact, offering new opportunities in the study of human eye biotribology.
This work deals with the design of a tribometer, which simulates the interaction between the human eye and the eyelid, and simultaneously measures the friction between them and the thickness of the tear film. The tribometer will be used for research and development of artificial tears based on hyaluronic acid. The aim of the work was to design experimental conditions, conceptual and design solutions, as well as to ensure the production, assembly, and validation of the device. The experimental conditions were determined based on critical research. Four different conceptual solutions were proposed, of which two were selected for further development in the design solution. Based on the engineering documentation, the production of non-standardized components and assembly were ensured. Validation experiments demonstrated that the simulator enables the measurement of friction and tear film thickness at the contact area under the desired conditions, with both conforming and non-conforming types of contact. The contribution of this work lies in the construction of a new device that allows for measuring the coefficient of friction and film thickness during conforming contact, offering new opportunities in the study of human eye biotribology.
Description
Citation
SNOPEK, L. Konstrukce simulátoru pro studium tření a mazání oka [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen)
doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)
Ing. Kateřina Dočekalová, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-20
Defence
Student prezentoval svoji práci a odpověděl na otázky oponenta:
1) V případě realizace měření na kadaverózních vzorcích oka (lidských, či zvířecích) není jejich geometrický tvar ideální koule. Jakým způsobem bude nalezen střed rotace pro realizaci testů? ZODPOVĚZENO
2) Oko jako orgán má poměrně složitou strukturu, pro realizaci experimentálních měření a reprezentaci jejich výsledků bude podle mého názoru nejvýznamnější proměnná tloušťka čočky, rohovky, oční bulvy atd. Uvažoval jste při konstrukci simulátoru i s tímto parametrem? Pokud ano, očekáváte nějakou míro nepřesnosti či rozptylu hodnot? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Chcete kvantitativně měřit tloušťku filmu? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Jak se kalibruje měření tloušťky? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Jak mže být tlustý mazací film? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Jaký tam bude režim mazání? ZODPOVĚZENO
Dr. Dočekalová – V jakém kontextu byl koncipován návrh zařízení? ZODPOVĚZENO
doc. Maňas – Jak máte vyřešené odpadové hospodářství? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl – Je nějaká idea jak dlouho film vydrží ke zkoumání? ZODPOVĚZENO
doc. Koutný – Co byla největší konstrukční výzva? ZODPOVĚZENO
doc. Koutný – Jak jste se dopracoval k měření správného rozsahu sil? ZODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení