Pulzatilní čerpadlo pro simulaci srdečního pulzu
Návrh a výroba funkčního experimentálního čerpadla, které umožňuje vytvářet pulzující proudění vody pro laboratorní simulaci průtoku v cévním systému.
Otevřít úplnou bakalářskou práci (PDF) ↗
Zadání projektu
Cílem bylo vytvořit cenově dostupný laboratorní simulátor nestacionárního proudění, který umožní napodobit pulzující průběh průtoku v aortě. Bylo nutné propojit mechaniku tekutin, návrh pohonu, konstrukci součástí, elektroniku a experimentální ověření.
Jde o bakalářský projekt autora z Fakulty strojní ČVUT v Praze (2024). Projekt nebyl komerční zakázkou společnosti Cernetics.
Co projekt zahrnoval
Výpočty a fyzikální podobnost
Analýza průtoku v aortě, odvození požadovaného průběhu, dimenzování komory a pohonu včetně kinematických a silových výpočtů.
Konstrukční návrh a výroba
Membránový pístový člen s pohybovým šroubem a lineárním vedením, sestavený se zubovým čerpadlem. Výroba dílů zahrnovala FDM a PolyJet 3D tisk.
Řízení a experiment
Krokový motor řízený mikrokontrolerem Arduino. Suché a mokré testy ověřily pohyb pístu a schopnost vytvářet požadované pulzující proudění.
Fotografie, CAD a experimentální podklady
Výsledek a omezení prototypu
Byl navržen, vyroben a experimentálně ověřen simulátor pulzujícího proudění s vodou. Zkoušky prokázaly možnost simulovat průběh podobný proudění v aortě. V mokrém testu byla pro použité nastavení zjištěna limitní frekvence přibližně 2 200 řídicích pulzů za sekundu, nad níž motor ztrácel kroky.
Autor v závěru uvádí rezervy v optimalizaci řízení a možnosti dalšího zlepšení pohonu a membrány. Projekt představuje experimentální laboratorní zařízení; nejde o implantát, klinicky schválenou náhradu srdce ani zdravotnický prostředek.
Informace vycházejí z autorovy bakalářské práce. Uvedené výsledky platí pro popsaný experimentální prototyp a podmínky testování.
Kompletní technická dokumentace
Přečtěte si původní bakalářskou práci včetně teoretického základu, dimenzování, konstrukčních obrázků, schémat řízení a výsledků experimentů (PDF).
Otevřít bakalářskou práci (PDF) ↗Autorský akademický projekt, ČVUT 2024; nikoliv realizace komerční zakázky Cernetics.