Proposol TA Based on Proposal PKM-KC
-
Upload
agung-nugraha -
Category
Documents
-
view
33 -
download
3
description
Transcript of Proposol TA Based on Proposal PKM-KC
-
ARON (ARM POWER AND STRENGTH
ENHANCER EXOSKELETON) RANGKA
PENINGKAT TENAGA KEKUATAN LENGAN
MANUSIA TERPADU
Proposal Tugas Akhir
Diploma III Program Studi Teknik Mesin
Di Jurusan Teknik Mesin
Oleh :
Hotma Bayu Adwika NIM. 1212010064
Ikhsan Arif Gumelar NIM. 1212010067
Salma Fauzia NIM. 1212010086
Fahmi Maulana NIM. 1212010055
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2014
-
ii
ARON (ARM POWER AND STRENGTH
ENHANCER EXOSKELETON) RANGKA
PENINGKAT TENAGA KEKUATAN LENGAN
MANUSIA TERPADU
Diajukan oleh
Hotma Bayu Adwika NIM. 1212010064
Ikhsan Arif Gumelar NIM. 1212010067
Salma Fauzia NIM. 1212010086
Fahmi Maulana NIM. 1212010055
Disetujui oleh
Team Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2014
-
iii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii
BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .............................................................................. 3
1.3 Tujuan ................................................................................................... 3
1.3.1 Tujuan Umum ................................................................................ 3
1.3.2 Tujuan Khusus ............................................................................... 3
1.4 Pembatasan Masalah ............................................................................. 3
1.5 Manfaat ................................................................................................. 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 5
2.1 Studi Pustaka......................................................................................... 5
2.2 Landasan Teori ..................................................................................... 9
2.2.1 Sambungan .................................................................................... 9
2.2.2 Angka Keamanan .......................................................................... 9
2.2.3 Bantalan ....................................................................................... 10
2.2.4 Sistem Pneumatik ........................................................................ 11
BAB 3 METODE PELAKSANAAN ................................................................... 14
BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ................................................... 16
4.1 Anggaran Biaya .................................................................................. 16
4.2 Jadwal Kegiatan .................................................................................. 17
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 18
LAMPIRAN 1. BIODATA MAHASISWA ......................................................... 20
LAMPIRAN 2. GAMBAR TEKNOLOGI YANG AKAN DIKEMBANGKAN 21
-
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tak dapat dimungkiri jika perkembangan teknologi masa kini berkembang
sangat pesat. Hal ini dapat dibuktikan dengan banyaknya inovasi-inovasi yang telah
dibuat di dunia ini oleh para ilmuwan dan insinyur (Risal, 2013). Salah satu jenis
teknologi yang mengalami pertumbuhan yang pesat adalah teknologi di bidang
mekatronika, khususnya teknologi exoskeleton. Ide penggunaan exoskeleton
sebagai alat bantu manusia dimulai pada tahun 1890 ketika sebuah perlengkapan
exoskeleton digunakan untuk memfasilitasi orang untuk bekerja, berlari dan
meloncat. Sejauh ini, bermacam-macam jenis exoskeleton telah dikembangkan
untuk berbagai tujuan contohnya adalah untuk menopang dan melindungi kerangka
manusia, untuk membawa barang-barang berat dan untuk membantu manusia
dalam kehidupan sehari-hari (Pan Min, 2011). Exoskeleton dirancang untuk dipakai
pada tubuh manusia dan dapat mengikuti gerakan manusia, serta memberikan
tenaga atau torsi tambahan pada pemakainya. Secara non-teknis, exoskeleton
berguna untuk membantu orang-orang yang secara fisiknya lemah atau sudah
menua, membantu penyembuhan pada orang yang memiliki penyakit pelemahan
lengan akut, dapat merehabilitasi orang-orang yang cedera karena kecelakaan
ataupun perang (Papadopoulos, 2007).
Salah satu pemanfaatan teknologi exoskeleton yang tepat guna adalah untuk
meningkatkan kemampuan manusia dalam bekerja dengan beban-beban berat.
Exoskeleton dapat digunakan untuk para pekerja bangunan, konstruksi,
pertambangan, maupun pekerjaan berat lainnya untuk mengurangi angka
kecelekaan kerja nasional yang masih tinggi jika dibandingkan dengan negara-
negara lainnya. Berdasarkan keterangan Direktur Pelayanan dan Pengaduan BPJS
Ketenagakerjaan, Achmad Riadi, menyatakan bahwa jumlah peserta Jamsostek
yang mengalami kecelakaan kerja sebanyak 146.219 orang berjenis kelamin laki-
laki dan 46.692 berjenis kelamin perempuan. Achmad juga menjelaskan bahwa dari
jumlah kecelakaan tersebut sebagian besar atau sekitar 69,59% terjadi di dalam
perusahaan ketika mereka bekerja, sedangkan yang di luar perusahaan sebanyak
10,26% dan sisanya atau sekitar 20,15% merupakan kecelakaan lalu lintas yang
-
2
dialami para pekerja. Sementara akibat kecelakaan tersebut, jumlah peserta
Jamsostek yang meninggal sebanyak 3.093 pekerja, yang mengalami sakit 15.106
orang, luka-luka 174.266 orang dan meninggal mendadak sebanyak 446 orang.
Lebih lanjut dia mengungkapkan, sebesar 51,3% penyebab kecelakaan kerja
dikarenakan adanya benturan, sedangkan bagian tubuh yang paling banyak terkena
cedera adalah jari tangan, serta yang kedua adalah bagian kaki. Lalu sumber
penyebab cedera terbanyak sebesar 32,25% adalah mesin, dan sebanyak 34,43%
penyebab kecelakaan kerja dikarenakan posisi tidak aman atau ergonomis dan
sebanyak 32,12% pekerja tidak memakai peralatan yang safety (Baihaqi, 2014).
Laporan lainnya dari Direktur Keuangan Badan Penyelenggara Jaminan
Sosial Ketenagakerjaan, Herdy Trisanto mengatakan bahwa angka kecelakaan kerja
di Indonesia mencapai 8.900 kasus dari Januari sampai April 2014 (Mohari, 2014).
Sedangkan berdasarkan laporan dari ILO menyatakan bahwa setiap hari terjadi
kecelakaan kerja yang mengakibatkan korban fatal kurang lebih 6.000 kasus,
sementara di Indonesia dari setiap 100.000 tenaga kerja terdapat 20 orang menderita
kecelakaan kerja fatal. Kalkulasi ILO tentang kerugian akibat kecelakaan kerja di
negara-negara berkembang mancapai 4% dari nilai GNP (Gross National Product),
dan ini adalah angka yang cukup besar yang memerlukan perhatian serius oleh
pihak-pihak yang terkait (Fahmi, 2013). Berdasarkan data Badan Pusat Statistik
(BPS) Indonesia menyatakan bahwa angka Produk Domestik Bruto (PDB)
Indonesia pada tahun 2014 sampai kuartal III adalah IDR 7.508 triliun, sehingga
jika diestimasikan kerugian akibat kecelakaan kerja di Indonesia adalah: 4%
7.508 = IDR 300 triliun (BPS Indonesia, 2014). Hal ini menunjukkan tingginya
jumlah kerugian yang ditanggung oleh negara. Maka untuk mengurangi kerugian
negara, pemerintah telah melakukan banyak program dan penyuluhan kepada para
tenaga kerja tentang pentingnya budaya keselamatan dan kesehatan kerja (K3).
Salah satu solusi yang paling tepat adalah dengan memanfaatkan teknologi
exoskeleton untuk kegiatan industri. Dengan adanya pemakaian teknologi
exoskeleton untuk para tenaga kerja, angka kecelakaan kerja bisa turun secara
signifikan. Maka dari itu, tim kami tertarik untuk mengembangkan teknologi
exoskeleton yang diaplikasikan untuk para tenaga kerja, karena lebih tepat guna dan
lebih efisien untuk menekan angka kecelakaan kerja.
-
3
1.2 Perumusan Masalah
Bagaimana bentuk rancangan exoskeleton yang memudahkan
pengguna untuk memakainya, nyaman (ergonomis) dan aman
ketika dipakai?
Bagaimana desain manufaktur exoskeleton sehingga biaya
produksi yang dibutuhkan relatif lebih murah dibandingkan dengan
produk exoskeleton lainnya?
Bagaimana bentuk rancangan exoskeleton yang dapat
meningkatkan kemampuan, tenaga dan daya tahan manusia yang
memakainya ketika membawa beban-beban berat?
1.3 Tujuan
1.3.1 Tujuan Umum
Membuat rancang bangun purwarupa exoskeleton yang
menggunakan aktuator pneumatik sebagai alat peningkat
kemampuan manusia.
1.3.2 Tujuan Khusus
Mengetahui proses merancang dan proses manufaktur purwarupa
exoskeleton yang efisien dan efektif.
1.4 Pembatasan Masalah
Sistem mekanis pada rancang bangun exoskeleton ini ditenagai
oleh aktuator pneumatik.
Material utama untuk struktur rangka exoskeleton ini adalah
Aluminum Alloy.
Beban maksimum yang dapat dibebankan pada exoskeleton ini
ketika pemakaian adalah 80 [kg]
1.5 Manfaat
Bagi perancang berguna untuk mengetahui rancangan exoskeleton
yang paling efektif dan efisien, sehingga menjadi suatu produk
yang unggul dan dapat digunakan oleh masyarakat luas.
-
4
Bagi masyarakat, khususnya para tenaga kerja, memiliki manfaat
untuk meningkatkan kesadaran akan pentingnya keamanan dan
keselamatan kerja, serta untuk mengurangi resiko terjadinya
cedera/kecelakaan ketika sedang bekerja di industri.
Bagi industri bermanfaat untuk mengurangi dan menekan angka
kecelakaan kerja yang terjadi selama kegiatan industri berlangsung,
sedangkan dalam segi ekonomi dapat mengurangi biaya kerugian
yang diakibatkan oleh kecelakaan kerja.
Bagi institusi pendidikan, berguna sebagai alat pembelajaran dan
model riset bagi siswa/mahasiswa untuk pengembangan produk
exoskeleton, sehingga kedepannya dapat diciptakan produk
exoskeleton yang lebih handal, canggih, aman, ergonomis, murah
dan memiliki daya tahan produk yang lama.
Bagi pemerintah Republik Indonesia, bermanfaat untuk
mengurangi kerugian negara yang disebabkan oleh tingginya angka
kecelakaan kerja nasional, sehingga biaya yang dikeluarkan karena
kerugian negara akibat kecelakaan kerja dapat diinvestasikan untuk
kegiatan-kegiatan positif yang akan menjadikan bangsa dan negara
Indonesia semakin maju.
-
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Studi Pustaka
Exoskeleton telah mengalami ekspansi yang besar dalam berbagai sektor
kehidupan manusia dalam dekade terakhir ini, meskipun penelitian di bidang sudah
dimulai sejak tahun enam puluhan. Exoskeleton sekarang dapat diterapkan untuk
beberapa bidang, misalnya sebagai peningkat kemampuan manusia untuk
kebutuhan militer, sebagai alat bantu medis, sebagai alat bantu rehabilitasi, dan alat
haptic interface (De Rossi, 2010)
Bahkan untuk pengembangan teknologi exoskeleton ini, institusi negara
Amerika Serikat yang berhubungan dengan penelitian teknologi kemiliteran,
DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) telah menginvestasikan
USD 50 juta untuk mengembangkan proyek exoskeleton yang mereka sebut sebagai
Exoskeletons for Human Performance Augmentation. Jumlah biaya tersebut
menunjukkan tingginya tingkat kesadaran dan kebutuhan pemerintahan Amerika
Serikat terhadap teknologi exoskeleton ini. Dengan jumlah biaya investasi ini,
mereka mengatakan bahwa mereka percaya exoskeleton memiliki aplikasi yang
nyata dan akan menjadi bagian penting dalam bidang militer maupun sektor sosial.
(Hanlon, 2011)
Masalah produk exoskeleton sama seperti masalah produk teknologi-
teknologi lainnya, yakni biaya produksi yang mahal. Jika para insinyur dan
ilmuwan dapat merancang produk exoskeleton seefisien mungkin, sehingga biaya
produksinya menjadi relatif lebih murah, maka produk exoskeleton dapat
disebarluaskan. Contohnya adalah produk exoskeleton HAL (Hybird Assistive
Limb) yang berasal dari Jepang, adalah salah satu produk exoskeleton yang sedang
dipersiapkan untuk dipasarkan secara global. Cyberdyne, Inc (perusahaan pembuat
produk HAL) menyatakan bahwa akan menentukan harga sewa produknya
tersebut yakni sebesar USD 1.300/bulan. Sedangkan biaya alat rehabilitasi
kesehatan lainnya yang memiliki fungsi sama seperti exoskeleton HAL dapat
mecapai tiga kali lipat lebih mahal daripada biaya yang dipatok oleh Cyberdyne,
Inc. Perusahaan Cyberdyne, Inc tidak menjelaskan alasan tentang perbedaan harga
yang signifikan tersebut, tetapi dapat disimpulkan bahwa harga yang murah tersebut
hanyalah strategi pemasaran mereka, karena mereka tahu bahwa bisnis exoskeleton
-
6
di bidang kesehatan dan asuransi ini sangat menguntungkan dan menjanjikan untuk
masa depan (Greenemeier, 2008).
Sedangkan perusahaan pembuat produk exoskeleton HULC (Human
Universal Load Carrier), yakni Lockheed Martin, telah mengumumkan bahwa
mereka telah menerima kontrak sebesar USD 1,1 juta dari Angkatan Darat USA
untuk uji coba dan pengembangan produk exoskeleton mereka yang dirancang
untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahan tentara, serta mengurangi
kemungkinan cedera ketika membawa beban berat. ABI Research, sebuah
perusahaan yang bergerak di bidang riset pemasaran dan bisnis inteligensi, telah
memprediksi perkembangan bisnis exoskeleton dalam studi pasarnya yang berjudul
Exoskeletons, Powered Prostheses and Optical Sensory Devices: The Global
Market for Human Enhancement. Studi ABI Research meneliti perkembangan
exoskeleton sebagai salah satu segi dari bidang Sistem Augmentasi Manusia yang
menambah kekuatan dan daya tahan manusia, atau yang dapat memungkinkan
orang-orang yang lumpuh karena sakit/cedera bisa menggerakkan bagian tubuhnya
kembali. Selain exoskeleton, studi ini juga meneliti tentang prospek produk lengan
prostesis yang dapat menggantikan lengan yang putus/diamputasi, dan perangkat
substitusi sensorik okular yang dapat mengembalikan penglihatan pada pasien
penderita kebutaan.
-
7
Larry Fisher, Direktur Penelitian dan Riset NextGen ABI Research
mengatakan bahwa mereka telah memprediksi, jika uji coba produk exoskeleton
pada medan perang pada tahun 2014-2015 selesai, maka akan dilakukan
peluncuran produk dan produksi komersial exoskeleton HULC secara luas.
Distribusi pemasaran produk exoskeleton ini diprediksi akan terbatas selama satu
dekade awal atau lebih, karena biaya produksi yang sangat tinggi (yakni lebih dari
USD 25.000 per unit).
Selanjutnya, Larry menjelaskan bahwa prediksi total pendapatan dari
penjualan produk exoskeleton, prostesis lengan, dan perangkat sensorik optik akan
melebihi USD 877.000.000 di tahun 2020. Hasil riset juga memprediksi bahwa
pendapatan dari penjualan exoskeleton pada tahun 2020 akan mencapai USD
292.000.000 dan jumlah total unit yang terjual adalah lebih dari 11.000 unit
terhitung dari tahun 2014 sampai 2020. Hal ini mengindikasikan bahwa prospek
dari bisnis teknologi ini sangatlah menjanjikan (Gallen, 2010).
Beberapa desain exoskeleton sedang dikembangkan bahkan mulai
diluncurkan ke pasar, seperti Cyberdyne HAL (Gambar 2.2) dan Berkeley
BLEEX Exoskeleton (Gambar 2.3). Desain lainnya masih dalam tahap
pengembangan, penelitian dan pengujian, seperti Spring Walker (Gambar 2.4),
Lockheed Martin HULC Exoskeleton (Gambar 2.5) dan lain-lain. Dikarenakan
Gambar 2.1. Grafik Prediksi Pendapatan Bisnis Sistem Augmentasi Manusia
-
8
semakin meningkatnya permintaan, exoskeleton akan memiliki peran yang lebih
penting pada masa yang akan datang
Cyberdyne HAL adalah robot cyborg yang dirancang untuk
mengembangkan dan meningkatkan kemampuan fisik seseorang yang
memakainya. Cyberdyne HAL dapat melakukan aktifitas-aktifitas sehari-hari,
seperti berjalan, menaiki dan menuruni tangga, berdiri, memegang dan mengangkat
benda, sehingga exoskeleton ini dapat diaplikasikan untuk berbagai sektor
kehidupan manusia. Sampai saat ini, Cyberdyne HAL merupakan produk
exoskeleton yang paling sukses dan canggih yang dibuat dengan tujuan untuk
membantu tugas-tugas keseharian manusia.
Berkeley lower extremity exoskeleton (BLEEX) merupakan exoskeleton
yang dirancang untuk orang-orang yang membawa benda-benda berat pada
punggungnya dengan tenaga sekecil mungkin untuk segala medan perjalanan.
BLEEX memiliki tujuh derajat kebebasan (degree of freedom) dan empat
Gambar 2.2. Cyberdyne HAL Gambar 2.3. Berkeley BLEEX
Gambar 2.4. Spring Walker Gambar 2.4. Lockheed Martin HULC
-
9
diantaranya ditenagai oleh aktuator hidraulik linear yang dapat memberikan tenaga
tambahan yang besar. Prinsip bekerjanya exoskeleton ini adalah aktuator hidraulik
akan memberikan tenaga tambahan ke pinggang, lutut dan pergelangan kaki.
Sebagai hasilnya, pengguna BLEEX dapat membawa beban-beban yang berat
dengan mudah (Pan Min, 2011).
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Sambungan
Sambungan mekanikal adalah bagian dari elemen mesin yang
digunakan untuk menyambung beberapa bagian mekanikal atau
mekanisme lainnya. Sambungan mekanikan dapat bersifat sementara
maupun permanen. Sebagian besar dari sambungan mekanikal dirancang
untuk dapat dibongkar ketika dibutuhkan. Sambungan mekanikal memiliki
kelebihan yakni biayanya yang sangat murah dan dapat dibeli/ditemukan
dimana-mana.
Jenis-jenis sambungan mekanikal adalah:
Sambungan engsel
Turnbuckle
Sambungan pin
Sambungan pasak
Sambungan baut
Sambungan sekrup
Sambungan las
2.2.2 Angka Keamanan
Faktor Keamanan secara umum adalah perbandingan dari tegangan
maksimum dengan tegangan yang bekerja. Jika tegangan pada sebuah
komponen di suatu titik kritis (tegangan yang bekerja) diketahui secara
tepat, dan jika kekuatan material (tegangan yang diijinkan) dapat diketahui
dengan tepat/presisi, serta jika tegangan yang diijinkan lebih besar daripada
tegangan yang bekerja, maka komponen tersebut tidak akan rusak.
Bagaimanapun, pada kenyataannya, seluruh aspek dari perancangan
-
10
komponen pasti memiliki tingkat ketidakpastian, maka dari itu faktor
keamanan diperhitungkan juga.
Pada penggunaannya, faktor keamanan digunakan dengan tiga cara,
yakni:
Dapat digunakan untuk mengurangi nilai tegangan yang diijinkan,
seperti kekuatan luluh atau tegangan maksimum dari suatu material,
sehingga nilainya menjadi lebih rendah untuk perbandingan dengan
tegangan yang bekerja.
Dapat digunakan untuk menambahkan nilai tegangan yang bekerja
untuk perbandingan dengan tegangan yang diijinkan.
Dapat digunakan sebagai pembanding untuk rasio dari tegangan
yang diijinkan dan tegangan yang bekerja.
2.2.3 Bantalan
Bantalan adalah sebuah elemen mesin yang menghambat gerak
nisbi/relatif. dan mengurangi gesekan antara bagian-bagian yang bergerak
menjadi hanya gerakan yang diinginkan. Perancangan bantalan, sebagai
contoh, dapat menyediakan gerakan linear yang bebas dari bagian yang
bergerak atau menyediakan putaran bebas disekitar sumbu yang ditetapkan;
atau, dapat mencegah serta memfasilitasi gerakan yang diingikan sebanyak
mungkin, seperti dengan meminimumkan gesekan/friksi. Bantalan dapat
diklasifikasikan secara umum berdasarkan pada tipe pengoperasiannya,
gerakan yang diijinkan, atau arah gaya (beban) yang diberikan pada
bagian/elemen tersebut.
Selama ini, jenis bantalan yang paling banyak digunakan adalah
bantalan datar, adalah sebuah bantalan yang menggunakan permukaannya
sebagai daerah kontak dan bergesekan, banyak yang menggunakan pelumas
seperti oli atau grafit. Bantalan datar tidak bisa atau bisa menjadi alat yang
terpisah. Bantalan ini tak lain hanyalah sebuah bantalan permukaan yang
memiliki lubang untuk dipasang pada poros atau yang memiliki permukaan
yang menunjang poros; otau dapat berupa lapisar dari logam bantalan yang
dipadukan dengan suatu substrate atau membentuk sleeve yang dapat
-
11
dipisahkan. Dengan pelumasan yang baik, bantalan datar dapat memberikan
tingkan keakurasian tinggi, daya tahan yang baik dan menimalkan gesekan
dengan biaya yang murah. Oleh karena itu, bantalan datar banyak digunakan
di berbagai bidang.
Bagaimanapun, banyak kegunaan bantalan yang lains seperti dapat
meningkatkan efisiensi, tingkat akurasi, tingkat kehandalan, kecepatan
pengoperasian, ukuran, berat, dan mengurangi biaya penoperasian dan
perawatan. Sehingga terdapat banyak jenis bantalan, yang bervariasi
bentuknya, materialnya, cara pelumasannya, prinsip kerjanya dan lain-lain.
2.2.4 Sistem Pneumatik
Sistem pneumatik adalah sebah sistem yang menggunakan udara
untuk membawa dan mengatur energi. Sistem pneumatik digunakan pada
pintu kereta api, mekanikal clamp, dll. Sistem kontrol pneumatic banyak
digunakan pada berbagai aspek kegiatan manusia, khususnya pada bidang
industri untuk menjalankan mesin-mesin yang digerakkan secara otomatis.
Sistem pneumatic memiliki banyak keuntungan, yakni
Efektifitas yang tinggi
Banyak pabrik yang melengkapi lini produksiya dengan
perlengkapan udara terkompresi dan kompresor yang dapat dipindahkan.
Pada atmosfer bumi ini telah tersedia udara dengan jumlah yang tak terbatas
untuk menghasilkan udara terkompresi. Selain itu, udara terkompresi
tidaklah dibatasi oleh jarak, karena udara dapat dengan mudah dialirkan
melalui pipa. Setelah digunakan, udara terkompresi dapat dikeluarkan
langsun ke atmofir tanpa membutuhkan proses rumit lainnya.
Tahan lama dan handal
Komponen-komponen pneumatik memilki daya tahan yang tinggi
dan bersifat tidak mudah rusak. Jika dibandingkan dengan komponen-
komponen elektromotif, komponen pneumatik lebih tahan lama dan handal.
Desain yang sederhana
Perancangan dari komponen pneumatik relatif lebih sederhana.
Maka dari itu, pneumatik sangat cocok untuk digunakan pada sistem kontrol
otomatis yang sederhana.
-
12
Kemampuan beradaptasi yang baik pada lingkungan yang jelek
Jika dibandingkan dengan elemen-elemen dari sistem lainnya, udara
termampatkan lebih tahan terhadap temperature yang tinggi, korosi, debu,
dll.
Keamanan
Sistem pneumati lebih aman daripada sistem elektromotif karena
sistem pneuatik dapat digunakan pada lingkungan yang mudah terbakar
tanpa menyebabkan kebakaran ataupun ledakan.
Pemilihan kecepatan dan tekanan yang mudah
Kecepatan dari gerakan osilasi (bolak-balik) dan gerakan lurus dari
sistem pneumatic sangatlah mudah untuk diatur dan bergantung pada sedikit
keterbatasan. Tekanan dan volume udara dapat dengan mudah diatur dengan
menggunakan regulator tekanan.
Ramah terhadap lingkungan sekitar
Pengoperasian dari sistem pneumatik tidak akan menghasilkan
polutan. Udara yang dilepaskan juga telah mengalami proses khusus. Oleh
karena itu, sistem pneumatik dapat bekerja di lingkungan yang memerlukan
tingkat kebersihan yang tinggi, contohnya adalah lingkungan proses
produksi dari IC (integrated circuit).
Ekonomis
Karena komponen-komponen pneumatik tidaklah mahal, maka
biaya sistem pneumatik cukup murah. Lebih lagi, karena sistem pneumatik
bersifat tahan lama, maka biaya perawatannya jauh lebih sedikit daripada
perawatan dari sistem-sistem lainnya.
Meskipun sistem pneumatik memiliki banyak kelebihan, tetapi
mereka bergantung pada banyak kekurangan, yakni:
Memiliki akurasi yang rendah secara relatif
Karena sistem pneumatik digerakkan oleh gaya yang
dihasilkan oleh udara terkompresi, maka pengoperasiannya
bergantung pada jumlah volume dari udara terkompresi tersebut.
Dan karena volume udara dapat berubah-ubah ketika udara
dimampatkan atau dipanaskan, maka udara yang masuk pada sistem
-
13
tidaklah akurat, sehingga menyebabkan penurunan tingkat akurasi
dari seluruh sistem tersebut.
Kapasitas muatan bebannya yang kecil
Karena komponen silinder pneumatik yang tidak berukuran
terlalu besar, maka sistem pneumatik tidak dapat menggerakkan
beban yang sangat besar.
Dibutuhkan pemrosesan awal sebelum digunakan
Udara termampatkan harus dilakukan pemrosesan awal
sebelum digunakan untuk memastikan tidak adanya kandungan uap
air atau debu pada udara tersebut. Jika tidak, komponen-komponen
pneumatik yang berger akan cepat mengalami keausan karena
adanya gesekan yang berlebih.
Kecepatan gerakan yang tidak sama rata
Karena udara dapat dengan mudah dikompresi, maka
kecepatan gerakan dari setiap piston tidak akan sama rata secara
relatif.
Kebisingan
Suara bising akan dihasilkan ketika udara terkompresi
dilepaskan ke atmosfir dari komponen pneumatik.
Komponen-komponen pneumatik dapat dibagi menjadi dua kategor:
1. Komponen yang menghasilkan dan mengalirkan udara yang
termampatkan.
2. Komponen yang menggunakan udara terkompresi.
Semua komponen-komponen pneumatik utama dapat
dilambangkan dengan simbol-simbol yang sederhana. Setiap simbol hanya
memperlihatkan fungsi dari suatu komponen yang dilambangkan, tidak
memperlihatkan strukturnya. Simbol pneumatik dapat dikombinasi
sehingga membentuk diagram penumatik. Sebuah diagram pneumatik
dapat menjelaskan hubungan antara setiap komponen pneumatik, yang
mana, desain dari sistem pneumatik tersebut.
-
14
BAB 3
METODE PELAKSANAAN
Proses rancang bangun proyek exoskeleton ini memiliki beberapa tahapan
yang dapat dilihat pada flow chart berikut ini:
1. Identifikasi Masalah
Pada tahap pertama, kami akan mengidentifikasi permasalahan yang terjadi
di lapangan untuk menyesuaikan dengan perancangan alat yang akan dibuat.
Wawancara dan angket/survei merupakan cara-cara untuk mengetahui
permasalahan tentang sedikitnya kesadaran para tenaga kerja akan keselamatan dan
kesehatan kerja dan masih banyaknya angka kecelakaan kerja yang terjadi di
lapangan. Hasil proses identifikasi masalah akan menjadi data acuan untuk
perancangan dan pembuatan alat yang sesuai dengan kebutuhan.
2. Studi Literatur
Pada tahap kedua, studi literatur dilakukan untuk memperkuat dasar ide dan
pemahaman merancang komponen-komponen alat. Hasil dari studi literatur adalah
Mulai
Studi Literatur
Identifikasi Masalah
Perancangan dan Pembuatan Alat
Pembuatan Laporan
Selesai
Sumber
Referensi
Gambar 3.1. Flow Chart Proses Rancang Bangun
Pengujian dan Perbaikan Alat
-
15
berupa teori perancangan, perancangan tiap-tiap komponen, mekanisme alat, dan
data material yang akan digunakan untuk komponen-komponen alat.
Berikut sumber-sumber yang menjadi bahan studi literatur kami:
a. Jurnal ilmiah online dan karya tulis ilmiah
b. Majalah-majalah yang berkaitan dengan bahasan yang diambil
c. Buku-buku perkuliahan/bahan ajar yang sesuai dengan bahasan yang
terkait
d. Artikel ilmiah dan berita ilmiah mengenai pembahasan yang terkait di
internet
e. Hasil diskusi dengan para ahli dan dosen terkait
f. Survei kebutuhan masyarakat yang membutuhkan penerapan alat ini
3. Perancangan dan Pembuatan Alat
Pada tahap ketiga ini, kami merancang alat dengan membagi alat
exoskeleton ini menjadi tiga bagian, yakni bagian upper body (badan bagian atas),
mid body (badan bagian tengah) dan lower body (badan bagian bawah).
Perancangan mesin dilandasi dengan data hasil identifikasi masalah, hasil studi
literatur, pembuatan desain ergonomis dan efisien, pemilihan material yang tepat,
serta sesuai dengan daya beli masyarakat.
Proses pemesinan dapat dilakukan dengan menggunakan alat-alat dan
fasilitas yang tersedia di Bengkel Mesin Politeknik Negeri Jakarta. Fasilitas yang
ada di Bengkel Mesin Politeknik Negeri Jakarta adalah mesin bubut, mesin frais,
mesin sekrap, mesin gerinda, mesin CNC TU-2A dan mesin CNC TU-3A.
-
16
BAB 4.
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
4.1 Anggaran Biaya
No. Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)
1 Peralatan Penunjang
0.00
2 Bahan Habis Pakai
Rectangular Beam 40 x 60 (1060 Alloy) 4 buah 2,000,000.00
Speed Bearing M10 10 buah 200,000.00
Pneumatic Actuator 25 [mm] l160 [mm] 2 buah 1,900,000.00
Air Compressor + Power Pack 100 [psi] 1,800,000.00
Ball Joint and Link 2 buah 200,000.00
H&L Selang Angin 5 [m] 10 buah 300,000.00
Flow Control Valve 10 [mm] 2 buah 250,000.00
Nuts and Bolts Assortment 100,000.00
In-Air Regulator 2 buah 350,000.00
Circular Profile 10 [mm] 2 buah 200,000.00
3 Perjalanan
Ongkos perjalanan ke Glodok, Jakarta, untuk membeli
bahan dan alat yang dibutuhkan. 100,000.00
4 Lain-lain
Jasa Pembuatan Cushion 100,000.00
Jumlah 7,500,000.00
-
17
4.2 Jadwal Kegiatan
No. KEGIATAN
BULAN
JAN FEB MAR APR MEI JUN
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Pembuatan proposal TA
2 Pengajuan proposal TA
3 Studi Literatur
4 Perancangan dan
Pembuatan Alat
5 Pengujian dan
Perbaikan Alat
6 Pembuatan Laporan TA
7 Persiapan Sidang I
-
18
DAFTAR PUSTAKA
Badan Pusat Statistik Indonesia. 2014. Produk Domestik Bruto Atas Dasar Harga
Berlaku Menurut Lapangan Usaha Tahun 2014. http://www.bps.go.id/pdb.php.
23 September 2014 (23:02).
Baihaqi, R. 2014. 192.911 Peserta Jamsostek Alami Kecelakaan Kerja.
http://ekbis.sindonews.com/read/836859/34/192-911-peserta-jamsostek-
alami-kecelakaan-kerja. 23 September 2014(20:13).
Cornell Aeronautical Laboratory, Inc. 1962. Preliminary Design of a Full-scale,
Wearable, Exoskeletal Structure. Cornell University. New York.
De Rossi, S. M., N. Vitiello, T. Lenzi, A. Persichetti, F. Vecchi, dan M. C.
Carozza. 2010. Sensing Pressure Distribution on a Lower-Limb
Exoskeleton Physical Human-Machine Interface. Sensors Journal 11(1):
207-227.
Fahmi, Ismail. 2013. KECELAKAAN KERJA: ILO Laporkan Kasus Di RI
Terbilang Tinggi. http://industri.bisnis.com/read/20130115/12/131146/
kecelakaan-kerja-ilo-laporkan-kasus-di-ri-terbilang-tinggi. 23 September
2014 (22:19)
Freese, Ernest Irving. 2014. Dimensions of the Human Figure.
http://www.jneuhaus.com/human.html. 25 September 2014 (17:33).
Gallen, C. 2010. HULC Military Exoskeleton Ready for Human Trials; ABI
Research Forecats More than 11,000 will Ship by 2020.
http://www.businesswire.com/news/home/20100729006156/en/HULC-
Military-Exoskeleton-Ready-Human-Trials-ABI#.VCWAePmSySq.
18 September 2014 (16:03).
Greenemeier, L. 2008. Real-Life Iron Man: A Robotic Suit that Magnifies Human
Strength. http://www.scientificamerican.com/article/real-life-iron-man-
exoskeleton/. 20 September 2014 (15:25).
Kazerooni, H. 2005. Exoskeletons for Human Power Augmentation. IEEE/RSJ
International Conference on Intelligent Robots and Systems. University of
California, Berkeley: 3120-3125.
Kemnakertrans. Slogan Saya Pilih Selamat Untuk Tekan Angka Kecelakaan
Kerja. http://disnakertransduk.jatimprov.go.id/ketenagakerjaan/798-slogan-
saya-pilih-selamat-untuk-tekan-angka-kecelakaan-kerja. 23 September 2014
(20:18).
Khurmi, G. 2005. A Textbook Of Machine Design. 14th ed. Eurasia Publishing
House (Pvt.) Ltd. New Delhi
-
19
Mohari, H. 2014. BPJS: Terjadi 8.900 Kecelakaan Kerja Selama 2014.
http://www.antaranews.com/berita/432945/bpjs-terjadi-8900-kecelakaan-
kerja-selama-2014. 23 September 2014 (22:48).
Pan, Min. 2011. Improved Design of a Three-degree of Freedom Hip Exoskeleton
Based on Biomimetic Parallel Structure. Thesis. Degree of Master of Applied
Science in Mechanical Engineering Program. University of Ontario
Institute of Technology. Ontario.
Papadopoulos, E. dan G. Patsianis. 2007. Design of an Exoskeleton Mechanism
for the Shoulder Joint. 12th IFToMM World Congress. 18-21 Juni: 1-6.
Rosidi, Iman. 2012. Kerugian Kecelakaan Kerja Capai Rp. 280 Trilliun/Tahun.
http://ekbis.sindonews.com/read/680309/34/kerugian-kecelakaan-kerja-
capai-rp280-t-tahun. 24 September 2014 (01:56).
-
20
LAMPIRAN 1. BIODATA MAHASISWA
Ketua Kelompok:
Anggota Kelompok:
1 Nama Lengkap Hotma Bayu Adwika
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Program Studi Teknik Mesin
4 NIM 1212010064
5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 20 Juli 1994
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 081282847495
1 Nama Lengkap Fahmi Maulana
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Program Studi Teknik Mesin
4 NIM 1212010055
5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 19 Oktober 1994
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 085710717110
1 Nama Lengkap Ikhsan Arif Gumelar
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Program Studi Teknik Mesin
4 NIM 1212010067
5 Tempat dan Tanggal Lahir Bogor, 14 Desember1994
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 08819942433
1 Nama Lengkap Salma Fauzia
2 Jenis Kelamin Perempuan
3 Program Studi Teknik Mesin
4 NIM 1212010086
5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 19 November 1994
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 081287984293
-
21
LAMPIRAN 2. GAMBAR TEKNOLOGI YANG AKAN DIKEMBANGKAN
Gambar 5.1. Rancangan Purwarupa Tampak Depan
Gambar 5.2. Rancangan Purwarupa Tampak Samping
-
22
Gambar 5.3. Rancangan Purwarupa Tampak Atas
Gambar 5.4. Rancangan Purwarupa Tampak Isometrik