perancangan sistem penggerak untuk low cost ... filelaporan skripsi ini dapat terselesaikan atas...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PERANCANGAN SISTEM PENGGERAK UNTUK LOW COST

ANTHROPOMORPHIC PROSTHETIC HAND MENGGUNAKAN

METODE TRIZ

Skripsi

ANGGRIYAWAN PUTRANTO

I 0309005

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014


commit to user

i

PERANCANGAN SISTEM PENGGERAK UNTUK LOW COST

ANTHROPOMORPHIC PROSTHETIC HAND MENGGUNAKAN

METODE TRIZ

Skripsi

Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ANGGRIYAWAN PUTRANTO

I 0309005

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014


commit to user


commit to user

v

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur atas kehadirat Allah SWT, yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

laporan Skripsi ini dengan baik. Laporan ini disusun untuk memenuhi syarat

guna memperoleh Gelar Sarjana Teknik.

Laporan Skripsi ini dapat terselesaikan atas bantuan dan bimbingan dari

berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima

kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan laporan:

1. Bapak dan Ibu tercinta yang senantiasa memberikan doa, perhatian, dan

motivasi kepada penulis.

2. Saudaraku Aditya Putranto dan Alfian Agil Putranto yang senantiasa

memberikan doa serta bantuan selama pembuatan laporan.

3. Bapak Dr. Cucuk Nur Rosyidi, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Industri

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Bapak Ilham Priadythama, ST, MT selaku pembimbing I dan pembimbing

akademik serta Bapak Pringgo Widyo Laksono, ST, M.Eng selaku

pembimbing II, terimakasih atas bimbingan, ilmu, waktu, kesabaran,

dukungan, dan arahan yang telah diberikan kepada penulis, hingga

terselesaikan skripsi ini.

5. Ibu Retno Wulan Damayanti, ST, MT dan Bapak Dr. Bambang Suhardi, ST,

MT selaku dosen penguji yang telah memberikan saran untuk penulis demi

perbaikan skripsi ini.

6. Seluruh dosen Teknik Industri UNS yang telah memberikan ilmu kepada

penulis selama mengikuti perkuliahan di Teknik Industri UNS.

7. Mbak Yayuk, Mbak Tutik, Mbak Rina dan seluruh Admin TI, terima kasih

atas bantuan administrasinya.

8. Teman-teman bimbingan Pak Ilham, Yudha, Arief dan Ferry yang selalu

berjuang bersama sampai tanggal terakhir deadline.

9. Eka, Fikri, Nia, Rosma dan teman-teman lain seperjuangan wisuda Maret

2014 yang telah memberikan banyak masukkan pada pembuatan laporan

Skripsi ini.


commit to user

vi

10. Bara, Iqbal, “Pakdhe” Noel, Nindy dan Hurrur atas bantuan, doa, kebersamaan

dan cerita-cerita supernya. Ayo buruan nyusul wisuda dan semangat nyekripsi.

11. Teman-teman Lab. P3 Fitri dan yang masih berjuang skripsi Quraish, Adnan,

dan Yudhi atas kebersamaan dan pengalaman selama menjadi asisten P3.

12. Ringgo Ismoyo B. atas cerita dan curhatnya selama proses pengerjaan laporan

skripsi, ayo semangat bro.

13. Esti dan Monique yang sering ganggu dan diganggu selama proses pengerjaan

skripsi, terimakasih bantuannya dan tetep semangat buat cari kerja dan

nyekripsinya.

14. Keluarga besar TI 2009 semuanya, terimakasih atas pengalaman,

kebersamaan, kekonyolan, touring bareng, kerja sama, dan segalanya yang

sangat berharga dan tak terlupakan.

15. Kakak tingkat Lab.P3 dan kakak tingkat TI UNS lainnya atas bantuan serta

hasil penelitiannya yang sangat membantu dalam pembuatan laporan skripsi

ini.

16. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas

segala bantuan, doa, semangat, dan dukungan yang telah diberikan.

Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna.

Oleh karena itu penulis membuka diri atas segala kritik, masukan dan saran yang

membangun. Semoga laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis

dan pembaca sekalian. Amiin.

Surakarta, 2 Februari 2014

Penulis


commit to user

vii

ABSTRAK

Anggriyawan Putranto, NIM : I 0309005. PERANCANGAN SISTEM

PENGGERAK UNTUK LOW COST ANTHROPOMORPHIC

PROSTHETIC HAND MENGGUNAKAN METODE TRIZ. Skripsi.

Surakarta : Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas

Maret, Desember 2013.

Beberapa penelitian mengenai low cost anthropomorphic prosthetic hand

telah dilakukan di Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk,

Universitas Sebelas Maret. Penelitian yang telah dilakukan memiliki tujuan agar

rancangan prosthetic hand dapat dioperasikan dan diintegrasikan dengan kontrol

myoelectric. Oleh karena itu, dibutuhkan kajian mengenai sistem penggerak pada

rancangan prosthetic hand. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan konsep

rancangan sistem transmisi untuk low cost anthropomorphic prosthetic hand.

Kebutuhan teknis pada rancangan diperoleh dari kriteria prosthetic hand

Poonekar dan diagram fungsional rancangan. Rancangan sistem transmisi

melibatkan banyak elemen dan kriteria, sehingga memunculkan kontradiksi.

Penelitian ini menggunakan metode TRIZ sebagai pemecah permasalahan

kontradiksi teknis yang terjadi. Tahapan yang dilalui adalah penentuan technical

requirement, contradiction analysis, contradiction elimination dan solution

interpretation.

Dari 23 technical contradiction, metode TRIZ berhasil menyelesaikan 21

kasus kontradiksi. Hasil akhir dari penelitian ini berupa konsep rancangan

transmisi lima jari yang adaptif dengan 3 motor sebagai aktuator masing-masing

pada ibu jari, jari telunjuk dan gabungan jari tengah, manis, kelingking. Hasil

konsep rancangan transmisi mampu melakukan 5 dari 6 variasi gerakan dasar

penggenggaman.

Kata kunci: transmisi, low cost anthropomorphic prosthetic hand, TRIZ

xiii + 59 halaman; 27 gambar; 10 tabel; 3 lampiran

Daftar pustaka : 20 (1996-2013)


commit to user

viii

ABSTRACT

Anggriyawan Putranto, NIM : I 0309005. DESIGN OF TRANSMISSION

SYSTEM FOR LOW COST ANTHROPOMORPHIC PROSTHETIC

HAND USING TRIZ METHODOLOGY. Thesis. Surakarta: Industrial

Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Desember

2013.

Some researches on low cost anthropomorphic prosthetic hand have been

conducted in Laboratory of Product Planning and Design, Sebelas Maret

University. Those researches aim to make a prosthetic hand design can be

operated and integrated with myoelectric control. Therefore, this research

requires a study on the drive mechanism on a prosthetic hand design. This

research aims to produce a conceptual design transmission for low-cost

anthropomorphic prosthetic hand.

Technical requirements on the design are derived from prosthetic hand

criterias by Poonekar and design functional diagram. The design of transmission

system involves many elements and criterias, which rise contradiction. This

research uses TRIZ as a problem solver of technical contradiction. The steps of

this research are determine the technical requirements, contradiction analysis,

contradiction elimination and solution interpretation.

From the 23 technical contradictions, TRIZ has successfully resolved 21 of

them. The final result of this research is design concept of the five finger adaptive

transmission with 3 motors as actuator, each for thumb, pointing finger and the

unity of middle, ring, little finger. This concept design enables to perform 5 of the

6 basic grasping movements.

Key words: transmission, low cost anthropomorphic prosthetic hand, TRIZ

vii + 59 pages; 27 pictures; 10 tables; 3 attachments

References : 20 (1996-2013)


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................ i

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH ........... iii

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ................. iv

KATA PENGANTAR .............................................................................. v

ABSTRAK ................................................................................................ vii

ABSTRACT .............................................................................................. viii

DAFTAR ISI ............................................................................................. ix

DAFTAR TABEL .................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ................................................................... I-1

1.2 Perumusan Masalah ........................................................... I-4

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................... I-4

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................. I-4

1.5 Batasan Masalah................................................................. I-5

1.6 Sistematika Penulisan ........................................................ I-5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prosthetic Hand ................................................................. II-1

2.1.1 Jenis Prosthetic Hand ............................................ II-1

2.1.2 Penelitian Terdahulu .............................................. II-3

2.2 Gerakan Dasar Tangan Manusia ........................................ II-10

2.3 TRIZ (Theory of Inventive Problem Solving) ................... II-14

2.3.1 Problem Definition ................................................. II-16

2.3.2 Problem Classification and Tool Selection ............ II-16

2.3.3 Problem Solution .................................................... II-17

2.4 Physical Contradiction Resolution / Separation Principles II-17

2.4.1 Analyze the Physical Contradiction ....................... II-17


commit to user

x

2.4.2 Separate the Physical Contradiction ..................... II-18

2.5 Technical Contradiction Elimination / Inventive Principles II-19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Studi Pustaka ...................................................................... III-2

3.2 Identifikasi Masalah ........................................................... III-2

3.3 Perumusan Masalah ........................................................... III-2

3.4 Penentuan Tujuan ............................................................... III-2

3.5 Deskripsi Permasalahan ..................................................... III-2

3.6 Functional Modelling and Functional Analysis ................. III-3

3.7 Technical Requirement....................................................... III-3

3.8 Contradiction Analysis ....................................................... III-3

3.9 Contradiction Elimination ................................................. III-3

3.10 Solution Interpretation ....................................................... III-4

3.11 Conceptual Design ............................................................. III-4

3.12 Analisis dan Interpretasi Hasil ........................................... III-4

3.13 Kesimpulan dan Saran........................................................ III-4

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Deskripsi Permasalahan ..................................................... IV-1

4.2 Functional Modeling and Analysis .................................... IV-4

4.3 Technical Requirement....................................................... IV-6

4.4 Contradiction Analysis ....................................................... IV-8

4.4.1 Improving Feature ................................................ IV-8

4.4.2 Worsening Feature ................................................ IV-9

4.5 Contradiction Elimination ................................................. IV-10

4.6 Solution Interpretation ....................................................... IV-12

4.7 Conceptual Design ............................................................. IV-15

BAB V ANALISIS

5.1 Penentuan Konsep Awal Rancangan ................................. V-1

5.2 Analisis Kontradiksi ........................................................... V-3

5.3 Solusi Akhir Kontradiksi.................................................... V-3

5.4 Integrasi dengan Sistem Myoelectric ................................. V-5


commit to user

xi

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan ........................................................................ VI-1

6.2 Saran ................................................................................... VI-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Rancangan Jari Optimal ......................................................... II-8

Tabel 2.2 Rancangan Ibu Jari Optimal ................................................. II-9

Tabel 2.3 39 Problem Parameters ........................................................ II-19

Tabel 2.4 40 Inventive Principles ......................................................... II-20

Tabel 4.1 Peta Kebutuhan Aktuator ....................................................... IV-2

Tabel 4.2 Actuator Activation Strategy .................................................. IV-4

Tabel 4.3 Technical Requirement ......................................................... IV-8

Tabel 4.4 Improving Feature ................................................................. IV-9

Tabel 4.5 Worsening Feature ................................................................ IV-10

Tabel 4.6 Inventive Principles ............................................................... IV-11


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 TBM Hand ...................................................................... II-3

Gambar 2.2 Link penyusun jari TBM Hand ....................................... II-4

Gambar 2.3 TBM Hand adaptive grasp system .................................. II-4

Gambar 2.4 Trajectory jari TBM Hand selama grasping .................. II-5

Gambar 2.5 LARM Hand 4 ................................................................ II-5

Gambar 2.6 Rancangan jari LARM Hand .......................................... II-6

Gambar 2.7 Rancangan jari LPPD Hand ........................................... II-7

Gambar 2.8 Rancangan thumb LPPD Hand ...................................... II-8

Gambar 2.9 High Performance Anthropomorphic Robot Hand ......... II-9

Gambar 2.10 Perbedaan jenis pemegangan power grip dan precision

grip .................................................................................. II-10

Gambar 2.11 Model gerakan tangan cylindrical .................................. II-11

Gambar 2.12 Model gerakan tangan tip ............................................... II-11

Gambar 2.13 Model gerakan tangan hook ........................................... II-12

Gambar 2.14 Model gerakan tangan palmar ....................................... II-12

Gambar 2.15 Model gerakan tangan spherical .................................... II-13

Gambar 2.16 Model gerakan tangan lateral ........................................ II-13

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ................................................... III-1

Gambar 4.1 Rancangan transmisi pada TBM Hand ............................ IV-2

Gambar 4.2 Model analisis fungsional rancangan transmisi pada

TBM Hand ..................................................................... IV-4

Gambar 4.3 Diagram tahap penentuan Technical Requirement ........ IV-7

Gambar 4.4 Konsep rancangan sistem transmisi dengan 3 motor

independen ..................................................................... IV-16

Gambar 4.5 Spesifikasi Motor FA-130RA-18100 .............................. IV-17

Gambar 4.6 Screw M5 x 0,8 ............................................................... IV-17

Gambar 4.7 Rancangan transmisi 3D jari telunjuk dan ibu jari .......... IV-19

Gambar 4.8 Rancangan transmisi 3D gabungan 3 jari........................ IV-20

Gambar 5.1 Perbandingan rancangan konsep dengan TBM Hand...... V-2

Gambar 5.2 Force Magnification Drive ............................................. V-2


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 : Tabel Kontradiksi TRIZ .......................................................... L1-1

Lampiran 2 : Penjelasan 40 inventive principles............................................ L2-1

Lampiran 3 : Spesifikasi motor DC FA-130RA-18100 ................................. L3-1

perancangan sistem penggerak untuk low cost ... filelaporan skripsi ini dapat terselesaikan atas...

Documents