Proses konstruksi manipulator menggunakan peralatan perbengkelan seperti dalam pembuatan lubang menggunakan mesin bor dan untuk pemotongan berbagai komponen menggunakan mesin gergaji listrik. Proses penyambungan menggunakan las listrik untuk penyambungan tetap. Proses penyambungan yang dikencangkan menggunakan baut dikencangkan menggunakan kunci sock, pass, maupun kunci ring. Proses penghalusan menggunakan gerinda duduk maupun gerinda tangan. Manipulator yang telah dibuat dapat dilihat pada gambar 10.
Gambar 10. Manipulator yang telah dibuat.
Bagian-bagian konstruksi penyusun manipulator yaitu antara lain: 1. Dudukan Bawah
Dudukan bawah menggunakan plat besi dengan ukuran 400 mm x 400 mm dan ketebalan 20 mm. Plat besi ini kemudian di lubangi pada sisi- sisi sikunya dengan ukuran diameter 4 mm. Diameter lubang ini disesuaikan dengan diameter lubang pemasangan pada roda caster. Plat
Dudukan bawah Joint sudut Link vertikal Link horizontal
besi ini di lubangi pada sisi-sisinya sebagai tempat untuk memasang empat roda caster yang memiliki ukuran tinggi sekitar 34 mm dengan diameter roda 25 mm.
Pada bagian tengah plat besi ini juga dilubangi untuk pemasangan gearbox. Plat besi ini dilubangi dengan diameter lubang 8 mm yang disesuaikan dengan lubang pemasangan pada gearbox. Komponen penyusun dudukan bawah di sajikan pada Gambar 11.
Gambar 11. Roda caster yang dipasang pada plat besi.
2. Joint Sudut
Joint sudut terdiri dari gearbox, kopel, dudukan motor stepper, motor stepper, dan plat poros besi. Gearbox dipasang pada plat besi pada dudukan bawah dengan pengencangan menggunakan baut berdiameter 8 mm sebanyak empat buah pada masing-masing sisinya.
Dudukan motor stepper terbuat dari besi siku ukuran 92 mm x 92 mm yang pada salah satu bagiannya dipotong, sehingga ukurannya menjadi 92 mm x 50 mm. Pada bagian dengan ukuran 50 mm dilubangi dengan diameter 8 mm sebanyak dua buah untuk pemasangan pada plat besi pada dudukan bawah yang kemudian dikencangkan dengan baut berdiameter 8 mm. Pada bagian yang ukurannya 92 mm dilubangi dengan ukuran 4 mm sebanyak empat buah yang disesuaikan dengan lubang pemasangan pada motor stepper yang kemudian dikencangkan dengan
Roda Caster Plat besi
Kopel terbuat dari poros besi pejal yang berdiameter 30 mm. Pada salah satu bagiannya dilubangi dengan diameter 8 mm menyesuaikan dengan poros motor stepper dan pada bagian lainnya dilubangi dengan diameter 10 mm menyesuaikan dengan poros masukan dari gearbox. Pengencangan antara kopel dengan poros motor stepper dan poros masukan gearbox yaitu menggunakan baut berdiameter 6 mm sehingga kopel harus dilubangi dengan diameter 5,5 mm dan ditaps dengan ukuran diameter 6 mm.
Plat poros besi terbuat dari plat besi ukuran 220 mm x 90 mm dan poros besi dengan diameter 30 mm. Plat dengan poros ini disatukan dengan di las. Poros besi dilubangi dengan dimeter 15 mm disesuaikan dengan poros keluaran dari gearbox. Kedua bagian ini dikencangkan dengan baut berdiameter 6 mm sehingga poros besi harus dilubangi dengan diameter 5,5 mm dan di taps dengan ukuran diameter 6 mm. Pada bagian plat besi pada sudut-sudut sisinya dilubangi dengan diameter 12 mm untuk pemasangan pada plat dudukan bawah dari link vertikal. Komponen penyusun dudukan bawah dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Joint sudut beserta bagian-bagiannya.
3. Link Vertikal
Link vertikal terdiri dari plat dudukan bawah, plat dudukan atas, plat siku, bearing, slider vertikal dan ulir. Plat dudukan bawah dilubangi
Gearbox Plat poros besi Motor stepper Kopel Dudukan motor stepper Dudukan bawah
dengan diameter 12 mm sebanyak empat buah untuk dipasang dengan plat poros besi. Plat dudukan bawah juga dilubangi dengan diameter 12 mm sebanyak empat buah disesuaikan dengan lubang pemasangan pada bearing dan dilubangi 6 mm untuk dipasang dengan plat siku sebanyak empat buah. Plat dudukan atas juga dilubangi dengan diameter 12 mm sebanyak empat buah disesuaikan dengan lubang pemasangan pada bearing sebanyak empat buah dan dilubangi 6 mm untuk dipasang dengan plat siku sebanyak empat buah. Plat dudukan atas juga dilubangi dengan diameter 6 mm untuk dipasang dengan dudukan motor servo DC dan dilubangi dengan diameter 20 mm untuk dilewati dengan poros bagian atas ulir yang berdiameter 15 mm
Plat siku terbuat dari besi siku ukuran 60 mm x 60 mm dan tebal 5 mm. Salah satu bagiannya dipotong, sehingga ukurannya menjadi 60 mm x 25 mm. Plat siku yang dibutuhkan sebanyak 4 buah untuk menopang slider vertikal, dua buah dipasang pada plat dudukan atas dan dua buah lagi dipasang pada plat dudukan bawah. Pada bagian plat siku dengan ukuran 60 mm dilubangi dengan diameter 6 mm dalam arah tegak sebanyak dua buah untuk pemasangan pada slider vertikal. Pada bagian dengan ukuran 25 mm dilubangi dengan diameter 6 mm dalam arah memanjang sebanyak dua buah untuk dipasang pada plat dudukan atas dan bawah. Slider vertikal dipasang secara vertikal dengan empat buah plat siku dan dikencangkan dengan baut berdiameter 6 mm.
Bearing yang digunakan jenis plan bearing segi empat sebanyak dua buah dengan diameter dalamnya 20 mm dan 15 mm yang disesuaikan dengan diameter poros bagian bawah ulir yang berdiameter 20 mm dan poros bagian atas yang berdiameter 15 mm. Kedua bearing dipasang dengan plat dudukan atas dan bawah dan dikencangkan dengan baut berdiameter 12 mm.
Panjang poros bagian bawah ulir dipotong sehingga berukuran panjang 32 mm sesuai dengan tinggi dari bearing, sehingga poros bagian bawah ulir tidak menembus plat dudukan bawah. Komponen-komponen penyusun link vertikal dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13. Link vertikal beserta bagian-bagiannya.
4. Joint Vertikal
Joint vertikal terdiri dari motor servo DC, dudukan motor servo DC, dan worm-gear. Dudukan motor servo DC terbuat dari siku 60 mm x 60 mm dan tebal 5 mm. Salah satu bagiannya dipotong, sehingga ukurannya menjadi 60 mm x 35 mm. Pada bagian plat siku dengan ukuran 60 mm dilubangi dengan diameter 5 mm sebanyak empat buah disesuaikan dengan lubang pemasangan pada motor servo DC. Pada bagian dengan ukuran 35 mm dilubangi dengan diameter 6 mm sebanyak 2 buah untuk dipasang pada plat dudukan atas dan dikencangkan dengan baut berdiameter 6 mm. Motor servo DC dipasang pada dudukan motor servo DC dan dikencangkan dengan baut berdiameter 5 mm.
Roda gigi pada worm-gear dipasang dengan poros bagian atas ulir yang berdiameter 15 mm dan dikencangkan dengan baut berdiameter 6 mm. Roda cacing pada worm-gear dipasang dengan poros keluaran motor servo DC yang berdiameter 8 mm dan dikencangkan dengan baut 3 mm. Komponen penyusun joint vertikal dapat dilihat pada Gambar 14
Plat dudukan atas Bearing Ulir Plat dudukan bawah Plat siku Plat dudukan atas
Gambar 14. Joint vertikal beserta bagian-bagiannya. 5. Link Horizontal
Link horizontal terdiri dari kotak segiempat dan slider horizontal. Kotak segiempat tersusun dari empat buah plat aluminium tebal 11 mm. Plat bagian atas dan bawah berukuran 180 mm x 125 mm dan plat bagian samping kiri dan kanan berukuran 180 mm x 50 mm. Pada plat bagian bawah yang bagian yang dipasang dengan plat bagian samping dikurangi tebalnya sehingga tebalnya menjadi 5 mm. Keempat plat alumunium ini dikencangkan dengan baut berdiameter 5 mm.
Plat bagian bawah dan atas dilubangi dengan diameter 47 mm untuk dipasang dengan nut pada ulir. Pada plat bagian bawah dilubangi dengan diameter 8 mm sebanyak lima buah disesuaikan dengan lubang pemasangan pada nut ulir dan keduanya dikencangkan dengan baut berdiameter 8 mm dengan nut. Plat bagian atas dilubangi dengan diameter 4 mm disesuaikan dengan lubang pemasangan pada motor servo AC. Plat bagian samping kanan dilubangi dengan diameter 5 mm sebanyak empat buah disesuaikan dengan lubang pemasangan pada bagian blocks pada slider vertikal dan keduanya dikencangkan dengan baut berdiameter 5 mm. Plat bagian bawah juga dilubangi dengan diameter 5 mm sebanyak empat buah disesuaikan dengan lubang pemasangan pada bagian blocks pada slider horizontal dan keduanya dikencangkan dengan baut berdiameter 5 mm. Komponen penyusun joint dan link horizontal dapat
Roda gigi Motor servo DC Roda cacing
Gambar 15. Link horizontal beserta bagian-bagiannya. 6. Joint Horizontal
Joint horizontal motor AC dan rack-pinion. Motor servo AC dipasang pada plat bagian atas kotak segiempat dan dikencangkan dengan baut berdiameter 4 mm. Pinion dipasang pada poros motor servo AC dan dikencangkan dengan baut berdiameter 6 mm. Rack dilubangi dengan diameter 6 mm dan dipasang pada slider horizontal, kemudian keduanya dikencangkan dengan baut 6 mm. yang berdiameter 8 mm dan dikencangkan dengan baut 3 mm. Komponen penyusun joint horizontal dapat dilihat pada Gambar 16
Gambar 16. Joint horizontal beserta bagian-bagiannya.
Manipulator yang telah dibuat memiliki dimensi tinggi 1270 mm dan lebar 40 mm. Rentang maksimum joint horizontal 870 mm dan minimumnya 170 mm dari sumbu vertikal. Tinggi maksimum pergerakan joint vertikal dari dasar 1020 mm dan minimumnya 400 mm. Manipulator yang telah dibuat
Rack Pinion Motor servo AC Kotak segiempat Slider Horizontal
mampu berputar 3600 pada sudut putar joint sudut. Tetapi karena melilitnya kabel dari motor penggerak ketika berputar 3600, maka kemampuan berputar penuh tersebut di kurangi menjadi 1800. Konstruksi manipulator secara keseluruhan dapat dilihat pada Lampiran 11.
Manipulator ini merupakan salah satu dari beberapa bagian dalam robot bio-produksi. Untuk menjadi sebuah robot bio-produksi yang utuh maka manipulator ini perlu dilengkapi dengan end-effector, travelling device, dan vision sensor, dan control device yang mengatur keseluruhan dari sistem kerja robot bio-produksi.
Manipulator yang telah dibuat memiliki ruang operasi atau daerah tiga dimensi yang masih dapat dijangkau oleh manipulator. Ruang operasi tersebut yaitu pada koordinat X antara -460 mm sampai dengan 460 mm, pada koordinat Y antara 0 mm sampai dengan 460 mm, dan pada koordinat Z antara 0 mm sampai dengan 620 mm. Dengan ruang operasi seperti ini jenis tanaman buah yang di budidayakan di dalam greenhouse yang dapat dipanen dengan manipulator ini yaitu paprika, cabai dan tomat
Sistem pemanenan yang mampu dilakukan oleh manipulator ini adalah sistem pemanenan dari arah depan dan menyamping. Sistem pemanenan dari arah depan dan dari arah menyamping dapat dilihat pada Gambar 17 dan 18.
Buah
Ujung manipulator mendekati buah dari arah depan
Gambar 18. Sistem pemanenan dari arah menyamping.