B. APLIKASI ANTROPOMETRI PADA DESAIN TANGKAI CANGKUL
1. PANJANG TANGKAI CANGKUL
Jika memperhatikan slow motion dari gerakan mencangkul maka dapat terlihat pada Gambar 15 awalan serta akhiran dari gerakan mencangkul. Dalam pengamatan Gambar 15 tepatnya pada urutan gerakan ke-4 terlihat bahwa daun cangkul telah pada posisi masuk penuh ke dalam tanah maka dari posisi tersebut dapat dianalisis bahwa panjang tangkai cangkul dapat ditentukan pada saat posisi tersebut. Untuk lebih jelas, dapat dilihat dan diperbesar Gambar 15 pada urutan gerakan ke-4 berikut :
Gambar 16. Posisi daun cangkul yang masuk penuh ke dalam tanah
Dengan menggunakan software Autocad 2008 maka dapat diolah gambar yang diambil dari lapangan tersebut sehingga dapat diperoleh sudut lengan bawah tangan terhadap posisi vertikal sebesar 38˚. Selain itu, sudut membungkuknya tulang belakang secara fleksi (flexion) juga dapat diperoleh yaitu sebesar 13° dan tergolong dalam zona selang gerakan Zona 1 (11-25°) yang masih tergolong nyaman. Tidak hanya pada Gambar 15 urutan ke-44, hampir seluruh urutan gerakan membungkuk mencangkul petani tersebut secara kasat mata rata-rata membentuk sudut ± 13°. Dari Gambar 16 terlihat pula posisi genggaman tangan kanan berada pada ujung tangkai cangkul. Jika Jika digambarkan dengan menggunakan data antropometri yang telah diperoleh dengan
software Autocad 2008 yaitu bagaimana posisi petani pada posisi saat berdiri normal dan saat
mencangkul dengan daun cangkul yang masuk penuh ke dalam tanah sebagai berikut :
Gambar 18. Ilustrasi petani pada posisi daun cangkul yang masuk penuh ke dalam tanah Untuk mengetahui panjang tangkai cangkul yaitu dengaan memperhatikan sudut 38° yang terbentuk dari titik sendi siku tangan. Berikut ilustrasinya :
Gambar 19. Ilustrasi analisis panjang tangkai cangkul
Dari Gambar 19, sudut JEF (sebesar 13°) adalah sudut yang terbentuk ketika petani mencangkul pada saat daun cangkul masuk penuh ke dalam tanah yaitu sudut membungkuk petani terhadap garis vertikal ke atas dengan pinggul sebagai porosnya. Sedangkan sudut ABC (sebesar 38°) adalah sudut yang terbentuk ketika petani mencangkul pada saat daun cangkul masuk penuh ke dalam tanah yaitu sudut lengan bawah terhadap garis vertikal ke bawah dengan sendi siku tangan sebagai porosnya. Jika kedua sudut itu diasumsikan terjadi pada tiga jenis postur tubuh manusia yaitu persentil ke-5, persentil ke-50, dan persentil ke-95 maka dapat diketahui panjang cangkul tiap persentilnya pada posisi saat cangkul masuk penuh ke dalam tanah.
Dari Gambar 19 diidentifikasikan bahwa panjang GH (tinggi G) adalah berasal dari data antropometri petani pria Kecamatan Dramaga pada parameter tinggi siku kaki, sedangkan panjang EH (tinggi E) pada parameter tinggi pinggul dan panjang DEH pada parameter tinggi bahu serta panjang JEH pada parameter tinggi badan. Dari data panjang DEH dan panjang EH dapat diperoleh data panjang DE yaitu panjang DEH dikurangi panjang EH. Selain itu, panjang DBA adalah berasal dari data antropometri petani pria Kecamatan Dramaga pada parameter panjang
lengan, sedangkan panjang DB pada parameter panjang lengan atas serta panjang AI pada parameter panjang telapak tangan. Dari data panjang DBA dan panjang DB dapat diperoleh panjang BA yaitu panjang DBA dikurangi panjang DB. Untuk lebih mudah mengetahuinya, dapat dilihat Tabel 7 berikut :
Tabel 7. Penjelasan Gambar 19
Keterangan Penjelasan Singkat
Sudut JEF Sudut membungkuk petani terhadap garis vertikal ke atas dengan pinggul sebagai porosnya (sebesar 13°)
Sudut ABC Sudut lengan bawah terhadap garis vertikal ke bawah dengan sendi siku tangan sebagai porosnya (sebesar 38°) Panjang GH (tinggi G) Data antropometri pada parameter tinggi siku kaki (dalam satuan cm) Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
41.84 46.04 50.23
Panjang EH (tinggi E) Data antropometri pada parameter tinggi pinggul (dalam satuan cm) Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
87.69 94.82 101.95
Panjang DEH Data antropometri pada parameter tinggi bahu
(dalam satuan cm) Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
127.21 135.67 144.14
Panjang JEH Data antropometri pada parameter tinggi badan
(dalam satuan cm) Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
153.20 162.12 171.04
Panjang DE Panjang DEH dikurangi panjang EH
(dalam satuan cm) Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
39.52 40.85 42.19
Panjang DBA Data antropometri pada parameter panjang lengan (dalam satuan cm) Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
51.68 55.58 59.48
Panjang DB Data antropometri pada parameter panjang lengan atas (dalam satuan cm) Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
28.11 31.45 34.80
Panjang AI Data antropometri pada parameter panjang telapak tangan (dalam satuan cm) Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
9.58 10.36 11.15
Panjang BA Panjang DBA dikurangi panjang DB
Persentil ke-5 Persentil ke-50 Persentil ke-95
23.57 2413 24.68
Panjang tangkai cangkul merupakan panjang dari perpanjangan dari titik B yang menuju titik A hingga ke bawah tanah dikurangi panjang BA. Untuk mendapatkan nilai panjang cangkul dapat diperoleh dari trigonometri sudut ABC dan telah diketahui besar sudutnya yaitu 38° namun belum diketahui panjang dari titik B yang menuju titik C ke bawah tanah. Untuk itu, diperlukan tinggi titik B. Tinggi titik B bisa didapatkan dari tinggi titik D dikurangi panjang DB. Secara umum dapat dirumuskan sebagai berikut :
... (8) Tinggi titik D dapat ditentukan dari trigonometri sudut DEF. Berikut ilustrasinya :
Gambar 20. Ilustrasi perhitungan tinggi titik D Untuk mendapatkan nilai tinggi D dapat dirumuskan sebagai berikut :
... (9)
Dengan menggunakan rumus-rumus di atas maka dapat dilakukan perhitungan. Berikut hasil perhitungan panjang tangkai cangkul :
Tabel 8. Perhitungan Panjang Tangkai Cangkul
No. Keterangan Persentil
ke-5
Persentil Ke-50
Persentil ke-95
1 Nilai cos DEK (cos 13°) 0.97437 0.97437 0.97437
2 Panjang DE (dalam cm) 39.52 40.85 42.19
3 Panjang EK (dalam cm) 38.51 39.80 41.11
4 Panjang D'E = Panjang DE (dalam cm) 39.52 40.85 42.19
5 Panjang KD' (dalam cm) 1.01 1.05 1.08
6 Tinggi D' = Panjang JEH (dalam cm) 127.21 135.67 144.14
7 Tinggi D (dalam cm) 126.20 134.62 143.06
8 Panjang DB (dalam cm) 28.11 31.45 34.80
9 Tinggi B (dalam cm) 98.09 103.17 108.26
10 Panjang BA (dalam cm) 23.57 24.13 24.68
11 Nilai cos ABC (cos 38°) 0.788 0.788 0.788
12 Panjang tangkai cangkul (dalam cm) 100.91 106.80 112.70
Jadi panjang tangkai cangkul untuk persentil ke-5, persentil ke-50, dan persentil ke-95 adalah berturut-turut 100.91 cm, 106.80 cm, dan 112.70 cm. Panjang tangkai cangkul yang akan didesain menggunakan data antropometri persentil ke-50 yaitu 106.80 cm agar orang yang memiliki lengan atas dan bawah yang panjang ataupun pendek tetap dapat menggunakannya.