METODOLOGI PENELITIAN
5. Identifikasi awal perancangan.
3.2 TAHAP PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan dan pengolahan data yang digunakan untuk perancangan alignment adapter for prosthetic footbawah lutut dengan system adjustable. Pengolahan data dilakukan mengacu pada konsep proses pengembangan produk generik yang dipilih untuk menghasilkan rancangan produk yang baik dengan tahapannya yang dapat disederhanakan. Adapun langkah-langkah pengumpulan data dijelaskan, pada sub bab ini.
3.2.1 Perancangan Komponen Aligment Adapter Dengan Solidwork 2004
commit to user
III-5
tidak sesuai dengan sudut cakupan gerak kaki normal yang tidak mengalami amputasi. Perbedaan sudut cakupan gerak stump dengan sudut cakupan gerak kaki normal yang tidak mengalami amputasi mengakibatkan perbedaan letak garis beban tubuh pada masing-masing tungkai kaki. Perbedaan letak garis beban tubuh pada tungkai kaki normal dengan tungkai kaki yang teramputasi akan berpengaruh terhadap keseimbangan berjalan.
Rancangan komponen alignment diharapkandapat mengatasi sekaligus menyeimbangkan kelainan sudut kontraktur stump terhadap beban kaki yang tidak mengalami amputasi. Komponen yang di rancang dapat bergerak mengoreksi kelainan sudut kontraktur stump (tilting) dan bergeser menyesuaikan garis beban (sliding). Konsep kebutuhan rancangan tersebut kemudian di visualisasi kedalam bentuk rancangan 3D menggunakan software solidwork 2004.
Proses perancangan komponen alignment adapter dilakukan dengan menggunakan SolidWork 2004. Software ini digunakan untuk merepresentasikan konsep sketsa gambar ke dalam bentuk visualisasi desain 3D, sehingga secara langsung dapat diketahui bentuk nyata dari rancangan produk.
3.2.2 Proses Manufaktur Rancangan Alignment adapter for prosthetic footDalamProduk Nyata
Setelah dilakukan perancangan alignment adapter for prosthetic
footmenggunakan SolidWork 2004 selanjutnya rancangan tersebut diwujudkan
dalam bentuk produk nyata (real). Pembuatan produk alignment adapter for
prosthetic foot menggunakan proses permesinan. Material yang digunakan dalam
membuat produk ini adalah durallium alloy (AA2024). Pemilihan material ini dikarenakan mempunyai karakteristik yang kuat dan ringan serta memiliki ketahanan yang baik. Proses fabrikasi rancangan alignment adapter for prosthetic
foot bekerjasama dengan mitra pengembang mesin Mitra Sentosa Surakarta.
Adapun produk alignment adapter for prosthetic foot hasil permesinan dari rancangan ini.
3.2.3 Fabrikasi Rancangan Alignment adapter for prosthetic foot
Produk alignment adapter for prosthetic foot tersebut kemudian digabung dengan komponen lain dari prostheticbawah lutut endoskeletal. Prostheticbawah
lutut dengan komponen alignment adapter for prosthetic footuntuk langkah selanjutnya diujicobakan kepada pengguna prosthetic. Pengujian tersebut dilakukan untuk mengetahui sejauhmana kontribusi desain produk alignment
adapter for prosthetic foot dalam mendukung kestabilan gerak pengguna prosthetic saat berjalan.
3.2.4 Pengukuran Anthropometri Pengguna Prosthetic
Pengambilan data anthropometri pengguna prosthetic dan pengukuran dimensi prosthetic digunakan untuk menghitung letak titik pusat massa dan massa tiap segmen tubuh pengguna prosthetic sebagai input permodelan biomekanika. Penjelasan tentang pengambilan data yang dilakukan, sebagai berikut:
1. Penentuan massa tiap segmen,
Persentase massa segmen tubuh thigh,shank,foot dan stumpditentukan berdasarkan pemodelan distribusi berat tubuh Webb Associaties (1978) dalam Chaffin etal, (1999) pada tabel 2.1. Bagian atas tubuh yang terdiri dari head,
neck, torso, dan arms, diasumsikan sebagai satu kesatuan massa, yang ditopang
kedua kaki pengguna prosthetic saat berjalan.
2. Penentuan letak titik pusat massa.
Penentuan letak titik pusat massa dilakukan berdasarkan permodelan titik-titik pusat massa Dempster (gambar 2.26). Titik pusat massa ditentukan pada segmen kaki (foot, shank dan thigh) baik kaki normal maupun kaki prosthetic.
3.2.5 Eksperimen Pengamatan Gerak Berjalan Pengguna KakiProsthetic PadaBidang Datar
Pengamatan gerak berjalan pengguna kaki prosthetic dilaksanakan bidang datar yang dilakukan pada:
• Hari/tanggal : Selasa, 20November 2010
• Tempat :Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi
Area penelitian dipersiapkan sedemikian rupa untuk memberikan kemudahan dalam pengambilan data. Adapun prosedur dan protokol penelitian pengamatan aktifitas berjalan pengguna kaki prosthetic, sebagai berikut:
1. Mempersiapkan seluruh peralatan yang digunakan dalam pengujian
commit to user
III-7
a. Handycam sebagai alat dokumentasi gerakan berjalan. Hasil dokumentasi
video ini digunakan untuk menentukan capture gambar sesuai fase gerakan kaki dalam gait cycle.
b. Meteranyang dipakai untuk mengukur dimensi tubuh pengguna kaki
prosthetic yang diteliti.
c. Plumb line merupakan alat yang berfungsi sebagai pedoman pensejajaran
padabagian kakiprosthetic.
d. Tool box berisi beberapa perkakas yang digunakan untuk mematikan dan
membuka baut penghubung bagian-bagian penyusun komponen kakiprosthetic.
e. Sticker sebagai markers pada tubuh pengguna prosthetic yaitu pada bagian
joint (ankle, knee dan hip joint) untuk memberi tanda titik kajian dalam
pengujian biomekanik dan memudahkan dalam mengenali titik segmen tubuh.
2. Setting lingkungan pada area penelitian, dalam mengakomodasi kemudahan
pengambilan data. Lokasi pengambilan data diharapkan berupa bidang datar yang cukup luas agar memudahkan dalam pengambilan gambar pengamatan berjalan pengguna prosthetic.
3. Pengguna kaki prosthetic memakai kakiprosthetic endoskeletal dengan
komponen alignment adapter for prosthetic foot. Selama pemasangan kakiprostheticterlebih dahulu dilakukan penyesuaian terhadap kakiprosthetic yang dipakai selama beberapa saat sebelum pengambilan data.
4. Pemasangan sticker sebagai markers pada tubuh pengguna kaki prosthetic pada
bagian joint (ankle, knee dan hip joint) untuk memberi tanda titik kajian dalam pengujian biomekanik dan memudahkan dalam mengenali titik segmen tubuh.
5. Selanjutnya pengujian dilakukan melalui dua tahap pengujian.Pengujian
pertama, komponen alignment adapter for prosthetic footdi setting sedemikian rupa agar dicapai keseimbangan.Pengujian kedua,alignment adapter for
prosthetic foottidak mengalami pensejajaran atau tidak mengalami setting agar
menyerupai komponen konvensional yang tidak dilengkapi dengan alignment
6. Selama aktivitas berjalan, video shooting merekam pengambilan gambar. Hasil dokumentasi video ini digunakan untuk menentukan capture gambar sesuai fase gerakan kaki dalam gait cycle.
7. Pengukuran dilanjutkan sampai mendapatkan data yang selanjutnya dilakukan
proses pengolahan data.
Hasil penelitian pengamatan berjalan pada bidang datar digunakan dalammemperoleh data yang dijadikan input dalam kajian biomekanika untuk menghitung gaya dan momen pada bagian ankle joint baik kaki prosthetic dan kaki normal.
3.2.6 Permodelan Biomekanika Pengguna Prosthetic
Konsep biomekanik digunakan untuk memodelkan manusia dalam suatu sistem benda jamak yang tersusun dari link dan segment yang saling terhubung membentuk satu kesatuan. Formulasi matematik dibangun berdasarkan pola berjalan sesuai kaidah gait cycle dengan memfokuskan kajian pada bagian ankle
joint menggunakan pendekatan static equilibrium. Pendekatan static equilibrium
yang digunakan pada penelitian ini mencakup kondisi, yaitu jumlah seluruh nilai
momen sama dengan nol (ΣM = 0).
Berikut tahapan formulasi model pengujian biomekanika dengan pendekatan static equilibrium, yaitu:
1. Buffering data
Buffering data merupakan proses pengumpulan data. Data yang telah
terkumpul berupa capture gambar yang diperoleh dari hasil pemotongan video recorder. Buffering data membantu peneliti dalam memilih capture yang tepat sesuai fase berjalan agar di dapat posisicapturesesuai fase yang di inginkan.
2. Pembuatan free body diagram (FBD) berdasarkan pola gait cycle.
Langkah kedua yang dilakukan sebelum masuk kedalam perumusan model adalah membuat free body diagram yang merepresentasikan gerakan kaki sesuai dengan capture pola delapan fase gerakan gait cycledari hasil eksperimen dari pengujian biomekanik. Proses pembuatan free body diagram pada tiap fase gait cycle menggunakan softwareAutoCad 2004.
commit to user
III-9
3. Penentuan notasi (simbol) yang digunakan dalam persamaan.
Langkah kedua dalam permodelan static equilibrium adalah menentukan notasi (simbol) pada free body diagram. Penentuan notasi ini dimaksudkan untuk memberi nama variabel-variabel pengukuran sehingga menghindari kesalahan
input data dalam perumusan biomekanika. Notasi yang digunakan terdiri dari
gaya berat tiap segmen tubuh (foot, shank dan tight), gaya normal pada tiap
ankle joint (kaki prosthetic& kaki normal), panjang tiap segmen tubuh (kaki prosthetic& kaki normal) dan jarak tiap gaya (gaya di ankle dan gaya berat
segmen tubuh) ke titik pusat momen. Penempatan notasi gaya berat pada tiap segmen tubuh dilakukan pada center of mass(COM) tiap segmen tubuh sedangkan gaya normal pada foot ditempatkan pada ankle joint.
4. Penentuan formulasi lengan momen pada tiap segmen tubuh.
Penentuan jarak dari titik segmen tubuh ke titik pusat momen dilakukan dengan menggunakan konsep trigonometr.Penentuan panjang dan sudut segmen tubuh serta rumus dasar dari sinus, maka dapat diketahui besar lengan momen pada tiap segmen tubuh.
Tahapan permodelan berjalan di atas dilakukan dalam delapan fase gerakan yang terdiri dariinitial contact, loading response, mid stance, terminal
stance, pre swing, initial swing, mid swing dan terminal swing.Permodelan
dilakukan baik pada kaki normal maupun kaki prostheticdisaat berjalan normal menggunakan kakiprosthetic endoskeletal dengan alignment adapter for
prosthetic footpada bidang datar.