i
TUGAS AKHIR – TM141585PERANCANGAN TEMPAT DUDUK UNTUK SEPEDA
PASCA STROKEMUHAMAD WAHYU HIKMAWAN NRP 2112100166
Dosen Pembimbing
Prof. Dr. Ing. I Made Londen Batan, ME
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2017
ii
FINAL PROJECT – TM141585DESIGN OF SADDLE FOR POST STROKE BIKE
MUHAMAD WAHYU HIKMAWAN NRP 2112100166
Academic Advisor
Prof. Dr. Ing. I Made Londen Batan, ME
DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING FACULTY OF INDUSTRIAL ENGINEERING SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2017
iii
iv
PERANCANGAN TEMPAT DUDUK UNTUK SEPEDA
PASCA STROKENama : Muhamad Wahyu Hikmawan
NRP : 2112100166
Jurusan : Teknik Mesin FTI-ITS
Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ing. I Made Londen Batan, M. Eng
ABSTRAK
Pada tahap rehabilitasi medis dilakukan berbagai terapi pada penderita stroke untuk memulihkan kondisi pasien seperti sedia kala. Untuk mendukung terapi tersebut, penggunaan alat bantu diperlukan utamanya untuk melatih pemulihan gerak dasar tubuh pasien. Sepeda pasca stroke merupakan salah satu alternatifnya. Chandra 2016 merancang rangka sepeda roda tiga yang dapat digunakan oleh pasien stroke untuk terapi fisik dan psikisnya. Dalam pengembangan rancangan sepeda tersebut diperlukan tempat duduk yang sesuai dengan kebutuhan penderita stroke. Peletakan tempat duduk terhadap sepeda berpengaruh besar dalam membentuk postur tubuh ketika bersepeda. Kesalahan postur ketika mengayuh sepeda dapat menyebabkan rasa tidak nyaman hingga terserang berbagai penyakit kronis. Perancangan tempat duduk harus disesuaikan dengan gerakan pasien stroke yang sangat terbatas. Hal ini dikarenakan kondisi fisik penderita stroke lebih lemah dibanding orang normal. Selain itu dibutuhkan tempat duduk yang aman serta nyaman agar penderita terhindar dari hal-hal negatif akibat desain tempat duduk yang salah.
Pada tugas akhir ini, perancangan tempat duduk sepeda pasca stroke untuk rehabilitasi fisik pasien didasarkan pada evaluasi kondisi fisik pasien stroke dan kajian dari tempat duduk sepeda yang telah dibuat oleh Sandy 2016. Komponen tempat duduk ini dirancang untuk memenuhi kriteria-kriteria yang sesuai dengan kebutuhan pasien pasca stroke seperti aman dan
v
ergonomis. Sebagai langkah awal ditetapkan daftar kebutuhan produk kemudian dibuat dua buah konsep. Untuk memilih konsep terbaik, setiap konsep di analisa kekuatan materialnya, nilai resiko cedera dengan metode RULA, proses manufaktur, dan perakitannya.
Berdasarkan perbandingan hasil analisa secara menyeluruh dari kedua konsep, maka konsep yang terpilih mempunyai dimensi 385x465x820 mm. Material tempat duduk terbuat dari aluminium alloy 6061, stainless alloy 316 dan stainless alloy 440 dengan berat total sebesar 3,828 kg. Agar aman dan nyaman pada tempat duduk terdapat sandaran punggung dan rib support. Terdapat pula sabuk pengaman agar penderita tidak terjatuh ketika bersepeda. Sabuk pengaman ini dapat dipasang atau dilepas sesuai kebutuhan.
Bentuk dudukan didesain mirip jok sepeda motor bagian depan sehingga nyaman namun tetap tidak menghambat kaki penderita ketika mengayuh pedal. Selain itu terdapat mekanisme gerak sehingga pengguna dapat mengatur posisi tempat duduk terhadap sepeda. Untuk analisa kekuatan material dibantu dengan software Autodesk Inventor sedangkan Analisa RULA menggunakan software CATIA. Dari hasil analisa diketahui bahwa rangka aman serta didapatkan nilai RULA sebesar 3. Melalui evaluasi manufacture ability dan perakitan didapat hasil bahwa kursi ini dapat dibuat dan dirakit. Waktu pembuatan yang dibutuhkan pada saat proses manufaktur sebesar 2008 detik, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk perakitan sebesar 461,3 detik.
Kata kunci : pengembangan tempat duduk, stroke, sepeda pasca stroke
vi
DESIGN OF SADDLE FOR POST STROKE BIKE
Name : Muhamad Wahyu HikmawanNRP : 2112100166
Department : Teknik Mesin FTI-ITS
Academic Advisor : Prof. Dr. Ing. I Made Londen Batan, M. Eng
ABSTRACT
At the stage of medical rehabilitation conducted various therapy on patients with stroke to restore the patient's condition as usual. To support these therapies, the use of tools is required primarily to train basic motion recovery of the patient's body. Post- stroke bike is one of the alternatives. Chandra in 2016 designed the framework of a tricycle that can be used by stroke patients for the physical and psychological therapy. In the development of the bicycle design, seats in accordance with the needs of stroke patients is needed. Seat placement on the bike is influential in shaping posture when cycling. Wrong posture when pedaling can cause discomfort and develop variety of chronic diseases. The design of the seat should be adjusted by the limited movement of stroke patients. It is because the physical condition of patients with stroke is weaker than normal people. It would also require a safe and comfortable seating so that patients can avoid the negative consequences of the wrong seat design.
In this final project, the design of post-stroke bike seat for physical rehabilitation patients is based on an evaluation of the physical condition of stroke patients and the study of bicycle seats that have been created by Sandy 2016. seating component is designed to meet the criteria in accordance with the post-stroke patient's needs, such as safe and ergonomic. The first step is to specify product requirements list, then creating two concepts. Then selecting the best concepts, based on the analysis of the strength of
vii
the material, the value of the risk of injury by RULA method, process manufacturing, and assembly.
Based on the comparison of the results of a thorough analysis of these two concepts, the concept chosen has dimension 385x465x820 mm. Material seat is made from aluminum alloy 6061, stainless alloy 316 and stainless steel alloy 440 with a total weight of 3,828 kg. To be safe and comfortable rib supports and backrest are placed in the seat. There is also a seat belt so that the patient does not fall when cycling. The seat belt can be attached or removed as needed. Shape holder is designed like a motorcycle front seats, it is designed to be comfortable but still does not hinder the patient's feet when pedaling. In addition there is motion mechanism so that the user can adjust the seat position on the bike.
For strengths materials analysis is assisted by Autodesk Inventor software and RULA analysis is using CATIA. From the analysis, the framework is safe and ergonomic value is 3. Manufacture ability and assembly evaluation result shown that these seats can be made and assembled. The creation time required during the manufacturing process is 2008 seconds, while the time required for assembly is 461.3 seconds.
Keywords: development of saddle, stroke, post-stroke bikes
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kekuatan dan limpahan rahmat-Nya bagi penulis sehingga penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini merupakan persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Atas bantuan berbagai pihak dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ayah dan Ibu tercinta yang selalu memberikan semangat dan doa setiap harinya.
2. Prof. Dr. Ing. I Made Londen Batan, M.Eng atas bimbingan, kesabaran, dan kebaikan yang telah diberikan kepada penulis selama proses penyelesaian Tugas Akhir ini.
3. Safaat, Chandra, Tuba, Bayu, Ryan, Anson, Arif, Tedi, Agus, Agung yang telah memberikan waktunya untuk membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Seluruh anggota Lab Perancangan dan Pengembangan Produk serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diperlukan demi menyempurnakan Tugas Akhir ini. Dan akhirnya Tugas Akhir ini dapat berguna bagi semua pihak yang membutuhkan.
Surabaya, Januari 2017
Penulis
ix
x
xi
xii
xiii
xiv
xv
xvi
84
85 BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
1.1 Kesimpulan
Dari pembahasan yang telah dilakukan pada bab-bab sebelumnya, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Konsep terpilih merupakan konsep 1, yaitu tempat duduk dengan spesifikasi dari tempat duduk dapat dilihat pada tabel 6.1.
Table 0.1 Spesifikasi konsep terpilih
PARAMETER SPESIFIKASI GAMBAR Dimensi total 385 x 465 x
820 mm Material Rangka Aluminium
Alloy 6061, Stainless Alloy 316, dan Stainless Alloy 440 Berat Tempat Duduk 3,828 kg Nilai Rula (static)
Pada Kondisi Normal 3
Tegangan tertinggi yang terjadi (Pada Kondisi Normal)
141,1 MPa
Waktu Pembuatan* 2008 detik Waktu Perakitan** 461,3 detik Efisiensi Desain
Perakitan 24,06 %
86
* waktu pembuatan merupakan waktu teoritis yang diperoleh dari teori yang ada. Waktu ini dapat berbeda dengan waktu
pembuatan sebenarnya.
**waktu perakitan tersebut bukanlah waktu perakitan sebenarnya namun hanyalah waktu relative yang digunakan untuk
membandingkan perakitan produk satu dengan lainnya.
2. Dengan bantuan software CATIA,didapatkan nilai RULA sebesar 3 artinya desain tempat duduk masih dapat diterima namun dibutuhkan investigasi lebih lanjut.
3. Dengan bantuan software Autodesk Inventor 2016, Tegangan tertinggi yang terjadi pada konsep 1 yakni sebesar 141,1 MPa.
Tegangan tersebut masih lebih kecil dibanding tegangan maksimum desain (206,66 MPa) sehingga tempat duduk sepeda pasca stroke konsep 1 aman.
4. Konsep 1 dapat dimanufaktur dan dirakit menjadi tempat duduk sepeda pasca stroke.
1.2 Saran
Dari pembahasan yang telah dilakukan sebelumnya, terdapat saran yang didapat dari tugas akhir ini sebagai berikut :
1. Fixture perlu dibuat untuk memudahkan proses pembentukan dan perakitan rangka tempat duduk.
2. Agar proses dan biaya pembuatan tempat duduk dapat di diketahui dengan seksama, perlu dilakukan kajian biaya pembuatan, manufaktur dan perakitan dengan detail serta mengacu kepada kemampuan industri manufaktur yang ada.
3. Agar tempat duduk lebih ringan namun tetap kuat, material rangka tempat duduk dapat diganti dengan titanium.
Penggunaan material titanium banyak digunakan pada rangka part sepeda saat ini.
87
4. Pada proses cutting sebaiknya dilakukan dengan gerinda potong. Gerinda potong memiliki kelebihan diantaranya dapat memotong material yang sangat kuat.
5. Sebagai alternatif, dapat digunakan baja pegas sebagai penguat rib support. Baja pegas memiliki kekuatan luluh yang sangat tinggi. Hal ini memungkinkan suatu part dengan bentuk tertentu dapat kembali ke bentuk aslinya apabila terjadi perubahan bengkok (bending) akibat gaya yang diberikan.
88
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
89
DAFTAR PUSTAKA
[1] Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan. Riset Kesehatan Dasar 2013. Jakarta: Kementrian Kesehatan RI;
2013.
[2] Oktavian, S. Pengembangan Rancang Bangun Sepeda Pasca Stroke. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember; 2016.
[3] Setiawan, Ebta. Kamus Besar Bahasa Indonesia. Publikasi.
2016. Tersedia pada URL: http://kbbi.web.id/sepeda.
Diakses pada tanggal 29 Oktober 2016.
[4] Setiawan, Ebta. Kamus Besar Bahasa Indonesia. Publikasi.
2016. Tersedia pada URL: http://kbbi.web.id/sadel. Diakses pada tanggal 29 Oktober 2016.
[5] Balasubramain, V. et all. Muscle Fatigue Based Evaluation of Bicycle Design. India: IIT Madras; 2013.
[6] Kelly, Brandon. Guide to Bicycle Saddle. Publikasi. 2015.
Tersedia pada URL:
https://www.ebicycles.com/article/guide-to-bicycle- saddles.html. Diakses pada tanggal 7 November 2016.
[7] Lee-Hood A. Elizabeth. HOPE: The Stroke Recovery Guide.
National Stroke Association. Publikasi. 2010. Tersedia pada URL : http://www.stroke.org/strokeresources/library/hope- stroke-recovery-guide. Diakses pada tanggal 29 Oktober 2016.
[9] Boothroyd, G., Dewhurst, P., dan Knight, W. 2002. Product Design For Manufacture and Assembly Second Edition.
Marcel Dekker, Inc. USA.
[10] Rochim, T. 1987. Proses Permesinan. Laboratorium Teknik Produksi dan Metrologi ITB.
[11] Widarto, dkk. 2008. Teknik Permesinan. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta.
[12] Pollack, H.W. 1998. Tool Design Second Edition. Pretince- Hall, Inc. New Jersey.
90
[13] Jajeli, Rois. UMK JATIM Tahun 2017 Digedok, Tertinggi
Kota Surabaya. Publikasi. 2016.
https://news.detik.com/berita-jawa-timur/d-3348975/umk- jatim-tahun-2017-digedok-tertinggi-kota-surabaya. Diakses pada tanggal 7 Januari 2017.
[14] Deutchsman, aaron d. et all.1975. Machine Design, Therory and Practice. Macmillan-Publishing Co. New York.
[15] Setiawan, Tri Andri. 2014. Pengembangan Desain Sepeda Untuk Pasien Stroke .Tesis Magister. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.
[16] International, BIFMA. 2009. General-Purpose Office Chair-Tests. Front Avenue NW. Grand Rapids.
[17] Lukmana, Rahadian Chandra. 2017. Perancangan Rangka Sepeda Pasca-Stroke Dengan Konsep Delta. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.
[18] Setiawan, Ebta. Kamus Besar Bahasa Indonesia. Publikasi.
2016. Tersedia pada URL: http://kbbi.web.id/sepeda.
Diakses pada tanggal 29 Oktober 2016.
[19] Fullertool. Saw speed and feed recommendations. Tersedia
pada URL :
https://www.fullertontool.com/downloads/speedsAndFeeds /metric_2450.pdf. Diakses pada tanggal 15 Januari 2017.
[20] Callister, William D. 2007. Material Science And Engineering An Introduction. Willey. United States Of America.
[21] Batan, I Made L. 2012. Desain Produk : Edisi Pertama.
Penerbit Guna Widya. Surabaya.
BIODATA PENULIS
Muhamad Wahyu Hikmawan lahir di Mojokerto, 20 Februari 1994.
Putra kedua dari pasangan Djasmadi dan Suprihatiningsih. Penulis me- nyelesaikan pendidikan formal di TK Islam Bakti Kabupaten Sidoarjo, SDN Sidokare Kab. Sidoarjo, SDN Gedongan 3 Kota Mojokerto, SMPN 1 Kota Mojokerto dan SMAN 2 Kota Mojokerto pada tahun 2012. Selepas tersebut penulis melanjutkan studi di S1 Teknik Mesin , Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Selama menempuh pendidikan di ITS, penulis mengambil konsentrasi bidang studi Manufaktur dan menjadi anggota Labor- atorium Perancangan dan Pengembangan Produk. Selama kuliah penulis aktif mengikuti berbagai kegiatan. Penulis aktif berorgan- isasi ditingkat kampus dengan mengikuti BEM FTI ITS, juga ak- tif menjadi panitia di berbagai kegiatan mulai kepanitiaan IRITS (Integrated Roadshow ITS), TENDAKU dan kepanitiaan lainnya.
Penulis mengambil topik sepeda pasca stroke sebagai bahasan Tugas Akhir dengan judul Perancangan Tempat Duduk Untuk Sepeda Pasca Stroke di bawah bimbingan Prof. Dr. Ing. Ir. I Made Londen Batan, M. Eng.
Jika ada informasi, pertanyaan maupun saran yang ingin disampaikan pada Penulis, dapat disampaikan pada Penulis, dapat disampaikan melalui email hikmawan.wahyu10@gmail.com.
