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
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
commit to user
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
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
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
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: IndustrialEngineering, 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
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
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
commit to user
x
2.4.2 Separate the Physical Contradiction ... II-18
2.5 Technical Contradiction Elimination / Inventive Principles II-19
BAB IIIMETODOLOGI 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
commit to user
xi
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan ... VI-1
6.2 Saran ... VI-1
DAFTAR PUSTAKA
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
commit to user
Gambar 2.9 High Performance Anthropomorphic Robot Hand ... II-9
Gambar 2.10 Perbedaan jenis pemegangan power grip dan precision
grip ... II-10
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
commit to user
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Tabel Kontradiksi TRIZ ... L1-1
Lampiran 2 : Penjelasan 40 inventive principles... L2-1
