IV -1
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
Pada bab ini berisi tentang tahapan-tahapan pengumpulan dan pengolahan data yang dilakukan dalam penelitian. Tahap-tahap akan dijelaskan dan diuraikan pada sub bab berikut.
4.1 Pengukuran Dimensi Kursi Roda
Pada subbab ini diuraikan mengenai identifikasi permasalahan yang akan dijadikan dasar perbaikan konsep tahap 1. Identifikasi permasalahan pada penelitian ini terdiri dari pengukuran dimensi kursi roda yang bertujuan untuk mendapatkan informasi awal tentang dimensi kursi roda manual yang terdapat di pasar komersial dan akan dibandingkan dengan ISO 7176-5.
Pengukuran dimensi kursi roda dilakukan pada merk kursi roda manual yang ada di pasar komersial. Terdapat 2 merk kursi roda manual yang diamati yaitu merk A dan merk B. Selanjutnya kursi roda merk A akan disebut sebagai kursi roda A dan kursi roda merk B akan disebut kursi roda B. Studi lapangan untuk kursi roda A dilakukan di Balai Besar Rehabilitasi Sosial Bina Daksa (BBRSBD) Prof. Dr.
Soeharso. Sedangkan untuk kursi roda B di Gentan, Sukoharjo.
Standar kursi roda menurut ISO 7176-5 memuat tentang dimensi dan massa yang harus diperhatikan dalam pembuatan kursi roda berstandar. Dalam ISO 7176- 5, massa diatur dalam 3 kelompok pengguna dapat dilihat dalam Lampiran L-1 subbab 4.3 halaman 22. Dimensi-dimensi dalam ISO 7176-5 dibagi dalam 2 bagian yaitu kursi roda dengan handrim dan kursi roda tanpa handrim. Untuk kursi roda dengan handrim, terdapat 29 jenis dimensi yang diatur dapat dilihat dalam Lampiran L-1 Tabel 1 Reference set-up values for wheelchairs with handrims, sedangkan untuk kursi roda tanpa handrim meliputi 27 jenis dimensi yang diatur.
juga dapat dilihat dalam Lampiran L-1 Tabel 2 Reference set-up values for wheelchairs without handrims.
Pada penelitian ini, ada beberapa item pada ISO 7176-5 yang tidak disertakan, yaitu Footrest to leg angle (degrees) dan Leg to seat surface angle (degrees). Hal ini dikarenakan, ukuran kaki pengguna kursi roda manual untuk disabilitas fisik
IV -2
bervariasi. Gambar panduan tentang ukuran tersebut dapat dilihat pada gambar 4.1 dan hasil pengukuran serta kesesuaian dimensi kedua kursi roda disajikan dalam tabel 4.1.
Gambar 4.1 Panduan Ukuran Kursi Roda
IV -3
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kursi Roda A dan B
ISO 7176-5 A Sesuai Tidak
Sesuai B Sesuai Tidak Sesuai
1 Seat plane angle (degrees) 4 10 × 0 ×
2 Effetive seat depth (milimetres) 450 400 × 400 ×
3 Effective seat width (milimetres) 450 450 ˅ 410 ×
4 Seat surface height at front edge (milimetres) 520 470 × 500 ×
5 Back support angle [backrest angle] (degrees) 10 0 × 0 ×
6 Back support height [backrest height] (milimetres) 420 440 × 450 ×
7 Handgrip height (milimetres) 950 860 × 900 ×
8 Back support width [backrest width] (milimetres) 450 450 ˅ 410 ×
Footrest to seat (milimetres) 450 370 × 460 ×
BUT NO LESS THAN : Footrest clearance (milimetres) 40 120 ˅ 30 ×
10 Footrest length (milimetres) 250 220 × 200 ×
11 Armrest height (milimetres) 200 240 × 290 ×
12 Front of armrest to back support [front of armrast to backrest] (milimetres) 320 370 × 400 ×
13 Handrim diameter (milimetres) 530 500 × 500 ×
14 Manoeuvring wheel diameter [propelling wheel diameter] (milimetres) 610 550 × 590 ×
15 Wheelbase (milimetres) 400 370 × 530 ×
16 Camber (degrees) 0 0 ˅ 0 ˅
17 Horizontal location of wheel axle (milimetres) 20 0 × 0 ×
18 Vertical location of wheel axle (milimetres) 184 200 × 230 ×
19 Castor wheel diameter (milimetres) 175 175 ˅ 200 ×
20 Castor trail (milimetres) 50 65 × 40 ×
21 Track of drive wheel or manoeuvring wheels [drive wheel track width] Mid-position Mid-position ˅ Mid-position ˅ 22 Track of castor wheels or pivot wheels [castor wheel track width] Mid-position Mid-position ˅ Mid-position ˅ 23 Movable wheel, horizontal position [castor stem housing position, horizontal] Mid-position Mid-position ˅ Mid-position ˅ 24 Movable wheel, vertical position [castor stem housing position,vertical Mid-position Mid-position ˅ Mid-position ˅ 25 Movable wheel, vertical axle position [castor wheel axle position, vertical] Mid-position Mid-position ˅ Mid-position ˅
26 Castor rake [castor stem angle, fore-aft plane] (degrees) Vertical +1/-0 0 ˅ 0 ˅
27 Castor cant [castor stem angle, lateral plane] (degrees) Vertical +- 0,5 0 ˅ 0 ˅
12 15 8 19
No Item
9
Kursi Roda
Kesesuaian Kesesuaian
Jumlah Item yang Sesuai
IV - 3IB
IV -4
Dari 27 item yang diukur dan dibandingkan dengan ISO 7176-5, kursi roda A mempunyai 12 item yang sesuai dengan ISO 7176-5, sedangkan kursi roda B hanya mempunyai 8 item yang sesuai dengan ISO 7176-5. Karena tujuan dari pengembangan produk dengan konsep baru yang lebih baik menggunakan VE, maka desain referensi diambil dari yang paling baik yang tersedia di pasar komersial yaitu kursi roda A.
4.2 Penyesuaian Dimensi Kursi Roda dengan ISO 7176-5
Langkah selanjutnya adalah penyesuaian dimensi kursi roda A dengan ISO 7176-5. Terdapat 15 item yang harus disesuaiakan dengan ISO 7176-5 diantaranya seat plane angle, effective seat depth, back support angle [backrest angle], back support height [backrest height] dan handgrip height. Hasil penyesuaian kursi roda A dengan ISO 7176-5 ditunjukkan pada gambar 4.2
Gambar 4.2 Kursi Roda A yang sesuai ISO 7176-5
4.3 Perbaikan Konsep Tahap 2
Perbaikan konsep tahap 2 dilakukan dengan tujuan menyederhanakan bentuk rangka awal agar material dan berat berkurang sehingga harga dapat bersaing di pasar komersial. Penentuan perbaikan ini dilakukan dengan metode VE . Metode VE merupakan metode yang digunakan untuk mencapai fungsi dasar alat tetapi
IV -5
informasi, analisis fungsi, kreatif, evaluasi, pengembangan, dan rekomendasi.
4.3.1 Tahap Informasi
Pada tahap ini, dikumpulkan beberapa informasi terkait kebutuhan pembuatan ide. Informasi didapatkan dari pengukuran dimensi kursi rodayang sudah dilakukan pada perbaikan konsep tahap 1 dan pengamatan langsung terhadap kursi roda A dan B.
Pengamatan ini fokus terhadap 4 komponen pada kursi roda, yaitu rangka, brake (rem), armrest dan wheelbase. Kondisi kursi roda A disajikan pada gambar 4.3 dan hasil pengamatan langsung terhadap kursi roda A disajikan pada tabel 4.2.
Gambar 4.3 Kursi Roda A
IV -6
Tabel 4.2 Hasil Pengamatan Langsung Kursi Roda A
Dari tabel 4.2, diketahui bahwa pengguna merasa kesulitan saat mengoperasikan kursi roda A. Hal itu disebabkan karena rangka terlalu berat, sehingga pengguna memerlukan lebih banyak usaha dalam menggerakan kursi roda. Pengamatan selanjutnya adalah pada bagian armrest yang terlalu tinggi.
Ketinggian armrest yang diamati sama dengan tinggi ketiak tubuh pengguna, sehingga pengguna sering merasa kelelahan saat mengoperasikan kursi roda.
Komponen lain yang diamati adalah wheelbase. Wheelbase adalah jarak antara pusat rear wheel dan castor. Wheelbase hasil pengamatan terhadap kursi roda A terlalu dekat, sehingga stabilitas kursi roda menurun.
Armrest yang terlalu tinggi ini sudah bisa diperbaiki dengan cara menurukan ketinggian armrest sesuai ISO 7176-5. Hal serupa juga terjadi pada wheelbase, dimana perbaikan wheelbase sudah bisa diperbaiki dengan menyesuaikan wheelbase dengan ISO 7176-5 dan dapat meningkatkan stabilitas. Komponen lain yang perlu dilakukan perbaikan adalah rangka yang terlalu berat dan kompleks.
Rangka baru pada kursi roda usulan, harus lebih sederhana sehingga berat rangka dapat berkurang dan pengoperasian kursi roda menjadi lebih mudah.
4.3.2 Tahap Analisis Fungsi
Tahap analisis fungsi dilakuakn menggunakan diagram Function Analysis System Technique (FAST). Langkah-langkah yang dilakukan dalam menyusun diagram FAST adalah dengan menggunakan dua buah pertanyaan yaitu bagaiamana (How) dan mengapa (Why) serta menuliskan fungsi yang kemudian akan ditentukan
No
Komponen yang diamati
Hasil Pengamatan Penyebab Akibat
1 Rangka Pengguna merasa kesulitan saat mengoperasikan kursi roda
Rangka terlalu berat dan kompleks
Memerlukan lebih banyak upaya untuk menggerakan kursi roda.
2 Armrest Terlalu tinggi dari tempat duduk Standar pabrik yang tidak sesuai ISO 7176-5
Pengguna merasa kelelahan saat mengoperasikan kursi roda
3 Wheelbase
Wheelbase (jarak antara pusat rear wheel dan castor ) terlalu dekat
Standar pabrik yang tidak
sesuai ISO 7176-5 Stabilitas berkurang
IV -7
inginkan. Tahap Analisis Fungsi dengan diagram FAST ini dibagi menjadi 2 cara yaitu :
1. Menghilangkan bagian dengan fungsi sama
Apabila dalam diagram FAST kursi roda awal terdapat fungsi rangka yang sama, maka rangka tersebut bisa dihilangkan salah satu atau digabung.
2. Modifikasi Geometri
Apabila tidak ada bagian rangka yang mempunyai fungsi yang sama, maka penyederhanaan rangka kursi roda bisa dilakukan dengan cara memodifikasi geometri.
Sebelum pembuatan diagram FAST, rangka utama kursi roda harus di pecah menjadi beberapa bagian. Bagian-bagian kursi roda manual ditunjukan pada gambar 4.4
IV -8
Keterangan : 1. Handgrip Bar 2. Arm Support Bar 3. Back Support Bar 4. Front Arm Support
Stay
5. Rear Wheel Mount Bar
6. Anti-titping Bar 7. Wheel Stay
8. Front Wheel Mount Bar
9. Seat Bar
10. Lower Leg Support Bar
11. Footrest Frame 12. Lower Leg Support
Stay 13. Cross Bar
Nama bagian dan fungsi:
1. Handgrip Bar
Fungi utama dari handgrip bar adalah untuk mendorong kursi roda dan juga sebagai kerangka utama handgrip.
2. Arm support Bar
Fungsi utama dari arm support bar adalah sebagai kerangka utama arm support (sandaran tangan), menopang tangan pengguna dan menopang batang belakang (Back support Bar – Rear wheel mount Bar).
3. Back support Bar
Gambar 4.4 Kursi Roda Manual dan Bagiannya
IV -9
support bar (sandaran), menopang pungung penggung pengguna, menopang arm support bar (bagian belakang), dan menopang seat bar bagian belakang.
4. Front Arm Support Stay
Front arm support Stay adalah bagian depan dari arm support bar yang berfungsi menopang arm support bar, menopang seat bar bagian depan dan menopang lower leg support bar bagian depan.
5. Rear Wheel Mount Bar
Rear wheel mount bar berfungsi sebagai tempat memasang as rear wheel dan menopang lower leg support bar bagian belakang.
6. Anti-tiping Bar
Fungsi utama dari anti-tiping bar ini adalah mempermudah mobilitas kursi saat menaiki tangga.
7. Wheel stay
Wheel stay dari kursi roda ini berfungsi mempertahankan posisi rear wheel dan castor, menopang cross bar (bagian bawah), menopang Rear wheel mount Bar, menopang front wheel mount bar, menopang batang belakang (Back support Bar – Rear wheel mount Bar) dan menopang batang depan (Front arm support stay – Front wheel mount Bar).
8. Front Wheel Mount Bar
Fungsi dari bagian ini adalah menopang wheel stay, front arm support stay, lower leg support bar.
9. Seat Bar
Bagian ini berfungsi sebagai batang utama seat (dudukan). Selain itu, Seat Bar juga berfungsi untuk menopang berat pengguna, batang belakang (Back support Bar – Rear wheel mount Bar) dan batang depan (Front arm support stay – Front wheel mount Bar). Seat bar ini dipasang pada bagian back support bar dan front arm support stay.
10. Lower leg support bar
Fungsi dari bagian ini adalah menopang front arm support stay, lower leg supoort stay, cross bar (bagian atas), footrest frame, batang belakang (Back support
IV -10
Bar – Rear wheel mount Bar) dan batang depan (Front arm support stay – Front wheel mount Bar).
11. Footrest Frame
Footrest frame ini berfungsi sebagai tempat memasang footrest 12. Lower leg support stay
Bagian kecil perpanjangan dari wheel stay ini berfungsi untuk mempertahankan bagian bawah dari lower leg support bar.
13. Cross Bar
Bagian kursi roda ini terletak dibawah lower leg support bar, berfungsi untuk menopang lower leg support bar, wheel stay dan membuat kursi roda bisa dilipat.
Semua fungsi-fungsi dalam kursi roda manual tersebut juga disajikan dalam bentuk tabel, yaitu tabel 4.3
IV -11
1 Handgrip Bar Mendorong kursi roda Menopang tangan pengguna
Menopang batang belakang (back support-rear wheel mount bar ) Menopang punggung pengguna
Menopang arm support bar bagian belakang Menopang seat bar bagian belakang Menopang arm support bar bagian depan Menopang seat bar bagian depan
Menopang lower leg support bar bagian depan Menopang lower leg support bar bagian belakang Menopang (tempat memasang) as rear wheel
6 Anti-tiping Bar Mempermudah mobilitas kursi roda saat menaiki tangga Mempertahankan posisi rear wheel dan castor Menopang rear wheel mount bar
Menopang cross bar (bagian bawah) Menopang front wheel mount bar
Menopang batang belakang (back support-rear wheel mount bar ) Menopang batang depan (front arm support stay-front wheel mount bar ) Menopang wheel stay
Menopang front arm support stay Menopang lower leg support bar Menopang berat pengguna
Menopang batang belakang (back support-rear wheel mount bar ) Menopang batang depan (front arm support stay-front wheel mount bar ) Menopang front arm support stay
Menopang cross bar (bagian atas) Menopang lower leg support stay Menopang footrest frame
Menopang batang belakang (back support-rear wheel mount bar ) Menopang batang depan (front arm support stay-front wheel mount bar ) 11 Footrest Frame Menopang (tempat memasang) footrest
12 Lower leg support Stay Mempertahankan posisi lower leg support bar Menopang lower leg support bar
Menopang wheel stay
Membuat kursi roda dapat dilipat Arm support Bar
2
Wheel Stay 7
Seat Bar 9
Lower leg support Bar 10
Back support Bar
Rear Wheel Mount Bar 3
5
Front Arm support Stay 4
Front Wheel Mount Bar 8
13 Cross Bar
IV -12
Gambar 4.5 Diagram FAST Kursi Roda Awal
IV – 12
IB
IV -13
Diagram FAST untuk kursi roda manual (sebelum di modifikasi) di sajikan pada gambar 4.5.Pada gambar 4.5, dijelaskan bahwa kegiatan awal dari bergerak dengan kursi roda adalah dengan mendorong handrim. Selanjutnya, handrim akan menyebabkan rear wheel bergerak. Syarat rear wheel dapat bergerak adalah rear wheel dalam kondisi tidak terhambat. Rear wheel yang bergerak merupakan input dari hub yang berputar terhadap as roda. Untuk mempertahankan posisinya as roda, rear wheel harus ditopang oleh rear wheel mount bar. Supaya tetap berada di posisinya, Rear wheel mount bar ditopang oleh lower leg support bar (bagian belakang), Anti-tiping dan Wheel Stay serta Seat Bar.
Pergerakan Rear wheel akan menyebabkan rangka bergerak lurus kedepan.
Agar rangka dapat bergerak, maka pengelasan bagian rangka harus dalam kondisi bagus dan kuat (semua bagian tersambung), alignment dudukan as tepat, pusat masaa sistem berada diantara as rear wheel dan castordan gaya berat sistem dapat melawan torsi akibat handrim. Kerangka kursi roda kanan dan kiri diperahankan oleh Cross Bar yang menopang Lower Leg Support Bar dan Wheel Stay. Lower leg support bar yang berfungsi menopang front arm support stay, cross bar (bagian atas), lower leg support stay dan footrest frame. Lower leg support Bar juga berfungsi untuk menopang batang bagian belakang dan depan. Lower leg support bar ini tidak hanya menopang, tetapi juga ditopang oleh front wheel mount bar.
Bagian front wheel mount bar tersebut juga menopang wheel stay dan Front arm support Stay. Untuk mempertahankan posisi lower leg support bar, bagian tersebut ditopang oleh lower leg support stay yang merupakan perpanjangan dari wheel stay.
Bersamaan dengan itu, anti-tiping bar dan wheel stay berfungsi untuk menopang rear wheel mount bar. Wheel stay juga berfungsi untuk mempertahankan posisi rear wheel dan castor, menopang cross bar, batang belakang dan batang depan.
Pergerakan dari handrim juga menyebabkan rear wheel menggelinding diatas lintasan. Supaya dapat menggelinding, maka rear wheel harus mencengkeram lintasan dengan baik.
Pergerakkan dari rangka kursi roda ini menyebabkan tubuh dan castor ikut bergerak. Saat pengguna duduk di kursi roda, tubuh akan ditahan oleh Armrest,
IV -14
Backrest, Seat dan Footrest. Armrest yang berfungsi menopang tangan pengguna akan ditahan oleh arm support bar yang menahan berat tangan pengguna serta menopang batang bagian belakang. Untuk tetap diposisinya, arm support bar ditopang oleh front arm support stay. Selain itu, front arm support stay juga menopang seat bar (bagian depan) dan lower leg support bar (bagian depan). Berat pengguna akan ditopang oleh seat bar. Selain itu, Seat Bar juga berfungsi untuk menopang batang belakang dan depan kursi roda. Bagian punggung pengguna ditopang oleh bagian back support bar. Back support bar ini juga menopang arm support bar dan seat bar. Selanjutnya, bagian footrest frame menopang footrest dan footrest menopang kaki pengguna. Saat tubuh bergerak, maka castor juga akan ikut bergerak. Syarat supaya castor dapat bergerak adalah Castor bisa berputar dengan baik, castor dapat menahan orientasi kemiringan rangka, pusat massa sistem berada diantara as rear wheel dan castor serta gaya berat sistem dapat melawan torsi akibat handrim. Posisi castor dapat dan rear wheel dipertahankan oleh bagian wheel stay.
input dari pergerakan castor ini adalah wheel stay yang menopang front wheel mount bar, rear wheel mount bar, cross bar (bagian bawah) dan mempertahankan posisi rear wheel dan castor.
Dari gambar 4.6 tentang diagram FAST kursi roda awal, diketahui bawah ada beberapa fungsi yang memiliki fungsi yang sama. Terdapat beberapa rangka kursi roda yang menopang bagian batang belakang dan depan. Selain itu, terdapat dua rangka yang menopang Front arm support Stay. Bagian dengan fungsi yang sama ditandai dengan kotak berwarna merah pada gambar 4.7 dan 4.8.
IV -15
Gambar 4.6 Diagram FAST Batang Belakang
IV - 15IB
IV -16
Gambar 4.6 menunjukkan diagram FAST Batang Belakang kursi roda awal.
Bagian yang ditandai dengan kotak merah adalah rangka yang menopang batang yang sama yaitu batang bagian belakang. Batang belakang ini ditopang oleh 4 bagian rangka yaitu Arm support Bar, Seat Bar, Lower leg support Bar dan Wheel Stay.
IV -17
Gambar 4.7 Diagram FAST Batang Depan
IV - 17
IV -18
Gambar 4.7 menunjukkan potongan diagram FAST kursi roda awal. Bagian yang ditandai dengan kotak merah adalah rangka yang menopang batang yang sama yaitu batang bagian depan. Batang belakang ini ditopang oleh 3 bagian rangka yaitu Seat Bar, Lower leg support Bar dan Wheel Stay.
IV -19
Gambar 4.8 Diagram FAST (Front Arm Support Stay)
IV - 19
IV -20
Pada gambar 4.8 menunjukkan potongan diagram FAST kursi roda awal.
Bagian yang ditandai dengan kotak merah adalah rangka yang menopang batang yang sama yaitu Front arm support Stay. Front arm support Stay ini ditopang oleh 2 bagian rangka yaitu Lower leg support bar dan Front wheel mount Bar.
Dari penjelasan diagram FAST yang ditunjukkan pada gambar 4.5; 4.6; 4.7;
dan 4.8 dapat dilihat bahwa beberapa rangka yang mempunyai fungsi yang sama dan dimungkinkan dapat disederhanakan. Sebelum menyederhanakan rangka tersebut, perlu diketahui besar presentase batang yang mempunyai kesamaan fungsi dan ditunjukkan pada tabel 4.4.
IV -21
Tabel 4.4 Fungsi dan Besar Proporsi
No Nama Fungsi / Nama Komponen
Mendorong Kursi Roda Menopang tangan Menopang badan (bagian atas) Menopang paha Menopang kaki Menopang Arm Support Bar Menopang Seat Bar Menopang Wheel Stay Menopang Front Wheel Mount Bar Menopang Lower Leg Support Bar Menopang Footrest Frame Menopang Cross Bar Menopang batang belakang Menopang batang depan Membuat Kursi Roda dilipat Mempertahankan bagian belakang kursi roda Jumlah
1 Handgrip Bar 1 1
2 Arm Support Bar 1 0.25 1.25
3 Back Support Bar 1 0.5 0.5 2
4 Front Arm Support Stay 0.5 0.5 1
5 Rear Wheel Mount Bar 0.5 0.33 0.83
6 Anti-tiping Bar 1 1
7 Wheel Stay 0.5 0.5 0.25 0.3 1.58
8 Front Wheel Mount Bar 0.5 0.33 0.83
9 Seat Bar 1 0.25 0.3 1.58
10 Lower Leg Support Bar 0.5 1 0.5 0.25 0.3 2.58
11 Footrest Frame 1 1
12 Lower Leg Support Stay 0.33 0.33
13 Cross Bar 1 1
Jumlah 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
IV - 21IB
IV -22
Tabel 4.4 menunjukkan besar pembebanan setiap komponen pada kursi roda yang dinyatakan dalam bentuk bilangan desimal. Nilai ini bertujuan untuk mengetahui bagian batang yang bisa dan tidak bisa dihilangkan. Kegiatan mendorong kursi roda, bagian rangka yang berperan hanya 1 yaitu Handgrip Bar sehingga diberi nilai 1. Saat kursi roda menopang tangan pengguna, bagian rangka yang berperan hanya 1 yaitu Arm Support Bar sehingga diberi nilai 1. Bagian batang yang berfungsi menopang badan bagian atas hanya Back Support Bar sehingga diberi nilai 1. Untuk bagian paha pengguna hanya ditopang oleh Seat Bar sehingga diberi nilai 1. Kegiatan menopang kaki pengguna hanya akan berlangsung ketika kaki ditopang oleh batang Footrest Frame sehingga diberi nilai 1. Arm Support Bar ditopang oleh dua batang yaitu Back Support Bar dengan nilai 0,5 dan Front Arm Support Stay dengan nilai 0,5. Artinya kegiatan menopang Arm Support Bar bisa berlangsung jika ditopang oleh dua batang tersebut. Batang Seat Bar ditopang oleh Back Support Bar dengan nilai 0,5 dan Front Arm Support Stay dengan nilai 0,5.
Wheel stay ditopang oleh 2 batang yaitu Rear Wheel Mount Bar dengan 0,5 dan Front Wheel Mount Bar dengan nilai 0,5. Untuk Front Wheel Mount Bar ditopang oleh 2 batang yaitu Wheel Stay dan Lower Leg Support Bar dengan niali masing-masing 0,5. Batang Lower Leg Support Bar ditopang oleh 3 batang yaitu Rear Wheel Mount Bar, Front Wheel Mount Bar dan Lower Leg Support Stay dengan nilai masing-masing 0,33. Footrest Frame ditopang oleh 1 batang yaitu Lower Leg Support Bar dengan nilai 1. Untuk Cross Bar kursi roda ditopang oleh 2 bagian yaitu Lower Leg Support bar dan Wheel Stay.
Bagian batang belakang yaitu dari Back Support Bar sampai Rear Wheel Mount Bar ditopang oleh 4 batang yaitu Arm Support Bar, Seat Bar, Lower Leg Support Bar dan Wheel Stay. Masing-masing batang menopang batang belakang diberi nilai 0,25 . Batang depan yang terdiri dari Front Arm Support Stay sampai Front Wheel Mount Bar ditopang oleh 3 bagian rangka yaitu Seat Bar, Lower Leg Support Bar dan Wheel Stay. Masing-masing bagian tersebut menopang batang depan dan diberi nilai sebesar 0,33. Sedangkan untuk membuat kursi roda dapat dilipat adalah fungsi dari Cross Bar dengan nilai 1 dan untuk mempertahankan bagian belakang kursi roda adalah fungsi dari Anti-tiping dengan nilai 1.
IV -23
awal adalah Lower Leg Support Bar dengan total nilai 2,58. Dari nilai yang sudah dijelaskan, batang yang bernilai 1 yaitu Handgrip Bar, Arm Support Bar, Back Support Bar, Seat Bar, Footrest Frame, Cross Bar dan Anti-tiping, tidak dapat dihilangkan karena fungsi tersebut hanya ditopang oleh satu batang saja. Dalam kasus ini, batang yang mempunyai nilai pembebanan 0,5 juga tidak dapat dihilangkan karena 2 batang tersebut menopang bagian belakang dan depan.
Selanjutnya, batang yang ditopang 3 batang yaitu Lower Leg Support Bar dan batang depan. Lower Leg Support Bar ditopang oleh Rear Wheel Mount Bar, Front Wheel Mount Bar dan Lower Leg Support Stay bernilai 0,33 dapat dihilangkan salah satu. Dari diagram FAST pada gambar 4.8 juga terlihat bahwa bagian Arm Support Stay ditopang oleh 2 batang Lower Leg Support Bar dan Front Wheel Mount Bar.
Salah satu batang ini dapat dihilangkan, jika Lower Leg Support Bar dihilangkan maka tidak ada yang menopang Footrest Frame. Jika Front Wheel Mount Bar dihilangkan maka salah satu batang yang menopang Arm Support Stay akan berkurang, namun Arm Support Stay masih masih ditopang oleh Lower Leg Support Bar. Sedangkan batang depan (Front Arm Support Stay sampai Front Wheel Mount Bar) ditopang oleh 3 batang yaitu Wheel Stay, Seat Bar, dan Lower Leg Suport Bar dengan nilai pembebanan masing-masing 0,33. Wheel Stay tidak bisa dihilangkan karena fungsinya adalah mempertahankan rear wheel dan castor. Begitu pula, Seat Bar tidak bisa dihilangkan karena berfungsi untuk menopang berat pengguna dan bernilai 1.
Dari tabel 4.4 juga diketahui bahwa batang dengan nilai terendah adalah Lower Leg Support Stay. karena mempunyai nilai terendah maka batang ini bisa dihilangkan. Penghilangan Lower Leg Support Stay akan berpengrauh terhadap nilai masing-masing batang. Pada kursi roda awal, Lower Leg Support Stay berfungsi untuk menopang Lower Leg support Bar bersama dengan Rear Wheel Mount Bar dan Front Wheel Mount Bar. Bila Lower Leg Support Stay dihilangkan maka kegiatan meopang Lower Leg Support Bar akan dilakukan Rear Wheel Mount Bar, Wheel Stay dan Front Wheel Mount Bar dengan nilai masing-masing batang adalah 0,33. (Lampiran L-3.Tabel L3.1 Penghilangan Lower Leg Support Stay)
IV -24
Dari hasil penghilangan Lower Leg Support Stay, diketahui bahwa bagian rangka yang mempunyai total nilai terbesar adalah Lower Leg Support Bar yaitu 2,58. Sedangkan bagian yang mempunyai nilai terkecil adalah Rear Wheel Mount Bar dan Front Wheel Mount Bar dengan nilai masing-masing 0,83. Walaupun memiliki nilai terendah, Rear Wheel Mount Bar ini tidak dapat dihilangkan karena berfungsi untuk menopang As Rear Wheel. Jadi yang bisa dihilangkan adalah Front Wheel Mount Bar. Jika Front Wheel Mount Bar dihilangkan, maka yang akan menopang Lower Leg Support Bar dialihkan ke bagian Wheel Stay dan Rear Wheel Mount Bar dngan nilai masing-masing 0,5. (Lampiran L-3. Tabel L3.2 Penghilangan Front Wheel Mount Bar).
Dari hasil penghilangan Front Wheel Mount Bar, diketahu bahawa batnag yang memiliki total nilai tertinggi adalah Lower Leg Support Bar yaitu 2,58 dan yang paling rendah yaitu Handgrip Bar, Front Arm Support Stay, Rear Wheel Mount Bar, Anti-tiping Bar, Footret Frame dan Cross Bar dengan masing-masing nilai 1. Lower Leg Support Bar dalam kursi roda terdiri dari 2 bagian yaitu bagian atas (dibawah Seat Bar) dan bawah (bagian Footrest). Bagian Lower Leg Support Bar atas yang berfungsi menopang Cross Bar dan Rear Wheel Mount Bar bisa dihilangkan, nantinya Cross bar dan Rear Wheel Mount Bar akan ditopang oleh Seat bar dan Wheel Stay. Lower Leg Support Bar bawah tidak dapat dihilangkan karena funngsinya menopang Footrest Frame.
Selanjutnya, batang belakang (Back Support Bar sampai Rear Wheel Mount Bar) ditopang oleh 4 bagian yaitu Arm Support Bar, Seat Bar, Lower Leg Support Bar dan Wheel Stay dengan nilai pembebanan masing-masing adalah 0,25. Salah satu dari 4 batang yang menopang batang belakang dapat dihilangkan karena mempunyai fungsi yang sama, namun perlu diperiksa akibat dari penghilangan batang-batang tersebut. Jika Arm Support Bar dan Seat Bar tidak dapat dihilangkan karena memiliki nilai 1. Jika Wheel Stay dihilangkan, maka tidak ada yang menopang Cross Bar bagian bawah, sehingga Wheel Stay tidak dapat dihilangkan.
Seperti yang sudah dijelaskan, Lower Leg Support Bar atas yang berfungsi menopang Cross Bar dan Rear Wheel Mount Bar bisa dihilangkan, nantinya Cross bar dan Rear Wheel Mount Bar akan ditopang oleh Seat bar dan Wheel Stay. Lower
IV -25
Footrest Frame. Sealin itu, batang Lower Leg Support Stay juga dpaat dihilangkan karena mempunyai nilai pembebanan paling rendah.
Jadi dari penjelasan diagaram FAST dan nilai tiap rangka, maka bagian rangka yang bisa dihilangkan adalah Lower Leg Suport Stay, Front Wheel Mount Bar dan Lower Leg Support Bar atas yang terletak di bawah Seat Bar (akan ditunjukkan pada tahap Kreatif). Karena terdapat bagian yang dihilangkan, maka diagram FAST juga berubah. Diagram FAST kursi roda usulan ditunjukkan pada gambar 4.9
IV -26
Gambar 4.9 Diagram FAST Kursi Roda Usulan
IV – 26
IB
IV -27
pada gambar 4.9.Pada gambar 4.9, dijelaskan bahwa kegiatan awal dari bergerak dengan kursi roda adalah dengan mendorong handrim. Selanjutnya, handrim akan menyebabkan rear wheel bergerak. Syarat rear wheel dapat bergerak adalah rear wheel dalam kondisi tidak terhambat. Rear wheel yang bergerak merupakan input dari hub yang berputar terhadap as roda. Untuk mempertahankan posisinya as roda, rear wheel harus ditopang oleh rear wheel mount bar. Supaya tetap berada di posisinya, Rear wheel mount bar ditopang oleh Seat Bar dan Wheel Stay.
Pergerakan Rear wheel akan menyebabkan rangka bergerak lurus kedepan.
Agar rangka dapat bergerak, maka pengelasan bagian rangka harus dalam kondisi bagus dan kuat (semua bagian tersambung), alignment dudukan as tepat, pusat masaa sistem berada diantara as rear wheel dan castor dan gaya berat sistem dapat melawan torsi akibat handrim. Kerangka kursi roda kanan dan kiri diperahankan oleh Cross Bar yang menopang Lower Leg Support Bar dan Wheel Stay. Lower leg support bar yang berfungsi menopang Seat Bar, cross bar (bagian atas), wheel stay, footrest frame an Castor Bar. Castor Bar ini adalah bagian tambahan untuk menopang Castor. Bersamaan dengan itu, wheel stay berfungsi untuk menopang rear wheel mount bar. Wheel stay juga berfungsi untuk mempertahankan posisi rear wheel dan castor, menopang cross bar, Rear Wheel Mount Bar, batang belakang dan batang depan. Pergerakan dari handrim juga menyebabkan rear wheel menggelinding diatas lintasan. Supaya dapat menggelinding, maka rear wheel harus mencengkeram lintasan dengan baik.
Pergerakkan dari rangka kursi roda ini disebabkan oleh pergerakkan badan pengguna saat mengoperasikan kursi roda dan pergerakan castor. Bagian rangka yang menopang tubuh tersebut adalah arm support bar yang menahan berat tangan pengguna serta menopang batang bagian belakang. Untuk tetap diposisinya, arm support bar ditopang oleh front arm support stay. Selain itu, front arm support stay juga menopang seat bar (bagian depan). Berat pengguna akan ditopang oleh seat bar. Selain itu, Seat Bar juga berfungsi untuk menopang Cross Bar, batang belakang dan depan kursi roda. Bagian punggung pengguna ditopang oleh bagian back support bar. Back support bar ini juga menopang arm support bar dan seat
IV -28
bar (bagian belakang). Selanjutnya, bagian footrest frame menopang footrest dan footrest menopang kaki pengguna. Pada waktu yang sama dengan pergerakan rangka, castor juga akan ikut bergerak. Syarat castor dapat bergerak adalah castor bisa berputar dengan baik, castor menahan orientasi kemiringan rangka, pusat massa sistem berada diantara as rear wheel dan castor serta gaya berat sistem dapat melawan torsi akibat handrim. Input dari pergerakan castor adalah Wheel Stay yang menopang Front Wheel Mount Bar. Wheel Stay juga menopang Rear Wheel Mount Bar dan Cross Bar. Posisi castor dapat dan rear wheel juga dipertahankan oleh bagian wheel stay. Selain itu, wheel stay juga berfungsi untuk menopang cross bar (bagian bawah) , menopang rear wheel mount bar, dan juga front wheel mount bar.
4.3.3 Tahap Kreatif
Pada tahap ini dijelaskan mengenai pengembangan alternatif rancangan kursi roda manual. Tujuan utama perancangan kursi roda manual adalah menyesuaikan ukuran kursi roda manual dengan ISO 7176-5 dan menyederhanakan bentuk rangka awal. Bentuk rangka yang sederhana dapat mengurangi berat dan pemakaian material sehingga nantinya berpengaruh pada biaya bahan baku kursi roda ini.
Pada tahap analisis fungsi telah dijelaskan bahwa penyederhanaan rangka bisa melalui 2 cara yaitu menghilangkan salah satu bagian dengan fungsi yang sama atau memodifikasi geometri rangka kursi roda awal. Dari penjelasan diagram FAST kursi roda pada gambar 4.7; 4.8 dan 4.9, terdapat beberapa batang rangka kursi roda yang mempunyai fungsi untuk menopang batang belakang, batang depan dan Front Arm Support Stay. Bagian rangka yang menopang batang belakang adalah Arm Support Bar, Seat Bar, Lower Leg Support Bar dan Wheel Stay. Bagian rangka yang menopang batang depan adalah Seat Bar, Lower Leg Support Bar dan Wheel Stay.
Sedangkan, bagian rangka yang menopang Front Arm Support Stay adalah Front Wheel Mount Bar dan Lower Leg Support Bar.
Bagian rangka yang akan dihilangkan adalah Lower Leg Support Stay, Front Wheel Mount Bar dan Lower Leg Support Bar bagian atas (terletak di bagian bawah Seat Bar). Selain menghilangkan bagian yang mempunyai fungsi yang sama, cara selanjutnya adalah memodifikasi geometri rangka. Cara ini dilakukan apabila sudah tidak terdapat rangka yang mempunyai fungsi yang sama pada kursi roda awal.
Tujuan dari penyederhanaan geometri ini adalah mengurangi pengerjaan
IV -29
dasar perancangan ulang, dihitung jumlah pengerjaan pengelasan yang terjadi pada rangka tersebut. Titik pengelasan dan bending disajikan pada gambar 4.10 dan 4.11
Gambar 4.10 Titik Pengelasan Kursi roda manual
Gambar 4.11 Titik Bending Kursi roda manual
Gambar 4.10 dan 4.11 merepresentasikan pengelasan dan bending pada satu sisi saja. Titik pengelasan dan bending pada satu sisi yang lain adalah sama.
IV -30
Penjelasan rinci mengenai titik pengelasan dan bending tersebut di sajikan pada tabel 4.5.
Tabel 4.5 Rincian Lokasi Pengelasan dan Bending
Pada tabel 4.5 terdapat jumlah total pengerjaan pengelasan dan bending serta jumlah rinciannya. Pengelasan pada kursi roda manual ini berjumlah 28 titik.
Masing-masing 14 di sisi kanan dan kiri. Jenis pengelasan ini adalah butt joint atau sambungan tumpul. Butt joint adalah jenis sambungan yang paling efisien. Bentuk alur sambungan ini sangat mempengaruhi efisiensi pengerjaan, efisiensi sambungan dan jaminan sambungan. Bentuk alur pada butt joint ini adalah U tunggal (U). Pengerjaan bending pada kursi roda A berjumlah 10 titik, dimana masing-masing sisi kanan dan kiri ada 5 pengerjaan bending yaitu pada bagian Handgrip Bar, Front Arm Support Bar, Lower Leg Support Bar, dan Wheel Stay (2 bending).
Data tentang jumlah pengerjaan pengelasan dan bending pada kursi roda manual digunakan sebagai dasar dalam melakukan penyederhanakan rangka kursi roda. Penyederhanaan ini bisa meliputi pengurangan pengelasan, bending atau keduanya. Selain itu, dimensi kursi roda A yang telah di ukur dan di jadikan inital
Jenis Pengerjaan
Jumlah total pengerjaan
Jumlah Titik Pengerjaan
2 Antara back support bar dan arm support bar
2 Antara rear wheel mount bar dan lower leg support bar 2 Antara rear wheel mount bar dan anti-tiping
2 Antara rear wheel mount bar dan as rear wheel
2 Antara front arm support bar dan lower leg support bar 2 Antara lower leg support bar dan front wheel mount bar 2 Antara front wheel mount bar dan wheel stay
2 Antara Wheel Stay dan castor
2 Antara cross bar dan lower leg support bar 2 Antara cross bar dan wheel stay
2 Antara lower leg support stay dan lower leg support bar 2 Antara lower leg support bar dan footrest frame 24
2 Handgrip 2 Arm support bar 2 Lower leg support bar 4 Wheel stay
10 Pengelasan
Bending 10
24
IV -31
A yang memiliki ukuran lebih dari yang ditentukan oleh ISO 7176-5, akan disesuaikan dengan ISO 7176-5 tersebut. Item tersebut antara lain armrest height dan front of armrest to back support [front of armrest to backrest] yang panjangnya akan dikurangi agar sesuai dengan ISO 7176-5.
Langkah selanjutnya memodifikasi geometri untuk melakukan penyederhanaan rangka kursi roda manual.
1. Rangka Awal
Gambar 4.12 Rangka Awal Kursi roda Manual
Gambar 4.12 disajikan gambar rangka awal kursi roda manual yang diteliti.
Rangka kursi roda awal terdiri dari 13 bagian yang mempunyai fungsi masing- masing. Rangka awal kursi roda manual ini akan menjadi dasar dilakukannya penyederhanaan rangka kursi roda
IV -32 2. Pengurangan Armrest Height
Gambar 4.13 Pengurangan Armrest Height
Dari hasil pengamatan dan pengukuran yang telah dilakukan, bagian rangka yang mempunyai ukuran lebih besar daripada ISO 7176-5 adalah Armrest Height.
Untuk menyesuaikan dengan ISO 7176-5, ketinggian Arm Support Bar (harus diturunkan. Perubahan ketinggian Armrest disajikan pada gambar 4.13
3. Penggabungan Arm support Bar dengan Lower leg support Bar
Gambar 4.14 Penggabungan Arm support Bar dan Lower Leg Support Bar
IV -33
dan Lower leg support Bar adalah bagian yang terpisah dan disambung dengan las.
Usulan penyederhanaan rangka yang berikutnya adalah menggabungkan bagian Front arm support Stay dengan Lower leg support Bar. Penggabungan tersebut tidak memerlukan pengelasan sehingga tiitk pengelasan berkurang satu.
Penggabungan antara Front arm support Stay dengan Lower leg support Bar ditunjukkan pada gambar 4.14.
4. Pemberian sudut pada Back support Bar dan Seat Bar
Gambar 4.15 Pemberian sudut pada Back Support Bar dan Seat Bar
Dari hasil pengamatan dan pengukuran langsung terhadap kursi roda manual, sudut Back Support Bar dan Seat Bar pada kursi roda manual tidak memiliki kemiringan. Sedangkan, dalam ISO 7176-5, backrest (sandaran punggung) atau Back support Bar (kerangka backrest) harus memiliki sudut 10˚ sehingga perbaikan rangka kursi roda awal adalah menambah sudut pada backrest (sandaran punggung) atau Back support Bar (kerangka backrest) sebesar 10˚. Karena penambahan sudut ini, maka penyambungan bagian Back support Bar dan Rear wheel mount Bar harus dilas. Selain itu, Seat Bar juga harus mempunyai sudut sebesar 4˚ supaya sesuai dengan ISO 7176-5. Perubahan sudut pada backrest (sandaran punggung) atau Back support Bar (kerangka backrest) dan Seat Bar yang ditunjukkan pada gambar 4.15.
IV -34 5. Penyederhanaan bentuk Wheel Stay
Gambar 4.16 Penyederhanaan bentuk Wheel Stay dan Cross Bar Gambar 4.16 menunjukkan penyederhanaan bentuk Wheel Stay dan Cross Bar. Pada rangka awal, Wheel Stay terletak pada satu garis lurus dengan Anti-tiping Bar. Namun, Wheel Stay tersebut tidak berbentuk lurus, melainkan terdapat dua bending (seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.12). Wheel Stay ini tidak dapat dihilangkan, karena fungsinya adalah mempertahankan posisi rear wheel dan castor. Walaupun tidak dapat dihilangkan, bentuk dari Wheel Stay ini bisa disederhanakan. Bagian bending pada Wheel Stay bisa dihilangkan, sehingga bentuk Wheel Stay adalah lurus. Posisi dari Wheel Stay juga dapat di ubah, yaitu satu garis dengan posisi As Rear Wheel sehingga sedikit naik mendekati Seat Bar.
Karena Wheel Stay posisinya diubah, maka batang Anti-tiping adalah hasil bending dari Rear wheel mount Bar. Penyederhanaan bentuk Wheel Stay ini tidak menghilangkan fungsi awalnya.
Lower Leg Support Bar pada bagian atas juga mengalami reduksi, sehingga bagian yang bertugas menopang Cross Bar pada kursi roda usulan adalah Seat Bar.
Perubahan juga terjadi pada jumlah Cross Bar, yang awalnya hanya berjumlah dua buah menjadi tiga buah agar struktur lebih kuat. Pertimbangan peletakan Cross Bar ini sesuai dengan posisi duduk pengguna yang condong ke belakang karena Seat Bar mempunyai sudut sebesar 4˚.
IV -35
Gambar 4.17 Perubahan Jarak antara As Rear Wheel dan Seat Bar
Pada kursi roda awal, tidak terdapat jarak antara As Rear Wheel dan Seat Bar.
Di dalam ISO 7176-5, jarak antara As Rear Wheel dan Seat Bar adalah sebesar 20mm. Perubahan ini ditandani dengan garis merah pada gambar 4.17.
7. Rangka Baru Kursi roda usulan
Gambar 4.18 Rangka Baru Kursi roda Manual
Dari penyederhanaan yang telah dilakukan maka bentuk akhir rangka kursi roda usulan ditunjukkan pada gambar 4.18. Cross Bar berjumlah 3 batang untuk
IV -36
menopang berat pengguna, Seat Bar dan Wheel Stay. Sudut pada Backrest sebesar 10˚ dan sudut pada Seat Bar adalah 4˚. Seat Bar pada rangka usulan ini juga mendapatkan tambahan fungsi yaitu menopang berat pengguna dan menopang Cross Bar (bagian atas) sehingga rangka usulan lebih sederhana.
Rangka kursi roda yang sudah dilakukan penyederhanaan, mempunyai bagian-bagian yang berbeda dengan rangka awal. Gambar dan nama bagian rangka kursi roda yang baru ditunjukkan pada gambar 4.19.
Keterangan : 1. Handgrip Bar 2. Arm Support Bar 3. Back Support Bar 4. Front Arm Support
Stay
5. Rear Wheel Mount Bar
6. Anti-tiping Bar 7. Wheel Stay
8. Lower Leg Support Bar
9. Seat Bar 10. Cross Bar 11. Footrest Frame 12. Castor Bar Nama bagian dan fungsi:
1. Handgrip Bar
Fungi utama dari handgrip bar adalah mendorong kursi roda dan sebagai kerangka utama handgrip.
2. Arm support Bar
Fungsi utama dari arm support bar adalah menopang tangan pengguna dan sebagai kerangka utama arm support (sandaran tangan) dan.
3. Back support Bar
Gambar 4.19 Kursi Roda Usulan dan Bagiannya
IV -37
support bar (sandaran), menopang arm support bar bagian belakang, seat bar bagian belakang, dan punggung pengguna.
4. Front Arm Support Stay
Front arm support stay adalah bagian depan dari arm support bar yang berfungsi menopang arm support bar bagian depan dan seat bar bagian depan.
5. Rear Wheel Mount Bar
Rear wheel mount bar berfungsi sebagai tempat memasang as rear wheel dan menopang Wheel Stay bagian belakang.
6. Anti-tiping bar
Fungsi utama dari anti-tiping bar ini adalah mempertahankan posisi kursi roda agar tidak jatuh ke belakang.
7. Wheel stay
Wheel stay dari kursi roda ini berfungsi mempertahankan posisi rear wheel dan castor, menopang cross bar (bagian bawah), dan menopang Front wheel mount Bar.
8. Lower leg support Bar
Fungsi dari bagian ini adalah menopang Seat Bar bagian depan, Wheel Stay bagian depan, Castor Bar dan Footrest Frame
9. Seat Bar
Bagian ini berfungsi sebagai batang utama seat (dudukan) dan menopang berat pengguna. Selain itu, Seat Bar juga menopang Cross Bar (bagian atas). Seat Bar ini dipasang pada bagian back support bar dan front arm support stay.
10. Cross Bar
Bagian kursi roda ini terletak dibawah Lower leg support Bar, berfungsi menopang Seat Bar, Wheel Stay dan membuat kursi roda dapat dilipat.
11. Footrest Frame
Footrest frame ini berfungsi sebagai tempat memasang footrest 12. Castor Bar
Bagian ini berfungsi untuk menopang castor.
Semua fungsi rangka kursi roda usulan disajikan dalam bentuk tabel yaitu tabel 4.6.
IV -38
Tabel 4.6 Nama Komponen dan Fungsi Kursi roda Usulan
Nama dan bagian rangka baru kursi roda usulan ini berbeda dengan kursi roda awal. Bagian rangka yang hilang dari kursi roda awal adalah Front Wheel Mount Bar dan Lower leg support Stay. Fungsi dari Front Wheel Mount Bar pada kursi roda awal yaitu menopang Wheel Stay dan Lower leg support Bar. Sedangkan fungsi dari Lower leg support Stay adalah mempertahankan posisi Lower leg support Bar. Fungsi tersebut tidak hilang walaupun kedua bagian rangka dihilangkan. Pada kursi roda usulan, Wheel Stay dan Lower leg support Bar saling menopang satu sama lain, sehingga tidak memerlukan tambahan rangka untuk menopang kedua bagian tersebut.
Bagian yang tidak terdapat pada kursi roda awal, namun terdapat di kursi roda usulan adalah Castor Bar. Pada kursi roda awal, pemasangan castor dilas pada bagian Wheel Stay, namun pada kursi roda usulan, castor tidak bisa langsung dipasang pada Wheel Stay, namun harus melalui Castor Bar. Karena rangka dan desain berubah dari kursi roda awal, maka pengelasan dan pada kursi roda usulan
No Nama Komponen Fungsi
1 Handgrip Bar Mendorong kursi roda 2 Arm support Bar Menopang tangan pengguna
Menopang punggung pengguna
Menopang Arm support Bar bagian belakang Menopang Seat Bar bagian belakang Menopang Arm support Bar bagian depan Menopang Seat Bar bagian depan
Menopang (tempat memasang) as rear wheel Menopang Wheel Stay bagian belakang
6 Anti-tiping Bar Mempertahankan posisi kursi roda agar tidak jatuh ke belakang Mempertahankan posisi rear wheel dan castor
Menopang Lower leg suport Bar Menopang cross bar (bagian bawah) Menopang Seat Bar bagian depan Menopang Wheel Stay bagian depan Menpang footrest frame
Menopang castor bar Menopang berat pengguna Menopang cross bar (bagian atas) Menopang seat bar
Menopang wheel stay
Membuat kursi roda dapat dilipat 11 Footrest Frame Menopang (tempat memasang) footrest 12 Castor Bar Menopang castor
Seat Bar 9
5 Rear wheel mount Bar
Wheel Stay 7
Lower leg support Bar 8
3 Back support Bar
4 Front arm support Stay
Cross Bar 10
IV -39 disajikan pada gambar 4.21.
Gambar 4.20 Titik Pengelasan Kursi roda Usulan
Gambar 4.21 Titik Bending Kursi roda Usulan Rincian lokasi pengelasan dan bending disajikan pada tabel 4.7
IV -40
Tabel 4.7 Rincian Lokasi Pengelasan dan Bending
Dari tabel 4.7 diketahui bahwa jumlah total pengerjaan las adalah 24 titik.
Jumlah ini sama dengan jumlah pengerjaan las pada rangka kursi roda awal, hanya saja berbeda lokasi pengelasan. Perbedaan yang lain terdapat pada bagian jumlah pengerjaan bending yaitu menjadi 6 bending dari awalnya 10 titik pengerjaan bending.
Dengan berkurangnya kriteria pengerjaan bending, maka tujuan perancangan ulang kursi roda manual telah tercapai yaitu dimensi yang sesuai dengan ISO 7176- 5 dan rangka yang dibuat lebih sederhana. Perubahan bagian rangka juga menyebabkan nilai proporsi masing-masing bagian berubah. Nilai pembebanan rangka pada kursi roda usulan akan ditunjukkan pada tabel 4.8.
Jenis Pengerjaan
Jumlah total pengerjaan
Jumlah Titik Pengerjaan
2 Antara Back support Bar dan Arm support Bar 2 Antara Back support Bar dan Seat Bar 2 Antara Rear wheel mount Bar dan Wheel Stay 2 Antara Rear wheel mount Bar dan as rear wheel 2 Antara Front arm support Bar dan Seat Bar 2 Antara Lower leg support Bar dan Wheel Stay 3 Antara Seat Bar dan Cross Bar
3 Antara Wheel Stay dan Cross Bar
2 Antara Lower leg support Bar dan Castor Bar 2 Antara Back support Bar dan Rear wheel mount Bar 2 Antara Lower leg support Bar dan Footrest Frame 24
2 Handgrip 2 Anti-tiping
2 Front arm support stay 6
Pengelasan
Bending 6
24
IV -41
Tabel 4.8 Fungsi, Komponen dan Nilai Proporsi
No Nama Fungsi / Nama Komponen
Mendorong Kursi Roda Menopang tangan Menopang badan (bagian atas) Menopang paha Menopang kaki Menopang Arm Support Bar Menopang Seat Bar Menopang Wheel Stay Menopang Lower Leg Support Bar Menopang Footrest Frame Menopang Cross Bar Menopang Castor Menopang batang belakang Menopang batang depan Membuat Kursi Roda dilipat Mempertahankan bagian belakang kursi roda Jumlah
1 Handgrip Bar 1 1
2 Arm Support Bar 1 0.33 1.33
3 Back Support Bar 1 0.5 0.5 2
4 Front Arm Support Stay 0.5 0.5 1
5 Rear Wheel Mount Bar 0.5 0.5
6 Anti-tiping Bar 1 1
7 Wheel Stay 1 0.5 0.33 0.5 2.33
8 Seat Bar 1 0.5 0.33 0.5 2.33
9 Lower Leg Support Bar 0.5 1 1.5
10 Footrest Frame 1 1
11 Cross Bar 1 1
12 Castor Bar 1 1
Jumlah 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.99 1 1 1
IV - 41IB
IV -42
Tabel 4.8 menunjukkan besar pembebanan setiap komponen pada kursi roda yang dinyatakan dalam bentuk bilangan desimal. Dari tabel 4.9 juga diketahui bahwa nilai rangka tertinggi adalah Wheel Stay dan Seat Bar dengan nilai masing- masing 2,33. Sedangkan, batang dengan total nilai terendah adalah Rear Wheel Mount Bar yaitu 0,5. Bagian batang yang berfungsi untuk mendorong kursi roda hanya Handgrip Bar dan diberi nilai 1. Untuk batang yang berfungsi menopang tangan pengguna hanya Arm Support Bar dengan nilai 1. Bagian batang yang berfungsi menopang badan bagian atas adalah Back Support Bar dan diberi nilai 1.
Untuk bagian paha pengguna ditopang oleh Seat Bar dengan nilai 1. Kaki pengguna ditopang oleh batang Footrest Frame dengan nilai 1. Arm Support Bar ditopang oleh dua batang yaitu Back Support Bar dengan nilai 0,5 dan Front Arm Support Stay dengan nilai 0,5. Batang Seat Bar ditopang oleh Back Support Bar dengan nilai 0,5 dan Front Arm Support Stay dengan nilai 0,5.
Wheel stay ditopang oleh 2 batang yaitu Rear Wheel Mount Bar dengan 0,5 dan Lower Leg Support Bar dengan nilai 0,5. Batang Lower Leg Support Bar hanya ditopang oleh 1 batang yaitu Wheel Stay (bagian depan) dengan nilai 1 karena bentuk Lower Leg Support Bar adalah perpanjangan Front Arm Support Stay.
Footrest Frame ditopang oleh 1 batang yaitu Lower Leg Support Bar dengan nilai pembebanan 1. Untuk Cross Bar kursi roda ditopang oleh 2 bagian yaitu Seat Bar dan Wheel Stay karena bagian Lower Leg Support Bar atas yang terletak di bawah Seat Bar sudah dihilangkan. Pada kursi roda usulan ini terdapat satu fungsi baru yaitu menopang Castor dan castor ini ditopang oleh Castor Bar dengan nilai 1.
Bagian batang belakang yaitu dari Back Support Bar sampai Rear Wheel Mount Bar ditopang oleh 3 batang yaitu Arm Support Bar, Seat Bar dan Wheel Stay.
Masing-masing batang menopang batang belakang sebesar 0,33. Batang depan yang terdiri dari Front Arm Support Stay sampai Lower Leg Support Bar ditopang oleh 2 bagian rangka yaitu Seat Bar dan Lower Leg Support Bar. Masing-masing bagian tersebut menopang batang depan sebesar 0,5. Sedangkan untuk membuat kursi roda dapat dilipat adalah fungsi dari Cross Bar dengan nilai 1 dan untuk mempertahankan bagian belakang kursi roda adalah fungsi dari Anti-tiping dengan nilai 1.
IV -43 4.3.4 Tahap Evaluasi
Pada tahap ini dijelaskan mengenai proses penyeleksian terhadap masing- masing alternatif yang didapatkan dari tahap sebelumnya yaitu tahap kreatif.
Evaluasi didasarkan pada penilaian VE yaitu dengan menghitung performance dan biaya kursi roda awal dengan kursi roda usulan.
Perhitungan value adalah hasil dari pembagian performance dan biaya. Besar performance untuk kursi roda awal dan usulan diambil dari besar displacement yang terjadi pada struktur rangka kursi roda. Sebelum mengetahui besar displacement, maka terlebih dahulu digambarkan gaya-gaya yang bekerja pada orang duduk.
a. Penjabaran Gaya pada masing-masing batang kursi roda Gambar penjabaran gaya disajikan pada gambar 4.22.
Gambar 4.22 Penjabaran Gaya pada Kursi Roda
IV -44 1. Gaya pada Back Support Bar
Gambar 4.23 Gaya pada Back Support Bar
Besar sudut antara Back Support Bar dan Seat Bar adalah 10˚ . Gaya yang bekerja pada Back Support Bar disebut sebagai F1. F1 ini adalah besar gaya pada bagian Torso (dada) dan diuraikan ke arah sumbu x dan y. Gaya yang langsung mengenai batang Back Support Bar adalah F1 sin 10˚, sedangkan F1 cos 10˚
mengenai batang Seat Bar. Jadi, gaya yang dihitung pada Back Support Bar adalah F1 sin 10˚.
2. Gaya pada Seat Bar
Gambar 4.24 Gaya pada Seat Bar
Sudut pada rangka Seat Bar adalah sebesar 4˚, karena besar sudut ini relatif kecil maka sudut pada rangka Seat Bar ini dapat diabaikan dan diasumsikan datar.
Gaya utama yang bekerja pada rangka Seat Bar adalah gaya pada Thigh (paha) dan disebut sebagai F2. Selain F2, terdapat gaya lain hasil penguraian dari F1 cos 10˚
yang mengenai batang Seat Bar. F1 cos 10˚ diuraikan ke arah sumbu x dan y yaitu menjadi F1 cos 10˚ cos 10˚ dan F1 cos 10˚ sin 10˚.
IV -45
Seat Bar dilengkapi dengan strap yang menopang berat paha pengguna.
Ketika menopang beban paha, maka strap ini cenderung melengkung ke bawah.
Gaya yang bekerja pada strap ditunjukkan pada gambar 4.25.
Gambar 4.25 Gaya pada Strap
Gaya kebawah adalah hasil dari penjumlahan dari F2 dan F1 sin 10 cos 10 (selanjutnya disebut Δ) yang menekan strap. Sudut antara perubahan strap dan baut dinyatkan dalam α. Karena Δ menekan di bagian tengah strap, maka gaya strap akan tertarik ke tengah. Gaya F2 + F1 cos 10 cos 10 mengalami pembagian di kanan dan kiri yang ditahan oleh baut, sehingga pada masing-masing strap (kanan dan kiri), gaya yang terjadi adalah hasil dari
( Δ 5 𝐵𝑎𝑢𝑡 2)
sin α
4. Gaya pada Footrest Frame
Gambar 4.26 Gaya pada Footrest
Footrest menahan beban telapak kaki pengguna. Gaya yang bekerja pada Footrest Frame dinyatakan sebagai F3. F3 ini masih diuraikan ke arah sumbu x dan y, ssehingga gaya yang bekerja pada sumbu y adalah F3 cos 10 dan gaya yang bekerja pada sumbu x adalah F3 sin 10.
IV -46 5. Gaya pada Armrest
Gambar 4.27 Gaya pada Armrest
Besar sudut pada Armrest adalah 4˚ (karena sejajar dengan Seat Bar), karena besar sudur ini relatif kecil maka dapat diasumsikan bahwa Armrest datar. Gaya yang diterima oleh bagian Armrest disebut sebagai F4. Karena arahnya gayanya tegak lurus dengan Armrest, maka F4 ini tidak perlu dijabarkan ke dalam sumbu x dan y.
b. Perhitungan biomekanika pengguna kursi roda.
Menurut Chaffin & Anderson (1999), tubuh manusia dibagi 4 segment yaitu Head and Neck, Torso, Arm dan Leg. Head and Neck terdiri dari 2 bagian yaitu Head dan Neck. Untuk Torso terdiri dari 3 bagian yaitu Thorax, Lumbar dan Pelvis.
Arm terdiri dari 3 bagian yaitu Upper Arm, Fore Arm dan Hand. Dan Leg terdiri dari Thigh, Shank dan Foot. Rancangan kursi roda usulan dibuat berdasarkan pengguna dengan massa grup II yaitu 50 sampai 125 kg. Untuk menghitung besar prensentase dan proporsi massa tubuh, maka massa yang dijadikan acuan untuk perhitungan adalah 125 kg supaya penilaian kekuatan rancangan lebih aman dan mengakomodir pengguna dengan massa maksimum pada grup II. Hasil perhitungan presentase dan proporsi massa tubuh ditunjukkan pada tabel 4.9.
IV -47
Dari hasil perhitungan pada tabel 4.9, diketahui bahwa Head and Neck mempunyai proporsi massa tubuh sebesar 10,50 kg. Torso mempunyai proporsi massa tubuh sebesar 62,50 kg. Proporsi massa tubuh untuk Arm dibagi per bagian yaitu Upper Arm dengan nilai 3,5 kg; Fore Arm dengan nilai 2,12 kg dan Hand dengan nilai 0,75 kg. Sedangkan Leg dibagi per bagian yaitu Thigh sebesar 12,5 kg;
Shank sebesar 5,38 kg dan Foot sebesar 1,75 kg.
c. Perhitungan Gaya yang ditopang oleh masing-masing batang
Setelah mengetahui masing-masing proporsi bagian tubuh, maka dapat dilakukan perhitungan gaya yang bekerja pada masing-masing batang.
1. Gaya pada Back Support Bar Back Support Bar = F1 sin 10˚
=((massa Head and Neck + Torso) x gravitasi)) sin 10˚
= (73 kg x 10 m/s2) x 0,174
= 127,02 N
= 127,02 N / 2
= 63,51 N
2. Gaya pada Seat Bar dan Strap
Δ
= F2 +(( F1 cos 10˚ cos 10˚) / 2)Total Body Weight
Group Segment Body Weight
Kanan Kiri
Head 73,80%
Neck 26,20%
Thorax 43,80%
Lumbar 29,40%
Pelvis 26,80%
Upper Arm 54,90% 2,80% 2,80% 3,50 3,50
Fore Arm 33,30% 1,70% 1,70% 2,12 2,12
Hand 11,80% 0,60% 0,60% 0,75 0,75
Thigh 63,70% 10,00% 10,00% 12,50 12,50
Shank 27,40% 4,30% 4,30% 5,38 5,38
Foot 8,90% 1,40% 1,40% 1,75 1,75
Massa Tubuh 100,00% 125,00
Proporsi Masa Tubuh (kg)
Head and neck 8,40% 8,40% 10,50
Torso 50,00% 50,00% 62,50
Total Arm 5,10%
Total Leg 15,70%
