Proposol TA Based on Proposal PKM-KC

ARON (ARM POWER AND STRENGTH

ENHANCER EXOSKELETON) RANGKA

PENINGKAT TENAGA KEKUATAN LENGAN

MANUSIA TERPADU

Proposal Tugas Akhir

Diploma III Program Studi Teknik Mesin

Di Jurusan Teknik Mesin

Oleh :

Hotma Bayu Adwika NIM. 1212010064

Ikhsan Arif Gumelar NIM. 1212010067

Salma Fauzia NIM. 1212010086

Fahmi Maulana NIM. 1212010055

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2014

ii

ARON (ARM POWER AND STRENGTH

ENHANCER EXOSKELETON) RANGKA

PENINGKAT TENAGA KEKUATAN LENGAN

MANUSIA TERPADU

Diajukan oleh

Hotma Bayu Adwika NIM. 1212010064

Ikhsan Arif Gumelar NIM. 1212010067

Salma Fauzia NIM. 1212010086

Fahmi Maulana NIM. 1212010055

Disetujui oleh

Team Tugas Akhir Program Studi Teknik Mesin

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2014

iii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... ii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii

BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah .............................................................................. 3

1.3 Tujuan ................................................................................................... 3

1.3.1 Tujuan Umum ................................................................................ 3

1.3.2 Tujuan Khusus ............................................................................... 3

1.4 Pembatasan Masalah ............................................................................. 3

1.5 Manfaat ................................................................................................. 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 5

2.1 Studi Pustaka......................................................................................... 5

2.2 Landasan Teori ..................................................................................... 9

2.2.1 Sambungan .................................................................................... 9

2.2.2 Angka Keamanan .......................................................................... 9

2.2.3 Bantalan ....................................................................................... 10

2.2.4 Sistem Pneumatik ........................................................................ 11

BAB 3 METODE PELAKSANAAN ................................................................... 14

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ................................................... 16

4.1 Anggaran Biaya .................................................................................. 16

4.2 Jadwal Kegiatan .................................................................................. 17

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 18

LAMPIRAN 1. BIODATA MAHASISWA ......................................................... 20

LAMPIRAN 2. GAMBAR TEKNOLOGI YANG AKAN DIKEMBANGKAN 21

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tak dapat dimungkiri jika perkembangan teknologi masa kini berkembang

sangat pesat. Hal ini dapat dibuktikan dengan banyaknya inovasi-inovasi yang telah

dibuat di dunia ini oleh para ilmuwan dan insinyur (Risal, 2013). Salah satu jenis

teknologi yang mengalami pertumbuhan yang pesat adalah teknologi di bidang

mekatronika, khususnya teknologi exoskeleton. Ide penggunaan exoskeleton

sebagai alat bantu manusia dimulai pada tahun 1890 ketika sebuah perlengkapan

exoskeleton digunakan untuk memfasilitasi orang untuk bekerja, berlari dan

meloncat. Sejauh ini, bermacam-macam jenis exoskeleton telah dikembangkan

untuk berbagai tujuan contohnya adalah untuk menopang dan melindungi kerangka

manusia, untuk membawa barang-barang berat dan untuk membantu manusia

dalam kehidupan sehari-hari (Pan Min, 2011). Exoskeleton dirancang untuk dipakai

pada tubuh manusia dan dapat mengikuti gerakan manusia, serta memberikan

tenaga atau torsi tambahan pada pemakainya. Secara non-teknis, exoskeleton

berguna untuk membantu orang-orang yang secara fisiknya lemah atau sudah

menua, membantu penyembuhan pada orang yang memiliki penyakit pelemahan

lengan akut, dapat merehabilitasi orang-orang yang cedera karena kecelakaan

ataupun perang (Papadopoulos, 2007).

Salah satu pemanfaatan teknologi exoskeleton yang tepat guna adalah untuk

meningkatkan kemampuan manusia dalam bekerja dengan beban-beban berat.

Exoskeleton dapat digunakan untuk para pekerja bangunan, konstruksi,

pertambangan, maupun pekerjaan berat lainnya untuk mengurangi angka

kecelekaan kerja nasional yang masih tinggi jika dibandingkan dengan negara-

negara lainnya. Berdasarkan keterangan Direktur Pelayanan dan Pengaduan BPJS

Ketenagakerjaan, Achmad Riadi, menyatakan bahwa jumlah peserta Jamsostek

yang mengalami kecelakaan kerja sebanyak 146.219 orang berjenis kelamin laki-

laki dan 46.692 berjenis kelamin perempuan. Achmad juga menjelaskan bahwa dari

jumlah kecelakaan tersebut sebagian besar atau sekitar 69,59% terjadi di dalam

perusahaan ketika mereka bekerja, sedangkan yang di luar perusahaan sebanyak

10,26% dan sisanya atau sekitar 20,15% merupakan kecelakaan lalu lintas yang

2

dialami para pekerja. Sementara akibat kecelakaan tersebut, jumlah peserta

Jamsostek yang meninggal sebanyak 3.093 pekerja, yang mengalami sakit 15.106

orang, luka-luka 174.266 orang dan meninggal mendadak sebanyak 446 orang.

Lebih lanjut dia mengungkapkan, sebesar 51,3% penyebab kecelakaan kerja

dikarenakan adanya benturan, sedangkan bagian tubuh yang paling banyak terkena

cedera adalah jari tangan, serta yang kedua adalah bagian kaki. Lalu sumber

penyebab cedera terbanyak sebesar 32,25% adalah mesin, dan sebanyak 34,43%

penyebab kecelakaan kerja dikarenakan posisi tidak aman atau ergonomis dan

sebanyak 32,12% pekerja tidak memakai peralatan yang safety (Baihaqi, 2014).

Laporan lainnya dari Direktur Keuangan Badan Penyelenggara Jaminan

Sosial Ketenagakerjaan, Herdy Trisanto mengatakan bahwa angka kecelakaan kerja

di Indonesia mencapai 8.900 kasus dari Januari sampai April 2014 (Mohari, 2014).

Sedangkan berdasarkan laporan dari ILO menyatakan bahwa setiap hari terjadi

kecelakaan kerja yang mengakibatkan korban fatal kurang lebih 6.000 kasus,

sementara di Indonesia dari setiap 100.000 tenaga kerja terdapat 20 orang menderita

kecelakaan kerja fatal. Kalkulasi ILO tentang kerugian akibat kecelakaan kerja di

negara-negara berkembang mancapai 4% dari nilai GNP (Gross National Product),

dan ini adalah angka yang cukup besar yang memerlukan perhatian serius oleh

pihak-pihak yang terkait (Fahmi, 2013). Berdasarkan data Badan Pusat Statistik

(BPS) Indonesia menyatakan bahwa angka Produk Domestik Bruto (PDB)

Indonesia pada tahun 2014 sampai kuartal III adalah IDR 7.508 triliun, sehingga

jika diestimasikan kerugian akibat kecelakaan kerja di Indonesia adalah: 4%

7.508 = IDR 300 triliun (BPS Indonesia, 2014). Hal ini menunjukkan tingginya

jumlah kerugian yang ditanggung oleh negara. Maka untuk mengurangi kerugian

negara, pemerintah telah melakukan banyak program dan penyuluhan kepada para

tenaga kerja tentang pentingnya budaya keselamatan dan kesehatan kerja (K3).

Salah satu solusi yang paling tepat adalah dengan memanfaatkan teknologi

exoskeleton untuk kegiatan industri. Dengan adanya pemakaian teknologi

exoskeleton untuk para tenaga kerja, angka kecelakaan kerja bisa turun secara

signifikan. Maka dari itu, tim kami tertarik untuk mengembangkan teknologi

exoskeleton yang diaplikasikan untuk para tenaga kerja, karena lebih tepat guna dan

lebih efisien untuk menekan angka kecelakaan kerja.

3

1.2 Perumusan Masalah

Bagaimana bentuk rancangan exoskeleton yang memudahkan

pengguna untuk memakainya, nyaman (ergonomis) dan aman

ketika dipakai?

Bagaimana desain manufaktur exoskeleton sehingga biaya

produksi yang dibutuhkan relatif lebih murah dibandingkan dengan

produk exoskeleton lainnya?

Bagaimana bentuk rancangan exoskeleton yang dapat

meningkatkan kemampuan, tenaga dan daya tahan manusia yang

memakainya ketika membawa beban-beban berat?

1.3 Tujuan

1.3.1 Tujuan Umum

Membuat rancang bangun purwarupa exoskeleton yang

menggunakan aktuator pneumatik sebagai alat peningkat

kemampuan manusia.

1.3.2 Tujuan Khusus

Mengetahui proses merancang dan proses manufaktur purwarupa

exoskeleton yang efisien dan efektif.

1.4 Pembatasan Masalah

Sistem mekanis pada rancang bangun exoskeleton ini ditenagai

oleh aktuator pneumatik.

Material utama untuk struktur rangka exoskeleton ini adalah

Aluminum Alloy.

Beban maksimum yang dapat dibebankan pada exoskeleton ini

ketika pemakaian adalah 80 [kg]

1.5 Manfaat

Bagi perancang berguna untuk mengetahui rancangan exoskeleton

yang paling efektif dan efisien, sehingga menjadi suatu produk

yang unggul dan dapat digunakan oleh masyarakat luas.

4

Bagi masyarakat, khususnya para tenaga kerja, memiliki manfaat

untuk meningkatkan kesadaran akan pentingnya keamanan dan

keselamatan kerja, serta untuk mengurangi resiko terjadinya

cedera/kecelakaan ketika sedang bekerja di industri.

Bagi industri bermanfaat untuk mengurangi dan menekan angka

kecelakaan kerja yang terjadi selama kegiatan industri berlangsung,

sedangkan dalam segi ekonomi dapat mengurangi biaya kerugian

yang diakibatkan oleh kecelakaan kerja.

Bagi institusi pendidikan, berguna sebagai alat pembelajaran dan

model riset bagi siswa/mahasiswa untuk pengembangan produk

exoskeleton, sehingga kedepannya dapat diciptakan produk

exoskeleton yang lebih handal, canggih, aman, ergonomis, murah

dan memiliki daya tahan produk yang lama.

Bagi pemerintah Republik Indonesia, bermanfaat untuk

mengurangi kerugian negara yang disebabkan oleh tingginya angka

kecelakaan kerja nasional, sehingga biaya yang dikeluarkan karena

kerugian negara akibat kecelakaan kerja dapat diinvestasikan untuk

kegiatan-kegiatan positif yang akan menjadikan bangsa dan negara

Indonesia semakin maju.

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Studi Pustaka

Exoskeleton telah mengalami ekspansi yang besar dalam berbagai sektor

kehidupan manusia dalam dekade terakhir ini, meskipun penelitian di bidang sudah

dimulai sejak tahun enam puluhan. Exoskeleton sekarang dapat diterapkan untuk

beberapa bidang, misalnya sebagai peningkat kemampuan manusia untuk

kebutuhan militer, sebagai alat bantu medis, sebagai alat bantu rehabilitasi, dan alat

haptic interface (De Rossi, 2010)

Bahkan untuk pengembangan teknologi exoskeleton ini, institusi negara

Amerika Serikat yang berhubungan dengan penelitian teknologi kemiliteran,

DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) telah menginvestasikan

USD 50 juta untuk mengembangkan proyek exoskeleton yang mereka sebut sebagai

Exoskeletons for Human Performance Augmentation. Jumlah biaya tersebut

menunjukkan tingginya tingkat kesadaran dan kebutuhan pemerintahan Amerika

Serikat terhadap teknologi exoskeleton ini. Dengan jumlah biaya investasi ini,

mereka mengatakan bahwa mereka percaya exoskeleton memiliki aplikasi yang

nyata dan akan menjadi bagian penting dalam bidang militer maupun sektor sosial.

(Hanlon, 2011)

Masalah produk exoskeleton sama seperti masalah produk teknologi-

teknologi lainnya, yakni biaya produksi yang mahal. Jika para insinyur dan

ilmuwan dapat merancang produk exoskeleton seefisien mungkin, sehingga biaya

produksinya menjadi relatif lebih murah, maka produk exoskeleton dapat

disebarluaskan. Contohnya adalah produk exoskeleton HAL (Hybird Assistive

Limb) yang berasal dari Jepang, adalah salah satu produk exoskeleton yang sedang

dipersiapkan untuk dipasarkan secara global. Cyberdyne, Inc (perusahaan pembuat

produk HAL) menyatakan bahwa akan menentukan harga sewa produknya

tersebut yakni sebesar USD 1.300/bulan. Sedangkan biaya alat rehabilitasi

kesehatan lainnya yang memiliki fungsi sama seperti exoskeleton HAL dapat

mecapai tiga kali lipat lebih mahal daripada biaya yang dipatok oleh Cyberdyne,

Inc. Perusahaan Cyberdyne, Inc tidak menjelaskan alasan tentang perbedaan harga

yang signifikan tersebut, tetapi dapat disimpulkan bahwa harga yang murah tersebut

hanyalah strategi pemasaran mereka, karena mereka tahu bahwa bisnis exoskeleton

6

di bidang kesehatan dan asuransi ini sangat menguntungkan dan menjanjikan untuk

masa depan (Greenemeier, 2008).

Sedangkan perusahaan pembuat produk exoskeleton HULC (Human

Universal Load Carrier), yakni Lockheed Martin, telah mengumumkan bahwa

mereka telah menerima kontrak sebesar USD 1,1 juta dari Angkatan Darat USA

untuk uji coba dan pengembangan produk exoskeleton mereka yang dirancang

untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahan tentara, serta mengurangi

kemungkinan cedera ketika membawa beban berat. ABI Research, sebuah

perusahaan yang bergerak di bidang riset pemasaran dan bisnis inteligensi, telah

memprediksi perkembangan bisnis exoskeleton dalam studi pasarnya yang berjudul

Exoskeletons, Powered Prostheses and Optical Sensory Devices: The Global

Market for Human Enhancement. Studi ABI Research meneliti perkembangan

exoskeleton sebagai salah satu segi dari bidang Sistem Augmentasi Manusia yang

menambah kekuatan dan daya tahan manusia, atau yang dapat memungkinkan

orang-orang yang lumpuh karena sakit/cedera bisa menggerakkan bagian tubuhnya

kembali. Selain exoskeleton, studi ini juga meneliti tentang prospek produk lengan

prostesis yang dapat menggantikan lengan yang putus/diamputasi, dan perangkat

substitusi sensorik okular yang dapat mengembalikan penglihatan pada pasien

penderita kebutaan.

7

Larry Fisher, Direktur Penelitian dan Riset NextGen ABI Research

mengatakan bahwa mereka telah memprediksi, jika uji coba produk exoskeleton

pada medan perang pada tahun 2014-2015 selesai, maka akan dilakukan

peluncuran produk dan produksi komersial exoskeleton HULC secara luas.

Distribusi pemasaran produk exoskeleton ini diprediksi akan terbatas selama satu

dekade awal atau lebih, karena biaya produksi yang sangat tinggi (yakni lebih dari

USD 25.000 per unit).

Selanjutnya, Larry menjelaskan bahwa prediksi total pendapatan dari

penjualan produk exoskeleton, prostesis lengan, dan perangkat sensorik optik akan

melebihi USD 877.000.000 di tahun 2020. Hasil riset juga memprediksi bahwa

pendapatan dari penjualan exoskeleton pada tahun 2020 akan mencapai USD

292.000.000 dan jumlah total unit yang terjual adalah lebih dari 11.000 unit

terhitung dari tahun 2014 sampai 2020. Hal ini mengindikasikan bahwa prospek

dari bisnis teknologi ini sangatlah menjanjikan (Gallen, 2010).

Beberapa desain exoskeleton sedang dikembangkan bahkan mulai

diluncurkan ke pasar, seperti Cyberdyne HAL (Gambar 2.2) dan Berkeley

BLEEX Exoskeleton (Gambar 2.3). Desain lainnya masih dalam tahap

pengembangan, penelitian dan pengujian, seperti Spring Walker (Gambar 2.4),

Lockheed Martin HULC Exoskeleton (Gambar 2.5) dan lain-lain. Dikarenakan

Gambar 2.1. Grafik Prediksi Pendapatan Bisnis Sistem Augmentasi Manusia

8

semakin meningkatnya permintaan, exoskeleton akan memiliki peran yang lebih

penting pada masa yang akan datang

Cyberdyne HAL adalah robot cyborg yang dirancang untuk

mengembangkan dan meningkatkan kemampuan fisik seseorang yang

memakainya. Cyberdyne HAL dapat melakukan aktifitas-aktifitas sehari-hari,

seperti berjalan, menaiki dan menuruni tangga, berdiri, memegang dan mengangkat

benda, sehingga exoskeleton ini dapat diaplikasikan untuk berbagai sektor

kehidupan manusia. Sampai saat ini, Cyberdyne HAL merupakan produk

exoskeleton yang paling sukses dan canggih yang dibuat dengan tujuan untuk

membantu tugas-tugas keseharian manusia.

Berkeley lower extremity exoskeleton (BLEEX) merupakan exoskeleton

yang dirancang untuk orang-orang yang membawa benda-benda berat pada

punggungnya dengan tenaga sekecil mungkin untuk segala medan perjalanan.

BLEEX memiliki tujuh derajat kebebasan (degree of freedom) dan empat

Gambar 2.2. Cyberdyne HAL Gambar 2.3. Berkeley BLEEX

Gambar 2.4. Spring Walker Gambar 2.4. Lockheed Martin HULC

9

diantaranya ditenagai oleh aktuator hidraulik linear yang dapat memberikan tenaga

tambahan yang besar. Prinsip bekerjanya exoskeleton ini adalah aktuator hidraulik

akan memberikan tenaga tambahan ke pinggang, lutut dan pergelangan kaki.

Sebagai hasilnya, pengguna BLEEX dapat membawa beban-beban yang berat

dengan mudah (Pan Min, 2011).

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Sambungan

Sambungan mekanikal adalah bagian dari elemen mesin yang

digunakan untuk menyambung beberapa bagian mekanikal atau

mekanisme lainnya. Sambungan mekanikan dapat bersifat sementara

maupun permanen. Sebagian besar dari sambungan mekanikal dirancang

untuk dapat dibongkar ketika dibutuhkan. Sambungan mekanikal memiliki

kelebihan yakni biayanya yang sangat murah dan dapat dibeli/ditemukan

dimana-mana.

Jenis-jenis sambungan mekanikal adalah:

Sambungan engsel

Turnbuckle

Sambungan pin

Sambungan pasak

Sambungan baut

Sambungan sekrup

Sambungan las

2.2.2 Angka Keamanan

Faktor Keamanan secara umum adalah perbandingan dari tegangan

maksimum dengan tegangan yang bekerja. Jika tegangan pada sebuah

komponen di suatu titik kritis (tegangan yang bekerja) diketahui secara

tepat, dan jika kekuatan material (tegangan yang diijinkan) dapat diketahui

dengan tepat/presisi, serta jika tegangan yang diijinkan lebih besar daripada

tegangan yang bekerja, maka komponen tersebut tidak akan rusak.

Bagaimanapun, pada kenyataannya, seluruh aspek dari perancangan

10

komponen pasti memiliki tingkat ketidakpastian, maka dari itu faktor

keamanan diperhitungkan juga.

Pada penggunaannya, faktor keamanan digunakan dengan tiga cara,

yakni:

Dapat digunakan untuk mengurangi nilai tegangan yang diijinkan,

seperti kekuatan luluh atau tegangan maksimum dari suatu material,

sehingga nilainya menjadi lebih rendah untuk perbandingan dengan

tegangan yang bekerja.

Dapat digunakan untuk menambahkan nilai tegangan yang bekerja

untuk perbandingan dengan tegangan yang diijinkan.

Dapat digunakan sebagai pembanding untuk rasio dari tegangan

yang diijinkan dan tegangan yang bekerja.

2.2.3 Bantalan

Bantalan adalah sebuah elemen mesin yang menghambat gerak

nisbi/relatif. dan mengurangi gesekan antara bagian-bagian yang bergerak

menjadi hanya gerakan yang diinginkan. Perancangan bantalan, sebagai

contoh, dapat menyediakan gerakan linear yang bebas dari bagian yang

bergerak atau menyediakan putaran bebas disekitar sumbu yang ditetapkan;

atau, dapat mencegah serta memfasilitasi gerakan yang diingikan sebanyak

mungkin, seperti dengan meminimumkan gesekan/friksi. Bantalan dapat

diklasifikasikan secara umum berdasarkan pada tipe pengoperasiannya,

gerakan yang diijinkan, atau arah gaya (beban) yang diberikan pada

bagian/elemen tersebut.

Selama ini, jenis bantalan yang paling banyak digunakan adalah

bantalan datar, adalah sebuah bantalan yang menggunakan permukaannya

sebagai daerah kontak dan bergesekan, banyak yang menggunakan pelumas

seperti oli atau grafit. Bantalan datar tidak bisa atau bisa menjadi alat yang

terpisah. Bantalan ini tak lain hanyalah sebuah bantalan permukaan yang

memiliki lubang untuk dipasang pada poros atau yang memiliki permukaan

yang menunjang poros; otau dapat berupa lapisar dari logam bantalan yang

dipadukan dengan suatu substrate atau membentuk sleeve yang dapat

11

dipisahkan. Dengan pelumasan yang baik, bantalan datar dapat memberikan

tingkan keakurasian tinggi, daya tahan yang baik dan menimalkan gesekan

dengan biaya yang murah. Oleh karena itu, bantalan datar banyak digunakan

di berbagai bidang.

Bagaimanapun, banyak kegunaan bantalan yang lains seperti dapat

meningkatkan efisiensi, tingkat akurasi, tingkat kehandalan, kecepatan

pengoperasian, ukuran, berat, dan mengurangi biaya penoperasian dan

perawatan. Sehingga terdapat banyak jenis bantalan, yang bervariasi

bentuknya, materialnya, cara pelumasannya, prinsip kerjanya dan lain-lain.

2.2.4 Sistem Pneumatik

Sistem pneumatik adalah sebah sistem yang menggunakan udara

untuk membawa dan mengatur energi. Sistem pneumatik digunakan pada

pintu kereta api, mekanikal clamp, dll. Sistem kontrol pneumatic banyak

digunakan pada berbagai aspek kegiatan manusia, khususnya pada bidang

industri untuk menjalankan mesin-mesin yang digerakkan secara otomatis.

Sistem pneumatic memiliki banyak keuntungan, yakni

Efektifitas yang tinggi

Banyak pabrik yang melengkapi lini produksiya dengan

perlengkapan udara terkompresi dan kompresor yang dapat dipindahkan.

Pada atmosfer bumi ini telah tersedia udara dengan jumlah yang tak terbatas

untuk menghasilkan udara terkompresi. Selain itu, udara terkompresi

tidaklah dibatasi oleh jarak, karena udara dapat dengan mudah dialirkan

melalui pipa. Setelah digunakan, udara terkompresi dapat dikeluarkan

langsun ke atmofir tanpa membutuhkan proses rumit lainnya.

Tahan lama dan handal

Komponen-komponen pneumatik memilki daya tahan yang tinggi

dan bersifat tidak mudah rusak. Jika dibandingkan dengan komponen-

komponen elektromotif, komponen pneumatik lebih tahan lama dan handal.

Desain yang sederhana

Perancangan dari komponen pneumatik relatif lebih sederhana.

Maka dari itu, pneumatik sangat cocok untuk digunakan pada sistem kontrol

otomatis yang sederhana.

12

Kemampuan beradaptasi yang baik pada lingkungan yang jelek

Jika dibandingkan dengan elemen-elemen dari sistem lainnya, udara

termampatkan lebih tahan terhadap temperature yang tinggi, korosi, debu,

dll.

Keamanan

Sistem pneumati lebih aman daripada sistem elektromotif karena

sistem pneuatik dapat digunakan pada lingkungan yang mudah terbakar

tanpa menyebabkan kebakaran ataupun ledakan.

Pemilihan kecepatan dan tekanan yang mudah

Kecepatan dari gerakan osilasi (bolak-balik) dan gerakan lurus dari

sistem pneumatic sangatlah mudah untuk diatur dan bergantung pada sedikit

keterbatasan. Tekanan dan volume udara dapat dengan mudah diatur dengan

menggunakan regulator tekanan.

Ramah terhadap lingkungan sekitar

Pengoperasian dari sistem pneumatik tidak akan menghasilkan

polutan. Udara yang dilepaskan juga telah mengalami proses khusus. Oleh

karena itu, sistem pneumatik dapat bekerja di lingkungan yang memerlukan

tingkat kebersihan yang tinggi, contohnya adalah lingkungan proses

produksi dari IC (integrated circuit).

Ekonomis

Karena komponen-komponen pneumatik tidaklah mahal, maka

biaya sistem pneumatik cukup murah. Lebih lagi, karena sistem pneumatik

bersifat tahan lama, maka biaya perawatannya jauh lebih sedikit daripada

perawatan dari sistem-sistem lainnya.

Meskipun sistem pneumatik memiliki banyak kelebihan, tetapi

mereka bergantung pada banyak kekurangan, yakni:

Memiliki akurasi yang rendah secara relatif

Karena sistem pneumatik digerakkan oleh gaya yang

dihasilkan oleh udara terkompresi, maka pengoperasiannya

bergantung pada jumlah volume dari udara terkompresi tersebut.

Dan karena volume udara dapat berubah-ubah ketika udara

dimampatkan atau dipanaskan, maka udara yang masuk pada sistem

13

tidaklah akurat, sehingga menyebabkan penurunan tingkat akurasi

dari seluruh sistem tersebut.

Kapasitas muatan bebannya yang kecil

Karena komponen silinder pneumatik yang tidak berukuran

terlalu besar, maka sistem pneumatik tidak dapat menggerakkan

beban yang sangat besar.

Dibutuhkan pemrosesan awal sebelum digunakan

Udara termampatkan harus dilakukan pemrosesan awal

sebelum digunakan untuk memastikan tidak adanya kandungan uap

air atau debu pada udara tersebut. Jika tidak, komponen-komponen

pneumatik yang berger akan cepat mengalami keausan karena

adanya gesekan yang berlebih.

Kecepatan gerakan yang tidak sama rata

Karena udara dapat dengan mudah dikompresi, maka

kecepatan gerakan dari setiap piston tidak akan sama rata secara

relatif.

Kebisingan

Suara bising akan dihasilkan ketika udara terkompresi

dilepaskan ke atmosfir dari komponen pneumatik.

Komponen-komponen pneumatik dapat dibagi menjadi dua kategor:

1. Komponen yang menghasilkan dan mengalirkan udara yang

termampatkan.

2. Komponen yang menggunakan udara terkompresi.

Semua komponen-komponen pneumatik utama dapat

dilambangkan dengan simbol-simbol yang sederhana. Setiap simbol hanya

memperlihatkan fungsi dari suatu komponen yang dilambangkan, tidak

memperlihatkan strukturnya. Simbol pneumatik dapat dikombinasi

sehingga membentuk diagram penumatik. Sebuah diagram pneumatik

dapat menjelaskan hubungan antara setiap komponen pneumatik, yang

mana, desain dari sistem pneumatik tersebut.

14

BAB 3

METODE PELAKSANAAN

Proses rancang bangun proyek exoskeleton ini memiliki beberapa tahapan

yang dapat dilihat pada flow chart berikut ini:

1. Identifikasi Masalah

Pada tahap pertama, kami akan mengidentifikasi permasalahan yang terjadi

di lapangan untuk menyesuaikan dengan perancangan alat yang akan dibuat.

Wawancara dan angket/survei merupakan cara-cara untuk mengetahui

permasalahan tentang sedikitnya kesadaran para tenaga kerja akan keselamatan dan

kesehatan kerja dan masih banyaknya angka kecelakaan kerja yang terjadi di

lapangan. Hasil proses identifikasi masalah akan menjadi data acuan untuk

perancangan dan pembuatan alat yang sesuai dengan kebutuhan.

2. Studi Literatur

Pada tahap kedua, studi literatur dilakukan untuk memperkuat dasar ide dan

pemahaman merancang komponen-komponen alat. Hasil dari studi literatur adalah

Mulai

Studi Literatur

Identifikasi Masalah

Perancangan dan Pembuatan Alat

Pembuatan Laporan

Selesai

Sumber

Referensi

Gambar 3.1. Flow Chart Proses Rancang Bangun

Pengujian dan Perbaikan Alat

15

berupa teori perancangan, perancangan tiap-tiap komponen, mekanisme alat, dan

data material yang akan digunakan untuk komponen-komponen alat.

Berikut sumber-sumber yang menjadi bahan studi literatur kami:

a. Jurnal ilmiah online dan karya tulis ilmiah

b. Majalah-majalah yang berkaitan dengan bahasan yang diambil

c. Buku-buku perkuliahan/bahan ajar yang sesuai dengan bahasan yang

terkait

d. Artikel ilmiah dan berita ilmiah mengenai pembahasan yang terkait di

internet

e. Hasil diskusi dengan para ahli dan dosen terkait

f. Survei kebutuhan masyarakat yang membutuhkan penerapan alat ini

3. Perancangan dan Pembuatan Alat

Pada tahap ketiga ini, kami merancang alat dengan membagi alat

exoskeleton ini menjadi tiga bagian, yakni bagian upper body (badan bagian atas),

mid body (badan bagian tengah) dan lower body (badan bagian bawah).

Perancangan mesin dilandasi dengan data hasil identifikasi masalah, hasil studi

literatur, pembuatan desain ergonomis dan efisien, pemilihan material yang tepat,

serta sesuai dengan daya beli masyarakat.

Proses pemesinan dapat dilakukan dengan menggunakan alat-alat dan

fasilitas yang tersedia di Bengkel Mesin Politeknik Negeri Jakarta. Fasilitas yang

ada di Bengkel Mesin Politeknik Negeri Jakarta adalah mesin bubut, mesin frais,

mesin sekrap, mesin gerinda, mesin CNC TU-2A dan mesin CNC TU-3A.

16

BAB 4.

BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4.1 Anggaran Biaya

No. Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)

1 Peralatan Penunjang

0.00

2 Bahan Habis Pakai

Rectangular Beam 40 x 60 (1060 Alloy) 4 buah 2,000,000.00

Speed Bearing M10 10 buah 200,000.00

Pneumatic Actuator 25 [mm] l160 [mm] 2 buah 1,900,000.00

Air Compressor + Power Pack 100 [psi] 1,800,000.00

Ball Joint and Link 2 buah 200,000.00

H&L Selang Angin 5 [m] 10 buah 300,000.00

Flow Control Valve 10 [mm] 2 buah 250,000.00

Nuts and Bolts Assortment 100,000.00

In-Air Regulator 2 buah 350,000.00

Circular Profile 10 [mm] 2 buah 200,000.00

3 Perjalanan

Ongkos perjalanan ke Glodok, Jakarta, untuk membeli

bahan dan alat yang dibutuhkan. 100,000.00

4 Lain-lain

Jasa Pembuatan Cushion 100,000.00

Jumlah 7,500,000.00

17

4.2 Jadwal Kegiatan

No. KEGIATAN

BULAN

JAN FEB MAR APR MEI JUN

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Pembuatan proposal TA

2 Pengajuan proposal TA

3 Studi Literatur

4 Perancangan dan

Pembuatan Alat

5 Pengujian dan

Perbaikan Alat

6 Pembuatan Laporan TA

7 Persiapan Sidang I

18

DAFTAR PUSTAKA

Badan Pusat Statistik Indonesia. 2014. Produk Domestik Bruto Atas Dasar Harga

Berlaku Menurut Lapangan Usaha Tahun 2014. http://www.bps.go.id/pdb.php.

23 September 2014 (23:02).

Baihaqi, R. 2014. 192.911 Peserta Jamsostek Alami Kecelakaan Kerja.

http://ekbis.sindonews.com/read/836859/34/192-911-peserta-jamsostek-

alami-kecelakaan-kerja. 23 September 2014(20:13).

Cornell Aeronautical Laboratory, Inc. 1962. Preliminary Design of a Full-scale,

Wearable, Exoskeletal Structure. Cornell University. New York.

De Rossi, S. M., N. Vitiello, T. Lenzi, A. Persichetti, F. Vecchi, dan M. C.

Carozza. 2010. Sensing Pressure Distribution on a Lower-Limb

Exoskeleton Physical Human-Machine Interface. Sensors Journal 11(1):

207-227.

Fahmi, Ismail. 2013. KECELAKAAN KERJA: ILO Laporkan Kasus Di RI

Terbilang Tinggi. http://industri.bisnis.com/read/20130115/12/131146/

kecelakaan-kerja-ilo-laporkan-kasus-di-ri-terbilang-tinggi. 23 September

2014 (22:19)

Freese, Ernest Irving. 2014. Dimensions of the Human Figure.

http://www.jneuhaus.com/human.html. 25 September 2014 (17:33).

Gallen, C. 2010. HULC Military Exoskeleton Ready for Human Trials; ABI

Research Forecats More than 11,000 will Ship by 2020.

http://www.businesswire.com/news/home/20100729006156/en/HULC-

Military-Exoskeleton-Ready-Human-Trials-ABI#.VCWAePmSySq.

18 September 2014 (16:03).

Greenemeier, L. 2008. Real-Life Iron Man: A Robotic Suit that Magnifies Human

Strength. http://www.scientificamerican.com/article/real-life-iron-man-

exoskeleton/. 20 September 2014 (15:25).

Kazerooni, H. 2005. Exoskeletons for Human Power Augmentation. IEEE/RSJ

International Conference on Intelligent Robots and Systems. University of

California, Berkeley: 3120-3125.

Kemnakertrans. Slogan Saya Pilih Selamat Untuk Tekan Angka Kecelakaan

Kerja. http://disnakertransduk.jatimprov.go.id/ketenagakerjaan/798-slogan-

saya-pilih-selamat-untuk-tekan-angka-kecelakaan-kerja. 23 September 2014

(20:18).

Khurmi, G. 2005. A Textbook Of Machine Design. 14th ed. Eurasia Publishing

House (Pvt.) Ltd. New Delhi

19

Mohari, H. 2014. BPJS: Terjadi 8.900 Kecelakaan Kerja Selama 2014.

http://www.antaranews.com/berita/432945/bpjs-terjadi-8900-kecelakaan-

kerja-selama-2014. 23 September 2014 (22:48).

Pan, Min. 2011. Improved Design of a Three-degree of Freedom Hip Exoskeleton

Based on Biomimetic Parallel Structure. Thesis. Degree of Master of Applied

Science in Mechanical Engineering Program. University of Ontario

Institute of Technology. Ontario.

Papadopoulos, E. dan G. Patsianis. 2007. Design of an Exoskeleton Mechanism

for the Shoulder Joint. 12th IFToMM World Congress. 18-21 Juni: 1-6.

Rosidi, Iman. 2012. Kerugian Kecelakaan Kerja Capai Rp. 280 Trilliun/Tahun.

http://ekbis.sindonews.com/read/680309/34/kerugian-kecelakaan-kerja-

capai-rp280-t-tahun. 24 September 2014 (01:56).

20

LAMPIRAN 1. BIODATA MAHASISWA

Ketua Kelompok:

Anggota Kelompok:

1 Nama Lengkap Hotma Bayu Adwika

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Program Studi Teknik Mesin

4 NIM 1212010064

5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 20 Juli 1994

6 E-mail [email protected]

7 Nomor Telepon/HP 081282847495

1 Nama Lengkap Fahmi Maulana



4 NIM 1212010055

5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 19 Oktober 1994



1 Nama Lengkap Ikhsan Arif Gumelar



4 NIM 1212010067

5 Tempat dan Tanggal Lahir Bogor, 14 Desember1994



1 Nama Lengkap Salma Fauzia

2 Jenis Kelamin Perempuan


4 NIM 1212010086

5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 19 November 1994



21

LAMPIRAN 2. GAMBAR TEKNOLOGI YANG AKAN DIKEMBANGKAN

Gambar 5.1. Rancangan Purwarupa Tampak Depan

Gambar 5.2. Rancangan Purwarupa Tampak Samping

22

Gambar 5.3. Rancangan Purwarupa Tampak Atas

Gambar 5.4. Rancangan Purwarupa Tampak Isometrik

Documents

Proposol TA Based on Proposal PKM-KC