PEMODELAN PERSAMAAN NEWTON-EULER PADA PENGEMBANGAN PROSTHETIC TANGAN KOSMETIK DALAM MENENTUKAN BESARNYA DAYA PADA SISTEM KABEL EXTERNAL

Abstract

Pengembangan  komponen telapak tangan prosthetic terdiri dari metacarpal, metacarpal pollicis, dan jari tangan. Bahan yang digunakan yaitu nylon, jumlah komponen sebanyak 87 dan berat 175 gram. Kemampuan ibu jari dan jari telunjuk memegang peranan penting dalam melakukan 6 model gerakan. Posisi ujung phalanx media-distalis ibu jari dan jari telunjuk bertemu pada satu titik, sehingga mampu melakukan gerakan dasar tangan. Pengujian dengan eksperimen empiris pada pengembangan prosthetic tangan kosmetik dilakukan untuk mengetahui rotasi dari titik koordinat pada sendi pada saat aktivitas pemegangan. Sumbu koordinat ruang dan sistem dimana sumbu x, y, dan z, dengan titik nol ditetapkan pada pangkal poros utama. Model mekanisme prosthetic tangan kosmetik dengan sistem penarikan pada kendali kabel eksternal. Pengukuran tekanan pada ibu jari dengan jari telunjuk sebesar 493 gram yang dilakukan dengan alat dial indicator, pengukuran tekanan ibu jari dengan jari tengah sebesar 487 gram. Pengujian beban tarikan kabel untuk membuka jari menjadi terbuka penuh sebesar 4.291 gram dengan alat force gauge. Persamaan Newton-Euler menghasilkan besarnya torsi melalui persamaan forward (maju) dan backward (mundur). Rotasi matriks yang disimbolkan ^xR_x+1, dengan x adalah titik mulai dan x+1 adalah titik tujuan. Titik koordinat pada tiap ruas sebagai degree of freedom pada tiga titik, yaitu titik 0, titik 1, dan titik 2. Perhitungan matriks rotasi menggunakan titik awal (origin) dan titik tujuan (destination). Titik 0 jari ditentukan pada sendi metacarpophalangeal, titik 1 pada sendi interphalangeal proximalis, dan titik 2 pada ujung komponen phalanx media-distalis sebagai end effector dimana ω₀ = v₀ = 0 dan gravitasi g = 9,8062 m/s². Besarnya torsi maksimal dicapai pada gerakan spherical sebesar 10,00449 N.m, dengan mengkonversikan besaran torsi ke daya maka dicapai sebesar untuk gerakan spherical sebesar 12,5046 watt, dan daya terkecil pada gerakan lateral dan tip sebesar 12,5041 watt. Daya yang dihasilkan dapat digunakan sebagai dasar menentukan spesifikasi motor. Spesifikasi motor yaitu tipe motor servo dengan seri PTSV4835 atau SV4835, rpm 55,1, volt (12,13 V), I (4.27 amp), input
(51,82 watt), torque ( 47 kg-cm), output (26,60 watt) dan efficiency sebesar 51,33%.

Kata kunci: Prosthetic tangan kosmetik, functional requirements, 6 model gerakan dasar, Newton Euler, tosi, daya

Abstract

Development of Prosthetic hand component consists of the metacarpal, metacarpal pollicis, and fingers. The material used is nylon, the number of components of 87 and 175 grams weight. Ability thumb and index finger an important role in the movement to 6 models. The position of the tip-media Phalanx distalis thumb and index finger meet at one point, so that they can perform the basic hand movements. Testing with empirical experiments on the development of cosmetics Prosthetic hand performed to determine the rotation of the coordinate points on the joints during activities of holdings. Coordinate axis and space axis system where x, y, and z, with zero point set at the base of the main shaft. Model mechanism cosmetics Prosthetic hand with withdrawal system to control an external cable. Measurement of pressure on the thumb with the index finger of 493 grams which is done by means of a dial indicator, measuring the pressure with the thumb middle finger for 487 grams. Load Testing pull cable to open the fingers to be fully open by 4291 grams with a force gauge. Newton-Euler equations to produce the amount of torque through the equation forward (forward) and backward (backward). Rotation matrix symbolized xRx +1, with x is the starting point and x +1 is the destination point. Point coordinates on each segment as a degree of freedom on three points, namely the point 0, point 1 and point 2. Rotation matrix calculation using the starting point (origin) and the destination point (destination). Fingers 0 points specified in the metacarpophalangeal joints, point 1 on the interphalangeal joints proximalis, and point 2 at the end of the media components of Phalanx distalis as end-effector where ω0 = v0 = 0 and the gravity g = 9.8062 m/s2. The amount of the maximum torque is achieved on the movement of spherical 10.00449 Nm, with the amount of torque to convert the power to achieve registration to the movement of spherical 12.5046 watts, and the smallest at lateral movement and the tip of 12.5041 watts. The resulting power can be used as the basis for determining the motor specifications. Specification of the type of motor servo motor with PTSV4835 or SV4835 series, 55.1 rpm, volts (12.13 V), I (4:27 amp), the input
(51.82 watts), torque (47 kg-cm), output (26.60 watts) and the efficiency of 51.33%.
Keywords: Prosthetic hand cosmetics, functional requirements, the basic motion model 6, Newton Euler, Tosi, power