Analisis Kekuatan Struktur Wereable Elbow Exoskeleton untuk Penderita Kelumpuhan Gerak Siku Menggunakan Finite Element Method (FEM)

Abstract

Perkembangan wearable elbow exoskeleton sejalan dengan perkembangan robotika, dimana untuk beberapa keperluan untuk digunakan membutuhkan penyesuaian pada penggunaan material. Pada perkembangan robotika, jenis robot dibedakan menjadi 2 jenis yaitu hard robotic dan soft robotic berdasarkan material yang digunakan.. Pada wearable exoskeleton robotic juga mengadaptasi perkembangan material yang dapat menunjang nilai ergonomi untuk penderita dapat menggunakannya lebih nyaman lagi. Di Indonesia riset tentang elbow exoskeleton sudah dilakukan (Ismail, 2018), namun perlu ada nya pengujian kekuatan struktur dari alat terapi tersebut. Dalam penelitian ini akan membahas kekuatan struktur dari wearable elbow exoskeleton yang sudah dirancang dengan menggunakan Metode Elemen Hingga dimana benda terdiri dari tak terhingga elemen yang menyusunnya. Dengan tidak adanya metode elemen hingga tersebut maka akan sangat sulit untuk dianalisis tegangan atau deformasinya. Untuk memudahkan analisis tersebut dapat dianggap bahwa suatu benda terdiri dari jumlah berhingga elemen. Metode elemen hingga adalah sebuah metode yang melakukan pendekatan dengan menganggap suatu benda terdiri dari berhingga elemen. Elemen-elemen tersebut dianggap terpisah dan dihubungkan dengan titik yang dinamakan titik nodal sehingga membentuk suatu jaring, Semakin kecil ukuran elemen, semakin kecil kesalahan yang timbul. Proses simulasi ini diberikan beberapa batasan-batasan yang digunakan pada simulasi. Pada boundary condition, ditentukan beban-beban yang bekerja pada geometri dan tumpuan apa saja yang digunakan pada geometri. Boundary condition yang ditetapkan pada simulasi harus sebisa mungkin sama dengan kondisi yang sebenarnya, karena akan mempengaruhi hasil yang akan didapatkan pada proses simulasi. Dari hasil simulasi didapatkan pada bagian motor-linkage tegangan maksimum sebesar 0.0016 MPa dan safety factor sebesar 13,05, pada Linkage tegangan maksimum yang diterima sebesar 58,461 MPa dan safety factor sebesar 3,561, sedangkan pada base tegangan maksimum yang diterima sebesar 7,624 MPa dan safety factor sebesar 3,542. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan jika pada bagian-bagian yang dianggap rawan untuk terjadi kegagalan dinilai memiliki faktor keamanan yang cukup baik untuk digunakan bahkan pada tegangan maksimumnya.