Jacobian Homogen pada Analisa Statis dan Distribusi Kekakuan Konfigurasi Alat Rehabilitasi Tumit

Utama, Tory Prastya (2019) Jacobian Homogen pada Analisa Statis dan Distribusi Kekakuan Konfigurasi Alat Rehabilitasi Tumit. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000017_Undergraduate_Theses.pdf Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Cedera pada pergelangan kaki atau keseleo adalah suatu bentuk cedera yang paling banyak terjadi pada manusia. Proses rehabilitasi keseleo dapat memakan waktu 2 hingga 12 minggu. Robot 3-RPS digunakan untuk meningkatkan efisiensi proses rehabilitasi. Dengan menggunakan robot 3-RPS, proses rehabilitasi dapat dilakukan dimanapun dan kapanpun tanpa bergantung pada terapis. Suatu kriteria yang penting dalam alat ini adalah kekakuan. Alat rehabilitasi ini harus cukup kaku untuk menahan defleksi dari gaya yang dilakukan kaki. Oleh karena itu tugas akhir ini membahas mengenai kesetimbangan statis dan kekakuan pada mekanisme robot 3-RPS. Proses penelitian diawali dengan melakukan analisa statis untuk mendapatkan gaya dan momen cronstraint serta gaya dan momen aktuasi pada tiap kaki. Lalu gaya dan momen tersebut digunakan untuk merumuskan matriks Jacobian. Matriks Jacobian yang didapatkan dihomogenkan dengan menggunakan metode Dimensionally Homogeneous Jacobian. Kekakuan robot 3-RPS dihitung menggunakan matriks Jacobian homogen dengan menggunakan perangkat sehingga didapatkan hasil berupa grafik yang menggambarkan hubungan antara parameter desain terhadap nilai kekakuan. Hasil yang didapatkan adalah masing-masing kaki pada struktur robot paralel 3-RPS mempunyai satu gaya constraint yang terletak sejajar dengan sumbu revolute joint dan satu gaya aktuasi di sepanjang kaki dan memotong titik pusat spherical joint. Penggabungkan semua gaya tersebut akan mendapatkan perumusan Jacobian matrik yang menggambarkan kondisi kesetimbangan robot paralel 3-RPS. Parameter desain b3 berbanding terbalik dengan nilai kekakuan minimum. Parameter desain ε2 berbanding lurus dengan nilai kekakuan minimum. Pada mode operasi x1 nilai θ berbanding terbalik dengan nilai kekakuan. Sedangkan kekakuan terbesar terjadi saat φ berada di tengah dan mengecil saat mendekati batas jangkauan. Pada mode operasi x2=0, nilai θ berbanding lurus dengan kekakuan. Nilai kekakuan terbesar saat φ berada di batas jangkauan dan mengecil saat φ berada di tengah.
====================================================================================================================================
Ankle injury or sprain is one of the most common injuries in human. The process of rehabilitation of a sprain can take 2 weeks up to 12 weeks. The 3-RPS manipulator is used to improve the efficiency of the rehabilitation process. By using a 3-RPS robot, the rehabilitation process can be carried out anywhere and anytime without relying on the therapist. Stiffness is an important criterion of this device. This rehabilitation device must be stiff enough to withstand the deflection of the force exerted by the foot. Therefore this final project discusses the static equilibrium and stiffness analysis of the 3-RPS manipulator mechanism. The research process begins with analyzing the static equilibrium to obtain constraint forces and moments as well as actuation forces and moments at each leg. Then the force and moment are used to formulate the Jacobian matrix. This Jacobian matrix is homogenized based on the approach of tetahedron points method. The stiffness of the 3-RPS robot is calculated based on the homogeneous Jacobian matrix using software. The results are graphs which illustrate the relationship between design parameters and mechanism’s stiffness. The results obtained from the analysis are each leg in a 3-RPS parallel robot has a constraint force that is directed parallel to the revolute joint axis and one actuation force along the leg passing through the center of the spherical joint. By combining all these forces, the Jacobian matrix which describes the static equilibrium conditions of the 3-RPS parallel robot can be formed. The design parameter b3 is inversely proportional to the manipulator’s minimum stiffness. The design parameter ε2 is proportional to the manipulator’s minimum stiffness. In the operation mode x1=0, θ is inversely proportional to the manipulator’s stiffness. While the maximum stiffness occurs when φ reaches the middle value and decreases as it approaches the edge of range of motion. In the operation mode x2=0, θ is proportional to manipulator’s stiffness. The maximum stiffness occurs when φ is close to the edge of range of motion and decreases when φ reaches the middle value.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	keseleo, robot 3-RPS, constraint, actuation, Dimensionally Homogeneous Jacobian, dan kekakuan
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ211 Robotics. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ211.4 Robot motion
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Utama Tory Prastya
Date Deposited:	21 Jul 2026 08:04
Last Modified:	21 Jul 2026 08:04
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/66954

Actions (login required)

View Item