commit to user
III-14
Kecepatan linear relatif
2 com
2 com
θ sin
V θ
cos V
V
............................................. 3.3 dengan,
θ = sudut perpindahan gerak
Δy
com
= perpindahan gerak linear sumbu y pada COM m Δy
joint
= perpindahan gerak linear sumbu y pada joint m Δx
com
= perpindahan gerak linear sumbu x pada COM m Δx
joint
= perpindahan gerak linear sumbu x pada joint m
V
= kecepatan linear relatif segmen tubuh ms e.
Penentuan nilai kecepatan sudut dan percepatan sudut segmen tubuh.. Output nilai kecepatan linear segmen tubuh selanjutnya ditransformasikan
ke dalam bentuk rotasional untuk mendapatkan nilai kecepatan sudut dan percepatan sudut pada setiap segmen. Rumusan yang digunakan dalam
penentuan kecepatan linear relatif, sebagai berikut:
end distal
linear sudut
R V
V
...................................................................................... 3.2 dengan, V
sudut
= kecepatan sudut rads V
linear
= kecepatan linear relatif segmen tubuh ms R
distal end
= radius distal end segmen tubuh m 2.
Pengukuran sudut pada segmen tubuh di setiap fase gerakan dalam satu siklus berjalan pada bidang miring.
Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui sudut yang terbentuk pada ankle, knee, dan hip joint baik pada kaki normal maupun kaki prosthetic saat amputee
berjalan pada bidang miring baik saat naik maupun turun permukaan bidang miring. Sudut yang terbentuk dari masing-masing segmen dicari dengan
menggunakan electrogoniometer RF.
3.4 PENGEMBANGAN MODEL
GAIT DYNAMIC
GERAKAN BERJALAN PADA BIDANG MIRING
Formulasi matematik dibangun sepanjang periode waktu berjalan dengan menggunakan persamaan Lagrange. Lagrange merupakan konsep matematik
dinamis yang menghubungkan konsep energi dengan displacement, kecepatan dan usaha work sebagai fungsi dari generalized coordinates, untuk memperoleh
commit to user
III-15 turunan kedua dari persamaan gerak. Berikut tahapan formulasi model gait
dynamic dengan pendekatan Lagrange. 1.
Menyatakan semua point dan segment sesuai referensi sistem. Langkah awal yang dilakukan untuk merumuskan Lagrange adalah
menyatakan semua variabel dalam sistem. Variabel-variabel ini meliputi, referensi sistem gerak, point, segment, torsi dan gaya yang ada dalam sistem
lihat persamaan 2.10 sampai dengan persamaan 2.14. 2.
Menentukan vektor perpindahan displacement dan kecepatan velocity. Langkah kedua adalah membentuk vektor percepatan dan perpindahan yang
memuat semua point dalam sistem persamaan 2.16. Hal ini digunakan untuk merumuskan sistem lagrangian dan generalized force dalam menyusun
persamaan Lagrange. 3.
Merumuskan model spring potential energy di setiap fase gerakan berjalan. Kalkulasi nilai spring potential energy persamaan 2.5 pada prosthetic
endoskeletal sistem energy storing knee mekanisme 2 bar ditentukan berdasarkan besarnya perubahan sudut antara segment thigh dan shank, akibat
deformasi yang terjadi pada knee prosthetic. 4.
Merumuskan persamaan lagrangian. Lagrangian persamaan 2.6 diartikan sebagai perbedaan antara energi kinetik
dengan energi potensial. Rumusan ini ditentukan dari besarnya keseluruhan energi pada sistem yaitu penjumlahan total energi kinetik rotasi, total energi
kinetik translasi, total energi potensial dan total spring potential energy. 5.
Merumuskan external work External work merupakan usaha yang bereaksi pada tubuh yang menyebabkan
tubuh bergerak. Jumlah external work dihitung dari total work yang bekerja pada segmen tubuh amputee ketika berjalan pada bidang miring dengan
prosthetic endoskeletal sistem energy storing knee mekanisme 2 bar. 6.
Merumuskan persamaan gaya dan torsi untuk setiap generalized coordinates di bidang miring.
Berdasarkan formulasi Lagrange persamaan 2.7, persamaan gaya dan torsi untuk setiap generalized coordinates dirumuskan dengan menurunkan
commit to user
III-16 persamaan lagrangian terhadap sejumlah variabel [q]
t
= [q
1
, q
2
, ...., q
n
] yang berlaku dalam sistem.
Tahapan permodelan berjalan di atas dilakukan dalam delapan fase gerakan yaitu initial contact, loading response, mid stance, terminal stance, pre
swing, initial swing, mid swing dan terminal swing. Permodelan dilakukan baik pada kaki normal maupun kaki prosthetic saat berjalan menggunakan prosthetic
endoskeletal sistem energy storing knee mekanisme 2 bar pada bidang miring.
3.5 PENGOLAHAN DATA
