digunakan berjumlah lima buah. Motor servo tersebut digunakan sebagai aktuator lengan robot tersebut. Motor servo tersebut menggerakkan bagian-bagian lengan robot antara lain
bagian Base, Shoulder, Elbow, dan Pitch. Bagian Shoulder terdapat dua buah motor servo sebagai penggeraknya dan memiliki torsi yang paling besar daripada yang lainnya,
dikarenakan bagian tersebut yang menerima beban yang paling besar. Lengan robot tersebut dapat bergerak sesuai meniru dengan gerakkan lengan manusia atau user.
3.1.1. Perancangan Mekanik
Gambar 3.2. merupakan gambar keseluruhan design 3D lengan robot peniru gerakan tangan manusia. Lengan robot peniru greakan tangan manusia disusun dengan 5
bagian utama sebagai aktuator yang akan digerakkan dengan motor RC servo. Kelima bagian utama ini disebut sebagai penghubung atau link. Sedangkan bagian yang berperan
sebagai penggerak sendi berdasarkan gerakkan motor RC servo disebut sebagai joint. Gambar 3.2. menampilkan keseluruhan design perancangan mekanik 3D lengan
robot peniru gerakan tangan manusia beserta lima bagian utama pada robot yang berperan sebagai penghubung link, yang meliputi :
1. Base bagian dasar 2. Shoulder bagian bahu
3. Elbow bagian siku 4. Pitch bagian pergelangan
5. End Effector bagian ujung robot 6. Motor Base
7. Motor Shoulder A 8. Motor shoulder b
9. Motor elbow 10. Motor pitch
Gambar 3.2. Design 3D keseluruhan lengan robot
1 2
3 4
5
7 8
9 10
6
Gambar 3.3. merupakan design 3D bagian dasar base berbentuk lingkaran yang berdiameter 25cm. Base terhubung dengan sebuah as yang memanjang ke bawah dan
mempunyai roda gigi. Roda gigi pada as berhubungan dengan roda gigi pada sebuah motor RC servo yang digunakan sebagai penggerak base. Base bergerak secara rotasi dan dapat
menyebabkan perubahan posisi pada lengan-lengan penghubung yang lain.
Gambar 3.3. Gambar posisi gear pemutar base yang di couple dengan motor servo Bagian shoulder memiliki panjang lengan 18cm dan bergerak secara rotasi dengan
2 buah motor RC servo. Bagian elbow memiliki panjang lengan 12cm dan bergerak secara rotasi dengan sebuah motor RC servo. Bagian pitch memiliki panjang lengan 5cm dan
bergerak secara rotasi dengan sebuah motor RC servo. Bagian paling ujung adalah end effector digunakan untuk menunjukkan end point dari lengan robot tersebut. Panjang end
effector sampai ujung 7cm. End effector tersebut menggunakan sebuah spidol sebagai ujungnya. Total keseluruhan panjang lengan robot peniru gerakan tangan manusia dari
pangkal shoulder sampai pada ujung end effector adalah 42cm. Besarnya dimensi berupa panjang yang dimiliki oleh keseluruhan penghubung link menentukan kemampuan
sebagai jangkauan lengan robot ketika melakukan gerakkan. Bagian yang berperan sebagai penggerak adalah sendi joint terhubung langsung
dengan motor RC servo. Gerakkan yang terjadi pada joint di setiap bagian pangkal dari link adalah rotasi. Gerakkan secara rotasi menyebabkan adanya perbedaan besarnya sudut-
sudut yang terjadi pada setiap penghubung link dari titik acuan awal yaitu pada bagian pangkal dari bahu shoulder.
Motor RC servo yang digunakan sebanyak 5 buah. Pemilihan motor RC servo yang digunakan pada setiap joint berdasarkan pada kemampuan yang harus dimiliki setiap joint
untuk mengangkat beban. Beban dapat berupa lengan link dan benda yang diangkat. Kemampuan motor untuk berputar dengan suatu beban merupakan gaya putar yang disebut
torsi torque. Berikut ini perkiraan berat lengan penghubung link pada perancangan lengan robot:
Tabel 3.1. Tabel perkiraan berat lengan dan beban yang diangkat lengan pada perancangan lengan robot
NO. Lengan Penghubung link
Perkiraan Berat setiap lengan
Beban yang diangkat setiap lengan
1. End effector
100gr 100gr
2. Pitch
120gr 220gr
3. Elbow
200gr 420gr
4. Shoulder
500gr 920gr
5. Base
200gr 200gr
Tabel 3.1. menunjukkan perkiraan berat setiap lengan merupakan total berat dari material lengan dan motor RC servo yang menempel pada lengan. Kolom beban yang
diangkat setiap lengan merupakan penjumlahan berat dari keseluruhan beban yang harus diangkat oleh setiap lengan. Perancangan mekanik untuk desain lengan robot peniru
gerakan tangan manusia menggunakan material aluminium karena ringan dan mudah dikerjakan. Tabel 3.1. menunjukkan bagian base diasumsikan memiliki berat yang ringan
walaupaun terletak paling dasar karena bagian base tidak terbebani oleh berat keseluruhan dari prototype lengan robot karena seluruh lengan robot sudah ditopang oleh empat buah
tiang penyangga. Perancangan mekanik motor RC servo yang digunakan hanya untuk memutar bagian base yang memiliki torsi yang tidak terlalu besar yaitu diperkirakan
sebesar10 kg.cm.
Gambar 3.4. Design end effector
Gambar 3.4. merupakan gambar design end effector yang akan digunakan pada ujung lengan robot peniru gerakan tangan manusia. Bagian ini dirancang memiliki berat
maksimal adalah 100gram dan memiliki ujung berupa spidol yang bebannya cukup ringan. Beban pada ujung robot cukup ringan sehingga gerakan robot tidak terbebani cukup
besar oleh end effector. Ujung berupa spidol maka lengan robot tersebut dapat dengan mudah dibandingkan gerakannya, apakah gerakannya sama seperti gerakan lengan manusia
atau user. Bagian pitch beban yang harus diangkat adalah 220gram karena bagian pitch selain
mengangkat lengannya sendiri juga harus mengangkat seluruh bagian gripper. Bagian pitch memiliki panjang 5 cm dan bagian gripper sampai ujung jari memiliki panjang 7 cm,
sehingga panjang lengan yang harus diangkat adalah 12 cm. Berikut adalah perhitungan untuk merancang torsi pada bagian pitch berdasarkan persamaan 2.1. dan 2.2. :
= 220 = 0,22
= 12 =
= 0,22 ∗ 10
⁄ = 2,2
= 2,2 ⁄
2,2 ∗ 0,1 = 0,22
Dimana, 1
= 0,1 =
= 0,22 ∗ 12
= 2,64 .
Bagian elbow beban yang harus diangkat adalah 420 gram, sedangkan panjang lengan yang harus diangkat motor RC servo adalah 24 cm yang dihitung dari panjang
lengan elbow, panjang lengan pitch dan panjang end effector. Kebutuhan torsi motor RC servo pada perancangan lengan robot berdasarkan persamaan 2.1. dan 2.2. :
= 420 = 0,42
= 24 =
= 0,42 ∗ 10
⁄ = 4,2
= 4,2 ⁄
4,2 ∗ 0,1 = 0,42
Dimana, 1
= 0,1 =
= 0,42 ∗ 24
= 10,08 .
Bagian shoulder beban yang harus diangkat adalah 920 gram, sedangkan panjang lengan yang harus diangkat motor RC servo adalah 42 cm yang dihitung dari panjang
lengan shoulder, panjang lengan elbow, panjang lengan pitch dan panjang end effector. Kebutuhan torsi motor RC servo pada perancangan lengan robot berdasarkan persamaan
2.1. dan 2.2. : = 920
= 0,92 = 42
= = 0,92
∗ 10 ⁄
= 9,2 = 9,2
⁄ 9,2
∗ 0,1 = 0,92 Dimana,
1 = 0,1
= = 0,92
∗ 42 = 38,64
.
Berdasarkan perhitungan kebutuhan torsi pada bagian shoulder memang
menunjukkan torsi yang dibutuhkan sangat besar. Hal tersebut akan membuat kesulitan tersendiri dalam mencari motor RC servo dengan torsi yang sangat besar. Oleh sebab itu,
pada bagian shoulder perancangan menggunakan 2 buah motor RC servo dengan torsi masing-masing motornya lebih besar dari 19,32 Kg.cm 38,64 Kg.cm : 2 = 19,32 Kg.cm
yang akan dipasang pada shoulder 1 dan shoulder 2.
Gambar 3.5. Tampilan seluruhnya design gambar 3D lengan robot Gambar 3.5. merupakan seluruh tampilan design lengan robot. Lengan robot
tersebut memiliki 3 buah sumbu koordinat, yaitu X, Y, dan Z. Koordinat tersebut berguna untuk mengetahui posisi dari end point lengan robot tersebut.
Design lengan robot yang dikendalikan oleh motor servo memiliki gerakan yang terbatas. Motor servo yang digunakan memiliki batas putar. Batas putar motor servo yang
digunakan adalah 180 . Tetapi sudut yang digunakan pada lengan robot tidak digunakan
pada posisi maksimal. Sudut yang digunakan disesuaikan dengan sudut maksimal pada lengan manusia atau user. Sudut maksimal yang dapat di jangkau oleh lengan robot
sebagai berikut :
X Y
a Z
Tabel 3.2. Tabel sudut maksimal yang dapat digunakan motor servo sesuai sudut lengan manusia
NO. Lengan Penghubung link
Panjang lengan Sudut maksimal yang
dapat dijangkau
1 Pitch + End Effector
12cm 180
2 Elbow
12cm 180
3 Shoulder
18cm 180
4 Base berputar pada poros
0cm 180
3.1.2. Perancangan Elektrik
