91 Fase heel off dari pengguna prosthetic bawah lutut
Gambar 4.91 Fase heel off dari pengguna prosthetic bawah lutut
Gaya berat tubuh (W) memberikan reaksi ke atas berupa gaya normal (F N ). Persamaan ini dapat dicari dengan menentukan dari gaya normal (F N ), yaitu:
F N x r N = W 5 x r 5 + W 4 x r 4 + W s x r s + W 1 x r 1 + W 2 x r 2 + W 3 x r 3 - W 6 x r 6 …..… (4.30)
a. Gaya pada ankle kaki kiri (kaki normal),
Komponen-komponen penyusun perumusan gaya pada ankle kaki kiri (kaki normal) dijelaskan pada gambar-gambar di bawah ini.
1. Gaya normal dengan jarak r N
Gambar 4.92 Gaya normal dengan jarak r N Komponen Gaya yang bekerja:
F NA 1 x r N r N = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
2. Gaya berat pada jarak r 6 pada fase heel off
Gambar 4.93 Gaya berat pada jarak r 6 Komponen gaya berat: W 6 x r 6
r 6 = ( L 4 + L 5 ) Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L ' 6 Cos q 3
Gambar 4.94 Gaya berat pada jarak r 3 Komponen gaya berat:
W 3 x r 3 r 3 = [( L 4 + L 5 ) Sin q 2 + ( L 2 + L ' 3 ) Sin q 1 ]
4. Gaya berat pada jarak r 2
Gambar 4.95 Gaya berat pada jarak r 2 Komponen gaya berat: W 2 x r 2
r 2 = [( L 4 + L 5 ) Sin q 2 + L ' 2 Sin q 1 ]
5. Gaya berat pada jarak r 1
Gambar 4.96 Gaya berat pada jarak r 1 Komponen gaya berat: W 1 x r 1
r 1 = ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
6. Gaya berat pada jarak r 4
Gambar 4.97 Gaya berat pada jarak r 4 Komponen gaya berat:
r 4 = ( L '' 4 + L 5 ) Sin q 2
7. Gaya berat pada jarak r s
Gambar 4.98 Gaya berat pada jarak r s
Komponen gaya berat: W s x r s
rs = ( L 5 - L ' s ) Sin q 2
8. Gaya berat pada jarak r 5
Gambar 4.99 Gaya berat pada jarak r 5 Komponen gaya berat:
Dari komponen-komponen gaya diatas dapat dirumuskan menjadi: W 5 x L '' 5 Sin q 2 + W s ( L 5 - L ' s ) Sin q 2 + W 4 ( L '' 4 + L 5 ) Sin q 2 + W 1 ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
+ W 2 [ L ' 2 Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2 ] + W 3 [( L 2 + L ' 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2 ]
+ W 6 [( L 4 + L 5 ) Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L ' 6 Cos q 3 ]
F NA 1 = .....
( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
b. Gaya pada knee kaki kiri (kaki normal),
W 5 x L '' 5 Sin q 2 + W s ( L 5 - L ' s ) Sin q 2 + W 4 ( L '' 4 + L 5 ) Sin q 2 + W 1 ( L 4 + L 5 ) Sin q 2 + W 2 [ L ' 2 Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2 ]
F NK 1 = ……………
L 2 Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
c. Gaya pada hip,
F NH = W 1 ……………………………………………………………………….(4.33)
d. Gaya pada ankle kaki kanan (kaki prosthetic),
Komponen-komponen penyusun perumusan gaya pada ankle kaki kanan (kaki prosthetic) dijelaskan pada gambar-gambar di bawah ini.
1. Gaya normal dengan jarak r N
Gambar 4.100 Gaya normal dengan jarak r N Komponen Gaya yang bekerja:
F NA 1 x r N
Gambar 4.101 Gaya berat pada jarak r 5 Komponen gaya berat:
W 5 x r 5 r 5 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L ' 5 ) Sin q 2
3. Gaya berat pada jarak rs
Gambar 4.102 Gaya berat pada jarak rs Komponen gaya berat: W s x r s
r s = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L ' s ) Sin q 2
4. Gaya berat pada jarak r 4
Gambar 4.103 Gaya berat pada jarak r 4 Komponen gaya berat: W 4 x r 4
r 4 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L ' 4 xSin q 2
5. Gaya berat pada jarak r 1
Gambar 4.104 Gaya berat pada jarak r 1 Komponen gaya berat: W 1 x r 1
r 1 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1
6. Gaya berat pada jarak r 2
Gambar 4.105 Gaya berat pada jarak r 2 Komponen gaya berat: W 2 x r 2
r 2 = ( L '' 2 + L 3 ) Sin q 1
7. Gaya berat pada jarak r 3
Gambar 4.106 Gaya berat pada jarak r 3 Komponen gaya berat:
W 3 x r 3 r 3 = L '' 3 sin q 1
8. Gaya berat pada jarak r 6
Gambar 4.107 Gaya berat pada jarak r 6 Komponen gaya berat:
Dari komponen-komponen gaya diatas dapat dirumuskan menjadi: W 5 x [( L 4 + L ' 5 ) Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 ] + W s [( L 4 + L ' s ) Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 ]
+ W 4 [ L ' 4 Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 ] + W 1 ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + W 2 ( L '' 2 + L 3 ) Sin q 1 + W 3 L '' 3 Sin q 1 - W 6 L ' 6 Cos q 3
F NA 2 = .....
( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
e. Gaya pada knee kaki kanan (kaki prosthetic),
W 4 [ L ' 4 Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 ] + W 1 ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + W 2 ( L '' 2 + L 3 ) Sin q 1 + W 3 L '' 3 Sin q 1 - W 6 L ' 6 Cos q 3
F NA 2 = ……………...……
( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L 4 Sin q 2
Berat badan (W) memberikan reaksi berupa momen inersia (M σ).
Persamaan ini dapat dicari dengan menentukan berat dan panjang dari segmen tubuh, yaitu:
a. Momen pada ankle kaki kiri (kaki normal),
Komponen-komponen penyusun perumusan momen pada ankle kaki kiri (kaki normal) dijelaskan pada gambar-gambar di bawah ini:
1. Momen pada jarak r 6
Gambar 4.108 Momen pada jarak r 6
Komponen momen: W
r 6 = L ' 6 Cos q 4
Gambar 4.109 Momen pada jarak r 3 Komponen momen:
W 3 x r 3 r 3 = L '' 3 sin q 1
3. Momen pada jarak r 2
Gambar 4.110 Momen pada jarak r 2 Komponen momen: W 2 x r 2
r 2 = ( L '' 2 + L 3 ) Sin q 1
4. Momen pada jarak r 1
Gambar 4.111 Momen pada jarak r 1 Komponen momen: W 1 x r 1
r 1 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1
5. Momen pada jarak r 4
Gambar 4.112 Momen pada jarak r 4
Komponen momen: W 4 x r 4
r 4 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L ' 4 xSin q 2
Gambar 4.113 Momen pada jarak rs Komponen momen: W s x r s
r s = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L ' s ) Sin q 2
7. Momen pada jarak r 5
Gambar 4.114 Momen pada jarak r 5 Komponen momen:
W 5 x r 5 r 5 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L ' 5 ) Sin q 2
8. Momen dengan jarak r N
Gambar 4.115 Momen pada jarak r N Komponen Momen yang bekerja:
F NA 2 x r N
r N = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
Dari komponen-komponen gaya diatas dapat dirumuskan menjadi: M II t
1 ( Ankle kaki normal) = W 3 ´ L ' ' 3 sin q 1 + W 2 ´ ( L 3 + L 2 ) sin q 1 + W 1 ´ ( L 2 + L 3 ) sin q 1
+ W S ´ [ ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + ( L 4 + L ' s ) sin q 2 ]
4 ´ [ ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + L 4 sin q 2 ]
5 ´ [ ( L 2 + L 3 ) sin 1 + L 4 sin 2 + L 5 sin q 2 ]
NA 2 ´ [ ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) sin q 2 ] - W 6 ´ [ L 6 cos q 3 ]
b. Momen pada knee kaki kiri (kaki normal),
II M I t
= W 2 ´ L 2 sin q 1 + W 1 ´ L 2 sin q 1 + W 4 ´ [ L 2 sin q 1 + L 4 sin q 2 ]
2 ( Knee kaki normal )
I + I Ws ´ [ L
2 sin q 1 + ( L 4 + L s ) sin q 2 ] + W 5 ´ [ L 2 sin q 1 + L 4 sin q 2 + L 5 sin q 2 ] ........
- F NA 2 ´ [ L 2 sin q 1 + ( L 4 L q
5 ) sin 2 ] + W 6 ´ [ L 6 cos q 3 ]
+ F NA 1 ´ L 3 sin q 1 - W 3 ´ L I 3 sin q 1
c. Momen pada hip,
d. Momen pada ankle kaki kanan (kaki prosthetic),
Komponen-komponen penyusun perumusan momen pada ankle kaki kanan (kaki prosthetic) dijelaskan pada gambar-gambar di bawah ini.
1. Momen pada jarak r 5
Gambar 4.116 Momen pada jarak r 5
Komponen momen: W 5 x r 5
r 5 = L '' 5 Sin q 2
2. Momen pada jarak r s
Gambar 4.117 Momen pada jarak r s Komponen momen: W s x r s
rs = ( L 5 - L ' s ) Sin q 2
3. Momen pada jarak r 4
Gambar 4.118 Momen pada jarak r 4 Komponen momen: W 4 x r 4
r 4 = ( L '' 4 + L 5 ) Sin q 2
4. Momen pada jarak r 1
Gambar 4.119 Momen pada jarak r 1 Komponen momen:
W 1 x r 1 r 1 = ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
5. Momen pada jarak r 2
Gambar 4.120 Momen pada jarak r 2 Komponen momen: W 2 x r 2
r 2 = [( L 4 + L 5 ) Sin q 2 + L ' 2 Sin q 1 ]
6. Momen pada jarak r 3
Gambar 4.121 Momen pada jarak r 3 Komponen momen: W 3 x r 3
r 3 = [( L 4 + L 5 ) Sin q 2 + ( L 2 + L ' 3 ) Sin q 1 ]
7. Momen dengan jarak r N
Gambar 4.122 Momen pada jarak r N Komponen Momen yang bekerja:
F NA 1 x r N r N = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) Sin q 2
8. Momen pada jarak r 6
Gambar 4.123 Momen pada jarak r 6
Komponen momen: W 6 x r 6
r 6 = ( L 4 + L 5 ) Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L ' 6 Cos q 3
Dari komponen-komponen gaya diatas dapat dirumuskan menjadi: M t 4 ( A NKLE kaki prosthetic ) =
6 ´ [ ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) sin q 2 + L 6 cos q 3 ]
+ F NA 1 ´ [ ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) sin q 2 ]
3 ´ [ ( L 3 + L 2 ) sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) sin q 2 ] - W 2 ´ [ L 2 sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) sin q 2 ] ....
- W 1 ´ [ ( L 4 + L 5 ) sin q 2 ] - W 4 ´ [ ( L ' ' 4 + L 5 ) sin q 2 ]
S ´ [ ( L 5 - L S ) sin q 2 ] - W 5 ´ L ' ' 5 sin q 2
.(4.39)
e. Momen pada knee kaki kanan (kaki prosthetic),
M t 5 ( K nee kaki prosthetic ) = W 5 ´ L I 5 sin q 2 - F NA 2 ´ L 5 sin q 2 - W 6 ´ [ L 4 sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + L ' 6 cos q 3 ]
+ F NA 1 ´
2 + L 3 ) sin q 1 + L 4 sin q 2 ] - W 3 ´ [ ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + L 4 sin q 2 ]
.....
2 ´ [ L sin
2 q 1 + L 4 sin q 2 ] - W 1 ´ L 4 sin q 2 + W S ´ [ L S sin q 2 ] - W 4 xL '' 4 x sin q 2
.(4.40)