124 Fase toe off dari pengguna prosthetic bawah lutut

Gambar 4.124 Fase toe off dari pengguna prosthetic bawah lutut

Fase toe off gerakan kaki kanan menapak sempurna membentuk sudut 90 o terhadap permukaan lantai. Sementara kaki kiri membentuk sudut 10 o terhadap kaki kanan. Betis kaki kiri membentuk sudut 120 o terhadap paha kaki kiri. 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 .......... (4.41)

a. Gaya pada ankle kaki kiri (kaki normal),

1. Gaya normal dengan jarak r N pada fase toe off

Gambar 4.125 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 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

2. Gaya berat pada jarak r 3

Gambar 4.126 Gaya berat dengan jarak r 3 Komponen gaya berat: W 3 x r 3

3. Gaya berat pada jarak r 2

Gambar 4.127 Gaya berat dengan jarak r 2 Komponen gaya berat: W 2 x r 2

r 2 = L ' 2 Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

4. Gaya berat pada jarak r 1 4. Gaya berat pada jarak r 1

5. Gaya berat pada jarak r 4

Gambar 4.129 Gaya berat dengan jarak r 4 Komponen gaya berat: W 4 x r 4

r 4 = L '' 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

6. Gaya berat pada jarak r s

Gambar 4.130 Gaya berat dengan jarak r s Komponen gaya berat:

rs = ( L 5 - L ' s ) Sin q 3

7. Gaya berat pada jarak r 5

Gambar 4.131 Gaya berat dengan jarak r 5 Komponen gaya berat: W 5 x r 5 r 5 = L '' 5 Sin q 3

8. Gaya berat pada jarak r 6

Gambar 4.132 Gaya berat dengan jarak r 6 Komponen gaya berat:

r 6 = L ' 6 Cos q 4

Dari komponen-komponen gaya diatas dapat dirumuskan menjadi:

W 5 L '' 5 Sin q 3 + Ws ( L 5 - L ' s ) Sin q 3 + W 4 ( L '' 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 ) + W 1 ( L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 ) + W 2 ( L ' 2 Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 ) + W 3 [( L 2 + L ' 3 ) Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 ] - W 6 L ' 6 Cos q

NA 1 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

b. Gaya pada knee kaki kiri (kaki normal),

W 5 L '' 5 Sin q 3 + Ws ( L 5 - L ' s ) Sin q 3 + W 4 ( L '' 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 ) + W 1 ( L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 ) + W 2 ( L ' 2 Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 ) - W 6 L ' 6 Cos q 4

F NK 1 = ............(

L 2 Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

c. Gaya pada hip,

F NH = W 1 ............................................................................................................( 4.44)

d. Gaya pada ankle kaki kanan (kaki prosthetic),

1. Gaya normal dengan jarak r N

Gambar 4.133 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 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

2. Gaya berat pada jarak r 6

Gambar 4.134 Gaya berat dengan jarak r 6 Komponen gaya berat: W 6 x r 6 r 6 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 - L ' 6 Cos q 4

Gambar 4.135 Gaya berat dengan jarak r 5 Komponen gaya berat:

W 5 x r 5 r 5 = L ' 5 Sin q 3 + L 4 Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1

4. Gaya berat pada jarak rs

Gambar 4.136 Gaya berat dengan jarak rs

Komponen gaya berat: W s x r s

r s = L ' s Sin q 3 + L 4 Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1

5. Gaya berat pada jarak r 4

Gambar 4.137 Gaya berat dengan jarak r 4 Komponen gaya berat: W 4 x r 4

r 4 = L ' 4 Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1

6. Gaya berat pada jarak r 1

Gambar 4.138 Gaya berat dengan jarak r 1 Komponen gaya berat:

r 1 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1

Gambar 4.139 Gaya berat dengan jarak r 2 Komponen gaya berat: W 2 x r 2

r 2 = ( L '' 2 + L 3 ) Sin q 1

8. Gaya berat pada jarak r 3

Gambar 4.140 Gaya berat dengan jarak r 3 Komponen gaya berat:

W 3 x r 3 r 3 = L '' 3 sin q 1 Dari komponen-komponen gaya diatas dapat dirumuskan menjadi:

( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

e. Gaya pada knee kaki kanan (kaki prosthetic),

(4.46) 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 3

Gambar 4.141 Momen pada jarak r 3

Komponen momen: W 3 x r 3

r 3 = L '' 3 sin q 1

Gambar 4.142 Momen pada jarak r 2

Komponen momen: W 2 x r 2

r 2 = ( L '' 2 + L 3 ) Sin q 1

3. Momen pada jarak r 1

Gambar 4.143 Momen pada jarak r 1 Komponen momen: W 1 x r 1

r 1 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1

4. Momen pada jarak r 4

Gambar 4.144 Momen pada jarak r 4 Komponen momen: W 4 x r 4

r 4 = L ' 4 Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1

5. Momen pada jarak rs

Gambar 4.145 Momen pada jarak rs Komponen momen: W s x r s

r s = L ' s Sin q 3 + L 4 Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1

6. Momen pada jarak r 5

Gambar 4.146 Momen pada jarak r 5 Komponen momen:

W 5 x r 5 r 5 = L ' 5 Sin q 3 + L 4 Sin q 2 + ( L 2 + L 3 ) Sin q 1

7. Momen dengan jarak r N

Gambar 4.147 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 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

8. Momen pada jarak r 6

Gambar 4.148 Momen pada jarak r 6

Komponen momen: W 6 x r 6

r 6 = ( L 2 + L 3 ) Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3 - L ' 6 Cos q 4

Dari komponen-komponen gaya diatas dapat dirumuskan menjadi:

II

M 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 4 [( L 2 + L 3 ) sin q 1 + L ' 4 sin q 2 ]

S ´ ( ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + L 4 sin q 2 + L S sin q 3 )

3 ) sin q 1 + L 4 sin q 2 + L 5 sin q 2 ]

- F NA 2 ´ [ ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + ( L 4 + L 5 ) sin q 2 ]

6 [ ( L 2 + L 3 ) sin q 1 + ( L 4 sin q 2 + L 5 sin q 3 ) - L 6 cos q 4 ]

b. Momen pada knee kaki kiri (kaki normal),

II I

= 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 sin q 2 + L S sin q 3 ] + W 5 ´ [ L 2 sin q 1 + L 4 sin q 2 + L 5 sin q 3 ] .....(

- F NA 2 ´ [ L 2 sin q 1 + ( L 4 sin q 2 + L 5 sin q 3 ) ]

+ W 6 ´ [ L 2 sin q 1 + ( L 4 sin q 2 + L 5 sin q 3 ) - L 1 6 cos q

4 ] + F NA 1 ´ L 3 sin q 1 - W 3 ´ L 3 sin q 1

c. Momen pada hip,

M t 3 ( H IP )

= W S ´ ( L I S sin q 3 + L 4 sin q 2 ) + W 4 ´ L I 4 sin q 2 + W 5 ´ L

4 sin q 2 + L 5 sin q 3 ]

- F NA 2 ´ [ L 4 sin q 2 + L 5 sin q ] + W ´ [ [ L 4 sin q

3 6 2 + L 5 sin q 3 ] - L 6 cos q 4 ] ........(

NA 1 ´ [ L 2 + L 3 ] sin q 1 - W 3 ´ [ L 2 + L 3 ] sin q 1 - W 2 ´ L 2 sin q 1

1. Momen pada jarak r 6

Gambar 4.149 Momen pada jarak r 6 Komponen momen: W 6 x r 6

r 6 = L ' 6 Cos q 4

2. Momen pada jarak r 5

Gambar 4.150 Momen pada jarak r 5 Komponen momen:

W 5 x r 5 r 5 = L '' 5 Sin q 3

3. Momen pada jarak r s

Gambar 4.151 Momen pada jarak r s Komponen momen:

rs = ( L 5 - L ' s ) Sin q 3

4. Momen pada jarak r 4

Gambar 4.152 Momen pada jarak r 4 Komponen momen:

r 4 = L '' 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

5. Momen pada jarak r 1

Gambar 4.153 Momen pada jarak r 1 Komponen momen: W 1 x r 1

r 1 = L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

6. Momen pada jarak r 2

Gambar 4.154 Momen pada jarak r 2 Komponen momen: W 2 x r 2

r 2 = L ' 2 Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

Gambar 4.155 Momen pada jarak r 3 Komponen momen:

r 3 = ( L 2 + L ' 3 ) Sin q 1 + L 4 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

8. Momen dengan jarak r N

Gambar 4.156 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 Sin q 2 + L 5 Sin q 3

Dari komponen-komponen gaya diatas dapat dirumuskan menjadi:

- W 1 ´ [ ( L 4 sin q 2 + L 5 sin q 3 ) ] - W 4 ´ [ ( L ' ' 4 sin q 2 + L 5 sin q 3 ) ]

S ´ [ ( L 5 - L S ) sin q 3 ] - W 5 ´ L ' ' 5 sin q 3

4.50)

e. Momen pada knee kaki kanan (kaki prosthetic),

= W 5 ´ L 5 sin q 3 - F NA 2 ´ L 5 sin q 2 + W 6 ´ [ L 5 sin q 3 + L I 6 cos q 4 ]

5 ( K nee kaki k prosthetic )

NA 1 ´ [ ( L 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 2 sin q 1 + L 4 sin q 2 ] - W 1 ´ L 4 sin q 2

S ´ [ L S sin q 3 ] - W 4 xL ' ' 4 * sin q 2

(4.51)