commit to user
IV-64
4.3 PENGOLAHAN DATA
Pengujianbiomekanika menggunakan pendekatan static equilibrium dilakukan berdasarkan formulasi yang dilakukan pada sub bab 4.2dari
perhitungan diperoleh nilai gaya dan momen pada ankle jointpengguna prostheticdalam aktivitas berjalan di bidang datar. Kondisi static equilibrium
didapat melalui keseimbangan nilai gaya dan momen pada ankle joint baik kaki normal maupun kaki prosthetic.Nilai gaya dan momen pada ankle joint kaki
normal maupunkaki prostheticdikomparasikan untuk melihat kontribusi dari rancangan alignment adapter for prosthetic footdalam mengakomodasi gerak
berjalan pengguna kakiprosthetic.
4.3.1 Penentuan Nilai Keseimbangan GayaPada Komponen Alignment
Adapter yang Mengalami Pensejajaran. Nilai keseimbangan gaya dihitung pada delapan fase gerakan berjalan
berdasarkan formulasi model biomekanika pada kaki normal maupun kaki prosthetic.Berikut contoh perhitungan nilai keseimbangan gaya pada komponen
yang mengalami pensejajaran, yaitu:
1. Fase 1
Perhitungan nilai gaya pada gerakan berjalan fase initial contact, dilakukan baik pada kaki normal maupun kaki prosthetic.
Kaki normal.
Gaya berat pada tiap segmen dan panjang lengan momen merupakan variabel yang digunakan dalam menentukan besarnya gaya yang terjadi pada ankle
joint saat aktivitas berjalan. Contoh perhitungan lengan momen kaki normal pada fase initial contact.
[ ]
3 4
3 2
2 1
1 2
θ θ
θ
Sin L
L Sin
L Sin
L R
a
+ +
+ =
= [0,38x sin 26 + 0,34x sin 11
+ 0,720 x sin 18 ]
= 0,454
m Rekapitulasi lengan momen dalam perhitungan gaya ankle jointkaki normal
pada fase initial contact ditunjukkan pada tabel 4.8.
commit to user
IV-65
Tabel 4.8Lengan momen perhitungan gaya ankle joint kaki normal fase initial contact
Sedangkan untuk contoh perhitungan gaya berat pada tiap segmen tubuh pengguna prosthetic, sebagai berikut:
Ws
1
= m
s1
x g = 2.69 x 9,8 N
= 26,36 Newton Rekapitulasi perhitungan gaya berat pada tiap segmen tubuh pengguna
prostheticditunjukkan pada tabel 4.9.
Tabel 4.9Gaya berat segmen tubuh pengguna prosthetic
Besargaya berat segmen tubuh pengguna prosthetic digunakan dalam penentuan gaya dan momen pada ankle joint untuk delapan fase gerakan
berjalan. Hasil tabulasi lengan momen tabel 4.7dan gaya berat segmen tubuh tabel 4.8 menjadi input dalam perhitungan gaya pada ankle joint kaki normal
fase initial contact. Hasil perhitungan gaya pada ankle joint kaki normal, sebagai berikut:
No Jarak
Moment d Panjang
m 1
R
a1
0.454 2
R
s1
0.359 3
R
t1
0.251 4
R
b
0.222 5
R
t2
0.203 6
R
s2
0.060 7
R
f1
0.132 8
R
f2
0.055
No Segmen
Massa kg
Gaya Berat W
1 Body
B 42.86
420.028 2
Tight Normal T
1
6.25 61.250
3 Tight
Prosthetic T
2
6.25 61.250
4 Shank
Normal S
1
2.69 26.362
5 Shank
Prosthetic S
2
1.46 14.261
6 Foot
Normal F
1
0.88 8.624
7 Foot
Prosthetic F
2
0.50 4.900
commit to user
IV-66
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎣ ⎡
× −
× +
× +
× +
× +
× +
× =
1 2
2 2
2 2
2 1
1 1
1 1
1 1
a f
s t
b t
s f
R R
WF R
WS R
WT R
WB R
WT R
WS R
WF FNA
454 ,
272 .
850 ,
441 ,
12 453
, 93
348 ,
15 477
, 9
135 ,
1 −
+ +
+ +
+ =
= 291,734 Newton
Kaki prosthetic.
Panjang lengan momen digunakan sebagai salah satu variabel dalam menentukan besarnya gaya yang terjadi pada anklejointsaat aktivitas berjalan.
Berikut contoh perhitungan lengan momen kaki prosthetic pada fase initial contact.
[ ]
3 3
2 2
1 1
2
θ θ
θ Sin
L Sin
L Sin
L R
t
+ +
=
= [0,38x sin26 + 0,34 x sin 11 + 0,063 x sin 18
]
= 0,251 m
Rekapitulasi lengan momen dalam perhitungan gayaankle jointkaki prosthetic pada fase initial contact ditunjukkanpada tabel 4.10.
Tabel 4.10 Lengan momen perhitungan gaya ankle joint kaki prosthetic fase initial contact
Hasil tabulasi lengan momen tabel 4.10 dan gaya berat segmen tubuh tabel 4.9 menjadi input dalam perhitungan gaya pada ankle joint kaki prosthetic
fase initial contact. Hasil perhitungan gayapada ankle joint kaki prosthetic, sebagai berikut:
No Jarak
Moment d Panjang m 1
R
a2
0.454 2
R
s2
0.394 3
R
t2
0.251 4
R
b
0.231 5
R
t1
0.203 6
R
s1
0.094 7
R
f1
0.036 8
R
f2
0.10
commit to user
IV-67
⎥ ⎥
⎥ ⎥
⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎢
⎣ ⎡
× +
× +
× +
× +
× +
× +
× =
2 1
1 1
1 1
1 2
2 2
2 2
2 2
a f
s t
b t
s f
R R
WF R
WS R
WT R
WB R
WT R
WS R
WF FNA
454 .
306 .
490 ,
2 456
, 12
218 ,
97 363
, 15
624 ,
5 477
, +
+ +
+ +
+ =
= 295,044 Newton Rekapitulasi perhitungan nilai gaya padaanklejointdalam aktivitas berjalan
pengguna prostheticdi didang datar pada delapan fase gerakan berjalan ditampilkan pada tabel 4.11.
Tabel 4.11 Rekapitulasi perhitungan nilai gaya pada ankle joint
no FASE
Gait Gaya
Ankle Normal
Ankle Prosthetic
1 Heel
Strike Fase
1 292
295 2
Loading Respone Fase 2
242 344
3 Mid
Stance Fase
3 303
4 Terminal
Stance Fase
4 273
313 5
Pre Swing
Fase 5
343 241
6 Initial
Swing Fase
6 285
7 Mid
Swing Fase
7 327
8 Terminal
Swing Fase
8 284
302
erdasarkan tabel4.11 komparasi nilai gaya pada ankle joint kaki normal dan kaki prosthetic pada setiap fase gerakan berjalan dapat digambarkan dalam grafik pada
gambar 4.50.
commit to user
j b
k k
s m
4
b B
a
1
d •
Gambar
Grafi joint yang d
bidang data komponen y
kaki prosth sedangkansa
mempunyai
4.3.2 Perhit
Adapt
Nilai berdasarkan
Berikut con alignment ad
1. Fase 1
Perhi dilakukan ba
•
Kaki no
Panjang menentu
r 4.50 Komp alignm
fik pada gam dihasilkan k
ar mengguna yang mengal
hetic memp aat kondisi s
nilai yang le
tungan Nila ter yang Me
i keseimban formulasi m
ntoh perhit dapter for pr
itungan nila aik pada kak
ormal.
lengan m ukan besarn
parasi nilai ment adapte
mbar 4.50men kaki normal
akan prosth lami setting.
punyai nilai swing phase
ebih kecil da
ai Keseimba engalami Pe
gan momen model biome
tungan nila rosthetic foo
ai momen ki normal ma
momen digu nya momen
gaya pada a er mengalam
nunjukkan p l maupun k
hetic endosk . Pada fase s
i yang lebi e nilai gaya
aripada kaki
angan Mom ensejajaran
n dihitung pa ekanika pada
ai keseimba otyang meng
pada gerak aupun kaki p
unakan seba yang terja
ankle joint d mi pensejaja
perbandingan kaki prosthe
keletal deng stance phase
ih besar da a pada ankle
normal.
men pada K
ada delapan a kaki norm
angan mom galami pense
kan berjalan prosthetic.
agai salah adi pada a
dengan kom aran
n nilai gaya tic saat berj
gan alignme e gayapada
aripada kak e joint kaki
Komponen A
n fase geraka mal dan kaki
men pada ejajaran, yait
n fase initia
satu variab anklejointsaa
mponen
pada ankle rjalan pada
nt adapter ankle joint
ki normal, prosthetic
Alignment
an berjalan prosthetic.
komponen tu:
al contact,
bel dalam at aktivitas
commit to user
IV-69 berjalan. Berikut contoh perhitungan lengan momen kaki normal pada fase
initial contact.
[ ]
2 1
1
θ θ
Sin L
Sin L
R
2 1
t
+ =
= [0,38x sin 26 + 0,34 sin 11
] =
0,203 m
Rekapitulasi lengan momen dalam perhitungan momen ankle jointkaki normal pada fase initial contactditunjukkanpada tabel 4.12.
Tabel 4.12 Lengan momen perhitungan momen ankle joint kaki normal fase initial contact
Hasil tabulasi lengan momen tabel 4.12,gaya berat segmen tubuh tabel 4.8 dan gaya pada ankle joint tabel 4.11 menjadi inputdalam perhitungan momen
ankle joint kaki normal fase initial contact. Hasil perhitungan momen pada ankle joint kaki normal, sebagai berikut:
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎣ ⎡
× −
× +
× +
× +
× +
× +
× +
× =
2 2
2 2
2 2
2 2
1 1
1 1
1 1
1
M
a f
s t
b t
s f
R FNA
R WF
R WS
R WT
R WB
R WT
R WS
R WF
A
[ ]
935 ,
133 491
604 ,
5 363
15 218
97 456
12 490
2 284
+ =
, +
+ ,
+ ,
+ ,
+ ,
+ ,
= -0,028N.m •
Kaki prosthetic.
Panjang lengan momen digunakan sebagai salah satu variabel dalam menentukan besarnya momen yang terjadi pada ankle joint saat aktivitas
berjalan. Berikut contoh perhitungan lengan momen kaki prosthetic pada fase initial contact.
[ ]
3 4
3 2
2 1
θ θ
Sin L
L Sin
L R
t
+ +
=
No Jarak
Moment d Panjang
m 1
R
s1
0.094 2
R
t1
0.203 3
R
b
0.231 4
R
t2
0.251 5
R
s2
0.394 6
R
a2
0.454 7
R
f1
0.033 8
R
f2
0.100
commit to user
IV-70 = [0,147x sin 11
+ 0.720x sin 18 ]
= 0,251 m Rekapitulasi lengan momen dalam perhitungan momen ankle jointkaki
prosthetic pada fase initial contactditunjukkanpada tabel 4.13.
Tabel 4.13 Lengan momen perhitungan momen ankle joint kaki prosthetic fase initial contact
Hasil tabulasi lengan momen tabel 4.13, gaya berat segmen tubuh tabel 4.8 dan gaya pada ankle joint tabel 4.11 menjadi input dalam perhitungan
momen ankle joint kaki prosthetic fase initial contact. Hasil perhitungan momen pada ankle joint kaki prosthetic, sebagai berikut:
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎣ ⎡
× −
× −
× −
× −
× −
× −
× +
× =
2 2
2 2
1 1
1 1
1 1
2 2
1 1
2
MA
s t
b t
s f
f a
R WS
R WT
R WB
R WT
R WS
R WF
R WF
R FNA
[ ]
847 ,
441 ,
12 453
, 93
348 ,
15 477
, 9
153 ,
1 282
, 432
, 132
− −
− −
− −
= +
= -0,003 N.m Rekapitulasi nilai keseimbangan momen pada ankle yang dihasilkan
pengguna prosthetic pada 8 fase gerakan berjalan ditampilkan pada tabel 4.14
No Jarak
Moment d Panjang
m 1
R
a1
0.454 2
R
s1
0.359 3
R
t1
0.251 4
R
b
0.222 5
R
t2
0.203 6
R
s2
0.060 7
R
f1
0.134 8
R
f2
0.058
commit to user
B k
p
j m
m s
k n
Tabel
Berdasarkan kaki prosthe
pada gambar
Gambar 4
Grafi jointkaki no
menggunaka mengalami
stabil pada a kembali me
nilai momen
1 He
2 Lo
3 M
4 Te
5 Pr
6 In
7 M
8 Te
No
4.14 Rekap
Kategori