RANCANG BANGUN KURSI RODA YANG BISA NAIK TANGGA Alfian Hudan Nuzula 2105.100.034 Pembimbing: Prof. Dr. Ing. Ir. I Made Londen Batan, M.Eng Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Juni 2010
LATAR BELAKANG KURSI RODA
TANGGA
Kuisioner september 2009
Mayoritas konsumen menginginkan kursi roda yang Bisa digunakan pada saat santai dan bekerja baik digunakan dijalan datar atau naik tangga (22%), serta dapat digerakkan baik secara otomatis (15%).
Perumusan masalah Dari uraian diatas dapat dirumuskan masalah yaitu bagaimana merancang dan membuat kursi roda yang bisa naik tangga atau berjalan datar
Tujuan penelitian Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah membantu penguna kursi roda untuk dapat menggunakan kursi roda menaiki tangga dan trotoar tanpa membutuhkan stair lift wheelchair maupun bantuan orang lain
Batasan masalah Batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Beban maksimum perancangan adalah 100 kg, termasuk berat orang dan beban kursi roda 2. Sistem penggerak kursi roda dan unit kontrol tidak dibahas 3. Rancang bangun diwujudkan dalam bentuk prototype 4. Ketinggian anak tangga adalah 15 cm dan lebar 20 cm
Manfaat penelitian 1. Memudahkan para penderita cacat kaki untuk melewati jalan tanjakan terutama pada trotoar yang ada dipinggir jalan, sehingga menghindarkan dari kecelakaan 2. Dapat membantu mobilitas penderita cacat kaki dalam kehidupan sehari-hari
METODE PENELITIAN
PENGEMBANGAN KURSI RODA Kolom Requirement adalah inti dari semuanya, yaitu pengidentifikasian dari keinginan costumer kedalam bentuk teknik. Costumer biasanya hanya meminta suatu produk itu mudah dipakai , tahan lama, harga murah atau lain sebagainya. Tetapi disini sebagai pihak desainer harus bisa menerjemahkan keinginan costumer ini kebentuk teknis.
Keterangan: D = Demand (kebutuhan) W = Wish (harapan)
PENGEMBANGAN KURSI RODA Disain kursi roda
UJI COBA KURSI RODA Percobaan uji performansi
Peralatan uji yang digunakan 1. Beban terbuat dari pasir 2. Stopwatch 3. Tangga
Panjang maksimum = 1200 mm Tinggi maksimum = 260 mm Lebar tangga maksimum = 600 mm Ketinggian anak tangga ( a ) = 70 mm Lebar anak tangga ( b) = 100 mm
a b
UJI COBA KURSI RODA Berikut keterangan pengambilan data kursi roda menaiki tangga yang dilakukan. Jarak sumbu roda belakang pada saat di bawah dan diatas dengan sumbu roda depan adalah 640 mm. Hasil uji performansi dengan variasi beban 0 – 3 kg
UJI COBA KURSI RODA Grafik Pengaruh Beban Terhadap Waktu Pada Saat Naik Tangga 60,000
waktu (s)
50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0,000 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Beban (kg)
semakin bertambahnya beban yang diberikan maka, kecepatan kursi roda saat menaiki tangga akan menurun. Dikarenakan kursi roda saat menaiki tangga mendapatkan hambatan yang sangat besar.
Grafik Pengaruh Beban Terhadap Kecepatan Pada Saat Naik Tangga 0,030
Kecepatan (m/s)
0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 0
0,5
1
1,5
2
Beban (kg)
2,5
3
semakin besar beban yang diberikan maka semakin besar waktu yang dibutuhkan untuk menanjak. Hal tersebut dikarenakan semakin besar beban, gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan kursi roda semakin besar. Sehingga pergerakan kursi roda semakin lamban dan mengakibatkan waktu pergerakannya menjadi lebih lama
3,5
UJI COBA KURSI RODA Berikut keterangan pengambilan data kursi roda berjalan menanjak yang dilakukan. Jarak sumbu roda belakang pada saat di bawah dan diatas dengan sumbu roda depan adalah 640 mm. Hasil uji performansi dengan variasi beban 0 – 3 kg
UJI COBA KURSI RODA CD A Memax Fr θ Ft = Ff + Fr Ft = Ff Ft = Fr Me r ηt
= Densitas udara = Coefisien drag caerodinamis = Luas penampang frontal kendaraan = Torsi mesin maksimum = Coefisien rolling hambatan = Sudut tanjakan = Gaya dorong pada roda penggerak depan dan belakang. (N) = Gaya dorong untuk kendaraan dengan penggerak roda depan.(N) = Gaya dorong untuk kendaraan dengan penggerak roda belakang. (N) = Torsi keluaran dari mesin. (N.m) = Jari-jari roda. (m) = Efisiensi transmisi.
UJI COBA KURSI RODA Grafik Perbandingan Beban Terhadap Kecepatan Secara Teoritis dengan Percobaan 0,040
Kecepatan (m/s)
0,035 0,030
Percobaan (Tanjakan)
0,025
Teoritis (Tanjakan)
0,020
Percobaan (Tangga)
0,015 0,010 0,005 0,000 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Beban (kg)
semakin bertambahnya beban maka kecepatan yang dibutuhkan saat menanjak menaiki tangga semakin menurun. Karena beban yang semakin berat akan memperbesar gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan kursi roda. Sehingga pergerakan kursi roda semakin lamban dan mengakibatkan menurunnya kecepatan.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Hasil waktu yang didapat dari semua percobaan prototype kursi roda menaiki tangga yang diberi variasi beban 0 sampai dengan 3 Kg didapatkan hasil tren grafik naik dikarenakan semakin lama pengujian yang dilakukan dengan pemvariasian beban yang semakin besar atau sangat berlebihan maka waktu yang dicapai kursi roda pada saat mencapai puncak tangga membutuhkan waktu yang sangat lama. 2. Dari perhitungan teoritis, dapat diketahui bahwa kursi roda mampu melewati tanjakan tanpa diberi beban sesuai dengan kemiringan tangga maksimum hingga kecepatan maksimum 0,036626 m/s. Sedangkan setelah melakukan uji coba kursi roda mampu melewati tanjakan tanpa beban maksimum hingga kecepatan 0,027 m/s dengan waktu yang dihasilkan 23,70 s. 3. Perbandingan ketiga garis percobaan saat menaik tangga, menanjak dan perhitungan menanjak secara teori sama-sama memiliki tren menurun. semakin bertambahnya beban maka kecepatan yang dibutuhkan saat menanjak semakin menurun. Karena hambatan yang diterima kursi roda sangat besar. Sehingga pergerakan kursi roda semakin lamban dan mengakibatkan menurunnya kecepatan.
Saran 1. Komponen dan rangka yang lebih presisi sehingga rangka bisa lebih rigid. 2. Untuk pengembangan kursi roda kedepannya mekanisme pergerakan roda bisa dibuat lebih baik lagi dan ada pengaman pada kursi roda saat mati maka kursi roda tersebut tidak akan jatuh kebawah.
TERIMA KASIH
