Perancangan Dan Pembuatan Orthotic Knee Joint

Mohammad Ardian Arifin, Ir. Subagio, M,Sc.

2009 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Orthotic adalah salah satu alat bantu medis bagi penderita cacat yang berupa kerangka penyangga bagian tubuh yang layu. Orthotic yang dipasang pada bagian kaki terdiri atas beberapa bagian, salah satunya adalah orthotic knee joint. Orthotic knee joint merupakan salah satu bagian penting yang terletak pada daerah lutut. Seperti sendi pada lutut manusia, orthotic knee joint berfungsi sebagai engsel gerak tulang paha (femur), yang pada kerangka penyusun orthotic diwakili oleh side bar atas, dengan tulang betis (tibia), yang pada kerangka penyusun orthotic diwakili oleh side bar bawah. Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah perancangan orthotic knee joint yang secara fungsional sudah dapat diaplikasikan pada keadaan sebenarnya. Tahap awal dilakukan dengan melakukan studi lapangan secara langsung di bagian rehabilitasi medis Rumah Sakit Prof. DR. R. Soeharso Surakarta untuk memberikan gambaran keadaan yang sebenarnya di lapangan. Perancangan, baik dimensi maupun pemilihan material penyusun, didasarkan pada hasil studi yang telah didapatkan. Perhitungan meliputi semua hal yang berkaitan dengan perancangan alat tersebut, seperti perhitungan kekuatan material, perhitungan diameter baut, analisa gaya yang bekerja pada alat, dan lain-lain. Tahap selanjutnya membuat prototype sesuai dengan hasil rancangan dan perhitungan. Pembuatan prototype dilakukan dengan menggunakan mesin milling dan bubut CNC dengan tujuan agar dapat memperagakan mekanisme kerja dari orthotic knee joint. Hasil rancangan orthotic knee joint ini dapat menahan berat manusia sebesar 70 kg pada saat berjalan tanpa membawa beban dengan panjang total 81 mm, lebar total 39 mm, tebal total 11 mm, dan sudut putar maksimum 900 . Prototype yang dibuat telah mampu dengan baik menunjukkan mekanisme kerja rancangan orthotic knee joint.

An orthotic is a medical assistive device for individuals with physical impairments, consisting of a support framework for weakened body parts. Orthotics designed for the leg comprise several components, one of which is the orthotic knee joint. This joint is a crucial element located at the knee area; much like a natural human knee, it functions as a hinge connecting the thigh bone (femur)—represented in the orthotic framework by an upper side bar—to the shin bone (tibia), represented by a lower side bar. The objective of this final project is to design an orthotic knee joint that is functionally viable for real-world application. The initial phase involved a field study at the medical rehabilitation department of Prof. Dr. R. Soeharso Hospital in Surakarta to gain insight into actual conditions. Design specifications—including dimensions and material selection—were based on the findings of this study. Calculations covered all aspects of the device's design, such as material strength, bolt diameters, and force analysis. The subsequent phase involved fabricating a prototype based on the design and calculations. CNC milling and turning machines were used for fabrication to ensure the prototype could effectively demonstrate the orthotic knee joint's operating mechanism. The resulting orthotic knee joint design is capable of supporting a 70 kg person during unloaded walking, featuring a total length of 81 mm, a total width of 39 mm, a total thickness of 11 mm, and a maximum rotation angle of 90 degrees. The fabricated prototype successfully demonstrated the operating mechanism of the designed orthotic knee joint.

Kata Kunci : Orthotic Knee Joint