Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini menyajikan kontrol posisi dan torsi dengan skema impedansi untuk robot rehabilitasi pasien pasca stroke bagian upper limb untuk gerakan fleksi pada bahu lengan. Robot yang dipakai dalam penelitian ini adalah robot swaproduksi yang dibangun berbasis robot manipulator 3 DOF (Degree of Freedom). Robot manipulator ini menggunakan absolut enkoder sebagai sensor posisi sudut, load cell sebagai sensor gaya dan motor BLDC (Brushless Direct Current) sebagai aktuator. Pemodelan kinematik robot manipulator menggunakan DH (Denavit Hartenberg) parameter dan pemodelan dinamiknya menggunakan persamaan lagrange.. Skema impedansi ini terdiri dari masukan berupa gaya luar dan suatu nilai impedansi. Masukan gaya luar berasal dari load cell pada ujung robot (end effector) yang di hasilkan oleh gaya dari subjek/pasien, yang terdiri dari 2 arah kartesian yang akan mempengaruhi besaran torsi dari dinamik robot untuk sumbu x dan sumbu y, sedangkan besaran nilai impedansi pada sistem robot di berikan pada sebuah nilai yang konstan. Nilai impedansi ini akan mempengaruhi sistem karena nilainya merupakan presentase perkalian dari inersia robot, sehingga sistem akan mengikuti karakteristik impedansi. Pada penelitian ini dilakukan simulasi terhadap sistem kontrol karakteristik impedansi dari robot. Dalam simulasi penelitian diberikan nilai gaya eksternal sebesar 10%, 100%, 150% dan 170% dari torsi motor, dan sebuah nilai impedansi yang konstan (50 % dari inersia robot). Dalam simulasi berikutnya di berikan nilai impedansi sebesar 100%, 200%, 300% dan 500% dari nilai inersia robot dan nilai gaya eksternal yang konstan (170% dari torsi motor). Dari hasil simulasi ini di dapatkan karakteristik hubungan antara besarnya gaya luar dari pasien, nilai impedansi yang diberikan dengan sistem dinamika robot. Semakain besar nilai masukan gaya luar dari pasien maka sistem semakin berosilasi, untuk menjaga sistem agar stabil maka nilai impedansi perlu diperbesar. Karakteristik ini dapat di gunakan untuk pasien stroke yang memiliki kondisi otot kaku. Dengan mengetahui karakteristik tersebut, robot dapat berinteraksi dengan pasien dengan berbagai macam kondisi pasien stroke dengan berbagai tingkat kekakuan otot. Setelah melakukan simulasi dilakukan implemantasi system kontrol pada robot. Kontrol robot menggunakan 3 parameter kontroler ???????? yaitu ????1=0,8, ????2=0,8, ????3=3 dan ????????1=200, ????????2=200, ????????3=350 masing-masing parameter berfungsi sebagai penjejak eror sudut dan eror torsi skema impedansi untuk masing masing motor penggerak arah x, y, dan z. Robot ini memiliki Workspace/Range of Motion 332 ? ???? ? 1102, 0 ? ???? ? 90, ???????????? 45 ? ? ? 135 dan nilai performa dari kontroler adalah memiliki error ± 1°. Gerakan robot pada rehabilitasi berdasarkan pengikut jalur dimana robot digerakan mengikuti pola gerakan yang telah ditetapkan tanpa dipengaruhi oleh waktu. Ketika pergerakan subjek/pasien tidak dapat mengikuti pengikut jalur rehabilitasi, maka akan menyebabkan ada suatu gaya terukur oleh sensor gaya pada end effector, sehingga besaran gaya tersebut dapat memberikan feedback pada motor berupa complians (motor akan bergerak sesuai arah dan besar gaya pada end effector), selanjutnya jika sudah tidak ada gaya eksternal pada end effector, robot akan memberikan respon untuk membantu subjek mengoreksi pengikut jalur.