file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA... · Web viewRack (batang bergigi) and...

6
MEKANISME GERAK ROBOT oleh: Ichsan Mulia Permata Kemampuan untuk melakukan pergerakan merupakan kemampuan paling mendasar bagi robot. Untuk melakukan pergerakan sesuai dengan yang diharapkan, dibutuhkan konfigurasi mekanik yang tepat. Konfigurasi mekanik ini sangat penting dalam pengaturan mekanisme gerak robot dan mentransmisikan daya dari suatu bentuk ke bentuk yang lain. Akan kami bahas beberapa prinsip dasar mekanisme gerak robot. JOINT AND LINK/BAR open loop single loop

Transcript of file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA... · Web viewRack (batang bergigi) and...

Page 1: file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA... · Web viewRack (batang bergigi) and Pinion (wheel gear/roda gigi) adalah mekanisme gerak yang memanfaatkan gerigi sebagai

MEKANISME GERAK ROBOT oleh: Ichsan Mulia Permata

Kemampuan untuk melakukan pergerakan merupakan kemampuan paling mendasar bagi robot. Untuk melakukan pergerakan sesuai dengan yang diharapkan, dibutuhkan konfigurasi mekanik yang tepat. Konfigurasi mekanik ini sangat penting dalam pengaturan mekanisme gerak robot dan mentransmisikan daya dari suatu bentuk ke bentuk yang lain. Akan kami bahas beberapa prinsip dasar mekanisme gerak robot.

JOINT AND LINK/BAR

open loop single loop

Page 2: file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA... · Web viewRack (batang bergigi) and Pinion (wheel gear/roda gigi) adalah mekanisme gerak yang memanfaatkan gerigi sebagai

multi loop

Joint and link/bar mechanism adalah mekanisme dasar, merupakan konfigurasi dari beberapa link (dapat dianalogikan dengan lengan) yang terhubung dengan lengan lainnya melalui joint (dapat dianalogikan dengan sendi). Konfigurasi ini sering digunakan sebagai robot manipulator untuk melakukan berbagai pergerakan. Secara garis besar, konfigurasi joint and link dapat dibagi menjadi beberapa tipe, yaitu tipe open loop, single loop, dan mutiloop Jenis Joint

Joint yang menghubungkan link pun dapat dibagi menjadi 6 jenis joint dengan karakteristik yang berbeda. Gambar sebelumnya adalah ilustrasinya. Joint revolute memungkinkan hubungan antar link berubah dengan pola pergerakan link berotasi terhadap link yang lain. Joint ini memiliki sifat seperti engsel. Joint prismatic memungkinkan link bergerak secara translasi satu sumbu terhadap link lainnya yang terhubung pada joint tersebut. Joint silindrikal memungkinkan posisi antar link yang terhubung berubah secara translasi atau rotasi. Joint ini dipakai pada pompa ban sepeda. Lengan pompa dengan tabung pompa terhubung dengan joint silindrikal. Joint planar memungkinkan posisi antar link berubah secara translasi dua sumbu. Joint screw memungkinkan perubahan posisi antar link adalah translasi dan rotasi sehingga untuk melakukan perubahan posisi tidak bisa hanya rotasi atau translasi saja. Joint ini digunakan pada mur dan baut. Joint spherical memungkinkan perubahan rotasi atau translasi dengan dua sumbu. Joint ini digunakan pada analog dalam stik playstation.

RACK AND PINION Rack (batang bergigi) and Pinion (wheel gear/roda gigi) adalah mekanisme gerak yang memanfaatkan gerigi sebagai hubungan antar link. Seperti joint dan link, mekanisme ini dapat mengubah gerak translasi menjadi rotasi dan sebaliknya. Mekanisme ini juga sangat berguna dalam proses transmisi daya, dari torsi menjadi kecepatan sudut dan sebaliknya. Konfigurasi di atas adalah bentuk konfigurasi rack and pinion yang berfungsi untuk mengubah gerak rotasi menjadi gerak translasi dan sebaliknya. Konfigurasi ini dapat kita lihat pada mekanisme tutup-buka (eject) pada CD/DVD Player. Contoh lainnya, mekanisme

Page 3: file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA... · Web viewRack (batang bergigi) and Pinion (wheel gear/roda gigi) adalah mekanisme gerak yang memanfaatkan gerigi sebagai

ini digunakan pada rel kereta di medan yang menanjak. Di medan yang menanjak, rack pada rel dan pinion pada lokomotif dapat menambah daya dorong kereta agar bisa melewati medan. Bentuk-bentuk gerigi sangat berpengaruh terhadap fungsi roda gigi itu sendiri. Berikut adalah jenis-jenis roda gigi.

a. Spur gear Spur gear adalah gear standar yang umum, dapat digunakan untuk berbagai fungsi.

b. Helical gear Helical gear memiliki bentuk gerigi yang miring, cocok digunakan pada kecepatan tinggi, sehingga dapat mengurangi gesekan antar gear.

c. Bevel gear Bevel gear memiliki fungsi khusus, yaitu untuk memindahkan gerak rotasi ke suumbu rotasi yang lain. Dapat dilihat dari gamb ar di bawah ini, gerak rotasi dengan sumbu horizontal akan menyebabkan gerak rotasi pada sumbu vertical pada gear lainnya. d.Planetary gear Planetary gear memiliki konfigurasi gear

yang sangat unik. Keuntungan dari planetary gear adalah efisiensi energi dan compactness dari system. Energi yang hilang melalui gesekan pada konfigurasi ini hanya sekitar 3% tiap stage. Dengan konfigurasi seperti ini, kita dapat menetukan posisi input-output sehingga kita bisa mendapatkan ratio yang berbeda. Misalkan input pada sun gear dan output pada planet gear dengan ring gear tetap pada posisinya, akan menghasilkan rasio berbeda ketika input pada ring gear dengan output pada sun gear. Beberapa aplikasi konfigurasi ini adalah pada system penyerut pensil dan sistem transmisi daya pada power split device Toyota Prius.

Penyerut pensil

Sistem transmisi daya Toyota Prius e.Worm gear

Page 4: file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA... · Web viewRack (batang bergigi) and Pinion (wheel gear/roda gigi) adalah mekanisme gerak yang memanfaatkan gerigi sebagai

Worm gear memiliki bentuk gerigi yang khas. Ulir dari gerigi tidak terputus-putus. Dengan melakukan konfigurasi antar worm gear dan spur gear, kita akan mendapatkan sistem yang memindahkan sumbu gerak rotasi karena sumbu spur gear dengan worm gear tidak sejajar. Pada konfigurasi dua gear ini kita juga akan mendapatkan konfigurasi gear dengan arah gerak satu arah. Konfigurasi ini akan menahan gaya yang menyebabkan arah gear berbalik.

CAM AND FOLLOWER Konfigurasi cam and follower mengubah gerak rotasi menjadi translasi. Alat yang digunakan adalah lingkaran dengan sebuah segitiga di salah satu bagiannya seperti gambar berikut. Link tidak bergerak kontinyu melainkan hanya naik dan turun ketika bagian segitiga pada cam menyentuh link.

Konfigurasi ini digunakan pada sistem pembakaran mesin mobil. Mekanisme cam and follower berperan pada mekanisme membuka dan menutup katup bahan bakar.

SPRINGSpring (per) sudah tidak asing lagi dari telinga kita. Mulai dari shockbreaker kendaraan, hingga pulpen menggunakan mekanisme spring. Mekanisme spring pada dasarnya adalah system untuk mempertahankan kondisi awal. Untuk memanfaatkannya, kita

perlu memberikan energi terlebih dahulu kemudian spring bisa melepaskan energi yang kita berikan pada saat tertentu. Beberapa jenis mekanisme spring yang digunakan adalah sebagai berikut. a. Tension springs, memanjang pada saat diberi beban. Jenis ini biasa digunakan pada alat

fitness, alat pengukur gaya, dll.

b. Compression springs, memendek bila diberi beban. Jenis ini biasa digunakan pada pulpen, shockbreaker

motor,dll.

c. Torsion springs, memuntir (twist) bila diberi beban. Paling umum digunakan adalah pada alat penjepit rambut atau name tag.

Page 5: file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA... · Web viewRack (batang bergigi) and Pinion (wheel gear/roda gigi) adalah mekanisme gerak yang memanfaatkan gerigi sebagai

d. Spiral spring atau ‘clock spring’ – digunakan pada jam konvensional, maupun gauge pada alat ukur

e. Leaf spring – berbentuk lembar datar digunakan pada kendaraan lama/berat.

f. Centilever spring – leaf spring dengan salah satu ujung tetap (fixed) digunakan sebagai papan loncatan kolam renang.

Mekanisme-mekanisme di atas merupakan dasar dari mekanika gerak robot. Dengan memahaminya, kita dapat membuat konfigurasi tertentu pada robot kita untuk melakukan pergerakan yang kita inginkan