BAB III ANALISA MODEL ROBOT TANGGA. Metode naik tangga yang diterapkan pada model robot tugas akhir ini, yaitu

Transkripsi

1 BAB III ANALISA MODEL ROBOT TANGGA 3.1 Gambaran Umum Robo Meode naik angga yang dierapkan pada model robo ugas akhir ini, yaiu meode karol dan rasio diameer roda-inggi anak angga/undakan. Gambar 3.1 Ilusrasi Robo Bergerak Menuju Tangga 18

2 Unuk iu diperlukan analisa keseimbangan mekanika sais dan dinamis dalam penerapan kedua meode ersebu saa robo menaiki anak angga/undakan. Hasil analisa ini akan digunakan unuk melengkapi perancangan desain mekanik robo. 3. Roda Depan Meode pengangkaan bagian depan robo merupakan meode menaiki angga yang mengadapasi cara manusia menaiki angga dengan memanfaakan karol eap. Karol Karol merupakan salah sau aplikasi lengan kuasa sederhana. Torka yang dikerjakan pada karol adalah perkalian anara gaya yang dikerjakan pada ali dengan jari-jari karol. Dengan analisa orka ini maka moor yang akan digunakan unuk menggerakkan karol harus memiliki orka yang lebih besar dari orka karol ersebu. Karol idak eap memiliki keunungan mekanis lebih dari sau sehingga orka karol bisa diperkecil. F C F A F B ( ) Torka= r F A F B Gambar 3. Gaya-Gaya Pada Karol 19

3 F C adalah gaya yang menahan karol idak jauh dan merupakan resulan gaya bera karol, F A, dan F B. Beriku ini ilusrasi pengangkaan roda depan dengan karol saa akan menaiki anak angga/undakan dan analisa gaya yang bekerja pada meode ini, F s a y M g Gambar 3.3 Bagian Depan Robo Saa Roda Depan Diangka Pada gambar diaas roda depan mulai erangka dari permukaan akiba gaya arik servo, pada kondisi ersebu dierapkan hukum Newon F M g = M a s s F = M F = M a y ( g + a )...() 1 y y 0

4 F s merupakan T karena idak ada gaya lain yang bekerja pada arah horizonal. Percepaan pengangkaan beban sanga dipengaruhi oleh keinggian/posisi beban dari permukaan dan waku yang diinginkan/dibuuhkan unuk mengangka beban ke posisi yang diinginkan (y ). Hukum kekekalan energi menyaakan, Ek awal + E pawal = Ek akhir + E p akhir Pada kondisi diaas, energi kineik dihasilkan akiba kecepaan gerak roda ke aasbawah sedangkan energi poensial muncul akiba posisi roda yang berubah dalam arah verikal 1 v v M o o vo = g = g = M g ( y y ) ( y yo ) ( y y ) = gy...() o o dengan menggabungkan hasil diaas dan analisis GLBB (Gerak Lurus Berubah Berauran) pada proses pengangkaan roda depan maka didapakan percepaan roda hingga mencapai keinggian erenu a y = ke. F s : Gaya arik servo (N) gy. T : Tegangan ali (N) M : Massa robo bagian depan yang erangka (kg) 1

5 g : Percepaan graviasi (m/s ) y y o : Posisi akhir bagian depan robo erhadap permukaan (cm) : Posisi awal bagian depan robo (cm) y -y o : y keinggian (cm) h : Tinggi anak angga/undakan v o : Kecepaan linear pengangkaan beban (bagian depa robo) (m/s) : Waku yang dibuuhkan unuk mengangka bagian depan robo (s) Beberapa asumsi digunakan unuk mempermudah analisa dianaranya, gaya gesek karol-ali sanga kecil. Pada akhirnya didapakanlah besar gaya yang harus dimiliki R/C Servo unuk mengangka roda depan yaiu gy F s = M g Roda Belakang Pada meode ini diperlukan analisa mekanika dinamis pada roda belakang dan orka moor karena idak ada gaya luar yang menggerakkan roda belakang kecuali orka moor gear. Selain iu diperlukan analisa diameer roda belakang unuk mengeahui keinggian anak angga/undakan maksimal yang masih bisa dilewai roda belakang. Secara eoriis dibuuhkan orka yang besar unuk menggerakkan roda di lanai berundak dan mengaasi gaya gesek roda dengan permukaan

6 Gambar 3.4 Roda Belakang Unuk menghiung orka moor yang dibuuhkan oleh roda belakang unuk menaiki anak angga/undakan diperlukan analisa gaya pada saa roda belakang erangka. Gambar 3.5 Analisa Gaya Saa Roda Berumpu Pada Tiik O 3

7 Keseimbangan mekanis pada iik umpu O, F. x = F r r ( r h) M 1g. x 1/ ( rh h) M 1g( rh h) = ( r h) = 0 1/...(3) Sehingga gaya dorong minimun moor harus memenuhi persamaan diaas F r : Gaya dorong moor (N) M 1 : Massa robo bagian belakang yang erangka (kg) g : Percepaan graviasi (m/s ) F g3 : Gaya gesek pada iik umpu (N) N 3 : Gaya normal dengan permukaan senuh undakan. Berdasarkan analisa diaas, dapa dicari hubungan diameer roda belakang dan inggi anak angga/undakan, N 3 F r r cos θ Gambar 3.6 Analisa Diameer Roda -Tinggi Undakan 4

8 Berdasarkan persamaan (3) bisa dicari hubungan keinggian anak angga/ undakan dan jari-jari roda belakang, yaiu h = r r cosθ Oleh karena iu, sudah dapa diperkirakan bahwa roda idak akan mampu menaiki anak angga/undakan dengan keinggian >= jari-jari roda N 1 N 3 F r M 1 g Gambar 3.7 Tinggi Undakan Lebih Besar Dari Jari-Jari Roda Apabila roda menabrak anak angga/undakan seperi pada gambar diaas, maka Fr dan N 3 akan selalu merupakan pasangan gaya aksi reaksi sehingga roda idak akan mampu menaiki anak angga/undakan. 5