## PERANCANGAN MULTIPURPOSE WHEELCHAIR
Ardhi Fathonisyam Putra Nusantara 1 *, I Made Londen Batan 2
1 Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jember
2 Lab. Perancangan dan Pengembangan Produk, Jurusan Teknik Mesin-ITS
Email: *ardhi@unmuhjember.ac.id

## ABSTRACT
Keterbatasan  kamar yang ada di Rumah  Sakit mungkin suatu  hal yang biasa, tetapi akan  menjadi masalah jika hal ini terjadi pada saat-saat tertentu dimana terjadi over quota pasien seperti pada saat wabah Demam Berdarah atau pada saat terjadi bencana alam. Umumnya pasien harus rela tidur di lantai hanya karena keterbatasan ruang rawat inap dan juga tempat tidur.
Untuk  membantu  mengatasi  masalah  tersebut,  khususnya  membantu  kebutuhan  paramedis,  maka sebuah kursi roda multiguna dirancang agar selain bisa dipakai sebagai alat transportasi pasien juga bisa  digunakan  sebagai  meja  periksa.  Metode  yang  dipakai  untuk  merancang  kursi  roda  tersebut mulai dari inventarisasi kebutuhan akan kursi roda, pengembangan dan pemilihan konsep. Referensi yang  digunakan  untuk  pengembangan  konsep  adalah  kursi  roda  konvensional.  Sedangkan  kriteria yang  ditetapkan  untuk  pemilihan  konsep  adalah  fungsi,  kemudahan  operasional  dan  kenyamanan (ergonomi pemakai kursi roda).
Sebagai bagian utama dari kursi roda, rangka dibuat dari pipa stainless steel. Untuk menjaga agar posisi tempat duduk bisa tetap stabil, lengan ayun digunakan sebagai tempat untuk menggantungkan tempat duduk pada rangka utama. Posisi cross ditengah rangka berfungsi untuk menjaga agar kursi roda tetap simetris dan bisa dilipat saat tidak digunakan.  Cakram setengah lingkaran dengan 7 buah key hole yang masing-masing berjarak 150, digunakan sebagai sistem untuk mekanisme sandaran agar bisa direbahkan. Sistem rack and pinion digunakan sebagai mekanisme pengangkat kursi roda saat  difungsikan  sebagai  ranjang  periksa  pasien  ( examination table ).  Analisa  ergonomi  dengan bantuan  software Catia menggunakan metode RULA, grand score yang didapat adalah 3. Sehingga desain kursi roda ( wheelchair ) cukup aman
Keywords: Kursi roda, multipurpose, stabil, bisa dilipat, rack and pinion dan ergonomis

## PENDAHULUAN
Keterbatasan  kamar  yang  ada  di  Rumah Sakit  mungkin  suatu  hal  yang  biasa,  tetapi  akan menjadi masalah jika hal ini terjadi pada saat-saat tertentu  dimana  terjadi over quota pasien  seperti pada saat wabah Demam Berdarah atau pada saat terjadi bencana alam. Umumnya, pasien harus rela tidur  di  lantai  hanya  karena  keterbatasan  ruang rawat inap dan juga tempat tidur. Hal ini menjadi kurang  bagus  untuk  kondisi  kesehatan  pasien, karena selain pasien butuh pengawasan lebih dari paramedis, pasien juga butuh tempat istirahat yang minimal  bisa  membuat  pasien  aman  sebelum mendapat kamar rawat inap. Selain itu, sering juga kita dapati pasien harus berobat jalan hanya karena Rumah Sakit kehabisan kamar rawat inap, padahal pasien  harus  mendapat  perhatian  ekstra  dari paramedis. Hal ini memerlukan solusi agar pasien tetap dalam pengawasan dan tidak perlu was-was saat  belum  mendapatkan  kamar.  Kursi  roda merupakan  alat  bantu  rumah  sakit  ( hospital equipment ) yang sering digunakan oleh penderita sakit  (pasien)  khususnya  yang  memiliki  kelainan
maupun cacat pada kakinya. Kegunaan kursi roda secara umum adalah untuk membantu pasien yang mengalami  gangguan  sistem  motorik  pada kakinya. Dalam keadaan darurat, kursi roda sering digunakan sebagai tempat pasien tinggal sementara  untuk  mendapat  perawatan  karena keterbatasan  ruang  perawatan.  Akan  tetapi, rendahnya  posisi  kursi  roda  pada  saat  digunakan untuk  berbaring  membuat  paramedis  kurang nyaman dalam bekerja, karena harus membungkuk saat  menangani  pasien,  sehingga  pasien  harus dipindahkan  ke  meja  periksa  ( examination  table ) untuk pemeriksaan lebih lanjut. Sebagai alat bantu para  difabel  (orang  cacat),  berbagai  jenis  kursi roda sudah banyak dikembangkan, mulai dari kursi roda  mekanik,  motorik  dan  sensorik.  Beberapa penelitian  tentang  kursi  roda  telah  banyak dilakukan, diantaranya tentang rancangan mekanisme  tempat  duduk  kursi  roda  yang  bisa menyesuaikan  profil  jalan  (Jayanti,  2009), mekanisme penggerak tempat duduk dan mekanisme  penggerak  untuk  naik  tangga  serta merancang  unit  kontrol  untuk  mekanisme  gerak
kursi  roda  (Nuzula  dan  Fristian,  2010).  Sejalan dengan itu, beberapa publikasi ilmiahpun mengangkat tema kursi roda yang bisa naik tangga, diantaranya  kontrol  kursi  roda  pintar  dengan pendekatan deictic (Leishman, et.al, 2010), Kursi roda, q. Kursi roda yang bisa naik tangga (Quaglia, et.al, 2011). Dari beberapa penelitian dan publikasi ilmiah tersebut tidak ada satupun yang membahas tentang kursi roda yang bisa menjadi meja periksa ( examination  table ).  Namun  ada  satu  paten  yang mendukung penulisan paper ini, yaitu Multifunctional  bed (Kataoka,  et.al,  2001).  Dari hasil kuesioner  yang disebarkan pada  masyarakat dengan  berbagai  macam backkground pekerjaan dan  tingkat  pendidikan  didapatkan  bahwa  100% menginginkan  kursi  roda  yang  bisa  dioperasikan manual  dan  otomatis  serta  posisi  tempat  duduk mengikuti profil jalan. Sebagian besar menginginkan  material  kursi  roda  dibuat  dari stainless  steel dan  bisa  dilipat  saat  penyimpanan. Untuk mengetahui tingkat kenyamanan kursi roda multiguna,  evaluasi  ergonomi  dilakukan  dengan menggunakan  bantuan software Catia  dengan menggunakan pemodelan manekin ukuran jepang, korea  dan  china(taiwan)  yang  dirasa  mewakili postur tubuh orang asia.

## Pengembangan Konsep
Pengembangan konsep kursi roda yang didasarkan atas  hasil  kuesioner  adalah  kursi  roda  yang  bisa digunakan  untuk  berbaring,  posisi  tempat  duduk pada saat melintasi  jalan  menanjak atau menurun akan  tetap  stabil  (horisontal)  dan  bisa  digunakan sebagai  meja  periksa  pasien  ( examination  table ).
Selain itu, kursi roda ini didesain untuk bisa dilipat saat tidak digunakan (disimpan). Dengan mengusulkan  beberapa  konsep  yang  telah  dibuat, diharapkan  bisa  memenuhi  keinginan  responden akan kursi roda multiguna.

## Gambar 1. Grand design kursi roda multiguna
Konsep  yang  ditawarkan  adalah  desain  kursi roda dengan type tempat duduk menggantung pada rangka  utama.  Desain  ini  bertujuan  agar  posisi tempat duduk kursi roda tetap stabil saat melintasi jalan menanjak maupun menurun. Penyangga kaki
( foot  rest )  dan  sandaran  kursi  roda  bisa  di setting sejajar  dengan  tempat  duduk,  sehingga  bisa digunakan  sebagai  tempat  berbaring.  Selain  itu, dengan  tambahan  mekanisme  penyangga  pada bagian  bawah  kursi  roda  yang  berfungsi  untuk mengangkat  kursi  roda,  diharapkan  akan  bisa menambah fungsi sebagai meja periksa ( examination table ). Dengan menggunakan sistem operasi  manual,  desain  kursi  roda  ini  bisa  jadi alternatif pengganti untuk ranjang pasien dan meja periksa ( examination table ) pasien. Dari beberapa fungsi  yang  ditawarkan,  desain  kursi  roda  ini diharapkan    mampu    mereduksi  frekuensi pemindahan  pasien  dan  dalam  pengoperasiannya hanya  membutuhkan  satu  orang  saja,  sehingga paramedis bisa bekerja lebih efisien.

## Pemilihan Konsep
Untuk  menentukan  desain  yang  akan  dipilih untuk dikembangkan,  maka ada beberapa kriteria yang menjadi dasar dalam tahap pemilihan konsep ini, diantaranya:
1. Kemudahan operasi
Sebagai  alat  bantu  bagi  para  difabel  dan Rumah  Sakit,  syarat  utama  dari  kursi  roda yang  diusulkan  adalah  kursi  roda  yang  bisa dioperasikan oleh siapa saja tanpa mengurangi  kenyamanan  dan  keamanan pengguna kursi roda.
2. Tempat  duduk  kursi  roda  yang  bisa  tetap stabil
Dengan  harapan  bisa  memenuhi  fungsi  ini, maka posisi tempat duduk dibuat menggantung  pada  rangka  kursi  roda  agar tetap  bisa  pada  posisi  horisontal  saat melintasi jalan menanjak maupun menurun
3. Mekanisme sandaran
Mekanisme  sandaran  kursi  roda  dipilih berdasarkan ketersediaan part dipasaran dan kemudahan  saat  dioperasikan,  baik  oleh pengguna maupun orang lain yang. 4. Mekanisme footrest Mekanisme footrest diharapkan dapat dioperasikan  atau  dirubah  sesuai  dengan keinginan pengguna kursi roda. 5. Mekanisme pengangkat kursi roda Sesuai  dengan  fungsi  kursi  roda  yang diharapkan,  maka  mekanisme  pengangkat yang  dibutuhkan  untuk  menjadikan  kursi roda  sebagai  meja  periksa  pasien  adalah mekanisme  yang  bisa  dioperasikan  dengan mudah  tanpa  mengurangi  kenyamanan pengguna kursi roda.
Dari kelima kriteria yang telah ditentukan dan part  penunjang  yang  dipilih,  selanjutnya  akan disusun  tabel  perbandingan  pemenuhan  kriteria. Nilai  yang  diberikan  pada  setiap  fungsi  yang mempunyai kelebihan atau memenuhi fungsi yang diharapkan  akan  diberi  tanda  plus(+),  sedangkan
pada fungsi yang dianggap kurang memenuhi akan diberi nilai nol(0). Hasil dari perbandingan konsep dalam  pemenuhan  kriteria  seperti  ditunjukkan tabel berikut:

## Tabel 1: Perbandingan Konsep terhadap Pemenuhan kriteria
Kriteria Konsep A Konsep B Konsep C Kemudah an operasi Sebagai kursi roda (+) Sebagai meja periksa (0) Sebagai kursi roda (+) Sebagai meja periksa (0) Sebagai kursi roda (+) Sebagai meja periksa  (- ) Posisi tempat duduk Tetap stabil (+) Tetap stabil (+) Tetap stabil (+) Sandaran Bisa di setting sampai posisi rebah (+) Bisa di setting sampai posisi rebah (+) Bisa di setting sampai posisi rebah (+) Footrest Pada rangka (0) Pada tempat duduk (+) Pada tempat duduk (+) Mekanis me pengangk at Pengungk it (0) Pengungk it (0) Gigi transmisi (+) Jumlah (+) 3
4 6 Jumlah (0) 3 2 0 Nilai akhir 3 4 6 Peringkat 3 2 1 Lanjutkan ? Tidak Perbaiki Ya
Dari  hasil  penilaian  yang  telah  dilakukan,  desain yang  terpilih  untuk  dianalisa  seperti  ditunjukkan gambar 2.
Gambar 2. Desain terpilih

## Perancangan Komponen
Dari  desain  konsep  terpilih,  ada  lima komponen utama  yang akan dibahas  dalam tahap perancangan  ini.  Adapun  kelima  komponen tersebut seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Desain konsep terpilih
Keterangan:
2. Lengan ayun tempat duduk
3. Mekanisme sandaran
4. Mekanisme footrest
5. Mekanisme pengangkat kursi roda
Adapun tahapan proses perancangan
komponen ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Diagram alir perancangan

## komponen

## Rangka Utama
Untuk  merancang  rangka  kursi  roda,  maka terlebih dahulu akan ditentukan dimensi dasar dari kursi  roda  yang  disesuaikan  dengan  postur tubuh standar orang indonesia yaitu dengan tinggi badan antara  150-170  cm  dengan  berat  maksimum  100 kg, seperti ditunjukkan tabel 2.

## Tabel 2 Dimensi dasar rancangan kursi roda
No Uraian Dimensi 1 Panjang maksimum 1800 mm 2 Lebar 850 mm
3 Tinggi total 1000 mm 4 Tinggi  tempat  duduk  dari lantai 500 mm 5 Panjang sandaran 600 mm 6 Tinggi  tumpuan  tangan dari tempat duduk 200 mm 7 Lebar tempat duduk 450 mm 8 Panjang tempat duduk 500 mm 9 Berat kursi roda
≤50 kg
Material  rangka  utama  adalah  pipa stainless steel ,  sehingga  tahan  korosi  dan  kuat.  Dengan pembebanan  stastis  100  kg,  bagian  rangka  yang mendapatkan  tegangan  terbesar  dikatakan  aman, apabila  beban terbesar  yang diterima oleh rangka kursi  roda  lebih  kecil  dari  tegangan  ijin  material. Rancangan rangka seperti ditunjukkan gambar 5.

## Gambar 5 Rangka utama
Dimana: P = 50 kg pada tiap sisi P = 50 kg x 9.81 n/m 2 = 490.5 N P untuk L/2 = 245.25 N d o = 25,5 mm d i = 23 mm
Lengan Ayun Lengan ayun berfungsi untuk
menggantungkan  tempat  duduk  kursi  roda  pada rangka  utama,  sehingga  tempat  duduk  bisa  tetap pada  posisi  horisontal  saat  melintasi  jalan menanjak  maupun  menurun. Pada saat  kursi roda difungsikan  sebagai  ranjang  pasien,  lengan  ayun dikunci pada rangka utama. Jadi, lengan ayun bisa berfungsi hanya pada saat multipurpose wheelchair digunakan  sebagai  kursi  roda.
Rancangan  lengan  ayun  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 6.
Keterangan: 1. Rangka lengan ayun 2. Rangka tempat duduk

## Mekanisme Sandaran
Mekanisme  sandaran  dibuat  dengan  model cakram  setengah  lingkaran  yang  dibuat  seperti sprocket dengan  7  lubang  pengunci  dengan  jarak 15 0 .  Rancangan  mekanisme  sandaran  seperti ditunjukkan Gambar 7.

## Gambar 7 Cakram  mekanisme sandaran
Keterangan: 1. Bodi cakram 2. Rangka dan key hole house
3. Pin joint
4. Pin pengunci
5. Sling ( wire rope )

## Footrest
Mekanisme footrest dirancang dengan sangat sederhana, yaitu dengan menggunakan pegas tekan sebagai  pengunci.  Untuk  mengangkat  atau menaikkan footrest ,  cukup  dengan  menarik footrest sampai dengan ketinggian yang diinginkan  pengguna  dengan  tinggi  maksimal sejajar  dengan  tempat  duduk  kursi  roda. Rancangan mekanisme footrest seperti ditunjukkan Gambar 8.
Gambar 8 Mekanisme footrest
Keterangan:
1. Box sistem 2. Tuas pendorong
3. Tuas pengunci
4. Bushing
5. Plat pengunci
6. Spring tekan

## Mekanisme Pengangkat Kursi Roda
Selain  bisa  berfungsi sebagai ranjang pasien, kursi roda roda multiguna ini juga bisa digunakan sebagai  ranjang  periksa  pasien  ( examination table ).  Karena  posisi  ranjang  yang  rendah,  untuk bisa  mencapai  posisi  sesuai  dengan  ketinggian meja  periksa,  maka  dibutuhkan  mekanisme pengangkat  kursi  roda.  Adapun  mekanisme pengangkat  yang  digunakan  adalah rack  and pinion , seperti ditunjukkan Gambar 9.
Gambar 9 Mekanisme pengangkat type rack and pinion
Keterangan: 1. Box mekanisme pengangkat
2. Rack pengangkat
3. Gear
4. Pinion ( gear dan rack ) 5. Bearing

## Ergonomi RULA
Dari  desain  terpilih,  selanjutnya  dilakukan analisa  ergonomis  dengan  metode  RULA  ( Rapid Upper  Limb  Assessment ).  RULA  adalah  suatu metode  penilaian  terhadap  bagian  tubuh  dan  otot seseorang  saat  beraktivitas,  yang  diukur  dengan tingkat risiko cedera ( degree of injury risk ). Risiko yang  dimaksud  adalah  risiko  kecelakaan  atau cedera tubuh atau otot, akibat dari pola gerak tubuh yang  tidak  ergonomis  (Batan,  2012).  Untuk menerapkan metode RULA pada gerak atau kerja tubuh  ada  3  (tiga)  langkah  yang  perlu  dilakukan (mcAtamney, 1993), yaitu:
1. Penilaian postur kerja tubuh Penilaian berdasarkan aktifitas gerakan tubuh, yang dibagi menjadi 2 grup:
a. Grup A
Gambar 10..Analisa RULA grup A Oleh McAtamney (1993)

## b. Grup B
Gambar 11. Analisa RULA grup B Oleh McAtamney (1993)
2. Penilaian kelompok postur kerja tubuh Setelah  dilakukan  penilaian    terhadap  postur kerja tubuh  masing-masing grup (grup A dan B), dilakukan penilaian lanjutan yang disebut sebagai penilaian kelompok postur kerja tubuh.
Nilai  risiko  cedera tubuh  total  sering  disebut dengan  Nilai  Akhir  yang  menunjukkan  risiko cedera tubuh secara menyeluruh, seperti gambar 5. Adapun skema penilaian RULA untuk mendapatkan nilai akhir ditunjukkan pada tabel 3. Nilai akhir ini dimulai dari angka 1 sampai 7, yang didapat  dari  evaluasi  nilai  C  dan  D  yang  mana besarnya angka-angka tersebut mempunyai pengertian  pada    sikap  tubuh  ( posture )  sebagai berikut (McAtamney, 1993, Batan, 2012):
 Nilai Akhir 1 dan 2, posture bisa diterima
 Nilai  Akhir  3  dan  4,  dibutuhkan  investigasi dan  perubahan  jenis  gerakan  atau  perlu perbaikan desain
 Nilai  Akhir  5  dan  6,  segera  dilakukan investigasi
 Nilai Akhir 7, investigasi dan perubahan harus dilakukan
Semakin  terang  warna  daerah  dimana  terdapat Nilai  total  ( grand  score ),  maka  aktivitas  tubuh berisiko semakin kecil. Sebaliknya semakin gelap warna  daerah  dimana  terdapat grand  score muncul, artinya aktivitas tubuh pada kondisi tidak nyaman dan akan mendatangkan cedera.
Tabel 3: Lembar penilaian RULA
Sumber: McAtamney dan Corlett (1993)
Gambar 12. Nilai total (grand score) resiko cidera tubuh McAtamney dan Corlett (1993)

## Analisa Risiko Cidera dengan RULA
Dalam  perancangan  kursi  roda  yang  aman bagi  penggunanya,  dimana  gerakan  tangan  akan dilakukan  secara  berulang-ulang  pada  saat  kursi roda harus dijalankan sendiri oleh pengguna, maka perancangan  kursi  roda  harus  ergonomis  atau memiliki nilai resiko cidera minimum. Kenyamanan  posisi  duduk  berkaitan  dengan dengan kesimetrisan tulang panggul, dengan berat badan merata melalui kedua tulang duduk ischial . Sudut  yang  dibentuk  oleh  bagian-bagian  tubuh seperti  kaki,  paha  dan  badan  adalah  90 0 ,  seperti pada gambar 13. Leher dan batang leher mengikuti postur  tubuh  dengan  posisi trunk harus  di garistengah.

## Gambar 13 Posisi duduk ideal

## (Thirugnanachandran dan Bateson, 2012)

## Evaluasi Ergonomi
Dengan  bantuan software Catia,  berikut  akan ditunjukkan hasil-hasil yang telah didapat. Gambar
14 adalah pemodelan manekin posisi standar orang duduk dengan grand score 2.
Gambar 14. Posisi duduk standar score 2
Hasil dari perubahan posisi tangan pada saat dinaikkan dengan sudut sebesar 60, 70 dan 90 derajat adalah sama, yaitu:
Gambar 15. Nilai resiko pada sudut 60 0 ,
70 0 dan 90 0
Hasil  diatas  berbeda  ketika  lengan  bawah  dan tangan  diputar  hingga  posisi  telapak  tangan menghadap  kebawah, grand  score yang  didapat adalah 3.
Gambar 16. Nilai resiko pada saat lengan bawah dan pergelangan tangan menghadap kebawah
Dengan nilai akhir sama, saat posisi lengan bawah diturunkan  sebesar  75 0 dan  45 0 ,  ada  perbedaan nilai  resiko  dibeberapa  bagian  tubuh.  Seperti ditunjukkan pada gambar 17.
Gambar 17. Nilai resiko pada saat lengan bawah diturunkan 70 0 dan 45 0
Selanjutnya  adalah  posisi  tangan  pada  saat  lurus setelah  memutar  ban  kursi  roda.  Pada  posisi  ini, nilai  akhir resiko cedera masih relatif aman  yaitu 3. Seperti ditunjukkan gambar 18.

## Gambar 18. Nilai resiko pada saat posisi tangan lurus setelah memutar ban

## KESIMPULAN
Dari hasil analisa ergonomi dengan metode RULA,  nilai  total  resiko  cedera  tubuh  bagi pengguna  kursi  roda  adalah  3.  Dari  beberapa sample pengujian didapat bahwa  nilai akhir  yang didapat  adalah  dari  perubahan  gerakan  anggota tubuh,  sehingga  dengan  demikian  desain  kursi roda ini bisa diusulkan untuk dimanufaktur.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Batan,  IML,  (2012),  Desain  Produk,  edisi pertama, Guna Widya, Surabaya.
[2] Fistian,  G.  (2010),  Rancang  Bangun  Unit Kontrol  Untuk  Kursi  Roda  Yang  Bisa  Naik Tangga,  Tugas  Akhir  Jurusan  Teknik  Mesin FTI-ITS, Surabaya.
[3] Jayanti,  I.D.  (2009),  Perencanaan  Setting Posisi Dudukan Kursi Roda Yang Aman Dan Nyaman  Saat  Bergerak  Naik,  Tugas  Akhir Mahasiswa,  Jurusan  Teknik  Mesin  FTI-ITS, Surabaya.
[4] Kataoka, H. Tsuji, H. Yamaguchi, H, (2001), Multifunctional Bed,  EP1147757A2.
[5] Leishman,  F.,  Horn,  O.,  Bourhis,  G.  (2010), “Smart  wheelchair  control  throgh  a  deictic approach”,  Robotics  and  A utonomous System, Vol. 58, hal. 1149-1158.
[6] Leishman,  F.,  Horn,  O.,  Bourhis,  G.  (2010), “Smart  wheelchair  control  throgh  a  deictic

## approach”,  Robotics  and  Autonomous
System, Vol. 58, hal. 1149-1158.
[7] McAtamney,  L.  dan  Corlett,  E.N.  (1993),
“RULA  :  a  survey  m ethod  for  the investigation  of  work-related    upper  limb disorder”, Applied Ergonomics, Vol. 24, No.
2, hal. 91-99.
[8] Nuzula, A.N. (2010), Rancang Bangun Kursi Roda  yang  Bisa  Naik  Tangga,  Tugas  Akhir Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS, Surabaya.
[9] Quaglia,  G.,  Franco,  W.,  Oderio,  R.  (2011), “Wheelchair.q,  a  motorized  wheelchair  with stair  climbing  ability”,  Mechanism  and
Machine Theory, Vol. 46, hal. 1601-1609.
[10] Thirugnanachandran, T., Bateson, A. (2012), “Seating  for  improving  function  i n  older people”, European GeriatricMedicine, Vol. 3, hal. 67-72.