автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Биокинематическое исследование взаимодействия элементов системы "человек-спецодежда"

Санкт-Петербургский университет технологии и дизайна

1 г»

^ На правах рукописи

ЕЗТОДИЙ Ирина Юрьевна

БИОКИНЕИАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕНЕНТОВ СИСТЕМЫ "ЧЕЛОВЕК - СПЕЦОДЕЖДА"

Специальность 05,19.04. - Технология швейных изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна на кафедре конструирования и технологиям швейных изделий.

Научные руководители: доктор технических наук,

профессор,В.Е. Романов кандидат технических наук, доцент Е. Я. Сурженко

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, А.Г.Комиссаров

кандидат технических наук, доцент, Е. В. Козлова

Ведущее предприятие: АООТ "Северина"

Защита диссертации состоится "¿^ " jk Ç-fi 199^. г.

в /О часов на заседании диссертационного говета К. 063. 6?. 01 при Санкт - Петербургском Государственном университете технологии и дизайна. Адрес: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская 18, ауд. 241.

/

С текстом диссертации можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "Л И и fia À 193j?~r

Ученый секретарь диссертационного совета к. т. н. , доцент

Друзгальская Н. ¡1.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Обеспечение динамического соответствия конструкции одежды ус,ловили ее эксплуатации является одной из наиболее актуальным задач проектирования специальной,' спортивной, технологической, некоторых ассортиментных групп бытовой одежды.

Традиционные подходы к ее решению базируются на введении в массив исходной проектной информации и субъективном учете при разработке данных о динамических приращениях к размерный признакам Фигур, соответствующих характерному для конкретной ситуации перечню экстремальных рабочих поз и движений тела человека.

В целом ряде исследований и разработок в области эргономического проектирования одежды, выполненных в... ЦННИШП ? ИГАЛП и СПГУТД, предложены принципы обеспечения и стенки эргономической рациональности конструкций, апробирована номенклатура Факторов и критериев динамического соответствия изделий условиям Функционирования системы "человек - одежда", разработаны методические рекомендации по формированию банка оригинальных конструктивных решений.

В работах Г. Г. Ольшанской и Е. А. Легензовой впервые обоснована необходимость и доказана эффективность учета взаимосвязи биомеханики движений тела человека, объемного и соответствующего плоскостного конструктивных решений одежды.

Вместе с тем анализ взаимодействия элементов системы "человек - одежда" в динамике движений ограничивается в указанных работах уровнем качественно описания и не раскрывает количественную характеристику процесса. Не рассматривается возможность использования биокинематического анализа в качестве информативного метода оценки динамического соответствия изделий действующего и проектируемого ассортимента. Таким образом, дальнейшее совершенствование методики биомеханического анализа взаимодействия элементов системы "человек - одежда" с целью установления взаимосвязи пространственного перемещения одежды и ее конструктивных параметров является актуальной научно-методической проблемой.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом госбюджетных НИОКР университета (тема 6,013.94-96).

Цель и задача работы

Основной целью диссертационной работы является совершенствование методов экспериментальных и теоретических исследований биокинематического взаимодействия элементов системы "человек - одежда'1 при проектировании спецодежды для защиты от нефтепродуктов.

Для реализации поставленной цели в работе решались следующие задачи:

исследование проектной ситуации (изучение условий труда, социологические исследования комплекса потребительских требований к спецодежде и др.);

разработка методики и проведение экспериментальных исследований биокинематического взаимодействия элементов системы "человек - одежда" при выполнении трудовых движений;

определение кинематических параметров перемещений информативных точек одежды с помощью безразмерных характеристических функций;

разработка художественно-конструктивного решения спецодежды с рациональными эргономическими параметрами;

проведение экспериментальной оценки динамического соответствия новых конструкций спецодежды движениям верхних конечностей человека;

разработка и испытание экспериментальной установки по определению фотометрических свойств цветных пластиков и тканей.

Объектами исследования явились конструктивные решения мужской спецодежды для защиты от нефтепродуктов (стандартные и новые, выполненные с учетом принципов эргономической рационализации] , отечественные и зарубежные ткани и пластики со светоотражающими свойствами.

Методы и средства исследований

В работе использована общая методология системного подхода к проектированию спецодежды; методы и средства эргономической биомеханики, в том числе методы скоростной кино- видеосъемки движений одетого человека; оригинальные методы и средства исследований Фотометрических свойств цветных пластиков и тканей, применяемых для светоотражающих элементов. Расчет и обработка результатов экспериментов проводилась на персональной компьютере типа 1ВМ-486 ОХ.

Научная новизна работы; обоснована возможность и доказана эффективность использования ананлитическйх методов исследования кинематических параметров перемещений звеньев механизмов для описания ■ ; биомеханики взаимодействия элементов системы "человек - одежда" при выполнении трудовых движений;

предложена методика биокинематического анализа и оценки эргономической рациональности конструкции одежды по кинограммам движений одетого человека;

усовершенствована методика исследований процесса взаимодействия элементов системы "человек - одежда" с использованием современных методов и технических средств (видеокамера, графическая станция, дигитайзер, персональный компьютер);

по разработанным методикам определены траектории и составлены математические модели перемещений условных точек плечевой одежды;

примененные впервые для анализа перемещений узловых точек одежды безразмерные характеристические функции позволили установить фазы движений и определить направления рационализация параметров и Формы деталей базовой конструкции мужской куртки;

результаты экспериментальных и теоретических исследований по определению фотометрических свойст цветных пластиков и тканей легли в основу расчета конструктивных параметров светосигнальных элементов спецодежды;

разработаны художественно-технические решения 2-х комплектов спецодежды (внесезонного и утепленного) для операторов технологических установок нефтеперерабатывающей промышленности с эргономически рациональными конструкциями курток. Комплекты спецодежды представлены в качестве промобразиа. Получен приоритет за номером госрегистрации N 96500614-ОПО от 08 августа 1996 г.;

проведена оценка динамического соответствия новых конструкций специальных курток трудовым движениям верхних конечностей человека во Фронтальной и профильной плоскостях. Результаты исследований показали более высокий уровень соответствия по сравнению с базовыми образцами.

Практическая значимость результатов работы:.

Результаты исследования биокинематического взаимодействия элементов системы "человек - одежда" позволили установить Фазы движений и связь соответствующих им угловых амплитуд с параметрами конструкций плечевой одежды. На основании предложена усовершенствованная методика проектирования узла "рукав-пройма".

Партия комплектов внесезонных и утепленных костюмов была изготовлена НВТОО "Корина" в количестве 500 единиц для операторов технологических установок АО "Киришнефтеоргсинтез". Получены положительные отзывы по их эксплуатации. Разработанный комплект спецодежды представлен в качестве промобразиа и получена приоритетная справка.

Фотометрические исследования легли в основу создания светосигнального жилета. Сигнальные жилеты в количестве 600 штук используются б Центре производственно-технологической комплектации средств охраны и безоластности ГУВД г.Санкт-Петербурга. По их эксплуатации получены положительные отзывы.

Апробация результатов работы.

Основные положения и результаты экпериментальных и теоретических исследований докладывались и получили положительные отзывы на научно-практической конференции "Перспективные материалы и изделия легкой промышленности", 1994 г., СПГТУД, нанаучно-техни-ческих конференциях студентов и молодых ученых в 1995 и 1996 годах, СПГУТД, на заседаниях кафедры конструирования и технологиии швейных изделий в 1994-1996 годах.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано'семь работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературных источников, приложений. Текст работы изложен на 180 с, содержит 44 табл., 4? графиков и рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности работы, цель задачи и методы исследований, характеристику новизны и практической значимости результатов исследований.

Первая глава посвящена системно-структурному анализу Формирования информации по эргономическим требованиям. В ней сформулированы эргономические требования функционирования систем^ "человек - одежда".

Основными требованиями являются: антропометрические, психологические, психофизиологические. Физиологические, гигиенические и другие. Наиболее существенными являются антропометрические. Их учет должен обеспечить создание рациональной конструкции одежды, соответствующей размерам и форме тела человека как в статике, так и в динамике.

В методике определния эргономической оценки соответствия системы "человек - одежда" приведена классификация субъективных и объективных методов исследования размеров и Форм поверхности тела человека и одежды. К субъективным методам относятся визуальный осмотр и обмер. Объективные методы подразделяются на последовательные и параллельно-последовательные.

Последовательные методы: линейные,- дуговые, гониометрии,

контурографии, теодолитной съемки.

Параллельно-последовательные: фотографии, стереофотограннет-рии, пряного и косого ортоскопмческого проектирования.

К этой классификации целесообразно добавить скоростную киносъемку, которая обеспечивает получение полной информации о взаимодействии элементов одежды и тела человека в непрерывной процессе выполнения трудовых движений.

Б качестве примеров приведено описание двух установок для измерерния показателей внешнего динамического соответствия элементов системы "человек - одежда". В одной установке, на Фоне эргономического щита измеряют отдельные перемещения низа изделия при подъеме рук с помощью фотоцифрового устройства. В яругой установке, применен бесконтактный способ аналогичных исследований с помощью импульсной фотографии. Обе эти установки фиксируют отдельные положения в статике.

Существующие методы исследования и оценки эргономического соответствия одежды трудовым движениям человека позволяют произвести количественную (сравнительную) оценку этого показателя для готовых изделий, но являются недостаточно информативными для целенаправленного обеспечения эргономической рациональности конструкций одежды в процессе проектирования.

В результате анализа методов антропометрических исследований целесообразно применять бесконтактные методы, позволяющие исследовать естественное расположение элементов одежды на теле человека в динамике трудовых движений и, в частности, скоростную киносъемку.

Во второй главе проведены результаты исследований биокинематического взаимодействия элементов системы "человек - одежда".

Для Формирования исходных данных на проектирование спецодежды необходимо установить естественное расположение элементов одежды на теле человека. Исследованы ранее полученные киносъемкой кинограммы траекторий узловых точек мужской куртки типоразмера - 170, 176-96, 100, прошитой по базовой конструкции ЦНИИШП.

Определялись перемещения нижней точки оката рукава, верхней (плечевой) точки оката рукава и нижней точки бокового шва во Фронтальной и профильной плоскостях. Для сравнения аналогичные исследования были выполнены и для внесезонной и утепленной мужских курток новых, разработанных нами, моделей. Положения информативных точек на куртках фиксировались с помошью контрастных; (белых) меток. Кинокамерой фиксировался непрерывный процесс поворота (подъема) рук из нижнего положения в верхнее.

о

Для формирования траекторий перемещений узловых точек отби-' ралось по 8-10 последовательных положений (с угловым шагом 10*-20°), которые позволили сформировать кинограммы движений "отведение руки в плечевом суставе" и "сгибание плеча в плечевом суставе".

Выполнен обмер точек траектории по вертикальному и горизонтальному направлениям и пересчет на натуральные размеры.

Результаты этих операций сводились в таблицы. Для наглядности строились траектории - у (>,0 и диаграммы (графики) перемещений по вертикали - у (У) и по горизонтали - х ( V ), а также их производные ^'-^/^Ч' и = - аналогии скоростей (пер-

вые передаточные функции).

С целью использования ЭВМ для дальнейших расчетов был выполнен аналитический анализ перемещений исследуемых точек с помощью безразмерных характеристических функций, применяемых в теории механизмов и машин.

Рассмотрим диаграмму (рис.1) перемещений отдельной точки или для нас у (У) и х (¡О. Кривая перемещений ОАВС, в общем случае, имеет три участка: ОА - разбега (разгона), АВ - равномерного движения, ВС - выбега (останова). Уравнения кривых ОА и ВС зависят от функций & ( г ), где а - косинусоида, б - синусоида, в - модифицированная трапеция (рис.2).

- безразмерное ускорение; Г- безразмерное время.

Для участка разбега: Функция положения (перемещения):

Безразмерная Функция перемещения:

где:

ем^в-Ьс**-** тз^

(2)

(3)

(4)

(5)

Для участка равномерного движения: Функция положения:

Для участка выбега: Функция положения:

Рис.3. Перемещение нижней Рис. £ Перемещение верхней-точки оката рукава. точки оката рукава.

Безразмерная Функция перемещения:

СУ та* , с<, С1.~ определялись по ранее приведенным выражениям. Для расчетов на ЭВМ также определялись следующие параметры:

Для определения уравнений перемещения узловых точек у (V ) и х (V) и их производных была разработана программа на языке "Паскаль".

Составлены алгоритмы решений и блок-схемы расчета. В программу, используя экспериментальные данные, вводились характерные параметры перемещений: • У^- ; у?/ ; ^ ; ; > а так

же расчетные коэффициенты - ^ ; /у ; ^ , Для участков разбега и выбега посредством направленного поиска за счет перебора значений констант и добивались совпадения расчетных значений с экспериментальными, или они отличались, в отдельных случаях на незначительную величину - не более чем на 1.5 - 1.8'/..

Исследование биокинематического взаимодействия во фронтальной

плоскости

В этой плоскости изучались перемещения нижней точки оката рукава, верхней точки оката рукава и нижней точки бокового шва. По кинограммам траекторий производились измерения по вертикали -от нижнего (первого) положения, а по горизонтали - от среднего сагитального сечения тела человека. Затем был выполнен перерасчет на натуральные относительные размеры. Результаты экспериментальных данных в мм, в табл. 1. .

По данным этой таблицы и распечаткам с ЭВМ построены траектории и диаграммы перемещений - Ц С V7 ) и К С У ) нижней точки

Таблица 1

ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ТОЧЕК ВО ФРОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ, им

о углы, 1 1 о ..... 16 43 61 80 ... .. 90 109 128 152 173

номера точек | 1 2 О 4 5 6 7 8 9 10

ниж. точ. | оката ру- | у X ! о 1 о 0. 6 1.8 13. 2 16. 8 34. 2 46. 8 72.6 64.2 99.0 73.8 156 76. 5 190 73. 2 243 42.0 258 0

кава | 1

1 вер. точ, оката ру- у ! о ¡132 П. 0 130. 5 22. 2 127. 5 42. 6 117. 6 75.0 99. 6 93.0 87.0 125 60. 0 146 33.0 159 4. 2 162 0

кава | 1

, ! ниж. ТОЧ. I бокового I у X 1 о 1 0 0.6 1.2 6.0 10.0 9.0 16.0 39. 0 37. 0 61.0 35. 0 100 30.0 138 23. 0 190 25. 0 204 34.0

шва |

оката рукава (рис.3) и верхней точки оката рукава (рис.4).

Анализ приведенных данных показывает, что вертикальные перемещения являются определяющими. Перемещение по вертикали нижней точки оката рукава имеет три явновыраженные фазы. В первой Фазе (О^Р— 70°) происходит выборка резерва ширины базового изделия. Во второй фазе 120°) происходит интенсивное перемещение

(2.7 мм/град) из-за эргономического несоответствия базовой конструкции куртки амплитудам отведения руки в плечевом суставе. В третьей Фазе (120°^ У ё 180°) темп перемещения снижается за счет смещения изделия к центру груди человека.

Верхняя точка оката рукава по вертикали перемещается в одном направлении, достигая 162 мм.

Среднее перемещение составляет - 182/173 = 0.94 мм/град. В горизонтальном направлении эта точка последовательно приближается к центру тела человека со средней величиной перемещения -

135/173 = 0.8 ми/град Перемещение нижней точки бокового шва куртки обуславливается перемещением нижней точки проймы. В базовой конструкции куртки оно достигает заметной величины - 204 мм.

В качестве примера определения аналитических выражений функций перемещений для нижней точки оката рукава. Она перемешается в пределах: ^^«"и 0£Ц425&т. проходя границы участков -

- и -

разбегаи О^^^К им, равномерного движения •' 82°^ "Л? /об° и ки и выбега: 5° и ми.

Участок разбега.

Исходные данные для ЭВИ в соответствии с табл.1 составили;

/= 175-106 = 0. 82; Ц = 146,2-76 - 0,26; /у = .106-62 = 0,27

V 82 Л 258 173

Варьируя константами и , добивались при направленном поиске совпадения параметров расчетной- и экспериментальной кривых. При $,= 0 и 5г = 1.0, получено: ^ = 81.69°; % = 107.6°; <4 = .173°; . у = 78.5 мм; у = 146.3 мм; у = 258 мм." С Как видно сходимость хорошая).

Далее были определены параметры С ^ , С^ , б^л* по ранее приведенным Формулам.

В результате расчетов получены следившие уравнения: а) Безразмерной Функции положения (перемещения):

смешения:

fc -« «7- s/л

б) функции перемещения:

Для участка равномерного движения уравнение Функции положения, как прямой линии, будет следующим:

г.- <-. о п г, * X

Участок выбега.

После расчетов Функция положения имеет вид: = ¿ss - Зое, з- (т3 - о, 6& • sin ■ Л', . )

В связи с ограниченным объемом"" автореферата в дальнейшем приведем только табличный материал и его анализ.

Исследование биокинеиатического взаимодействия в профильной

плоскости.

В этой плоскости изучались перемещения нижней точки оката рукава, нижней точки куртки спереди и нижней точки куртки сзади.

Результаты натуральных относительных размеров С по отношению к исходному положению) 'приведены в табл.2.

Таблица 2

ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ТОЧЕК В ПРОФИЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ, мм

о углы, 0 1 | 37 52 80 90 ..... 118 148 165

номера точек 1 1 2 3 4 5 6 7 о о

ниж, точ. 1 у 0 1 о 7.3 33. 0 53. 0 114.0 176.0 216. 0

оката ру-| 0 1 о 42. О 99. 0 120. 0 140. 0| 109.0 54.0

к'ава

ниж. точ. | у 0 ¡16, 1 27.0 72. 0 99. 0 156. 0 190. 0 201. 0

куртки | v 0 146. 0 67.0 108. 0 120.0 132. 0 120. 0 72.0

спереди |

ниж, точ. | у 0 i о 0 2. 4 5. 0 12. 0 48. 0 120. 0

куртки | д 0 146. 0 64. 0 101. 0 114. 0 132. 0 142. 0 96. 0

сзади |

своего движе-

ннализируя полученные результаты имеем: нижняя точка оката рукава на большей части ния вверх перемещается почти по прямой линии со средним значением 2.15 мм/град;

в горизонтальном движении она меняет свое направление при 118°, при этом свое движение она начинает несколько позднее, чем движение (поворот) руки;

нижняя точка куртки спереди в вертикальном направлении перемешается на значительную величину - 201 мм;

нижняя точка куртки сзади также перемешается на заметную величину - 120 мм.

Значительные перемещения точек куртки при выполнении человеком движений верхних конечностей определили необходимость рационализации их конструкции как в направлении увеличения резерва ширины изделия - для первой Фазы движений, так и изменения Формы и параметров /конструктивного решения узла "пройна-рукав" для амплитуд больше 70° (второй Фазы движения).

В третьей главе проведено художественно-конструкторское решение новых моделей спецодежды со светосигнальными элементами.

Разработаны конструкции внесезонных,утепленных ностюяов рабочей одежды, состоящих из курток и брюк.

При разработке новых . моделей спецодежды были учтена ре-

зультаты социологических исследований среди работающих с нефтепродуктами, исследования по определению фотометрических свойств цветных материалов, экспериментальные и теоретические исследования биокинематического взаимодействия элементов системы "человек - одежда", приведенные во второй главе.

Для проведения социологических исследований была разработана опросная анкета, В ней отражены вопросы, связанные с художественно-конструкторскими, защитными и эксплуатационными требованиями. При обработке опросных анкет было установлено: рекомендуемые типы спецодежды: куртка+брюки (277.), куртка + полукомбинезон (28'/.), полный комбинезон (34?.); '

предпочтительными типо-размераки.являются: у мужчин - 96, 100, 104, у женжин - 92, 96, 100;

светозащитные средства рекомендованы в двух вариантах: светоотражающие элементы монтированные на курткахи брюках спецодежды, и изготовленные отдельные изделия - сигнальный жилет, одеваемый на обычную одежду.

Фотометрические свойства цветных материалов определялись на специально разработанной установке. Исследованы пластики - зеленого, белого, серебристого и красно-оранжевого цветов и ткани -желтого, оранжевого и лимонного цветов.

Определялась относительная интенсивность светового потока -У / и площадь светоотражающей поверхности.

. Световой поток -Уо , идущий от источника света (в нашем случае от лазера) определялась по выражению;

X --Е„ ■ &

где: г _ г, . V - количество энергии, попадающее на единицу

Е- о' Л. с л

светоотражающей поверхности ~Ь ; показания вольтметра; Ка~ коэффициент пропорциональности. Отраженный световой поток - ^ олоеделяется по Формуле;

где: h - расстояние между s и ¿ ; s ¿"-площадь светоприеиника;

функция отражения (определялась экспериментально). Величина минимальной светосражающей площади определялась по выражению; _ ^ ■/• Г-S^

nnq а5 • ^У-Лл • к■ / (V:h)t0bV

где: В = 10 KgYcM2 - предельное значение яркости для сумеречного зрения;

Y и Y¿ - углы расходимости источника, светаj

Р - расстояние от источника света до отражающего элемента; 5- площадь зрачка глаза человека; К4и К - коэффициенты пропорциональности, Результаты расчетов приведены в табл.3.

ПОТРЕБНАЯ СВЕТООТРАЖАЮЩАЯ ПЛОЩАДЬ, си2

Расстояние от источ- Плоский угол рассеи- Потребная светоотра-

ника света до свето- вания источника света жающая площадь,

отражавшей площади,

Р, i' •г см2

ЮС 5 182

6 с 10 26

6 с 5 17

Эти данные били использованы для расчета светосигнальных элементов, располагаемых на костюмах спецодежды и при конструировании отдельного изделия- сигнального жилета, одеваемого на обычную одежду.

разработка кострукций курток спецодежды для операторов технологических установок АО "Киришнефтеоргсинтез".

Методическая основа разработки конструктивных решений базировалась на ранее проведенных исследованиях каФедры КТШИ университета. При этом осуществлялся более целенаправленный выбор конструктивных параметров с учетом результатов собственных исследований биокинематического взаимодействия элементов системы "человек - одежда", а также введением корректив в методику расчета и построения рукава с цельновыкроенной ластовицей.

Рассмотрим фронтальное сечение узла "пройма-рукав" С рис.5) при несколько условном представлении нижней области рукава в. Форме дуги ЕСЕ' цилиндра, диаметром ВС. При выбранном значении угла постановки рукава к условной плоскости проймы С в конструкциях рукавов рубашечного типа для спецодежды^ = 50 - 60°) ширина ластовицы зависит от желаемого угла подъема нижней части рукава . Очевидно, что при. = 60° и 120° ширина ластовицы станет равной высоте оката, что является конструктивно нецелесообразным.

В результате пакетной проработки было установлено, что ком-промисное решение задачи обеспечения как вида изделия, так и удобства движения руки при ее отведении в сторону обеспечивается когда ДЕ Ц ВС и 90°.

Ширина ластовицы - Шласт, равна длине хорды СЕ, определена из выражения;

Шласт = се = /дсг -V Днг - 2 * ДС « ДЕ созу'"= Вз. пр.-1/^-(/-со%Ч>) '

где: V = <¿z - ¿j ; ДС = ДЕ = 1/2 В3. пр.; АС = Вз. пР.

С учетом возможного угла отклонения условной плоскости лрой-мы'на 8-10°, принятая конструкция узла ."пройма-рукав" гарантированно, даже без учета деформации деталей, -обеспечивает возможность отведения руки в плечевой суставе до 108°, что соответствует конструкциям в зоне наиболее интенсивного перемещения одежды, установленной в результате биокинематического анализа взаимодействия элементов системы "человек - одежда".

В конструкции рукава С рис.6) учтены также корректировки передне-заднего баланса для обеспечения соответствия изделия горизонтальному приведению руки {J*¡> = 12°) и сгибанию руки в локтевом суставе С ^ - 8°), где С2Е2 ширина цельновыкроенной ластовицы.

В конце главы приведено описание разработанного комплекта спецодежды и перечень его отличительных признаков от действующих аналогов.

Глава четыре посвящена исследованию биокинематического взаимодействия элементов системы "человек - одежда" новых моделей внесезонных и утепленных курток.

Исследовались перемещения узловых точек курток во фронтальной и профильной плоскостях.

Во фронтальной плоскости исследовались перемещения нижней точки оката рукава, верхней точки оката рукава и нижней точки бокового шва внесезеиной и утепленной курток.

Таблица 4

ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ТОЧЕК ВНЕСЕЗОННОЙ КУРТКИ ВО ФРОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ, мм

углы, й 1 " 1 0 i 24 " ■ 46. ■ 70 94 110 132 148 i 165)172 I

номера точек 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 1 9 | 10 1

1 ниж. точ, у 1 1 - - 0 36. 0 72. 0 132 158 180 1 192|198

оката ру- X 1 - 0 6.0 18.0 30.0 42. 0 24.0 14. 0 6.0| 0

кава 1 1 i 1 1

1 вер. точ. | у I ¡ 0 12.0 38. 0 53. 0 76. 0 90. 0 115 126 1 130¡132

оката ру- X |114 120. 0 120. 0 120. 0 102 83. 0 66.0 45.0 12.0| 0

кава 1 1 1 1 1

... .._т ниж. точ. у Г 1 - - 0 2. 4 6.0 10.8 18. 0 28. 5 1 37. 8|.46. 0

бокового I я 1 - 6.0 11.0 12.0 13.0 18. 0 15. 0 16. 5 20. 0121.6

шва | 1 1

- Кз

Таблица 5

ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ТОЧЕК УТЕПЛЕННОЙ КУРТКИ В ПРОФИЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ,ни - | | ! ! ! | ! | р

Т"

углы. 1 о 26 46 65 83 | 110 1 131 141 158 170

номера точек | 1 о с з 4 1 5 | 6 1 ( 8 9 10

ниж. точ. | у 1 0 6.0 30. 0 48.0 1 66.0] 114 144 150 162 171

оката ру-| X 1 0 6.0 18.0 30. 0 32. 0156. 0 30. 0 13.0 9.0 0

кава | 1 1

вер. точ. | у 1 о 18.0 36.0 48.0 1 66. 0| 96.0 120 132 138 144

оката ру-| x ¡138 138.0 132. 0 120. 0 108184.0 54. 0 42.0 12. 0 0

кава | 1 1

ниж. точ. | у 1 о 0 0 0 1 0 | 0 18. 0 27.0 36. 0 48. 0

бокового I x 1 о 0 0 0 0 1 6.0 36.0 19. 0 0 0

шва | 1

В профильной плоскости исследовались перемещения нижней точки оката рукава, нижних передней и задней точек внесезонной куртки.

Таблица 6

ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИНФОРМАТИВНЫХ ТОЧЕК ВНЕСЕЗОННОЙ КУРТКИ,мм т-1-1-г

-1-г

138 |158

I г

УГЛЫ,

О

2о

оь

85

115

166

номера точек

6 | 7

8

т

ниж. точ. оката рукава

12.0 3.0

30. 0154. О 15. О ¡27. О

78.0 39. О

ниж. точ.

куртки

спереди

6. и О

12. О 3.0

30. 0145. О 6.0|10.0

60.0 18.0

ниж. точ.

куртки

сзади

3. О 3. О

15.0[24.0 6. О ¡10. 2

36.0 21.0

4

1

О

- и -

Из приведенных экспериментальных данных следует: характер перемещений узловых точек новых моделей курток аналогичен курткам базовой модели;

введение коррективов в конструкцию курток и, особенно, ластовицы в нижнюю часть проймы позволили значительно улучшить эргономические и эксплуатационные свойства изделий;

особенно заметно уменьшились перемещения точек низа у новых моделей курток, что является необходимым условием защитной эффективности спецодежды.

В конце главы приведен расчет себестоимости и цены внесезонного и утепленного костюмов спецодежды.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложена методика биокинематического анализа взаимодействия элементов системы "человек - одежда" по кинограммам движений одетого человека, которая позволяет количественно описать процесс перемещения информативных точек с позиции конструирования одежды.

2. Применение безразмерных характеристических функций обеспечивает разработку математических моделей процессов биокинеиати-ческого взаимодействия элементов системы "человек - одежда". Выполненные расчеты на ЭВМ показали их соответствие с экспериментальными результатами.

Кроме этого использование вторых передаточных функций (аналогов ускорений), заложенных в программу для ЭВИ с учетом масс элементов одежды открывает возможность и для изучения полного биодинамического взаимодействия элементов системы "человек -одежда".

3. Экспериментально доказано определяющая роль размеров и Формы узла "рукав-пройма" для обеспечения эргономической рациональности конструкции плечевой одежды.

4. Установлено, что вертикальная составляющая перемещений информативных точек плечевой одежды является определяющей. При этом, взаимодействие элементов системы "человек - одежда" имеет три, явно выраженные Фазы.

В первой Фазе' движения происходит выборка резерва ширины изделия, заложенного в конструкцию.

Во второй Фазе - имеет место интенсивное вертикальное перемещение, обусловленное несоответствием объемной Формы изделия значительным амплитудам движений верхних конечностей.

В третьей фазе - темп вертикального перемещения снижается за счет принудительного, обусловленным анатомическим строением пле-

чевого сустава, смещением всего изделия к центру (при отведена руки) или назад (при сгибании плеча).

5. Предложенна новая методика оценки динамического соответствия конструкций плечевой одежды с использованием современны} средств отображения и обработки информации (видеокамера, графическая станция, дигитайзер, персональный компьютер).

6. Разработана экспериментальная установка по определение фотометрических свойств материалов, с помощью которой произведена сравнительная оценка светоотрожающей способности отечественного и зарубежного ассортимента цветных пластиков и тканей V представлены рекомендации по их использованию в качестве светосигнальных элементов спецодежды.

?. Систематизированы рекомендации по совершенствованию параметров конструктивно-технологического"узла "рукав-пройка" и разработаны экономические рациональные конструкции внесезонной \ утепленной мужской плечевой одежды (курток). Результаты экспериментальной оценки новых конструкций с использованием предложенной методики биокинематического.анализа подтвердили высокий уровень их динамического соответствия движениям верхних конечносте£ человека.

8. На основе выполненных экспериментальных и теоретически исследований разработан комплект внесезонных и утепленных костюмов для защиты от нефтепродуктов.

Комплекты введены в серийное производство и используются в качестве спецодежды для операторов технологических установок АС "Киришнефтеоргсинтез". Сигнальные жилеты используются з качестве спецодежды в УПТК ГУВД г.Санкт-Петербурга.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Евтодий И. Ю., Романов В.Е., Голубев М.И. Создание спецодежды с сигнальнозащитным эффектом. //Материалы науч.-практич. конференции "Перспективные материалы и изделия легкой промышленности". - СПГУТД, 1394. - С.90-91.

2. Евтодий И.Ю., Голубев М. И. Конструирование кежсезонно£ спецодежды для работающих с горючесмазочными материалами. // Науч.-техн. конференция студентов и молодых ученых. - СПГУТД, 1995. - С. 49-50.

3. Евтодий И. КЗ. , Романов В. Е. , Голубев М. И. Определение размерного-состава спецодежды. //Науч.-техн. конференция студентов I молодых ученых. - СПГУТД, 1996. - С. 36-39.

4. Евтодий И, Ю., Сурженко Е. Я. Исследование биомеханического взаимодействия элементов системы "человек - одежда".

//Науч.-теки, конференция студентов и молодых ученых. - СПГУТД, 1996. - С. 19-21.

5. Евтодий И. Ю. , Романов В. Е., Мещеряков Г. П. , Шляхтенко П. Г. Индикатрисы рассеяния тканей и светоотражающих материалов. // Науч.-техн. конференция студентов и молодых ученых. - СПГУТД, 1996. - С. 21-22.

6. Евтодий И. Ю. , Романов В. Е. , Мещеряков Г. П. , Шляхтенко П. Г. ■Фотометрические свойства светоотражающих материалов и тканей. // Науч.-техн. конференция студентов и молодых ученых. - СПГУТД, 1996. - С. 22-23.

7. Евтодий И.Ю., Романов В.Е. , Голубев М. И. Статистический анализ спецодежды по размерным признакам. //Швейная промышленность. - Москва, 1996. - N 3. - С. 43.

Лицензия N 020712 от 02.02.93. Оригинал подготовлен автором.

Подписано к печати 08.0I.E6. Формат 60^84 1/16. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,2 . Усл. печ. л. 1,1. Заказ Тираж 100.

Отпечатано на ротапринте СПьГУТД: 191028, С-Петербург, Моховая, 26