（服装设计与工程专业论文）运动功能型裤子样板研究.pdf

江南大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t hi m p m v e m e n to fp e o p l e sl i f e ，m o r er e q u i r e m e n t sa r ea s k e df o rw e a 卜c o m f o n i n d r e s s i n g ，i nw h i c h ，m o l i t i l y i sam a i n r e q u i r c m e n t a tp r e s e n t ，i n d o m e s t i c m a r k e t ，c o m e so u tm a n yd e s i g n so ns p o r t st r o u s e r sm o l i t i l y ，s o m eo ft h e ma r es k i l l f u l a 1 1 du n i q u e b u tf o rf i t - b o d yt r o u s e r s ，t h ed e s i g n sl i k et h a ta r en o te n o u g ha i l d “h a s b e e naf o c u so nd e s i g n i n go rr e s e a r c h i n gt h i sk i n do fp a t t e mf o rr e s e a r c h e r s i n d o m e s t i c ，t h ec o r r e s p o n d i l l gr e s e a r c h m e n to np a t t e mo ft m u s e r s m o l i t i i yi sn o t s y s t e m i ca n ds u 丘c i e n t s o t h i sa n i c l ew a sp u tf o r w a r du n d e rt 1 1 i sb a c k g m u n d ，t h e p u r p o s ei st oe n r i c hc o r r e l a t i v et h e o r ya n dg i v eag u i d eo np a t t e md e s i g no ft r o u s e r s m o l i t i l y t 】j sa r t j d ee x p o u 力d st b er e l a t j o d s h i pb e t w e e nt r o u s e r ss b a p ea i 】dl o w e rl i m b s c o n s t n l c t i o nw i t h i t sm o v e m e n t c h a r a c t o r i s t i c s t h r o u g he x p e r i m e n t o ns h n m o v e m e n to fi o w e ri i m b s ，i tr e v e a l sp r i c i p i e so ft h es l 【i n sn e x i b i i i t y i ts u m m a r i z e s s k i n sm a i l lm o v e m e n tr o u ta n dg e t ss o m em e a s u r e m e n t sa b o u ti t o nt h eb a s i so ft h e f o 皿e re x p e r i m e n t ，t h ea r t i c l ea l s or e s e a r c he f f e c t i o no fl o w e rl i m b s m o v e m e n tt o t r o u s e r s ，b ym a k i n gu pt h es t a n d a r dt r o u s e r sa n dw e a r i n gi t ，i no r d e rt or e v e a lp r i n c i p l e s o fs t a n d a r dt m u s e r s n e x i b i l i t yu n d e ro r d i n a r ym o v e m e n ta 1 1 df i n do u tt h em a r k a b l e p l a c e so nt h et m u s e r sa n dm e s u r e m e n t s t h e n ，t h i sa r t i c l ec o m p a r e st h er e s u l tw i t ht h e p r i n c i p l e o fs l 【i n ，s oa st o p r o v i d et h e o r ) r f o u n d a t i o no f p a t t e mm a l 【i n g o n t r o u s e r s m o l i t i y o t h eb a s i so ft h ef o 肿e r “，oe x p e r i m e n t s ，t h i sa n i c l ed e s i g n sak i n d o fp a t t e mo nt r o u s e r s m o l i t i l ya n dm a k e su pf o u rt r o u s e r so ft h i sp a t t e m t h e nw i t h s u b j e c t i v ea n do b j e c t i v ea s s e s s m e n t s ，i tt e s t i n e st h ec o r r e c t n e s so ft h i sp a t t e m b ys y s t e m i cr e s e a c h ，t h i sa r t i c l ef i n d sm e t h o d sa n dp r i c i p l e sf b rp a t t e md s i g no n t r o u s e r s m o t i l j ty ，c h i sr e s u l tc a np m v i d eag u j d a n c e 如f h e o r y ，w h i c hi sh e l pt od e s i g n i n g 0 rr e s e a r c h i n go nt h i sk i n do fp a t t e m k e yw o r d s ：l o w e rl i m b s s k i nn e x i b i i i t y m o t i l i t y w e a r c o m f o ni nd r e s s i n g t r o u s e r sp a t t e n 】d e s j g n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：1 苎：日期：& 口。绰月纠日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：王蔓：宣 导师签名： 笔。互4j 日期：小z 年g 月，。! 日 第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 当今，随着人们生活水平的提高，休闲活动的增加，对服装的运动功能性提 出了更高的要求，人们在满足服装适体之后又开始追求运动舒适性。很多功能性 强的服装如滑雪服，登山服，以及人们日常锻炼的一些运动服，在既需要优良的 面料性能的同时又需要服装本身具有优良的结构设计。在市场上，一些著名运动 品牌，如a d i d a s ，李宁等，都推出了一些以增加裤子运动功能而设计独特的运动 裤，这样在提高舒适性的同时又提高了产品的附加值。如今，牛仔裤是人们非常 熟悉的一种裤子类型，它具有合体包臀的特点，随着它的不断流行和款式的增多， 人们也逐渐开始对牛仔裤的运动功能进行了改善，如在膝部打褶、打省，在外侧 缝线加入折条以增加宽松量等，这样既提高了裤子的运动性能又丰富了款式品种。 由此可见，运动功能型的裤子符合人们生活的需求和市场的需求。 现有的裤子纸样对运动性能的研究不够充分，大部分纸样都只是考虑一般裤 子的运动功能，即在考虑下肢的运动变形基础上，根据不同的合体度和款式要求， 对变形量大的部位如臀部、腰围和上裆加入运动松量，从而制作出纸样。这样的 纸样做出的合体裤子只具有一定的运动量，不能较好地满足日常生活的运动需求， 没有良好的运动舒适性，穿着过程中裤子的臀部、膝部易发生疲劳变形。因此， 有必要对运动功能型裤子样板设计理论进行系统的分析研究，为此类样板的设计 提供理论指导，本课题就是在此背景下提出的。 1 2 本课题研究的目的和意义 1 2 1 研究目的 服装如同人体的皮肤一样，与人体体表相接触，应具备与皮肤相应的运动机 能，从而和人体体表达到一体化。因而要求服装不仅要具有在人体静立状态时保 持与人体体表一致性的特征，更重要的是要与人体的运动相适应，即服装还应具 有可动作性。服装的可动作性是指服装要满足人体形态的可动范围、运动区域、 运动强度以及皮肤的弹性、伸缩性、复原性等人体运动属性，即服装的运动功能 性f 1 1 。 服装不可能具有与皮肤相同的性能，虽然通过服装材料的伸缩性和弹性能够 江南大学硕：i ：学位论文 达到一定的满足，但是没有任何材料能够与皮肤的性能完全一致：另外大量的服 装是采用没有弹性的面料制作的，要使其具有运动功能性，贝q 应首先从样板设计 的方面来满足人体运动的需要。 本课题的研究目的是以下肢带运动时皮肤和裤子的变化规律为依据，对现有 裤子样板设计方法进行改进，在样板的合适位置追加合适的运动量，以形成具有 良好运动功能型性的裤子样板，以及与之相关的设计理论体系。 1 2 2 研究意义 本课题的研究有以下两方面的意义： l 、理论意义：如何使裤装的设计在适应人体基本运动的前提下，兼有造型上的 美观性、穿着上的舒适性和适体性，是值得服装专业人士进行分析与研究的内容， 本课题从裤装的角度对这个方面进行了探讨。本文的研究成果有助于设计者更好 地把握人体下肢运动和裤装结构之间的关系，完善了运动功能型裤子样板的设计 理论，并对此类裤装的结构设计具有一定的指导意义和启发作用。 2 、生产实践意义：为实际生产过程中此类裤装样板的设计和研发提供理论参考 依据。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 从结构样板角度 日本学者中泽愈著，国内学者袁观洛译的人体与服装一书中对裤子的运 动与美的方面进行了研究。他从服装设计的角度叙述了下肢带和下肢解剖学概略， 研究了支撑下半身服装的腰臀部的构造和形态，下肢的曲势和裤子的外型，人体 和裤子下裆的关系以及裤子运动功能原理等。他根据裤子运动功能原理，在裤子 基础纸样上标出了皮肤伸展方向、裤子的牵引方向和运动量调节有效范围，并指 出：在此有效范围内无论什么位置只要增加面积、增加距离，就能增加裤子的运 动范围【2 】。在书中，他根据运动功能的大小分别给出几种运动功能型裤子样板， 这些都为本课题的研究提供了理论指导。 国内也有很多学者从裤子样板上进行研究，主要是通过研究裆宽、裆深和裤 窿门的变化来考虑运动功能。人体在做各种动作时裤子关键部位如臀部、腰围和 上裆尺寸会变化，因此为了穿着舒适性，需要确定各部位的放松量范围，同时考 虑面料的弹性，根据合体程度的不同来进行放松量的确定。放松量的不同，使得 裆宽、裆深和裤窿门的大小和形状都不同。在张文斌的服装工艺学( 结构设计 分册) 一书中重点对上裆部位运动放松量进行了研究，指出后上裆部位运动放松 第一章绪论 量= 后上裆垂直倾斜角增大产生的增量+ 上裆长增量+ 面料的弹性伸长量；江西工业 职业技术学院的曾福民研究了运动裤装的运动性能与结构之间的相互关系，他分 析了下裆角变化引起的裤装结构变化和运动功能性之间的关系，上裆倾角变化引 起的裤装结构形态及与运动功能性之间的关系，这为运动裤装的结构设计提供了 可靠的理论依据和实用方法；黄石高等专科学校艺术系王大明对裙、裤不同后翘 度原理进行探讨，他在研究人体下肢运动皮肤变化基础上分析了裤子后中腰线上 翘的原因，指出它的目的在于给人体做下蹲运动臀部前曲时，为裤子提供后身纵 向长度增长的备用量，以保证裤子满足人体功能要求：北京服装学院的刘娟从板 型角度分析了l 旺、l e v i s s 等高档牛仔裤穿着舒适、运动性能好的原因；东华 大学的周丽华对裤装结构与舒适性的相关关系进行了研究【。”。 1 3 2 从穿着实验角度 在国外，关于服装造型、结构与人体运动舒适性方面的研究比较全面。早在 1 9 6 4 年美国织物杂志就刊登了随人体运动而产生的皮肤表面伸长率示意图。 1 9 6 6 年，k i r k 等人就提出了一种测量人体皮肤在运动时延伸率的方法，并将此 方法运用到服装弹性的研究中吼1 9 8 5 年，e l i z a b e t hm c r o w t h e r 针对适体全棉牛 仔裤的穿着舒适性及造型美观性进行了研究1 9 】。 在服装运动舒适性方面，日本的研究比较多。研究主要分为对人体运动机理 和服装运动功能的研究、运动时体表变化的测定和服装放松量的研究、运动时服 装压的测定等方面的内容。如日本学者间壁治予紧紧抓住人体和服装的关系、人 体的形态和运动机构两方面，对人体动作时服装对人体的拘束性以及服装加放量 等进行了研究。她和其他研究者一起，用具有伸缩性衣料做成贴身衣裤即放松度 为零的紧身衣裤，并按织物的经纬线在衣料里嵌入塑性线，让四名女子进行试验。 试验时，让她们作伸手、屈肘、平举、上举、抬腿、踢腿、迈步等各种动作。然 后将紧身衣脱下，按裁片拆开，分析塑性线由于人体活动产生的延伸变形，并与 原型比较，得到一些放松度的实验依据1 1 。 国内有很多学者通过穿着实验来研究裤子的运动舒适性。如浙江丝绸工学院 袁明、阎芬研究男西裤形态尺寸与行动舒适性的关系。他们通过对国内外两种常 用典型裤子进行穿着对比实验，研究在做不同动作下的西裤的变形情况，裤子与 皮肤的滑移，最后在板型上进行对比，来讨论西裤的运动舒适性功能。再如中国 纺织大学的朱光华、齐钥、张文斌所做的女子裤装结构穿着运动舒适性研究，则 是运用服装剪切口变形法，对女裤动、静态的穿着变形进行分析，得到裤装主要 部位剪切口的开口量大小与人体运动的对应关系，为研究优化下装结构提供量化 基础1 1 1 1 2 1 。 江南大学硕士学位论文 1 3 3 启发 总结以上的国内外研究现状，有以下启发： 目前将裤装造型、结构与人体下肢运动结合起来的研究较少，特别是裤装在 满足人体下肢基本运动的前提下，兼顾其舒适性、适体性与美观性的更为少见。 另外对于裤子样板的研究，国内学者只是从三维的角度即裤子的立体性能出发， 而日本学者中泽愈则增加了运动的因素，从四维的角度来对裤子样板进行探讨， 这样的研究方法比我们更先进。我们对裤子运动功能性方面的研究还不够深入和 充分，因此需要我们对运动功能型裤子样板进行系统的研究和理论上的完善。 1 4 本课题的研究内容和方法 1 4 1 研究内容 本课题主要研究运动功能型裤子样板结构设计的原理和方法。通过实验，对 运动时下肢皮肤和裤子的变形特点进行研究，找出皮肤和裤子的变化规律，在此 基础上，进行运动功能型裤子样板的设计，对分割线和结构参数进行设定，并实 际制作出运动功能型裤子，采用穿着实验结合主客观评定的方法，验证所设计的 运动功能型裤子的运动性能是否优于普通裤子，并优化样板设计方法，形成运动 功能型裤子样板设计理论。 1 4 2 研究方法 本课题主要通过实验的方法进行研究。 具体研究路线如下：体表皮肤描线动态测量皮肤变化量数据记录和 计算分析和小结标准样裤的打板和制作动态测量裤子变形显著的部 位分析和小结运动功能型裤子样板的设计结构参数的设计制作 出四条运动功能型裤子穿着实验主客观评价验证裤子设计理论的正 确性找出美观舒适综合性较好的一条裤子形成运动功能型裤子样板设计 理论。具体的流程图如图卜1 所示。 第一章绪论 图1 1 研究路线流程图 5 江南大学硕士学位论文 第二章下肢带与裤装结构 裤装结构与人体结构有着密切的关系，裤装结构的每一根线条、造型皆来 源于下肢，着眼于下肢【1 3 1 。对人体下肢带的形态特征、运动特点的研究是裤装 造型、结构研究的基础。 本部分主要研究与裤装有关的人体下肢带结构形态及运动特征，并结合对 裤装结构、造型的分析，探求着装后裤装结构与下肢带运动适应性之间的关系。 2 1 下肢带构造形态和裤装结构 人体的下肢带是由腰臀部和下肢构成，它是支撑人体站立时的重要部位， 它不仅具有连系上半身的运动功能，而且本身还具有宽广的运动范围【2 】o 下肢带由骨骼、肌肉、脂肪、皮肤共同构造而成，它们形成了下半身所特 有的形态。以下将从这四个方面来分别阐述下肢带构造形态与裤装结构的关系。 股 d 3 正面外侧面后面内侧面 图2 1 人体下肢骨骼概况 6 第二章下肢带与裤装结构 2 1 1 下肢带骨骼 在骨骼方面，下半身骨骼大的来说，是由骨盆、股骨、小腿骨、足骨所组 成，骨骼的长度和高度是下半身服装重要位置( 股上、股下、臀部、膝部) 的 基础。在这里，列出下肢骨骼概况图2 1 1 2 j ，来帮助我们理解下肢带的构造。 下肢的骨骼是人体的构架，决定着人体基本形态，制约着外形的体积和比 例。对于下半身服装而言，影响裤子结构的骨骼的主要是骨盆和下肢骨系以及 各骨骼之间的关联。 一、骨盆的构造与形态 愚 订慰 1 w 骨i ，、i 幽 男性骨盆正面女性骨盆正面 图2 2 骨盆正面差异 男性侧面骨盆女性侧面骨盆 图2 - 3 骨盆侧面差异 骨盆是支持体干的基盆，如图2 2 1 2 j 和2 3 【2 】所示，它是由两侧的髋骨、耻 骨联合、髂骨和坐骨构成，髂骨连接腰椎，两侧的髋骨与下肢股骨连接。 骨盆上部的腰椎共有五块，是胸部与臀部连接的桥梁，中间第三块为腰节， 是躯干部位的最细处，因此其常常作为服装结构的腰围线标准，也是测量腰围 线的重要依据。骨盆的两侧髋骨与下肢股骨相连构成的大转子，是测定臀围线 的标准。 骨骼影响人体体表上的形态主要取决于骨露点，该点是描述骨盆乃至人体 的重要特征点同时又是测量时的标志性点。对于骨盆来说，它的明显骨露点为： 江南大学硕士学位论文 前面的三骨点，即两侧的髂前上棘和前中心偏下位置的耻骨联合；后面的两弯 一尖，即两侧的髂嵴和骶骨。这些骨露点可以确定骨盆的形体位置、比例和倾 斜状态，同时也是支撑衣物，衡量服装合体性的重要因素【1 。 男女骨盆所引起的臀部形态不尽相同，图2 2 为相同身长的男女骨盆的正 面比较。h 为高，表示髂骨线上缘至坐骨下缘，w 为宽，表示骼骨前上棘之间距 离。由图示分析可知，女性骨盆比男性的h 要低，w 要宽，骼骨线上缘线高4 c m 左右的地方为最细的腰部。结果，腰部与宽w 的落差更加强调了w 的宽度。因 而造成女性臀部特别宽大的特点。男性骨盆为倒梯形，女性骨盆是扁的倒梯形。 图2 3 为相同身长的骨盆的侧面比较。由骼骨上棘和耻骨联合的出入关系， 可以看出骨盆的倾斜度。男性骨盆髂前上棘在耻骨联合后面，整体而言成直立 的状态，而女性的骨盆与此相反，成前倾的状态。另外，女性的骶骨要比男性 的尖，骶骨端与坐骨间的距离也要比男性大。通过观察还可以发现女性的臀部 较扁平而朝下，而男性的臀部较偏上。 裤子的合体性方面，根本的问题在于如何把握骨盆的问题。以骨盆为主体 所形成的臀部形态对裤子纸样后中心倾斜和裤裆的形状有很大的影响。 二、下肢带骨系 骨盆下部所连接的下肢骨系由股骨、髌骨、胫骨、腓骨和足骨组成。如图 2 一l 所示。股骨即大腿骨，上端与髋骨相连接构成大转子，大转子是臀部与下 肢的连接点，其下端与髌骨和胫骨、腓骨相连接形成膝关节，膝关节是大腿和 小腿的连接点，髌骨即为通常所说的膝盖，胫骨、腓骨为小腿骨骼，胫骨位于 内侧、腓骨长在外侧，胫骨、膝骨的上端与髌骨和股骨汇合，前端与踝骨相接 形成踝关节。 在股骨和小腿骨方面，与裤装外表形态有关的是以膝关节为中心的各部的 倾斜状况【2 l o 如0 型腿和x 型腿就是因为以膝头为支点的胫骨和股骨的垂直倾 斜角的不同，从而造成的裤腿结构造型的不同。 脚部位由于有脚面骨的隆起和脚跟骨的直立，对应到裤子结构上，前片裤 口需要上翘( 中心上挖o 7 c m 左右) ，后片裤口需略下调i l ”。 2 1 2 下肢带肌肉和脂肪 一、肌肉构造与形态 下肢带肌肉构造与形态如图2 4 【1 6 j 所示，该图从人体后面、内侧面两个方 位分别展示了臀部及大腿肌肉的基本情况，其中部分肌肉对裤子上裆结构有一 定影响。 影响裤子后片结构的肌肉主要集中在骨盆后外侧面，即臀大肌、臀中肌和 臀小肌，其中臀大肌在骨盆后外侧的最外侧，是臀部最大的肌肉，其丰满的肌 第二章下肢带与裤装结构 后面前面 图2 _ 4 人体下体臀部及大腿肌肉群 图2 5 人体臀、腹部和裤子裆部的关系 肉隆起形成膨凸浑圆的臀部，构成臀着力点，即下体服装臀后的重要支撑点， 左右两侧臀大肌汇合处形成臀沟。臀部又与腿部构成一条明显的臀底弧线。臀 中肌将腿骨拉向一边一从中心拉开，将腿向两侧牵引【1 7 】。 腿部的体型特征为上粗下细，大腿肌肉丰满、粗壮，小腿前部垂直，后部 由外侧腓肠肌和内侧腓肠肌组成“腿肚”。从侧面看，大腿向前弓，小腿略向 后弓，形成“s ”形曲线状。如图2 1 中下肢内侧面图中所示。 下肢肌肉系统的臀大肌、臀中肌与裤装造型、结构紧密相关。如图2 5 所 示，人体臀、腹部和裤子裆部位的关系。臀部臀凸量的大小决定裤子后裆斜线 的倾斜程度，腹臀宽( 前后厚度) 决定裤子裆部的宽度。在设计裤子后片结构 时，着重考虑臀大肌的形态及其与周边肌肉所构成的外形状态，对于裤子后裆 斜线、后翘等部位的设计具有一定意义。其中裤子结构中后中线的斜度取决于 臀大肌的造型，它们关系是成正比的，即臀大肌的挺起程度越大，其结构的后 中线斜度越明显，后翘越大，后窿门自然加宽。因此，无论后翘、后中线斜度 和后窿门如何变化，最终影响它们的是臀凸，确切地说就是后中线斜度的大小 意味着臀大肌挺起的程度。其斜度越大，窿门的宽度也随之增大，同时臀部前 屈活动所造成的皮肤后伸的用量就多，后翘也就越大。 二、下肢带脂肪形态 脂肪也是构成人体外形的重要因素，它遍布全身，形成体表的圆顺和柔软。 下肢臀部的臀大肌下缘到臀沟之间尽是脂肪，以此为中心到臀部最后突出 部分厚厚的脂肪层形成了臀部，由此突出形成的形状与裤子后部的贴合性有大 的关系。腹部易囤积脂肪，呈圆形隆起状，腹峰为腹着力点，裤子前片的活褶 ( 或省道) 及胯部位侧缝线的归直，都是为了适应腹部浑圆造型的需要【l 5 1 。 皮下脂肪由于人的性别、年龄、种族、地域以及生活习惯、职业特点等方 9 江南大学硕士学位论文 面的影响而有所差异，呈现在体表上也有明显的不同。最为明显的是凸肚体， 这种体型几乎纯粹与脂肪的囤积状况有关。针对这些特殊体型的裤装结构设计， 则需要对上裆、侧缝、窿门等多处控制部位的结构图形进行改动，这样才能够 使裤装的合体性增加，提升穿着的舒适度。 2 2 下肢带运动特点和裤装结构 2 2 1 关节的运动 骨与骨之间由关节相连，通过关节的运动来实现下肢带的运动。人体下肢 带的关节分为股、膝、踝三处，其中对裤子产生主要影响的是股关节和膝关节， 下面将具体叙述它们的运动与裤子之间的关系。 一、股关节的运动 股关节位于躯干和下肢分界处，是多轴性关 节。股骨头是一个3 4 程度的球体，它嵌入髋骨 臼窝。以股关节为中心，腿部可以形成沿三根轴 的运动。( 1 ) 左右轴腿的前后运动；( 2 ) 前 后轴腿部做内收、外展运动；( 3 ) 上下轴一 一腿部做内外转动。股关节各轴可以各自进行运 动，也可以进行三轴组合运动，从而形成下肢立 体的运动范围。股关节和膝关节的构造如图2 6 【2 l 不。 图2 7 股关节基本活动范围 0 玻骨 艟哭； 艨关节 图2 6 股关节和膝关节机构 图2 7 【2 1 表示的是左侧股关 节的基本活动范围。 f 表示股骨头中点，p 1 表示 股骨的膝盖面上缘，斜线部分表 示可动范围。运动范围分别是： 前面一内收、外展方向( 左右方 向，p 2 p 3 ) 7 5 0 ；侧面一屈曲、 伸展方向( 前后方向，p 1 p 2 ) 1 6 0 0 ；上面一旋内、旋外方向( 前 后回转方向，p 1 p 3 ) 2 1 7 0 。由 于运动的平衡关系，左右股骨的 第二章下肢带与裤装结构 运动方向是相反的，造成腿部运动范围的加倍。 二、膝关节的运动 膝关节为单轴性关节，范围不如股关节，因而只能做前后方向的弯曲运动， 如图2 6 所示。膝关节是大腿与小腿的连接点，可前屈1 3 5 0 ，后伸o o ，外展 4 5 0 ，内收4 5 0 1 1 5 】，正常情况下以前屈为主要的运动方向。膝关节主要决定裤子 的膝围线及裤管的放松量。 图2 8 股关节、膝关节基本运动时骨骼的变化 图2 8 【2 l 表示了股关节和 膝关节作前后方向9 0 。屈曲 的基本运动。直立时的股关 节，股骨头中点和大转子上 缘连成一条直线f l ，屈曲时 f l 变至f 2 ，直立时的膝关节， ( 立位) 股骨头中点和大转子外侧踝 的前缘相连成直线为p 1 ，屈 曲时p l 变至p 2 。这样在各关 节面上的偏移长度f 约为 3 6 唧，p 为4 4 硼。由骨骼面 上的偏移量就可知，人体下 肢做屈曲动作时，会引起皮 肤较大的伸展量，若此时裤 子不能够提供相应的运动量，将会使裤子发生牵引变形。 由此可见，股关节和膝关节的屈曲运动是造成裤子变形的主要原因。从总 体来看，人体在运动过程中，腿的前屈运动幅度最大，臀部的形状和尺寸变化 较大，此时裤子裆缝的前后、上下调节性弱，下肢裤筒往上移受到限制，下蹲 时臀后部皮肤的纵向伸长量主要靠横裆以上部位来提供，为了使裤子具有良好 的穿着机能，在结构设计中出现了后中腰线上翘的结构处理，即后翘。后翘实 际是为后中线和后裆弯的总长增加而设计的，后翘的设计是使得人体做下蹲运 动时裤子不至于过分的牵紧，以免将腰头部位向下拉拽过多而有不舒服感。在 裤子的结构设计中，应该着重考虑前屈运动所引起裤子上裆结构中后翘的变化。 2 2 2 皮肤的运动 一、皮肤的伸缩功能 皮肤具有伸缩功能，首先是因为在其真皮组织中具有很多弹性纤维，它在 皮肤外观上表现为皱纹肌理。这些皱纹为配合关节和肌肉运动提供了伸缩的活 动余量，使皮肤具有良好的伸展性和复原性，从而在运动时不会产生牵引、束 江南大学硕士学位论文 缚等人体的不可动作性【”l 。一般来讲，皮肤的皱纹纹路大致与皮肤的纤维方向 一致，其伸长量较小，而皮肤纹路垂直的方向，肢体具有良好的伸展性。因此 人体在大幅度运动时，肢体的伸展方向及伸展量大的方向都与皮肤的纹路方向 垂直。 下半身皮肤主要伸展方向是臀沟至大腿内侧到膝头( 其中包括了大腿内收 肌群的大腿三角区，内股充满皮下脂肪，皮肤细薄而柔软，在运动时是移动较 大的部位) ，因而从大腿的内侧线方向考虑运动性较为有效。另外臀沟到大腿外 侧伸展线也是皮肤的伸展方向，但其伸展性小于内侧，因为位于大腿外侧部的 髂胫束坚硬而平直，一直延伸到膝下外侧，运动时皮肤移动较小。 在设计裤子上裆结构时，需要注意皮肤伸缩状况的改变，设置围度和长度 方向上的宽松量，以满足人体基本运动时的舒适性需求。如日常动作下人体臀 围平均增加量可达到4 c m ，所以设计裤子时臀围的放松量至少要有4 c m ；在长度 方向，人体运动时臀后部皮肤伸长幅度大，因此可适当增加后翘的大小。 二、皮肤的滑移 皮肤适应运动的另一个原因是皮肤表面和皮下组织之间能够产生相互位置 移动，形成滑移，进而缓和人体运动过程中对肢体产生的牵引力。一般来说， 在人体皮肤薄、支持体( 是指由真皮、肌膜、骨膜、脂肪等连成的网状组织) 和脂肪厚的部位，易产生滑移，这能极大的缓解医关节大幅度运动伸展对皮肤 产生的牵引力度1 2 0 j ，如图2 9 1 2 j 所示。 图2 9 皮肤厚薄与滑移情况 ( 1 ) 一( 4 ) 皮肤由厚薄，滑移由少多 图2 1 0 下肢带皮肤滑移路线 皮肤的滑移方向与皮肤的伸展方向相同，如图2 1 0 【2 j 表示了下肢带皮肤滑 移路线，它是从皮肤的滑移基点向各个关节突出部位移动，因而人体的各关节 部位是皮肤发生滑移的中心带，这与皮肤伸展方向是一致的。皮肤滑移的方向 也是服装在运动中易于发生牵引的路线，所以在服装运动性研究中，不仅需要 考虑服装的运动伸展量问题，还需要考虑服装的结构与人体皮肤合理的运动滑 移相吻合。 搀皮置l = 溉移 心缶 皮敢 移打自 第三章下肢带运动对皮肤变形的影响 第三章下肢带运动对皮肤的影响 裤子包覆人体的下肢带，随着下肢的运动而发生褶皱和变形，因为它和皮肤 是直接接触相互作用的，彼此都会产生变形和滑移，所以，研究运动功能型裤子 样板，应该首先研究下肢带皮肤的变化规律。 本部分研究目的是通过研究做日常动作时，下肢带皮肤的变化规律和变化大 小，为运动功能型裤子的设计提供理论依据和数据参考。 本章的研究内容是，通过动态测量日常动作引起的体表皮肤变化尺寸，计算 出相应部位的皮肤变化率，研究体表皮肤的运动变化规律。 3 1 实验设计 3 1 1 实验仪器 本实验的实验仪器主要有 ( 1 ) 、水溶性签字笔 ( 2 ) 、塑料卷尺 ( 3 ) 、量角器 3 1 2 实验内容 对服装运动舒适性的研究，必须对由于运动引起的体表形态变化进行测量。 体表形态变化的测量主要是把握人体运动过程中人体表面形状和面积的变化情 况，对人体关节的运动、皮肤的伸缩、基本动作和动作极限进行研究，可为服装 运动的适应性设计提供参考依据【2 1 j 。运动时体形变化的测量，通常是在人体表 面标注出作为基准的测量点和测量线，经过测量后得到人体正常立姿测量值和各 种动势测量值，由此计算出由于运动产生的变形量和变形率。 本实验选取1 名2 6 岁、正常体型的女性( 腰围6 5 c m ，臀围8 7 c m ) ，在室温2 2 2 4 的房间里，被测者只穿贴身内衣，首先进行体表描线，在被测者的下肢皮肤上 画出横向和纵向网格线，然后通过做动作，记录每个动作时两网格点之间的数值， 计算出动静态时人体表面皮肤的变形率，作出相应的图表并进行分析。 一、体表描线 ( 一) 、体表描线时基准点的确定f 2 1 j 江南大学硕士学位论文 基准点包括脐点、髂嵴( 髂嵴最向外突出之点) 、髂前上棘点( 髂骨的前上 棘最向前下方突出的一点) ，大转子点( 股骨大转子最高的一点) ，耻骨联合点 ( 耻骨联合上缘于正中矢状面的交点) 、膑骨中点( 膑骨底最高点与膑骨尖最下 端连线的中点) ，胫骨点( 胫骨内侧踝的内侧缘上最高的一点) ，腓骨头点( 腓 骨头点最向外侧突出的一点) 。如图3 一l 所示。 外侧面 坐 胫 后面 子点 图3 1 下肢体表基准点的测定 ( 二) 、基准线的确定 1 、横向：腰围线、臀围线、腿根围线、臀沟线、膝围线。 2 、纵向：前中心线、膝盖骨中心线、外侧线、臀部后凸点线、后中心线。( 说 明：后中心线延长到下肢部位后，称为内侧线) 。 ( 三) 、横纵向网格线的确定 在确定网格线时应使每个网格大小为3 c m 左右，以便客观反映各部位皮肤变 化情况，同时能使测量数据满足运动功能型裤子样板设计的需要。 1 、横向网格线的确定 以w l ( 腰围线) 至h l ( 臀围线) 之间两等分作横向线m h l ( 中臀围线) ，w l ( 腰围线) 、h l ( 臀围线) 、m h l ( 中臀围线) 之间再三等分，h l ( 臀围线) 至 大腿根围线之间不作等分；大腿根围线至k l ( 膝围线) 之间十一等分；k l ( 膝围 线) 下按3 c m 间距分成四份。 h l ( 臀围线) 为横向的o 线，h l ( 臀围线) 以上为正，分别为+ l 线、+ 2 等线， 一直到+ 6 线。h l ( 臀围线) 以下为负，分别是l 线、2 线等，一直到一1 6 线。 第三章下肢带运动对皮肤变形的影响 2 、纵向网格线的确定： 以外侧线为基准点，等分与膝盖骨中心线之间的距离为四等分。膝盖骨中心 线至前中心线之间三等分；再以外侧线与臀部后凸点线之间五等分：臀部后凸点 线与后中心线之间间距三等分。 外侧线定为纵向0 线，至前中心线方向的纵向线依次为+ 1 线、+ 2 线等，一直 到+ 7 线：至后中心线方向的纵向线依次为一1 线、一2 线等，一直到一8 线。 下肢体表描线如图3 2 所示： 图3 - 2f 肢体表描线图 二、动态下皮肤变化量的测定 ( 一) 、动作要求 从下肢带骨骼的运动特点可知，下肢带的运动主要是股关节和膝关节的运 动，它们的活动范围很大，但是进行裤子结构设计时，我们不需要把所有的范围 都加以考虑，而是应该就某一种特定的动作来研究其具体的其活动范围。而在本 实验中，我们研究的是日常动作下的皮肤变化规律，因此我们选用了日常生活中 以下几种常见的运动： 1 、直立：自然挺胸直立，肩部放松，两眼平视正前方，左右足跟并拢，脚尖 呈3 0 。分开。 2 、普通行走：右脚在前，左脚尖至右脚后跟之间的距离约为6 3 c m ，上身稍前 倾，保持行走的姿态。 3 、抬腿9 0 。：右大腿前抬膝屈曲9 0 。，上身与地面垂直。 4 、正坐：躯干挺直，双腿并拢，小腿自然略收回。 江南大学硕一 ：学位论文 5 、下蹲：躯干伸直稍向前倾约3 0 0 。 ( 二) 、横向测量 在人体的不同动态下，依次以后中心线上的标记点为起点，测量所有横向线， 同时记录相应的数值。 ( 三) 、纵向测量 在人体的不同动态下，依次以臀围线和膝围线上的标记为起点，测量所有纵 向线的长度，同时记录每两个网格点之间的数值。 ( 四) 、动静态人体表面皮肤的变形率k 的计算方法如公式( 1 ) 所示。 k ：f 垫查堕堕皇塑竺堡壁二塑查堕堡皇塑篓壁! ：! 些( 】) 一 静态网格点间的长度 ( 五) 、相关注意事项 被测量者的姿势：在进行各种动作的测量时，姿势一定要到位，被测者测量 时的姿势与测量结果有密切相关，姿势不到位，不能获得可靠的数据。 测量误差：为了保证实验的准确性，误差应降至最低程度。软尺通过被测点 沿身体表面进行测量时，应该使得软尺贴附于皮肤表面，不可紧压皮肤，松度要 保持一致。读取数据时，测量者的视线应该垂直于标尺部分，不可斜视，否则会 产生测量误差。 ( 六) 、实验照片 图3 3 至图3 5 为下肢做动作时各部位的体表描线图。 图3 3 膝前部皮肤变化图 第三章下肢带运动对皮肤变形的影响 图3 4 大腿部外侧皮肤变化图 图3 5 腹臀部后部皮肤变化图 3 2 实验数据分析 3 2 1 围度数据分析 由前面的论述可知，本部分对皮肤变形的研究是从横向和纵向两个方面进行 的，首先，研究运动时皮肤在横向的变化规律。 一、测量人体的不同动态下，下肢体表每条横向线的长度。 依次以后中心线上的标记点为起点，测量从+ 6 一1 6 ，各动作下，每条横 向围度线的长度，同时进行记录，然后计算出其对应的皮肤变化率，得到数据 如表3 一l 所示。 1 7 江南大学硕j 学位论文 ( 注：“一”表示该部位数据由于动作状态的原因无法测得。变化率为正值，表 示皮肤伸长；变化率为负值，表示皮肤收缩。) 第三章下肢带运动对皮肤变形的影响 二、根据表3 1 中的数据，得到相应的围度皮肤变化图3 6 。 图3 6 围厦皮肤变化图 三、数据分析从图3 6 中我们可以看出： 1 、抬腿、正坐状态下的皮肤变化幅度远远大于行走状态下的皮肤变化幅度。 抬腿时在一1 3 处，皮肤围度变化率最大为1 0 1 ；正坐时在一2 处，皮肤围度变化率 最大为9 5 ：行走时在2 处，皮肤围度变化率最大为2 o 。这说明，抬腿、正坐 两种动作所引起的下肢带皮肤围度变化程度比行走所引起的要大。 2 、抬腿、正坐状态下的皮肤变化趋势具有一定的相似性，但大多数时候的 抬腿皮肤变化率大于正坐皮肤变化率。 3 、图3 5 中显示了行走、抬腿、正坐这三种动作状态下皮肤围度变化率的走 势，它们的变化幅度以及最大值和最小值，其中总的变化幅度为一2 3 l o 1 ； 围度变化率最大值的位置在一1 3 处，即膝围线下一格处，大小为1 0 1 ( 抬腿) ， 围度变化率最小值的位置在1 0 处，大小为一2 3 ( 正坐) 。 3 2 1 纵向数据分析 本实验测量皮肤的纵向变化大小时，是将下肢体表的纵向描线分为四个部分 进行的。这四个部分分别为：臀围线以上；臀围线至大腿根围线之间为臀下一格； 大腿根围线以下七格和膝围线上下四格。测量出各动作状态下各部位的皮肤伸 长，计算出其对应的纵向皮肤变化率。以臀上部皮肤纵向变化为例论述皮肤纵向 变化规律，臀下一格、腿根围以下七格、膝围线上下四格的皮肤纵向变化率图表 请参见附录一、附录二和附录三。 一、臀上部皮肤纵向变化率，如表3 2 所示。 江南大学硕二e 学位论义 ( 注：“一”表示该部位数据由于动作状态的原因无法测得。) 2 0 第三章下肢带运动对皮肤变形的影响 二、根据表3 2 ，得到臀上部纵向变化图3 7 。 图3 7 臀上部纵向变化图 三、数据分析 1 、从图3 7 中可以看出四种状态下臀上部位纵向皮肤变化伸长率的走势、变 化幅度、最大值和最小值。在一8 处，即人体的后中部位，皮肤纵向变化率达到最 大，分别为7 2 ( 行走) 、1 5 6 ( 抬腿) 、2 6 3 ( 正坐) 和4 5 0 ( 下蹲) 。 2 、四种动作所引起的皮肤变化大小不同，其中下蹲 正坐 抬腿 行走， 它们的皮肤变化趋势具有相似性。 3 、从图3 7 中可以看出，每种动作状态下的纵向皮肤变化率有正值又有负值， 这说明皮肤的伸长和收缩是同时存在的。 3 3 结论 1 、做同一动作时，皮肤伸长的同时对应着收缩。 2 、通过研究其行走、抬腿9 0 。、正坐、下蹲时各部位皮肤变化情况发现： 若将皮肤的变化表现在纵向、横向两个方向，则总体来看，皮肤的纵向变化率大 于横向变化率。其中臀上部、臀沟在后中心线位置的纵向伸展率为最大，分别达 到4 5 ( 下蹲) 和5 3 5 ( 抬腿) 。大腿内侧线在大腿部位纵向伸长变化最为明显， 达到4 1 1 ( 正坐) ，膝部纵向的皮肤变形是+ 5 线处的部位变化率最大，达到4 9 4 ( 下蹲) 。 3 、总体来说，下肢运动时，臀部和膝部的横向、纵向方向上的皮肤伸展变 化较其它部位明显，这也是运动时，裤子相应部位被绷紧的重要原因。大腿部位 其内侧区域纵向伸长率较为显著，因为此区域脂肪多皮肤细薄柔软，在设计裤子 时应予以考虑。 江南大学硕士学位论文 4 、通过了解人体下半身各部位 皮肤在不同动作下的变化方向与大 小，可以将人体下半身皮肤的主要伸 展路线概括为：臀部臀沟大 腿内侧膝头，这一线路是下肢运 动时最主要的运动需求部位，同时此 线路与裤装的上裆部位、中档部位存 在着密切的对应关系。 在设计裤子运动功能性的时候， 应该着重考虑皮肤伸展量大的部位， 沿着人体下半身皮肤的主要伸展方 向，从后腰部开始，经过臀部、内股 构造线到膝头部位进行空间量的配 置，在这个路线上无论什么位置展开 加量，就能提高裤子运动性能。如图 3 8 吐斜线阴影部位表示有效的运动空间范围。 图3 8 裤子运动功能原理 h c r l 第四章下肢带运动对裤子的影响 第四章下肢带运动对裤子的影响 运动功能性裤子样板的设计，是以裤子为对象，在裤子上进行运动功能的改 善和提高的，因此我们有必要研究一下裤子的变形规律。在皮肤变化实验中，已 经分析了运动时皮肤的变化规律，那运动时裤子的变化规律又如何呢? 裤子的变 形和皮肤的变形是不一样的，皮肤可以自由地进行伸缩和滑移来顺应人体的运 动，但裤子却受到面料的限制，无法像皮肤那样可以通过本身较大的变形伸缩来 适应体表运动的变化，特别是非弹性面料，面料本身的伸缩性小，对人体的束缚 感更强。因此，我们需要对面料进行改性或者从结构的角度对裤子的运动功能进 行设计，本课题就是从结构设计的角度来进行研究的。 本部分主要研究目的是通过研究日常动作对裤子的影响，找出运动时裤子的 变化规律，为运动功能型裤子样板设计提供理论和数据参考。 本章的研究内容为： ( 1 ) 、当被测者穿着标准样裤做动作时，观察裤子变形情况并总结其变化 规律。 ( 2 ) 、找出裤子变形显著的部位并测量变形量的大小，并和对应部位的皮 肤变形大小进行比较。 4 1 实验设计 4 1 1 实验仪器 本实验的主要仪器有： ( 1 ) 、制版工具 ( 2 ) 、工业缝纫机 型号：j u k id d l 一8 5 0 0 ( 3 ) 、剪刀 ( 4 ) 、软尺 4 1 2 实验内容 一、标准样裤的款式设计 本实验所设计的标准样裤款式为合体女式低腰牛仔裤，面料为3 上l 下非弹性 斜纹牛仔布，克重为1 3 盎司，面料统一进行了柔软处理。因为本课题研究的是如 江南大学硕士学位论文 何在合体的裤子上提高运动功能，而牛仔裤是人们日常生活中常穿的一种裤子类 型，人们对它的运动性要求也越来越高，希望在穿着舒适美观的同时，又能有较 好的运动性能。因此，我们以合体女式低腰牛仔裤为 研究对象，以面料本身不具有弹性为前提，希望通过 实验可以对此类裤子样板的运动功能进行改善和提 高。标准