基于跑步运动状态下的皮肤拉伸研究

运动紧身装备有减少运动损伤、提高运动能力作用,令其成为21世纪功能性运动服装的研究热点。本文以跑步状态下皮肤拉伸为研究方向,提出了研究人体动态皮肤拉伸的一种新方法。通过分析跑步循环动作及下肢角度,将跑步循环分解成三个静态动作-前迈、落地、后摆。重点研究了人体在跑步的三种姿势下下肢体表在横向和纵向方面皮肤形变量,通过利用SCAN SMART三维扫描系统,从而得到了不同姿势下下肢不同部位皮肤拉伸数据,初步尝试获得了在跑步运动中皮肤变化的规律,为跑步运动紧身裤结构优化设计提供理论依据。     

基于骑行动作骨骼肌仿真的女性下肢皮肤形变表征

为探究骑行运动时大腿部骨骼肌活动与皮肤形变规律,通过人体建模仿真系统对周期骑行运动中女下肢关节、骨骼、肌肉运动进行分析,选择周期骑行运动中5个关节、骨骼、肌肉变化临界点作为关键帧,并对关键帧形变后的大腿皮肤采用凝胶法拓印和图形软件方法计算面积,定性和定量两方面研究女性大腿各部位在骑行周期中大腿部皮肤形变规律。试验发现臀部区域的皮肤整体是拉伸变形,臀褶区域拉伸率达到58%;靠近腹股沟与腹股沟方向一致的斜向区域皮肤收缩逐渐增大,收缩率达到50%;大腿前部皮肤形变比大腿后部皮肤形变量小。研究结果可为骑行裤各分割区域具体守卫松量设计及面料选择提供理论参考。     

基于运动捕捉的骑行运动中人体皮肤形变分析

为揭示在骑行运动过程中人体尺寸变化以及皮肤的形变规律,首先运用OptiTrack 运动捕捉系统采集了骑行运动中人体标记点的位置变化及其运动轨迹,对人体动态变化做定性分析,然后采用体表画线法对骑行运动中人体皮肤形变规律作进一步研究。结果表明：在骑行运动周期过程中,腰部及以上部位的点波动较小,尺寸变化较小,下肢部位点的波动较大,尤其膝部,且垂直方向变化大于水平方向;腿部变化复杂,且在骑行运动中不同区域的变化存在差异,其中围度变化率约在（ －8%,16%）区间,长度变化率在（ －60%,40%）区间;膝部的变化最为明显,变化率最大值达－60%左右,大腿和小腿处的变化较小。     

功能性紧身骑行短裤的结构分区设计

研究与紧身骑行短裤结构密切相关的下肢皮肤形变、骨骼肌活动及13种骑行裤用高弹针织面料物理性能。获取骑行中下肢皮肤形变矢量、骨骼肌活动机制及13种面料拉伸弹性模量和最大保形伸长率,并在此基础上绘制下肢皮肤形变矢量分布、肌肉功能分区以及热湿分布图,设计出外形合体、满足骨骼肌运动功能与热湿舒适功能需求的紧身骑行短裤结构,并提出紧身骑行短裤各分区面料合理选择方案。     

基于骑行特征的骑行裤压力舒适性研究

分析了骑行特征,研究其对服装面料选择、版型设计的要求,通过对骑行裤的版型结构优化,将骑行运动特征和骑行状态下下肢不同部位的压力变化规律二者结合。研究了骑行状态下下肢体表的变化规律,对结构优化前后的骑行裤进行了压力舒适性的主客观对比评价,为设计出结构更为优良的骑行裤提供理论依据。     

紧身骑行服功能性设计研究进展

介绍了骑行服市场现状,从骑行姿势和人体运动特征两个方面分析了骑行运动特征,总结了基于人体皮肤变形和动态压力舒适性优化骑行服功能性设计的研究现状,展望了骑行服功能性设计的研究方向。同时提出应从人体延伸量、动态服装压力和面料力学性能的有机结合、运动生物力学及计算机自动生成纸样等方面进行研究。     

骑行动态变化对骑行服款式的影响

针对当前骑行服产品款式存在的问题,为了使女性骑行服更加贴合人体、提高骑行舒适度,通过对青年女性体型正面及侧面形态特点的了解,以标准女性体型为分析对象,对人体特征进行归纳,并且将骑行过程中的人体动态部位、皮肤肌肉水平方向及垂直方向的伸缩变化进行分析。根据静态与动态的数据对比分析,得出:在骑行过程中上肢与下肢的主要部位对骑行服尺寸大小、位置设定、细节调节等款式具有影响,应进一步加强对骑行服款式的探究。该研究可为女性骑行服款式结构的优化设计提供帮助。     

基于骑行动作分析的骑行裤压力舒适性研究

为了分析市场上现有骑行裤的压力舒适性,选取3款女式骑行裤为研究对象,运用客观测试与主观评价相结合的方法,对骑行状态下骑行裤的客观压力值及压力舒适性进行分析。结果表明,骑行状态下骑行裤的压力值是静态站立时压力值的两倍,人体下肢各部位在骑行周期中的压力值变化规律基本保持一致,并且当右踏板处于0～45°位置时,压力值最大,腰臀部、大腿部以及小腿部的压力变化趋势比脚踝处显著。该研究为改善骑行裤的压力舒适性与运动功能性提供了理论参考。     

基于瑜伽运动状态下的人体下肢皮肤形变分析

为揭示在瑜伽运动中人体下肢皮肤形变规律,针对瑜伽动作特点,选取4个瑜伽动作进行测试与分析,利用VITUS Smart三维人体扫描系统,得到练习瑜伽动作时下肢不同部位皮肤形变数据。结果表明:在瑜伽运动中,腰围和膝上围之间围度尺寸呈增大趋势,拉伸变化率在6%以内,臀围围度变化较明显。在纵向长度方面,腿部各部位皮肤形变差异性大,变化率在(-66.37%,56.90%)区间,大腿后侧拉伸变化最为明显,腹部则多呈收缩状态。当膝盖进行弯曲动作时,腿部皮肤尺寸变化较为明显,正面产生大幅度的纵向拉伸,反面产生收缩变化,长度变化率在(-24.91%,26.15%)区间。     

单层服装间隙量的动态有限元模型构建与仿真

为探究运动状态下服装间隙量的变化情况,提出一种基于有限元软件构建的单层服装间隙量的动态仿真模型,模拟步行时的力学状态与间隙量.首先,基于三维点云数据构建人体与服装的不同组织结构形态的三维模型,利用Instron万能拉伸仪与三维动作捕捉系统获取服装材料参数与人体运动坐标,建立人体单层服装间隙量有限元模型,利用有限元仿真软...     

骑行动作下肢动态压力变化研究

合适的压力是影响紧身运动服装运动性能和舒适度关键因素。为了分析周期骑行运动过程中下肢动态压力变化规律,创新性地采用Matlab三次样条插值的方法把一个周期骑行过程中12个分解动作离散静态压力值转变成动态压力。数据分析表明:右踏板处于0°~30°位置时,8个测量点动态压力最大;其中大腿前中、大腿后中、股内侧肌末端与股外侧肌末端的动态压力波动与对应肌肉拉伸量有很大相关性;腹部与臀部动态压力变化幅度很小;所有位置动态压力随样裤松量递减而线性增加。研究结果为后续研究骑行裤不同部位合理松量设计提供理论基础,以改善骑行裤舒适性与运动性能。     

不同路况中骑行者皮肤变形分析

为明确在不同路况和不同骑行动作下的皮肤变形量,针对人体在上坡、平地和下坡3种不同路况下的骑行姿势,分别提取4个关键骑行动作进行测试与分析。结果表明:下坡路况时的肩宽缩小程度最大,达-14.26%;平地和下坡路况下背宽的变化率在25%以上;腰围在骑行过程中增大,下坡路况时腰围变化最大,而上坡路况时最小;胸围、大腿围、小腿围的变化率都小于3%;人体的前上半身长都呈收缩状态,平地和下坡路况时变化率达-10%以上;后背长呈拉伸状态,但变化率不足5%;人体正面腰围线到小腿围线的总长减小,但人体侧面的腰围线到小腿围线的总长变化不大。     

基于下肢体表测试的针织女跑步裤结构优化

以针织紧身女跑步裤为研究对象,基于女性下肢运动过程中肌肉群的特征分析,通过下肢体表测试试验,研究因人体运动引起的下肢皮肤伸缩变形。测量人体下肢在10种不同静态的动作姿态下皮肤的纵向和横向变化量,并分析下肢皮肤运动的变化趋势,进一步结合裤装结构设计原理,对针织女跑步裤的纸样结构进行优化设计,对跑步裤的设计具有一定的参考价值。     

基于柔性应变传感器的人体下肢运动监测分析

针对可穿戴智能纺织品对于柔性可拉伸传感元件的需求,探讨柔性应变传感器在人体运动监测领域的可行性。以下肢跑步运动为例,选取大腿前中、大腿外侧偏上以及膝上3个位置放置柔性传感器,对跑步运动进行监测,利用传感器采集到的应变-电阻变化信息获取人体下肢运动状态。运动测试结果表明,随着人体跑步运动速度的变化,柔性传感器产生不同的拉伸变形,传感器应变-电阻变化与实际体表拉伸产生的形变趋势相同,其中放置于不同位置上的传感器产生的电阻变化差异能够较好地用于表征人体下肢运动强度、运动周期数等。完成了智能跑步运动裤的基础原型制作,并验证了可穿戴式柔性传感器用于人体下肢运动监测的可行性。     

骑行运动中男子下肢体表尺寸变化规律

为更好地设计功能性骑行服结构,分析了骑行运动中男子下肢体表皮肤变化规律。挑选出6个具有代表性的骑行动作,利用体表画线实验法对测试者右腿进行测量,得到男子下肢体表数据并分析数据变化规律。实验发现：腿部各部位皮肤拉伸形变复杂且差异性大,变化率在（ -61.10%,110.82%）区间内;腰围线与大腿根围线之间的皮肤形变较为显著,腰围、臀围、大腿根围线的围度变化最显著;在长度方向上,前裆长度减少显著,最小值为-42.01%,到外侧缝线位置减少趋势逐渐减弱,后裆长度增大显著且最大值达61.71%;膝盖的屈伸导致各姿态下膝围区间段的数据变化复杂,且对体长变化影响较大。     

基于皮肤拉伸的跑步紧身裤样板优化

研究基于女子人体下肢带结构特点、腿部皮肤形变规律,提出了女子跑步紧身裤结构样板的优化方案。通过样板设计、面料应用,得到适体性和舒适度均良好的跑步紧身裤。通过测量体表标识点间距离并计算得到腿部各区域皮肤的形变拉伸率,分别从纵向、横向统计分析,将拉伸率相近区域做合并处理,为跑步紧身裤结构的分割设计提供理论依据。同时根据合并区域不同的拉伸率值,选择拉伸回复性能与之相近的弹性面料,制作优化的跑步紧身裤,并通过人体穿着和主观评价对比结构优化的紧身裤与未优化的紧身裤的外观合体度、穿着舒适度以及运动舒适度等。通过以上对人体皮肤形变规律的观察,提出紧身裤装结构优化方案,结合适当的弹性面料,制作合体塑形的紧身裤,同时使之具备良好的运动性能,为运动功能性裤装的研究和开发提供理论参考。     

基于可穿戴传感器的躯干参考点选取分析

为探究不同参考点是否满足躯干参考对象的选取条件,将躯干参考点划分为两种,分别为胸骨上切迹点和剑突点.本研究让受试者穿着6款不同支撑强度的运动文胸,利用加速度传感器捕捉着装状态下躯干点的运动数据.通过SPSS软件对采集的数据进行处理,求取人体在跑步状态下两种躯干点合加速度的均值、标准差、方差、平均绝对值及极差,从而有效地...     

跑步状态下青年男子腰臀部动态分析

为了能够准确测量跑步状态下青年男子腰臀部的尺寸变化,通过魔神实时动作捕捉分析系统,对不同频率下跑步运动时人体腰臀部10个尺寸进行了动态测量,得到不同频率下相应这10个尺寸在设定坐标下的X、Y和Z轴三个方向上的变化曲线及其均值和变化率。分析得出不同频率下跑步时青年男子腰臀部这些尺寸的变化规律,为跑步运动服装,尤其是运动裤的设计研究提供了数据支撑。     

下肢运动状态特征对裤装臀围的影响分析

为达成合体不束缚目标,探究裤装在不同运动状态下的臀围需求,综合分析人体特征参数、下肢动态参数的约束关系,基于单腿、双腿抬起为起点探讨臀围截面形态变化规律,构建了臀围与人体特征参数、下肢动态参数之间的数学模型,并进行趋势分析以及模型修正。研究结果表明：在单侧抬腿状态时,臀围会随着方向角度α的增加呈现先减小后增大的趋势;而在双侧抬腿状态时,其与臀围呈现负相关关系。抬起角度β与臀围呈正相关,在抬起角度β≤60°时,可按人体运动需求角度计算裤装臀围值;在β>60°时,需要使用坐宽参数代替臀围宽度参数。在下肢多种运动状态下选取臀围变化后的最大值作为不束缚人体的裤装臀围最小值。模型解决了下肢运动状态对裤装臀围的影响,可为裤装臀围制版提供理论依据,为服装定制提供理论参考。     

基于跑步动作肌纤维主动力仿真的下肢皮肤形变表征

为探究跑步运动时女性下肢肌肉、皮肤形变与服装运动功能性之间的关系，通过生物力学仿真系统对周期跑步运动人体下肢肌肉的肌纤维主动力进行分析，选取肌纤维主动力均值明显的肌肉，将其峰值所在的时间帧对应的动作作为关键帧动作，并使用手持式三维扫描仪对关键帧动作的下肢皮肤进行扫描；综合左右半身的皮肤形变情况，分析不同动作的下肢皮肤形变数据差异性，同时对比动静态人体模型展开的细分曲面。研究发现：臀围到中腿围区域的体后侧、臀围至大腿围区域的体前侧的变化幅度最大，膝关节附近区域变化幅度较大，其它区域变化不明显。本文研究可为相关裤装结构设计与研究提供参考。