Технические науки/ 9.Автоматизированные системы

управления на производстве

Докторант Жаппарова А.К.

к.т.н., доцент Герасимович Т.П.

Таразский государственный университет им. М.Х.Дулати,

Республика Казахстан

Совершенствование детской одежды на основе использования принципов эргономического проектирования

Основная задача производителей одежды для детей младшей возрастной категории заключается в сохранении их физического и морального здоровья. Красивая и удобная детская одежда, соответствующая возрастным психофизиологическим особенностям организма, способствует успешной адаптации ребенка к жизни.

Конкурентоспособную детскую одежду с высоким уровнем качества можно создать только на основе современной методологии эргономического проектирования, основы которой сформулированы в трудах Романова В.Е., Сурженко В.Я., Кобляковой Е.Б. [1,2]. В работах Шамухитдиновой Л.Ш., Куреновой С.В., Гончаровой С.А.[3] предложены способы продления сроков активной носки детской одежды различных возрастных групп, повышения ее надежности, включая полный период времени эксплуатации, вплоть до того момента, когда изделие приходит в состояние морального и физического износа.

Стремление продлить сроки активной эксплуатации детской одежды часто приводит к необоснованному увеличению параметров проектируемых конструкций, что сказывается на эстетических свойствах изделий. Это требует совершенствования методов параметризации конструкции с учетом возрастной и эргономической динамики размерных признаков тела детей.

Помимо статического соответствия одежды для детских изделий особо значимым является динамический комфорт. При этом следует учитывать, что дети различного возраста имеют особенности организации движения (степень развития мышц, обуславливающая амплитуду движений и др.), которые в итоге оказывают влияние на величины изменения размеров тела детей в динамике. Проведенные ранее работы по изучению движений дошкольников и старших школьников не позволяют использовать их результаты при проектировании одежды младших школьников ввиду их возрастных психофизиологических особенностей.

Таким образом, несмотря на достигнутые в области проектирования детской одежды результаты, задача создания эргономически рациональной (удобной ребенку в статике и динамике) конструкции одежды для детей младшего школьного возраста остается по-прежнему актуальной.

Важнейшим внешним проявлением физиологической стороны активной деятельности ребенка является движение. Эффективное осуществление типовых движений во многом зависит от правильной позы ребенка. Даже самая расслабленная поза не является состоянием абсолютного покоя, так как при этом осуществляется деятельность тонических мышц.

Следует отметить, что состояние позы, ее удобство зависят главным образом от двух моментов: от положения центра тяжести и площади опоры и от величины напряжения тонических мышечных групп, препятствующего нарушению соответствующего расположения частей тела [4].

В представленной работе на первом этапе выполнено исследование поз и движений детей младшего школьного возраста в течение активного трудового дня в разное время года. Исследование проводилось с использованием методов кино - и фотосъемки. В результате сравнительного анализа, измерения параметров на фотографиях позы и движения детей были типизированы и классифицированы на две основные группы: движения в позе стоя и движения в позе сидя.

В свою очередь, каждая из этих групп, включает в себя движения, которые могут быть объединены в три подгруппы: движения верхних конечностей, движения нижних конечностей и движения туловища. Движения верхних конечностей разнообразны, но основными являются сгибание и разгибание в локтевом суставе под различными углами, отведение в плечевом суставе (вперед-назад, в сторону).

Основные движения нижних конечностей: движения, связанные с опорной функцией - движения, по средствам которых нижняя конечность выполняет рессорную функцию и локомоторные движения (в ходьбе, в приседаниях). К движениям, совершаемым туловищем, относятся сгибание и разгибание (наклоны вперед и назад, в сторону).

Можно констатировать, что свободно – активное время дня поза детей постоянно меняется, обеспечивая тем самым своеобразное перераспределение нагрузки между звеньями тела и перегруппировку мышечных напряжений. Таким образом, поза «стоя» требует больших энергетических затрат (примерно на 10% больше, чем поза «сидя») и менее устойчива. Кроме того, в позе «стоя» быстрее наступает утомление организма.

Кроме того, установлено, что дети этого возраста 4-5 часов проводят на школьных занятиях, при этом основной позой является поза «сидя». В этой позе возрастает устойчивость тела, значительно сокращаются энергетические затраты организма на поддержание такой позы. Но отмечены такие позы «сидя», когда ребенок находится без дополнительной опоры, например во время игр поза «на корточках».

Основное движение верхних конечностей ребенка — это полусогнутые в локтях руки, находящиеся выше уровня талии. Также наиболее характерными движениями является вытягивание рук вперед с наклоном туловища от 4 до 85° от вертикали. Эти виды движений необходимо учитывать при разработке конструкции одежды, так как они приводят к изменению отдельных размерных признаков, а следовательно, влияют на величину прибавок на свободное облегание.

В результате анализа выяснили, что большинство движений, которые совершает ребенок, относятся к группе «менее удобная поза». Некоторые физиологи считают, что наиболее правильной позой «сидя» является положение тела с выпрямленным позвоночником, приподнятой головой и согнутыми под прямым углом ногами в коленных суставах.

Весь процесс движений детей, включая приседания, наклоны и т.д., подробно зафиксированы на фотоснимках и видеофрагментах, сделанных во время проведения экспериментов на улице, в школе и дома, они наглядно демонстрируют основные движения детей. Классифицированные типовые движения детей данной возрастной группы зафиксированы в виде эргономических схем.

Следует отметить, что при проектировании детской одежды, необходимо учитывать изменение расстояний по поверхности тела между антропометрическими точками при выполнении типовых движений.

Поэтому на втором этапе исследований выполнен анализ изменения размерных признаков, которые являются исходной информации при расчете параметров конструкции плечевой и поясной одежды для детей, при выполнении типовых движений.

Установлено, что ряд размерных признаков имеет значительное увеличение своих значений, а, следовательно, части одежды, прилегающие к этим участкам тела, будут испытывать деформации растяжения и даже разрыва. К таким размерным признакам относятся: ширина спины, длина спины до талии, высота плеча косая, расстояние от линии талии до плоскости сидения, длина руки до линии обхвата запястья минус вертикальный диаметр руки, расстояние от линии талии до колена. При этом основным изменениям подвергаются следующие конструктивные участки деталей одежды: длина спинки, ширина спинки, ширина рукава на уровне глубины оката, высота сидения, обхват бедра, обхват колена, ширина груди, локтевая зона рукава и зона колена брюк.

Таким образом, возникла необходимость определения величины динамических эффектов по установленным размерным признакам. На третьем этапе исследований были проведены измерения определенных размерных признаков и параметров фигуры в статике и динамике. Измерения проводились на типовых фигурах детей младшего школьного возраста. Техника измерений соответствовала рекомендациям методики ЕМКО СЭВ. Кроме вышеперечисленных размерных признаков были определены следующие параметры фигуры:

- отклонение корпуса от вертикальной оси (у);

- угол между плечами и предплечьем (a);

- угол между бедрами и голенью (р¹);

- угол между туловищем и бедрами (z);

- положение рук при различных движениях (b).

Количественные характеристики этих показателей были определены по

фотоматериалам с помощью чертежных принадлежностей.

Из всех полученных значений величин a, р¹, у, z и b были выбраны минимальные, максимальные и средние значения, которые, на наш взгляд, обеспечивают необходимую достоверность результатов исследований.

Для определения изменения размерных признаков при указанных выше позах фигура, близкая к типовой, имитировала эти движения, соблюдая выбранные значения a, р¹, у, z и b. При этом определение размерных признаков выполняли с использованием метода контактного обмера. Для того, чтобы оценить изменение размерных признаков был определен динамический эффект.

Анализируя данные, установили, что для одного размерного признака характерно несколько величин динамического прироста, поэтому возникает необходимость дифференцированного выбора величин припусков. Следует выбирать максимальные величины припусков, отвечающие динамическим эффектам, потому что они наиболее полно показывают, на какую величину может максимально изменяться размерный признак при выполнении ребенком различных движений в течение активного дня. Если выбирать минимальное или среднее значение динамического эффекта, то вычисленная по этим значениям прибавка на свободу движения (ПС) может оказаться недостаточной.

Таким образом, установленные в результате проведенных эргономических исследований динамические эффекты позволяют определить обоснованные и рациональные прибавки на свободное облегание для плечевой и поясной одежды для детей младшего школьного возраста, которые могут быть рекомендованы к использованию при проектировании детского ассортимента одежды, отвечающей всем современным требованиям воспитательного и образовательного процесса. Наиболее эффективным методом проектирования детской одежды является использование достижений компьютерных технологий, в частности систем автоматизированного проектирования одежды (САПР). Автоматизация проектирования детской одежды позволяет ускорить разработку новых моделей, повысить качество посадки, соответствие размерным признакам, что является необходимым слагаемым конкурентоспособности малых предприятий швейного производства.

Литература:

1. Романов В.Е. Системный подход к проектированию специальной одежды. – М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1982. – 128 с.
2. Коблякова Е.Б., Ивлева Г.И. и д.р. Конструирование одежды с элементами САПР – М.: Легпромбытиздат, 1988. – 464 с.
3. Шамухитдинова Л.Ш. Разработка рациональных ассортиментных
коллекций детской одежды и способов повышения ее долговечности для условий Средней Азии: Дис. канд. техн. наук. М., 1992,- 220 с.

4. Мачинская Ю.В. Проектирование и оценка конструктивных параметров

изделий в эргономическом дизайне специальной одежды: автореф. дис. ... канд. техн. наук – С-Петербург, 2009. - 20 с.