CN109885935A - 一种基于假人测试的个体服装压力测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于假人测试的个体服装压力测量方法，包括以下步骤：测试用于制作压力服装的面料的拉伸性能得到面料的应力‑应变曲线；采用多种规格的压力服装，在能够改变尺寸的假人服装压力测试系统上测试多部位的接触压力，并选取各种体型的受试志愿者，测试受试者对应多部位的接触压力；建立真实人体上服装压力和在假人服装压力测试系统上测试的服装压力的映射模型；对受试者进行非接触式三维人体扫描，并进行各个围度截面傅里叶曲线拟合，根据得到的拟合结果计算各截面轮廓周长和各个压力测试点的曲率；将结果代入映射模型，得到个体各个部位服装压力预测模型。本发明能够测算出同一型号服装在不同三维尺寸人体上穿着产生的服装压力。

Description

一种基于假人测试的个体服装压力测量方法
技术领域
本发明涉及压力服装测试技术领域，特别是涉及一种基于假人测试的个体服装压力测量方法。
背景技术
压力服装，即能够在人体的特定部位产生压力的服装，包括具有丰胸、收腹、提臀及美腿功效的塑身衣裤；具有改善下肢血液循环、缓解和治疗静脉疾病功能的医疗袜和绷带；具有促进体内微循环、增强运动机能的紧身运动衣裤、运动护具等。服装压力的大小和分布是实现以上功能的关键。人体的不同部位对压力分布感知辨别能力不同，能够承受的最大压力也不同。对于压力服装制作而言，明确压力范围至关重要；对于消费者而言，选择压力适合的压力服装不仅达到其功能性而且需满足舒适性和安全性要求。因此，压力服装的服装压力监测成为关键。
现有人体上服装压力测试装置，直接把感压元件插入压力服装与人体之间，感应并通过相应的功能模块显示服装压力。直接在人体上测量服装压力存在局限性：①身体是不停的运动着的，很难得到比较准确的数据。②在人体上测试比较费时，费用比较昂贵。③不适合产品的日常评估测试。由于人体三维尺寸与局部曲率差异，同一型号服装穿着在不同人体上，产生的服装压力大小存在差异。现有体外服装压力测试假人大多为固定三维尺寸的整体结构，在假人测试系统上测得的服装压力不能真实反映在具体个体上的真实压力，不能够在同一台设备上检测不同号型尺寸服装和不同体型人体的穿着接触压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于假人测试的个体服装压力测量方法，能够测算出同一型号服装在不同三维尺寸人体上穿着产生的服装压力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于假人测试的个体服装压力测量方法，包括以下步骤：
(1)测试用于制作压力服装的面料的拉伸性能，并采用傅里叶曲线拟合用于制作压力服装的面料的应力-应变曲线；
(2)采用多种规格的压力服装，在能够改变尺寸的假人服装压力测试系统上测试多部位的接触压力，并选取各种体型的受试志愿者，测试受试者对应多部位的接触压力；建立真实人体上服装压力和在假人服装压力测试系统上测试的服装压力的映射模型；
(3)对受试者进行非接触式三维人体扫描，并进行各个围度截面傅里叶曲线拟合，根据得到的拟合结果计算各截面轮廓周长和各个压力测试点的曲率；
(4)将各截面轮廓周长和各个压力测试点的曲率代入映射模型，得到个体各个部位服装压力预测模型；利用得到的压力预测模型进行个体服装压力的测量。
所述步骤(1)中傅里叶曲线拟合用于制作压力服装的面料的应力-应变曲线表示为：其中，a0、ai和bi为傅里叶级数的系数。
所述步骤(2)中真实人体上服装压力和在假人服装压力测试系统上测试的服装压力的映射模型为Ph＝a1×Pm+a2×Ch×Th+a3×Cm×Tm+a4，其中，Ph和Pm分别为在测试部位服装对人体和假人模型的服装压力，Ch和Cm分别为测试部位人体和假人模型的体表曲率，Th和Tm分别为面料在人体和假人模型的测试部位的拉伸应力，a1、a2、a3和a4分别为系数。
所述步骤(3)中各截面轮廓周长通过计算得到，各个压力测试点的曲率通过计算得到，其中，g(x)为各个围度截面傅里叶曲线拟合，g'(x)和g”(x)为g(x)的一阶导数和二阶导数。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明可以通过在假人上测试服装压力，推算出同一型号服装在不同三维尺寸人体上穿着产生的服装压力，达到一次测试，就能展现多个个体上的服装压力，操作方便成本低廉，相对真人测试也具有更加准确和量化的压力数据。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
压力服装穿着到人体后，服装面料发生横向和纵向拉伸，从而产生施加于人体表面的服装压力。本发明的发明人发现，服装压力主要受面料的弹性伸长和人体着装部位的表面曲率因素的影响，由于面料纵向拉伸有限，纵向曲率半径大，纵向因素对服装压力贡献较小，因此可忽略不计。本发明从面料的横向拉伸性能、着装部位的体表曲率两方面考虑，建立真实人体上服装压力和在假人上测试的服装压力的映射模型。具体实施方式如下：
(1)测试用于制作压力服装的面料的拉伸性能，并采用傅里叶曲线拟合用于制作压力服装的面料的应力-应变曲线；该曲线表示为：其中，a0、ai和bi为傅里叶级数的系数。
(2)采用多种规格的压力服装，在能够改变尺寸的假人服装压力测试系统上测试多部位的接触压力，并选取各种体型的受试志愿者，测试受试者对应多部位的接触压力；建立真实人体上服装压力和在假人服装压力测试系统上测试的服装压力的映射模型；映射模型为Ph＝a1×Pm+a2×Ch×Th+a3×Cm×Tm+a4，其中，Ph和Pm分别为在测试部位服装对人体和假人模型的服装压力，Ch和Cm分别为测试部位人体和假人模型的体表曲率，Th和Tm分别为面料在人体和假人模型的测试部位的拉伸应力，a1、a2、a3和a4分别为系数。
(3)对受试者进行非接触式三维人体扫描，并进行各个围度截面傅里叶曲线拟合，根据得到的拟合结果计算各截面轮廓周长和各个压力测试点的曲率；各截面轮廓周长通过计算得到，各个压力测试点的曲率通过计算得到，其中，g(x)为各个围度截面傅里叶曲线拟合，g'(x)和g”(x)为g(x)的一阶导数和二阶导数。
(4)将各截面轮廓周长和各个压力测试点的曲率代入映射模型，计算出a1、a2、a3和a4，即可得到个体各个部位服装压力预测模型；利用得到的压力预测模型进行个体服装压力的测量。
下面通过一个具体的实施例来进一步说明本发明。
本实施例选取一种弹性经编面料，纤维成分为涤纶/氨纶(82/18)，克重为220g/m2。在Instron拉伸测试仪上进行定伸长(伸长率为70％)拉伸测试，转化为应力-应变曲线，并采用Fourier曲线拟合，得到拟合方程为：
f(x)＝3.636×107-4.848×107×cos(x·w)-2.703×105×sin(x·w)+1.212×107×cos(2·x·w)+1.352×105×sin(2·x·w)(w＝2.2×10-4)
依据假人模型的三维尺寸，按照关键围度的伸长率5％为一档，制作从伸长率10％-60％，共11个规格的同款无袖压力服装。本实施例采用的假人模型可以是公开号为CN108896227A中的假人测试系统。在假人服装压力测试系统上选取8点进行服装压力测试，分别为A肩胛骨，B腋下点，C前胸下部，D高腰侧点，E前腰中点，F后腰侧点，G腹凸点，H腹侧点，测试结果如表1所示。
表1假人上服装压力测试结果
选取Y，A，B，C四种体型的女性志愿者，分别为10、20、15、5人，作为受试者。分别在受试者身体上测试对应假人的8个部位，测试服装压力。此外，采用非接触式三维人体扫描仪扫描受试者。
确定受试者服装压力测试的8个点的所在位置，进行相应截面轮廓曲线拟合，计算各点所在截面周长(见表2)和各点曲率(见表3)。
表2测试点所在截面轮廓周长
表3受试者各测试点曲率
把测试结果代入真实人体上服装压力和在假人服装压力测试系统上测试的服装压力的映射模型，得出以下各个部位的个体服装压力预测模型，见表4。
表4个体服装压力预测模型
编号 部位 预测模型
A 肩胛骨点 P<sub>h</sub>＝-0.738×P<sub>m</sub>+0.042×C<sub>h</sub>×T<sub>h</sub>+0.011×T<sub>m</sub>+0.687
B 腋下点 P<sub>h</sub>＝0.236×P<sub>m</sub>+0.189×C<sub>h</sub>×T<sub>h</sub>-0.002×T<sub>m</sub>+0.149
C 前胸下部 P<sub>h</sub>＝0.062×P<sub>m</sub>+0.279×C<sub>h</sub>×T<sub>h</sub>-0.001×T<sub>m</sub>+0.147
D 高腰侧点 P<sub>h</sub>＝-0.146×P<sub>m</sub>+0.179×C<sub>h</sub>×T<sub>h</sub>+0.005×T<sub>m</sub>+0.486
E 前腰中点 P<sub>h</sub>＝0.508×P<sub>m</sub>+0.190×C<sub>h</sub>×T<sub>h</sub>-0.009×T<sub>m</sub>+0.105
F 后腰侧点 P<sub>h</sub>＝0.152×P<sub>m</sub>+0.234×C<sub>h</sub>×T<sub>h</sub>-0.003×T<sub>m</sub>+0.290
G 腹凸点 P<sub>h</sub>＝0.090×P<sub>m</sub>+0.443×C<sub>h</sub>×T<sub>h</sub>-0.001×T<sub>m</sub>+0.264
H 腹侧点 P<sub>h</sub>＝0.401×P<sub>m</sub>+0.455×C<sub>h</sub>×T<sub>h</sub>-0.010×T<sub>m</sub>+0.298
根据得到的预测模型可以对个体服装压力进行测量预测。
不难发现，本发明可以通过在假人上测试服装压力，推算出同一型号服装在不同三维尺寸人体上穿着产生的服装压力，达到一次测试，就能展现多个个体上的服装压力，操作方便成本低廉，相对真人测试也具有更加准确和量化的压力数据。

Claims (4)

1.一种基于假人测试的个体服装压力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)测试用于制作压力服装的面料的拉伸性能，并采用傅里叶曲线拟合用于制作压力服装的面料的应力-应变曲线；
(2)采用多种规格的压力服装，在能够改变尺寸的假人服装压力测试系统上测试多部位的接触压力，并选取各种体型的受试志愿者，测试受试者对应多部位的接触压力；建立真实人体上服装压力和在假人服装压力测试系统上测试的服装压力的映射模型；
(3)对受试者进行非接触式三维人体扫描，并进行各个围度截面傅里叶曲线拟合，根据得到的拟合结果计算各截面轮廓周长和各个压力测试点的曲率；
(4)将各截面轮廓周长和各个压力测试点的曲率代入映射模型，得到个体各个部位服装压力预测模型；利用得到的压力预测模型进行个体服装压力的测量。
2.根据权利要求1所述的基于假人测试的个体服装压力测量方法，其特征在于，所述步骤(1)中傅里叶曲线拟合用于制作压力服装的面料的应力-应变曲线表示为：
其中，a0、ai和bi为傅里叶级数的系数。
3.根据权利要求1所述的基于假人测试的个体服装压力测量方法，其特征在于，所述步骤(2)中真实人体上服装压力和在假人服装压力测试系统上测试的服装压力的映射模型为Ph＝a1×Pm+a2×Ch×Th+a3×Cm×Tm+a4，其中，Ph和Pm分别为在测试部位服装对人体和假人模型的服装压力，Ch和Cm分别为测试部位人体和假人模型的体表曲率，Th和Tm分别为面料在人体和假人模型的测试部位的拉伸应力，a1、a2、a3和a4分别为系数。
4.根据权利要求1所述的基于假人测试的个体服装压力测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中各截面轮廓周长通过计算得到，各个压力测试点的曲率通过计算得到，其中，g(x)为各个围度截面傅里叶曲线拟合，g'(x)和g”(x)为g(x)的一阶导数和二阶导数。
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