周銘鑫 何佳琦

（武漢紡織大學服裝學院，湖北 武漢 430200）

一、人體腰關(guān)節(jié)

腰椎骨、骶骨和兩側(cè)的髂骨共同構(gòu)成了人體腰部的骨骼，這之中最重要的是腰椎，它上接胸椎，下連骶椎，共同構(gòu)成人體軀干的中軸線，成為人體的支柱。同時，腰椎還肩負著支持骻部和下肢的重任，對身體有緩震、運動、平衡的作用。

人體腰部的形態(tài)特征呈梯形結(jié)構(gòu)，腰圍處最細依次到髖關(guān)節(jié)處。所以從服裝設(shè)計的角度去審視人體，人體皮膚在向左右側(cè)彎曲、前后彎曲動作的影響下，腰部位的變化隨著彎曲的程度，皮膚有不同程度的滑移。腰脊關(guān)節(jié)與胸部連接緊密，活動幅度大、范圍廣，影響上下身連接的紙樣設(shè)計。所以，在運動機能的結(jié)構(gòu)設(shè)計上要多考慮腰脊關(guān)節(jié)運動的影響。因此，腰脊關(guān)節(jié)前屈、后仰、側(cè)屈、水平扭轉(zhuǎn)四個方向的動作對于服裝的日常穿著來說，收腰過緊的衣服會讓人感到不舒適。因此在設(shè)計服裝時，需要考慮腰部運動區(qū)域的放松量。分析運動姿勢，研究各種姿勢下身體皮膚的變形是設(shè)計具有良好適體性功能服裝的必要前提。

二、皮膚形變測量實驗

1.實驗條件、對象及工具

實驗條件：室溫22—24 度

實驗對象：選取了10 名年齡為20-25 歲的A 體型在校女大學生，身高為160-165cm，體脂（BMI 指數(shù)）為18-23，均值可作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析使用。

實驗工具：塑料卷尺、水溶性簽字筆、有機玻璃直尺、量角器、記錄板。

2.實驗步驟

測量人體動態(tài)形變的方法有拉伸線法、體表畫線法、石膏帶法與捺印法等。本實驗采用體表畫線法，在人體腰關(guān)節(jié)相應(yīng)位置確立測量部位并劃線，為確保實驗姿態(tài)完成的準確性及正確掌握腰關(guān)節(jié)皮膚狀態(tài)，需要在腰部繪制橫縱向線，劃分出腰圍以下至髖關(guān)節(jié)的主要結(jié)構(gòu)線，橫向分五個橫截面，縱向分八面，為后期測量奠定基礎(chǔ)。如圖1 所示。

圖1 筆者繪制人體形變圖

3.測量姿態(tài)

腰部的活動范圍較小，經(jīng)過前期資料查詢和預(yù)實驗測試，選用日常生活中經(jīng)常做的4 個動作：1、靜態(tài)姿勢（自然站姿）。2、腰部向左側(cè)彎曲30°。3、腰部向右彎曲30°。4、腰部向前俯 30°。

4.實驗過程

整個實驗過程中，受試者保持直立狀態(tài)。測量時軟尺貼于體表，不可緊壓皮膚，且讀取數(shù)據(jù)時視線垂直刻度線。測量人員需進行統(tǒng)一培訓(xùn)，為控制測量誤差，每個部位測試5 次，取平均值，確保測量誤差控制在允許范圍內(nèi)。首先測量靜態(tài)下的數(shù)值，測量范圍為畫線部位的每個交點之間的距離。橫軸縱軸分別測量每個交點的長度5 次，取平均值。由于腰部運動幅度不大，服裝的應(yīng)變表現(xiàn)為滑移、褶皺、延展或限制人體運動，本文根據(jù)人體腰關(guān)節(jié)的運動特點和范圍得到人體在日常運動中經(jīng)常做的動作，以此確定被測者分別呈自然姿態(tài)，腰部向左側(cè)彎曲30°、腰部向右彎曲30°、腰部向前俯30°這4 種實驗姿勢。因皮膚的拉伸程度不同，因此在網(wǎng)格線圖上每段的長度都會發(fā)生變化，根據(jù)靜態(tài)測量的方式，以此類推，測量4 種不同狀態(tài)下得到的相應(yīng)皮膚拉伸變化的數(shù)據(jù)。

5.腰關(guān)節(jié)尺寸伸長率的計算

根據(jù)下公式計算腰關(guān)節(jié)皮膚靜、動態(tài)長度形變率α：

式中：正值表示伸長，負值表示收縮。

三、試驗結(jié)果與分析

1.數(shù)據(jù)分析

由試驗測得的數(shù)據(jù)計算得出被測試者在四種不同狀態(tài)下的腰脊關(guān)節(jié)皮膚網(wǎng)格數(shù)據(jù)平均值和皮膚形變率。

圖2 從左往右步驟一：靜態(tài)姿勢（自然站姿）正面圖，背面圖，側(cè)面圖

圖3 從左往右步驟二：腰部向左側(cè)彎曲30°正面圖，左側(cè)面圖，右側(cè)面圖

圖4 從左往右步驟三：腰部向右彎曲30°，步驟四：腰部向前俯30°

2.靜態(tài)姿勢數(shù)據(jù)結(jié)果分析

在腰圍——中間圍——至髖關(guān)節(jié)圍上圍度是遞增的，在從肚臍前側(cè)長到左側(cè)長是遞減的，左側(cè)長到后側(cè)長是遞增的。

3.向左側(cè)彎腰30°數(shù)據(jù)結(jié)果分析

在人體向左側(cè)彎曲30°之后，腰圍收縮，中間圍到髖關(guān)節(jié)圍呈拉伸狀態(tài)，前側(cè)長到左前二處于逐步收縮狀態(tài)，皮膚伸長率呈負增長，左側(cè)長到左后二皮膚也是呈收縮狀態(tài)，但是收縮狀態(tài)依次遞減，直到后側(cè)長皮膚伸長率達到正值，也就是拉伸狀態(tài)，是左縮右拉狀態(tài)。

4.右彎腰30°數(shù)據(jù)結(jié)果分析

腰圍仍處于收縮狀態(tài)，中間圍和髖關(guān)節(jié)圍處于皮膚拉伸狀態(tài)，皮膚伸長率為正值，但是逐步遞減，也就是皮膚伸長率降低。

5.前俯 30°數(shù)據(jù)結(jié)果分析

前俯后的腰圍至髖關(guān)節(jié)圍都是處于收縮狀態(tài)，皮膚伸長率為負值，而且腰圍到髖關(guān)節(jié)圍的皮膚收縮逐步減少。

6.前腰部向前俯45°數(shù)據(jù)結(jié)果分析

前俯后腰圍至髖關(guān)節(jié)圍都是處于拉伸狀態(tài)，皮膚伸長率為正值，而且腰圍到髖關(guān)節(jié)圍的皮膚拉伸逐步減少。

7.腰部向后仰30°數(shù)據(jù)結(jié)果分析

后仰30°之后的腰圍至髖關(guān)節(jié)圍都是處于收縮狀態(tài)，皮膚伸長率為負值，而且腰圍到髖關(guān)節(jié)圍的皮膚收縮逐步減少。

8.測量結(jié)果分析

表1 不同運動狀態(tài)下腰部皮膚變化率測量結(jié)果分析表

9.數(shù)據(jù)結(jié)果分析

從腰部向下至髖關(guān)節(jié)皮膚伸長率逐步遞減，從前側(cè)長到左側(cè)長皮膚伸長率逐步遞減。

從左側(cè)長到后側(cè)長皮膚伸長率逐步遞增，髖關(guān)節(jié)部位的皮膚伸長率最小，肚臍偏上至腰部位的皮膚伸長率與后背的同等位置皮膚伸長率最大。

圖5 從左到右前面體表皮膚變化分析圖，后背體表變化分析圖，變化率分析圖

四、結(jié)論

本文基于腰脊關(guān)節(jié)前屈、后仰、側(cè)屈、水平扭轉(zhuǎn)四個方向的動作，通過體表描線法，測量了受試者后中線、后側(cè)線、側(cè)縫線、前側(cè)線、前中線各個部位的縱向皮膚形變，并對皮膚變化率與腰脊關(guān)節(jié)前屈角度進行相關(guān)性分析，研究表明：經(jīng)過試驗腰圍以下至髖關(guān)節(jié)這部分，腰脊關(guān)節(jié)在側(cè)屈 30°、水 平扭轉(zhuǎn)45°、后 仰30°這三種極限位置時，全身各部位的縱向皮膚形變率均低于20%，體表尺寸較穩(wěn)定。隨著腰脊關(guān)節(jié)活動角度的增大而增加，其余部位尺寸較穩(wěn)定。前身腰圍到臀圍區(qū)域在腰脊前屈時皮膚收縮形變最大，腰圍至肚臍的橫截面這部分的皮膚伸長率也最大，其次是腰部側(cè)面變化率大。髖關(guān)節(jié)的皮膚伸長率變化小，髖關(guān)節(jié)起支架作用，支撐衣服。腰部至臀部是由脊椎支撐的，人體姿勢與動作的不同，引起人體不同部位附近的體表皮膚發(fā)生相應(yīng)的形變。皮膚的變形量是由于肌肉在運動過程中所引起的，人體在深呼吸以及飯前飯后腰圍都發(fā)生極大的改變。