一种功能性紧身骑行短裤结构的构建方法技术

本发明专利技术涉及一种功能性紧身骑行短裤结构的构建方法，包括以下步骤：确定骑行运动下肢骨骼肌活动机制，根据骨骼肌在骑行运动中具体作用，划分下肢骨骼肌运动功能分布图；获取骑行运动下肢皮肤形变矢量，采用聚类分析的方法分析皮肤形变率，划分皮肤形变分布图；测定下肢运动后出汗率，并基于此划分热湿区域分布图；根据骨骼肌运动功能分布图、皮肤形变分布图、热湿区域分布图进行下肢功能分区，构建紧身骑行短裤结构。本发明专利技术同时兼具运动功能性及舒适性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及紧身运动服装设计
，特别是涉及一种功能性紧身骑行短裤结构的构建方法。
技术介绍
体育运动后人体会产生各种运动损伤，经过文献查阅与紧身运动服装消费市场调查，发现紧身服装产生的压力可以加快运动疲劳恢复、降低血乳酸积聚、减少肌肉振动等积极作用。但是不适当的压力、压力施加于错误位置会限制运动效能，过大压力会影响心肺功能，甚至导致严重的身体损害。据此结论，说明只有明确骑行运动过程中下肢骨骼肌活动规律，才能解决骑行短裤压力施加位置准确性问题；然后在已知已选面料力学性能基础上，根据下肢皮肤形变计算负松量以施加适当压力，才能使紧身运动服装既满足运动功能又对人体没有负面作用。目前对紧身功能性服装的研究主要集中在生理作用方面，紧身运动服装结构设计也仅仅考虑了人体体表形变，没有考虑运动生物力学，对于紧身运动服装如何作用于人体，如何科学确定松量以达到最佳紧身程度，以及如何具备运动功能性等问题没有涉及到。对于紧身骑行裤结构与人体之间关系的理解有缺陷，而且市场紧身骑行裤结构分割设计多变、主观性、随意性强，不符合结构设计科学规律。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种功能性紧身骑行短裤结构的构建方法，同时兼具运动功能性及舒适性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种功能性紧身骑行短裤结构的构建方法，包括以下步骤：(1)确定骑行运动下肢骨骼肌活动机制，根据骨骼肌在骑行运动中具体作用，划分下肢骨骼肌运动功能分布图；(2)获取骑行运动下肢皮肤形变矢量，采用聚类分析的方法分析皮肤形变率，划分皮肤形变分布图；(3)测定下肢运动后出汗率，并基于此划分热湿区域分布图；(4)根据骨骼肌运动功能分布图、皮肤形变分布图、热湿区域分布图进行下肢功能
分区，构建紧身骑行短裤结构。所述步骤(1)具体为：运用人体建模仿真技术，分析骑行运动下肢骨骼肌活动机制，确定下肢发力募集的肌肉群；利用有限元分析方法，分析骑行中骨骼受力情况及易于损伤的部位，以明确需要防护的骨骼肌具体位置；根据骨骼肌在骑行中具体作用划分骨骼肌运动功能分布图。所述步骤(2)具体为：采用凝胶拓印与图形像素技术、皮肤形变合方向方法，获取骑行运动下肢皮肤形变矢量；使用层次聚类分析方法，对下肢单元网格皮肤形变率进行分类，确定聚类数，将聚类结果填入各单元网格，并绘制皮肤形变聚类分布图。根据单元网格形状利用计算出横向与纵向线段形变率，规定横向线段长度为横向形变率的数值，纵向线段长度为纵向形变率的数值，数值为正，则线段箭头从研究位置点指向外，数值为负，则线段箭头指向研究位置点，运用力的合成同样方法画出单元网格皮肤形变合方向，其中，SD为皮肤形变率，L’为形变后的长度，L为形变前长度。所述步骤(3)具体为：分别测量不同强度活动下人体出汗量，计算不同运动强度下下肢出汗率，按照下肢出汗率结果，采用相近归类方法划分下肢热湿分布图。所述步骤(4)中依照下肢功能分区选择最合适面料，并根据皮肤形变方向确定分区布纹方向。有益效果由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术采用基于人体建模仿真技术确定骨骼肌的运动生物力学作用机制，明确了骑行短裤对骨骼肌防护的具体位置，基于凝胶拓印与图形像素技术、皮肤形变合方向方法获取皮肤形变矢量，为骑行短裤的松量设定与分区布纹方向提供了基础数据，测量骑行运动后下肢不同部位出汗率数据，并以各分区要求为依据，不同部位选择不同性能面料，准确地解决了热湿舒适性问题。附图说明图1以60rpm骑行的13块肌肉发力变化图；图2(a)踏板在18°位置时股骨应力云图；图2(b)踏板在90°位置时股骨应力云图；图2(c)踏板在165°位置时股骨应力云图；图2(d)踏板在270°位置时股骨应力云图；图3骑行运动下肢骨骼肌运动功能划分图；图4下肢网格图；图5骑行运动下肢皮肤形变方向图；图6骑行运动单元网格皮肤形变率聚类分析图；图7下肢皮肤形变率聚类分布图；图8(a)单元网格合方向计算方法示意图；图8(b)肚脐点位置单元网格合方向计算实例图；图9不同运动强度人体各部位出汗分布图；图10下肢热湿区域分布图；图11紧身骑行短裤结构分割线图；图12紧身骑行裤平面结构图及各片布纹方向图；图13是本专利技术实施例的流程图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，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。本专利技术的实施方式涉及一种功能性紧身骑行短裤结构的构建方法，包括以下步骤：确定骑行运动下肢骨骼肌活动机制，根据骨骼肌在骑行运动中具体作用，划分下肢骨骼肌运动功能分布图；获取骑行运动下肢皮肤形变矢量，采用聚类分析的方法分析皮肤形变率，划分皮肤形变分布图；测定下肢运动后出汗率，并基于此划分热湿区域分布图；根据骨骼肌运动功能分布图、皮肤形变分布图、热湿区域分布图进行下肢功能分区，构建紧身骑行短裤结构。下面以一个具体的实施例来进一步说明本专利技术，如图13所示。本专利技术的对象为骑行短裤，因此所需研究的部位为腰线以下与小腿以上部分，右腿踏板在最高位置为0°，踏板最低位置为180°，骑行一圈踏板回到最高位置规定为360°，0°～180°为右腿骑行蹬踏阶段，180°～360°为骑行提拉阶段。1)确定下肢骨骼肌运动功能区域分布运用人体建模仿真技术分析骑行运动过程中下肢的13块肌肉、股骨、三个关节活动机制，图1可以发现下蹬阶段募集的主要发力肌肉是股直肌、股中间肌、股内侧肌、股外侧肌、比目鱼肌，这几块肌肉位于大腿前及小腿后下部位；而提拉阶段募集的主要发力肌肉为股二头肌、半键肌、半膜肌、腓肠肌、股薄肌、胫骨前肌、阔筋膜张肌，发力肌肉主要位于大腿前后的中间部位；臀大肌发力很小，腹肌属于非发力肌肉；髂胫束及膝关节的肌腱、韧带与筋膜骑行时与膝关节摩擦，容易引发膝关节外侧疼痛；图2股骨有限元分析股骨体中间段外侧部位、股骨头及股骨体近端受力最大，易于产生损伤，膝关节的近端远端力与膝关节前后力都很大，是骑行发力的关键部位。基于以上分析结果大腿前部位划分为下蹬肌肉发力运动功能区，大腿后部位划分为提拉肌肉发力运动功能区，臀大肌与腹肌为非发力肌肉区，髂胫束、膝关节两侧与股骨划分为损伤防护区(如图3)。2)确定下肢皮肤形变聚类分布及皮肤形变方向按照专利技术专利201510020299.1画网格方法，在下肢指定位置画181个单元网格(如图4)，所有网格图平面展开示意图如图5所示，采用凝胶拓印与图形像素技术、皮肤形变合方向方法，获取骑行运动下肢皮肤形变矢量(如图5)，采用SPSS层次聚类分析方法对单元网格皮肤形变率进行聚类，分别设置聚类数5、6、7、8、9进行聚类分析，比较五种聚类数所得聚类结果优劣，确定聚类数为9时比较合适，把聚类结果填入各单元网格，图6中数值越大表示皮肤形变率越大，依据聚类结果在人体上用不同颜色描绘出皮肤形变率分布图(如图7)。如图8(a)所示，根据皮肤形变“合方向”方法计算181个单元网格方向。这里以肚脐点单元网格为例介绍计算过程，该单元网格刚好为矩形，因此横向和纵向网格线垂直，已知静止站立下该网格线横向长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能性紧身骑行短裤结构的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定骑行运动下肢骨骼肌活动机制，根据骨骼肌在骑行运动中具体作用，划分下肢骨骼肌运动功能分布图；(2)获取骑行运动下肢皮肤形变矢量，采用聚类分析的方法分析皮肤形变率，划分皮肤形变分布图；(3)测定下肢运动后出汗率，并基于此划分热湿区域分布图；(4)根据骨骼肌运动功能分布图、皮肤形变分布图、热湿区域分布图进行下肢功能分区，构建紧身骑行短裤结构。

【技术特征摘要】
1.一种功能性紧身骑行短裤结构的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定骑行运动下肢骨骼肌活动机制，根据骨骼肌在骑行运动中具体作用，划分下肢骨骼肌运动功能分布图；(2)获取骑行运动下肢皮肤形变矢量，采用聚类分析的方法分析皮肤形变率，划分皮肤形变分布图；(3)测定下肢运动后出汗率，并基于此划分热湿区域分布图；(4)根据骨骼肌运动功能分布图、皮肤形变分布图、热湿区域分布图进行下肢功能分区，构建紧身骑行短裤结构。2.根据权利要求1所述的功能性紧身骑行短裤结构的构建方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：运用人体建模仿真技术，分析骑行运动下肢骨骼肌活动机制，确定下肢发力募集的肌肉群；利用有限元分析方法，分析骑行中骨骼受力情况及易于损伤的部位，以明确需要防护的骨骼肌具体位置；根据骨骼肌在骑行中具体作用划分骨骼肌运动功能分布图。3.根据权利要求1所述的功能性紧身骑行短裤结构的构建方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：采用凝胶拓印与图形像素技术、皮肤形变合方向方法，获取骑...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆顺华，王建萍，姚晓凤，刘凯旋，
申请(专利权)人：东华大学，山东工艺美术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31