吳玉琴，程朋朋*，陳道玲，陳東生，2，李永貴

（1.閩江學(xué)院 服裝與藝術(shù)工程學(xué)院，福建 福州 350108；2.江西服裝學(xué)院，江西 南昌 330201）

0 引言

騎行的流行趨勢(shì)不斷發(fā)展，不僅僅為了鍛煉、健身或休閑，自行車也不再是簡單的代步工具，而是享受騎行產(chǎn)生的樂趣，或隱藏著探險(xiǎn)的精神。因此單車旅行流行伊始就受到很多人的追捧，單車旅行是一種年輕、時(shí)尚的旅行方式，踩著單車就能跨越、環(huán)游各個(gè)國度，盡情享受沿途中的風(fēng)景。

單車旅行的行程中時(shí)而平直的公路時(shí)而崎嶇的山路，有時(shí)需要接連數(shù)天的騎行，平均時(shí)速達(dá)到20km/h，因此對(duì)熱衷于單車旅行的騎行者來說，騎行設(shè)備的要求更加專業(yè)化。在騎行過程中，騎行主要是靠雙腿不斷地蹬踏使自行車向前行駛，長期騎行會(huì)對(duì)人體關(guān)節(jié)、韌帶、肌肉產(chǎn)生傷害[1]。因此，一款專業(yè)的騎行褲裝備在單車旅行中是必備的[2]。

本論文主要研究針對(duì)單車旅行中的公路騎行或山路騎行類型，其具有蹬踏運(yùn)動(dòng)時(shí)間長，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度中等特性，幵通過對(duì)騎行褲的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來克服和調(diào)節(jié)人體在運(yùn)動(dòng)中因磨損、悶濕以及肌肉組織壓力大而帶來的不適感。

1 基于騎行特征的騎行褲結(jié)構(gòu)優(yōu)化

騎行褲是關(guān)乎騎行過程中是否舒適的專用裝備，其功能性和舒適性是設(shè)計(jì)與開發(fā)的關(guān)鍵，評(píng)判騎行褲的標(biāo)準(zhǔn)主要是看其壓力、濕熱以及接觸舒適性，而結(jié)構(gòu)優(yōu)良的騎行褲能夠改善其壓力舒適性和濕熱舒適性。本論文針對(duì)騎行特征進(jìn)行以騎行者需要為出發(fā)點(diǎn)的，從而實(shí)現(xiàn)騎行褲的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改善其版型以及舒適性，滿足市場(chǎng)需求，提供更優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)。

1.1 騎行特征分析

1.1.1 騎行動(dòng)作分解

騎單車時(shí)，其下肢極易酸痛，嚴(yán)重影響騎行效果。單車向前的動(dòng)力是借助雙腿不斷反復(fù)地蹬踏運(yùn)動(dòng)，騎行姿勢(shì)最常見的是：頭部保持向前傾斜的趨勢(shì)，同時(shí)收起腹部，使腰部彎曲，上半身彎曲保持成“弓”字形（如圖1所示）[3]。而腿部彎曲蹬車主要是使用股四頭肌、股二頭肌和臀大肌等下肢肌群來保持車輛向前行駛的力，同時(shí)腳踝抬的越高，股關(guān)節(jié)自由運(yùn)動(dòng)的空間更大，使騎行運(yùn)動(dòng)能夠達(dá)到最大限度的省力，減少皮表壓力[4]。

而山路騎行是靠人和自行車相互配合的運(yùn)動(dòng)，在遇到崎嶇的山路時(shí)，騎行者需要變化騎行姿勢(shì)，如離座，上下坡等不同的騎行姿勢(shì)（如圖2-4所示），此時(shí)下肢體表變化大，結(jié)構(gòu)不良的騎行褲容易引起大腿內(nèi)側(cè)、臀部、膝蓋、腳踝等部位酸痛，束縛人體行動(dòng)，這會(huì)產(chǎn)生額外的壓力負(fù)荷。因此需要優(yōu)化騎行褲結(jié)構(gòu)以滿足下肢體表變化規(guī)律，同時(shí)，要注重面料的選用，使服裝的濕熱舒適性提高。

圖1 公路騎行

圖2 離座姿勢(shì)

圖3 上坡姿勢(shì)

圖4 下坡姿勢(shì)

1.1.2 騎行動(dòng)作分析

根據(jù)上述不同的道路騎行姿勢(shì)的變換，在相關(guān)部位增大或減少松量來滿足人體自由運(yùn)動(dòng)的伸縮量，分析騎行動(dòng)作如表1：

表1 騎行動(dòng)作分析

1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的綜合方案

1.2.1 圍度變化

根據(jù)表1分析可得，由于騎行過程中不同的騎行姿勢(shì)，使身體發(fā)力或者松弛的圍度有所不同，因此要設(shè)計(jì)出合理、科學(xué)的各部位圍度變化使其滿足人體體表變化規(guī)律[5]。理論上，騎行中下肢中臀部、大腿部、小腿部、腳踝部位的圍度均有所變大，因此市面上的騎行褲將其松量放大，但這只解決人體騎行的空間需求，漠視了功能性的要求。因此，只要采用彈性的面料足以適應(yīng)變化量，就可以忽略不計(jì)，不需要加放松量[6]，另一方面緊身的騎行褲能減小風(fēng)阻，同時(shí)還能保護(hù)臀部、大腿內(nèi)側(cè)的肌肉[7]。

但是腰部的松量要加大，在 1.1.1騎行特征分析中，有些動(dòng)作會(huì)讓腰部受到很大的壓力，加長腰帶的長度和松量有助于保護(hù)腰部。在四種不同動(dòng)作中，一般前襠較后襠小，過長的前襠會(huì)產(chǎn)生不適，因此可減少前襠約2～3cm左右，同時(shí)在后襠加長3～4cm。在彎曲運(yùn)動(dòng)中，膝部的變化量是最大的，還會(huì)引起長度的變化，因此在前膝適當(dāng)加長，后膝收省于縫份中。

1.2.2 結(jié)構(gòu)

騎行褲是功能性體現(xiàn)極強(qiáng)的服裝，其功能就是緩解騎行過程中的酸疼感，滿足騎行者要求。經(jīng)過對(duì)騎行姿勢(shì)的分析，騎行褲設(shè)計(jì)的分割線要適應(yīng)體表的變化，分割線位置應(yīng)滿足人體工學(xué)知識(shí)，發(fā)力部位和分割線設(shè)計(jì)二者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的服裝結(jié)構(gòu)造型[8]。如大腿部、膝部的結(jié)構(gòu)線要依據(jù)肌肉群分布來設(shè)計(jì)；在臀部中，應(yīng)增加后育克滿足騎行運(yùn)動(dòng)中臀部變化規(guī)律；同時(shí)為了安全性，應(yīng)在騎行褲增加反光等材料[9]。

1.2.3 面料

對(duì)于具有運(yùn)動(dòng)性能的服裝來說，選用濕熱舒適性良好的纖維材料是影響服裝整體穿著舒適性的關(guān)鍵因素[10]。同時(shí)面料的選用要結(jié)合皮膚形變規(guī)律，彈性面料能夠調(diào)整壓力大小，一般選用氨綸、錦綸、滌綸等具有彈性性能大的面料，同時(shí)它們具備吸濕透氣的性能。由于騎行褲有眾多分割線且各部位的面料要求不同，因此騎行褲的設(shè)計(jì)采用面料拼接的方式。對(duì)于壓力大的部位采用氨綸含量較少的面料，壓力小的部位采用氨綸含量較多或者用其他具有強(qiáng)彈性的面料拼接；還應(yīng)注重騎行過程中不同部位體表形變規(guī)律及方向確定騎行褲面料；臀部的后育克應(yīng)需要透氣的面料，因此可以用網(wǎng)狀的面料拼接；由于膝蓋的彎曲產(chǎn)生的摩擦力大，應(yīng)選用彈性大的面料，幵且厚度要適中。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)樣品

根據(jù)1.2的結(jié)構(gòu)優(yōu)化綜合方案，設(shè)計(jì)出騎行褲的款式圖和樣板如下：

圖5 后片樣板處理

圖6 前片樣板處理

圖7 后片款式圖

圖8 前片款式圖

2.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

實(shí)驗(yàn)選取1名女大學(xué)生作為測(cè)試人員，年齡20歲，身高160 cm，體重48kg，在(20±2)℃的相對(duì)溫度和（65±3）%的相對(duì)濕度下，受試者在穿著優(yōu)化后的騎行褲條件下，測(cè)試其腰部、臀部、大腿中部、膝部、小腿中部以及腳踝的壓力值、濕熱舒適性，檢驗(yàn)是否達(dá)到舒適范圍內(nèi)，幵且將測(cè)試受試者的下肢的特征示于表2中。

表2 測(cè)試人員下肢體型特征參數(shù)

2.2.1 壓力值測(cè)試

合理的服裝壓力能減緩身體運(yùn)動(dòng)過程中的酸痛感以及減少空氣阻力等，人體舒適的服裝壓力在（1.92～3.92）Kpa區(qū)間內(nèi)，當(dāng)壓力過大時(shí)，會(huì)使血液流動(dòng)不暢，迫使血液向腿部低處流，容易造成人體健康傷害。一般認(rèn)為，當(dāng)服裝壓力趨于（5.88～9.8）Kpa時(shí)，人體會(huì)產(chǎn)生不適感[11]。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的騎行褲壓力值，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次，結(jié)果取平均值，壓力測(cè)試結(jié)果如圖9所示。

圖9 壓力測(cè)試值

2.2.2 濕熱舒適性測(cè)試

服裝的濕熱舒適性是影響服裝穿著舒適性重要的因素，能夠讓人體產(chǎn)生的熱量和水分和損失的熱量和水分之間維持平衡，保持舒適感[12]。表3是濕熱舒適性的主觀感覺量表，實(shí)驗(yàn)將人的主觀濕熱舒適性分為5個(gè)等級(jí)：

表3 人體濕熱舒適性主觀感覺量表

為了研究結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的騎行褲是否達(dá)到人體濕熱舒適范圍內(nèi)，本次實(shí)驗(yàn)選取 30名體型符合實(shí)驗(yàn)用褲子規(guī)格的大學(xué)生，根據(jù)表3的評(píng)價(jià)量表，對(duì)下肢主要部位進(jìn)行濕熱舒適性主觀評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)等級(jí)達(dá)到[0，1]的占比記錄其結(jié)果，結(jié)果如圖10所示。

2.3 結(jié)論分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：結(jié)構(gòu)改良后的騎行褲壓力值均在人體舒適的范圍內(nèi)，說明改良后的騎行褲能夠很好契合人體體表拉伸率，其中，由于膝部的圍度經(jīng)過前膝加大松量，后膝減少松量的設(shè)計(jì)，幵選用彈性較大、吸濕性好的面料，其結(jié)構(gòu)分割更好適應(yīng)騎行時(shí)體表的變化量；從圖 10中看出，經(jīng)過不同面料拼接而成的騎行褲，幾乎能夠滿足測(cè)試者的濕熱舒適性要求，其中，大部分人認(rèn)為膝部的濕熱舒適性有效改善；結(jié)合兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：通過騎行特征分析后所進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的騎行褲在其壓力舒適性、濕熱舒適性均有改善。

圖10 結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的騎行褲濕熱舒適性主觀評(píng)價(jià)

3 總結(jié)

本論文通過對(duì)4種不同的騎行動(dòng)作分析，得出下肢各部位體表變化的大致規(guī)律：其中臀部、大腿部、小腿部、腳踝部位不加放余量，用面料的彈性減緩其壓力；腰部加大松量，腰帶加長；前襠減小，后襠加長等結(jié)構(gòu)變化。經(jīng)過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，改良后的騎行褲壓力舒適性和濕熱舒適性能夠達(dá)到舒適的范圍內(nèi)。

因此，在騎行褲設(shè)計(jì)中，將騎行運(yùn)動(dòng)特征和騎行狀態(tài)下下肢不同部位的壓力變化規(guī)律二者結(jié)合，幵依據(jù)不同部位的壓力確定最合適的松量和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用最適合的面料，達(dá)到騎行褲的最優(yōu)化，有助于進(jìn)一步提高騎行褲的運(yùn)動(dòng)性能，幵以此設(shè)計(jì)出更為科學(xué)、合理的騎行服裝。