WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи     

 

Помазкова Елена Ивановна


 


ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТСКОЙ ОДЕЖДЫ С ЗАДАННЫМИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

 
Специальность 05.19.04 – Технология швейных изделий
 

 
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
 
 

 



 
Владивосток 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Амурский государственный университет» и ФГБОУ ВПО «Владивостокский государственный университет экономики и сервиса».

 

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент 

Слесарчук Ирина Анатольевна

  

Официальные оппоненты:

Смирнова Надежда Анатольевна

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет», профессор кафедры технологии и материаловедения швейного производства

Подшивалова Анна Викторовна

кандидат технических наук, начальник научно-исследовательского отдела ФГБОУ ВПО

«Владивостокский государственный

университет экономики и сервиса»

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Омский государственный институт сервиса», г. Омск

          

Защита  состоится 25 декабря 2012 года в 12.00 на заседании диссертационного совета К 212.023.01 при ФГБОУ ВПО «Владивостокский государственный университет экономики и сервиса» по адресу: 690990, г. Владивосток, ул. Гоголя, д. 41, ауд. 1359.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Владивостокский государственный университет экономики и сервиса»: 690990, г. Владивосток, ул. Гоголя, д. 41 и на сайте ВАК: www/http://vak.ed.gov.ru/

 

Автореферат разослан «___» ноября 2012 года 


 

Ученый секретарь  
диссертационного совета             Е.А. Розанова 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Решение достаточно серьезной в настоящее время проблемы профилактики и лечения нарушений осанки среди детей младшего школьного возраста во многом связано с использованием специализированной одежды, к которой относят эластичные корректоры осанки, призванные возвращать позвоночнику правильное физиологическое положение и формировать тем самым устойчивый статико-динамический стереотип ребенка.

Однако на практике у детей эффективность профилактики с помощью корректоров сравнительно невысока из-за ряда присущих им недостатков: чрезмерного давления на плечи и в области подмышечных впадин, ограничения дыхательной экскурсии грудной клетки, невозможности самостоятельного надевания и снятия, излишней толщины. Внешний вид эластичных корректоров осанки служит своеобразным индикатором ущербности здоровья ребенка, нередко вызывая у него психологическую травму. Все это приводит к невозможности использования таких изделий во время учебных занятий.

Поскольку специалисты одним из главных мест профилактики нарушений осанки считают школу, где из-за резкого снижения двигательной активности детей интенсивно, особенно в первый год обучения, прогрессируют различные нарушения опорно-двигательного аппарата (c 25% до 75%), потребность в школьной одежде, представляющей комбинацию обычной и профилактической, приобретает особую значимость.

Решение данной проблемы в настоящее время сдерживается недостаточностью научных исследований в области проектирования профилактической одежды для школьников. А.А. Бикбулатовой разработан метод проектирования бытовой одежды, формирующей нормальную осанку у детей дошкольного возраста. В работах ряда авторов: Дикуновой Е.А., Хохаевой Э.З., Суконцевой Н.Ю., Мациевской Ю.А., Ушаковой Л.В. решаются частные задачи проектирования одежды для школы без рассмотрения вопросов коррекции осанки.

Перспективным представляется поиск новых подходов в создании одежды для профилактики нарушений осанки, использующих возможности организма как саморегулируемой управляемой системы, аналогично проектированию медико-реабилитационной одежды, разработанной на основе использования в качестве внешних стимулов специфических медицинских технологий и ряда технических средств, способных управлять функциональной пластичностью двигательного аппарата.

В области проектирования лечебно-профилактической одежды известна работа Е.А. Захватовой (2009), предложившей методику проектирования специализированной мужской и женской одежды для получения оздоравливающего эффекта путем внешнего воздействия раздражителя на кожу вмонтированными точечными массажными элементами.

Отсутствие теоретических и экспериментальных исследований по проектированию принципиально нового ассортимента детской одежды, совмещающей функции обычной школьной формы и корректора осанки, профилактическое действие которого основано на принципах управления, явились основанием для выполнения диссертационной работы.

Работа выполнена по заявке МУЗ «Детская городская клиническая больница» г. Благовещенска  в соответствии с договором о творческом сотрудничестве.

Целью диссертационной работы является разработка процесса проектирования детской одежды для профилактики нарушений осанки на основе теории управления.

Задачи диссертационной работы. Для достижения цели исследования решены следующие задачи:

  • исследованы функции и разработана система требований к школьной форменной одежде для профилактики нарушений осанки и способы обеспечения требуемого уровня  показателей качества на этапах проектно–конструкторских работ;
  • обоснована возможность использования принципов теории управления в проектировании школьной одежды, формирующей правильную осанку ребенка;
  • теоретически обоснованы способы целенаправленного воздействия элементов одежды на объект управления;
  • разработаны математические модели определения параметров корригирующих элементов профилактической детской одежды;
  • разработано конструктивно-технологическое решение школьной одежды для профилактики нарушений осанки на основе создания алгоритмического и программного обеспечения;
  • выполнена комплексная оценка опытных образцов школьного жилета для профилактики нарушений осанки с целью установления соответствия требуемому уровню показателей качества.

Объект исследования. Объектом исследования является процесс проектирования школьной одежды для профилактики нарушений осанки.

Методы и средства исследований.

Методологическую основу исследований составили положения теории управления сложными динамическими системами. В работе использованы теоретические основы системно-структурного анализа, сопротивления материалов, антропологии и физиологии, методы и средства эргономической биомеханики, методы социологических исследований, экспертной оценки, стандартные методы исследования свойств материалов.

Научная новизна исследования:

  • разработана структура показателей качества школьной одежды для профилактики нарушений осанки у детей;
  • сформулирован концептуальный подход к проектированию одежды с заданными профилактическими свойствами на основе принципов теории управления и положений биомеханики;
  • обоснована номенклатура входных и выходных параметров для обеспечения управления по принципу обратной связи саморегулируемой системы организма ребенка;
  • получены математические модели процесса проектирования корригирующих элементов профилактической одежды.

Практическая значимость результатов работы:

  • разработана номенклатура единичных специфических показателей качества детской одежды, позволяющих обеспечить требуемый профилактический уровень;
  • разработан способ расчета параметров корригирующих элементов;
  • разработаны конструктивные и технологические решения элементов и специфических узлов школьной одежды для профилактики нарушений осанки;
  • сформированы практические рекомендации по выбору пакета материалов для детской одежды с учетом специфики школьных занятий;
  • разработан алгоритм программы для параметров корригирующих элементов и расчета координат конструктивных отрезков модельной конструкции плечевой одежды детей младшего школьного возраста (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012617141);
  • разработан и изготовлен комплект профилактической школьной одежды, на который поданы 2 заявки на изобретение и 1 заявка на промышленный образец в  Федеральный институт промышленной собственности;
  • получен оздоравливающий эффект в ходе экспериментальной проверки разработанных образцов детской одежды.

Образцы моделей комплекта школьной одежды рекомендованы к внедрению в производство на ООО «Швейная фабрика медицинской одежды» г. Благовещенска Амурской области. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс  подготовки студентов по специальности 260902 «Конструирование швейных изделий» ФГБОУ ВПО «Амурский государственный университет».

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на  международной научно-технической конференции «Инновации и перспективы сервиса» (Уфа, 2009), всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (Димитровград, 2010), международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых исследователей «Интеллектуальный потенциал вузов - на развитие Дальневосточного региона России и стран АТР» (Владивосток, 2011), международной научно-практической конференции «Текстиль, одежда, обувь, средства индивидуальной защиты в XXI веке» (Шахты, 2012), международном научно-техническом форуме «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» ПРОГРЕСС-2012 (Иваново, 2012), межвузовской научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике» (Санкт-Петербург, 2012), международной научно-практической конференции «Искусство и технологии в современном социокультурном пространстве» (Благовещенск, 2012), а также доложены и получили одобрение на заседаниях кафедры КиТО АмГУ и кафедры СТ ВГУЭС.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работ, включая 6 статей, 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Материалы исследования используются в учебном процессе АмГУ в лекционных курсах, курсовом и дипломном проектировании, при выполнении НИР и НИРС.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, приложений. Диссертация изложена на 145 страницах основного текста, включающего 45 рисунков, 10 таблиц. Библиографический список включает 143 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели, основные задачи и методы исследования, отражены научная новизна и практическая значимость работы, ее структура и объем.

В первой главе выполнен анализ состояния вопроса проектирования детской одежды для профилактики нарушений осанки. В ходе анализа существующего ассортимента лечебно-профилактической одежды установлено, что специализированные изделия предназначены в основном для коррекции уже сложившихся устойчивых деформаций позвоночника. В связи с актуальностью проектирования нового ассортимента профилактической одежды, внешне ничем не отличающейся от обычной и, вместе с тем, оказывающей эффект коррекции осанки, предложено в существующую классификацию лечебно-бандажных изделий включить группу верхней одежды для профилактики нарушений осанки.

Учитывая сложный многофункциональный характер объекта проектирования, призванного выполнять одновременно функции детской, форменной и лечебно-профилактической одежды, сформированы требования к школьной одежде, корректирующей осанку. В структуру требований к проектируемой одежде включены корсетно-коррекционные, главной задачей которых является необходимость поддержания правильной осанки ребенка во время учебных занятий.

В результате изучения внешних и внутренних факторов, влияющих на осанку ребенка во время школьных занятий (возрастных особенностей, характерных поз на уроке (рис. 1)), разработана система показателей свойств одежды для профилактики нарушений осанки у детей, обеспечивающих требуемый уровень качества на этапах проектирования (табл. 1). В структуру требований включены специфические, определяющие качество детской профилактической одежды, показатели свойств, соблюдение которых позволит обеспечить основную целевую функцию – коррекцию осанки.

Тип позы

свободная (сидя)

слушателя

критическая

естественная (стоя)

Кинематическая схема

Рисунок 1. – Частота встречаемости характерных поз учащихся во время урока

В ходе анализа разработанных требований к школьной одежде профилактического назначения выявлена неприемлемость использования эластичных, полужестких и жестких корректоров осанки, выполняющих функцию принудительной фиксации тела в течение учебного дня.

Таблицa 1. Структура показателей свойств профилактической одежды для детей младшего школьного возраста, обеспечивающих требуемый уровень качества на этапах проектно-конструкторских работ (фрагмент)

Показатели свойств уровня

Проектная процедура

Этапы проектирования

1-го

2-го

3 -го

4 -го

1

2

3

4

5

6

Профилактические

Корсетные

Способность к перераспределению статической нагрузки

Площадь опорной поверхности изделия, координаты расположения специальных конструктивных элементов

Анализ и выбор конструктивного решения;

Выбор параметров конструктивного решения

ПТ

ТП

Корригирующие

Способность к удержанию позвоночника и лопаток в правильном положении

Механические и геометрические характеристики корригирующих элементов, величина корригирующего воздействия

Физиологические

Соответствие изделия силовым и энергетическим возможностям ребенка

Кистевая  мышечная сила, объем внешнего дыхания, время двигательных реакций

Эргономические

Антропометрические

Соответствие измерения изделия размерам тела ребенка в статике (положении сидя) и динамике

Размах движений рук, угол наклона позвоночного столба в положении сидя

Анализ конструктивно-технологического и композиционного решения

ПТ

ЭП

Гигиенические

Защита от внутренней влаги

Гигроскопичность

Анализ условий эксплуатации;

Анализ материалов;

Формирование требований к материалам;

Выбор материалов

ТЗ

ЭП

Рациональность структуры пакета материалов

Плотность и толщина материалов

Вентилируемость

Воздухопроницаемость

Гигиеническая безопасность изделия

Классифицирующий показатель

Психологические

Психологический комфорт

Экспертная оценка

Анализ условий эксплуатации

ТЗ

Соответствие цвета изделия психике ребенка

Показатели теста Люшера

В результате проведенного среди учителей и родителей маркетингового исследования (рис. 2) обоснован выбор объекта проектирования – жилета, являющегося универсальным предметом комплекта одежды делового стиля для школьников (для мальчиков – «жилет+рубашка+брюки», для девочек – «жилет+блузка+юбка»).

а

б

Рисунок 2. – Диаграмма  результатов социологического опроса по

выбору ассортимента школьной одежды:

а) для мальчиков, б) для девочек .

Анализ опыта использования эластичных корректоров показал, что при длительном ношении, искусственно распрямляя позвоночник, они способны подменять функциональное развитие мышц. Это позволяет заключить, что одежда для профилактики нарушений осанки должна возвращать позвоночнику правильное положение не принудительно (как в случае с корректорами осанки), а за счет свойств саморегуляции самого организма. По мнению крупнейших ученых-физиологов И.М. Сеченова (1901), И.П. Павлова (1903), Н.А. Бернштейна (1947), его рассматривают как систему, которой можно придать желаемые свойства путем целенаправленного воздействия определенными управляющими средствами, в частности, одеждой.

Показано, что воздействие на управляемый объект, приводящее к заданному изменению его состояния, возможно на основе принципов теории управления, с успехом используемых при создании медико-реабилитационной одежды. Результаты проведенного анализа научных разработок в области медицинской кибернетики позволили установить, что разрабатываемую одежду можно рассматривать как биотехническую систему, представляющую совокупность биологических и технических элементов, связанных между собой в едином контуре управления.

Определены задачи дальнейшего синтеза проектируемой биотехнической системы, в результате выполнения которого режимы функционирования и конструктивные решения технических элементов одежды должны быть выбраны таким образом, чтобы максимально соответствовать морфологическим и психофизиологическим особенностям сопрягаемых с ними биологических элементов системы.

Во второй главе разработана концептуальная модель проектирования детской одежды с заданными профилактическими свойствами, которая позволяет теоретически обосновать принципиальное конструктивное решение проектируемой одежды на основе теории управления.

Проведенный биомеханический анализ процесса формирования осанки дал возможность графически представить механизм возникновения ее деформации во время учебных занятий (рис. 3) в результате длительного нахождения в позе сидя (1) как цепь последовательных смещений сегментов позвоночника, приводящих к смещению их центра тяжести (2). Удержание шейного, грудного и поясничного сегментов позвоночника в новом положении происходит за счет длительного и излишнего напряжения мышц-разгибателей, которые не могут и не должны находиться в таком состоянии (3). Трапециевидная мышца, ее верхняя порция, вынуждена постоянно работать в уступающем режиме (4). В результате тело стремится принять такое положение, при котором не требуется поддержка скелетной мускулатуры (5-7). Обычно, это продольная деформация позвоночника (8), который в случае влияния длительной и привычной нагрузки вследствие возникновения чрезмерно большого опрокидывающего момента относительно одной или двух плоскостей пространства, занимаемого телом человека, вынужден будет изменить свою форму в соответствии с условиями нагружения.

Рисунок 3. – Схема механизма формирования нарушений осанки

Анализ механизма формирования нарушений осанки, возникающих во время длительных рабочих поз, показал, что существующую цикличность можно разорвать, если оказать внешнее воздействие на возникающее перенапряжение мышц опорно-двигательного аппарата (3), т.е. управлять процессом смещения сегментов позвоночника ребенка.

В соответствии с общей моделью управления для любых сложных систем, состоящих из объекта управления (ОУ), управляющей подсистемы (УП), связанных контурами прямых и обратных связей, разработана обобщенная структура взаимодействия УП (в случае проектирования одежды с оздоравливающим эффектом ею следует считать центральную нервную систему – ЦНС) с ОУ – ребенком (учащимся), представленная на рисунке 4.

ЦНС на основании воздействия определенных элементов школьной одежды (комплекса задающих воздействий вырабатывает управляющее воздействие на организм ребенка, определяемое многомерным вектором управления и поддерживает на заданном уровне величину на выходе.

Рисунок 4. – Концептуальная модель системы управления организмом ребенка посредством профилактической одежды

– задающее воздействие;

– управляющее воздействие на ОУ;

– выходная величина;

– возмущающее воздействие;

– сигнал обратной связи о рассогласовании в системе.

В соответствии с положенным в основу управления живых организмов механизмом рефлекторного кольца в случае недостаточного выравнивания позвоночного столба в мозгу ребенка через аппарат памяти формируется сигнал обратной связи , поступающий по эффекторным каналам в ЦНС и сообщающий о формировании рассогласования . Основным из внешних возмущающих воздействий , существенно влияющим на регулируемую величину, является вынужденная статическая поза, определенная регламентом учебных занятий.

Процесс функционирования системы S можно описать во времени оператором ,, который преобразует независимые (экзогенные) переменные , , и в зависимые (эндогенные) в соответствии с соотношениями вида:

    (1)

В качестве критерия оптимальности  системы выбран функционал, основанный на величине рассогласования между заданным и действительным состояниями системы. Задача оптимального управления процессом формирования осанки состоит в корректировании величины рассогласования до тех пор, пока позвоночник не займет правильное положение, т.е. в обеспечении минимального значения функционала :

,  (2)

где - временные границы учебного дня, ч.

Общая формулировка задачи создания одежды с профилактическим эффектом позволила определить локальные задачи дальнейших исследований:

  • обоснование совокупности задающих и управляющих воздействий , т.е. способов осуществления целенаправленного воздействия на организм ребенка средствами управления;
  • обоснование номенклатуры выходных величин , являющихся в нашем случае наиболее информативными показателями, характеризующими осанку ребенка во время учебных занятий в положении сидя.

Для решения этих задач разработана детализированная схема управления процессом коррекции осанки (рис. 5), уточняющая содержание и роль управляющих функций центральной нервной системы.

Анализ схемы показал, что задающими воздействиями должны выступать конструктивные элементы одежды, которые служат в качестве датчиков, воспринимающих определенную информацию от кожных рецепторов (проприорецепторов), отвечающих за управление двигательными функциями мышц позвоночника.

В результате анализа нейросенсорных зон организма, обеспечивающих двигательные акты, установлено, что элементы воздействия должны располагаться в местах, где спинномозговые нервы обеспечивают чувствительную иннервацию кожи и глубоких мышц (разгибателей туловища). Это вертикальные анатомо-топографические линии спины: лопаточная и околопозвоночная (паравертебральная).

Рисунок 5. – Схема управления процессом коррекции осанки с помощью профилактической одежды

На основе биомеханического анализа формирования осанки выявлено, что в соответствии с принципом выравнивания многосегментарной конструкции позвоночника при смещении шейного и грудного сегментов торса для предотвращения противоположного смещения поясничного сегмента возникает необходимость дополнительного укрепления (пассивной активизации, усиления) мышц брюшного пресса путем использования специальных конструктивных деталей жилета в области живота (корригирующего пояса). Место размещения конструктивного поясного элемента связано с положением третьего поясничного позвонка (L3), небольшое усиление внутрибрюшного давления в области которого снижает нагрузку на все смежные с ним сегменты поясничного отдела позвоночника. На фигуре человека L3 определяется в проекции на наиболее удаленную точку поясничного лордоза («поясничную точку»), находящуюся соответственно на линии талии.

В результате проведенных исследований обоснована номенклатура задающих воздействий, формирующих программу должных ощущений и восприятий (афферентную программу), возникающих при правильном решении двигательной задачи поддержания осанки: – параметры корригирующих элементов на спинке ребенка и – конструктивные параметры пояса. Управляющее воздействие на тонус мышц ребенка достигается за счет – соотношения величин корригирующих усилий конструктивных элементов; – характеристик поперечного сечения корригирующих элементов спинки.

В качестве эндогенных переменных для целей проектирования детской одежды с заданными профилактическими свойствами предложено использовать – угол наклона грудного отдела по отношению к поясничному и – индекс осанки как наиболее доступные и информативные признаки нарушения осанки, достоверно указывающие на положение сегментов позвоночника.

Таким образом, на основании проведенных теоретических исследований разработана методологическая база для последующего определения конструктивных параметров корригирующих элементов, в качестве которых в жилете предлагается использовать вертикальные элементы спинки в области лопаточной и паравертебральной линий, и пояс в области живота.

Третья глава посвящена теоретическому обоснованию и разработке конструктивно-технологических решений проектируемой одежды.

Рассматривая позвоночник в виде гибкого стержня (рис. 6), закрепленного в двух точках – на уровне позвонков C7 – А и S1 – В, и используя в качестве модели коррекции деформации позвоночника схему четырехточечного изгиба балки, получены соотношения между активным и реактивным усилиями:

  . (3)

Рисунок 6. – Модель коррекции деформации позвоночника в виде схемы четырехточечного изгиба балки:

- усилия, оказываемые корригирующими элементами жилета на уровнях соответственно лопаточной и поясничной точек;

– реакции опор;

  – расстояние, определяемое разностью высот шейной и ягодичной точек (Т10-Т86);

– расстояние, определяемое разностью высот шейной и лопаточной точек (Т10-Т87);

– расстояние между лопаточной и поясничной точками, определяемое разностью соответствующих высот (Т87-Т7);

– расстояние между поясничной и ягодичной точками (Т7-Т86).

Полученные соотношения сил коррекции деформации позвоночника, подтвержденные экспериментально, позволили получить аналитические зависимости для расчета конструктивных характеристик корригирующих элементов на спинке и в области живота.

Рассмотрение корригирующей пластины на спинке жилета в виде упругой линии, описываемой приближенным дифференциальным уравнением упругой линии, позволило получить зависимость прогиба пластины от величины усилия   и характеристик сечения пластины – модуля упругости и момента инерции сечения , характеризующего профиль поперечного сечения пластины:

. (4)

Получена аналитическая зависимость величины прогиба элемента от величины компрессионного воздействия (давления ) и его жесткости на уровне лопаточной точки:

, (5)

где – площадь поперечного сечения пластины, м2.

Получено аналитическое выражение для определения величины корригирующего давления в области лопаток, зависящего от жесткости, размеров и конфигурации элемента и положения антропометрических точек, характеризующих физиологические изгибы позвоночного столба ребенка:

  . (6)

Зная величину давления , величину прогиба пластины в области лопаточной точки, задаваемой в соответствии с медицинскими требованиями нормативной величиной грудного кифоза, варьируя механическими (модуль упругости ) и геометрическими характеристиками сечения (,), можно с точки зрения достижения эффекта целенаправленной коррекции обоснованно осуществлять выбор материалов и профиля их сечения для изготовления корригирующих элементов.

Для обеспечения требуемого корригирующего усилия в области живота в результате решения задачи изгиба прямоугольной пластинки по цилиндрической поверхности, получены аналитические зависимости для определения ширины пояса :

  , (7)

где – внутрибрюшное давление, Па;

– давление корригирующего пояса на уровне проекции поясничной точки со стороны живота, Па;

– обхват талии, м;

– длина пояса, м;

–  жесткость на изгиб , Нм2

По расчетным данным построены графики (рис. 7), позволяющие определить ширину пояса жилета для любого типового размеророста ребенка в рекомендуемом интервале значений .

Рисунок 7. – График зависимости ширины конструктивного поясного элемента от оказываемого им давления

На основе проведенных исследований был осуществлен выбор конструктивно-технологического решения жилета (рис. 8), отличительными особенностями которого являются:

  • конструкция вертикальных рельефов центральной части спинки, в припуски которых вставлены корсажные элементы из ригилина;
  • отлетные обтачные части пояса по линии талии, закрепленные в боковых швах, застегивающиеся при помощи тесьмы «велькро» и закрывающиеся деталями переда.

На внешний вид и устройство жилета подана заявка на изобретение.

Выполнено конфекционирование материалов на основе экспертной оценки и анализа физико-механических свойств современных материалов для детской одежды. Для изготовления жилета рекомендован ассортимент костюмных тканей с содержанием синтетических волокон не более 40%.

На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработан алгоритм программы для автоматизированного

Рисунок 8. – Внешний вид жилета детского школьного

расчета параметров корригирующих элементов и координат конструктивных отрезков модельной конструкции одежды для детей младшего школьного возраста. На рисунке 9 представлено диалоговое окно разработанной программы, на рисунке 10 – чертеж модельной конструкции жилета.

Рисунок 9. – Окно ввода исходных данных для расчета и построения модельной конструкции жилета

В четвертой главе излагаются результаты практического применения разработанного подхода к проектированию детской профилактической одежды. Производственная апробация осуществлялась в условиях ООО «Швейная фабрика медицинской одежды», г.Благовещенск. В соответствии с нормативно-технической документацией разработаны технологические способы обработки специфических конструктивных элементов школьного жилета, обеспечивающие коррекцию.

Для получения информации об эффективности использования профилактической школьной одежды в течение трех месяцев проведены натурные испытания опытных образцов моделей одежды среди учащихся первых классов в условиях образовательного учреждения МОБУ СОШ № 11 г. Благовещенска.

Рисунок 10. – Чертеж МК жилета школьного с профилактическим

эффектом для мальчика размера 122-60-54

Эффективность действия лечебно-профилактического изделия, формирующего правильную осанку, оценена на основе антропометрических и соматологических исследований детей фокусной группы до и после испытаний жилета.

На основе экспериментальных данных построены конфигурации спинных контуров (рис. 11), свидетельствующие об изменениях  и формировании равновесных лордоза и кифоза позвоночника, что подтверждает эффективность профилактики разработанного изделия.

Проведенный мониторинг основных показателей физического здоровья детей фокусной группы также показал общую положительную динамику. Эффективность профилактических мероприятий с использованием проектируемой школьной одежды наиболее показательно отражена в изменении индекса осанки детей фокусной группы. Этому способствовали конструктивные элементы спинки изделия, обеспечивающие рациональное распределение функций между ведущими и вспомогательными мышечными группами и удержание лопаток в правильном положении.

По заключению медицинского осмотра полностью исправлены нарушения осанки у 28 % детей. Заметные улучшения осанки отмечены у 69 % участников фокусной группы. Не отмечено изменений в динамике у 3 %, что может быть связано с соотношением степени нарушений и продолжительностью эксперимента.

Для оценки наличия массажного воздействия изделия на отвечающие за формирование осанки мышцы применен тепловизионный метод исследования, основанный на регистрации инфракрасного излучения с поверхности тела человека, преобразовании этого излучения в электрический сигнал и отображении его в виде двухмерного цветного изображения – термограммы. Для получения качественной и количественной информации использован медицинский диагностический тепловизионный комплекс TI-120.

а

б

Рисунок 11. – Конфигурация спинного контура фигур

а) девочек, б) мальчиков

I  - до эксперимента; II -  после эксперимента; III – норма

Цвето-температурные характеристики изображения на термограмме, полученного при исследовании разработанного школьного жилета (рис. 12), показали, что топография имеющихся изотермических зон на поверхности изделия соответствует расположению трапециевидных мышц спины тела человека.

Рисунок 12. -Термограмма школьного жилета

Повышение температуры поверхности изделия от Т1 = 28,10С до Т6 = 29,40С в обозначенных зонах свидетельствует об увеличении теплового потока, исходящего с поверхности тела, а следовательно, о реакции организма на непроизвольное тактильное воздействие конструктивных элементов на кожные покровы, что характерно при выполнении массажа.

В ходе натурных испытаний образцов школьной одежды, экспертами отмечены общее положительное воздействие на опорно-двигательный аппарат, новизна конструкции жилета, удобство эксплуатации в сочетании с достаточными функциональными свойствами. Использование разработанной конструкции модели детской одежды с профилактическим эффектом позволяет более эффективно осуществлять лечебные мероприятия, а в домашних условиях сохранять здоровье в начальный школьный период.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований сделаны следующие выводы и рекомендации.

  1. Сформирована структура показателей качества профилактической одежды с учетом возрастных особенностей детей младшего школьного возраста и специфики школьных занятий.
  2. Выявлена необходимость принципиально нового подхода к проектированию детской одежды для профилактики нарушений осанки на основе принципов теории управления, предусматривающих рассмотрение одежды как средства управления двигательными функциями ребенка для достижения требуемых результатов оздоровления.
  3. Разработана концептуальная модель процесса проектирования детской одежды с заданными профилактическими свойствами, которая позволила выработать решения о выборе характера целенаправленного воздействия и его техническом осуществлении. Обоснована номенклатура входных, выходных параметров и управляющих воздействий системы, позволяющих осуществлять работу системы по ответной реакции организма.
  4. В результате биомеханического анализа процесса нарушения осанки установлено расположение участков целенаправленного воздействия на центральную нервную систему средствами управления – конструктивными элементами одежды.
  5. Теоретически обоснованы соотношения противодействующих сил коррекции деформации позвоночника в области спины и живота и получена математическая модель, описывающая закономерности поведения конструктивных элементов спинки в зависимости от величины прикладываемого давления и характеристик сечения пластины, что позволяет обоснованно осуществлять выбор материалов и геометрии сечения (размеров и профиля) с точки зрения достижения эффекта целенаправленной коррекции.
  6. Получена аналитическая зависимость для определения геометрических параметров корригирующего поясного элемента, обеспечивающего оптимальные уровни наружного и внутрибрюшного давления в соответствии с медицинскими ограничениями и максимальным достижением эффекта коррекции.
  7. Разработана базовая модель одежды, конструкция которой содержит замаскированные корригирующие элементы,  и на ее основе разработан ассортиментный ряд профилактической школьной одежды с заданными свойствами коррекции осанки для детей младшего школьного возраста.
  8. Разработан алгоритм программы для построения в автоматическом режиме универсальной модельной конструкции плечевой профилактической одежды для детей младшего школьного возраста, обеспечивающей возможность расчета местоположения и геометрических параметров корригирующих конструктивных элементов.
  9. Экспериментально подтверждено актом медицинского заключения, что эффективность процесса коррекции осанки существенно повышается при использовании разработанных образцов школьной одежды для профилактики нарушений осанки в условиях общеобразовательных учреждений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

1. Помазкова, Е.И. Проектирование школьной одежды, формирующей нормальную  осанку / Е.И. Помазкова, И.А. Слесарчук, И.В. Абакумова, Н.В. Щеникова // Дизайн. Материалы. Технология – 2012, № 3(23).- С. 33-36. 

2. Помазкова, Е.И. Функции и требования к школьной одежде / Е.И. Помазкова, И.А. Слесарчук, А.И. Затулий//Швейная промышленность – 2012, № 3. – С. 20-23.

3. Помазкова, Е.И. Современные тенденции проектирования детской одежды / Е.И. Помазкова,Т.Н. Сухова, Ю.В. Смолина // Вестник АмГУ. – Благовещенск, 2009. – С. 138-142.

4. Сухова, Т.Н. Научно-обоснованный подход к проектированию школьной одежды / Т.Н. Сухова, Е.И. Помазкова, Ю.С. Кузьмичева // Вестник АмГУ. – Благовещенск, 2009. – С. 143-145.

5. Сухова, Т.Н. Современный подход к проектированию школьной одежды / Т.Н. Сухова, Е.И. Помазкова // Инновации и перспективы сервиса: Материалы международной научно-технической конференции. – Уфа: Уфимская государственная академия экономики и сервиса, 2009. – С. 199-203.

6. Помазкова, Е.И. Особенности проектирования детской одежды / Е.И. Помазкова / Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения: Материалы международной научно-практической конференции с международным участием (ТЕХТЕКСТИЛЬ-2010). – Димитровград: УлГТУ,2010 – С. 210-211.

7. Помазкова, Е.И. Актуальные проблемы проектирования одежды для школы / Е.И. Помазкова, И.А. Слесарчук // Интеллектуальный потенциал вузов – на развитие Дальневосточного региона: Материалы ХII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Книга 2. - Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2011. - С. 180-184.

8. Помазкова, Е.И. Проектирование школьной одежды для профилактики нарушений осанки у детей / Е.И. Помазкова, И.А. Слесарчук // Вестник ВГУЭС. – Владивосток, 2011. – С. 40-45.

9. Помазкова, Е.И. Разработка моделей детской школьной одежды с учетом выбора оптимальных свойств материалов / Е.И. Помазкова, Т.И. Согр // Вестник АмГУ. – Благовещенск, 2012. – С. 132-138.

10. Помазкова, Е.И. К вопросу о проектировании одежды для профилактики нарушений осанки у детей младшего школьного возраста / Е.И. Помазкова, И.А. Слесарчук, Б.Н. Грудин // Текстиль, одежда, обувь, средства индивидуалной защиты в XXI веке: Материалы международной научно-практической конференции. – Шахты, 2012. – С. 239-243.

11. Слесарчук, И.А Теоретические исследования при проектировании школьной одежды, формирующей нормальную осанку / И.А. Слесарчук, Е.И. Помазкова, В.А. Зобницева, В.П. Кривошеев // Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике: материалы тринадцатой международной научно-практической конференции. – Санкт-Петербург, Политехнический университет,2012 – С. 109-115.

12 Жукова, Д.В. Проведение комплексных исследований на этапе проектирования школьной одежды / Д.В. Жукова, Е.И. Помазкова // Международный научно-технический форум (ПРОГРЕСС 2012), - Иваново: ИГТА, 2012. – С. 125-126.

13 Помазкова, Е.И. Формообразование – способ проектирования одежды для профилактики нарушений осанки младших школьников / Е.И. Помазкова, И.А. Слесарчук // Международный научно-технический форум (ПРОГРЕСС 2012), - Иваново: ИГТА, 2012. – С. 280-282.

14. Боровикова Ю.Н. Особенности обработки жилета для детей младшего школьного возраста / Ю.Н. Боровикова, Е.И. Помазкова // Международный научно-технический форум (ПРОГРЕСС - 2012), - Иваново: ИГТА, 2012. – С. 282-284.

15. Помазкова, Е.И. Разработка требований к универсальной модели детской школьной одежды / Е.И. Помазкова, Д.В. Жукова, И.А. Слесарчук // Искусство и технологии в современном социокультурном пространстве: материалы международнойя научно-практической конференции. -Благовещенск: АмГУ, 2012. – С. 101-106.

16. Помазкова, Е.И. Разработка школьной одежды на основе цветовых предпочтений детей и психофизиологического воздействия на психику / Е.И. Помазкова, И.А. Слесарчук // Интеллектуальный потенциал ВУЗОВ – на развитие дальневосточного региона: Материалы ХIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Книга 2. - Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2012. - С. 206-208.

Патенты и решения о выдаче патентов

17. Св. об офиц. рег. прогр. для ЭВМ № 2012617141, Российская Федерация, Расчет координат конструктивных отрезков модельной конструкции плечевой одежды детей младшего школьного возраста/ Помазкова Е.И., Жукова Д.В., Медведев А.М.; правообладатели Помазкова Е.И., Жукова Д.В., Медведев А.М. – заявка № 2012614792; дата поступления 13.06.2012; дата регистр. 09.08.2012.

18. Пат. по заявке  2011144728,  Российская Федерация, Способ изготовления верхнего края поясного изделия / Помазкова Е.И., Жукова Д.В. –Приоритет 03.11.2011 г. - Решение о выдаче патента от 04.10.2012 г.

19. Заявка № 2012118171, Российская Федерация. Универсальная модель верхней одежды для школьников / Помазкова Е.И., Слесарчук И.А. - Приор. 03.05.2012 г.

20. Заявка № 2012505892, Российская Федерация. Жилет детский со съемной баской / Помазкова Е.И., Боровикова Ю.Н., Беляева В.В. - Приор. 15.08.2012 г.

На правах рукописи

Помазкова Елена Ивановна

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТСКОЙ ОДЕЖДЫ С ЗАДАННЫМИ

ПРОФИЛАКТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ 


 
АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Подписано в печать «__»____________2012. Формат 6084/16Бумага писчая. Печать офсетная.

Усл. печ. – 1 п.л. Тираж 80 экз. Заказ № ______

Издательство Владивостокский государственный университет

экономики и сервиса

690990, Владивосток, ул. Гоголя, 41

Отпечатано в типографии ВГУЭС

690990, Владивосток, ул. Гоголя, 41







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.