基于人因工效学的女性轮椅使用者功能裤装设计初探

赵蒙蒙，吕佳，向新瑞

(1.上海工程技术大学 服装学院，上海 201620;2.闽江学院 现代服装技术协同创新中心，福州 350121)

1 引言

目前，在欧美、日本等发达国家，已经成立了针对肢体残障者的功能服装研究所。在理论研究上，Gray[1]指出对于残障人士来说应该采取非对称形状处理服装结构图，并且需要更好地了解客户的身体尺寸、体型和服装功能。这样才能设计出满足残障者特殊需求的服装。Grassick等学者[2]为生理障碍者设计了一件外观上与普通服装相同但穿脱方便的上衣。中国香港的Ng等学者[3]设计研发了专门针对老年人和残障人士的病号服装。

在国内，王璐等学者[4]从残障者对服装的特殊需求出发，针对中老年女性轮椅使用者如厕不方便问题，采用臀部挂片侧开口和内裤与裤装一体化设计对裤装进行了功能性改进。庹武和刘庆[5]借助非接触式三维人体扫描仪，采集测试者相关部位的尺寸，在轮椅使用者裤装结构的改进、细部规格的设计、基型样板的制作等方面进行了基础性研究。唐虹和沈晔[6]从服装开口形式、宽松量、紧固件等方面针对瘫痪人群和假肢人群进行了服装结构的探讨，为残疾人服装结构设计提出了设想。东华大学王云仪等学者[7]针对轮椅使用者研发了一类功能服装，引入康复医学评定量表，结合服装性能评价的等级分析方法，建立了服装穿脱方便性的评价标准和原则。吴雪蒙[8]从残疾人上衣开襟设计的角度出发，探讨了影响肢体残疾人服装穿脱性的因素。

服装作为日常生活必需品，在为人体提供必需的防护保暖等功能性外，对于帮助人类融入社会生活，提高自信、尊严方面起着非常重要的作用。国外学者对于肢体残障者的服装提出了一些富有创意的理念和设计，其中一些成熟的设计成果已经投入市场，并真正服务于残障人士。国内也有学者针对残障人士提出了比较好的设计建议，例如，南京艺术学院的柏慰文[9]通过服装设计，不仅解决服装的穿脱便利性以及运动中的牵制等问题，而且重点聚焦服装的“美观性”，促使残疾人积极地融入社会、真正摆脱肢体残疾所带来的障碍与束缚。王晓娟[10]分析指出残障人士的服装应该体现“以人为本”的理念，除了体现的服装特殊的功能性，还应该体现服装的审美性。齐亚楠[11]分析了残障人士的服装首先应该满足穿脱便捷的条件，其次应该有掩饰并美化身体缺陷的功能。然而，我国残疾人功能服装的研究还处于刚刚起步的阶段，服装产品的设计研发还未形成标准、完善、系统的研究方法。

肢体残疾所占比重最大，其中又有超过一半的人数属于下肢残疾，且需要长期使用轮椅[12]。轮椅使用者由于下肢完全或部分丧失运动功能，长期坐姿给其更衣、如厕等日常生活带来很大的不便，对裤装的功能性要求更高。因此，本文基于轮椅使用者心理和生理特征，从功能结构上设计符合其需求的新型裤装，并采用动作分析法和主观评价法对所设计的功能裤装进行评价分析，为女性下肢残障者服装设计提供理论参考。

2 研究方法

2.1 下肢残障者心理和生理特征分析

2.1.1 生理特征

研究显示73%的肢体残障者属于久坐型[12]。因此，为轮椅使用者设计功能裤装时需要考虑长久的坐姿导致的不同于正常人的特殊生理特征，主要归结为以下两点：

(1)腰臀部。使用轮椅的人因为他原因，身体较之常人得不到有效的运动以及锻炼，这就导致其腰部、腹部及臀部会堆积较多的皮下脂肪，其相应部位的围度也会较之常人为大。

(2)下肢。长期使用轮椅者多数为下肢瘫痪不能动，因此下肢会有一定程度的萎缩，同时坐姿围度大于站姿，上半身的运动会引起下肢的尺寸变化。

2.1.2 心理特征

轮椅使用者大多下肢瘫痪、截肢、中风或患有肌肉萎缩症和多发性硬化症。因此，他们一方面遭受着身体缺陷和疾病带来的痛苦，另一方面还要克服因身体残疾带来的自卑感[13-14]。因此，服装应该符合其心理特征需求，主要为以下几方面：

(1)整体外观。能有效遮挡残障部位，从外观看来与正常人没有区别。

(2)色彩。不出挑、不引人注目，能给予残障者心理安定感。

(3)款式。通过进行适当的个性化设计以弱化残障者对残疾部位的注意力，提升其自信心，使其更容易融入到社会群体中。

2.2 功能裤装设计

2.2.1 面料选择

由于长期处于坐姿状态、缺少运动，轮椅使用者对服装的保暖性、舒适性能要求较高[15]。选取厚度为0.24 mm、透气率为65.0 mm/s的蓝色和黑色全棉针织面料作为样衣面料。

2.2.2 款式与功能设计

根据穿着场合，本文设计了两款新型功能裤装，一款为家居裤装，一款为外出裤装。两款裤装具有相同的尺寸规格，如表1所示。

表1 功能裤装尺寸规格 (单位：cm)

(1)新型家居裤

由于身体问题，下肢残障者大部分的生活被困于室内。因此，设计一款符合她们生理特征的家居裤对她们尤为重要。本文设计的新型家居裤的款式如图1所示。该新型家居裤由基本裤装和腰部挂片构成。基本裤装设计成开裆结构，以方便轮椅使用者如厕。通过按扣将挂片连接于基本裤上，起到保护隐私和方便穿脱的作用。腰部挂片设计成开叉款式以利于穿脱。通过腰头的拉绳调节腰部尺寸以保持舒适的状态。

图1 新型家居裤

(2)新型外出裤

为了肢体残障者能参与社会生活，独自解决服装穿脱、如厕问题，本文还设计了一款外出裤装，如图2所示。该外出裤由前后两片组成，前后片均为一片式结构。为了解决轮椅使用者独自如厕问题，采用双拉链结构将前后片在侧缝拼合。通过按扣加拉链结构将前后片在裤内缝拼合。通过打开裤裆底部的拉链，可以轻松地解决小便问题；通过将裤左右侧缝的拉链拉开至一定长度，可以打开裤前后片上端，轻松地解决大便问题。通过打开和关闭拉链、按扣可以快速地将裤子拆卸成前后两片再组合成整体，解决独自穿脱问题。

图2 新型外出裤

2.3 功能裤装性能评价实验

2.3.1 受试者的选取

实验选取6名女性受试者，她们的身高、年龄和体重特征为：身高161±3 cm；年龄21±2岁；体重50±2.5 kg。这6名受试者均为在校大学生，在实验过程中她们模拟下肢残障者。

2.3.2 实验过程

为了体现新型裤装在款式、功能设计上具有优势，选取一款普通休闲针织裤作为对比裤装。该普通裤装与两款新型裤装具有相同的尺寸规格。

受试者分别穿着普通休闲裤、新型家居裤和新型外出裤在协助者的帮助下完成如厕和穿脱模拟实验，如图3所示。实验人员记录三款裤装如厕和穿脱过程中，整个动作过程所花费的时间。

(a)穿着新型家居裤装 (b)穿着新型外出裤装图3 功能裤装穿脱实验

其次，在实验过程中，参考以往的研究[16-17]，让受试者对裤装的着装舒适性，包括松紧感、冷热感以及美观性进行主观感觉评价。协助者对三款裤装的穿脱便利性进行投票评价。松紧感、冷暖感、美观性以及穿脱便利性均采用五级评价标尺来进行，赋值从-2到2。例如，对于裤装的松紧感，-2表示比较紧，-1表示有点紧，0表示一般，1表示有点松，2表示比较松。

3 研究结果

3.1 功能裤装穿脱、如厕时间

表2所示为三款裤装穿脱和如厕花费的时间。从表中可以看出，就服装穿脱而言，新型外出裤花费的时间最短，脱和穿分别花费35s和38s；就如厕动作而言，新型家居裤花费的时间最短，为33s，其次为新型外出裤，为50s。普通休闲裤无论在服装穿脱还是如厕动作上，花费的时间都最长。

3.2 对功能裤装的主观评价

图4所示为受试者对三款裤装的主观评价结果。从图中可以看出，受试者对三款裤装的松紧感评价值较接近，对普通休闲裤的评价值为1.5，新型家居裤为2，新型外出裤为1.7。因此，三款裤装均为较宽松设计，适合行动不便的轮椅使用者穿着。

表2 三款裤装穿脱、如厕花费的时间 (单位：s)

采用动作分析法[16]对三款裤装进行如厕动作分解分析，如表3所示。从表中可以看出穿着普通休闲裤装如厕时涉及的动作最多，因而花费的时间最多，并且受试者需要在协助者的帮助下完成裤子脱至大腿部和将裤子提至臀部的动作。然而，穿着新型家居裤和新型外出裤时受试者可以单独完成如厕所涉及的所有动作，因而自主参与度高，花费的时间。

表3 三款裤装如厕动作分解

图4受试者对三款裤装的主观评价

其次，从图4中也可以看出，对于三款裤装的热舒适感评价，受试者对新型家居裤的评价为稍冷，且其显著性区别于另外两款裤装(P<0.05)。对于普通休闲裤和新型外出裤，受试者给出了比较接近的主观热感觉评价，评价值为分别为1和0.8，为稍暖的感觉，这对于处于久坐状态的轮椅使用者，新型外出裤能为其提供较好的保暖性。对于三款裤装的美观性，受试者对新型家居裤给出了最高的评价。

图5所示为协助者对三款裤装的穿脱便利性和如厕便利性的主观评价评价。从图中可以看出，从协助者的角度，普通休闲裤穿脱不便、如厕不便，而新型外出裤装在穿脱便利和如厕便利上均显著地优于普通休闲裤(P<0.05)。就穿脱便利性而言，新型外出裤优于新型家居裤；就如厕便利性而言，新型家居裤优于新型外出裤。

(a)穿脱便利性主观评价

(b)如厕便利性主观评价图5 协助者对三款裤装的主观评价

4 讨论

借鉴吴黛唯论文中的动作分析法[16]，本文对三款裤装如厕的动作进行的分解分析。从解析的图中可以看出轮椅使用者穿着两款新型功能性裤装，自主参与如厕动作的能力明显提高，因而如厕花费的时间比穿着普通休闲裤短很多。采用相同的分析方法，对三款裤装的穿脱的动作进行解析，不难发现新型外出裤无论在穿脱还是如厕上涉及的动作都少，因而花费的时间短。新型家居裤虽然如厕花费的时间短，但穿好腰部挂片需要涉及额外的动作，因而穿脱花费的时间较长。

在主观评价方面，受试者对三款裤装的松紧感评价值较接近。这是因为三款裤装的尺寸规格相同，面料均为针织休闲面料，由于面料的结构、厚度不同带来的松紧感稍不同。

对于新型家居裤装，其开裆的结构设计会带来稍冷的着装感觉，但另一方面，由于为居家设计，在室内空调条件下这种着装感觉会消除。其次，新型家居裤腰部的挂片不仅遮住了开裆结构、保护了隐私，而且呈现为裙装结构，使其区别于裤装结构，因而受试者给出了较高的美观性评价。

就穿脱便利性而言，新型外出裤优于新型家居裤。这是因为新型外出裤侧缝和内缝拉链加按扣的组合可以轻松便利地将整条裤装拆卸成两片再组合成整体；就如厕便利性而言，新型家居裤优于新型外出裤，这是因为开裆结构设计可以使下肢残障者直接将便壶置于裆底完成如厕动作。因此，两款新型裤装极大地改善了下肢残障者自主参与服装穿脱和如厕的能动度，减轻了她们的协助者(护理者)的工作强度。Nevala[18]的研究指出，合理的服装功能结构设计可以减轻残障者护理人员的劳动强度和生理疲劳度，这与本文的研究得出的结论一致。

其次，新型外出裤无论在穿脱还是如厕方面，都极为方便，具有明显的优势。因此，新型外出裤更适合下肢残障者坐着轮椅外出独自解决这两个基本的动作问题，而新型家居裤因采用开裆结构设计，最能方便下肢残障者自主完成如厕动作，更适合居家穿着。

5 结论

本文的研究可以得到如下的结论：

(1)新型家居裤在如厕动作上花费的时间最短，其次为新型外出裤。两款新型裤装使下肢残障者参与如厕动作的自主性较高。

(2)新型外出裤在穿脱便利上花费的时间最短，使下肢残障者参与服装穿脱的自主性最高，因而适合外出穿着。

(3)两款新型裤装极大提高了下肢残障者自主完成穿脱、如厕的动作，减轻了协助者的工作负荷。

(4)新型家居裤装采用开裆的结构，在方便如厕的同时给着装者带来了较冷的主观热感觉，因而只适合家居穿着。腰部挂片不仅遮挡了隐私而且提高了裤装了美感。