骑行裤压力舒适性研究进展

李 聪，王燕珍，赵华峰

(上海工程技术大学 服装学院，上海 201620)

第13届亚洲运动用品与时尚展首席执行官Klaus Dittrich指出，中国的户外运动行业有巨大潜力，2022年的冬奥会，将进一步带动中国乃至亚洲运动产业的发展[1]。到2025年，中国体育产业的产值要达到5万亿元的目标，这预示着未来几年体育产业将迎来井喷式的发展[2]。骑行服作为运动服装的重要组成部分，有着广阔的市场。现今，人们开始逐步意识到健康的重要性，开始通过在健身房运动、晨跑、游泳以及休闲骑行来达到锻炼的目的，为运动设备的研究和生产提供了有利条件[3-4]。近年来，中国户外运动产业取得了快速增长，全国户外运动爱好者已达1.3亿，户外用品市场规模已达180亿元[5-6]。中国是骑行类服装的销售大国，而国内相关企业只是局限于骑行裤的加工生产、外国品牌的引入，核心专利引进等[7-8]。骑行裤一般比较贴身，并且裆下带有一块裤垫，其主要作用是减震，扩散臀部的压力，减少会阴的压迫感[9-10]。服装压力舒适性是评价服装整体舒适性的一个重要指标[11]，是由服装对人体压力的大小以及对应人体部位的敏感程度决定的[12]。本文通过对已有骑行裤压力方面的研究进行归纳和总结，寻找研究的不足，针对相应问题提出解决办法和设想，并对后续的研究提供参考。

1 服装压力的研究

服装舒适性是人体工效学研究的主要内容之一，而压力舒适性又是服装整体舒适性的重要研究内容。欧美、日本、韩国对服装压力舒适性的研究较早，对弹力袜、内衣、运动服等各类紧身服装压力舒适性是当今服装研究的重要内容之一。

Edwin等[13]通过对骑行服装的优化设计，在一个循环服装上映射了53个测量点，在这2个测量点上测量了静态和动态条件下的服装压力。

Demon等[14]指出舒适服装压力的范围为1.96～3.92 kPa，当服装压力超过3.92 kPa时会令人感到不舒服，其程度因人和身体的部位而异。通过4款文胸6个部位的压力测试,找出8个感觉欠佳的部位,得到了压力舒适性的整体分布。

贾瑶等[15]在对B体型女子骑行裤的结构研究中，通过大量的人体测量对骑行裤进行舒适性的主客观实验研究，发现臀部压力最大，腹部次之，前腰部的压力大于后腰部。

张同会等[16]在对3款女骑行裤压力进行研究时发现，人体下肢各部位在骑行周期中的压力值变化规律基本一致,并且当右踏板处于0～45°位置时,压力值最大,腰臀部、大腿部以及小腿部的压力变化趋势比脚踝处显著。在男士骑行裤的结构设计研究中将骑行动作分解成6个基本骑行动作。

20世纪八九十年代对骑行裤压力的研究主要是对静态或动态压力的单一测试，近十几年来主要是客观压力的测试和主观压力结合的压迫感研究。随着虚拟技术和测试技术的进步，骑行裤压力的研究可能向着舒适性内在产生机制、内在影响因素、生物力学模拟的方向发展，并将纳入完整的舒适性影响因素研究。通过结合人体的生理特征、心理特征进行更深层次的研究，并找出服装压力对骑行类服装以及紧身类运动服装在运动过程中的生理、心理上的变化，分析心理和生理上的一些主要指标，并结合心理和生理指标的最佳状态，找出最佳的服装压力值。同时，测量手段和测量技术有待提高，特别是在动态状态下的压力测试技术还不完善，需要在测量方法改进的同时升级测量设备。此外，还可以对骑行裤的压力值与骑行疲劳之间进行研究，找出有助于骑行活动的压力阈值。

2 骑行裤气垫的研究

骑行裤气垫是骑行裤的核心部件之一。气垫与人体的接触面积比较大，在臀部部位的压力特别大，过大的持久压力会导致肌肉酸痛甚至肌肉损伤，对其压力的研究也比较重要。

骑行时的主要压力集中在裆下，内层的气垫很大程度上缓解了人体与车坐垫之间的压力，另外骑行裤气垫也需要符合人体功效学，具有舒适吸汗，透气，快速干燥的特性，在骑行者长期骑行的过程中，具有良好的抗压和抗摩擦作用[17]。

姚瑞祥等[18]通过对运动短裤、硅胶护垫骑行裤、海绵护垫骑行裤、没有护垫骑行裤在低速度和高速度情况下进行模拟骑行的肌电测试，发现气垫材质，气垫有无对肌电信号的大小没有影响。

Schwarzer等[19]选择厚麂皮压力垫、薄麂皮压力垫和不使用压力垫3种骑行裤，由9名男性试穿人员进行座椅压力测试，结果表明，厚麂皮压力垫骑行裤压力最小，其次是薄麂皮压力垫，无麂皮压力较大。说明麂皮压力垫设计影响了骑行裤的压力舒适性。

从上述研究可以看出，目前国内外对气垫的研究比较少，大多停留在压力的测试阶段，对骑行裤压力气垫研究还不够深入，未见对气垫材料改进、气垫结构和形状方面的研究。未来可以通过优化气垫形状、厚度、材料等解决骑行裤在压力、透湿透气性、抗静电性能方面的问题。

3 骑行裤面料与压力的研究

面料性能是影响服装压力舒适性的重要原因之一，主要由织物的摩擦因数、应力松弛、弹性模量等力学性能决定。面料性能与人体所受压力大小的关系为[20]：

(1)

式中：T为织物的拉伸力；N,R为人体部位的曲率半径，m；H为水平方向；V为垂直方向；P为服装压力，N。

当面料摩擦力较大、弹性较差时，人体的运动会引起皮肤的拉伸，面料的滑移性能较差会导致服装压力过大，出现压迫不舒适感。

由芳等[21-22]通过对面料弹性模量与服装压感的相关研究，以服装的宽量作为服装合体程度的指标，以服装面料弹性模量作为弹性性能的指标，二者可以较好地预测服装的穿着压感。岳文侠[23]通过对一定伸长率下面料的拉伸力和服装压进行相关性检验，发现二者有显著的正相关关系。

杨娟等[24]通过对骑行裤骑行过程中重要部位的受力分析，获得了骑行过程中皮肤表面变化量最大的详细数据，通过对重要部位的针织面料结构设计进行优化，达到对骑行裤总体性能的优化设计。

刘需等[25]、李秀青等[26]、李坤等[27]针对骑行服的材料、色彩、面料、服装款式结构和服装工艺等方面进行了分析，运用服装工效学主观和客观的评价方法,设计了面料和款式结构的性能测试方案。

上述主要是针对紧身类的服装压力与面料性能的关系进行的分析，而对骑行运动中骑行裤压力的研究较少，对骑行裤面料与骑行裤压力的研究还不够深入。今后可以针对在不同面料(材质、面料厚度、宽松度)骑行裤的压力进行实验研究，寻找各个因素对服装压力相关影响，进而对骑行裤进行优化设计。

4 结束语

当前关于骑行裤压力舒适性的研究比较少，而相关的压力研究也主要集中在静态状态下的单一压力测试，不能充分的体现骑行裤在骑行过程中的实际压力变化。同时，气垫作为骑行裤的核心部分，这部分研究有较大的价值，国内外相关的研究较少且不够深入。骑行裤面料压力舒适性的研究主要集中在对现有骑行裤面料的单一性实验，对不同材质、结构、厚度的面料对骑行裤压力的影响鲜有深入研究。建议研究者对有、无气垫及气垫厚度对骑行裤在骑行过程中的压力进行研究，分析气垫结构和材料对骑行裤压力的影响，可通过对材料、组成成分、服装的宽松度不同的骑行裤进行压力测试，探究面料性能对骑行裤的压力影响，以探寻有利于骑行的最适服装压力。