煤矿工作服的上衣原型研究

2020-11-04 01:58刘淑强吴改红姚容程
纺织科学研究 2020年8期
关键词:煤矿工人胸围回归系数

刘淑强,张 洁,吴改红,高 伟,姚容程

(太原理工大学 轻纺工程学院 山西晋中 030600)

1 引言

煤矿矿井恶劣的环境对煤矿工人的工作效率、身心健康等有较大的负面影响。对煤矿工人的个体防护不仅能在一定程度上减少矿井安全问题,还可以预防职业病[1]。煤矿工作服是煤矿工人个体防护中最重要的部分,不仅可以遮身蔽体,还起到保障矿工安全和身体健康的作用[2]。由于长期劳作,煤矿工人的体型产生了一些变化,与标准体型有一定的差异,致使目前使用的矿工服存在很大的结构设计问题。解决这一问题的关键在于把握矿工体型规律,找到适合矿工体型的原型。目前专门针对煤矿工作服的原型及版型的研究很少[3]。本文研究了矿工的体型规律,通过随机抽样测量矿工的5 项身体数据,分析各项数据间的数值关系,最终以胸围为基准,建立适合矿工体型的上衣原型。

2 矿工体型测量

本次测量随机选取年龄20 ~50岁,从业一年以上的男性矿工,样本量50 人。采用马丁测量法对矿工人体进行测量,主要工具有测高仪、皮尺、直角规、弯角规、量角器等工具,对人体5 个关键项目:胸围、腰围、臂展、肩宽、身高进行测量分析。

3 体型项目回归分析

回归分析以肩宽为例,建立肩宽的回归方程。其他测量项目与肩宽回归模型的建立相同,故其他部位仅给出结果。本文采用SPSS 软件中的前进法(Forward),筛选对因变量作用大的自变量作为最终的自变量[4]。以肩宽为例,筛选自变量因变量,逐步建立肩宽的回归模型Y=aX+b。

肩宽回归模型摘要如表1 所示,复相关系数R 表明了自变量与因变量的线性回归性强弱,本项目R 值为0.956,R2为0.914,调整后的R2为0.912,估计的标准误差为0.7972,数值的大小很好地说明了肩宽与身高有较强的回归关系。

表1 模型摘要(肩宽)

表2 方差分析(肩宽)

表3 回归系数分析(肩宽)

肩宽的方差分析,如表2 所示。由表中数据可知,肩宽回归方程式的平方和为323.497。F 值为509.068,代表回归模型均方与残差均方之比,该值大于95%置信区间临界值,回归系数大于0,故回归模型有效。

由表3 可知,肩宽的回归常数和偏回归系数标准差。偏回归系数真实地反映了自变量的重要性,回归模型中身高为自变量,对于肩宽来说非常重要。肩宽的T 检验值为-7.336,拒绝偏回归系数为0 的假设。

由此可得出肩宽的回归方程为:肩宽=0.378 身高-21.606

其他测量部位回归模型的建立方法与肩宽相同,其它部位依次与身高、胸围等建立回归模型如下:

胸围=10261 身高-131.656

腰围=1.174 胸围-21.441

臂长=0.945 身高-32.042

4 服装松量设置

4.1 松量概述与计算

松量大小是由服装与人体的孔隙来决定的[5]。在山西某中型煤矿对矿工进行调查后发现,一般煤矿工人在井下的着装为秋衣(厚度约0.2 cm)、秋裤(厚度约0.2 cm)、棉袄(厚度约0.8 cm)。容纳秋衣、秋裤、棉袄所需要的松量为6.3 cm 左右。

4.2 松量与皮肤变化率

一般情况下,人体的运动会导致皮肤表面横向伸长,影响服装横向方向上的最小放松量[6]。横向放松量主要包括服装围度的松量,如表4 所示。

表4 人体不同部位的皮肤变化率

4.3 胸围松量

表5 人体姿势、动作与腰围放松增加量的关系

胸围松量主要考虑生理放松量和运动放松量[7]。生理放松量经过测量,成人作深吸气时,胸围的平均变化量为2.1cm;作深呼气时,胸围的平均变化量为0.8cm。再考虑皮肤弹性因素,得出胸围最小松量为4cm 左右。运动放松量的计算需要假设净胸90cm,胸、背宽34cm(宽松款式下,将胸背宽取肩宽)。根据横向最大伸长率:胸部伸长量为4.08~4.76cm,背部伸长量为5.44~6.12cm。由此可知胸围运动松量最小值为8.84~11.56 cm。两项相加,胸围放松量即为12.84~15.56 cm。

4.4 腰围松量

腰部后部运动幅度小,松量设置较小;由于人体呼吸与腰部前屈等动作,腰部前部松量明显大于后部。通过计算,腰部的基本放松量可设置在0~2 cm 内。煤矿工人在井下工作时会出现大幅度的动作,根据表5 所测量的数据,满足运动舒适量的放松量应该考虑松量最大的数值,所以运动放松量为3~4 cm。与基本放松量结合,腰部总放松量为5~6 cm。

5 矿工服上衣原型建立

现以净胸围90cm 为例,依据以上回归分析和松量计算,构建矿工服上衣原型,如图1 所示。

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