Hình dạng và kích thước bàn tay là dữ liệu quan trọng để thiết kế găng tay, đặc biệt là găng tay bó sát như găng tay da. Trong nghiên cứu này, sử dụng phương pháp đo trực tiếp đã tiến hành xác định 37 kích thước bàn tay ở các tư thế duỗi thẳng và nắm lại của 270 nữ sinh viên tại Hưng Yên.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 140 (2020) 025-030 Nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số bàn tay nữ sinh viên Hưng Yên phục vụ thiết kế găng tay da Research on Establishing the Hand Size System of Hung Yen Female Students for Leather Glove Design Bùi Văn Huấn *, Đỗ Thị Hoa Ngà Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội Đến Tòa soạn: 07-3-2019; chấp nhận đăng: 20-01-2020 Tóm tắt Hình dạng kích thước bàn tay liệu quan trọng để thiết kế găng tay, đặc biệt găng tay bó sát găng tay da Trong nghiên cứu này, sử dụng phương pháp đo trực tiếp tiến hành xác định 37 kích thước bàn tay tư duỗi thẳng nắm lại 270 nữ sinh viên Hưng Yên Sử dụng phần mềm excel SPSS xác định đặc trưng thống kê số đo Đã xây dựng hệ thống cỡ số bàn tay nữ sinh viên nghiên cứu với cỡ, cụ thể cỡ theo vòng bàn tay cỡ theo chiều dài tương ứng với cỡ theo vòng bàn tay, với tỉ lệ phục vụ khoảng 92,6% Đây sở quan trọng để thiết kế găng tay da có tính tiện nghi cao Khi bàn tay nắm lại, chiều dài bàn tay tăng đến 9,7%, theo ngón tay tăng đến 26,1%, theo vòng bàn tay tăng đến 5,6 % Điều cần phải tính đến lựa chọn vật liệu, thiết kế găng tay bó sát găng tay da Từ khóa: Hệ thống cỡ số bàn tay, thiết kế găng tay da Abstract Hand shape and size are important data to design gloves, especially tight-fitting leather gloves In this study, using the direct measurement method to determine 37 hand measurements in straightening and clench positions of 270 female students in Hung Yen The basic statistical characteristics of the hand measurements were determined by using excels and SPSS software The hand size system of studied female students with sizes, such as sizes by hand circumference and sizes by hand lengths corresponding to each size by hand circumference, has been developed This size system meets 92,6% of studied students This is an important data for designing comfortable leather gloves When the hand grasped, its length increased to 9.7%, fingers length to 26.1%, circumference to 5.6% This needs to be considered when choosing materials, designing tight-fitting leather gloves Keywords: Hand size system, designing leather gloves hệ thống kích thước bàn tay nam công nhân Việt Nam [5] v.v Cho đến nay, chưa có cơng trình cơng bố nghiên cứu nhân trắc bàn tay nữ sinh viên Việt Nam, đối tượng có nhu cầu lớn găng tay thời trang găng tay da Do việc nghiên cứu nhân trắc bàn tay nữ sinh viên phục vụ thiết kế găng tay da việc làm cần thiết Đặt vấn đề Bàn* tay phận quan trọng thể, giúp người thực hoạt động làm việc, việc bảo vệ bàn tay trước tác động từ môi trường bên ngồi ln trọng Sản phẩm để bảo vệ bàn tay găng tay Dữ liệu quan trọng ban đầu để thiết kế găng tay, đặc biệt găng tay bó sát găng tay da, kích thước bàn tay duỗi thẳng trạng thái tĩnh tư bàn tay có kích thước lớn bàn tay nắm lại Đặc điểm nhân trắc bàn tay quan tâm nghiên cứu nhiều nước như: Khảo sát nhân trắc học hình dạng tay tay Hàn Quốc [1], nghiên cứu nhân trắc bàn tay người Jordan [2], nhân trắc học bàn tay người phụ nữ Ấn độ [3], nghiên cứu tác động chuyển động tay lên biến dạng da thiết kế găng tay trị liệu [4], nghiên cứu Thực nghiệm Đối tượng đo: Đối tượng đo bàn tay nữ sinh viên từ 19 - 22 tuổi học tập Hưng Yên Qua khảo sát, lựa chọn địa điểm đo Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật trường Cao đẳng Công nghiệp Hưng Yên Đây sở đào tạo tập trung nhiều nữ sinh viên Số lượng thời gian đo: Để đảm bảo tính đại diện độ tin cậy mẫu đo, số lượng bàn tay cần đo tính theo cơng thức [5, 6]: * Địa liên hệ: Tel: Tel.: (+84) 0989890521 Email: huan.buivan@hust.edu.vn 25 Tạp chí Khoa học Công nghệ 140 (2020) 025-030 t , m = t n = m2 n vị trí rộng ngón (g1z1, c1d1) Vòng cổ tay Oc – Đo vòng quanh xương cổ tay (1) đó: n - tập hợp mẫu cần xác định; t- đặc trưng xác suất: với p = 0,95 coi chắn, t = 1,96; - độ lệch chuẩn; m - sai số tập hợp, %, m = 1, 2, 3, 4, Qua khảo cứu tài liệu cho thấy tất hệ cỡ găng tay sử dụng kích thước chủ đạo vòng bàn tay, số hệ cỡ sử dụng thêm số đo chiều dài mu bàn tay Kết đo khảo sát kích thước vòng bàn tay 30 bàn tay cho giá trị σ = 7,9 mm Theo công thức 1, với P = 0,95, m = 1, cần đo tối thiểu 240 bàn tay Để đảm bảo độ tin cậy tính đại diện mẫu, đo 270 người, cụ thể: sinh viên 19 tuổi: 65 người, 20 tuổi: 65 người, 21 tuổi: 70 người, 22 tuổi: 70 người Thời gian đo từ tháng đến tháng 11 năm 2018 a Phương pháp đo: Trong nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đo trực tiếp Đo bàn tay phải, để trần tư ngón tay duỗi thẳng, ngón chếch 30-350, tư bàn tay nắm [6] Qua phân tích liệu để thiết kế găng tay [6, 7], khảo cứu tài liệu [1 - 5], nghiên cứu tiến hành xác định 37 kích thước bàn tay nữ sinh viên, có 30 kích thước đo bàn tay tư duỗi thẳng kích thước đo bàn tay tư nắm lại Trước đo, cần đánh dấu mốc đo: Các điểm kết thúc ngón tay a1, a2, a3, a4, a5; Các điểm kẽ ngón tay thứ – thứ năm K1, K2, K3, K4; Điểm F1 F5 khớp xương bàn thứ thứ năm; Điểm cổ tay CL CM (hình 1) Thực đo kích thước bàn tay theo sơ đồ hình 1: Chiều dài bàn tay từ phía mặt lòng DL mặt mu DM – Khoảng cách từ trung điểm cổ tay từ phía mặt lòng mặt mu bàn tay đến kết thúc ngón tay thứ ba; Chiều dài ngón phía mặt lòng l1, l2, l3, l4, l5 phía mặt mu D1, D2, D3, D4, D5 bàn tay duỗi thẳng – khoảng cách tương ứng từ điểm kẽ ngón tay chiếu trục thẳng đứng bề mặt lòng mu bàn tay đến điểm kết thúc ngón tay Chiều dài nắm tay Nbt, N1, N2, N3, N4, N5 Chiều rộng bàn tay Rbt - Khoảng cách lớn bờ bờ bàn tay Chiều rộng gan bàn tay Rgbt – khoảng cách khớp xương bàn số Chiều rộng ngón tay R1, R2, R3, R4, R5 - Khoảng cách hai bờ ngón từ ngón đến ngón Chiều dày Tbt, T2, T3, T4, T5 – Khoảng cách mặt mu mặt lòng bàn tay, ngón tay Vòng bàn tay duỗi OK Vòng bàn tay nắm OKK đo vòng quanh khớp xương bàn đốt ngón trỏ ngón út Vòng đầu ngón tay OH đo vòng quanh ngón tay vị trí móng Vòng chân ngón tay Ol đo vòng quanh khớp xương bàn ngón tay Chiều dài cung thứ C1 thứ hai C2 ngón đo thước dây từ đường trung điểm mặt phẳng cạnh bàn tay đến hết phần gờ ngón tương ứng b c Hình Sơ đồ đo bàn tay duỗi thẳng (a, b), đo bàn tay nắm lại (c) a b c d Hình Đo kích thước bàn tay ngón tay tư nắm lại thước dây 26 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 140 (2020) 025-030 Để đo kích thước bàn tay, sử dụng thước đo số hóa “Measure King” cho kết đo đến phần trăm mm thể hình dụng cụ (hình 2, a) Chu vi bàn tay, dài bàn tay nắm lại đo thước dây “Jinzen” có thang đo đến mm (hình 2, d) Các kích thước ngang bàn tay đo thước kẹp “Electronic Digital Caliper” cho kết đo đến phần trăm mm thể hình dụng cụ (hình 2, b) Cách đo bàn tay thể hình Để đo bàn tay nắm lại, cần cố định đầu thước dây vào đầu ngón tay (hình 2, a) sau nắm tay lại để đo chiều dài ngón chiều dài bàn tay (hình 2, b) bình cộng (M), độ lệch chuẩn δ 37 thông số bàn tay; Xây dựng biểu đồ, phương trình hệ số tương quan thông số bàn tay, xây dựng hệ thống cỡ số bàn tay Kết bàn luận 3.1.Kết xác định đặc bàn tay Loại bỏ số liệu thô hay sai số thô: Loại bỏ số liệu có giá trị ≥ M + 3δ ≤ M - 3δ số đo bàn tay phần mềm Excel Sử dụng phần mềm Excel, SPSS tính tốn đặc trưng thống kê thơng số kích thước bàn tay (bảng 1) Bảng Giá trị thông số bàn tay nữ sinh viên Hưng Yên D1 D2 D3 D4 D5 DL l1 l2 l3 l4 l5 Nbt N1 N2 N3 N4 N5 Rbt Rgbt R1 R2 R3 R4 R5 Tbt T2 T3 T4 T5 Oc OK OKK OH Ol C1 C2 Max 188 69 82 94 88 69 187 68 78 88 80 68 202 85 102 112 102 81 100 87 21 20 20 18 17 43 21 21 20 17 167 201 210 60 82 78 76 M 165 58 69 80 75 59 164 55 65 76 69 55 180 71 89 97 90 71 87 75 17,49 17,07 16,54 15,5 13,8 36,2 17,5 18,2 16,87 14,7 148 178,5 187,5 51 71 65 62 Lựa chọn chứng minh thông số chủ đạo: Các thông số chủ đạo thường thông số quan trọng, có mối tương quan chặt chẽ với số thông số bàn tay, tuân theo quy luật phân bố chuẩn Hiện số hệ cỡ găng tay sử dụng kích thước chủ đạo vòng bàn tay, số hệ sử dụng vòng bàn tay chiều dài mu bàn tay Kết xử lý số liệu đo cho thấy, độ chênh lệch chiều dài bàn tay có khoảng kích thước vòng bàn tay, chênh lệch phạm vi 10 mm, lớn, tới 40 mm Do sử dụng kích thước vòng bàn tay kích thước chủ đạo, găng tay thiết kế khó vừa bàn tay Do vậy, nghiên cứu này, chọn kích thước vòng bàn tay dài mu bàn tay kích thước chủ đạo với bước nhảy 10 mm δ 7,48 4,73 5,15 5,05 5,28 5,18 7,47 5,2 4,64 4,68 4,71 5,5 9,6 4,78 6,06 5,37 4,98 4,61 4,52 3,99 1,27 1,1 1,26 1,19 1,16 2,44 1,11 0,97 1,11 1,11 6,32 7,85 7,71 3,19 3,57 5,02 5,23 Tần số bàn tay DM Min 145 45 56 68 60 43 146 42 51 62 56 40 149 56 70 81 76 59 72 64 14 14 13 12 11 31 15 16 14 12 130 156 168 42 60 54 50 Vòng bàn tay duỗi Hình Biểu đồ phân bố lý thuyết thực tế vòng bàn tay duỗi Tần số bàn tay Kích thước 3.2 Kết xây dựng hệ thống cỡ số bàn tay Xử lý số liệu đo: Sử dụng phần mềm chuyên dụng nghiên cứu nhân trắc SPSS phần mềm Excel để xử lý số liệu đo: Loại bỏ sai số thô, xác định giá trị lớn (Max), nhỏ (Min), giá trị trung Dài mu bàn tay Hình Biểu đồ phân bố lý thuyết thực tế dài mu bàn tay 27 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 140 (2020) 025-030 Bảng Các phương trình hồi quy TT Kích thước D1 D2 D3 D4 D5 DL l1 l2 l3 10 l4 11 l5 12 Nbt 13 N1 14 N2 15 N3 16 N4 17 N5 18 Rbt 19 Rgbt 20 R1 21 R2 22 R3 23 R4 24 R5 25 Tbt 26 T2 27 T3 28 T4 29 T5 30 Oc 31 OKK 32 OH Ol 33 34 C1 35 C2 Phương trình hồi quy D1 = -24,43 + 0,532DM - 0,27OK D2 = -26,67+ 0,525DM + 0,035OK D3 = -12,69 +0,495DM + 0,062OK D4 = -16,82 + 0,469DM + 0,079OK D5 = -12,51 + 0,484DM - 0,047OK DL = 13,93 + 0,938DM - 0,027OK l1 = -5,43 + 0,438DM - 0,068OK l2 = 1,29 + 0,396DM - 0,012OK l3 = 9,86 + 0,395DM - 0,002OK l4 = 12,08+ 0,379DM - 0,031OK l5 = -5,75+ 0,435DM - 0,065OK Nbt = 22,39 + 0,715DM + 0,227OK N1 = 1,79 + 0,286DM + 0,07OK N2 = 11,35 + 0,269DM + 0,184OK N3 = 25,41 + 0,244DM + 0,175OK N4 = 25,82 + 0,223DM + 0,154OK N5 = 16,02 + 0,218Mbt + 0,107OK Rbt = 38,60 + 0,079DM + 0,199OK Rgbt = 23,28 + 0,101DM + 0,198OK R1 = 6,35 + 0,004DM + 0,058OK R2 = 8,04 + 0,003DM + 0,048OK R3 = 8,14+ 0,008DM + 0,04OK R4 = 5,14 + 0,002DM + 0,056OK R5 = 3,92 - 0,008DM + 0,063OK Tbt = 23,96 + 0,002DM + 0,069OK T2 = 5,16 + 0,009DM + 0,061OK T3 = 7,84 - 0,003DM + 0,061OK T4 = 5,39 - 0,002DM + 0,066OK T5 = -1,18 + 0,028DM + 0,063OK Oc = 42,48 + 0,207DM + 0,401OK OK = 27,14 - 0,001DM + 0,899OK OH = 25,69 + 0,01DM + 0,132OK Ol = 37,58 + 0,056DM + 0,134OK C1 = 18,63+ 0,133DM + 0,134OK C2 = 14,63 + 0,143DM + 0,135OK thực tế lý thuyết số đo chiều dài vòng bàn tay gần với Ngoài ra, giá trị 2 tính (để kiểm chứng) nhỏ giá trị tra bảng với với mức độ tin cậy 0.99 Do kết luận phân bố số đo thực tế chiều dài vòng bàn tay nghiên cứu phân bố chuẩn hay kích thước kích thước chủ đạo r 0,83 0,77 0,75 0,69 0,69 0,93 0,62 0,63 0,63 0,59 0,58 0,60 0,47 0,43 0,45 0,43 0,41 0,38 0,45 0,36 0,34 0,25 0,37 0,41 0,22 0,44 0,48 0,46 0,5 0,58 0,91 0,32 0,33 0,3 0,3 Kết xác định quan hệ kích thước bàn tay với kích thước chủ đạo: Sử dụng phần mềm SPSS xây dựng phương trình hồi quy hệ số tương quan r (bảng 2) thể mối quan hệ số đo bàn tay với số đo chủ đạo Theo kết bảng 2, kích thước dài ngón từ đến phía mặt mu lòng bàn tay có tương quan chặt chẽ, r từ 0,6 đến 0,83; Kích thước vòng cổ tay có mối tương quan trung bình với kích thước chủ đạo Các kích thước lại có mối tương quan (r < 0,5) với kích thước chủ đạo Vòng bàn tay nắm lại có mối tương quan chặt chẽ với kích thước chủ đạo Kết nhận bảng phù hợp với kết cơng trình nghiên cứu bàn tay công bố [1- 4, 6] Xây dựng cấu cỡ số theo vòng bàn tay: Giá trị lý thuyết phần i cỡ i xác suất hay tần suất phân bố chuẩn giá trị Вз khoảng j tương ứng (Хjн, Хjв), Хjн, Хjв giới hạn khoảng j [6] i = P(Хjн Вз Хjв) Ф(Zjв) – Ф(Zjн), đó: Ф(z) – Hàm Laplace, xác định theo bảng giá trị theo giá trị Zjв Zjн: Zjв = (Хjв – Х)/Вз Zjн = (Хjн – Х)/В [6] Tập hợp giá trị i theo tất lớp vòng bàn tay cấu cỡ số theo theo vòng bàn tay (bảng 3) Khi xây dựng hệ cỡ số, cỡ số có tần suất từ 3% trở lên [6] xem xét Do vậy, theo vòng bàn tay, nên xây dựng hệ cỡ số với cỡ 170, 180 190, đáp ứng 95% số lượng người sử dụng găng tay theo vòng bàn tay Để chứng minh phân bố vòng bàn tay dài bàn tay phân bố chuẩn, tính tần số phân bố lý thuyết nt theo cơng thức [6]: nt = zt(h/δ), đó: h bước nhảy phân lớp, h = 10; δ - độ lệch chuẩn vòng bàn tay dài bàn tay; zt = 1/(√2Π)e (-t2/2) Từ kết nhận được, xây dựng biểu đồ phân bố lý thuyết thực tế vòng bàn tay dài bàn tay (hình 4) Xây dựng cấu cỡ số theo dài mu bàn tay: Theo vòng bàn tay khoảng cỡ số 170 - 190, xác định chiều dài trung bình bàn tay theo cỡ vòng bàn tay, số lượng cỡ theo dài bàn tay cần xem xét thiết lập bảng Các biểu đồ cho thấy, đường phân bố Bảng Kết tính cấu cỡ số bàn tay nữ sinh viên (theo vòng bàn tay) Cỡ vòng bàn tay 160 170 180 190 200 Các giá trị biên lớp Х, мм Взjн Взjв 155 164 164 173 174 183 184 193 194 203 Các giá trị hàm Lamplac Ф(Z) Ф(Zjн) Ф(Zjв) 0,0212 0,0281 0,2236 0,2644 0,7422 0,7357 0,9625 0,9719 0,9989 Giá trị chuẩn Z ZjH -3,18471 -1,91083 -,63694 0,636943 1,910828 ZB j -2,03822 -0,76433 0,509554 1,783439 3,057325 Tổng 28 Р(Взjн