2.1.3 Cảm biến đo áp lực của quần áo lên cơ thể người mặc
Hiện nay có nhiều phương pháp đo lực của quần áo mặc bó sát lên cơ thể người, nhưng thông dụng nhất là phương pháp đo thực nghiệm sử dụng cảm biến dạng áp điện trở. Cảm biến Flexiforce A201 của hãng Tekscan Hoa Kỳ được nghiên cứu lựa
chọn để thiết kế chế tạo hệ thống đo áp lực của quần áo bó sát lên cơ thể người mặc. Cảm biến Flexiforce là một cảm biến đo lực dựa trên mối quan hệ của điện trở và áp lực. Khi cảm biến không chịu lực tác dụng, trở kháng cảm biến ở mức cao. Khi lực tác dụng đặt lên cảm biến, giá trị trở kháng giảm. Ta có thể đọc được giá trị trở kháng này bằng cách dùng đồng hồ đo điện để đo điện trở giữa hai chân ngoài cùng của cảm biến. Cảm biến có kích thước nhỏ gọn, dải đo đáp ứng được yêu cầu khảo sát áp lực của trang phục lên cơ thể người từ 0 đến 50 mmHg [62, 63].
2.2 Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Mô phỏng số áp lực của quần mặc bó sát lên phần đùi cơ thể người
- Xây dựng mơ hình hình học phần chi dưới cơ thể người bằng phương pháp quét 3D.
- Xây dựng mơ hình cấu trúc và mơ hình thuộc tính phần đùi cơ thể người từ dữ
liệu chụp cắt lớp CT và dữ liệu quét 3D cơ thể người.
- Xác định mơ hình thuộc tính của vải sử dụng trong nghiên cứu.
- Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn được tích hợp trong phần mềm tính
tốn ABAQUS để xây dựng bài tốn mơ phỏng số áp lực của quần mặc bó sát lên phần đùi cơ thể người.
2.2.2 Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo áp lực của quần áo bó sát lên cơ thể người sử dụng cảm biến
- Thiết kế nguyên lý hoạt động của hệ thống đo áp lực sử dụng cảm biến FlexiForce.
- Thiết lập hệ thống đo áp lực và phần mềm kết nối mạch xử lý với máy tính hiển thị kết quả đo áp lực.
- Thiết lập bộ gá đầu đo phù hợp yêu cầu đo áp lực tại các vị trí khác nhau trên cơ thể người mặc.
- Đánh giá kết quả thực nghiệm đo áp lực quần mặc bó sát lên cơ thể người.
- So sánh đánh giá kết quả xác định áp lực quần áo bó sát lên cơ thể người bằng
phương pháp mơ phỏng tính tốn với phương pháp đo thực nghiệm sử dụng hệ thống đo bằng cảm biến FlexiForce.
2.2.3 Nghiên cứu thực nghiệm đo áp lực và xác định áp lực tiện nghi của quần bó sát lên cơ thể người
- Nghiên cứu xác lập các điều kiện thực nghiệm đo áp lực của quần mặc bó sát lên cơ thể người.
- Nghiên cứu xác định áp lực tiện nghi lên vùng bụng, vùng mông và vùng đùi cơ thể người mặc.
- Xây dựng cơng thức tính tốn kích thước thiết kế quần mặc bó sát cho đối tượng nữ thanh niên Việt Nam đảm bảo tính tiện nghi áp lực trong quá trình sử dụng.
2.3 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu, cơng trình liên quan đến nội dung nghiên cứu của luận án, phân tích đánh giá những vấn đề đã được nghiên cứu, những vấn đề cịn tồn tại từ đó xác định hướng nghiên cứu phù hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt Nam.
- Phương pháp mơ phỏng số áp lực quần mặc bó sát lên cơ thể người:
+ Xây dựng mơ hình 3D phần đùi cơ thể người kết hợp từ dữ liệu quét 3D cơ thể người và ảnh chụp cắt lớp CT.
+ Ứng dụng phương pháp PTHH được tích hợp trong phần mềm tính tốn ABAQUS để mơ phỏng xác định áp lực quần mặc bó sát lên cơ thể người.
- Phương pháp thử nghiệm:
+ Xác định các đặc trưng cơ học của mẫu vải sử dụng may quần mặc bó sát. + Thu thập bộ dữ liệu quét 3D và ảnh chụp cắt lớp CT cơ thể người.
- Phương pháp thực nghiệm: Đo áp lực quần mặc bó sát lên cơ thể người bằng
thiết bị đo áp lực của tác giả và nhóm nghiên cứu chế tạo.
- Phương pháp tính tốn kích thước thiết kế quần áo: Dựa trên công thức xác
định độ giãn tương đối của vải dệt kim đàn tính cao sử dụng trong may quần mặc bó sát; Mối quan hệ tuyến tính giữa độ giãn ngang của vải và áp lực của vải lên cơ thể người để xây dựng cơng thức tính kích thước thiết kế ống quần theo khoảng giá trị áp lực tiện nghi lên vùng đùi cơ thể người mặc.
- Phương pháp đánh giá chủ quan: Nghiên cứu tiến hành khảo sát đánh giá cảm
nhận áp lực chủ quan của 30 người mặc tại các vị trí vịng bụng, vịng mơng và vịng đùi sau khi mặc 5 mẫu quần gen theo thang đánh giá các mức cảm nhận của người mặc.
- Phương pháp xử lý và phân tích số liệu thực nghiệm:
+ Sử dụng phần mềm Excel để thống kê phân tích các số liệu nhân trắc; lựa chọn 30 đối tượng có độ lệch chuẩn SD về chiều cao, cân nặng, vòng bụng, vòng mơng, vịng đùi và chỉ số BMI phù hợp yêu cầu của nghiên cứu. Thống kê kết quả đo và mức cảm nhận áp lực tối ưu của quần mặc bó sát lên cơ thể người.
+ Sử dụng phần mềm SPSS 20 phân tích số liệu thống kê, xây dựng biểu đồ xác định khoảng giá trị áp lực tối ưu lên từng vùng cơ thể người mặc.
2.3.1 Phương pháp mô phỏng số áp lực của ống quần lên phần đùi cơ thể người
Để mơ phỏng xác định áp lực quần mặc bó sát lên cơ thể người, trước hết cần xây dựng mơ hình 3D mơ phỏng phần đùi thể người và ống quần, xác định được mơ hình thuộc tính cơ thể người và vải sử dụng trong nghiên cứu. Q trình mơ phỏng được thực hiện theo lưu đồ q trình mơ phỏng tính tốn như hình 2.2.
Hình 2.2. Lưu đồ q trình mơ phỏng số áp lực quần bó sát
lên phần đùi cơ thể người.
2.3.1.1 Xây dựng bộ dữ liệu quét 3D và ảnh chụp cắt lớp CT phần chi dưới cơ thể.
Cơ sở lựa chọn số lượng đối tượng tham gia thử nghiệm
Để đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của các mẫu sử dụng trong nghiên cứu về nhân trắc học ngành may [64], quá trình lựa chọn mẫu được tiến hành qua các bước sau:
Bước 1: Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát nhân trắc theo phương pháp truyền
thống để lựa chọn ra 350 nữ sinh của Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Cơng nghiệp có kích thước cơ bản phù hợp với cỡ 158B(86-90) theo tiêu chuẩn TCVN 5782-2009 [61].
Bước 2: Dựa vào công thức xác định cỡ mẫu (2.1), tiến hành lựa chọn nhóm đối
tượng phục vụ nghiên cứu cho luận án trong 350 nữ sinh ở trên theo các yêu cầu cụ thể sau: 2 2 2 * t s n e (2.1)
Luận án chọn số lượng tối thiểu theo công thức xác định cỡ mẫu mà vẫn đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy kết quả nghiên cứu [64] . Với mức xác suất thường được sử dụng trong nghiên cứu nhân trắc lấy p = 95%; độ sai số chuẩn t = 2,58; sai số của tập hợp e = 0,5; độ lệch chuẩn vịng mơng s = 0,65, nghiên cứu lựa chọn số lượng là12 đối tượng.
Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu[65]
- Máy quét toàn thân NX- 16 3D Body Scanner của hãng [TC]² tại phòng máy đo 3D của Viện Dệt May.
- Máy chụp cắt lớp vi tính CT hãng SIEMENS tại bệnh viện Đại học Y Hà Nội.
Quá trình Xây dựng bộ dữ liệu quét 3D và ảnh chụp cắt lớp CT phần chi dưới cơ thể.
Bước 1: Tập huấn cho nhóm đối tượng tham gia nghiên cứu các yêu cầu kỹ
thuật khi đo như tư thế đứng trong máy quét 3D cơ thể người, tư thế nằm trong máy chụp cắt lớp CT, yêu cầu về trang phục trong quá trình đo [65].
Bước 2: Thu thập bộ dữ liệu số hóa cơ thể người từ máy qt tồn thân 3D
Sử dụng máy quét toàn thân 3D body Scaner NX 16 của hãng [TC]2 để thu thập bộ dữ liệu số hóa hình dạng, cấu trúc và kích thước cơ thể người. Dựa trên dữ liệu quét 3D thu được nghiên cứu tiến hành phân tích chi tiết tư thế khi đứng trong máy quét của từng đối tượng như:
- Khoảng cách giữa 2 mắt cá chân - Góc mở giữa 2 má trong của đùi - Chiều cao eo
- Chiều dài chân
Các thơng số kích thước được phân tích và minh họa như trong hình 2.3 làm cơ sở cho tư thế khi nằm trong máy chụp cắt lớp CT.