Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общая характеристика проблемы
1.1. Анализ существующих технологий разработки конструкций лечебно-профилактической одежды 11
1.1.1. Анализ ассортимента существующей лечебно-профилактической одежды 11
1.1.2. Анализ свойств лечебно-профилактической одежды 21
1.1.3. Анализ исходных данных для проектирования лечебно-профилактической одежды 32
1.1.4. Анализ средств обеспечения устойчивости конструкции лечебно-профилактической одежды 39
1.1.5. Анализ оборудования для изготовления лечебно-профилактической одежды 46
1.1.6. Методы оценки свойств лечебно-профилактической одежды 50
1.2. Взаимосвязь факторов оздоровления и показателей свойств конструкции изделия 60
1.3. Разработка концепции проектирования лечебно-профилактических изделий 66
Выводы по главе 1 69
Глава 2. Теоретические основы проектирования лечебно-профилактической одежды 72
2.1. Разработка требований к конструкции лечебно-профилактической одежды 72
2.2. Выбор материалов для лечебно-профилактических изделий 76
2.2.1. Исследование свойств материалов конструкции изделий 78
2.2.1.1. Исследование разрывных характеристик материалов 78
2.2.1.2. Исследование релаксационных характеристик материалов 81
2.3. Разработка ассортимента лечебно-профилактической одежды для людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата 86
2.3.1. Разработка деталей конструкции и технологи обработки образцов лечебно-профилактической одежды 88
.3.1.1. Расчет и построение чертежа деталей одежды 88
2.3.2. Расчет местоположения массажных элементов на деталях изделия 93
2.3.3. Определение величин давления изделия на поверхность тела человека для получения оздоравливающего эффекта 98
2.3.4. Разработка математической модели проектирования степени давления изделия на субъект 109
Выводы по главе 2 115
Глава 3. Исследование эффективности оздоравливающего действия изделия на организм человека 118
3.1. Выбор метода физиолого-гигиенической оценки оздоравливающей одежды 118
3.1.1. Исследование ответной реакции организма человека на воздействие лечебно-профилактического изделия 120
3.1.2. Исследование величины теплового потока при действии лечебно-профилактического изделия 131
3.1.3. Исследование параметров температуры в точках крепления массажных элементов 135
3.2. Исследование эффективности действия лечебно-профилактических изделий для массажа 141
3.2.1. Опытная носка 143
3.2.2. Выбор критериев оценки оздоравливающего действия изделия 149
Выводы по главе 3 153
Глава 4. Разработка методики проектирования лечебно-профилактической одежды 155
4.1. Информационная база для проектирования лечебно-профилактической одежды 155
4.1.1. Разработка структуры информационной базы для проектирования лечебно-профилактической одежды 155
4.2. Разработка алгоритма проектирования лечебно-профилактических изделий 157
4.3. Социально-экономическая значимость разработки лечебно-профилактических изделий массажного действия 162
Выводы по главе 4 165
Общие выводы по работе 166
Термины 168
Список литературы 171
Приложения 183
- Анализ исходных данных для проектирования лечебно-профилактической одежды
- Выбор материалов для лечебно-профилактических изделий
- Исследование величины теплового потока при действии лечебно-профилактического изделия
- Разработка алгоритма проектирования лечебно-профилактических изделий
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Разработка и освоение производства текстильных изделий медицинского и санитарно-гигиенического назначения определены Концепцией развития легкой промышленности России до 2010 года [106] как одно из приоритетных направлений научных исследований.
Лечение заболеваний органов опорно-двигательной системы, напрямую связанных с прямохождением человека, является в настоящее время весьма актуальным направлением в медицине. Остеохондроз, ноющие боли в пояснице, болезни суставов, как результат нервных перегрузок, «запредельного» темпа жизни, загрязнения окружающей среды, неправильного питания стали постоянными «попутчиками» более 70% взрослого населения.
Проблема сохранения позвоночного столба и суставов в подвижном, т.е. здоровом состоянии, притягивает внимание не только медиков, но и специалистов в области конструирования одежды.
Чтобы помочь людям, страдающим подобными заболеваниями, часто используют испытанное средство - массаж. Его благотворное влияние на организм человека известно давно. Посредством массажа устраняются застойные явления, обеспечивается рассасывание отеков, стимулируется функция кровообращения, повышается содержание гемоглобина, нормализуется артериальное давление, улучшается газообмен в тканях, усиливается потоотделение. Тем самым повышается местная интенсивность обменных процессов, что обуславливает локальный рост числа функционирующих капилляров. В результате повышается эффективность регулярного действия приносимых кровью тканевых гормонов, благодаря чему увеличивается температура кожного покрова, что, в свою очередь, приводит к согреванию массируемой области. Это ведет к снижению остроты болевых ощущений.
Но больной не всегда имеет возможность получать медицинские услуги в стационаре. В связи с этим актуальным становится создание лечебно-профилактических изделий массажного действия, способствующих сниже-
7 нию боли и восстановлению нарушенных физиологических функций организма.
Целью диссертационной работы является разработка конструкций лечебно-профилактической одежды, обеспечивающей снижение болевого синдрома у людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата за счет механического воздействия давлением. Для достижения цели решены следующие задачи:
-разработаны требования к свойствам лечебно-профилактических изделий; - разработаны методы и средства реализации оздоравливающих свойств изделий;
установлены ограничения действия лечебно-профилактических изделий;
разработаны конструкции лечебно-профилактических изделий с учетом выдвигаемых требований по выбору материалов, средств устойчивости конструкции, расчету параметров массажных элементов;
определены методы оценки эффективности действия лечебно-профилактических изделий массажного действия;
- разработана информационная база для проектирования лечебно-
профилактической одежды массажного действия для людей с заболеваниями
опорно-двигательного аппарата.
Объектом исследования в работе принята система «человек — одежда лечебно-профилактического назначения — оздоравливающий эффект».
Методы исследований. В диссертации использовались теоретический и экспериментальный подходы исследования, основанные на системном подходе к решению поставленных задач. Механические свойства образцов материалов определялись экспериментально по стандартным методикам. Оценка реакции организма человека при воздействии лечебно-профилактической одежды проведена бесконтактными органолептическими и инструментальными методами. Применены методы математического моделирования и планирования эксперимента. Обработка результатов исследований осуществлялась с применением компьютерных программ Microsoft Office Professional
8 Edition 2003, Microsoft Excel, STATISTICA 6.0, SPSS for Windows 13.0, Corel DRAW X3 и др. На отдельных этапах работы использованы методы маркетингового исследования, системного и логического анализа. Научная новизна работы заключается в том, что в ней: разработаны теоретические основы проектирования лечебно-профилактических изделий, включая параметрические, геометрические характеристики и материалы для изделий и функциональных элементов;
- установлены форма, параметры массажных элементов, их количество и зо
ны местоположения в изделиях;
научно установлены значения параметров воздействия лечебно-профилактических изделий для получения оздоравливающего эффекта;
- доказана эффективность использования массажных элементов из силикона
для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата за счет комплекс
ного воздействия его механических и теплофизических свойств.
Практическая значимость работы:
установлена взаимосвязь факторов оздоровления и показателей свойств конструкции изделий;
впервые разработан новый ассортимент лечебно-профилактической одежды для мужчин и женщин с заболеваниями опорно-двигательного аппарата;
разработан прибор для измерения давления лечебно-профилактической одежды на тело человека;
разработана информационная база данных для проектирования лечебно-профилактической одежды массажного действия для людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата;
разработан алгоритм проектирования лечебно-профилактических изделий;
доказан эффект снижения болевого синдрома.
Техническая новизна разработок подтверждена патентом Российской федерации на изобретение № 2254849 «Корсет для массажа (варианты)»;
Апробация и реализация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили
9 положительную оценку на кафедрах ТШП РосЗИТЛП, КиТШИ Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна, на XXX Федеральной оптовой ярмарке товаров и оборудования легкой промышленности «Текстильэкспо» (Москва, 2008 г.) и на конференциях:
Международная научно-техническая конференция, Уфа, 2005 г.
Межвузовская научно-техническая конференция «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности», М., 2006 г.
Межвузовская научно-техническая конференция аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности. (Поиск - 2008)», Иваново, 2008 г.
Межвузовская научно-практическая конференция «Инновационные и наукоемкие технологии в легкой промышленности», М., 2008 г.
Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы текстильной и легкой промышленности», М., 2008 г.
IV Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Новые технологии и материалы легкой промышленности», Казань, 2008 г.
Международная научно-практическая конференция «Безопасность пищевых продуктов и товаров народного потребления», Алматы, 2008 г.
Достоверность результатов работы подтверждена актом апробации и внедрения в отделении неврологии федерального государственного учреждения здравоохранения «Медико-санитарная часть УВД Ульяновской области».
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 научных работ общим объемом 2,9 п.л., патент Российской Федерации на изобретения № 2254849 «Корсет для массажа (варианты)».
Социальная эффективность от внедрения нового вида изделий медицинского назначения проявляется в увеличении темпов реабилитации больных, в повышении психологического комфорта при пользовании изделиями.
10 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, терминов, списка литературы и приложений. Материалы диссертации изложены на 181 страницах, содержат 13 рисунков, 31 таблицу. Список литературы включает 149 наименований. Приложения представлены на 83 страницах.
Анализ исходных данных для проектирования лечебно-профилактической одежды
Таким образом, анализ свойств, присущих лечебно-профилактической одежде и материалам, из которых она изготовлена, позволяет заключить следующее: 1. Наиболее приемлемым для изготовления текстильных изделий лечебно-профилактического назначения является трикотажное полотно переплетения двуластик или футерованная гладь, которое обеспечивает мягкость, гибкость, эластичность, плотное облегание изделием фигуры человека, устойчивость изделия к быстрому износу. 2. Небольшая масса и толщина трикотажного полотна обеспечивают удобство пользования изделием, что позитивно отражается на эмоциональном состоянии человека. 3. Натуральное сырье, в частности льняное и хлопковое волокна или смеси этих волокон, обладая высокими гигиеническими свойствами, обеспечивают комфортный микроклимат пододежного пространства, поэтому более всего подходят для производства лечебно-профилактических изделий. 4. Внутренний слой изделий, выполненный из различных материалов, должен отвечать следующим требованиям экологического комфорта: быть достаточно прочным и эластичным, способным оказывать благотворное механическое воздействие на кожный покров человека; формоустойчивым, сохранять свои размеры и форму при длительной эксплуатации; нетоксичным, удовлетворять всем гигиеническим показателям; биоинертным, обладать гидрофобными свойствами; полностью совместимым с кожным покровом человека, то есть не травмировать его и не вызывать аллергических реакций; легко очищаться (отстирываться) от загрязнений.
Для разработки лечебно-профилактической одежды массажного действия проведено патентное исследование в направлении изучения новых материалов, новых видов изделий лечебно-профилактического назначения и аналогов конструктивных решений. В ходе патентного поиска, глубина которого составила 25 лет, были изучены разработки ведущих стран мира в области медицинской техники, в том числе США, Японии, Германии, России и др.
Патентное исследование показало, что в настоящее время не существует лечебно-профилактических изделий массажного действия (с применением точечного массажа), удовлетворяющих условиям комфортности, эффективности, с широким диапазоном действия.
Для проектирования высококачественных изделий необходима информация о назначении и области их применения, об особенностях строения фигуры человека, о размерах тела человека в статике и динамике, о конструктивных прибавках, о свойствах используемых материалов, о способах и степени лечебного воздействия.
Назначение лечебно-профилактических изделий — это профилактика и , лечение различных заболеваний человека. Область применения обуславливается диагнозом заболевания, зоной или участком тела человека. Следовательно, при разработке конструкций необходимо учесть размерные признаки и форму участка или зоны тела человека, для которых изделия предназначены. Учитываются также изменения размерных признаков, которые зависят от динамики выполняемых действий человеком.
В настоящее время при создании новых моделей одежды в промышленности используют различные способы приближенного конструирования разверток деталей. Сущность этих способов состоит в использовании расчетных формул для определения величин конструктивных отрезков и прибавок. Величины конструктивных прибавок определяются приближенно, что вызывает необходимость их уточнения [58].
Для трикотажа конструктивные прибавки устанавливаются с учетом следующих свойств: растяжимости, способности накапливать остаточные деформации, толщины полотна [1, 2, 30, 49, 131, 145]. Для бельевых изделий Е.Б. Кобляковой [1,2] установлены оптимальные величины заужения белье вых изделий относительно размеров фигуры (для полотен из хлопчатобумажного двуластика на 20-40%). Эти величины приняты из условий удобства изделия для потребителя - плотное облегание тела изделием без нарушения свободы движения, дыхания, кровообращения и при сохранении устойчивости размеров и формы изделия в носке.
Для проектирования лечебно-профилактических изделий из трикотажа на основе установленной размерной типологии фигур учитываются интервалы размерного безразличия. В связи с растяжимостью трикотажных полотен по ширине полнотные вариации фигур не учитываются. Интервал безразличия по росту для трикотажных изделий установлен равным 12 см, а облегающие бельевые изделия из полотен большой растяжимости изготавливают в сдвоенных размерах [19].
Проблема вычисления сдавливающего усилия имеет первостепенное значение для корсетных изделий, бандажей и спортивных изделий, надеваемых на ногу, руку или другую часть тела. Поскольку в зауженных изделиях давление на соответствующие участки тела постоянно в течение всего периода носки, вопрос о допустимом давлении очень важен. В частности, давление не должно создавать препятствий для нормального кровообращения и протекания всех физиологических процессов в организме человека и, в тоже время, должно обеспечивать лечебно-профилактический эффект.
Давление на тело человека плотно облегающим изделием обусловлено двумя составляющими: уменьшенными размерами изделия относительно соответствующих размеров тела; растяжением изделия при движениях.
Проблеме определения допустимых значений давления на тело человека при проектировании зауженных (растяжимых и высокорастяжимых трикотажных) изделий посвящено немало работ [1, 6, 21, 130].
Выбор материалов для лечебно-профилактических изделий
В настоящее время для производства изделий лечебно-профилактического назначения используют как тканые, так и нетканые текстильные материалы с высокими гигиеническими показателями. Предпочтительное применение трикотажных полотен для изготовления изделий вызвано их высокой эластичностью, мягкостью, что позволяет не ограничивать свободу движения, дыхания, обеспечивая при этом плотное прилегание в проблемных зонах. Тканые материалы могут обеспечить более сильное давление на тело человека.
Разрабатываемые массажные изделия состоят из текстильной основы, внутреннего массирующего слоя [119]. В качестве материалов для основы, бретелей и поясов образцов изделий выбрана хлопчатобумажная ткань (по-верхн. пл. 120 г/м ) и трикотажное хлопкольняное полотно с вискозой (хлопок - 33%, лен - 34%, вискоза — 33%). Трикотажное полотно поперечного переплетения футерованная гладь. Характеристика материалов дана в табл. 2.1.
При выборе материалов для внутреннего слоя с массирующими элементами рассматривались коллагенсодержащий полимер (коллаген) и силиконовая резина (силикон).
Производителем коллагенсодержащих полимеров и пищевой продукции из них является завод «Белкозин», г. Луга. Проведенные разведывательные эксперименты по формованию массажных элементов показали несостоятельность предложения использования коллагена в качестве внутреннего покрытия. Коллаген не способен образовывать устойчивую форму, способную выдерживать необходимые механические нагрузки.
Силиконовая резина (силикон) удовлетворяет всем требованиям внутреннего покрытия. Силикон нетоксичен, биоинертен, не травмирует кожный покров человека и не вызывает аллергических реакций, легко очищается от загрязнений. Силиконовые детали внутреннего покрытия изготовлялись в ЗАО «МедСил» из резиновых смесей производства Казанского завода силиконовых каучуков. Продукция ЗАО «МедСил» разрешена и рекомендована к применению Минздравом РФ (прилож. 3). Физико-механические характеристики силикона 52-336/4 представлены в табл. 2.2
Сравнивая физико-механические и эксплуатационные свойства силикона, полистирола, АБС-пластика (п. 1.1.2) необходимо отметить, что силикон не хрупок в переделах температур эксплуатации, имеет большую прочность при растягивании, высокую теплопроводность. Стоек к ультрафиолетовому излучению, что может быть необходимо при дезинфекции медицинских изделий. Кроме того, силикон полностью совместим по физиологическим свойствам с кожным покровом человека: теплый на ощупь, т.к. имеет больший коэффициент теплопроводности; не травмирует кожный покров; не вызывает аллергических реакций. Кроме того, не менее важную роль играет простота работы со смесями на основе силиконовых каучуков. Это легко формующиеся смеси, которые возможно вулканизировать без применения давления. На основании сравнительного анализа свойств полимеров, используемых в медицине и пищевой промышленности, для изготовления массажных элементов выбираем силикон, который наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к функциональным элементам массажного изделия. Для разработки конструкции изделий массажного действия необходимо определить форму, параметры массажных элементов, место расположения, площадь соприкосновения с кожным покровом. Таким образом, определены основные материалы для разработки лечебно-профилактического изделия массажного действия. Для основы изделия - ткань и трикотажное полотно. Для внутреннего рельефа — силикон. Целью проведения исследований является разработка исходных данных для расчета конструкции изделий, разработки надежных узлов конструкции. Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи: 1. Определить предельные нагрузки материалов при одноосном растяже нии. 2. Определить растяжимости материалов, при нагрузках меньших разрыв разрывных. Для разработки конструкций изделий для массажа необходимо исследовать механические свойства материалов. Для этого следует определить прочность и деформацию при одноосном растяжении. Прочность материала характеризуется разрывной нагрузкой, т.е. усилием, выдерживаемым материалом при растяжении до разрыва. Деформационные свойства оценивают разрывным удлинением. Абсолютное разрывное удлинение определяют по шкале разрывной машины. Относительное разрывное удлинение определяют как отношение абсолютного разрывного удлинения к начальной длине пробы Деформация определяется по разрывному удлинению материала [16]. Объектами эксперимента являются хлопчатобумажная ткань полотняного переплетения и трикотажное хлопкольняное полотно футерованного переплетения с вискозой (хлопок - 33%, лен - 34%, вискоза - 33%). Экспериментальные исследования проводятся по методикам, предусмотренным государственными стандартами [17]. Испытания проводятся на разрывной машине РТ-250М. количество испытании Данные испытаний с достоверной вероятностью сцб = 0,99 показывают, что параметры разрывных нагрузок проб одинакового размера трикотажа (вдоль петельных столбиков) превышают характеристики разрывных усилий ткани (по нити основы) на 30 %. Разрывные нагрузки трикотажа, прилагаемые вдоль петельных рядов, также превышают на 44% разрывные нагрузки ткани по утку. Что обусловлено структурой тканей и трикотажных полотен. Параметры разрывного удлинения ткани по основе составляют 14 % от рабочей длины пробы. Что на 32% меньше разрывного удлинения трикотажа вдоль петельных столбиков. Разрывное удлинение трикотажа вдоль петельных рядов превышает разрывное удлинение ткани по утку на 57%. В ходе испытаний выявлено, что характер разрыва ткани и трикотажной пробы также различен. Пробы из ткани чаще разрушаются от места зажимов. Причем разрыв проходит по всей площади полоски. Начало разрушения трикотажных проб происходит за счет спуска 2-3 петель в петельном столбике. Эластичность исследуемого трикотажного полотна обуславливает облегание изделием фигуры человека. Характеристики растяжения ткани указывают на целесообразность разработки устойчивых конструкций бретелей и поясов изделия. Исследование механических свойств материалов подтвердило возможность использования предлагаемой ткани и трикотажного полотна в качестве основы изделий для массажа.
Исследование величины теплового потока при действии лечебно-профилактического изделия
Результаты эксперимента показали действие жилетов для массажа различных конструкций на организм человека, что выражается в увеличении относительной влажности пододежного пространства после прилагаемых нагрузок, в увеличенрти температуры и изменении окраски кожного покрова человека. Анализ результатов испытаний показал увеличение теплового потока кожного покрова человека после 10 минутной эксплуатации жилета для массажа. Доказательством эффективности использования жилета для массажа послужат расчеты температур на поверхности разрабатываемых изделий в точках крепления массажных элементов и в точках между ними и сравнение этих величин с экспериментальными данными.
По Делль Р.А. термическое сопротивление пакета одежды человека рассчитывают по формуле [38], м К / Вт: tk - температура кожи человека, С; tn - температура воздуха, С; q - тепловой поток на единицу поверхности тела человека, Вт/м". Если известен коэффициент теплопроводности материалов, составляющих пакет одежды, их толщина и воздушные прослойки, то расчет термического сопротивления пакета в общем случае производят по формуле 8 — толщина пакета одежды, мм; X - коэффициент теплопроводности материалов, (Вт/ м С) [109]. Для расчета термического сопротивления пакета одежды, необходимо учитывать сопротивление воздушной прослойки, расположенной в пространстве от тела человека до первого слоя материалов. Проф. П.Н. Умняков предлагает расчет термического сопротивления теплопередаче пакета одежды по формуле [127] Таким образом, термическое сопротивление теплопередаче жилета для массажа рассчитывается с учетом толщины воздушной прослойки по формуле 5П - толщина слоя материала, мм; X — коэффициент теплопроводности материала, Вт/ м С; R„ н. пр, - термическое сопротивление воздушной прослойки, м С / Вт. Коэффициент теплопроводности для материалов одежды принимает значения от 0,033 до 0,07 Вт/ м С [16, 17]. Для одного и того же материала коэффициент теплопроводности непостоянен и изменяется от влажности и температуры окружающего воздуха, направления и скорости теплового потока. По данным П.А. Колесникова коэффициент для хлопчатобумажного бельевого трикотажа изменяется от 0,038 до 0,049 Вт/ м С в зависимости от плотности и толщины материалов, для сорочечных смешанных тканей - от 0,038 до 0, 054 Вт/ м С , для костюмных тканей - от 0,042 до 0,058 Вт/ м С [38, 68 ]. В условиях спокойного воздуха коэффициент теплопроводности для всех материалов принимают равным 0, 0495 Вт/ м С. Термическое сопротивление теплопередаче воздушной прослойки между материалами зависит от ее толщины. Из литературных источников [127] известно, что толщине прослойки в 2 мм соответствует термическое сопротивление 0,055 м2 С / Вт, 4 мм - 0,09 м2 С / Вт, 6 мм - 0,12 м2 С / Вт, 8 мм -0,14 м2 С/Вт, 10 мм-0,155 м2 С/Вт.
Для оценки толщины пакета одежды используют экспериментальные методы. Они подразделяются на контактные и бесконтактные. К бесконтактным относятся методы стереофотограмметрический, рентгенографии, радиоэлектронный и др. [64, 139].
Контактные методы прокола иглой [113], измерением толстотным циркулем [52] сопряжены с неизбежными искажениями измеряемых величин. Но в отличие от бесконтактных - просты и доступны.
Величины воздушной прослойки пододежного пространства жилета для массажа определены в ходе испытаний, проведенных на манекене контактным методом прокола иглой.
На манекен 48 размера надевался жилет для массажа на тканевой основе. Достигая плотного прилегания, закрепляли изделие на манекене. Замеры проводили на задней поверхности манекена по пяти точкам, расположенным симметрично относительно срединной линии манекена на 5 уровнях (при-лож. 10). На уровне 5, соответствующем продольным мышцам спины, точки взяты на одинаковом расстоянии друг от друга в зоне от уровня линии лопаток до уровня линии талии. На срединной линии замеры проводят по уровню линии лопаток, по уровню линии талии, на середине между линией лопаток и линией талии, по уровню копчика. Результаты замеров приведены в табл. 1 (прилож. 11).
По результатам замеров видно, что величины воздушных прослоек находятся в диапазоне от 2 до 6 мм. Наибольшая величина воздушной прослойки соответствует уровням линии лопаток (6 мм), срединной линии (линии позвоночника) (6 мм), линии копчика (6 мм), уровню продольных мышц спины (4 мм), наименьшая — уровню линии талии (2 мм). Это объясняется параметрами внутреннего рельефа жилета для массажа и формой задней поверхности манекена. При надевании изделия на тело человека, величины воздушных прослоек уменьшатся. Что указывает на наличие мягких тканей и жироотложений на поверхности тела человека. Исходя из того факта, что воздушные прослойки в пакете одежды толщиной до 10 мм являются эффективной теплоизоляцией, необходимо проследить распределение температуры на границах каждого слоя материалов. Температура на поверхности пакета одежды рассчитывают по формуле [127]
Разработка алгоритма проектирования лечебно-профилактических изделий
Проектирование — это процесс создания нового объекта, представляющий ряд последовательных действий от постановки проблемы до разработки нового решения [122]. По ГОСТ ЕСКД 2103-63 «Стадии проектирования» процесс проектирования состоит из 5 стадий: техническое задание (ТЗ), техническое предложение (ТПр), эскизный проект (ЭП), технический проект (ТП), рабочий проект (РП). Стадиям проектирования предшествует этап предпроектных исследований.
Проектирование лечебно-профилактических изделий включает пред-проектные исследования, проектные и послепроектные процедуры (рис. 4.3).
Информационное обеспечение проектирования осуществляется на этапе предпроектных исследований. Оно включает: определение назначения лечебно-профилактического изделия; изучение характера заболевания; анализ существующего ассортимента со сходными характеристиками назначения; анализ профилактических свойств и способов реализации этих свойств через изделие; выявление сегмента потребителей и рынка сбыта изделий. Изучение существующих аналогов лечебно-профилактических изделий по данному виду заболеваний ведет к апробации аналогов с последующими рекомендациями к их использованию. Если же апробация аналога дала оценки, то необходимо приступать к разработке нового вида изделий с заданными свойствами. Следующие этапы промышленного проектирования зависят от объема и качества информации о каждом элементе системы «человек — одежда лечебно-профилактического назначения — оздоравливающий эффект», представленной в предпроектных исследованиях.
Стадия технического задания определяет требования потребителя к свойствам лечебно-профилактического изделия, факторы оздоровления.
Стадия технического предложения определяет пути реализации требований, предъявленных в ТЗ.
На стадии ТП разрабатываются эскизы ассортимента изделий лечебно-профилактического назначения. Определяются материалы, формы, вид деталей и узлов, наличие или отсутствие средств креплений изделий на фигуре человека. Оценка направлена на выявление соответствия предложенных моделей требованиям ТЗ.
Целью эскизного проектирования является установление конструктивно-технологических решений модели изделия. Для этого выполняется расчет и построение чертежей деталей с учетом свойств выбранных материалов, наличия или отсутствия функциональных элементов, обеспечивающих профилактические и лечебные функции изделия. Прорабатывается технология сборки деталей и узлов. Образец изделия подвергают отработке на статическое, динамическое и профилактическое соответствие. Возможность использования разрабатываемых изделий в соответствии с назначением определяет опытная носка. Лечебно-профилактическое изделие должно не только соответствовать форме и размеру объекта, но и оказывать действие, соответствующее его назначению.
На стадии технического проектирования (ТПр) образцы лечебно-профилактических изделий получают окончательное конструктивно-технологическое решение в соответствии с проведенными в ЭП испытаниями. Уточняют чертежи конструкций, лекала, технологию изготовления. По уточненной документации изготавливают опытную партию образцов с соблюдением условий промышленной технологии. Оценка эффективности лечебно-профилактических изделий проводится путем регистрации психологического состояния экспертов. Определяют продолжительность пользования изделием, меры предосторожности.
Стадия рабочего проектирования (РП) включает разработку рабочей документации, которая должна содержать всю необходимую информацию для производства готовой продукции и контроля ее соответствия образцу. В состав рабочей документации входит образец-эталон изделия, полный комплект лекал, техническое описание на модель. Качество конструкторской документации заключается в антропометрическом и эргономическом соответствии конструкции рекомендованному диапазону размероростов, в соответствии зон действия функциональных элементов проблемным участкам тела человека, в соответствии параметров функциональных элементов функциям обеспечения профилактических свойств изделия.
Готовая проектно-конструкторская документация должна в полной мере удовлетворять требования, установленные ТЗ.
Конструкторско-технологическая подготовка производства включает градацию лекал по размерам и ростам, определения рациональных раскладок, нормирование материалов, разработку окончательной технологической последовательности с выбором технологического оборудования и приспособлений.
Таким образом, проектирование конструкций лечебно-профилактических изделий с учетом всех стадий проектных работ позволяет осуществить системное проектирование, в процессе которого происходит учет всего комплекса свойств, качества и требований к объекту проектирования, как части системы «человек - одежда лечебно-профилактического назначения - оздоравливающий эффект».
