救護(hù)車上的平衡床創(chuàng)新設(shè)計(jì)

◎湖北省咸寧市通城縣實(shí)驗(yàn)學(xué)校九（9）班 謝康樂

一、研究背景

暑假期間，住在黃龍山的奶奶突發(fā)疾病，家人趕忙打電話叫救護(hù)車。醫(yī)護(hù)人員到達(dá)后，迅速用擔(dān)架將奶奶抬上救護(hù)車。在去醫(yī)院的路上，由于路面崎嶇，睡在救護(hù)床上的奶奶一路顛簸，身體疼痛不已，我很心疼。于是，我想：能否幫助救護(hù)床上的病患減輕痛苦呢？

二、研究過程

最初，我設(shè)想用繩索將救護(hù)床吊在車上，利用繩索的柔韌性使救護(hù)床保持水平狀態(tài)。科學(xué)老師提出了幾個問題：一是繩索有礙醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行救護(hù)工作；二是設(shè)置繩索會使救護(hù)床像秋千一樣蕩來蕩去；三是取、掛救護(hù)床費(fèi)時又費(fèi)力。

聽了老師的意見，我改進(jìn)了設(shè)計(jì)，決定制作一種平衡床。

查閱我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）可知，各級公路的最大縱坡為3%～9%（設(shè)計(jì)速度為20～120km/h)。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，我繪制出不同的坡度，然后在不同坡度的同一個橫截面上，采用數(shù)學(xué)中畫二次函數(shù)的方法，先描點(diǎn)，再用圓滑的曲線依次連接，得到一條弧線。再根據(jù)這條弧線設(shè)計(jì)平衡床上的弧形軌道裝置。

制作完成后，將兩條弧形軌道固定在救護(hù)車車廂底部，如圖1。

圖1 制作完成的弧形軌道

參照救護(hù)床的構(gòu)造和設(shè)計(jì)，在平衡床4個角的底部安裝4個輪子，使輪子與弧形軌道嵌合，救護(hù)時平衡床可與弧形軌道分離。

當(dāng)救護(hù)車在平坦的道路上行駛時，平衡床處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖2。

圖2 處于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡床

當(dāng)救護(hù)車上坡時，平衡床受重力影響向反方向移動，并保持水平狀態(tài)，如圖3。當(dāng)救護(hù)車下坡時，平衡床受慣性力影響向前移動，并保持水平狀態(tài)，如圖4。

圖3 上坡實(shí)驗(yàn)

圖4 下坡實(shí)驗(yàn)

三、創(chuàng)新點(diǎn)

（一）我設(shè)計(jì)的平衡床符合我國地形復(fù)雜多樣的現(xiàn)實(shí)情況和《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，采用了人體工學(xué)和簡單機(jī)械制作原理。

（二）在救助病人時，遇到上坡和下坡路也不用擔(dān)心，平衡床能始終保持平衡，給病人帶去舒適感。

（三）如圖5，平衡床能與兩條弧形軌道分離，當(dāng)擔(dān)架使用，遇到路窄、路途較長時可推著走。

圖5 平衡床能與兩條弧形軌道分離，當(dāng)擔(dān)架使用

四、改進(jìn)方法

為進(jìn)一步提高平衡床的安全性和穩(wěn)定性，我想到了以下幾個改進(jìn)方法：一是在兩條弧形軌道的四個端點(diǎn)處增加止動卡塊，防止剎車時平衡床脫軌；二是在卡塊上安裝減震彈簧，防止剎車時平衡床受慣性力的影響而震動；三是在平衡床兩側(cè)設(shè)計(jì)升降扶欄，防止汽車轉(zhuǎn)彎時病人從平衡床上甩下來。

專家點(diǎn)評

“救護(hù)車上的平衡床創(chuàng)新設(shè)計(jì)”是一個讓人感動的創(chuàng)新作品。

謝康樂同學(xué)的奶奶突發(fā)疾病，請來了救護(hù)車。在去往醫(yī)院的路上，他發(fā)現(xiàn)由于路面崎嶇，救護(hù)車顛簸得厲害，讓奶奶身體疼痛不已。于是，出于對奶奶及所有病患的關(guān)愛，他想到并完成了這項(xiàng)發(fā)明。正因?yàn)樽髌穪碓从谏睿x康樂同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做起來也得心應(yīng)手，一氣呵成。

這個作品的成功之處在于，它體現(xiàn)了青少年對中國科學(xué)家精神的踐行與弘揚(yáng)。可敬的科學(xué)家錢學(xué)森曾多次說過：“我作為一名科技工作者，活著的目的就是為人民服務(wù)。”他把自己的知識和才能都奉獻(xiàn)給了國家和民族。錢老這種樸實(shí)而偉大的家國情懷，值得我們永遠(yuǎn)銘記與追隨！