◎湖北省咸寧市通城縣實驗學(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車。醫(yī)護人員到達后，迅速用擔(dān)架將奶奶抬上救護車。在去醫(yī)院的路上，由于路面崎嶇，睡在救護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)想用繩索將救護床吊在車上，利用繩索的柔韌性使救護床保持水平狀態(tài)?？茖W(xué)老師提出了幾個問題：一是繩索有礙醫(yī)務(wù)人員進行救護工作；二是設(shè)置繩索會使救護床像秋千一樣蕩來蕩去；三是取、掛救護床費時又費力。

聽了老師的意見，我改進了設(shè)計，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，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車車廂底部，如圖1。

圖1 制作完成的弧形軌道

參照救護床的構(gòu)造和設(shè)計，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，救護時平衡床可與弧形軌道分離。

當(dāng)救護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 上坡實驗

圖4 下坡實驗

三、創(chuàng)新點

（一）我設(shè)計的平衡床符合我國地形復(fù)雜多樣的現(xiàn)實情況和《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、改進方法

為進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方法：一是在兩條弧形軌道的四個端點處增加止動卡塊，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。

專家點評

“救護車上的平衡床創(chuàng)新設(shè)計”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，請來了救護車。在去往醫(yī)院的路上，他發(fā)現(xiàn)由于路面崎嶇，救護車顛簸得厲害，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發(fā)明。正因為作品來源于生活，謝康樂同學(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。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)?！彼炎约旱闹R和才能都奉獻給了國家和民族。錢老這種樸實而偉大的家國情懷，值得我們永遠銘記與追隨！