学生学习用概率演示装置的制作方法

本发明涉及学生学习用具技术领域，具体地说是一种学生学习用概率演示装置。

背景技术：

在初中生、高中生的学习过程中，对概率的理解一直以来是比较抽象的。尤其是对于概率的计算方法，概率概念的掌握，让很多学生苦恼。对于古典概型，事件的个数是有限的且各个事件发生的概率相等。例如在相同条件下抛掷硬币或者抛掷骰子N次，硬币正反面朝上的概率是相等的，骰子六个面朝上的概率也是相等的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种学生学习用概率演示装置，用于方便学生对于概率的理解。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：学生学习用概率演示装置，其特征是，它包括底座、转盘、转盘驱动机构、竖轴、挡块、竖轴驱动机构、围板、推进机构和回收释放总成，在所述底座的顶部转动安装有圆环形的转盘，在所述转盘上设有若干在同一圆周上均匀分布的通孔，在每一通孔与转盘的中心孔之间设有避让槽，在底座上设有驱动转盘间歇转动的转盘驱动机构；

在转盘的下方设有固定在底座内腔中的围板，在围板的右侧固定有风机，在风机的下方设有置于围板中的风嘴，风嘴与风机连通，在风机的上端设有由固定管、连接管和活动管顺次连接构成的输送管，且固定管和活动管均竖向放置，所述连接管为可伸缩的软管，在围板的左侧设有支架，在支架上滑动安装有竖杆，在支架上设有驱动竖杆相对固定管移动的竖杆驱动机构；所述风机、风嘴和输送管构成了回收释放总成；

在活动管的底部滑动安装有压块，在压块的底部设有压板，在压块与活动管的外壁之间设有压紧弹簧，在压紧弹簧的作用下压板与转盘接触；

在所述转盘的下方设有转动安装在底座上的竖轴，在所述竖轴的顶部固定有圆台形的挡块，在挡块的顶部固定有连接杆，在连接杆的顶部固定有与转盘底部接触的托板，托板位于通孔正下方时实现对通孔底部的密封，在底座上设有驱动竖轴转动的竖轴驱动机构；

在所述围板的内侧设有推进机构，所述推进机构包括电磁铁、滑杆和顶出弹簧，所述电磁铁固定在围板的内壁上，所述电磁铁的两侧分别设有顶出弹簧，在顶出弹簧上固定有与电磁铁配合作用的滑杆，该滑杆与底座滑动连接；

在底座内侧设有拍摄围板内画面的照相机或录像机。

进一步地，所述转盘驱动机构包括转盘电机、转盘驱动齿轮、转盘驱动蜗杆、转盘驱动蜗轮和旋转环，在转盘底部固定有旋转环，在底座上转动安装共轴设置的转盘驱动齿轮和转盘驱动蜗轮，转盘驱动齿轮与旋转环啮合，转盘驱动蜗轮与转盘驱动蜗杆啮合，转盘驱动蜗杆由转盘电机驱动转动。

进一步地，所述竖杆驱动机构包括竖杆电机、竖杆驱动蜗杆、竖杆驱动蜗轮、竖杆驱动齿轮和齿条，竖杆固定在与支架滑动连接的滑块上，在滑块底部固定齿条，齿条与竖杆驱动齿轮啮合，竖杆驱动齿轮与竖杆驱动蜗轮共轴设置，竖杆驱动蜗轮与竖杆驱动蜗杆啮合，竖杆驱动蜗杆由竖杆电机驱动转动。

进一步地，所述竖轴驱动机构包括竖轴电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、竖轴驱动蜗杆和竖轴驱动蜗轮，从动锥齿轮固定在竖轴上并与主动锥齿轮啮合，主动锥齿轮与竖轴驱动蜗轮共轴设置，竖轴驱动蜗轮与竖轴驱动蜗杆啮合，竖轴驱动蜗杆由竖轴电机驱动转动。

进一步地，在所述压板的底部设有滚珠，所述滚珠与转盘接触且滚珠可在转盘上转动。

进一步地，所述风嘴为上小、下大的锥形结构。

进一步地，在所述竖杆上固定有一对上下设置的管夹，活动管置于管夹上，且在下方的管夹与压块之间设置压紧弹簧。

进一步地，所述支架为左右两端面相连通的长方体形结构，在支架的顶部设有避让竖杆的长槽。

本发明的有益效果是：本发明提供的学生学习用概率演示装置，可以自行实现对硬币或骰子的抛掷，且每次抛掷硬币或骰子时的试验环境均相同；抛掷硬币或骰子后由照相机或录像机记录朝上的信息，以方便统计。本发明可根据需要实现对硬币或骰子的多次抛掷，以获得不同试验次数的概率值，以增强对古典概率的理解。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为底座的俯视示意图；

图3为转盘的安装示意图；

图4为回收释放总成的示意图；

图5为推进机构的示意图；

图6为支架的俯视示意图；

图7为支架的侧面示意图；

图8为输送管的示意图；

图9为压板的剖视示意图；

图中：1底座，11轴承，12耳板，2转盘，21通孔，22避让槽，23旋转环，24转盘驱动齿轮，25转盘驱动蜗轮，26转盘驱动蜗杆，27转盘电机，3竖轴，31挡块，32连接杆，33托板，34轴架，35从动锥齿轮，36主动锥齿轮，37竖轴驱动蜗轮，38竖轴驱动蜗杆，39竖轴电机，4围板，41电磁铁，42滑杆，43顶出弹簧，5回收释放总成，51风机，511风机安装板，52风嘴，53固定管，54连接管，55活动管，56压块，57压板，571滚珠，6支架，61长槽，62竖杆，621管夹，622压紧弹簧，63滑块，64齿条，65竖杆驱动齿轮，66竖杆驱动蜗轮，67竖杆驱动蜗杆，68竖杆电机，69螺栓。

具体实施方式

如图1至图9所示，本发明主要包括底座1、转盘2、转盘驱动机构、竖轴、挡块31、竖轴驱动机构、围板4、推进机构和回收释放总成5，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，底座1为本发明的基体，如图3所示，底座为顶部敞口的圆柱体形中空结构，在底座的内侧通过轴承11转动安装有圆环形的转盘2，如图2所示，在转盘上设有若干沿周向均匀设置的通孔21，在转盘上还设有若干沿周向均匀布置的避让槽22，避让槽的数目与通孔的数目相同且避让槽与通孔一一对应，避让槽将通孔与转盘的中心孔连接在一起。

为驱动转盘的旋转，在转盘的底部设有旋转环23，如图3所示，在底座内侧设有转盘电机27，在转盘电机的输出端设有转盘驱动蜗杆26，转盘驱动蜗杆与转盘驱动蜗轮25啮合，转盘驱动蜗轮与转盘驱动齿轮24共轴设置，转盘驱动蜗轮的蜗轮轴通过轴承安装在底座上，转盘驱动齿轮与旋转环啮合，相应的在旋转环下部的内侧设有与转盘驱动齿轮啮合的齿。转盘电机、转盘驱动蜗杆、转盘驱动蜗轮、转盘驱动齿轮和旋转环构成了驱动转盘间歇转动的转盘驱动机构。

在底座的内侧固定有轴架34，在轴架上转动安装有竖轴3，在竖轴的顶部固定有圆台形的挡块31，挡块的小端朝上，在挡块的顶部固定有连接杆32，连接杆包括顺次连接的竖向杆、横向杆和竖向杆，在连接杆的顶部固定有圆形的托板33，托板与转盘的底面接触。在竖轴上还固定有从动锥齿轮35，从动锥齿轮35与主动锥齿轮36啮合配合，主动锥齿轮与竖轴驱动蜗轮37共轴设置，竖轴驱动蜗轮的蜗轮轴转动安装在耳板12上，竖轴驱动蜗轮与竖轴驱动蜗杆38啮合，竖轴驱动蜗杆固定在竖轴电机39的输出端。竖轴电机、竖轴驱动蜗杆、竖轴驱动蜗轮、主动锥齿轮和从动锥齿轮构成了竖轴驱动机构，通过托板实现对通孔底部的封闭，通过竖轴驱动机构驱动托板的转动。

如图4所示，在底座的内腔中设有圆筒状的围板4，在通孔中放置硬币或者骰子后，托板对硬币或者骰子具有托举的作用。托板转动时，硬币或者骰子逐渐从通孔中露出直至硬币或者骰子掉落，当硬币或者骰子落在挡块的圆锥面上后，硬币或者骰子会沿挡块的圆锥面滚动或下滑，直至硬币或者骰子落在围板内侧。此时便可以记录硬币或骰子朝上一面的信息，可在底座上设置摄像机或照相机，以方便硬币或骰子朝上一面的信息记录。

在围板的右侧的上方设有风机51，风机通过风机安装板511安装在围板的顶部，在风机安装板的下方设有与风机连通的风嘴52，风嘴为上小、下大的锥形结构，在风机的上方设有输送管，输送管包括固定管53、连接管54和活动管55，固定管固定在风机上，如图8所示，固定管竖向放置，在固定管的左侧设有竖向放置的活动管55，活动管的上端与固定管的上端之间通过连接管54连接在一起，连接管为可伸缩的软管，在活动管的下端活动安装有压块56，压块可相对活动管上下移动，在压块的底部固定有压板57，压板与转盘的上表面接触。为驱动活动管相对固定管的移动，在围板左侧的上部固定有支架6，如图6、图7所示，支架为左、右端面相互连通的长方体形结构，在支架的顶部设有避让竖杆的长槽61，如图5所示，在支架的顶部滑动安装有滑块63，在滑块的顶部固定有竖杆62，竖杆可在避让槽中移动，如图4所示，在竖杆上固定有一对上下设置的管夹621，成对的两管夹对活动管进行夹持固定，在下方的管夹与压块之间设有压紧弹簧622，在压紧弹簧的作用下压板与转盘接触。在滑块的下方设有齿条64，齿条与滑块之间通过螺栓69固连，在支架内侧设有竖杆电机68，竖杆电机的输出端与竖杆驱动蜗杆固连，竖杆驱动蜗杆与竖杆驱动蜗轮啮合，竖杆驱动蜗轮的蜗轮轴转动安装在成对的耳板上，竖杆驱动蜗轮与竖杆驱动齿轮共轴设置，竖杆驱动齿轮与齿条啮合。竖杆电机、竖杆驱动蜗杆、竖杆驱动蜗轮、竖杆驱动齿轮和齿条构成了竖杆驱动机构。

风机51、风嘴52、固定管53、连接管54和活动管55构成了回收释放总成5，风机工作时通过风嘴吸附硬币或骰子，然后经固定管、连接管和活动管移动至压块中，最后穿过压板后落下。为保证在风机的作用下风嘴能够顺利的吸附硬币或骰子，在围板的内壁上设有电磁铁41，在电磁铁的右侧设有滑杆42，在滑杆与围板的内壁之间设有一对顶出弹簧43，两顶出弹簧置于电磁铁的两侧，在电磁铁通电时顶出弹簧被压缩且滑杆被电磁铁吸住，电磁铁断电后在顶出弹簧的作用下滑杆被推出。滑杆与底座滑动连接，当滑杆碰到硬币或骰子后会将其推至风嘴所在的一侧，以便于风嘴对硬币或骰子的吸附。电磁铁、滑杆和顶出弹簧构成了推进机构。

为方便压板相对转盘的移动，减小转盘与压板之间的阻力，如图9所示，在压板的底部设有滚珠571。

下面对整个装置的工作过程进行描述，工作前确保托板位于其中任意一个通孔的正下方，然后在该通孔中放置硬币或骰子。驱动竖轴的转动，使得硬币或骰子从通孔中落下后在围板内侧静止，此时照相机或录像机进行拍照，以记录硬币或骰子朝上一面的信息；与此同时转盘顺时针转动一定的角度(该角度值为360度除以通孔的数目)，托板复位且托板置于下一个通孔的正下方。当硬币或骰子靠近围板左侧时，推进机构将硬币或骰子推至围板的右侧，然后风机工作将硬币或骰子吸起并通过输送管将其输送至压块中。然后竖杆驱动机构动作将活动管向左推动使得压块置于托板的正上方，此时硬币或骰子再次回到通孔中。连接管的设置，可以满足活动管移动时的需求。硬币或骰子落在通孔中后或者活动管向左移动到最大位移时，竖杆驱动机构反向动作，使得活动管复位。此即为一个工作循环，设定试验的次数，即可实现对硬币或骰子的N次抛掷，记录硬币或骰子朝上一面的数据，便可实现对概率的统计计算。

竖杆电机、竖轴电机和转盘电机分别与控制器电连接，由控制器控制各电机的动作。