一种数学概率课用辅助教学设备的制作方法

本发明属于教学器材技术领域，具体的说是一种数学概率课用辅助教学设备。

背景技术：

概率学是数学中的一门分支课程，为了向学生更好的演示概率中的理论；传统的概率实验一般是教师通过多次的抛硬币或者向多个盒子里随机丢小球等方式来演示，但是这种方式实施起来很不方便，效率低，浪费教师的课堂时间，也消耗了教师的体能。

技术实现要素：

为了弥补现有技术中不足，本发明提出的一种数学概率课用辅助教学设备，能够进行多次概率实验，并能够直观的向观众展示实验结果，并且有利于研究实验立柱的直径、小球的直径对概率实验的影响程度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种数学概率课用辅助教学设备，包括安装底座、一号转杆、锥形漏斗、展示模块、抛硬组件、实验立柱和敲击单元；所述安装底座为l型板；所述一号转杆转动连接在安装底座上，一号转杆的两侧对称固定连接有两个锥形漏斗，锥形漏斗包括两块锥形板和连接在两块锥形板之间的侧板，一号转杆上开设有第一通孔；所述第一通孔与两个锥形漏斗连通；所述锥形漏斗的内壁上插入式连接有若干实验立柱，可将实验立柱从锥形漏斗中取下，所述锥形漏斗远离一号转杆的一端固定连接有展示模块；所述展示模块上开设有若干展示槽体，所述展示槽体的前侧壁上开设有投放孔；投放孔用于对小球或者硬币等实验器材的放入或取出；所述展示模块上设置有抛硬组件；所述敲击单元包括二号转杆、转盘、扭簧、二号弹簧、敲击锤、绕线槽、拉绳、拉环和定位板；所述二号转杆转动连接在一号转杆上，二号转杆上固定套接有转盘，二号转杆上活动套接有扭簧；所述扭簧的两端分别与转盘和一号转杆固定连接，扭簧用于转盘的复位；所述转盘的圆周方向上固定连接有二号弹簧的一端；所述二号弹簧的另一端固定连接有敲击锤，敲击锤用于敲击锥形漏斗，使得锥形漏斗发生震动，避免小球堵塞在两个锥形漏斗的连通处；所述二号转杆上开设有绕线槽，绕线槽上绕接有拉绳的一端；所述拉绳的另一端滑动贯穿定位板并固定连接有拉环，所述定位板与一号转杆固定连接；拉环用于拉动拉绳，使得拉绳带动二号转杆转动，此时扭簧蓄力，松开拉环，扭簧恢复弹性，使得转盘旋转，转盘通过二号弹簧带动敲击锤敲击锥形漏斗的外侧壁，使得锥形漏斗发生震动，避免小球堵塞在两个锥形漏斗的连通处，使得实验可以顺利的进行；

所述抛硬组件包括支撑板、推杆、拨动板和一号弹簧，所述支撑板滑动连接在展示槽体的内壁；所述推杆的一端与支撑板固定连接，推杆的另一端滑动贯穿展示槽体的底壁并固定连接在同一拨动板上，所述拨动板与展示模块之间通过若干一号弹簧连接；支撑板在不受力的情况下会挡住投放孔，使得小球或者硬币等实验器材不会从投放孔掉落。

所述展示模块的侧壁上开设有条形滑槽，所述条形滑槽内滑动连接有一号磁铁，所述安装底座上固定连接有与一号磁铁相配合的二号磁铁；通过一号磁铁与二号磁铁间的相互吸引，使无法一号转杆转动，在实验时不再需要用手扶，解放教师的双手。

所述一号转杆远离安装底座的一侧开设有凹槽，所述凹槽内滑动连接有安装板，所述安装板上开设有与第一通孔相配合的第二通孔；通过向内推动安装板，即可通过安装板将第一通孔堵住，暂停实验，便于教师对实验的过程进行讲解。

所述展示槽体的数量多于七个，且多个所述展示槽体之间呈等距分布；可以提高实验的准确性。

所述展示模块和锥形漏斗均为透明塑料材质；便于师生观察整个实验过程。

所述安装底座的底壁上设置有若干抽屉；用于放置小球和硬币等实验器材，避免丢失。

所述安装板上固定连接有把手，且把手上设置有防滑套；方便教师对安装板的推拉和对一号转杆的旋转。

本装置还包括图像采集显示模块，图像采集显示模块用于对实验结果信息进行图像采集，并经处理器处理后显示在显示屏上。可以更加直观的数字显示实验结果。

所述实验结果信息为正态分布实验后小球的分布曲线和抛硬币实验过程中硬币的正反面图像。

所述图像采集显示模块包括用于采集图片的摄像头、用于将所述图片中小球的分布曲线处理成数字信息的转换模块、用于将所述数字信息处理成可以在显示屏上显示小球分布曲线的数据处理模块和用于显示所述小球分布曲线的显示器。

所述图像采集显示模块还包括用于判断所述硬币正反面的判断模块。摄像头采集硬币图像并发送至判断模块，判断模块对硬币的正反面进行判断，然后判断模块将判断结果输送至显示器，显示器显示多次抛硬币的结果。

所述实验立柱为圆柱形结构，实验立柱的内部设有密封的中空腔，所述中空腔内填充有液体，实验立柱由橡胶材料制成。

所述实验立柱的两端设有褶皱，褶皱靠近所述锥形板内侧位置。

所述实验立柱的一个端面贴有加热片，加热片温控器连接，温控器控制加热片对所述液体加热的温度。褶皱用于补偿因实验立柱形变而造成形变尺寸不均的情况。

所述液体为水银或者酒精。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置一号转杆、锥形漏斗和展示模块等结构，只需通过旋转一号转杆，通过锥形漏斗和展示模块件的相互配合，可以对正态分布实验进行多次重复试验，便于学生多次观看，理解什么是正太分布，在使用时的操作也非常简单快捷；通过支撑板、推杆、拨动板和一号弹簧件的相互配合，可一次抛起多个硬币，提高抛硬币实验的效率。

2.本发明通过设置直径可变的实验立柱，方便对于不同直径小球的实验，从而提高实验小球尺寸的适用范围。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是图1中a处结构放大图；

图3为实验立柱的剖视图；

图4是图1中b处结构放大图；

图中：安装底座1、一号转杆2、安装板21、锥形漏斗3、展示模块4、展示槽体41、一号磁铁42、二号磁铁43、投放孔44、抛硬组件5、支撑板51、推杆52、拨动板53、一号弹簧54、实验立柱6、褶皱61、敲击单元7、二号转杆71、转盘72、扭簧73、二号弹簧74、敲击锤75、绕线槽76、拉绳77、拉环78、定位板79。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种数学概率课用辅助教学设备，包括安装底座1、一号转杆2、锥形漏斗3、展示模块4、抛硬组件5、实验立柱6和敲击单元7；所述安装底座1为l型板；所述一号转杆2转动连接在安装底座1上，一号转杆2的两侧对称固定连接有两个锥形漏斗3，锥形漏斗3包括两块锥形板和连接在两块锥形板之间的侧板，一号转杆2上开设有第一通孔；所述第一通孔与两个锥形漏斗3连通；所述锥形漏斗3的内壁上插入式连接有若干实验立柱6，可将实验立柱6从锥形漏斗3中取下，所述锥形漏斗3远离一号转杆2的一端固定连接有展示模块4；所述展示模块4上开设有若干展示槽体41，所述展示槽体41的前侧壁上开设有投放孔44；投放孔44用于对小球或者硬币等实验器材的放入或取出；所述展示模块4上设置有抛硬组件5；所述敲击单元7包括二号转杆71、转盘72、扭簧73、二号弹簧74、敲击锤75、绕线槽76、拉绳77、拉环78和定位板79；所述二号转杆71转动连接在一号转杆2上，二号转杆71上固定套接有转盘72，二号转杆71上活动套接有扭簧73；所述扭簧73的两端分别与转盘72和一号转杆2固定连接，扭簧73用于转盘72的复位；所述转盘72的圆周方向上固定连接有二号弹簧74的一端；所述二号弹簧74的另一端固定连接有敲击锤75，敲击锤75用于敲击锥形漏斗3，使得锥形漏斗3发生震动，避免小球堵塞在两个锥形漏斗3的连通处；所述二号转杆71上开设有绕线槽76，绕线槽76上绕接有拉绳77的一端；所述拉绳77的另一端滑动贯穿定位板79并固定连接有拉环78，所述定位板79与一号转杆2固定连接；拉环78用于拉动拉绳77，使得拉绳77带动二号转杆71转动，此时扭簧73蓄力，松开拉环78，扭簧73恢复弹性，使得转盘72旋转，转盘72通过二号弹簧74带动敲击锤75敲击锥形漏斗3的外侧壁，使得锥形漏斗3发生震动，避免小球堵塞在两个锥形漏斗3的连通处，使得实验可以顺利的进行；

所述抛硬组件5包括支撑板51、推杆52、拨动板53和一号弹簧54，所述支撑板51滑动连接在展示槽体41的内壁；所述推杆52的一端与支撑板51固定连接，推杆52的另一端滑动贯穿展示槽体41的底壁并固定连接在同一拨动板53上，所述拨动板53与展示模块4之间通过若干一号弹簧54连接；支撑板51在不受力的情况下会挡住投放孔44，使得小球或者硬币等实验器材不会从投放孔44掉落。

所述展示模块4的侧壁上开设有条形滑槽，所述条形滑槽内滑动连接有一号磁铁42，所述安装底座1上固定连接有与一号磁铁42相配合的二号磁铁43；通过一号磁铁42与二号磁铁43间的相互吸引，使无法一号转杆2转动，在实验时不再需要用手扶，解放教师的双手。

所述一号转杆2远离安装底座1的一侧开设有凹槽，所述凹槽内滑动连接有安装板21，所述安装板21上开设有与第一通孔相配合的第二通孔；通过向内推动安装板21，即可通过安装板21将第一通孔堵住，暂停实验，便于教师对实验的过程进行讲解。

所述展示槽体41的数量多于七个，且多个所述展示槽体41之间呈等距分布；可以提高实验的准确性。

所述展示模块4和锥形漏斗3均为透明塑料材质；便于师生观察整个实验过程。

所述安装底座1的底壁上设置有若干抽屉；用于放置小球和硬币等实验器材，避免丢失。

所述安装板21上固定连接有把手，且把手上设置有防滑套；方便教师对安装板21的推拉和对一号转杆2的旋转。

本装置还包括图像采集显示模块，图像采集显示模块用于对实验结果信息进行图像采集，并经处理器处理后显示在显示屏上。可以更加直观的数字显示实验结果。

所述实验结果信息为正态分布实验后小球的分布曲线和抛硬币实验过程中硬币的正反面图像。

所述图像采集显示模块包括用于采集图片的摄像头、用于将所述图片中小球的分布曲线处理成数字信息的转换模块、用于将所述数字信息处理成可以在显示屏上显示小球分布曲线的数据处理模块和用于显示所述小球分布曲线的显示器。

所述图像采集显示模块还包括用于判断所述硬币正反面的判断模块。摄像头采集硬币图像并发送至判断模块，判断模块对硬币的正反面进行判断，然后判断模块将判断结果输送至显示器，显示器显示多次抛硬币的结果。

所述实验立柱6为圆柱形结构，实验立柱6的内部设有密封的中空腔，所述中空腔内填充有液体，实验立柱6由橡胶材料制成。

所述实验立柱6的两端设有褶皱61，褶皱61靠近所述锥形板内侧位置。

所述实验立柱6的一个端面贴有加热片，加热片温控器连接，温控器控制加热片对所述液体加热的温度。褶皱61用于补偿因实验立柱6形变而造成形变尺寸不均的情况。

所述液体为水银或者酒精。

本案中，在需要演示正态分布实验时，教师只需向上拉动位于上方的拨动板53，使支撑板51在推杆52的带动下移动至投放孔44的上方，此时将用于演示正态分布的小球从投放孔44投进锥形漏斗3中，此时松开拨动板53，小球由于自身重力滚落到位于下方的展示槽体41中，通过转动把手，将转轴旋转180°，使得位于底部的小球通过第一通孔和第二通孔落入展示槽体41中，此时根据位于下方展示槽体41内小球的数量，即可体会正态分布；再次180°转动把手，即可将实验重新做一次，便于学生多次观看，理解什么是正太分布，在使用时的操作也非常简单快捷。

在需要演示抛硬币时，将实验立柱6取下，然后向下按压位于下方的拨动板53，然后通过投放孔44将硬币放置在支撑板51上，接着松开拨动板53，拨动板53在一号弹簧54的作用下向上移动，支撑板51通过拨动板53和推杆52间的配合，将硬币抛起，硬币再次落在支撑板51上，从而模拟抛硬币实验，简单方便，可一次抛起多个硬币，提高实验效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。