CN210777394U - 一种辅助学习数学概率事件的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及教学器材技术领域，公开了一种辅助学习数学概率事件的装置，包括壳体，壳体内部分为前演示区和后操作区，前演示区上部设置有释放盒，释放盒的释放口和演示盒的入口相连接，演示盒内部设置有阻挡柱，演示盒下端设置有漏球口，漏球口的内壁两侧分别安装有正电极片和负电极片，漏球口下方和集球盒相连接，集球盒的出球口位于后操作区，后操作区固定安装有可使金属球从集球盒运动至释放盒内的循环机构，出球口和循环机构的进球口相连通，壳体前表面设置有显示屏，后操作区内部设置有电源和单片机。本实用新型使用方便，可直观显示出概率事件的统计结果，同时无需采用大量金属球即可进行大样本实验。

Description

一种辅助学习数学概率事件的装置

技术领域

本实用新型涉及教学器材技术领域，具体为一种辅助学习数学概率事件的装置。

背景技术

概率又称或然率、机会率、机率(几率)或可能性，是概率论的基本概念。在进行概率教学时，老师往往会进行一些简单的概率实验来加深学生对概率事件的理解。

伽尔顿板实验是一种经典的概率事件演示装置，在使用伽尔顿板进行概率演示时，需要使用大量的金属球，通过将金属球倒入伽尔顿板，然后观察其下端狭槽内的金属球分布，从而进行概率演示。由于概率事件的在演示时，所选用的样本越大则概率事件演示更具说服力，因此在进行伽尔顿板实验时，使用的金属球越多则能使概率事件演示更精确，但是使用的金属球越多，同样也会带来很多弊端，一是大量的金属球不容易携带，二是大量的金属球在回收时会浪费较多时间，而且容易在回收时洒落丢失，三是使用的金属球越多则会要求使更大容量的伽尔顿板，便携性降低。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以仅依靠少量金属球既可以完成的概率事件演示装置，本装置金属球可以持续循环使用，且无需另外收集，同时也无需取出到装置外，可以避免洒落丢失，而且还便于携带。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种辅助学习数学概率事件的装置，包括壳体，所述壳体内部分为前演示区和后操作区，所述前演示区上部设置有释放盒，所述释放盒的释放口和演示盒的入口相连接，所述演示盒内部设置有阻挡柱，所述演示盒下端设置有漏球口，所述漏球口的内壁两侧分别安装有正电极片和负电极片，所述漏球口下方和集球盒相连接，所述集球盒的出球口位于所述后操作区，所述后操作区固定安装有可使金属球从所述集球盒运动至所述释放盒内的循环机构，所述出球口和所述循环机构的进球口相连通，所述壳体前表面设置有显示屏，所述后操作区内部设置有电源和单片机，所述正电极片、负电极片、单片机、电源以及显示屏电性连接。

在上述辅助学习数学概率事件的装置中，由于该装置设置有释放盒和演示盒，并在演示盒下方设置有集球盒，因此在将金属球从释放盒释放后，金属球会通过演示盒下方的不同的漏球口，并进入集球盒中，通过设置的循环机构，可以将进入集球盒的金属球带动回到释放盒中，因此无需人工额外进行操作，同时也可以使有限的金属球进行无限的循环，以增大概率事件演示时的样本，使结果更具说服力。通过在演示盒的漏球口内设置正电极片和负电极片，正电极片和负电极片中间经过金属球时，会使两者之间形成闭合电路，从而给单片机发射电信号，单片机则可以根据信号自动在显示屏上直观的显示出不同的漏球口内经过的金属球的次数，从而方便了后续的概率统计及验证。

作为本实用新型的一种优选方案，所述集球盒由上导向板以及下收集管构成，所述上导向板为左低右高的倾斜结构，所述下收集管为右低左高的倾斜结构，且所述上导向板的左端和所述下收集管的右端相连通，所述下收集管呈向后完全的圆弧状，所述出球口位于所述圆弧状管体的后端。金属球进入集球盒后，首先会落到上导向板上，然后由于上导向板为倾斜结构，金属球会向低端滚动并进入下收集管中；由于下收集管也为倾斜结构，因此金属球会沿管路滚至出球口，此种方式可以将多个金属球依次自动排列至下收集管中，避免金属球互相挤压卡在集球盒内。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述循环机构包括电机、主动轮、从动轮、皮带以及循环盒体，所述电机固定安装在所述后操作区上部，所述主动轮和所述电机的输出端固定连接，所述从动轮通过轴承安装在所述后操作区下部，所述主动轮通过所述皮带带动所述从动轮转动，所述皮带外表面固定安装有托球板，所述托球板设置在所述循环盒体内，所述循环盒体上部设置有上部弧槽，所述上部弧槽位于所述释放盒内，且其与所述释放盒相邻一侧的内壁为开口结构，所述循环盒体下部设置有下部弧槽，所述进球口位于所述下部弧槽最底端。通过电机可以带动主动轮运转，主动轮则可以通过皮带带动从动轮运转，由于皮带上固定安装有托球板，因此在运转时，托球板可以将金属球在循环盒内托起，并使金属球沿循环盒体运动，并最终进入释放盒中，结构简单耐用。

作为上述优选方案的改进，所述循环盒体和所述释放盒的连接处设置有盖板，所述盖板用于覆盖所述主动轮。盖板将主动轮盖住后，可以防止金属球落入释放盒内时磕碰主动轮及其轴承，同时使释放盒内表面更平滑，有利于金属球顺利滚入释放盒。

作为上述优选方案的另一种改进，所述上部弧槽的开口对侧设置有凸起导块。所述凸起导块可以在金属球被托入上部弧槽后，将金属球向上部弧槽的开口处挤压，从而使托球板上的金属球受力滚入释放盒，有效防止金属球未从托球板滚出而又落入循环盒体，避免了卡滞情况的发生。

作为本实用新型的又一种优选方案，所述正电极片和负电极片为凸出于所述漏球口内壁的弹簧片，受力会被压缩并紧贴在所述漏球口内壁上，从而可以在保证金属球下落经过时，会和正电极片以及负电极片接触，从而提高了计数时的准确性。

综上所述，本实用新型可以通过释放盒、演示盒、集球盒以及循环机构的相互配合，使金属球在装置内多次循环，起到了使用少量金属球即可进行大样本概率事件演示的作用；同时，金属球也无需再取出，可以有效避免金属球丢失；再者，通过正电极片、负电极片与单片机的配合，可以使概率事件的统计结果直观的显示在显示屏上，无需再人工进行数据统计，大大提高了学习概率事件时的效率；由于无需大量的金属球，而且金属球无需取出，因此也更便于携带。

附图说明

图1为本实用新型的正视剖面图。

图2为本实用新型的后视剖面图。

图3为本实用新型的左视剖面图。

图4为本实用新型的电路控制图。

图中：1壳体、2释放盒、21释放口、3演示盒、31阻挡柱、32阻挡板、33漏球口、34正电极片、35负电极片、4集球盒、41上导向板、42下收集管、5循环机构、51电机、52主动轮、53从动轮、54皮带、55循环盒体、56托球板、57盖板、58凸起导块、6单片机、7电源、8显示屏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前表面”、“左端”、“右端”、“后端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图3所示，一种辅助学习数学概率事件的装置，包括壳体1，在壳体1前表面左上角处安装有显示屏8和控制面板。壳体1内部分为前演示区和后操作区，其中，前演示区的上部设置有释放盒2，释放盒2的释放口21和演示盒3的入口相连接，金属球通过释放盒2的释放口21后会通过演示盒3的入口进入演示盒3内。

在演示盒3内部设置有多个阻挡柱31，用以阻挡金属球的下落，并使金属球随机向左或向右侧滚落，在演示盒3下端设置有多个阻挡板32，相邻的两个阻挡板32之间设置有漏球口33。在每个漏球口33的内壁安装有计数器，用以记录经过漏球口33的金属球个数，计数器可以选用红外感应器，也可以选用激光感应器，在本实施例中，计数器为正电极片34和负电极片35，每个正电极片34和每个负电极片35均为凸出于漏球口33内壁的弹簧片，当金属球球进过漏球口33时，正电极片34和负电极片35会在金属球的挤压下紧贴在漏球口33的内壁上，从而既保证了金属球在漏球口33内的通过性，有保证了金属球和两个电极片的充分接触，从而有效避免漏记通过次数的情况发生。漏球口33的下方和集球盒4相连接，金属球可以通过漏球口33落入集球盒4内。

集球盒4由上导向板42以及下收集管41构成，其中，上导向板42为左低右高的倾斜结构，金属球进入集球盒4后，会在上导向板42上从右向左滚动；下收集管41为右低左高的倾斜结构，且上导向板42的左端和下收集管41的右端相连通，金属球从上导向板42上滚动至右端时，会落入下收集管41内，下收集管41呈向后完全的圆弧状，出球口位于圆弧状管体的后端，并延伸至后操作区，因此金属球也可以沿下收集管41滚至后操作区。

如图2所示，后操作区固定安装有可使金属球从集球盒4运动至释放盒2内的循环机构5。循环机构5包括电机51、主动轮52、从动轮53、皮带54以及循环盒体55，其中，电机51固定安装在后操作区上部，用于给整个循环机构5提供运行动力，主动轮52和电机51的输出端固定连接，通过电机51的运转可以带动主动轮52转动，从动轮53通过轴承安装在后操作区下部，主动轮52通过皮带54带动从动轮53转动，皮带54外表面固定安装有托球板56，托球板56设置在循环盒体55内，循环盒体55上部设置有上部弧槽，上部弧槽位于释放盒2内，在上部弧槽中部的主动轮52处设置有一个盖板57，用来将主动轮52覆盖，使释放盒2和循环盒体55连接处更平滑，更利于金属球滚入释放盒2内。在上部弧槽与释放盒2相邻一侧的内壁为开口结构，开口结构对侧设置有凸起导块58，当金属球从循环盒体55运动至上部弧槽时，通过凸起导块58的挤压可以从开口处滚出，进入释放盒2内。在循环盒体55下部设置有下部弧槽，在下部弧槽最底端设置有进球口。其中，进球口和下收集管41上的出球口相连通，金属球从下收集管41后，会在重力作用下滚至末端的出球口处，从而通过进球口进入下部弧槽的最低端。

在后操作区还设置有电源7和单片机6，其中电源7的正极和每个计数器的正电极片34电性连接，电源7的负极和每个计数器的负电极片35电性连接，当金属球从漏球口33经过时，金属球和正电极片34以及负电极片35接触的瞬间，会使正电极片34以及负电极片35形成通路，从而向单片机6发射脉冲信号，单片机6接收到脉冲信号后，会根据脉冲信号控制显示屏8记录相应漏球口33经过的金属球次数，并在显示屏8上显示。在控制面板上设置有开关键，用于控制电机51运转，同时控制单片机6和计数器通电，在控制面板上还设置有复位键，用于复位显示屏8上的显示信息。

在一种较佳的实施例中，单片机6采用STC89C51单片机；电源7采用5V蓄电池；显示屏8采用采用LCD 1604显示屏；电机51采用易达通GA12-N20直流减速电机，其额定电源3V，在连接电源7时串联一个降压电阻。

使用方法：

在使用本装置时，启动开关键使装置运行，此时电机51开始转动，并带动主动轮52转动，主动轮52会通过皮带54转动，皮带54上设置的托球板56开始在循环盒体55内转动，当托球板56转动到下部弧槽最低端的进球口处时，会将处于最低端的金属球托起，并带动金属球沿循环盒体55转动，直至转动至上部弧槽时，金属球会在凸起导块58的挤压下，从上部弧槽的开口处滚至释放盒2内，然后金属球会从释放盒2的释放口21进入演示盒3，并在演示盒3内的多个阻挡柱31的作用下，随机进入任一个漏球口33中，并通过漏球口33后进入集球盒4中，进入集球盒4内的金属球会通过出球口再次进入循环盒体55的进球口，从而再次进行循环。

在金属球经过漏球口33的瞬间，漏球口33内的正电极片34和负电极片35分别和金属球接触，此时正电极片34和负电极片35通电导通，并向单片机36发射脉冲信号，单片机36接收到脉冲信号后，会在显示屏8上显示出该漏球口33经过的金属球次数。使用结束后，可以通过复位键将显示屏8上的计数清零。

进一步说明，上述固定连接和固定安装，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种辅助学习数学概率事件的装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)内部分为前演示区和后操作区，其特征在于：所述前演示区上部设置有释放盒(2)，所述释放盒(2)的释放口(21)和演示盒(3)的入口相连接，所述演示盒(3)内部设置有阻挡柱(31)，所述演示盒(3)下端设置有漏球口(33)，所述漏球口(33)的内壁两侧分别安装有正电极片(34)和负电极片(35)，所述漏球口(33)下方和集球盒(4)相连接，所述集球盒(4)的出球口位于所述后操作区，所述后操作区固定安装有可使金属球从所述集球盒(4)运动至所述释放盒(2)内的循环机构(5)，所述出球口和所述循环机构(5)的进球口相连通，所述壳体(1)前表面设置有显示屏(8)，所述后操作区内部设置有电源(7)和单片机(6)，所述正电极片(34)、负电极片(35)、单片机(6)、电源(7)以及显示屏(8)电性连接。

2.根据权利要求1所述的辅助学习数学概率事件的装置，其特征在于：所述集球盒(4)由上导向板(42)以及下收集管(41)构成，所述上导向板(42)为左低右高的倾斜结构，所述下收集管(41)为右低左高的倾斜结构，且所述上导向板(42)的左端和所述下收集管(41)的右端相连通，所述下收集管(41)呈向后完全的圆弧状，所述出球口位于所述圆弧状管体的后端。

3.根据权利要求1或2所述的辅助学习数学概率事件的装置，其特征在于：所述循环机构(5)包括电机(51)、主动轮(52)、从动轮(53)、皮带(54)以及循环盒体(55)，所述电机(51)固定安装在所述后操作区上部，所述主动轮(52)和所述电机(51)的输出端固定连接，所述从动轮(53)通过轴承安装在所述后操作区下部，所述主动轮(52)通过所述皮带(54)带动所述从动轮(53)转动，所述皮带(54)外表面固定安装有托球板(56)，所述托球板(56)设置在所述循环盒体(55)内，所述循环盒体(55)上部设置有上部弧槽，所述上部弧槽位于所述释放盒(2)内，且其与所述释放盒(2)相邻一侧的内壁为开口结构，所述循环盒体(55)下部设置有下部弧槽，所述进球口位于所述下部弧槽最底端。

4.根据权利要求3所述的辅助学习数学概率事件的装置，其特征在于：所述循环盒体(55)和所述释放盒(2)的连接处设置有盖板(57)，所述盖板(57)用于覆盖所述主动轮(52)。

5.根据权利要求3所述的辅助学习数学概率事件的装置，其特征在于：所述上部弧槽的开口对侧设置有凸起导块(58)。

6.根据权利要求1、2、4和5所述的任何一种辅助学习数学概率事件的装置，其特征在于：所述正电极片(34)和负电极片(35)为凸出于所述漏球口(33)内壁的弹簧片，受力会被压缩并紧贴在所述漏球口(33)内壁上。

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