一种大学数学概率演示装置

本发明属于教学教具，具体是指一种大学数学概率演示装置。

背景技术：

1、大学数学中的概率学是一门重要的学科，概率学是研究随机事件的一门科学技术，能反应随机事件出现的可能性大小，也是研究0与1之间的数字，0表示不发生事件，1表示发生事件，大于0小于1便是概率，自然界社会上所观察到的现象分为：确定现象与随机现象，概率学是数学的一个分支，它研究的是随机现象的数量规律，而条件概率研究的是一个事件在另外一个事件已经发生的条件下随机现象的数量规律，因为概率的概念比较抽象，而条件概率更为复杂，所以在概率的讲授过程中，老师通常会借助概率演示装置来帮助学生理解概率。

2、现有技术公开了一种大学数学概率演示装置，申请公布号为cn109448509b，该申请能够进行多种试验，每次能够输送一个试验单体，避免了人工干扰以及试验单体之间的干扰问题，提高了试验的精度，但是，该申请只能进行简单的随机概率演示，不能进行条件概率的演示，演示装置功能单一，而且，该申请的计数装置是通过称量试验单体的重量实现的，不够直观。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种具有分流组件和计数组件的大学数学概率演示装置，有效解决了目前市场上大学数学概率演示装置不能进行条件概率演示，概率演示装置功能单一和计数功能繁杂的问题。

2、本发明采取的技术方案如下：一种大学数学概率演示装置包括底座、支架、分流组件、计数组件、透明容器、动力组件、盛放箱和事件球，支架底部固定设于底座上，支架设有两组，分流组件固定设于支架上，计数组件固定设于分流组件上，透明容器底部固定设于支架顶部，透明容器顶部设有进球口，透明容器底部设有出球口，动力组件上部转动设于透明容器上，动力组件下部转动设于两组支架上，盛放箱活动设于底座上，盛放箱设有三组，事件球设于透明容器内，事件球分为一等球、二等球和三等球，一等球和二等球为合格球，三等球为不合格球，一等球、二等球和三等球的质量相同，一等球和二等球的直径相等，一等球和二等球的材质为铝铜铁合金，一等球的含铁量大于二等球的含铁量，三等球的直径较一等球和二等球的直径稍大，三等球的材质为铝铜合金，动力组件工作，对透明容器中的事件球进行搅拌的同时驱动分流组件工作，分流组件逐个将事件球进行分类集中，计数组件将流经的事件球进行统计计数。

3、进一步地，分流组件包括固定杆、合格区别组件、通道和区分箱，固定杆两端固定设于两组支架上，固定杆设有两组，合格区别组件固定设于其中一组固定杆上，通道设有三组，通道侧边均开设有矩形槽，通道上部截面积较小，下部截面积较大，其中一组通道固定设于另一组固定杆上，另外两组通道顶端固定设于合格区别组件上，区分箱转动设于动力组件上，区分箱下部两端分别固定设于合格区别组件顶端和其中一组通道顶端，区分箱侧壁开设有l形槽，三组盛放箱分别位于三组通道底端，不同类型的事件球在区分箱内进行区分，其中一等球和二等球进入合格区别组件中，三等球进入其中一组通道中，一等球和二等球在合格区别组件中继续区分，一等球和二等球分别进入另外两组通道中。

4、进一步地，合格区别组件包括合格道、拉引组件和区分组件，合格道固定设于其中一组固定杆上，合格道顶部固定设于区分箱上，合格道底壁和侧壁上开设有通孔，另两组通道顶端固定设于合格道底壁和侧壁通孔处，拉引组件固定设于合格道内，区分组件转动设于区分箱内，区分组件固定设于动力组件上，区分箱下部两端分别固定设于合格道顶端和一组通道顶端，合格道仅能使一等球和二等球通过，与区分箱直接相连的通道能使三等球通过，区分组件转动，运送不同的事件球，拉引组件将流经合格道内的一等球和二等球进行分类，一等球通过合格道的侧壁上的通孔流出，二等球通过合格道底壁上的通孔流出。

5、进一步地，拉引组件包括固定板、回拉弹簧、磁铁、滑动板和区分斜板，固定板固定设于合格道内，回拉弹簧一端固定设于固定板上，磁铁一面固定设于回拉弹簧的另一端，磁铁滑动设于合格道内，滑动板固定设于磁铁另一面底部，区分斜板底部固定设于滑动板上，磁铁与一等球和二等球之间产生吸力，二等球的含铁量不足以抵抗回拉弹簧的拉力，磁铁、滑动板和区分斜板不会在合格道内滑动，而一等球的含铁量较多，一等球对磁铁产生的吸力较大，滑动板和区分斜板在合格道内滑动，从而使得一等球和二等球分别流入不同的通道内。

6、进一步地，区分组件包括区分容器、移动弧板和调整杆，区分容器转动设于区分箱内，区分容器固定设于动力组件上，区分容器顶部开设有容球槽，区分容器侧边开设与区分箱侧壁相同的l形槽，移动弧板滑动设于区分容器顶部，调整杆上下滑动设于移动弧板上，推动调整杆，从而调整移动弧板的位置，进而调整区分容器顶部的容球槽开口的大小，从而控制不同的事件球滑落至不同通道内，最终实现随机概率演示与条件概率演示的双重功能。

7、进一步地，计数组件包括定位板、限位杆、传动杆、复位弹簧和计数器，定位板固定设于通道侧壁上，限位杆底部固定设于定位板上，限位杆设有两组，传动杆滑动设于两组限位杆上，传动杆一端穿过通道侧壁上的矩形槽，处于通道内的传动杆端部端面为倾斜状，复位弹簧底部固定设于定位板上，复位弹簧顶部固定设于传动杆底部，复位弹簧滑动设于其中一组限位杆上，计数器固定设于通道侧壁上，事件球通过通道较小截面积处后，向下继续滑动，事件球下压传动杆，传动杆向下移动，事件球随传动杆向下移动，当事件球处于通道截面积较大位置时，小球从传动杆上滑落，在复位弹簧的作用下，传动杆恢复原位，计数器通过传动杆的往复运动对事件球进行计数。

8、进一步地，计数器包括折形杆、个位点动件、十位点动件、转轴、齿牙轮、随转盘和显数夹，转轴固定设于通道外壁上，折形杆转动设于转轴上，个位点动件固定设于折形杆上，十位点动件固定设于折形杆上，个位点动件端部较十位点动件端部低，齿牙轮转动设于转轴上，齿牙轮上设有齿牙，齿牙设有十组，齿牙轮设有两组，齿牙轮上设有一处深槽，随转盘转动设于转轴上，随转盘上标注有数字，随转盘设有两组，相邻一组齿牙轮和随转盘固定连接，显数夹固定设于转轴上，显数夹上设有两处透明孔，两组随转盘和齿牙轮设于显数夹内，通过显数夹上的透明孔可以观察到随转盘上的数字，个位点动件拨动其中一组齿牙轮转动，齿牙轮带动与之固定的随转盘转动，从而通过显数夹观察到随转盘上数字的变化，当个位点动件处于齿牙轮上的深槽时，十位点动件推动另一组齿牙轮转动，从而使得另一组随转盘转动，进而通过显数夹读出另一组随转盘上的数字，最终获得事件球的总个数。

9、进一步地，动力组件包括主动轴、从动轴、搅拌杆、把手、齿轮和齿链，主动轴转动设于透明容器内壁上，从动轴转动设于两组支架上，搅拌杆固定设于主动轴上，搅拌杆位于透明容器内部，搅拌杆设有若干组，把手固定设于主动轴端部，齿轮设有两组，两组齿轮分别固定设于主动轴和从动轴上，齿链连接两组齿轮，区分容器固定设于从动轴上，主动轴带动搅拌杆转动，对事件球进行搅拌，增加取样的随机性，从动轴带动区分容器转动，将事件球随机取出。

10、采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

11、（1）设置区分组件和拉引组件，拉动调整杆，调整杆带动移动弧板在区分容器中滑动，缩小了区分容器上容球槽的开口大小，区分容器上的容球槽仅能使一等球和二等球进入容球槽内，区分容器转动，随机一个一等球或二等球掉入容球槽内，当区分容器上的容球槽转动至合格道处时，一等球或二等球滑落至合格道内，当随机取出的球为一等球时，因一等球中的含铁量较多，一等球对磁铁产生吸力，磁力的大小大于回拉弹簧对磁铁的拉力，磁铁向上滑动，带动滑动板和区分斜板向上滑动，滑动板对合格道底壁的通孔进行封堵，在重力的作用下，一等球碰撞区分斜板后顺着区分斜板滑落至相应通道内，当随机抽取的事件球为二等球时，因二等球中的含铁量较少，二等球对磁铁的吸力不足以抵抗回拉弹簧对磁铁的拉力，使得磁铁、滑动板和区分斜板处于静止状态，二等球从合格道底壁的通孔中滑落至相应的通道中，从而实现了在抽取合格球的条件下演示合格球为一等球或是二等球的概率的技术效果，回拉调整杆，区分容器上的容球槽开口较大，可以容纳各种类型的事件球，当区分容器中容纳的事件球为三等球时，区分容器内的事件球不能通过合格道，三等球仅能滑落至与区分箱相连的通道内，从而实现了随机抽取三等球的概率演示的技术效果，在未增加额外设备的情况下不仅增加了概率演示装置条件概率演示的功能还保持了原有随机概率演示的功能，将抽象的概率概念具体化，不仅帮助学生生动形象地了解了随机概率的含义，还使学生了解了更为复杂的条件概率的含义，减小了教师教授概率概念时的难度，提高了学生的学习热情，激发了学生学习概率的积极性，结构简单，不仅减小了教师的概率教授难度，还降低了概率演示装置操作的难度；

12、（2）设置了计数组件，事件球在通道内下落的过程中碰撞传动杆，传动杆向下移动，传动杆下压折形杆底端，折形杆以转轴为圆心正向转动，从而带动个位点动件和十位点动件转动，个位点动件拨动其中一组齿牙轮转动，齿牙轮带动与之相连的随转盘转动，随转盘上面的数字随之转动，当事件球将传动杆压至通道较大截面处时，事件球脱离传动，传动杆在复位弹簧的作用下向上移动，传动杆带动折形杆以转轴为中心逆向转动，折形杆带动个位点动件和十位点动件恢复原位，当个位点动件处于齿牙轮上的深槽时，十位点动件接触另一组齿牙轮，十位点动件转动时，推动另一组齿牙轮和与之相连的随转盘转动，通过显数夹上的透明孔便可对随转盘进行读数，从而获知事件球的数量，在未设置复杂的传感器或间接计数的前提下，仅通过自身简单的结构设计，实现了对事件球自动计数的技术效果，结构简单，操作方便，减小了计数过程中产生误差的概率，增加了概率演示装置计数准确性的同时，也提高了概率演示装置的实用性，计数组件直接对各类型的事件球直接计数，提高了概率演示装置的演示效率；

13、（3）设置动力组件，摇动把手，把手带动主动轴转动，主动轴带动搅拌杆转动，搅拌杆对事件球进行搅拌，主动轴带动其上的一组齿轮转动，齿轮通过齿链带动另一组齿轮转动，另一组齿轮带动从动轴转动，从动轴带动区分容器转动，在未使用两组动力设备的情况下实现了对概率球搅拌和取样的技术效果，简化了教师操作概率演示装置时的动作，保证了概率演示装置的随机性。