数学模型应用演示教具的制作方法

1.本发明涉及数学教学辅助器械技术领域，特别是一种数学模型应用演示教具。


背景技术：

2.现在在进行概率教学时，通常只是教师通过抛硬币与扔骰子来进行讲解，但由于时间与场地的限制，无法连续的进行大量的实验，通常只是单纯的进行几次实验，而概率的规律是需要进行大量的实验才可直观的展示出来，这就导致实验结果与教师所讲内容存在一定偏差的状况发生，如教师在讲解抛硬币时说硬币出现正面与反面的概率是一样的，但在实验时可能会连续抛几次都是正面，这就不利于学生对概率进行理解。
3.另外在进行实验时，需要实验一次记录一次结果，之后再将结果进行汇总、分析，无法同时进行大量的实验，也无法直观的观察与记录结果，效率较低，造成大量时间的浪费，不便对学生进行讲解。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种数学模型应用演示教具，有效的解决了不便连续进行概率实验，及不便快速观察记录实验结果的问题。
5.其解决的技术方案是，本发明包括上下轴向的外壳，外壳内同轴设有上大下小且锥形的漏斗板，漏斗板上存放有多个实验球，外壳内同轴设有多个位于漏斗板下方且组成圆形的扇形盒，扇形盒大小不一，扇形盒上滑动连接有开口向上的收集桶，漏斗板上开设有多个与收集桶一一对应的通孔，收集桶上端可插入通孔内；
6.所述的外壳内同轴设有支撑柱，支撑柱上同轴滑动连接有位于扇形盒下方的移动环，收集桶经连杆与移动环固定连接，移动环上设有开口向右的u形框，外壳内转动连接有前后轴向的转轴，转轴前端设有左右方向的摆杆，摆杆自由端设有可插入u形框内的插杆，u形框右端设有与转轴同轴的弧形框，弧形框下侧与u形框连通，收集桶内滑动连接有滑动块，滑动块下端设有贯穿收集桶的l形杆，支撑柱上同轴滑动连接有位于l形杆下方且可与l形杆接触的推动盘，推动盘经连接杆设有左右方向的腰形框，插杆插入腰形框内；
7.所述的收集桶内设有位于滑动块下方的环形气囊，外壳内设有多个与收集桶一一对应且开口向上的u形管，u形管外端贯穿外壳且设有刻度线，u形管内设有测量液，u形管内设有两个位于测量液上侧的浮标块，u形管内端经连接管与其对应侧的环形气囊连接。
8.本发明构思新颖，结构巧妙，操作方便，实用性强，通过控制转板的转动，来快速、连续的进行概率实验，减少了时间的浪费，且可通过观察浮标块与刻度线，并与比例标识进行对比，可快速的得到实验结果，减少了实验的时间，便于学生更加直观、快速的理解概率。
附图说明
9.图1是本发明的轴测图。
10.图2是本发明的全剖俯视图。
11.图3是本发明中去掉外壳后的右视轴测图。
12.图4是本发明的全剖左视轴测图。
13.图5是本发明的剖切右视轴测图。
14.图6是本发明中局部结构的右视轴测图。
15.图7是本发明中扇形盒的轴测图。
具体实施方式
16.以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
17.由图1至图7给出，包括上下轴向的外壳1，外壳1内同轴设有上大下小且锥形的漏斗板2，漏斗板2上存放有多个实验球3，外壳1内同轴设有多个位于漏斗板2下方且组成圆形的扇形盒4，扇形盒4大小不一，扇形盒4上滑动连接有开口向上的收集桶5，漏斗板2上开设有多个与收集桶5一一对应的通孔，收集桶5上端可插入通孔内；
18.所述的外壳1内同轴设有支撑柱6，支撑柱6上同轴滑动连接有位于扇形盒4下方的移动环7，收集桶5经连杆8与移动环7固定连接，移动环7上设有开口向右的u形框9，外壳1内转动连接有前后轴向的转轴10，转轴10前端设有左右方向的摆杆11，摆杆11自由端设有可插入u形框9内的插杆12，u形框9右端设有与转轴10同轴的弧形框13，弧形框13下侧与u形框9连通，收集桶5内滑动连接有滑动块14，滑动块14下端设有贯穿收集桶5的l形杆15，支撑柱6上同轴滑动连接有位于l形杆15下方且可与l形杆15接触的推动盘16，推动盘16经连接杆17设有左右方向的腰形框18，插杆12插入腰形框18内；
19.所述的收集桶5内设有位于滑动块14下方的环形气囊19，外壳1内设有多个与收集桶5一一对应且开口向上的u形管20，u形管20外端贯穿外壳1且设有刻度线21，u形管20内设有测量液22，u形管20内设有两个位于测量液22上侧的浮标块23，u形管20内端经连接管24与其对应侧的环形气囊19连接。
20.为了便于落入扇形盒4内的实验球3进入收集桶5内，所述的扇形盒4内下表面为下小上大的锥形面，收集桶5位于扇形盒4锥形面的最低处。
21.为了便于实验球3随机进入扇形盒4内，所述的支撑柱6上端面为球形面且位于扇形盒4上方。
22.为了便于转动转轴10且便于对转轴10的转动进行限定，所述的外壳1上开设有两个沿转轴10圆周方向分布的限位槽25，转轴10外端贯穿外壳1且设有转板26，转板26上滑动连接有可插入限位槽25内的限位杆27，限位杆27经第一拉簧与转板26连接。
23.为了便于u形管20外侧的气体排出，所述的u形管20外端开设有多个沿其圆周方向分布的透气孔28，浮标块23的厚度大于透气孔28的直径。
24.为了便于实验球3从滑动块14上移动至漏斗板2上，所述的滑动块14上端面为内低外高的倾斜面。
25.为了防止实验球3从收集桶5内移出后便经漏斗板2进入扇形盒4内，所述的漏斗板2内滑动连接有多个与通孔一一对应的挡板29，挡板29内端可插入漏斗板2的开口内，挡板29外端为外高内低且可与收集桶5接触的倾斜面，挡板29经第二拉簧与漏斗板2连接。
26.为了便于观察u形管20外侧浮标块23对应的刻度线21读数与扇形盒4大小之间的关系，所述的外壳1外缘面上设有多个与扇形盒4一一对应的比例标识30，比例标识30的读
数为扇形盒4圆心角与360
°
的比值。
27.为了便于观察u形管20内浮标块23与刻度线21的对应情况，所述的u形管20采用透明材质。
28.本发明在使用时，初始状态为摆杆11为左右方向，限位杆27插入上侧的限位槽25内，插杆12位于弧形框13内上侧，收集桶5插入通孔内，推动盘16与l形杆15接触，滑动块14位于环形气囊19上方且伸出收集桶5，挡板29内端遮挡漏斗板2开口，实验球3全部位于漏斗板2上，u形管20内外两侧的测量液22液面平齐，浮标块23处于同一平面且所对应的刻度线21读数为零；
29.当需要进行概率实验讲解时，向外拉动限位杆27，使限位杆27从限位槽25内移出，向下转动转板26，转板26经转轴10带动摆杆11向下摆动，插杆12同步经腰形框18带动推动盘16向下移动，推动盘16逐渐远离l形杆15，滑动块14与l形杆15在自身重力作用下向下移动，滑动块14下端面与环形气囊19上端接触，滑动块14上端面位于收集桶5上端面下方，环形气囊19未发生改变，u形管20内的测量液22高度未发生改变，同时，插杆12在弧形框13内向下摆动，由于弧形框13与转轴10同轴，故弧形框13与u形框9不会发生位置的改变，收集桶5保持插入通孔内的状态；
30.当摆杆11向下摆动一定角度后，插杆12由弧形框13摆动至u形框9内，随着摆杆11的继续向下摆动，u形框9带动移动环7向下移动，移动环7经连杆8带动收集桶5向下移动，收集桶5逐渐从通孔内移出，同时，推动盘16仍在腰形框18与连接杆17的作用下继续向下移动；
31.当收集桶5从通孔内完全移出时，挡板29在第二拉簧的作用下向外移动，挡板29外端插入通孔内且其内端不再遮挡漏斗板2开口，实验球3经漏斗板2开口落至支撑柱6上，之后随机落入扇形盒4内，由于此时收集桶5仍在向下移动，故进入扇形盒4内的实验球3未落入收集桶5内；
32.当转板26继续转动一定角度后，限位杆27与下侧的限位槽25前后相对，限位杆27在第一拉簧的作用下插入限位槽25内，转轴10停止转动，此时插杆12位于腰形框18与u形框9内，收集桶5上端面与其对应的扇形盒4锥形面的最低处平齐，实验球3在扇形盒4锥形面的作用下移动至收集桶5内；
33.滑动块14在实验球3的压力下向下移动并挤压环形气囊19，环形气囊19内的气体经连接管24进入其对应的u形管20内侧，u形管20内侧的气体压强增大，u形管20内侧的浮标块23带动测量液22内侧的液面向下移动，u形管20外侧的测量液22液面带动外侧的浮标块23向上移动，外侧的浮标块23所对应的刻度线21读数发生改变，收集桶5内实验球3的数量越多，滑动块14向下移动的距离越大，外侧的浮标块23所对应侧的刻度线21读数越大，当实验球3全部落入收集桶5内后，可记录各个u形管20上外侧的浮标块23所对应的刻度线21读数，从而进行计算得出u形管20的读数与多个u形管20的读数之和的比例并与比例标识30进行对比，从而更加直观的便于学生理解概率；
34.当外侧的浮标块23上端面与u形管20上侧壁接触时，外侧的浮标块23完全遮挡透气孔28，由于浮标块23的厚度大于透气孔28的直径，故测量液22不会从u形管20内漏出；
35.当需要再次进行实验时，使限位杆27从限位槽25内移出，向上摆动转板26，摆杆11同步向上摆动，摆杆11经插杆12带动u形框9与腰形框18向上移动，移动环7与推动盘16同步
向上移动，收集桶5经环形气囊19带动滑动块14与实验球3向上移动，滑动块14未与收集桶5发生相对位移；
36.收集桶5上端逐渐插入通孔内且与挡板29接触，在挡板29倾斜面的作用下推动挡板29向内移动，挡板29插入漏斗板2开口内，当插杆12由u形框9移动至弧形框13内时，移动环7停止向上移动，推动盘16继续在腰形框18的作用下向上移动，推动盘16逐渐与l形杆15下端接触，并推动l形杆15向上移动，l形杆15带动滑动块14向上移动，滑动块14推动实验球3向上移动，测量液22的液面在大气压的作用下恢复初始状态，环形气囊19逐渐恢复初始状态，移出收集桶5的实验球3在滑动块14倾斜面与漏斗板2锥形面作用下向下滑动，由于此时挡板29遮挡了漏斗板2的开口，故实验球3不会从漏斗板2内移出；
37.当限位杆27再次插入上侧的限位槽25内时，所有的l形杆15下端面均与推动盘16上端面接触，多个滑动块14全部伸出收集桶5，恢复初始状态，再次向下转动转板26，即可再次进行概率实验，操作方便快捷。
38.本发明构思新颖，结构巧妙，操作方便，实用性强，扇形盒、漏斗板、收集桶、滑动块、l形杆、移动环、推动盘、u形框、腰形框、弧形框、插杆的设置，使收集桶插入通孔内一定深度后便停止向上移动，此时推动盘开始经l形杆推动滑动块向上移动，从而将收集桶内的实验球推入漏斗板上，从而实现循环往复，只需控制转板的转动即可快速的进行概率实验，操作方便快捷，u形管、连接管、测量液、浮标块、刻度线、透气孔的设置，便于直观的观察实验结果，无需挨个去数收集桶内实验球的个数，提高了实验效率，便于对学生进行快速的讲解，降低了时间的浪费。
39.可见，利用本发明所提供的一种数学模型应用演示教具，可以有效解决不便连续进行概率实验，及不便快速观察记录实验结果的问题，此结构操作简单，使用方便，提高了进行概率实验的效率。