一种高中数学教学用随机变量实验箱的制作方法

1.本发明属于教学教具技术领域，涉及一种实验箱，特别是一种高中数学教学用随机变量实验箱。


背景技术：

2.随机变量表示随机试验各种结果的实值单值函数，是高中数学中需要掌握的知识要点，为了方便学生理解记忆，增加学生的兴趣，可采用实验箱来对随机变量事件进行演示。目前的随机变量实验箱一般是将两种不同颜色的实验球进行混合，再通过随机抽取，来演示不同颜色实验球被取出的随机性问题。
3.经检索，如中国专利文献公开了一种高中数学教学用随机变量实验箱【申请号：202022971596.3；公开号：cn 214428185 u】。这种实验箱，集中箱内部的空腔用于使不同颜色的实验球混合，混合后的实验球能够通过出球口被抽出；空腔设置为“鼓形”，能够便于实验球向出球口处汇集，方便对实验球连续抽取。盛接箱内部上侧设置有导通壳，导通壳与出球口连通，从出球口出来的实验球能够通过导通壳，最终进入到盛接箱内；盛接箱左侧下部的取出口，能够将抽取的实验球取出。搅动轴与集中箱转动，搅动轴上的搅动杆能够将空腔内的实验球进行搅动，增强抽取实验球时的随机性；拨球轴与导通壳转动，拨球轴上沿周向均匀分布有拨球板，通过拨球板随拨球轴的转动，能够将出球口出来的实验球依次拨出到盛接箱内。
4.这种试验箱虽然可以实现对实验球的搅动，但是其搅动的方式比较单一，使得试验球的抽取的随机性受到限制，并且只是单纯的利用支腿进行支撑，不仅稳定性差，而且不能根据工作环境改变使用的状态，适用性差。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高中数学教学用随机变量实验箱，该发明要解决的技术问题是：如何实现提高对实验球的搅动效果，从而提高试验球的抽取的随机性，并且可以根据工作环境的不同，改变装置工作的状态。
6.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高中数学教学用随机变量实验箱，包括箱体，箱体上设置有进料斗，箱体的下端开设有下料通道，下料通道的下方放置有透明收集盒，箱体的下端固定支腿，所述箱体上端固定有螺纹驱动座，螺纹驱动座内螺纹连接有螺纹杆，箱体的上端设置有升降机构，升降机构的上端设置有升降板，升降板的下侧与螺纹杆上端旋转连接，螺纹杆的下端伸进箱体内并固定有搅拌柱，搅拌柱的外侧设置有若干搅拌组件。
7.本发明的工作原理是：在工作时，将实验球放置在箱体内，开启升降机构，升降机构往复运动带动螺纹杆升降，在螺纹驱动座的作用下，螺纹杆升降的同时会正反旋转，从而使得搅拌柱带动搅拌组件对实验球进行搅动，由于转动的方向间隔性的发生改变，使得试验球不会产生运动惯性，并且会带动搅拌组件上下运动，从而实现上下方向上的搅动，进一
步提高搅动的效果，螺纹杆每完成一次升降动作，就可以通过下料通道排出一个实验球，保证在每排出一个实验球后都有足够的搅动时间，从而提高了对实验球扰动的效果，提高试验球的抽取的随机性。
8.所述升降机构包括支撑筒和伸缩筒，所述支撑筒的下端与箱体的上端固定连接，支撑筒的筒壁内开设有环形伸缩腔，伸缩筒的下端伸进环形伸缩腔内并与环形伸缩腔滑动连接，支撑筒的内部下端固定有电磁铁，电磁铁的上侧固定有伸缩弹簧，伸缩弹簧的上端固定有金属块，金属块与伸缩筒的内部上端固定连接。
9.采用以上结构，在工作时，通过对电磁铁进行间断性的充放电，实现电磁铁对金属块的间断性吸附，与伸缩弹簧相互配合，实现伸缩筒的往复伸缩，从而带动螺纹杆往复上下运动。
10.所述搅拌组件包括竖向搅拌叶，竖向搅拌叶上开设有若干滑槽，滑槽的内部滑动连接有滑块，滑块上转动连接有横向搅拌杆，横向搅拌杆的另一端与搅拌柱转动连接，竖向搅拌叶与搅拌柱之间设置有伸缩定位杆，竖向搅拌叶的另一侧上设置有若干弹性搅拌叶。
11.所述弹性搅拌叶包括第一搅拌叶和第二搅拌叶，第一搅拌叶与竖向搅拌叶固定连接，第一搅拌叶的内部开设有滑腔，滑腔的内部滑动连接有滑板，滑板与滑腔之间固定有回位弹簧，滑板的另一侧固定有第二搅拌叶，第二搅拌叶的另一端伸出第一搅拌叶并固定有导向轮，导向轮与箱体的内壁滚动接触。
12.采用以上结构，由于伸缩弹簧在压缩和伸展时，速度会不便的发生变化，从而使得螺纹杆的升降速度不断的改变，使得搅拌柱旋转的速度也不断变化，从而使得竖向搅拌叶受到的离心力改变，在回位弹簧的作用下，使得竖向搅拌叶会往复运动，并且横向搅拌叶的倾斜角度会发生变化，弹性搅拌叶的搅拌面积也会变化，从而实现了搅拌组件搅拌部位的不断改变，进一步的提高了扰动的效果。
13.所述搅拌柱的下端固定有封堵柱，封堵柱与下料通道滑动连接，封堵柱的下端开设有下端开口的下料腔，下料腔的上端设置有与封堵柱连通的进料孔。
14.采用以上结构，在螺纹杆上升时，封堵柱随着螺纹杆上升，进料孔移出下料通道，从而使得试验球通过进料孔进入到下料腔内，然后送入到透明收集盒内，该结构实现了下料与扰动的联动，实现了自动下料操作，降低了操作的难度。
15.所述支腿的下端固定有支撑座，支撑座的下侧固定有底座，底座的下侧设置有若干吸盘。
16.采用以上结构，在使用时，可以利用吸盘吸附在桌面上，从而提高装置在讲台上使用时的稳定性。
17.还包括安装座，安装座的下侧设置有若干伸缩组件，伸缩组件的下端设置有移动轮，安装座的上侧开设有安装腔，安装腔的内壁上分布有若干定位座，底座的外周分布有若干限位板。
18.采用以上结构，在需要进行移动展示时，可以将底座放进安装腔内，利用吸盘吸附到安装腔的底面，并使得限位板穿过相邻两个安装座之间的空隙，然后旋转底座，使得限位板位于安装座的下侧，加固对装置的定位，然后就可以利用移动轮对装置进行移动，从而满足了不同场景的使用需求，提高了装置的适用性。
19.与现有技术相比，本高中数学教学用随机变量实验箱具有以下优点：
1、在工作时，将实验球放置在箱体内，开启升降机构，升降机构往复运动带动螺纹杆升降，在螺纹驱动座的作用下，螺纹杆升降的同时会正反旋转，从而使得搅拌柱带动搅拌组件对实验球进行搅动，由于转动的方向间隔性的发生改变，使得试验球不会产生运动惯性，并且会带动搅拌组件上下运动，从而实现上下方向上的搅动，进一步提高搅动的效果，螺纹杆每完成一次升降动作，就可以通过下料通道排出一个实验球，保证在每排出一个实验球后都有足够的搅动时间，从而提高了对实验球扰动的效果，提高试验球的抽取的随机性。
20.2、搅拌组件和升降机构的配合设置，实现了搅拌组件搅拌部位的不断改变，进一步的提高了扰动的效果。
21.3、封堵柱的结构设置，在螺纹杆上升时，封堵柱随着螺纹杆上升，进料孔移出下料通道，从而使得试验球通过进料孔进入到下料腔内，然后送入到透明收集盒内，该结构实现了下料与扰动的联动，实现了自动下料操作，降低了操作的难度。
22.4、安装座和吸盘的结构设置，使得装置不仅可以固定在桌面上进行使用，也可以利用安装在安装座上进行移动，从而满足了不同场景的使用需求，提高了装置的适用性。
附图说明
23.图1是本发明的立体结构示意图。
24.图2是本发明的内部结构示意图。
25.图3是本发明中升降机构的结构示意图。
26.图4是图2中a处的局部放大图。
27.图5是本发明中安装座的结构示意图。
28.图中，1、箱体；2、螺纹驱动座；3、螺纹杆；4、升降机构；5、升降板；6、进料斗；7、支腿；8、底座；9、吸盘；10、限位板；11、搅拌柱；12、搅拌组件；13、下料通道；14、封堵柱；15、进料孔；16、下料腔；17、透明收集盒；18、支撑座；19、安装座；20、安装腔；21、支撑筒；22、伸缩筒；23、环形伸缩腔；24、金属块；25、电磁铁；26、伸缩弹簧；27、横向搅拌杆；28、竖向搅拌叶；29、滑槽；30、滑块；31、第一搅拌叶；32、第二搅拌叶；33、导向轮；34、滑腔；35、滑板；36、回位弹簧；37、定位座；38、伸缩定位杆；39、伸缩组件；40、移动轮。
具体实施方式
29.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
30.如图1-图5所示，本高中数学教学用随机变量实验箱，包括箱体1，箱体1上设置有进料斗6，箱体1的下端开设有下料通道13，下料通道13的下方放置有透明收集盒17，箱体1的下端固定支腿7，箱体1上端固定有螺纹驱动座2，螺纹驱动座2内螺纹连接有螺纹杆3，箱体1的上端设置有升降机构4，升降机构4的上端设置有升降板5，升降板5的下侧与螺纹杆3上端旋转连接，螺纹杆3的下端伸进箱体1内并固定有搅拌柱11，搅拌柱11的外侧设置有若干搅拌组件12。
31.在工作时，将实验球放置在箱体1内，开启升降机构4，升降机构4往复运动带动螺纹杆3升降，在螺纹驱动座2的作用下，螺纹杆3升降的同时会正反旋转，从而使得搅拌柱11
带动搅拌组件12对实验球进行搅动，由于转动的方向间隔性的发生改变，使得试验球不会产生运动惯性，并且会带动搅拌组件12上下运动，从而实现上下方向上的搅动，进一步提高搅动的效果，螺纹杆3每完成一次升降动作，就可以通过下料通道13排出一个实验球，保证在每排出一个实验球后都有足够的搅动时间，从而提高了对实验球扰动的效果，提高试验球的抽取的随机性。
32.升降机构4包括支撑筒21和伸缩筒22，支撑筒21的下端与箱体1的上端固定连接，支撑筒21的筒壁内开设有环形伸缩腔23，伸缩筒22的下端伸进环形伸缩腔23内并与环形伸缩腔23滑动连接，支撑筒21的内部下端固定有电磁铁25，电磁铁25的上侧固定有伸缩弹簧26，伸缩弹簧26的上端固定有金属块24，金属块24与伸缩筒22的内部上端固定连接。
33.采用以上结构，在工作时，通过对电磁铁25进行间断性的充放电，实现电磁铁25对金属块24的间断性吸附，与伸缩弹簧26相互配合，实现伸缩筒22的往复伸缩，从而带动螺纹杆3往复上下运动。
34.搅拌组件12包括竖向搅拌叶28，竖向搅拌叶28上开设有若干滑槽29，滑槽29的内部滑动连接有滑块30，滑块30上转动连接有横向搅拌杆27，横向搅拌杆27的另一端与搅拌柱11转动连接，竖向搅拌叶28与搅拌柱11之间设置有伸缩定位杆38，竖向搅拌叶28的另一侧上设置有若干弹性搅拌叶。
35.弹性搅拌叶包括第一搅拌叶31和第二搅拌叶32，第一搅拌叶31与竖向搅拌叶28固定连接，第一搅拌叶31的内部开设有滑腔34，滑腔34的内部滑动连接有滑板35，滑板35与滑腔34之间固定有回位弹簧36，滑板35的另一侧固定有第二搅拌叶32，第二搅拌叶32的另一端伸出第一搅拌叶31并固定有导向轮33，导向轮33与箱体1的内壁滚动接触。
36.采用以上结构，由于伸缩弹簧26在压缩和伸展时，速度会不便的发生变化，从而使得螺纹杆3的升降速度不断的改变，使得搅拌柱11旋转的速度也不断变化，从而使得竖向搅拌叶28受到的离心力改变，在回位弹簧36的作用下，使得竖向搅拌叶28会往复运动，并且横向搅拌叶的倾斜角度会发生变化，弹性搅拌叶的搅拌面积也会变化，从而实现了搅拌组件12搅拌部位的不断改变，进一步的提高了扰动的效果。
37.搅拌柱11的下端固定有封堵柱14，封堵柱14与下料通道13滑动连接，封堵柱14的下端开设有下端开口的下料腔16，下料腔16的上端设置有与封堵柱14连通的进料孔15。
38.采用以上结构，在螺纹杆3上升时，封堵柱14随着螺纹杆3上升，进料孔15移出下料通道13，从而使得试验球通过进料孔15进入到下料腔16内，然后送入到透明收集盒17内，该结构实现了下料与扰动的联动，实现了自动下料操作，降低了操作的难度。
39.支腿7的下端固定有支撑座18，支撑座18的下侧固定有底座8，底座8的下侧设置有若干吸盘9。
40.采用以上结构，在使用时，可以利用吸盘9吸附在桌面上，从而提高装置在讲台上使用时的稳定性。
41.还包括安装座19，安装座19的下侧设置有若干伸缩组件39，伸缩组件39的下端设置有移动轮40，安装座19的上侧开设有安装腔20，安装腔20的内壁上分布有若干定位座37，底座8的外周分布有若干限位板10。
42.采用以上结构，在需要进行移动展示时，可以将底座8放进安装腔20内，利用吸盘9吸附到安装腔20的底面，并使得限位板10穿过相邻两个安装座19之间的空隙，然后旋转底
座8，使得限位板10位于安装座19的下侧，加固对装置的定位，然后就可以利用移动轮40对装置进行移动，从而满足了不同场景的使用需求，提高了装置的适用性。
43.本发明的工作原理:在工作时，将实验球放置在箱体1内，开启升降机构4，通过对电磁铁25进行间断性的充放电，实现电磁铁25对金属块24的间断性吸附，与伸缩弹簧26相互配合，实现伸缩筒22的往复伸缩，从而带动螺纹杆3往复上下运动，在螺纹驱动座2的作用下，螺纹杆3升降的同时会正反旋转，从而使得搅拌柱11带动搅拌组件12对实验球进行搅动，由于转动的方向间隔性的发生改变，使得试验球不会产生运动惯性，并且会带动搅拌组件12上下运动，从而实现上下方向上的搅动，而且由于伸缩弹簧26在压缩和伸展时，速度会不便的发生变化，从而使得螺纹杆3的升降速度不断的改变，使得搅拌柱11旋转的速度也不断变化，从而使得竖向搅拌叶28受到的离心力改变，在回位弹簧36的作用下，使得竖向搅拌叶28会往复运动，并且横向搅拌叶的倾斜角度会发生变化，弹性搅拌叶的搅拌面积也会变化，从而实现了搅拌组件12搅拌部位的不断改变，进一步提高搅动的效果，螺纹杆3上升时，封堵柱14随着螺纹杆3上升，进料孔15移出下料通道13，从而使得试验球通过进料孔15进入到下料腔16内，然后送入到透明收集盒17内，螺纹杆3下降时使得进料孔15进入到下料通道13内，使得螺纹杆3每完成一次升降动作，就可以通过下料通道13排出一个实验球，保证在每排出一个实验球后都有足够的搅动时间，从而提高了对实验球扰动的效果，提高试验球的抽取的随机性。
44.综上，通过搅拌组件12、升降机构4、吸盘9和安装座19的设置，实现提高对实验球的搅动效果，从而提高试验球的抽取的随机性，并且可以根据工作环境的不同，改变装置工作的状态的功能。
45.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。