一种数学教育用概率计算用演示设备

本发明涉及一种数学教育演示设备，尤其涉及一种数学教育用概率计算用演示设 备。

数学，是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科，从某种角度看属 于形式科学的一种。

数学教育是研究数学教学的实践和方法的学科。而且，数学教育工作者也关注促 进这种实践的工具及其研究的发展。数学教育是现代社会激烈争论的主题之一。

现有技术中，教师对数学教育中对概率进行演示，演示不直观、使得学生难以理 解、降低了学习效率，因此亟需研发一种演示直观、使学生容易理解、能够提高工作效率的 数学教育用概率计算用演示设备。

（1）要解决的技术问题

本发明为了克服现有技术中，教师对数学教育中对概率进行演示，演示不直观、使得学 生难以理解、降低了学习效率的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种演示直观、使学 生容易理解、能够提高工作效率的数学教育用概率计算用演示设备。

（2）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种数学教育用概率计算用演示设备，包 括有底板、支架、收集框、顶板、导向装置、放置箱、下料斗、旋转装置、气缸和挡板，底板顶部 通过螺栓连接的方式安装有支架和收集框，支架位于收集框左侧，支架右侧面顶部通过螺 栓连接的方式水平距离有顶板，顶部底部左侧设有导向装置，顶板底部右侧设有旋转装置， 导向装置的导向部件上连接有放置箱，旋转装置的旋转部件与放置箱上部连接，放置箱顶 部中间安装有下料斗，下料斗与放置箱内连通，放置箱底部中间开有通孔，支架右侧面下部 通过螺栓连接的方式水平安装有气缸，气缸的伸缩杆上通过螺栓连接的方式水平连接有挡 板，挡板位于放置箱下方。

优选地，导向装置包括有环形滑轨、环形滑块和竖杆，顶板底部通过螺栓连接有环 形滑轨，环形滑轨上滑动式地设有环形滑块，环形滑块底部通过螺栓连接的方式连接有竖 杆，放置箱顶部的左右两侧与竖杆底端通过螺栓连接的方式连接。

优选地，旋转装置包括有连接板、第一轴承座、第一电机、第一转轴、齿轮和齿圈， 顶板底部右侧通过螺栓连接的方式连接有连接板和安装有第一电机，第一电机位于环形滑 轨右侧，连接板位于第一电机右侧，连接板顶部中间嵌入式地安装有第一轴承座，第一轴承 座内的轴承通过过盈方式配合连接第一转轴，第一转轴顶端与第一电机的输出轴通过联轴 器连接，第一转轴底端通过键连接的方式连接有齿轮，齿圈焊接在放置箱上部外侧，齿圈与 齿轮啮合。

优选地，还包括有平稳装置，平稳装置包括有导向板、活动杆、弹簧、固定块和接触 轮，支架右侧面通过螺栓连接的方式连接有导向板，导向板右侧面中部开有导向孔，导向孔 内水平设有活动杆，活动杆右端安装有接触轮，活动杆左端焊接有固定块，固定块右侧面与 连接板左侧面之间连接有弹簧，弹簧绕在活动杆上，接触轮与放置箱外侧面接触。

优选地，还包括有搅拌装置，搅拌装置包括有第二轴承座、转盘、摇杆、搅拌叶片和 第二转轴，放置箱右侧面中部嵌入式地安装有第二轴承座，第二轴承座内的轴承通过过盈 方式配合连接有第二转轴，第二转轴右端连接有转盘，转盘位于放置箱右侧，转盘外侧面偏 圆心位置连接有摇杆，第二转轴中部连接有搅拌叶片，搅拌叶片位于放置箱内。

优选地，还包括有橡胶套，摇杆外侧面套设有橡胶套，橡胶套将摇杆完全包裹。

优选地，还包括有把手和盖子，下料斗顶部设有盖子，盖子与下料斗配合，盖子顶 部设有把手，把手位于盖子顶部中间，把手通过螺栓连接的方式与盖子顶部中间连接。

优选地，底板材质为Q235钢。

优选地，第一电机为伺服电机。

工作原理：初始时，挡板位于通孔正下方。使用时，操作人员将不同颜相同大小 的小球放入下料斗内，放入下料斗内的小球进入放置箱内。启动旋转装置，旋转装置带动放 置箱转动，进而使得放置箱内的小球混匀，放置箱转动时导向装置起导向作用。混匀后，关 闭旋转装置。控制气缸缩短，气缸带动挡板向左移动，当挡板不位于通孔正下方时，关闭气 缸，放置箱内的小球通过通孔落入收集框内，当收集框内落入一个小球后，马上控制气缸伸 长，使得挡板位于通孔正下方，关闭气缸。如此学生可根据放入的小球的总数颜的总数计 算出落入颜的一个小球的概率。

因为导向装置包括有环形滑轨、环形滑块和竖杆，顶板底部通过螺栓连接有环形 滑轨，环形滑轨上滑动式地设有环形滑块，环形滑块底部通过螺栓连接的方式连接有竖杆， 放置箱顶部的左右两侧与竖杆底端通过螺栓连接的方式连接，所以放置箱旋转的过程中， 通过竖杆使得环形滑块在环形滑轨上滑动，进而使得放置箱移动的更加平稳。

因为旋转装置包括有连接板、第一轴承座、第一电机、第一转轴、齿轮和齿圈，顶板 底部右侧通过螺栓连接的方式连接有连接板和安装有第一电机，第一电机位于环形滑轨右 侧，连接板位于第一电机右侧，连接板顶部中间嵌入式地安装有第一轴承座，第一轴承座内 的轴承通过过盈方式配合连接第一转轴，第一转轴顶端与第一电机的输出轴通过联轴器连 接，第一转轴底端通过键连接的方式连接有齿轮，齿圈焊接在放置箱上部外侧，齿圈与齿轮 啮合，所以启动第一电机转动，第一电机带动第一转轴转动，第一转轴带动齿轮转动，齿轮 转动带动齿圈转动，齿圈带动放置箱转动。当放置箱内的小球混匀后，关闭第一电机。

因为还包括有平稳装置，平稳装置包括有导向板、活动杆、弹簧、固定块和接触轮， 支架右侧面通过螺栓连接的方式连接有导向板，导向板右侧面中部开有导向孔，导向孔内 水平设有活动杆，活动杆右端安装有接触轮，活动杆左端焊接有固定块，固定块右侧面与连 接板左侧面之间连接有弹簧，弹簧绕在活动杆上，接触轮与放置箱外侧面接触，所以放置箱 转动的过程中，接触轮沿放置箱表面滚动，在弹簧的作用下，能够使得接触轮一直与放置箱 保持接触，使得放置箱转动的更加平稳。

因为还包括有搅拌装置，搅拌装置包括有第二轴承座、转盘、摇杆、搅拌叶片和第 二转轴，放置箱右侧面中部嵌入式地安装有第二轴承座，第二轴承座内的轴承通过过盈方 式配合连接有第二转轴，第二转轴右端连接有转盘，转盘位于放置箱右侧，转盘外侧面偏圆 心位置连接有摇杆，第二转轴中部连接有搅拌叶片，搅拌叶片位于放置箱内，所以操作人员 还可以手握摇杆，然后操作人员摇动摇杆，进而带动转盘转动，从而带动第二转轴转动，进 而带动搅拌叶片转动，搅拌叶片转动搅拌放置箱内的小球，使得放置箱内的小球混匀，如此 无需驱动第一电机，更加节能。

因为还包括有橡胶套，摇杆外侧面套设有橡胶套，橡胶套将摇杆完全包裹，所以橡 胶套质地柔软，操作人员手握摇杆与橡胶套接触，感觉更加舒适。橡胶套摩擦系数大，使得 操作人员手不易打滑。

因为包括有把手和盖子，下料斗顶部设有盖子，盖子与下料斗配合，盖子顶部设有 把手，把手位于盖子顶部中间，把手通过螺栓连接的方式与盖子顶部中间连接，所以将盖子 盖在下料斗顶部，放置箱转动的过程中，放置箱内的小球不易飞出，同时能够保证下料斗和 放置箱内的清洁。通过把手可更加方便的打开和盖上盖子。

（3）有益效果

本发明通过第一电机作为驱动，使得放置箱转动混匀不同颜的小球，或通过摇动摇 杆混匀不同颜的小球，操作简单，使用方便，达到了演示直观、使学生容易理解、能够提高 工作效率的效果。

图1为本发明的第一种主视结构示意图。

图2为本发明平稳装置的主视结构示意图。

图3为本发明的第二种主视结构示意图。

图4为本发明的第三种主视结构示意图。

图5为本发明下料斗和盖子的主视结构示意图。

附图中的标记为：1-底板，2-支架，3-收集框，4-顶板，5-导向装置，6-放置箱，7-下 料斗，8-通孔，9-旋转装置，10-气缸，11-挡板，51-环形滑轨，52-环形滑块，53-竖杆，91-连 接板，92-第一轴承座，93-第一电机，94-第一转轴，95-齿轮，96-齿圈，12-平稳装置，121-导 向板，122-导向孔，123-活动杆，124-弹簧，125-固定块，126-接触轮，13-搅拌装置，131-第 二轴承座，132-转盘，133-摇杆，134-搅拌叶片，135-第二转轴，14-橡胶套，15-把手，16-盖 子。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种数学教育用概率计算用演示设备，如图1-5所示，包括有底板1、支架2、收集框3、顶 板4、导向装置5、放置箱6、下料斗7、旋转装置9、气缸10和挡板11，底板1顶部通过螺栓连接 的方式安装有支架2和收集框3，支架2位于收集框3左侧，支架2右侧面顶部通过螺栓连接的 方式水平距离有顶板4，顶部底部左侧设有导向装置5，顶板4底部右侧设有旋转装置9，导向 装置5的导向部件上连接有放置箱6，旋转装置9的旋转部件与放置箱6上部连接，放置箱6顶 部中间安装有下料斗7，下料斗7与放置箱6内连通，放置箱6底部中间开有通孔8，支架2右侧 面下部通过螺栓连接的方式水平安装有气缸10，气缸10的伸缩杆上通过螺栓连接的方式水 平连接有挡板11，挡板11位于放置箱6下方。

实施例2

一种数学教育用概率计算用演示设备，如图1-5所示，包括有底板1、支架2、收集框3、顶 板4、导向装置5、放置箱6、下料斗7、旋转装置9、气缸10和挡板11，底板1顶部通过螺栓连接 的方式安装有支架2和收集框3，支架2位于收集框3左侧，支架2右侧面顶部通过螺栓连接的 方式水平距离有顶板4，顶部底部左侧设有导向装置5，顶板4底部右侧设有旋转装置9，导向 装置5的导向部件上连接有放置箱6，旋转装置9的旋转部件与放置箱6上部连接，放置箱6顶 部中间安装有下料斗7，下料斗7与放置箱6内连通，放置箱6底部中间开有通孔8，支架2右侧 面下部通过螺栓连接的方式水平安装有气缸10，气缸10的伸缩杆上通过螺栓连接的方式水 平连接有挡板11，挡板11位于放置箱6下方。

导向装置5包括有环形滑轨51、环形滑块52和竖杆53，顶板4底部通过螺栓连接有 环形滑轨51，环形滑轨51上滑动式地设有环形滑块52，环形滑块52底部通过螺栓连接的方 式连接有竖杆53，放置箱6顶部的左右两侧与竖杆53底端通过螺栓连接的方式连接。

实施例3

一种数学教育用概率计算用演示设备，如图1-5所示，包括有底板1、支架2、收集框3、顶 板4、导向装置5、放置箱6、下料斗7、旋转装置9、气缸10和挡板11，底板1顶部通过螺栓连接 的方式安装有支架2和收集框3，支架2位于收集框3左侧，支架2右侧面顶部通过螺栓连接的 方式水平距离有顶板4，顶部底部左侧设有导向装置5，顶板4底部右侧设有旋转装置9，导向 装置5的导向部件上连接有放置箱6，旋转装置9的旋转部件与放置箱6上部连接，放置箱6顶 部中间安装有下料斗7，下料斗7与放置箱6内连通，放置箱6底部中间开有通孔8，支架2右侧 面下部通过螺栓连接的方式水平安装有气缸10，气缸10的伸缩杆上通过螺栓连接的方式水 平连接有挡板11，挡板11位于放置箱6下方。

导向装置5包括有环形滑轨51、环形滑块52和竖杆53，顶板4底部通过螺栓连接有 环形滑轨51，环形滑轨51上滑动式地设有环形滑块52，环形滑块52底部通过螺栓连接的方 式连接有竖杆53，放置箱6顶部的左右两侧与竖杆53底端通过螺栓连接的方式连接。

旋转装置9包括有连接板91、第一轴承座92、第一电机93、第一转轴94、齿轮95和齿 圈96，顶板4底部右侧通过螺栓连接的方式连接有连接板91和安装有第一电机93，第一电机 93位于环形滑轨51右侧，连接板91位于第一电机93右侧，连接板91顶部中间嵌入式地安装 有第一轴承座92，第一轴承座92内的轴承通过过盈方式配合连接第一转轴94，第一转轴94 顶端与第一电机93的输出轴通过联轴器连接，第一转轴94底端通过键连接的方式连接有齿 轮95，齿圈96焊接在放置箱6上部外侧，齿圈96与齿轮95啮合。

实施例4

一种数学教育用概率计算用演示设备，如图1-5所示，包括有底板1、支架2、收集框3、顶 板4、导向装置5、放置箱6、下料斗7、旋转装置9、气缸10和挡板11，底板1顶部通过螺栓连接 的方式安装有支架2和收集框3，支架2位于收集框3左侧，支架2右侧面顶部通过螺栓连接的 方式水平距离有顶板4，顶部底部左侧设有导向装置5，顶板4底部右侧设有旋转装置9，导向 装置5的导向部件上连接有放置箱6，旋转装置9的旋转部件与放置箱6上部连接，放置箱6顶 部中间安装有下料斗7，下料斗7与放置箱6内连通，放置箱6底部中间开有通孔8，支架2右侧 面下部通过螺栓连接的方式水平安装有气缸10，气缸10的伸缩杆上通过螺栓连接的方式水 平连接有挡板11，挡板11位于放置箱6下方。

导向装置5包括有环形滑轨51、环形滑块52和竖杆53，顶板4底部通过螺栓连接有 环形滑轨51，环形滑轨51上滑动式地设有环形滑块52，环形滑块52底部通过螺栓连接的方 式连接有竖杆53，放置箱6顶部的左右两侧与竖杆53底端通过螺栓连接的方式连接。

旋转装置9包括有连接板91、第一轴承座92、第一电机93、第一转轴94、齿轮95和齿 圈96，顶板4底部右侧通过螺栓连接的方式连接有连接板91和安装有第一电机93，第一电机 93位于环形滑轨51右侧，连接板91位于第一电机93右侧，连接板91顶部中间嵌入式地安装 有第一轴承座92，第一轴承座92内的轴承通过过盈方式配合连接第一转轴94，第一转轴94 顶端与第一电机93的输出轴通过联轴器连接，第一转轴94底端通过键连接的方式连接有齿 轮95，齿圈96焊接在放置箱6上部外侧，齿圈96与齿轮95啮合。

还包括有平稳装置12，平稳装置12包括有导向板121、活动杆123、弹簧124、固定块 125和接触轮126，支架2右侧面通过螺栓连接的方式连接有导向板121，导向板121右侧面中 部开有导向孔122，导向孔122内水平设有活动杆123，活动杆123右端安装有接触轮126，活 动杆123左端焊接有固定块125，固定块125右侧面与连接板91左侧面之间连接有弹簧124， 弹簧124绕在活动杆123上，接触轮126与放置箱6外侧面接触。

还包括有搅拌装置13，搅拌装置13包括有第二轴承座131、转盘132、摇杆133、搅拌 叶片134和第二转轴135，放置箱6右侧面中部嵌入式地安装有第二轴承座131，第二轴承座 131内的轴承通过过盈方式配合连接有第二转轴135，第二转轴135右端连接有转盘132，转 盘132位于放置箱6右侧，转盘132外侧面偏圆心位置连接有摇杆133，第二转轴135中部连接 有搅拌叶片134，搅拌叶片134位于放置箱6内。

还包括有橡胶套14，摇杆133外侧面套设有橡胶套14，橡胶套14将摇杆133完全包 裹。

还包括有把手15和盖子16，下料斗7顶部设有盖子16，盖子16与下料斗7配合，盖子 16顶部设有把手15，把手15位于盖子16顶部中间，把手15通过螺栓连接的方式与盖子16顶 部中间连接。

底板1材质为Q235钢。

第一电机93为伺服电机。

工作原理：初始时，挡板11位于通孔8正下方。使用时，操作人员将不同颜相同大 小的小球放入下料斗7内，放入下料斗7内的小球进入放置箱6内。启动旋转装置9，旋转装置 9带动放置箱6转动，进而使得放置箱6内的小球混匀，放置箱6转动时导向装置5起导向作 用。混匀后，关闭旋转装置9。控制气缸10缩短，气缸10带动挡板11向左移动，当挡板11不位 于通孔8正下方时，关闭气缸10，放置箱6内的小球通过通孔8落入收集框3内，当收集框3内 落入一个小球后，马上控制气缸10伸长，使得挡板11位于通孔8正下方，关闭气缸10。如此学 生可根据放入的小球的总数颜的总数计算出落入颜的一个小球的概率。

因为导向装置5包括有环形滑轨51、环形滑块52和竖杆53，顶板4底部通过螺栓连 接有环形滑轨51，环形滑轨51上滑动式地设有环形滑块52，环形滑块52底部通过螺栓连接 的方式连接有竖杆53，放置箱6顶部的左右两侧与竖杆53底端通过螺栓连接的方式连接，所 以放置箱6旋转的过程中，通过竖杆53使得环形滑块52在环形滑轨51上滑动，进而使得放置 箱6移动的更加平稳。

因为旋转装置9包括有连接板91、第一轴承座92、第一电机93、第一转轴94、齿轮95 和齿圈96，顶板4底部右侧通过螺栓连接的方式连接有连接板91和安装有第一电机93，第一 电机93位于环形滑轨51右侧，连接板91位于第一电机93右侧，连接板91顶部中间嵌入式地 安装有第一轴承座92，第一轴承座92内的轴承通过过盈方式配合连接第一转轴94，第一转 轴94顶端与第一电机93的输出轴通过联轴器连接，第一转轴94底端通过键连接的方式连接 有齿轮95，齿圈96焊接在放置箱6上部外侧，齿圈96与齿轮95啮合，所以启动第一电机93转 动，第一电机93带动第一转轴94转动，第一转轴94带动齿轮95转动，齿轮95转动带动齿圈96 转动，齿圈96带动放置箱6转动。当放置箱6内的小球混匀后，关闭第一电机93。

因为还包括有平稳装置12，平稳装置12包括有导向板121、活动杆123、弹簧124、固 定块125和接触轮126，支架2右侧面通过螺栓连接的方式连接有导向板121，导向板121右侧 面中部开有导向孔122，导向孔122内水平设有活动杆123，活动杆123右端安装有接触轮 126，活动杆123左端焊接有固定块125，固定块125右侧面与连接板91左侧面之间连接有弹 簧124，弹簧124绕在活动杆123上，接触轮126与放置箱6外侧面接触，所以放置箱6转动的过 程中，接触轮126沿放置箱6表面滚动，在弹簧124的作用下，能够使得接触轮126一直与放置 箱6保持接触，使得放置箱6转动的更加平稳。

因为还包括有搅拌装置13，搅拌装置13包括有第二轴承座131、转盘132、摇杆133、 搅拌叶片134和第二转轴135，放置箱6右侧面中部嵌入式地安装有第二轴承座131，第二轴 承座131内的轴承通过过盈方式配合连接有第二转轴135，第二转轴135右端连接有转盘 132，转盘132位于放置箱6右侧，转盘132外侧面偏圆心位置连接有摇杆133，第二转轴135中 部连接有搅拌叶片134，搅拌叶片134位于放置箱6内，所以操作人员还可以手握摇杆133，然 后操作人员摇动摇杆133，进而带动转盘132转动，从而带动第二转轴135转动，进而带动搅 拌叶片134转动，搅拌叶片134转动搅拌放置箱6内的小球，使得放置箱6内的小球混匀，如此 无需驱动第一电机93，更加节能。

因为还包括有橡胶套14，摇杆133外侧面套设有橡胶套14，橡胶套14将摇杆133完 全包裹，所以橡胶套14质地柔软，操作人员手握摇杆133与橡胶套14接触，感觉更加舒适。橡 胶套14摩擦系数大，使得操作人员手不易打滑。

因为包括有把手15和盖子16，下料斗7顶部设有盖子16，盖子16与下料斗7配合，盖 子16顶部设有把手15，把手15位于盖子16顶部中间，把手15通过螺栓连接的方式与盖子16 顶部中间连接，所以将盖子16盖在下料斗7顶部，放置箱6转动的过程中，放置箱6内的小球 不易飞出，同时能够保证下料斗7和放置箱6内的清洁。通过把手15可更加方便的打开和盖 上盖子16。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发 明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。