一种统计学正态分布演示教具制造技术

本发明专利技术涉及一种统计学正态分布演示教具，本发明专利技术巧妙的在矩形钉阵下端的出口滑道处设置光电传感器，利用此信号触发主轴和与其对应的电磁离合器，主轴经电磁其可驱动相应滑道上的第三齿轮经过渡传动装置驱动传动轴转动，所述的驱动轴上的滑动环利用主轴提供动力的换向传动装置实现换向，使不同侧的第一端面牙型齿轮和第二端面牙型齿轮进行啮合，从而驱动不同侧的矩形板上升，从而对正态分布的概率结果累计体现在矩形板上，实现循环演示进行累加，本发明专利技术设计巧妙，操作简单，节省材料，省时省力，正态分布演示结果精度高，且通过不同的正态分布图的对比分析，极大的提高了学生的学习兴趣且使学生对不同情况下的正态分布得到充分理解，演示效果佳。

A Demonstration Instrument for Statistical Normal Distribution

【技术实现步骤摘要】
一种统计学正态分布演示教具
本专利技术属于演示教具的
，特别涉及一种统计学正态分布演示教具。
技术介绍
如果一个指标受到若干独立的因素的共同影响，且每个因素不能产生支配性的影响，那么这个指标就服从中心极限定理，即这个指标呈正态分布。正态分布是概率课程中学生必须掌握的知识。正态分布也叫常态分布，正态分布在自然界中非常普遍。例如，一个班级的考试成绩等。正态分布在概率论中起着重要的作用，而也正是因为这样，很多同学对于正态分布不能很好得进行理解，所以一种统计学正态分布演示教具是非要必要的。现有的正态分布演示仪主要是Galton顶板模型，其结构为：钉子与钉子之间的距离相等，即各个孔的大小相同，且比小球的之间略大一些，从水平方向上看，除了边缘的钉子，每个钉子都处于上一层或下一层与其相对的孔的中间位置，当小球碰到某个钉子后，它会滚到该钉子左方或右边的那个孔中，而且进入左右两孔的概率相等。由于正方分布属于概率事件，所以服从一个事实就是，实验的次数越多，其概率越接近正态分布的曲线分布，所以，试验的次数越多，曲线越接近标准，更加有利于学生进行理解，此种演示仪需要人为放入小球，然后进行堆积形成类似曲线，此种方法费事费力，浪费演示者的大量精力，且时间久，很难进行精准的且快速得得到演示结果，现有技术中如公开号为CN108154759A的一种新型正态分布概率演示装置的专利文件，虽然利用机械代替人力进行重复试验，解决上述演示仪中费事费力的问题，但是在进行演示时，同样是利用大量的小球推挤在储球箱内，然后利用小区在竖向滑道内的堆积个数来进行展示，需要耗费大量的小球，才能使曲线更加精准，且两组正态分布耦合在一起时，并不能分清是哪组正态分布的小球，其不能理解是如何叠加的，仅仅得到结果，不具备过程参考的价值，且无法对两组耦合的正态分布曲线进行对比学习，使学生还是不能完全理解，且大量的小球在使用后需要长时间来进行收集，非常麻烦。因此，我们亟待一种统计学正态分布演示教具用于解决以上问题。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种统计学正态分布演示教具，解决了
技术介绍
中的提到的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，一种统计学正态分布演示教具，包括支架，所述的支架上端连接一竖向设置的透明壳体，所述的壳体内的上部布置有一矩形钉阵，所述矩形钉阵构成Galton钉阵模型，满足此矩形钉针用于演示正态分布，还包括若干驱动球，其特征在于，所述的壳体的两端分别竖向连接一过渡溜槽，所述的过渡溜槽内的下端连接一发射装置，满足发射装置驱动驱动球自过渡溜槽的上端流出，两组所述过渡溜槽的上端出口处经一连接在壳体内进口选择装置，满足进口选择装置可改变驱动球进入矩形钉针的进口位置；所述的发射装置朝向中心的一侧竖向连接一第一齿条，所述的第一齿条啮合转动连接在壳体内的不完全齿轮，其中一个不完成齿轮同轴连接一第一齿轮，所述第一齿轮啮合一转动连接在壳体内的第二齿轮，所述的第二齿轮连接一安装在壳体上的第一电机，所述的第一电机的输出轴与其中一不完全齿轮的转轴经皮带进行传动连接，满足两组不完全齿轮配合分别交替驱动其啮合的第一齿条触发发射装置；所述的矩形钉阵的最底排的相邻钉之间的下端分别连接多组竖向设置的滑道，所述的滑道内纵向设置有安装在壳体前后侧壁上的光电传感器，所述的光电传感器连接控制器，所述的壳体的前端转动连接一主轴，所述的主轴一端连接一安装在壳体上的驱动电机，所述驱动电机连接控制器，且满足任一光电传感器均可经控制器触发驱动电机，每组所述的滑道的前方分别设置有一转动连接在主轴上的转动筒和同轴固定连接在主轴上的固定筒，所述的固定筒和转动筒的轴端之间连接一电磁离合器，所述的电磁离合器连接控制器，满足相应的光电传感器经控制器触发电磁离合器，所述的转动筒同轴连接一第三齿轮，所述的第三齿轮连接一安装在支架和壳体上的过渡传动装置，所述的过渡传动装置的输出轴连接一纵向转动安装在支架上的传动轴，所述的传动轴沿纵向间隔转动连接有两组第一锥齿轮，所述的第一锥齿轮朝着远离两锥齿轮中心的方向设置有竖向转动安装在支架上的套筒，所述的套筒的底部同轴连接第二锥齿轮，所述的第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，所述套筒内螺纹配合一伸缩杆，所述的伸缩杆的上端竖向连接一透明的矩形板，所述的矩形板与支架上端连接的盖板竖向滑动配合，两组第一锥齿轮之间连接一换向传动装置，满足换向传动装置可交替驱动第一锥齿轮和第二锥齿轮进行转动；多组的所述滑道的下方设置有两组朝向中心方向倾斜且安装在壳体内的挡板，所述挡板的下端连接一竖板，两组竖板构成竖向滑道结构，竖向滑道的出口端的左右两侧分别连接一储球滑道，两组储球滑道的中间位置设置一纵向转动连接在壳体上的转动板，所述的转动板连接换向传动装置，满足换向传动装置可改变转动板的位置，使得转动板对两组储球滑道的进口端交替进行封堵，所述的储球滑道的出口端连接一分度传动装置，所述的分度传动装置的出口端连接与过渡溜槽相连通的倾斜滑道，所述的分度传动装置的输入轴与相应侧的不完成齿轮相连接，满足两组分度传动装置配合将驱动球交替从出口端经倾斜滑道流至过渡溜槽内的发射装置中，两组所述的分度传动装置的进口端与储球滑道的出口端之间设置有连接在壳体上的封堵装置，满足封堵装置可将驱动球封堵在储球滑道内；所述的不完全齿轮的转轴上与分度传动装置的输入轴之间连接第一离合器，所述第一离合器连接控制器，所述的主轴的另一端经第二离合器连接换向传动装置，所述第二离合器连接连接控制器。优选的，所述的换向传动装置包括与主轴同轴设置且经第二离合器与主轴连接的换向传动装置的输入轴，每组所述的传动轴分别经花键连接一置于两第一锥齿轮之间的滑动环，所述的滑动环的前后两轴端分别连接一齿牙朝外设置的第一端面牙型齿轮，所述的第一锥齿轮朝向滑动环的端连接一与第一端面牙型齿轮配合的第二端面牙型齿轮，满足滑动环的横向移动可使同侧的第一端面牙型齿轮和第二端面牙型齿轮啮合，所述的滑动环外转动套设一转动环，所述的转动环外铰接一向下延伸的摆杆，所述的摆杆的另一端铰接在支架上且在铰接端同轴铰接一驱动杆，所述驱动杆的端部与摆杆之间连接一第一弹簧，第一弹簧的前后两侧摆动极限位置设置有用于限制第一弹簧继续朝两侧摆动的限位结构，满足第一弹簧可拉动摆杆带动滑动环发生横向移动，所述的摆杆下方的前后两侧分别设置有转动连接在支架上的第一拨杆和第二拨杆，所述的第一拨杆和第二拨杆配合，满足第一拨杆和第二拨杆交替拨动驱动杆经第一弹簧驱动滑动环横向移动，多组第一拨杆同轴连接且在轴端连接第四齿轮，多组所述的第二拨杆同轴连接且在轴端连接第五齿轮，所述的第四齿轮和第五齿轮啮合，所述的第四齿轮的转轴与换向传动装置的输入轴经皮带进行传动连接；还包括纵向连接在转动板上的圆杆，所述的圆杆穿设壳体侧壁，且滑动配合在壳体侧壁上的弧形槽内，所述的圆杆的上方的左右两侧分别设置有两组互相啮合的第六齿轮，所述第六齿轮同轴连接一第三拨杆，两组第三拨杆分别与圆杆配合，驱动圆杆及转动板沿其转轴往复转动，所述的圆杆的下端与壳体之间连接一竖向设置的第二弹簧，满足第二弹簧可驱动圆杆带动转动板沿弧形槽进行转动，其中一个所述的第六齿轮同轴连接一蜗轮，所述的蜗轮的上端啮合一横向转动连接在壳体上的蜗杆，所述的蜗杆与换向传动装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种统计学正态分布演示教具，包括支架（1），所述的支架（1）上端连接一竖向设置的透明壳体（2），所述的壳体（2）内的上部布置有一矩形钉阵（3），所述矩形钉阵（3）构成Galton钉阵模型，满足此矩形钉针用于演示正态分布，还包括若干驱动球（4），其特征在于，所述的壳体（2）的两端分别竖向连接一过渡溜槽（5），所述的过渡溜槽（5）内的下端连接一发射装置，满足发射装置驱动驱动球（4）自过渡溜槽（5）的上端流出，两组所述过渡溜槽（5）的上端出口处经一连接在壳体（2）内进口选择装置，满足进口选择装置可改变驱动球（4）进入矩形钉针的进口位置；所述的发射装置朝向中心的一侧竖向连接一第一齿条（65），所述的第一齿条（65）啮合转动连接在壳体（2）内的不完全齿轮（7），其中一个不完成齿轮同轴连接一第一齿轮（8），所述第一齿轮（8）啮合一转动连接在壳体（2）内的第二齿轮（9），所述的第二齿轮（9）连接一安装在壳体（2）上的第一电机（10），所述的第一电机（10）的输出轴与其中一不完全齿轮（7）的转轴经皮带进行传动连接，满足两组不完全齿轮（7）配合分别交替驱动其啮合的第一齿条（65）触发发射装置；所述的矩形钉阵（3）的最底排的相邻钉之间的下端分别连接多组竖向设置的滑道（11），所述的滑道（11）内纵向设置有安装在壳体（2）前后侧壁上的光电传感器（12），所述的光电传感器（12）连接控制器，所述的壳体（2）的前端转动连接一主轴（13），所述的主轴（13）一端连接一安装在壳体（2）上的驱动电机（14），所述驱动电机（14）连接控制器，且满足任一光电传感器（12）均可经控制器触发驱动电机（14），每组所述的滑道（11）的前方分别设置有一转动连接在主轴（13）上的转动筒（15）和同轴固定连接在主轴（13）上的固定筒（51），所述的固定筒（51）和转动筒（15）的轴端之间连接一电磁离合器（17），所述的电磁离合器（17）连接控制器，满足相应的光电传感器（12）经控制器触发电磁离合器（17），所述的转动筒（15）同轴连接一第三齿轮（18），所述的第三齿轮（18）连接一安装在支架（1）和壳体（2）上的过渡传动装置，所述的过渡传动装置的输出轴连接一纵向转动安装在支架（1）上的传动轴（19），所述的传动轴（19）沿纵向间隔转动连接有两组第一锥齿轮（20），所述的第一锥齿轮（20）朝着远离两锥齿轮中心的方向设置有竖向转动安装在支架（1）上的套筒（21），所述的套筒（21）的底部同轴连接第二锥齿轮（22），所述的第一锥齿轮（20）和第二锥齿轮（22）啮合，所述套筒（21）内螺纹配合一伸缩杆（23），所述的伸缩杆（23）的上端竖向连接一透明的矩形板（24），所述的矩形板（24）与支架（1）上端连接的盖板竖向滑动配合，两组第一锥齿轮（20）之间连接一换向传动装置，满足换向传动装置可交替驱动第一锥齿轮（20）和第二锥齿轮（22）进行转动；多组的所述滑道（11）的下方设置有两组朝向中心方向倾斜且安装在壳体（2）内的挡板（25），所述挡板（25）的下端连接一竖板（26），两组竖板（26）构成竖向滑道（11）结构，竖向滑道（11）的出口端的左右两侧分别连接一储球滑道（27），两组储球滑道（27）的中间位置设置一纵向转动连接在壳体（2）上的转动板（28），所述的转动板（28）连接换向传动装置，满足换向传动装置可改变转动板（28）的位置，使得转动板（28）对两组储球滑道（27）的进口端交替进行封堵，所述的储球滑道（27）的出口端连接一分度传动装置，所述的分度传动装置的出口端连接与过渡溜槽（5）相连通的倾斜滑道（29），所述的分度传动装置的输入轴与相应侧的不完成齿轮相连接，满足两组分度传动装置配合将驱动球（4）交替从出口端经倾斜滑道（29）流至过渡溜槽（5）内的发射装置中，两组所述的分度传动装置的进口端与储球滑道（27）的出口端之间设置有连接在壳体（2）上的封堵装置，满足封堵装置可将驱动球（4）封堵在储球滑道（27）内；所述的不完全齿轮（7）的转轴上与分度传动装置的输入轴之间连接第一离合器（30），所述第一离合器（30）连接控制器，所述的主轴（13）的另一端经第二离合器（31）连接换向传动装置，所述第二离合器（31）连接连接控制器。...

【技术特征摘要】
1.一种统计学正态分布演示教具，包括支架（1），所述的支架（1）上端连接一竖向设置的透明壳体（2），所述的壳体（2）内的上部布置有一矩形钉阵（3），所述矩形钉阵（3）构成Galton钉阵模型，满足此矩形钉针用于演示正态分布，还包括若干驱动球（4），其特征在于，所述的壳体（2）的两端分别竖向连接一过渡溜槽（5），所述的过渡溜槽（5）内的下端连接一发射装置，满足发射装置驱动驱动球（4）自过渡溜槽（5）的上端流出，两组所述过渡溜槽（5）的上端出口处经一连接在壳体（2）内进口选择装置，满足进口选择装置可改变驱动球（4）进入矩形钉针的进口位置；所述的发射装置朝向中心的一侧竖向连接一第一齿条（65），所述的第一齿条（65）啮合转动连接在壳体（2）内的不完全齿轮（7），其中一个不完成齿轮同轴连接一第一齿轮（8），所述第一齿轮（8）啮合一转动连接在壳体（2）内的第二齿轮（9），所述的第二齿轮（9）连接一安装在壳体（2）上的第一电机（10），所述的第一电机（10）的输出轴与其中一不完全齿轮（7）的转轴经皮带进行传动连接，满足两组不完全齿轮（7）配合分别交替驱动其啮合的第一齿条（65）触发发射装置；所述的矩形钉阵（3）的最底排的相邻钉之间的下端分别连接多组竖向设置的滑道（11），所述的滑道（11）内纵向设置有安装在壳体（2）前后侧壁上的光电传感器（12），所述的光电传感器（12）连接控制器，所述的壳体（2）的前端转动连接一主轴（13），所述的主轴（13）一端连接一安装在壳体（2）上的驱动电机（14），所述驱动电机（14）连接控制器，且满足任一光电传感器（12）均可经控制器触发驱动电机（14），每组所述的滑道（11）的前方分别设置有一转动连接在主轴（13）上的转动筒（15）和同轴固定连接在主轴（13）上的固定筒（51），所述的固定筒（51）和转动筒（15）的轴端之间连接一电磁离合器（17），所述的电磁离合器（17）连接控制器，满足相应的光电传感器（12）经控制器触发电磁离合器（17），所述的转动筒（15）同轴连接一第三齿轮（18），所述的第三齿轮（18）连接一安装在支架（1）和壳体（2）上的过渡传动装置，所述的过渡传动装置的输出轴连接一纵向转动安装在支架（1）上的传动轴（19），所述的传动轴（19）沿纵向间隔转动连接有两组第一锥齿轮（20），所述的第一锥齿轮（20）朝着远离两锥齿轮中心的方向设置有竖向转动安装在支架（1）上的套筒（21），所述的套筒（21）的底部同轴连接第二锥齿轮（22），所述的第一锥齿轮（20）和第二锥齿轮（22）啮合，所述套筒（21）内螺纹配合一伸缩杆（23），所述的伸缩杆（23）的上端竖向连接一透明的矩形板（24），所述的矩形板（24）与支架（1）上端连接的盖板竖向滑动配合，两组第一锥齿轮（20）之间连接一换向传动装置，满足换向传动装置可交替驱动第一锥齿轮（20）和第二锥齿轮（22）进行转动；多组的所述滑道（11）的下方设置有两组朝向中心方向倾斜且安装在壳体（2）内的挡板（25），所述挡板（25）的下端连接一竖板（26），两组竖板（26）构成竖向滑道（11）结构，竖向滑道（11）的出口端的左右两侧分别连接一储球滑道（27），两组储球滑道（27）的中间位置设置一纵向转动连接在壳体（2）上的转动板（28），所述的转动板（28）连接换向传动装置，满足换向传动装置可改变转动板（28）的位置，使得转动板（28）对两组储球滑道（27）的进口端交替进行封堵，所述的储球滑道（27）的出口端连接一分度传动装置，所述的分度传动装置的出口端连接与过渡溜槽（5）相连通的倾斜滑道（29），所述的分度传动装置的输入轴与相应侧的不完成齿轮相连接，满足两组分度传动装置配合将驱动球（4）交替从出口端经倾斜滑道（29）流至过渡溜槽（5）内的发射装置中，两组所述的分度传动装置的进口端与储球滑道（27）的出口端之间设置有连接在壳体（2）上的封堵装置，满足封堵装置可将驱动球（4）封堵在储球滑道（27）内；所述的不完全齿轮（7）的转轴上与分度传动装置的输入轴之间连接第一离合器（30），所述第一离合器（30）连接控制器，所述的主轴（13）的另一端经第二离合器（31）连接换向传动装置，所述第二离合器（31）连接连接控制器。2.根据权利要求1所述的一种统计学正态分布演示教具，其特征在于，所述的换向传动装置包括与主轴（13）同轴设置且经第二离合器（31）与主轴（13）连接的换向传动装置的输入轴（32），每组所述的传动轴（19）分别经花键连接一置于两第一锥齿轮（20）之间的滑动环（33），所述的滑动环（33）的前后两轴端分别连接一齿牙朝外设置的第一端面牙型齿轮（34），所述的第一锥齿轮（20）朝向滑动环（33）的端连接一与第一端面牙型齿轮（34）配合的第二端面牙型齿轮（35），满足滑动环（33）的横向移动可使同侧的第一端面牙型齿轮（34）和第二端面牙型齿轮（35）啮合，所述的滑动环（33）外转动套设一转动环（36），所述的转动环（36）外铰接一向下延伸的摆杆（37），所述的摆杆（37）的另一端铰接在支架（1）上且在铰接端同轴铰接一驱动杆（38），所述驱动杆（38）的端部与摆杆（37）之间连接一第一弹簧（39），第一弹簧（39）的前后两侧摆动极限位置设置有用于限制第一弹簧（39）继续朝两侧摆动的限位结构，满足第一弹簧（39）可拉动摆杆（37）带动滑动环（33）发生横向移动，所述的摆杆（37）下方的前后两侧分别设置有转动连接在支架（1）上的第一拨杆（40）和第二拨杆（41），所述的第一拨杆（40）和第二拨杆（41）配合，满足第一拨杆（40）和第二拨杆（41）交替拨动驱动杆（38）经第一弹簧（39）驱动滑动环（33）横向移动，多组第一拨杆（40）同轴连接且在轴端连接第四齿轮（42），多组所述的第二拨杆（41）同轴连接且在轴端连接第五齿轮（43）...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志娟，聂大勇，刘旭旺，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南,41