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正态分布曲线生成演示装置的制作方法

时间:2022-01-23 阅读: 作者:专利查询

正态分布曲线生成演示装置的制作方法

1.本技术属于演示装置技术领域,尤其涉及正态分布曲线生成演示装置。


背景技术:

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
3.著名的高尔顿钉板实验展示了正态分布的产生过程,并且,在演示过程中也经常借助高尔顿钉板实验进行正态分布的演示,但目前存在几个问题:
4.1、演示过程中小球的分布偏向集中在中间的一侧,而不是呈较为准确的正态分布曲线,即只能验证大致的曲线概念,主要原因集中在,小球在掉落过程中不是竖直掉落,而是因通道太短而导致小球呈一定的偏向角下落,进而导致轨迹偏移。
5.2、小球不方便在装置内储存,也不方便从装置内取出。


技术实现要素:

6.本技术为了解决上述问题,本技术提供正态分布曲线生成演示装置。
7.本技术的目的是提供正态分布曲线生成演示装置,利用小球通过较长的竖直的通道进而使得小球呈竖直下落状态,经过若干撞球柱的作用下使得小球呈随机分布状态,进而进入接球板之间的间隙,形成需要演示的正态分布曲线。
8.本技术的技术方案为:
9.正态分布曲线生成演示装置,包括壳体,壳体上端设置有第一空腔,第一空腔内设置有两块直板,两块直板间隔配合形成供小球穿过的通道,直板远离通道的一侧设置有活动板,活动板靠近直板一端与壳体铰接连接,壳体上还设置有若干均匀间隔分布的撞球柱,撞球柱下方布置有若干均匀间隔分布的接球板,小球从撞球柱被随机撞击并掉落,并进入接球板,形成正态分布状的多个条形球柱,其条形球柱的顶端整体呈现正态分布曲线样式。
10.进一步的,第一空腔与壳体交界处为圆弧板,当活动板绕铰接点转动时,活动板远离直板一端始终与圆弧板内周抵接。
11.进一步的,活动板远离直板一端设置有活动头,活动头呈圆盘形,活动头与活动板铰接连接。
12.进一步的,通道的长度不小于小球直径的10倍,使得通道的长度较长,进而使得小球呈竖直的下落状态。
13.进一步的,直板下端设置有挡板,直板下端与挡板一端抵接,挡板与壳体固定连接或挡板与直板固定连接,使得小球只能从通道到达撞球柱。
14.进一步的,上下方向的相邻的撞球柱交错分布,相邻的三个撞球柱呈正三角形分布,即下端的撞球柱位于上端两个撞球柱的正中间。
15.进一步的,壳体下端设置有底板,底板与壳体可拆卸连接。
16.进一步的,壳体上设置有凹槽,壳体插设在壳体的凹槽内。
17.进一步的,壳体上设置有透明的盖板。
18.进一步的,通道上端的入口处呈圆弧形。
19.与现有技术相比,本技术的有益效果为:
20.1、本技术的小球可以在活动板上储存,也可以沿着活动板滚落,由于长尺寸的通道使得小球进入通道形成近似竖直下落的轨迹,然后再经过撞球柱的随机撞击,并进入接球板,然后经过若干次的演示,可以发现和演示正态分布的概念以及对应的规律。
21.2、本技术可以直接取下底板,进而将小球全部取出。
附图说明
22.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。
23.图1为本技术的整体结构示意图。
24.图2为本技术壳体的整体结构示意图。
25.图3为本装置准备阶段的示意图。
26.图4为本装置演示阶段的示意图。
27.图5为本技术底板在一个方向的整体结构示意图。
28.图6为本技术底板在另一个方向的整体结构示意图。
29.图中:
30.1、壳体,2、第一空腔,3、直板,4、活动板,5、活动头,6、挡板,7、撞球柱,8、接球板,9、底板,10、盖板,11、凹槽。
具体实施方式:
31.下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。
32.需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
33.在本公开中,术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词,并非特指本公开中任一部件或元件,不能理解为对本公开的限制。
34.实施例1
35.如图1-图2所示,本技术的本实施涉及的是一种正态分布曲线生成演示装置,以弗朗西斯
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高尔顿设计的高尔顿钉板的装置为模型进行进一步的改进设计,在课本上也是以高尔顿钉板解释和引入正态分布的概念的,本技术的装置包括壳体1,壳体1上端设置有第一空腔2,第一空腔2内布置直板3、撞球柱7、接球板8,撞球柱7位于直板3的下方,接球板8位于撞球柱7的下方,第一空腔2内设置有两块直板3,两块直板3间隔配合形成供小球穿过的通道,直板3远离通道的一侧设置有活动板4,活动板4靠近直板3一端与壳体1铰接连接,壳体1上还设置有若干均匀间隔分布的撞球柱7,撞球柱7下方布置有若干均匀间隔分布的接
球板8,小球从撞球柱7被随机撞击并掉落,并进入接球板8,形成正态分布状的多个条形球柱,其条形球柱的顶端整体呈现正态分布曲线样式。
36.进一步的,通道的长度不小于小球直径的10倍,使得通道的长度较长,进而使得小球呈竖直的下落状态,上下方向的相邻的撞球柱7交错分布,相邻的三个撞球柱7呈正三角形分布,即下端的撞球柱7位于上端两个撞球柱7的正中间。
37.作为本技术的具体的实施方案,本实施例采用2mm左右的钢珠作为小球,直板3形成的通道的长度为2-3cm,宽度为2mm多,使得钢珠能够通过通道,撞球柱7采用光杆螺杆或钢杆,壳体1采用亚克力板或木板材质,在撞球柱7位置开设通的螺纹孔或圆柱形的盲孔,进而将撞球柱7安装在壳体1上,撞球柱7之间的间隔与通道的宽度相同。
38.进一步的,第一空腔2与壳体1交界处为圆弧板,当活动板4绕铰接点转动时,活动板4远离直板3一端始终与圆弧板内周抵接,本实施例采用实心的木板或者树脂、塑料板填充在壳体1侧边形成圆弧板,作为进一步的实施方式,活动板4远离直板3一端设置有活动头5,活动头5呈圆盘形,活动头5与活动板4铰接连接,活动头5采用小尺寸的深沟球轴承,活动板4远离直板3一端为较薄的翼板,将深沟球轴承安装在翼板上。
39.本技术在直板3下端安装挡板6,挡板6与壳体1固定连接或挡板6与直板3固定连接,使得直板3下端与挡板6一端抵接,进而使得小球只能从通道到达撞球柱7。
40.本技术将钢珠放置在活动板4上,如图3所示,活动板4呈向下倾斜的角度布置,钢球能够存放在活动板4上,当需要开始演示时,如图4所示,活动板4转动至图4位置,钢球沿着活动板4滚落,并进入通道形成近似竖直下落的轨迹,然后再经过撞球柱7的随机撞击,并进入接球板8,然后经过若干次的演示,可以发现正态分布的概念以及对应的规律。
41.进一步的,壳体1下端设置有底板9,底板9与壳体1可拆卸连接,例如,壳体1上设置有凹槽11,壳体1插设在壳体1的凹槽11内,底板9采用软塑料,将底板9卡在壳体1的下端,当演示完成后,取下底板9,进而使得钢球从接球板8中滚落,收集后可继续进行演示实验。
42.本技术的壳体1上设置有透明的盖板10,避免钢球从壳体1中掉落,也可以清楚的观察钢球的运动和堆叠轨迹,另外,通道上端的入口处呈圆弧形,方便钢球进入通道。
43.本实施例还可以在壳体1上安装水平仪,例如气泡水平仪,进而保证壳体1呈标准的水平布置。
44.以上仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
45.上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述,但并非对本技术保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本技术的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本技术的保护范围以内。