本發(fā)明主要涉及一種數(shù)學(xué)教學(xué)使用的演示教育，具體是數(shù)學(xué)概率演示裝置。

背景技術(shù)：

在數(shù)學(xué)概率課程講解過程時，為了方便學(xué)生的理解，一般教師為準(zhǔn)備一些演示教具。其中最常用的演示教具即為拋硬幣實(shí)驗(yàn)，即多次隨機(jī)拋出硬幣，統(tǒng)計硬幣正反面出現(xiàn)的次數(shù)。由于拋硬幣的次數(shù)越多，對于概率事件越具有說服力，使得傳統(tǒng)的演示教具具有如下缺點(diǎn)：自動化程度低，雖然部分裝置解決了傳統(tǒng)人工拋幣情況改為自動拋幣，但仍需要對硬幣進(jìn)行整理和統(tǒng)計，使用時不能完全脫離人力，拋幣次數(shù)較多時，影響教學(xué)效率；使用硬幣較多不方便控制和整理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決目前技術(shù)的不足，本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，提供一種數(shù)學(xué)概率演示裝置，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，通過對一個鐵幣的循環(huán)拋幣統(tǒng)計進(jìn)行演示，整個過程無需人工輔助，自動化程度高，能夠使教師一邊授課一邊進(jìn)行演示作業(yè)，互不影響，可大大提高授課效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

數(shù)學(xué)概率演示裝置，包括透明的箱體和可被磁鐵吸合的鐵幣，所述箱體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向鐵幣滾落的擋板，所述擋板和箱體之間設(shè)置有供鐵幣落下的鐵幣容納腔，所述鐵幣容納腔底部設(shè)置有水平輸送機(jī)構(gòu)，在鐵幣容納腔一側(cè)設(shè)置有與鐵幣厚度相適應(yīng)的落幣夾縫，由擋板處落下的鐵幣落入至水平輸送機(jī)構(gòu)上，經(jīng)水平輸送機(jī)構(gòu)帶動鐵幣進(jìn)入至落幣夾縫內(nèi)，落幣夾縫的出口一側(cè)設(shè)置有儲幣箱，所述儲幣箱上與落幣夾縫的出口對應(yīng)處設(shè)置有儲幣夾縫，儲幣夾縫一側(cè)設(shè)置有固定在儲幣箱上的電磁鐵，鐵幣由落幣夾縫的出口滑出后呈站立狀態(tài)落入儲幣夾縫內(nèi)并被通電產(chǎn)生磁力的電磁鐵吸合，所述儲幣箱固定在升降機(jī)構(gòu)上，在升降機(jī)構(gòu)帶動下儲幣箱由落幣夾縫對應(yīng)處上升至擋板處，此時電磁鐵失電失去磁力，鐵幣可由儲幣夾縫內(nèi)沿?fù)醢逄帩L落，在所述鐵幣一側(cè)的端面上設(shè)置有反光標(biāo)識，在所述儲幣夾縫一側(cè)設(shè)置與固定在儲幣箱內(nèi)且可識別反光標(biāo)識的傳感器，箱體頂部設(shè)置有顯示屏，顯示屏、傳感器、電磁鐵、水平輸送機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)均連接至具有計數(shù)功能的控制系統(tǒng)。

所述水平輸送機(jī)構(gòu)包括由控制系統(tǒng)控制的水平輸送電機(jī)和輸送帶，所述輸送帶在兩側(cè)的水平傳動軸帶動下循環(huán)運(yùn)動，其中一側(cè)的水平傳動軸連接水平輸送電機(jī)，鐵幣經(jīng)輸送帶輸送至邊緣時落入至落幣夾縫內(nèi)。

所述落幣夾縫頂部為可導(dǎo)向鐵幣準(zhǔn)確落入落幣夾縫內(nèi)的錐形口。

所述升降機(jī)構(gòu)包括由控制系統(tǒng)控制的升降電機(jī)和升降皮帶，所述升降皮帶在兩側(cè)的升降傳動軸帶動下往復(fù)升降運(yùn)動，其中一側(cè)的升降傳動軸連接升降電機(jī)，在升降皮帶上安裝有夾帶機(jī)構(gòu)，所述儲幣箱固定在夾帶機(jī)構(gòu)上。

所述夾帶機(jī)構(gòu)包括外夾板和內(nèi)夾板，所述外夾板呈l型且設(shè)置在升降皮帶外側(cè)，所述內(nèi)夾板設(shè)置在升降皮帶內(nèi)側(cè)，外夾板和內(nèi)夾板之間通過螺栓連接并夾緊升降皮帶，所述儲幣箱固定在外夾板上。

所述儲幣夾縫底面為方便鐵幣滾出的斜面。

所述傳感器檢測到反光標(biāo)識信號后傳遞至控制系統(tǒng)進(jìn)行反光標(biāo)識出現(xiàn)次數(shù)計數(shù)，并通過顯示屏進(jìn)行顯示，同時控制系統(tǒng)通過電磁鐵動作次數(shù)對拋幣總次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，并通過顯示屏進(jìn)行顯示。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明通過統(tǒng)計鐵幣拋出的次數(shù)以及具有反光標(biāo)識一側(cè)出現(xiàn)的次數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)概率的演示，整個過程僅通過一個鐵幣即可完成，且拋幣過程和鐵幣復(fù)位均為自動控制，在實(shí)際使用時，只需打開電源開關(guān)，本發(fā)明即可自動循環(huán)實(shí)現(xiàn)拋幣和統(tǒng)計作業(yè)，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示到顯示屏上，自動化程度高，無需人工輔助，使得教師可以一邊授課講解一邊進(jìn)行概率的演示，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定拋幣次數(shù)時，通過觀察顯示屏上計數(shù)驗(yàn)證數(shù)學(xué)概率公式的正確性，通過該裝置，可大大降低人工勞力，提高授課效率。

2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能夠保證拋幣和統(tǒng)計過程的長時間穩(wěn)定運(yùn)行。

3、本發(fā)明的水平輸送機(jī)構(gòu)能夠保證鐵幣在落下后準(zhǔn)確的落入到落幣夾縫內(nèi)，再通過落幣夾縫滑落至儲幣箱內(nèi)，通過電磁鐵進(jìn)行鐵幣的吸附，通過升降機(jī)構(gòu)使鐵幣復(fù)位循環(huán)拋出，由于拋出過程鐵幣呈站立狀態(tài)由擋板處滾落，因此隨機(jī)性更強(qiáng)，演示更具說服力。

4、本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，加工制作方便，成本低，便于推廣使用。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本發(fā)明落幣夾縫結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為本發(fā)明儲幣箱結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為本發(fā)明升降結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中所示標(biāo)號：1、顯示屏；2、擋板；3、鐵幣容納腔；4、箱體；5、鐵幣；6、輸送帶；7、水平輸送電機(jī)；8、落幣夾縫；9、反光標(biāo)識；10、控制系統(tǒng)；11、內(nèi)夾板；12、電磁鐵；13、儲幣箱；14、外夾板；15、升降皮帶；16、升降傳動軸；17、軸支撐座；18、水平傳動軸；19、錐形口；20、傳感器；21、儲幣夾縫；22、升降電機(jī)；23、軸承；24、皮帶輪。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所限定的范圍。

數(shù)學(xué)概率演示裝置，包括透明的箱體4和可被磁鐵吸合的鐵幣5，所述箱體4內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向鐵幣5滾落的擋板2，所述擋板2和箱體1之間設(shè)置有供鐵幣5落下的鐵幣容納腔3，所述鐵幣容納腔3底部設(shè)置有水平輸送機(jī)構(gòu)，在鐵幣容納腔3一側(cè)設(shè)置有與鐵幣5厚度相適應(yīng)的落幣夾縫8，由擋板2處落下的鐵幣5落入至水平輸送機(jī)構(gòu)上，經(jīng)水平輸送機(jī)構(gòu)帶動鐵幣5進(jìn)入至落幣夾縫8內(nèi)，落幣夾縫8的出口一側(cè)設(shè)置有儲幣箱13，所述儲幣箱13上與落幣夾縫8的出口對應(yīng)處設(shè)置有儲幣夾縫21，儲幣夾縫21一側(cè)設(shè)置有固定在儲幣箱13上的電磁鐵12，鐵幣5由落幣夾縫8的出口滑出后呈站立狀態(tài)落入儲幣夾縫21內(nèi)并被通電產(chǎn)生磁力的電磁鐵12吸合，所述儲幣箱13固定在升降機(jī)構(gòu)上，在升降機(jī)構(gòu)帶動下儲幣箱13由落幣夾縫8對應(yīng)處上升至擋板2處，此時電磁鐵12失電失去磁力，鐵幣5可由儲幣夾縫21內(nèi)沿?fù)醢?處滾落，在所述鐵幣5一側(cè)的端面上設(shè)置有反光標(biāo)識9，在所述儲幣夾縫21一側(cè)設(shè)置與固定在儲幣箱13內(nèi)且可識別反光標(biāo)識9的傳感器20，箱體4頂部設(shè)置有顯示屏1，顯示屏1、傳感器20、電磁鐵12、水平輸送機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)均連接至具有計數(shù)功能的控制系統(tǒng)10。

如附圖1～4所示，本發(fā)明的箱體4為矩形箱體透明結(jié)構(gòu)，方便使用者觀察到箱體內(nèi)部情況，擋板2如附圖1所示，其上部呈傾斜設(shè)置，方便鐵幣5的滾落，其一側(cè)與箱體4之間的空間為鐵幣容納腔3，另一側(cè)與箱體4的空間用于安裝升降機(jī)構(gòu)，鐵幣容納腔3底部為水平輸送機(jī)構(gòu)，其中水平輸送機(jī)構(gòu)包括由控制系統(tǒng)10控制的水平輸送電機(jī)7和輸送帶6，所述輸送帶6在兩側(cè)的水平傳動軸18帶動下循環(huán)運(yùn)動，其中一側(cè)的水平傳動軸18連接水平輸送電機(jī)7，鐵幣5滾落后會呈水平狀態(tài)停止在輸送帶6上，如附圖2所述，鐵幣5隨輸送帶6運(yùn)輸至落幣夾縫8內(nèi)并通過落幣夾縫8滑落至儲幣箱13內(nèi)。落幣夾縫8其厚度略大于鐵幣5厚度，鐵幣5落入落幣夾縫8后呈站立狀態(tài)滾落至一側(cè)的儲幣箱13內(nèi)，為了保證鐵幣5從運(yùn)輸帶6上準(zhǔn)確的落入到落幣夾縫8內(nèi)，本發(fā)明在所述落幣夾縫8頂部設(shè)置錐形口19。在本發(fā)明中，儲幣箱13上設(shè)置的儲幣夾縫21與落幣夾縫8的出口相對應(yīng)，儲幣夾縫21寬度略大于一個鐵幣5厚度，鐵幣5滾落至儲幣夾縫21時為站立狀態(tài)，并通過一側(cè)的電磁鐵12吸附，同時為了電磁鐵12磁力消失時，鐵幣能夠快速的從儲幣夾縫21內(nèi)滾出，本發(fā)明將儲幣夾縫21底面為設(shè)置為斜面。儲幣箱13固定在升降機(jī)構(gòu)上，升降機(jī)構(gòu)可控制儲幣箱13運(yùn)動的上下兩個工位，上工位位置恰好使儲幣夾縫21對應(yīng)在擋板2處，下工位位置恰好使儲幣夾縫21對應(yīng)在落幣夾縫8的出口處。

本發(fā)明的升降機(jī)構(gòu)包括由控制系統(tǒng)10控制的升降電機(jī)22和升降皮帶15，所述升降皮帶15在兩側(cè)的升降傳動軸16帶動下往復(fù)升降運(yùn)動，其中一側(cè)的升降傳動軸16連接升降電機(jī)22，如附圖4所示，兩側(cè)的傳動軸16上均安裝有與升降皮帶15配合的皮帶輪24，傳動軸16安裝在軸支撐座17上，且與軸支撐座17之間設(shè)置有軸承23，軸支撐座17固定在箱體4上；在升降皮帶15上安裝有夾帶機(jī)構(gòu)，所述儲幣箱13固定在夾帶機(jī)構(gòu)上，夾帶機(jī)構(gòu)包括外夾板14和內(nèi)夾板11，所述外夾板14呈l型且設(shè)置在升降皮帶15外側(cè)，所述內(nèi)夾板14設(shè)置在升降皮帶15內(nèi)側(cè)，外夾板14和內(nèi)夾板11之間通過螺栓連接并夾緊升降皮帶15，所述儲幣箱13固定在外夾板14上。升降電機(jī)22帶動升降皮帶15升降，升降皮帶15升降過程中可帶動相應(yīng)的儲幣箱升降，該結(jié)構(gòu)簡單方便，便于拆裝，且能夠?qū)崿F(xiàn)儲幣箱13的準(zhǔn)確定位。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)鐵幣5正發(fā)面的統(tǒng)計，本發(fā)明在鐵幣5的一側(cè)設(shè)置有反光標(biāo)識9，反光標(biāo)識9可選擇黑色涂料涂在鐵幣5上，或黑色粘貼粘在鐵幣5上，傳感器20可采用光電傳感器，當(dāng)鐵幣5沒有反光標(biāo)識9的一側(cè)對應(yīng)傳感器20時，傳感器20并不能識別光線變化，因此不產(chǎn)生電信號，當(dāng)帶有反光標(biāo)識9的一側(cè)對應(yīng)傳感器20時，傳感器20感應(yīng)到光線變化，產(chǎn)生電信號至控制系統(tǒng)10處，使控制系統(tǒng)10處的計數(shù)加1，控制系統(tǒng)10同時還可對鐵幣5拋出總次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，該計數(shù)可通過電磁鐵12通斷次數(shù)或升降電機(jī)22動作次數(shù)或水平輸送電機(jī)7動作次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計。

本發(fā)明的工作原理如下：初始位置，電磁鐵12通電，鐵幣5被吸附在儲幣箱13內(nèi)，儲幣箱13位于擋板2處，電磁鐵12斷電后，鐵幣5自動沿?fù)醢?滾落至運(yùn)輸帶6上，水平輸送電機(jī)7在電磁鐵12斷電后延遲一段時間開始帶動運(yùn)輸帶6運(yùn)動，該時間段應(yīng)當(dāng)保證鐵幣5能夠落至運(yùn)輸帶6上，電磁鐵12斷電后同時，升降電機(jī)22動作，帶動儲幣箱13向下運(yùn)動至落幣夾縫8處電磁鐵12上電等待鐵幣5滾落，當(dāng)鐵幣5滾落后會由通過電磁鐵12吸附，吸附后升降電機(jī)22動作，帶動儲幣箱13向上運(yùn)動至初始位置，整個過程顯示屏上的總計數(shù)計1，而如果傳感器20有電信號則顯示屏上的反光標(biāo)識出現(xiàn)次數(shù)計1，如果沒有電信號不計，為了確保升降電機(jī)22帶動儲幣箱13向上運(yùn)動時，鐵幣5已經(jīng)落在儲幣箱13內(nèi)，可在儲幣箱13內(nèi)增加檢測鐵幣5位置的傳感器，也可通過延時的方法控制升降電機(jī)22動作。整個演示過程，可通過控制系統(tǒng)10設(shè)定總拋幣次數(shù)，到達(dá)次數(shù)后裝置停止動作，此時可從顯示屏上直接觀察出總拋幣次數(shù)和反光標(biāo)識出現(xiàn)次數(shù)，用于演示概率事件。由于本裝置可通電后自動循環(huán)往復(fù)動作，因此在教學(xué)使用時，無需人工輔助，可節(jié)約講師的時間，提高授課效率，同時便于學(xué)生對概率知識的直觀理解。