本发明专利技术涉及数学教具领域，具体的说是一种数学概率教学模拟器及其控制系统,其模拟器包括机身、投币装置和投针装置；所述的机身包括底板、支腿、前侧板、中支板、后侧板、一号环柱和二号环柱；所述的投币装置与投针装置均包括滑物装置、弹物装置、推物装置和运物装置；所述的各弹物装置均包括弹物板、转板轴、撑物板、弹物弹簧、伸缩气囊、储气罐、通气软管和气泵；所述的各运物装置均包括落料斗、传送仓、传送滚筒和传送带，其控制系统包括可编程控制器、传感器单元、气压单元、伺服电机单元和伺服控制器。本发明专利技术能够满足实验次数较多的数学概率实验的要求，且能够使学生直观感受到掷币和投针实验的过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数学教具领域，具体的说是一种数学概率教学模拟器及其控制系统。
技术介绍
概率，又称或然率、机会率、机率(几率)或可能性，它是概率论的基本概念。概率是对随机事件发生的可能性的度量，一般以一个在0到1之间的实数表示一个事件发生的可能性大小。越接近1，该事件更可能发生；越接近0，则该事件更不可能发生，其是客观论证，而非主观验证。概率实验一般包括摸球游戏，掷硬币，转转盘，投针试验，掷图钉和掷瓶盖等实验，其中，蒲丰投针试验主要指：1)取一张白纸，在上面画上许多条间距为a的平行线。2)取一根长度为l(l≤a/2)的针，随机地向画有平行直线的纸上掷n次，观察针与直线相交的次数，记为m。3)计算针与直线相交的概率.蒲丰投针实验是第一个用几何形式表达概率问题的例子，他首次使用随机实验处理确定性数学问题，为概率论的发展起到一定的推动作用。上述实验都应该让学生亲身做，这些实验比较简单，实验结果也不复杂，可操作性强。通过亲身做可以更好的体会事件发生的频率，及频率与概率的联系与区别，体会大量重复实验时频率可以作为事件发生概率的估计值。学生亲自做掷硬币实验和投针试验有以下几个作用：1.有助于学生体会随机现象的特点。在进行试验及对试验数据的分析中，学生将逐渐体会到随机现象的不确定性，以及大量重复试验所呈现的规律性。2.通过概率实验，有助于学生澄清一些错误认识。通过亲自做实验，学生可以在实验的过程当中去体会事情发生的不确定性；对于那些还存在的困惑，尤其是与经验不符的结果，通过实验，澄清错误认识，让学生信服。现有的人工掷硬币(投针)实验往往是通过一人手抛硬币(手抛针)，另一人旁边计数的方式进行实验，然而，由于需要实验的次数之多，因而上述掷硬币(手抛针)概率实验的方法需要耗费大量人力物力，且影响实验效率；所以现在的数学概率掷硬币(手抛针)实验往往采用计算机进行模拟，计算机模拟实验使得学生无法参与到概率实验中，或者无法感受到切实的实验过程，从而无法使得学生加深对概率的理解；鉴于此，现急需一种能够使学生直观感受到掷硬币(投针)概率实验的乐趣，并且不影响实验效率的数学概率教学模拟设备。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术中所述的一种数学概率教学模拟器及其控制系统，其能够使学生直观感受到掷币(投针)实验的过程，增加学生对概率的兴趣和理解，且无需人工操作，具有较高的工作效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数学概率教学模拟器，包括机身、投币装置和投针装置；所述的投币装置位于机身前部，所述的投针装置位于机身后部。所述的机身包括底板、支腿、前侧板、中支板、后侧板、一号环柱和二号环柱；底板下端面四周固连有四根支腿，底板前后两端分别对称固连有前侧板和后侧板，底板中部竖直固连有中支板，所述的一号环柱与二号环柱整体为“口”字型，一号环柱与二号环柱并列固连在机身右部，且一号环柱位于二号环柱右方；所述的投币装置与投针装置均包括滑物装置、弹物装置、推物装置和运物装置，所述的投币装置整体均位于机身的前侧板与中支板之间，投币装置的滑物装置包括一号滑物板、限高块、一号固位杆、一号平动杆、一号挡币板、一号滑动柱、一号弹簧、一号铁块和一号电磁铁；所述的一号滑物板位于机身右部，一号滑物板沿机身从右往左逐步倾斜向下固连在机身上，且一号滑物板右端与一号环柱平滑固连，工作时，硬币可从一号滑物板右侧由重力作用滑至一号滑物板左侧，所述的前侧板与中支板之间的二号环柱左侧面均匀设置有三个一号嵌套柱，所述的一号嵌套柱中部设置有通槽，所述的限高块固连在前侧板与中支板之间的二号环柱下端面，限高块与一号滑物板的最近距离与实验用硬币的高度相等，从而使得在同一个区域内，每次经过限高块下方的硬币只能一枚枚的依次通过，从而不易造成大量硬币同时被弹射出去而影响检测结果的情况，所述的一号固位杆固连在二号环柱左侧的机身上，所述的一号平动杆位于一号固位杆与一号嵌套柱之间，所述的一号挡币板位于二号环柱左侧的一号滑物板上方，一号挡币板上从前往后均匀竖直固连有三个一号滑动柱，且三个一号滑动柱顶端均贯穿一号嵌套柱并固连在一号平动杆上，从而三个一号滑动柱可在一号嵌套柱内上下运动，进而带动一号挡币板上下运动，一号挡币板的作用是控制硬币在一号滑物板上的运动，当需要对硬币进行抛射时，则一号挡币板向上运动，使得硬币能够从一号挡币板下端滑至一号滑物板左侧，当有一枚硬币从一号挡币板下端滑向一号滑物板左侧后，一号挡币板再向下运动以阻隔其他硬币的继续下滑，从而避免众多硬币同时滑至一号滑物板左侧，进而避免众多硬币被同时抛出；所述的一号弹簧数量为三，三个一号弹簧顶端分别与三个一号嵌套柱相固连，三个一号弹簧底端固连在一号挡币板上，所述的一号平动杆上均匀固连有三个一号铁块，三个一号铁块正上方均布置有三个一号电磁铁，且三个一号电磁铁安装在一号固位杆上；初始状态下，各一号电磁铁不工作，各一号弹簧处于松弛状态，一号挡币板接触一号滑物板以阻隔硬币向左的滑动，当硬币在一号挡币板右侧且需要向一号滑物板左侧运动时，则外部控制器控制电磁继电器工作，电磁继电器控制各一号电磁铁工作，一号电磁铁因通电而产生磁性进而吸引一号平动杆上的各一号铁块向上运动从而与各一号电磁铁相吸附，于此同时，一号平动杆向上运动带动各一号滑动柱在一号嵌套柱内向上运动，从而使得一号挡币板向上运动以使得硬币从一号挡币板下方通过并滑动至一号滑物板左侧，此时各一号弹簧处于收缩状态；当硬币滑至一号挡币板左侧时，再使各一号电磁铁断电，进而使得一号挡币板在一号弹簧复位力的作用下重新与一号滑物板接触以继续阻隔硬币。所述的投针装置整体位于机身的中支板与后侧板之间，投针装置的滑物装置包括二号滑物板、限流板、五个挡针装置和二号固位杆，所述的二号滑物板位于机身右部，二号滑物板沿机身从右往左逐步倾斜向下固连在机身上，且二号滑物板右端与一号环柱平滑固连，二号滑物板上端面设置有四条曲线型的限流板，四条限流板将二号滑物板分隔成五个滑针区，工作时，进入二号滑物板右端的实验用针在二号滑物板上滑动至各滑针区内，滑针区的设计使得各实验用针能够分批次被弹射出去，而不至于大量实验用针被堆积并被同时抛射出去，而大量实验用针被同时抛射可能会造成针在底板上的碰撞和堆叠进而对实验结果产生不利影响，从而限流板的设计能够避免上述影响；所述的后侧板与中支板之间的二号环柱左侧面均匀设置有五个二号嵌套柱，所述的二号嵌套柱中部设置有通槽，所述的五个挡针装置分别位于五个二号嵌套柱内，四条限流板均位于挡针装置右方，且各挡针装置右方分别对应一个滑针区，所述的二号固位杆固连在二号环柱左侧的机身上；工作时，各挡针装置可控制不同滑针区内实验用针在二号滑物板上的滑动与否；五个挡针装置均包括二号平动杆、二号挡币板、二号滑动柱、二号弹簧、二号铁块和二号电磁铁；所述的各二号平动杆均位于二号固位杆与二号嵌套柱之间，所述的二号挡币板位于二号环柱左侧的二号滑物板上方，二号挡币板中部竖直固连有二号滑动柱，且各挡针装置的各二号滑动柱顶端均分别贯穿各二号嵌套柱并固连在对应的二号平动杆上，所述的二号弹簧顶端与二号嵌套柱相固连，二号弹簧底端固连在二号挡币板上，所述的二号平动杆上固连有二号铁块，二号铁块正上方布置有二号电磁铁，且各二号电磁铁均匀安装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种数学概率教学模拟器，其特征在于：包括机身(1)、投币装置(2)和投针装置(3)；所述的投币装置(2)位于机身(1)前部，所述的投针装置(3)位于机身(1)后部；其中：所述的机身(1)包括底板(11)、支腿(12)、前侧板(13)、中支板(14)、后侧板(15)、一号环柱(16)和二号环柱(17)；底板(11)下端面四周固连有四根支腿(12)，底板(11)前后两端分别对称固连有前侧板(13)和后侧板(15)，底板(11)中部竖直固连有中支板(14)，所述的一号环柱(16)与二号环柱(17)整体为“口”字型，一号环柱(16)与二号环柱(17)并列固连在机身(1)右部，且一号环柱(16)位于二号环柱(17)右方；所述的投币装置(2)与投针装置(3)均包括滑物装置(31)、弹物装置(32)、推物装置(33)和运物装置(34)，所述的投币装置(2)整体均位于机身(1)的前侧板(13)与中支板(14)之间，投币装置(2)的滑物装置(31)包括一号滑物板(311)、限高块(312)、一号固位杆(313)、一号平动杆(314)、一号挡币板(315)、一号滑动柱(316)、一号弹簧(317)、一号铁块(318)和一号电磁铁(319)；所述的一号滑物板(311)位于机身(1)右部，一号滑物板(311)沿机身(1)从右往左逐步倾斜向下固连在机身(1)上，且一号滑物板(311)右端与一号环柱(16)平滑固连，所述的前侧板(13)与中支板(14)之间的二号环柱(17)左侧面均匀设置有三个一号嵌套柱(171)，所述的一号嵌套柱(171)中部设置有通槽，所述的限高块(312)固连在前侧板(13)与中支板(14)之间的二号环柱(17)下端面，所述的一号固位杆(313)固连在二号环柱(17)左侧的机身(1)上，所述的一号平动杆(314)位于一号固位杆(313)与一号嵌套柱(171)之间，所述的一号挡币板(315)位于二号环柱(17)左侧的一号滑物板(311)上方，一号挡币板(315)上从前往后均匀竖直固连有三个一号滑动柱(316)，且三个一号滑动柱(316)顶端均贯穿一号嵌套柱(171)并固连在一号平动杆(314)上，所述的一号弹簧(317)数量为三，三个一号弹簧(317)顶端分别与三个一号嵌套柱(171)相固连，三个一号弹簧(317)底端固连在一号挡币板(315)上，所述的一号平动杆(314)上均匀固连有三个一号铁块(318)，三个一号铁块(318)正上方均布置有三个一号电磁铁(319)，且三个一号电磁铁(319)安装在一号固位杆(313)上；所述的投针装置(3)整体位于机身(1)的中支板(14)与后侧板(15)之间，投针装置(3)的滑物装置(31)包括二号滑物板(301)、限流板(302)、五个挡针装置(303)和二号固位杆(304)，所述的二号滑物板(301)位于机身(1)右部，二号滑物板(301)沿机身(1)从右往左逐步倾斜向下固连在机身(1)上，且二号滑物板(301)右端与一号环柱(16)平滑固连，二号滑物板(301)上端面设置有四条曲线型的限流板(302)，四条限流板(302)将二号滑物板(301)分隔成五个滑针区(3011)，所述的后侧板(15)与中支板(14)之间的二号环柱(17)左侧面均匀设置有五个二号嵌套柱(172)，所述的二号嵌套柱(172)中部设置有通槽，所述的五个挡针装置(303)分别位于五个二号嵌套柱(172)内，四条限流板(302)均位于挡针装置(303)右方，且各挡针装置(303)右方分别对应一个滑针区(3011)，所述的二号固位杆(304)固连在二号环柱(17)左侧的机身(1)上；五个挡针装置(303)均包括二号平动杆(3031)、二号挡币板(3032)、二号滑动柱(3033)、二号弹簧(3034)、二号铁块(3035)和二号电磁铁(3036)；所述的各二号平动杆(3031)均位于二号固位杆(304)与二号嵌套柱(172)之间，所述的二号挡币板(3032)位于二号环柱(17)左侧的二号滑物板(301)上方，二号挡币板(3032)中部竖直固连有二号滑动柱(3033)，且各挡针装置(303)的各二号滑动柱(3033)顶端均分别贯穿各二号嵌套柱(172)并固连在对应的二号平动杆(3031)上，所述的二号弹簧(3034)顶端与二号嵌套柱(172)相固连，二号弹簧(3034)底端固连在二号挡币板(3032)上，所述的二号平动杆(3031)上固连有二号铁块(3035)，二号铁块(3035)正上方布置有二号电磁铁(3036)，且各二号电磁铁(3036)均匀安装在二号固位杆(304)上；所述的投币装置(2)与投针装置(3)的弹物装置(32)均包括弹物板(321)、转板轴(322)、撑物板(323)、弹物弹簧(324)、伸缩气囊(325)、...
【技术特征摘要】
1.一种数学概率教学模拟器，其特征在于：包括机身(1)、投币装置(2)和投针装置(3)；所述的投币装置(2)位于机身(1)前部，所述的投针装置(3)位于机身(1)后部；其中：所述的机身(1)包括底板(11)、支腿(12)、前侧板(13)、中支板(14)、后侧板(15)、一号环柱(16)和二号环柱(17)；底板(11)下端面四周固连有四根支腿(12)，底板(11)前后两端分别对称固连有前侧板(13)和后侧板(15)，底板(11)中部竖直固连有中支板(14)，所述的一号环柱(16)与二号环柱(17)整体为“口”字型，一号环柱(16)与二号环柱(17)并列固连在机身(1)右部，且一号环柱(16)位于二号环柱(17)右方；所述的投币装置(2)与投针装置(3)均包括滑物装置(31)、弹物装置(32)、推物装置(33)和运物装置(34)，所述的投币装置(2)整体均位于机身(1)的前侧板(13)与中支板(14)之间，投币装置(2)的滑物装置(31)包括一号滑物板(311)、限高块(312)、一号固位杆(313)、一号平动杆(314)、一号挡币板(315)、一号滑动柱(316)、一号弹簧(317)、一号铁块(318)和一号电磁铁(319)；所述的一号滑物板(311)位于机身(1)右部，一号滑物板(311)沿机身(1)从右往左逐步倾斜向下固连在机身(1)上，且一号滑物板(311)右端与一号环柱(16)平滑固连，所述的前侧板(13)与中支板(14)之间的二号环柱(17)左侧面均匀设置有三个一号嵌套柱(171)，所述的一号嵌套柱(171)中部设置有通槽，所述的限高块(312)固连在前侧板(13)与中支板(14)之间的二号环柱(17)下端面，所述的一号固位杆(313)固连在二号环柱(17)左侧的机身(1)上，所述的一号平动杆(314)位于一号固位杆(313)与一号嵌套柱(171)之间，所述的一号挡币板(315)位于二号环柱(17)左侧的一号滑物板(311)上方，一号挡币板(315)上从前往后均匀竖直固连有三个一号滑动柱(316)，且三个一号滑动柱(316)顶端均贯穿一号嵌套柱(171)并固连在一号平动杆(314)上，所述的一号弹簧(317)数量为三，三个一号弹簧(317)顶端分别与三个一号嵌套柱(171)相固连，三个一号弹簧(317)底端固连在一号挡币板(315)上，所述的一号平动杆(314)上均匀固连有三个一号铁块(318)，三个一号铁块(318)正上方均布置有三个一号电磁铁(319)，且三个一号电磁铁(319)安装在一号固位杆(313)上；所述的投针装置(3)整体位于机身(1)的中支板(14)与后侧板(15)之间，投针装置(3)的滑物装置(31)包括二号滑物板(301)、限流板(302)、五个挡针装置(303)和二号固位杆(304)，所述的二号滑物板(301)位于机身(1)右部，二号滑物板(301)沿机身(1)从右往左逐步倾斜向下固连在机身(1)上，且二号滑物板(301)右端与一号环柱(16)平滑固连，二号滑物板(301)上端面设置有四条曲线型的限流板(302)，四条限流板(302)将二号滑物板(301)分隔成五个滑针区(3011)，所述的后侧板(15)与中支板(14)之间的二号环柱(17)左侧面均匀设置有五个二号嵌套柱(172)，所述的二号嵌套柱(172)中部设置有通槽，所述的五个挡针装置(303)分别位于五个二号嵌套柱(172)内，四条限流板(302)均位于挡针装置(303)右方，且各挡针装置(303)右方分别对应一个滑针区(3011)，所述的二号固位杆(304)固连在二号环柱(17)左侧的机身(1)上；五个挡针装置(303)均包括二号平动杆(3031)、二号挡币板(3032)、二号滑动柱(3033)、二号弹簧(3034)、二号铁块(3035)和二号电磁铁(3036)；所述的各二号平动杆(3031)均位于二号固位杆(304)与二号嵌套柱(172)之间，所述的二号挡币板(3032)位于二号环柱(17)左侧的二号滑物板(301)上方，二号挡币板(3032)中部竖直固连有二号滑动柱(3033)，且各挡针装置(303)的各二号滑动柱(3033)顶端均分别贯穿各二号嵌套柱(172)并固连在对应的二号平动杆(3031)上，所述的二号弹簧(3034)顶端与二号嵌套柱(172)相固连，二号弹簧(3034)底端固连在二号挡币板(3032...
【专利技术属性】
技术研发人员：房明磊，王亚鸽，耿显亚，曲忠伟，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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