CN104715655B - 高等数学概率演示装置 - Google Patents

Abstract

高等数学概率演示装置，用于解决人工抛掷硬币统计硬币正面朝上和反面朝上的概率相等时，费时费力的问题。在侧壁内侧设有若干圆筒，在圆筒中设有第一气缸，在第一气缸活塞杆上设有电磁铁，在圆筒中设有套在第一气缸外部的弹簧，在弹簧的上部固定有金属顶块；在每一圆筒内腔的上部设有一倾斜的垫子；若干圆筒围成硬币抛掷空间，在每一圆筒与侧壁之间设有硬币供给总成；在硬币抛掷空间中设有端盖，端盖为中空结构且端盖上端敞口，在底座上部设有一由电机驱动转动的拨动杆，在端盖的安装端与底座之间设有硬币出口。该演示装置，可保证每次抛掷硬币时的环境相同，保证试验结果的精确性以及试验的说服力，且操作方便、简单。

Description

高等数学概率演示装置

技术领域

本发明涉及高等数学概率技术领域，具体地说是一种演示抛投硬币正面朝上和反面朝上概率相等的演示装置。

背景技术

在高等数学中，概率是一个很难理解的知识点。抛投硬币时，统计硬币正面朝上或反面朝上反生的概率相等时，需要统计者手持硬币抛向空中，然后等硬币落在地上，重复上述动作多次即可。这种方式下，需要占用统计者较多的时间，且费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高等数学概率演示装置，用于解决人工抛掷硬币统计硬币正面朝上和反面朝上的概率相等时，费时费力的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：高等数学概率演示装置，其特征是，包括底座、顶出总成、硬币供给总成和拨动杆，在所述底座的顶部设有圆环形的侧壁，在所述侧壁的内侧设有若干沿周向均匀设置的圆筒，在每一所述圆筒中设有一竖向放置的第一气缸，在所述第一气缸的活塞杆自由端设有一电磁铁，在每一所述圆筒中设有一套在第一气缸外部的弹簧，所述弹簧的下部固定在底座上，在所述弹簧的上部固定有顶块，所述顶块为圆形的金属件且所述顶块与圆筒的内壁之间润滑良好；在每一所述圆筒内腔的上部设有一斜面，所述斜面位于靠近侧壁中心的圆筒内腔上，且所述斜面的低端朝向侧壁的中心，在所述斜面上设有柔性的垫子，所述弹簧、第一气缸、顶块和电磁铁组成了顶出总成；

若干所述圆筒围成硬币抛掷空间，在每一所述圆筒与侧壁之间设有硬币供给总成，所述硬币供给总成包括第二气缸、硬币支架和隔板，所述第二气缸竖向放置并固定在底座上，在所述第二气缸的活塞杆自由端设有一平台，在所述平台上设有硬币支架，所述硬币支架为圆柱形的中空结构，且所述硬币支架的上端敞口，在所述硬币支架的内腔中设有若干上下等间距设置的隔板，所述隔板倾斜设置且所述隔板的低端朝向圆筒所在的一侧，在所述隔板上放置硬币，硬币的低端与圆筒的外壁接触配合，在靠近硬币支架的圆筒一侧设有硬币进入口；

在硬币抛掷空间中设有一端盖，所述端盖为中空结构且所述端盖的上端敞口，在所述底座上部设有一由电机驱动转动的拨动杆，所述拨动杆为圆弧形杆，在所述端盖的安装端与底座之间设有硬币出口，在位于硬币出口外侧的底座上设有收集硬币的凹槽。

进一步地，所述硬币支架与平台铰接连接，且两者的铰接点位于靠近侧壁的一侧，并在所述侧壁上设有与每一硬币支架相对应的通孔，硬币支架绕铰接点转动后经通孔穿出。

进一步地，所述端盖为盘形，所述端盖的大端固定在底座上，所述端盖的小端朝上设置，拨动件处于非工作状态时，拨动件隐藏于端盖中。

进一步地，所述垫子为粘贴在斜面上的海绵件。

进一步地，所述底座为圆形的塑料件，驱动拨动杆转动的电机位于底座顶部的方孔中。

本发明的有益效果是：本发明提供的高等数学概率演示装置，在演示过程中，一枚枚硬币先后被抛出，避免统计者手持硬币进行抛掷时带来的费时费力的问题，解放了人力；硬币的抛掷主要由气缸、弹簧和电磁铁控制，自动化程度高；每一顶出总成的弹簧、第一气缸和电磁铁均相同，在硬币的抛掷过程中，可以保证每次抛掷硬币时的抛掷环境相同，保证试验结果的精确性以及试验的说服力；该演示装置，操作方便、简单，可在大学校园里推广应用。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为顶出总成的示意图；

图3为硬币供给总成的示意图；

图4为硬币供给时的示意图；

图5为硬币落在顶块上的示意图；

图6为电磁铁释放弹簧的示意图；

图7为硬币飞出时的示意图；

图8为硬币落在底座上的示意图；

图9为拨动杆与底座配合示意图；

图10为拨动杆拨动硬币的示意图；

图11为圆筒与侧壁的位置关系示意图；

图中：1底座，11侧壁，12通孔，2圆筒，20硬币进入口，21第一气缸，22弹簧，23顶块，24电磁铁，25斜面，26垫子，3第二气缸，31平台，32硬币支架，33隔板，4硬币，41无阻碍一侧，42受阻一侧，5电机，51拨动杆，6端盖，7铰接。

具体实施方式

如图1至图11所示，底座1为本发明的基础，底座用于安装其它部件，底座可以为圆形或方形的塑料件，在底座的顶部设有圆环形的侧壁11，侧壁与底座围成投掷硬币的空间。如图11所示，在侧壁内腔中的底座上设有若干沿圆周设置的若干圆筒2，且相邻的两圆筒之间相互接触。

如图2所示，圆筒为圆筒状的塑料件，在圆筒中设有固定在底座上的第一气缸21，在第一气缸的活塞杆自由端固定有电磁铁24。在第一气缸的外部设有弹簧22，弹簧的底部固定在底座上，在弹簧的顶部固定有圆形的顶块23，顶块的外径与圆筒的内径相同，在顶块的侧壁上设有润滑剂，以减小顶块与圆筒之间的摩擦力。圆筒、第一气缸、弹簧、顶块和电磁铁组成了顶出总成。

如图3所示，在圆筒内腔的顶部设有一斜面25，在斜面上粘贴有垫子26，垫子为海绵件或橡胶件。在每一圆筒与侧壁之间的空间中设有竖向的第二气缸3，第二气缸缸筒固定在底座上，在第二气缸的活塞杆自由端设有平台31，在平台上铰接安装有硬币支架32，硬币支架为整体成圆柱形的中空塑料件，在硬币支架的内腔中设有若干上下设置的隔板33，隔板为倾斜设置的塑料板，在隔板上放置硬币，并在隔板低端的硬币支架上设有硬币滑出硬币支架的缺口。在靠近硬币支架的圆筒一侧设有硬币进入口20，硬币支架上的硬币低端与圆筒侧壁接触时，硬币与隔板相对固定；当硬币低端指向硬币进入口时，硬币可经硬币进入口进入到圆筒中，然后落在顶块上。第二气缸、硬币支架和隔板构成了硬币供给总成。为便于向硬币支架上放置硬币，在与每一硬币支架相对应的侧壁上设有通孔12，绕铰接点转动硬币支架可使得硬币支架经通孔穿出，此时可向隔板上放置待抛掷硬币。

如图9、图10所示，在底座的顶部设有一端盖6，端盖为盘形的中空塑料件，端盖的大端固定在底座上，且端盖位于若干圆筒围成的内腔中。在底座的上部设有一电机5，在电机输出轴上固定有一拨动杆51，为便于隐藏拨动杆，拨动杆成圆弧形，不需要拨动硬币时拨动杆位于端盖边沿的下方。为便于硬币的收集，在端盖的大端与底座之间设有硬币出口，硬币出口处的底座上设有收集硬币的凹槽，拨动杆拨动硬币使其经硬币出口滑出落在凹槽中。

如图4所示，硬币低端与圆筒侧壁接触时，圆筒挡住硬币避免硬币的滑落。驱动第二气缸活塞杆伸长，使得硬币支架上升，如图5所示，当硬币低端位于硬币进入口时，倾斜的硬币可自动经硬币进入口滑入到圆筒中。驱动第一气缸活塞杆伸出，使得电磁铁与顶块接触，然后对电磁铁进行通电，此时，电磁铁便吸住顶块；然后驱动第一气缸活塞杆收缩，使得电磁铁带动顶块下降，电磁铁与顶块之间的吸引力大于弹簧的弹力。如图6所示，对电磁铁进行断电操作，此时，电磁铁与顶块之间的吸引力消失，在弹簧的作用下，顶块被顶出使得顶块急速上升，位于顶块顶部的硬币被向上抛出。如图7所示，随着硬币4的不断上升，硬币到达圆筒的上端口处，硬币的一端与圆筒之间具有间隙，圆筒对硬币没有阻力作用，该端为无阻碍一侧41；硬币的另一端逐渐与垫子接触后速度降低，该端为硬币的受阻一侧42。硬币的无障碍一侧速度高，硬币的受阻一侧速度低，使得硬币转动。如图8所示，硬币不断的翻转，并向硬币抛掷空间中移动。硬币反转多次后，最后落在底座上。经过统计后，电机驱动拨动杆摆动，拨动杆将硬币从底座上拨开，以避免对后续落在底座上的硬币造成影响。然后电机翻转，使得拨动杆回到初始位置。然后第一气缸活塞杆伸出，并对电磁铁进行通电，电磁铁与顶块接触后吸住电磁铁，然后驱动第一气缸活塞杆收缩，第一气缸活塞杆完全缩回后，驱动第二气缸活塞杆伸出一段，使得硬币经硬币进入口滑落至圆筒中。

当一个硬币支架上的硬币抛完后，重复上述动作，实现其它硬币支架上的硬币的抛掷。所有硬币支架上的硬币抛完后，统计硬币正面朝上和反面朝上的次数即可。该演示装置，在演示过程中，一枚枚硬币先后被抛出，避免统计者手持硬币进行抛掷时带来的费时费力的问题，解放了人力；硬币的抛掷主要由第一气缸、第二气缸、弹簧和电磁铁控制，自动化程度高；每一顶出总成的弹簧、第一气缸和电磁铁均相同，在硬币的抛掷过程中，可以保证每次抛掷硬币时的抛掷环境相同，保证试验结果的精确性以及试验的说服力。

Claims (5)

1.高等数学概率演示装置，其特征是，包括底座、顶出总成、硬币供给总成和拨动杆，在所述底座的顶部设有圆环形的侧壁，在所述侧壁的内侧设有若干沿周向均匀设置的圆筒，在每一所述圆筒中设有一竖向放置的第一气缸，在所述第一气缸的活塞杆自由端设有一电磁铁，在每一所述圆筒中设有一套在第一气缸外部的弹簧，所述弹簧的下部固定在底座上，在所述弹簧的上部固定有顶块，所述顶块为圆形的金属件且所述顶块与圆筒的内壁之间润滑良好；在每一所述圆筒内腔的上部设有一斜面，所述斜面位于靠近侧壁中心的圆筒内腔上，且所述斜面的低端朝向侧壁的中心，在所述斜面上设有柔性的垫子，所述弹簧、第一气缸、顶块和电磁铁组成了顶出总成；

若干所述圆筒围成硬币抛掷空间，在每一所述圆筒与侧壁之间设有硬币供给总成，所述硬币供给总成包括第二气缸、硬币支架和隔板，所述第二气缸竖向放置并固定在底座上，在所述第二气缸的活塞杆自由端设有一平台，在所述平台上设有硬币支架，所述硬币支架为圆柱形的中空结构，且所述硬币支架的上端敞口，在所述硬币支架的内腔中设有若干上下等间距设置的隔板，所述隔板倾斜设置且所述隔板的低端朝向圆筒所在的一侧，在所述隔板上放置硬币，硬币的低端与圆筒的外壁接触配合，在靠近硬币支架的圆筒一侧设有硬币进入口；

在硬币抛掷空间中设有一端盖，所述端盖为中空结构且所述端盖的上端敞口，在所述底座上部设有一由电机驱动转动的拨动杆，所述拨动杆为圆弧形杆，在所述端盖的安装端与底座之间设有硬币出口，在位于硬币出口外侧的底座上设有收集硬币的凹槽。

2.根据权利要求1所述的高等数学概率演示装置，其特征是，所述硬币支架与平台铰接连接，且两者的铰接点位于靠近侧壁的一侧，并在所述侧壁上设有与每一硬币支架相对应的通孔，硬币支架绕铰接点转动后经通孔穿出。

3.根据权利要求1所述的高等数学概率演示装置，其特征是，所述端盖为盘形，所述端盖的大端固定在底座上，所述端盖的小端朝上设置，拨动件处于非工作状态时，拨动件隐藏于端盖中。

4.根据权利要求1所述的高等数学概率演示装置，其特征是，所述垫子为粘贴在斜面上的海绵件。

5.根据权利要求3所述的高等数学概率演示装置，其特征是，所述底座为圆形的塑料件，驱动拨动杆转动的电机位于底座顶部的方孔中。