CN108630066B - 一种高等数学教学用概率学习装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高等数学教学用概率学习装置及方法，包括底板和设置在底板上的圆筒，所述圆筒下部两侧设有供输送带穿过两个矩形孔，所述底板两侧通过支撑杆设有驱动滚轮和从动滚轮，所述输送带套装在驱动滚轮和从动滚轮上，所述底板上设有驱动驱动滚轮转动的驱动电机，操作简单、节约时间、省时省力。

Description

一种高等数学教学用概率学习装置及方法

技术领域

本发明属于数学教学器材技术领域，具体涉及一种高等数学教学用概率学习装置及方法。

背景技术

概率是人们根据随机事件发生的规律定义的概念，在大学高等数学中，授课老师为使学生更直观的学习到概率方面的知识，往往通过一些实际的概率演示实验，其中最常做的是抛硬币实验，即经过多次抛硬币，统计出得到硬币正反面向上的概率是二分之一。目前在实验过程中，一般是需要老师多次抛出硬币，每次都需要把抛出的硬币捡起来再扔出，费时费力。现在也有一些抛币器来代替人工抛币，但是抛完币后，仍然需要人工捡起硬币然后再将硬币放入该抛币器中，使用起来及其不方便，仍然会耗费大量时间和人力。人工掷硬币实验往往是通过一人手抛硬币，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，需要耗费大量人力物力，有时硬币抛在学生身上，容易引起不必要的麻烦，所以现在的数学概率掷硬币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亲自参与到概率实验中，从而无法使得学生加深对概率的理解。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种操作简单、节约时间、省时省力的高等数学教学用概率学习装置及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高等数学教学用概率学习装置，包括底板和设置在底板上的圆筒，所述圆筒下部两侧设有供输送带穿过两个矩形孔，所述底板两侧通过支撑杆设有驱动滚轮和从动滚轮，所述输送带套装在驱动滚轮和从动滚轮上，所述底板上设有驱动驱动滚轮转动的驱动电机，所述输送带上均布有若干个通孔，所述通孔的直径小于硬币的直径，所述输送带的通孔两侧均设有条形电磁铁，所述输送带上设有两个导电条，所述条形电磁铁的电源线分别于两个导电条连接，所述底板一侧设有两个导电压片，两个导电压片分别与两个导电条连接，所述输送带下设有门字形支撑杆，所述门字形支撑杆上设有支撑输送带的托板；

所述底板上设有门字形支撑架，所述门字形支撑架上设有伸缩气缸，所述托板下设有供伸缩气缸活塞杆穿过的圆孔；门字形架体扣在传送带上，不影响传送带运行。

所述圆筒内设有用于收纳硬币的下料筒，所述下料筒出料口位于输送带上，所述下料筒下端开口处一侧设有供硬币滑出的槽孔，所述下料筒的槽孔内设有与下料筒铰接的档杆，档杆与下料筒上的支撑臂通过弹簧连接；

所述下料筒上部设有接料盘，所述接料盘上设有与伸缩气缸的活塞杆对应的穿孔，所述穿孔的直径大于硬币的尺寸；所述接料盘上设有与下料筒上端口对应的下料孔，所述接料盘内设有滑动的穿孔挡板，所述接料盘内设有驱动穿孔挡板将穿孔密封的第一电动伸缩杆，所述接料盘内设有滑动的下料挡板，所述接料盘内设有驱动下料挡板将下料口密封的第二电动伸缩杆；

所述圆筒上部设有密封板，所述密封板上设有转动连接的第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆的伸缩端设有推动硬币转动的拨杆，所述第三电动伸缩杆的伸缩杆上设有与拨杆平行设置的第四电动伸缩杆，所述第四电动伸缩杆上设有驱动硬币向拨杆远端（即将硬币推到圆筒内壁处）移动的刮板；

所述第三电动伸缩杆上套装有齿盘，所述密封板上设有驱动第三电动伸缩杆转动的第二驱动电机，所述圆筒、密封板、接料盘和下料筒均采用透明材料制成。

所述槽孔的高度略大于一个硬币的厚度且小于两个硬币的厚度，保证一次只拉出一个硬币。

所述下料筒固定在圆筒侧壁上。

所述接料盘与圆筒内壁连接。

所述下料筒上设有导流件。

所述第三电动伸缩杆与密封板通过套装在其上的轴承转动连接。

所述密封板上设有第三电动伸缩杆扶正机构。

所述第三电动伸缩杆扶正机构为套装在第三电动伸缩杆上的轴承和安装在轴承上的支撑架。

所述伸缩气缸的活塞杆位于圆孔一侧。活塞杆顶在硬币的左侧，硬币会往圆筒内右侧掉落，假如落在穿孔挡板上，第三电动伸缩杆伸长使拨杆压在硬币上，第二驱动电机工作带动硬币移动，穿孔挡板与圆筒内壁接触端设置挡片在穿孔挡板移动时将硬币移动到接料盘上。

两个导电压条与电源连接，电源、两个导电压条、导电条、条形电磁铁构成回路，电源开关接通，条形电磁铁工作；第四电动伸缩杆不与硬币接触，刮板与硬币接触，刮板和拨杆下均设有刷毛，软接触，刮动效果好。

一种高等数学教学用概率学习方法，包括以下步骤：驱动电机工作，带动输送带移动，当两个条形电磁铁同时位于下料筒内硬币下时，条形电磁铁通电，将硬币吸附，在两个条形电磁铁的作用下，输送带带动硬币移动将档杆顶开，输送带与硬币的摩擦力不能将硬币从下料筒内拉出，待硬币移动到托板圆孔上第一电动伸缩杆带动穿孔挡板移动将穿孔打开，此时第三电动伸缩杆处于收缩状态，下料孔处于密封状态；此时断开条形电磁铁电源，伸缩气缸工作将硬币顶起，硬币穿过穿孔最终落在接料盘上；待硬币穿过穿孔，第一电动伸缩杆带动穿孔挡板将穿孔密封，待硬币落在接料盘上，一个投币完成；重复上述步骤直到将下料筒硬币投完；待硬币投完后，第二电动伸缩杆（收缩）带动下料挡板移动使下料口打开，第三电动伸缩杆伸长使拨杆压在硬币上，第二驱动电机工作带动硬币移动，同时在第四电动伸缩杆的推动下使接料盘上的硬币移动到圆筒内壁处，在第二驱动电机的带动下硬币依次落入下料筒，直到硬币全部进入下料筒，硬币回收完成。

本发明的第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆、第三电动伸缩杆、第四电动伸缩杆、驱动电机、第二驱动电机和电磁铁均与可编程计算机控制器连接，实现自动化控制，本发明的装置可根据需要做成大小合适装置，高度可根据实际需要进行生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明输送带通孔处的结构示意图；

图3为本发明的下料筒档杆闭合结构示意图；

图4为本发明的下料筒档杆被推开时结构示意图；

图5为本发明的拨杆结构示意图；

图6为本发明的接料盘结构示意图；

图7为本发明的穿孔挡板结构示意图。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：如图1-7所示，一种高等数学教学用概率学习装置，包括底板40和设置在底板40上的圆筒8，所述圆筒8下部两侧设有供输送带4穿过两个矩形孔28，所述底板40两侧通过支撑杆设有驱动滚轮和从动滚轮5，所述输送带4套装在驱动滚轮和从动滚轮5上，所述底板40上设有驱动驱动滚轮转动的驱动电机32，所述输送带4上均布有若干个通孔29，所述通孔29的直径小于硬币6的直径，所述输送带4的通孔29两侧均设有条形电磁铁26，所述输送带4上设有两个导电条34，所述条形电磁铁26的电源线分别于两个导电条34连接，所述底板40一侧设有两个导电压片33，两个导电压片33分别与两个导电条34连接，所述输送带4下设有门字形支撑杆1，所述门字形支撑杆1上设有支撑输送带4的托板；导电压片通过两个支撑柱31设置在底板40上。

所述底板40上设有门字形支撑架2，所述门字形支撑架2上设有伸缩气缸3，所述托板下设有供伸缩气缸3活塞杆穿过的圆孔7；

所述圆筒8内设有用于收纳硬币6的下料筒，所述下料筒出料口位于输送带4上，所述下料筒下端开口处一侧设有供硬币6滑出的槽孔，所述下料筒的槽孔内设有与下料筒铰接的档杆35，档杆35与下料筒上的支撑臂36通过弹簧37连接；

所述下料筒上部设有接料盘18，所述接料盘18上设有与伸缩气缸3的活塞杆对应的穿孔14，所述穿孔的直径大于硬币6的尺寸；所述接料盘18上设有与下料筒上端口对应的下料孔，所述接料盘18内设有滑动的穿孔14挡板，所述接料盘18内设有驱动穿孔挡板16将穿孔14密封的第一电动伸缩杆20，所述接料盘18内设有滑动的下料挡板22，所述接料盘18内设有驱动下料挡板22将下料口23密封的第二电动伸缩杆21；

所述圆筒8上部设有密封板9，所述密封板9上设有转动连接的第三电动伸缩杆13，所述第三电动伸缩杆13的伸缩端设有推动硬币6转动的拨杆15，所述第三电动伸缩杆的伸缩杆上设有与拨杆15平行设置的第四电动伸缩杆19，所述第四电动伸缩杆19上设有驱动硬币6向拨杆15远端（即将硬币6推到圆筒8内壁处）移动的刮板17；

所述第三电动伸缩杆13上套装有齿盘10，所述密封板9上设有驱动第三电动伸缩杆13转动的第二驱动电机12，所述圆筒8、密封板9、接料盘和下料筒均采用透明材料制成。

所述槽孔38的高度略大于一个硬币6的厚度且小于两个硬币6的厚度，保证一次只拉出一个硬币6。

所述下料筒固定在圆筒8侧壁上。

所述接料盘18与圆筒8内壁连接。

所述下料筒上设有导流件24。

所述第三电动伸缩杆13与密封板9通过套装在其上的轴承转动连接。

所述密封板9上设有第三电动伸缩杆13扶正机构。

所述第三电动伸缩杆13扶正机构为套装在第三电动伸缩杆13上的轴承和安装在轴承上的支撑架11。

所述伸缩气缸3的活塞杆位于圆孔7一侧。活塞杆顶在硬币6的左侧，硬币6会往圆筒8内右侧掉落，假如落在穿孔挡板16上，第三电动伸缩杆13伸长使拨杆15压在硬币6上，第二驱动电机12工作带动硬币6移动，穿孔挡板16与圆筒8内壁接触端设置挡片41在穿孔挡板移动时将硬币6移动到接料盘18上。挡片为弹性挡片。

所述拨杆下设有卡槽39，用于拨动硬币。

一种高等数学教学用概率学习方法，包括以下步骤：驱动电机32工作，带动输送带4移动，当两个条形电磁铁26同时位于下料筒25内硬币6下时，条形电磁铁26通电，将硬币6吸附，在两个条形电磁铁26的作用下，输送带4带动硬币6移动将档杆35顶开，输送带4与硬币6的摩擦力不能将硬币6从下料筒25内拉出，待硬币6移动到托板圆孔7上第一电动伸缩杆20带动穿孔挡板移动将穿孔14打开，此时第三电动伸缩杆13处于收缩状态，下料孔处于密封状态；此时断开条形电磁铁电源，伸缩气缸3工作将硬币6顶起，硬币6穿过穿孔14最终落在接料盘18上；待硬币6穿过穿孔14，第一电动伸缩杆20带动穿孔挡板将穿孔14密封，待硬币6落在接料盘18上，一个投币完成；重复上述步骤直到将下料筒25硬币6投完；

待硬币6投完后，第二电动伸缩杆21带动下料挡板22移动使下料口23打开，第三电动伸缩杆13伸长使拨杆15压在硬币6上，第二驱动电机12工作带动硬币6移动，同时在第四电动伸缩杆的推动下使接料盘18上的硬币6移动到圆筒8内壁处，在第二驱动电机12的带动下硬币6依次落入下料筒25，直到硬币6全部进入下料筒，硬币6回收完成。

实施例二：如图1-6所示，一种高等数学教学用概率学习装置，包括底板40和设置在底板40上的圆筒8，所述圆筒8下部两侧设有供输送带4穿过两个矩形孔28，所述底板40两侧通过支撑杆设有驱动滚轮和从动滚轮5，所述输送带4套装在驱动滚轮和从动滚轮5上，所述底板40上设有驱动驱动滚轮转动的驱动电机32，所述输送带4上均布有若干个通孔29，所述通孔29的直径小于硬币6的直径，所述输送带4的通孔29两侧均设有条形电磁铁26，所述输送带4上设有两个导电条34，所述条形电磁铁26的电源线分别于两个导电条34连接，所述底板40一侧设有两个导电压片33，两个导电压片33分别与两个导电条34连接，所述输送带4下设有门字形支撑杆1，所述门字形支撑杆1上设有支撑输送带4的托板；导电压片通过两个支撑柱31设置在底板40上。

所述底板40上设有门字形支撑架2，所述门字形支撑架2上设有伸缩气缸3，所述托板下设有供伸缩气缸3活塞杆穿过的圆孔7；

所述圆筒8内设有用于收纳硬币6的下料筒，所述下料筒出料口位于输送带4上，所述下料筒下端开口处一侧设有供硬币6滑出的槽孔，所述下料筒的槽孔内设有与下料筒铰接的档杆35，档杆35与下料筒上的支撑臂36通过弹簧37连接；

所述下料筒上部设有接料盘18，所述接料盘18上设有与伸缩气缸3的活塞杆对应的穿孔14，所述穿孔的直径大于硬币6的尺寸；所述接料盘18上设有与下料筒上端口对应的下料孔，所述接料盘18内设有滑动的穿孔14挡板，所述接料盘18内设有驱动穿孔挡板16将穿孔14密封的第一电动伸缩杆20，所述接料盘18内设有滑动的下料挡板22，所述接料盘18内设有驱动下料挡板22将下料口23密封的第二电动伸缩杆21；

所述圆筒8上部设有密封板9，所述密封板9上设有转动连接的第三电动伸缩杆13，所述第三电动伸缩杆13的伸缩端设有推动硬币6转动的拨杆15，所述第三电动伸缩杆的伸缩杆上设有与拨杆15平行设置的第四电动伸缩杆19，所述第四电动伸缩杆19上设有驱动硬币6向拨杆15远端（即将硬币6推到圆筒8内壁处）移动的刮板17；

所述第三电动伸缩杆13上套装有齿盘10，所述密封板9上设有驱动第三电动伸缩杆13转动的第二驱动电机12，所述圆筒8、密封板9、接料板和下料筒均采用透明材料制成。

所述槽孔38的高度略大于一个硬币6的厚度且小于两个硬币6的厚度，保证一次只拉出一个硬币6。

所述下料筒固定在圆筒8侧壁上。

所述接料盘18与圆筒8内壁连接。

所述下料筒上设有导流件24。

所述第三电动伸缩杆13与密封板9通过套装在其上的轴承转动连接。

所述密封板9上设有第三电动伸缩杆13扶正机构。

所述第三电动伸缩杆13扶正机构为套装在第三电动伸缩杆13上的轴承和安装在轴承上的支撑架11。

所述伸缩气缸3的活塞杆位于圆孔7一侧。活塞杆顶在硬币6的左侧，硬币6会往圆筒8内右侧掉落，假如落在穿孔挡板16上，第三电动伸缩杆13伸长使拨杆15压在硬币6上，第二驱动电机12工作带动硬币6移动，穿孔挡板16与圆筒8内壁接触端设置挡片在穿孔挡板移动时将硬币6移动到接料盘18上。也可采用转动拨杆将硬币移动。

所述拨杆下设有卡槽39，用于拨动硬币，所述第三电动伸缩杆位于圆筒轴心线上。

两个导电压条与电源连接，电源、两个导电压条、导电条34、条形电磁铁26构成回路，电源开关接通，条形电磁铁26工作；在拨杆与硬币接触时，第四电动伸缩杆19不与硬币6接触，刮板17与硬币6接触，刮板17和拨杆15下均设有刷毛，软接触，刮动效果好；拨杆下设有L形槽，便于拨动硬币。

一种高等数学教学用概率学习方法，包括以下步骤：驱动电机32工作，带动输送带4移动，当两个条形电磁铁26同时位于下料筒25内硬币6下时，条形电磁铁26通电，将硬币6吸附，在两个条形电磁铁26的作用下，输送带4带动硬币6移动将档杆35顶开，输送带4与硬币6的摩擦力不能将硬币6从下料筒25内拉出，待硬币6移动到托板圆孔7上第一电动伸缩杆20带动穿孔挡板移动将穿孔14打开，此时第三电动伸缩杆13处于收缩状态，下料孔处于密封状态；伸缩气缸3工作将硬币6顶起，硬币6穿过穿孔14最终落在接料盘18上；待硬币6穿过穿孔14，第一电动伸缩杆20带动穿孔挡板将穿孔14密封，待硬币6落在接料盘18上，一个投币完成；重复上述步骤直到将下料筒25硬币6投完；

待硬币6投完后，第二电动伸缩杆21带动下料挡板22移动使下料口23打开，第三电动伸缩杆13伸长使拨杆15压在硬币6上，第二驱动电机12工作带动硬币6移动，同时在第四电动伸缩杆的推动下使接料盘18上的硬币6移动到圆筒8内壁处，在第二驱动电机12的带动下硬币6依次落入下料筒25，直到硬币6全部进入下料筒，硬币6回收完成。

本发明的第一电动伸缩杆20、第一电动伸缩杆20、第一电动伸缩杆20、第一电动伸缩杆20、驱动电机32、第二驱动电机12和电磁铁均与可编程计算机控制器连接，实现自动化控制，本发明的装置可根据需要做成大小合适装置，高度可根据实际需要进行生产，输送带上可设置4个通孔，待一个硬币被抛后，另一个通孔正好位于下料筒出料口。

实施例三与实施例二的区别为：在密封板下设有摄像头，摄像头与计算机连接，计算机存储内存储有硬币正面图片和反面图片，摄像头拍照后将接料盘上的图片传输给计算机，计算机内置有图像对比模块，计算机统计接料盘上的硬币正面和反面的数量，输出给圆筒一侧的显示器，显示更加直观；第三电动伸缩杆下端设有凹槽，凹槽内设有摄像头，拍照效果好。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：包括底板和设置在底板上的圆筒，所述圆筒下部两侧设有供输送带穿过两个矩形孔，所述底板两侧通过支撑杆设有驱动滚轮和从动滚轮，所述输送带套装在驱动滚轮和从动滚轮上，所述底板上设有驱动驱动滚轮转动的驱动电机，所述输送带上均布有若干个通孔，所述通孔的直径小于硬币的直径，所述输送带的通孔两侧均设有条形电磁铁，所述输送带上设有两个导电条，所述条形电磁铁的电源线分别于两个导电条连接，所述底板一侧设有两个导电压片，两个导电压片分别与两个导电条连接，所述输送带下设有门字形支撑杆，所述门字形支撑杆上设有支撑输送带的托板；

所述底板上设有门字形支撑架，所述门字形支撑架上设有伸缩气缸，所述托板下设有供伸缩气缸活塞杆穿过的圆孔；

所述圆筒内设有用于收纳硬币的下料筒，所述下料筒出料口位于输送带上，所述下料筒下端开口处一侧设有供硬币滑出的槽孔，所述下料筒的槽孔内设有与下料筒铰接的档杆，档杆与下料筒上的支撑臂通过弹簧连接；

所述下料筒上部设有接料盘，所述接料盘上设有与伸缩气缸的活塞杆对应的穿孔，所述穿孔的直径大于硬币的尺寸；所述接料盘上设有与下料筒上端口对应的下料孔，所述接料盘内设有滑动的穿孔挡板，所述接料盘内设有驱动穿孔挡板将穿孔密封的第一电动伸缩杆，所述接料盘内设有滑动的下料挡板，所述接料盘内设有驱动下料挡板将下料口密封的第二电动伸缩杆；

所述圆筒上部设有密封板，所述密封板上设有转动连接的第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆的伸缩端设有推动硬币转动的拨杆，所述第三电动伸缩杆的伸缩杆上设有与拨杆平行设置的第四电动伸缩杆，所述第四电动伸缩杆上设有驱动硬币向拨杆远端移动的刮板；

所述第三电动伸缩杆上套装有齿盘，所述密封板上设有驱动第三电动伸缩杆转动的第二驱动电机，所述圆筒、密封板、接料盘和下料筒均采用透明材料制成。

2.如权利要求1所述的高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：所述槽孔的高度略大于一个硬币的厚度且小于两个硬币的厚度，保证一次只拉出一个硬币。

3.如权利要求2所述的高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：所述下料筒固定在圆筒侧壁上。

4.如权利要求3所述的高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：所述接料盘与圆筒内壁连接。

5.如权利要求4所述的高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：所述下料筒上设有导流件。

6.如权利要求5所述的高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：所述第三电动伸缩杆与密封板通过套装在其上的轴承转动连接。

7.如权利要求6所述的高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：所述密封板上设有第三电动伸缩杆扶正机构。

8.如权利要求7所述的高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：所述第三电动伸缩杆扶正机构为套装在第三电动伸缩杆上的轴承和安装在轴承上的支撑架。

9.如权利要求8所述的高等数学教学用概率学习装置，其特征在于：所述第三电动伸缩杆位于圆筒轴心线上。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的高等数学教学用概率学习装置的学习方法，其特征在于：包括以下步骤：驱动电机工作，带动输送带移动，当两个条形电磁铁同时位于下料筒内硬币下时，条形电磁铁通电，将硬币吸附，在两个条形电磁铁的作用下，输送带带动硬币移动将档杆顶开，输送带与硬币的摩擦力不能将硬币从下料筒内拉出，待硬币移动到托板圆孔上第一电动伸缩杆带动穿孔挡板移动将穿孔打开，此时第三电动伸缩杆处于收缩状态，下料孔处于密封状态；此时断开条形电磁铁电源，伸缩气缸工作将硬币顶起，硬币穿过穿孔最终落在接料盘上；待硬币穿过穿孔，第一电动伸缩杆带动穿孔挡板将穿孔密封，待硬币落在接料盘上，一个投币完成；重复上述步骤直到将下料筒硬币投完；

待硬币投完后，第二电动伸缩杆带动下料挡板移动使下料口打开，第三电动伸缩杆伸长使拨杆压在硬币上，第二驱动电机工作带动硬币移动，同时在第四电动伸缩杆的推动下使接料盘上的硬币移动到圆筒内壁处，在第二驱动电机的带动下硬币依次落入下料筒，直到硬币全部进入下料筒，硬币回收完成。