CN111477075A - 一种高等数学概率演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高等数学概率演示装置，包括箱体，所述箱体上侧设置有箱口，箱体内均匀固定设置有若干锥筒；箱体下侧设置有支撑箱体的支架，支架中部设置有布气箱，布气箱上侧连接若干喷气头，喷气头上端贯穿箱体底壁竖直朝向锥筒内，布气箱连接有进气管，进气管中部安装脉冲阀，进气管末端设置气管连接头，脉冲阀电连接有脉冲阀控制仪；箱体上侧设置有倒L形架，倒L形架末端下侧设置有摄像机，摄像机外侧设置控制按钮，倒L形架竖直段安装有显示器，倒L形架水平段上侧设置有投影仪；本发明便于进行大量抛硬币或抛骰子演示统计，演示过程记录，概率统计效率高，实现高等数学概率的直观演示和操作的广泛开展，为智能化概率演示统计提供基础。

Description

一种高等数学概率演示装置

技术领域

本发明属于高等数学实验设备技术领域，具体涉及一种高等数学概率演示装置。

背景技术

高等数学指相对于初等数学而言，数学的对象及方法较为繁杂的一部分。广义地说，初等数学之外的数学都是高等数学，也有将中学较深入的代数、几何以及简单的集合论初步、逻辑初步称为中等数学的，将其作为中小学阶段的初等数学与大学阶段的高等数学的过渡。通常认为，高等数学是由微积分学，较深入的代数学、几何学以及它们之间的交叉内容所形成的一门基础学科。

概率是人们根据随机事件发生的规律定义的概念，在高等数学中，概率论的表现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或抛骰子实验，即经过多次抛硬币或骰子，进行概率分布统计。

现有使用的高等数学概率演示装置，演示过程中一般逐个进行硬币或骰子投掷，再进行结果的记录和统计；概率统计需要大量数据验证，这种演示装置逐个进行演示，效率极低；更加不利于每个人进行概率统计的实验验证，往往只能依靠少数人进行演示实验后的听，被动的接受理论，不够直观；授权公告号为CN108492683B的发明专利一种高等数学概率演示装置，实现了大量硬币和骰子的同时演示，但是这种装置仅仅采用振动使硬币和骰子翻动、没有进行抛掷，加上在翻动过程中大量硬币或骰子聚集在一起、在翻动过程中相互干扰，其统计结果的说服力不强，对概率统计结果准确性产生一定的干扰；另一方面，在翻动过程中易出现叠置现象和倾斜现象，造成无法对概率演示结果进行统计。现有的演示装置一般体积较小演示过程不适于多人观看，限制了演示装置的推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高等数学概率演示装置，便于进行大量抛硬币或抛骰子演示统计，演示过程记录，概率统计效率高，实现高等数学概率的直观演示和操作的广泛开展，为智能化概率演示统计提供基础。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高等数学概率演示装置，包括箱体，所述箱体上侧设置有箱口，箱体四个侧壁中三个侧壁向上延伸并向内翻折形成翻折部，翻折部与箱体的另一侧壁上端之间具有竖直间隙，此竖直间隙内放置推拉盖板，推拉盖板为透明结构，推拉盖板设置有驱动推拉盖板的通孔，箱体内均匀固定设置有若干锥筒，锥筒两端均设置开口、大端在上、小端在下；箱体下侧设置有支撑箱体的支架，支架中部设置有布气箱，布气箱上侧连接若干喷气头，喷气头上端贯穿箱体底壁竖直朝向锥筒内，喷气头与锥筒一一对应，布气箱连接有进气管，进气管中部安装脉冲阀，进气管末端设置气管连接头，脉冲阀电连接有脉冲阀控制仪；箱体翻折部的中部上侧设置有倒L形架，倒L形架末端下侧设置有摄像机，摄像机朝向箱体的箱口，摄像机外侧设置控制按钮，倒L形架竖直段安装有显示器，倒L形架水平段上侧设置有投影仪，摄像机分别与显示器和投影仪电连接。

进一步地，所述推拉盖板为透明的亚克力板。

进一步地，所述箱体和锥筒均为透明的亚克力材质。

进一步地，所述箱体没有翻折部的侧壁上侧形成供推拉盖板出入的出入口。

进一步地，所述锥筒下端与箱体底壁固定连接，锥筒上端支撑推拉盖板，所述通孔的位置与锥筒之间的间隙位置对应。

进一步地，所述脉冲阀控制仪设置在支架下部，支架下侧设置垫脚和吸盘。

进一步地，所述控制按钮包括摄像按钮和拍照按钮。

进一步地，所述倒L形架水平段下侧设置有LED补光灯。

进一步地，所述倒L形架末端还设置有存储器，存储器与摄像机电连接，存储器存储摄像机拍摄的图片和视频，存储器设置有USB接口。

本发明的有益效果如下：

本发明实现大量硬币或骰子同时抛起进行概率统计演示，硬币之间或者骰子之间相互独立起落不受干扰，避免叠置，避免落下后呈倾斜状态，保证概率统计演示的有效性、准确性，提高可靠度；

本发明采用脉冲阀控制喷气作为抛硬币或抛骰子的动力，操作方便，省时省力，效率大大提高；

本发明实现演示过程的拍照和摄像记录，在实验过程中省去大量的人工记录时间，便于多人广泛亲手开展演示操作，并能够实现各自对记录演示的照片和视频的拷贝，不耽误其他人时间；

本发明通过显示器和投影仪，方便操作者观看和教学演示中多人观看，适应于演示过程广泛观看教学，直观形象；

本发明通过摄像和拍照，便于根据图像识别进行高等数学概率统计的智能计算机统计，为概率演示结果的智能统计提供基础。

附图说明

图1为本发明的抛硬币状态示意图。

图2为本发明的箱口俯视示意图。

图3为本发明的抛骰子状态示意图。

图中：1、箱体，2、箱口，3、翻折部，4、出入口，5、推拉盖板，6、通孔，7、锥筒，8、支架，9、布气箱，10、喷气头，11、进气管，12、脉冲阀，13、气管连接头，14、脉冲阀控制仪，15、垫脚，16、吸盘，17、倒L形架，18、摄像机，19、控制按钮，20、显示器，21、投影仪，22、存储器，23、LED补光灯，24、硬币，25、骰子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1-3，本实施例提供一种高等数学概率演示装置，包括箱体1，所述箱体1上侧设置有箱口2，箱体1四个侧壁中三个侧壁向上延伸并向内翻折形成翻折部3，翻折部3与箱体1的另一侧壁上端之间具有竖直间隙，此竖直间隙内放置推拉盖板5，推拉盖板5为透明结构，推拉盖板5设置有驱动推拉盖板5的通孔6，箱体1内均匀固定设置有若干锥筒7，锥筒7两端均设置开口、大端在上、小端在下；箱体1下侧设置有支撑箱体1的支架8，支架8中部设置有布气箱9，布气箱9上侧连接若干喷气头10，喷气头10上端贯穿箱体1底壁竖直朝向锥筒7内，喷气头10与锥筒7一一对应，布气箱9连接有进气管11，进气管11中部安装脉冲阀12，进气管11末端设置气管连接头13，脉冲阀12电连接有脉冲阀控制仪14；箱体1翻折部3的中部上侧设置有倒L形架17，倒L形架17末端下侧设置有摄像机18，摄像机18朝向箱体1的箱口2，摄像机18外侧设置控制按钮19，倒L形架17竖直段安装有显示器20，倒L形架17水平段上侧设置有投影仪21，摄像机18分别与显示器20和投影仪21电连接。

为了便于观察，本实施例中，所述推拉盖板5为透明的亚克力板。所述箱体1和锥筒7均为透明的亚克力材质。

为了实现推拉盖板5的拆卸、便于硬币24和骰子25的更换，本实施例中，所述箱体1没有翻折部3的侧壁上侧形成供推拉盖板5出入的出入口4。

为了保持推拉盖板5的稳定、方便推拉盖板5的拆卸，本实施例中，所述锥筒7下端与箱体1底壁固定连接，锥筒7上端支撑推拉盖板5，所述通孔6的位置与锥筒7与锥筒7之间的间隙位置对应。

为了保持整个装置的稳定，本实施例中，所述脉冲阀控制仪14设置在支架8下部，支架8下侧设置垫脚15和吸盘16。

为了方便演示结果的拍照和摄像记录，本实施例中，所述控制按钮19包括摄像按钮和拍照按钮。

为了在光线不足条件下、实现为拍摄进行补光，本实施例中，所述倒L形架17水平段下侧设置有LED补光灯23。

为了便于演示结果的记录、拷贝，便于多人无间隔快速独立演示，本实施例中，所述倒L形架17末端还设置有存储器22，存储器22与摄像机18电连接，存储器22存储摄像机18拍摄的图片和视频，存储器22设置有USB接口。

本发明使用时，将手指伸入推拉盖板5的通孔6内，驱动推拉盖板5从出入口4拉出，将硬币24或者骰子25放入锥筒7内，每个锥筒7内放置一个硬币24或者骰子25，相互之间不会产生干扰，由于在锥筒7的内部空间，落下后不会产生倾斜、无法统计结果的现象；本实施例中设置九个锥筒7，再将推拉盖板5从出入口4滑至竖直间隙内，锥筒7上端支撑推拉盖板5下侧，翻折部3对推拉盖板5的边缘实现上侧的限位，保证推拉盖板5的稳定；通过脉冲阀控制仪14设定脉冲间隔和脉冲宽度时间，实现对脉冲阀12的控制，进气管11通过气管连接头13连接实验室的高压气管，不在实验室时配置气泵，连接气泵的输出端；脉冲阀12接收脉冲阀控制仪14的信号，每个周期打开一次，开启时长为脉冲宽度时间，此时高压气体穿过脉冲阀12迅速填充整个布气箱9，从喷气头10吹向硬币24或骰子25，喷气头10位置接近于锥筒7的中心，锥筒7小端截面大于硬币24或骰子25截面，高压气体使硬币24或骰子25在锥筒7内升起并翻转，在重力作用下下降再次落在锥筒7底部，通过控制按钮19使摄像机18对结果进行摄像或者拍照，记录演示结果；脉冲阀12进入下个周期，快速完成多组演示结果；演示结果的快速完成，照片和视频存储在存储器22内，满足多人快速演示，自行拷贝统计演示数据；显示器20显示摄像机18的视频或者照片信息，LED补光灯23在光线不足的条件下，为拍摄进行补光；

本发明能够用于教学集中演示，摄像机18拍摄的画面通过投影仪21投影，满足多人观看演示过程的要求，实现概率演示统计的课堂示范，使学习更加直观形象。

本发明根据硬币24和骰子25的重量，在设备使用说明中标定输入气压范围，保证硬币24或骰子25能够升起一定高度，喷气头10微偏心吹气使其翻转，标定气压范围避免硬币24或骰子25升起高度低、无法升起的现象和避免猛烈撞击推拉盖板5的现象。

本发明可结合、添加图像识别技术，运用图像识别技术根据拍摄的演示结果照片，智能统计演示结果数据，并通过显示器20显示，从而为概率演示结果的智能统计提供基础。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种高等数学概率演示装置，包括箱体，其特征在于：所述箱体上侧设置有箱口，箱体四个侧壁中三个侧壁向上延伸并向内翻折形成翻折部，翻折部与箱体的另一侧壁上端之间具有竖直间隙，此竖直间隙内放置推拉盖板，推拉盖板为透明结构，推拉盖板设置有驱动推拉盖板的通孔，箱体内均匀固定设置有若干锥筒，锥筒两端均设置开口、大端在上、小端在下；箱体下侧设置有支撑箱体的支架，支架中部设置有布气箱，布气箱上侧连接若干喷气头，喷气头上端贯穿箱体底壁竖直朝向锥筒内，喷气头与锥筒一一对应，布气箱连接有进气管，进气管中部安装脉冲阀，进气管末端设置气管连接头，脉冲阀电连接有脉冲阀控制仪；箱体翻折部的中部上侧设置有倒L形架，倒L形架末端下侧设置有摄像机，摄像机朝向箱体的箱口，摄像机外侧设置控制按钮，倒L形架竖直段安装有显示器，倒L形架水平段上侧设置有投影仪，摄像机分别与显示器和投影仪电连接。

2.如权利要求1所述的高等数学概率演示装置，其特征在于：所述推拉盖板为透明的亚克力板。

3.如权利要求2所述的高等数学概率演示装置，其特征在于：所述箱体和锥筒均为透明的亚克力材质。

4.如权利要求3所述的高等数学概率演示装置，其特征在于：所述箱体没有翻折部的侧壁上侧形成供推拉盖板出入的出入口。

5.如权利要求4所述的高等数学概率演示装置，其特征在于：所述锥筒下端与箱体底壁固定连接，锥筒上端支撑推拉盖板，所述通孔的位置与锥筒之间的间隙位置对应。

6.如权利要求5所述的高等数学概率演示装置，其特征在于：所述脉冲阀控制仪设置在支架下部，支架下侧设置垫脚和吸盘。

7.如权利要求6所述的高等数学概率演示装置，其特征在于：所述控制按钮包括摄像按钮和拍照按钮。

8.如权利要求7所述的高等数学概率演示装置，其特征在于：所述倒L形架水平段下侧设置有LED补光灯。

9.如权利要求8所述的高等数学概率演示装置，其特征在于：所述倒L形架末端还设置有存储器，存储器与摄像机电连接，存储器存储摄像机拍摄的图片和视频，存储器设置有USB接口。

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