CN111968465A - 一种用于计算数学的概率演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于计算数学的概率演示装置，包括：底板；RFID阅读器，均匀的设置在底板上；玻璃板底面与RFID阅读器的识别端接触；升降器设置在底板的边缘；抛射机构，设置在底板的边缘且与升降器相对，其顶端通过第二铰接轴与玻璃板的另一端边缘连接，当玻璃板与底板平行的时候，玻璃板与抛射机构的顶部处于同一水平面；硬币正面和反面分别粘贴有一RFID电子标签，两个RFID电子标签分别存储不同的信息，RFID电子标签与RFID阅读器相匹配。本发明通过将一枚硬币不断的进行抛掷，并在抛掷之后进行硬币正反面的识别，这样也就可以在无需人工反复实验的基础上，就可以得到大量的实验数据，从而对实验理论进行印证。

Description

一种用于计算数学的概率演示装置

技术领域

本发明涉及演示设备领域，特别涉及一种用于计算数学的概率演示装置。

背景技术

抛硬币试验是演示概率实验的一种，这个实验是通过反复的抛掷硬币，通过统计硬币正面朝上所出现的次数和反面朝上所出现的次数，在通过对比正面朝上所出现的次数和反面朝上所出现的次数得出抛硬币的时候正面朝上和反面朝上所出现的概率是相等的理论。目前，在进行该项实验的时候，往往需要大量的数据才能得到这一理论，但是在教学进行演示的时候，往往不会有大量的时间来给学生进行演示，在时间的限制下，只能进行少量的实验得到少量的数据，这样对于理论的支撑就会显得较为薄弱。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种用于计算数学的概率演示装置，通过将一枚硬币不断的进行抛掷，并在抛掷之后进行硬币正反面的识别，这样也就可以在无需人工反复实验的基础上，就可以得到大量的实验数据，从而对实验理论进行印证。

为此，本发明提供一种用于计算数学的概率演示装置，包括：底板；RFID阅读器，其数量有若干个，且均匀的设置在所述底板上；玻璃板，设置在所述RFID阅读器的上方，底面与所述RFID阅读器的识别端接触；升降器，设置在所述底板的边缘，其升降端通过第一铰接轴与所述玻璃板的一端边缘连接；抛射机构，用于抛射硬币，设置在所述底板的边缘且与所述升降器相对，其顶端通过第二铰接轴与所述玻璃板的另一端边缘连接，当所述玻璃板与所述底板平行的时候，所述玻璃板与所述抛射机构的顶部处于同一水平面；硬币，其正面和反面分别粘贴有一RFID电子标签，两个所述RFID电子标签分别存储不同的信息，所述RFID电子标签与所述RFID阅读器相匹配；盖体，其底部边缘与所述底板的侧边缘可拆卸连接，其表面设置有用于显示正面和反面出现比例的显示器；中央处理器，用于实时的接收所述RFID阅读器所检测的数值，把那个统计RFID阅读器所检测的数值进行统计，并将统计结果显示在所述显示器上，同时在接收到RFID阅读器所检测的数值时，使得所述升降器将所述玻璃板抬起，当硬币到达所述抛射机构顶部的时候，通过抛射机构将硬币抛射出去；电源装置，用于为所述中央处理器、抛射机构、RFID阅读器以及升降器提供供电服务。

进一步，所述盖体为透明材质，盖体底部的内侧边缘与所述底板的外侧面相接触。

更进一步，所述盖体底部的内侧边缘设置有一圈凸起，所述底板的外侧面开设有一圈与所述凸起相匹配的凹陷。

进一步，所述玻璃板的一侧边缘开设有通口，通口上位于所述玻璃板边缘的一侧通过所述第二铰接轴与所述抛射机构的顶端铰接，当所述玻璃板与所述底板平行的时候，抛射机构的顶端位于所述通口内。

进一步，所述抛射机构的顶部设置有用于放置所述硬币的所述支撑框，所述支撑框沿所述抛射机构顶部的边缘设置。

进一步，所述抛射机构包括：支撑块，设置在所述底座上，其上端与所述玻璃板铰接，其顶部开设有开口向上的凹槽；弹射器，用于发射所述硬币，设置在所述凹槽的内部，发射端设置有用于击打所述硬币的击打块；位置选择机构，设置在所述凹槽的槽底，用于调整所述弹射器的位置，其输出端与所述弹射器连接；所述中央处理器在启动所述抛射机构机构的时候，中央处理器控制位置选择机构随机确定所述弹射器的位置，再控制所述弹射器使得所述击打块将所述硬币击打出去；所述电源装置为所述弹射器和所述位置选择机构提供供电服务。

更进一步，所述位置选择机构包括：电机，固定在所述凹槽的槽底；转盘，其底部中央与所述电机的输出轴固定连接，其侧边缘与所述凹槽的内侧面接触；第一滑槽，沿所述转盘的其中一个半径上，其滑动连接有第一滑块，第一滑块与所述弹射器固定连接；固定块，设置在所述转盘的中央，其侧面通过推拉器与所述弹射器的侧面连接；所述中央处理器在确定所述弹射器的位置的时候，中央处理器向所述电机发送一个随机转动的角度，使得电机转动该角度后停止，中央处理器同时向所述推拉器发送一个随机的距离指令，使得推拉器拉伸该距离；所述电源装置分别为所述电机和所述推拉器提供供电服务。

更进一步，所述凹槽的槽壁下端开设有环形的第二滑槽，第二滑槽分别滑动连接有多个第二滑块，每一个所述第二滑块分别与所述转盘的边缘固定连接。

进一步，所述RFID电子标签采用无源RFID电子标签，所述RFID电子标签与所述硬币的正面或者反面位于同一水平面。

进一步，所述显示器包括三个显示区。

本发明提供的一种用于计算数学的概率演示装置，具有如下有益效果：本发明通过在一个硬币的正反两面分别贴有一个存储不同信息的RFID电子标签，同时在底板上设置有多个用于识别所述RFID电子标签电子阅读器，通过不断的将该硬币进行投掷，这样就可以得到大量的实验数据，最后将这些实验数据进行比较，这样也就可以在无需人工反复实验的基础上，就可以得到大量的实验数据，从而对实验理论进行印证。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明中抛射机构的纵向结构剖视示意图；

图4为本发明中位置选择机构的俯视结构示意图；

图5为本发明中硬币的结构示意图；

图6为本发明中盖体表面的结构示意图。

附图标记说明：

1、盖体；2、升降器；3、RFID阅读器；4、第一铰接轴；5、硬币；6、RFID电子标签；7、玻璃板；8、第二铰接轴；9、抛射机构；9-1、支撑块；9-2、凹槽；9-3、位置选择机构；9-3-1、第二滑槽；9-3-2、电机；9-3-3、第一滑块；9-3-4、第二滑块；9-3-5、推拉器；9-3-6、固定块；9-3-7、转盘；9-3-8、第一滑槽；9-4、弹射器；9-5、击打块；10、底板；11、通口；12、支撑框；13、显示器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本申请文件中，未经明确的部件型号以及结构，均为本领域技术人员所公知的现有技术，本领域技术人员均可根据实际情况的需要进行设定，在本申请文件的实施例中不做具体的限定。

具体的，如图1-6所示，本发明实施例提供了一种用于计算数学的概率演示装置，包括：底板10、RFID阅读器3、玻璃板7、升降器2、抛射机构9、硬币5、盖体1、中央处理器以及电源装置。其中，底板10位于本发明的最底部，即是本发明的底面，可以使得本发明平稳的放置在桌子上。RFID阅读器3工作在13.56MGz的频率段，数量有若干个，且均匀的设置在所述底板10上。玻璃板7设置在所述RFID阅读器3的上方，底面与所述RFID阅读器3的识别端接触。升降器2设置在所述底板10的边缘，其升降端通过第一铰接轴4与所述玻璃板7的一端边缘连接。抛射机构9用于抛射硬币5，设置在所述底板10的边缘且与所述升降器2相对，其顶端通过第二铰接轴8与所述玻璃板7的另一端边缘连接，当所述玻璃板7与所述底板10平行的时候，所述玻璃板7与所述抛射机构9的顶部处于同一水平面。硬币5的正面和反面分别粘贴有一RFID电子标签6，两个所述RFID电子标签6分别存储不同的信息，所述RFID电子标签6与所述RFID阅读器3相匹配。盖体1的底部边缘与所述底板10的侧边缘可拆卸连接，其表面设置有用于显示正面和反面出现比例的显示器13。中央处理器用于实时的接收所述RFID阅读器3所检测的数值，把那个统计RFID阅读器3所检测的数值进行统计，并将统计结果显示在所述显示器13上，同时在接收到RFID阅读器3所检测的数值时，使得所述升降器2将所述玻璃板7抬起，当硬币5到达所述抛射机构9顶部的时候，通过抛射机构9将硬币5抛射出去。电源装置用于为所述中央处理器、抛射机构9、RFID阅读器3以及升降器2提供供电服务。

本发明在使用的时候，首先打开电源装置，电源装置为所述中央处理器、抛射机构9、RFID阅读器3以及升降器2提供供电服务，使得中央处理器、抛射机构9、RFID阅读器3以及升降器2进入工作状态，此时，RFID阅读器3实时的硬币5落下是证明还是背面，由于RFID阅读器3是工作在13.56MGz的频率段，因此，只能检测到近距离的信号，并且识别当前范围内的RFID电子标签6，当硬币5落在玻璃板7上的时候，与玻璃板7接触的RFID电子标签6在RFID阅读器3的识别范围内，因此，RFID阅读器3可以识别，当硬币5落在玻璃板7上的时候，没有与玻璃板7接触的RFID电子标签6不在RFID阅读器3的识别范围内，因此，RFID阅读器3不可以识别，此时，由于两个RFID电子标签6所存储的内容是不一样的，在实际中，一个表示正面，一个表示反面，因此，通过检测RFID阅读器3所识别的内容，就可以得到硬币5落下的正面和反面，同时，中央处理器将出现的正面的次数和出现的反面的次数进行统计，最终将统计的结果，即正面出现次数和反面出现次数的比例发送到显示器13进行显示，因此，显示器13的数据也是处于实时更新的状态。同时，当RFID阅读器3识别到内容之后，中央处理器使得所述升降器2将所述玻璃板7抬起，这样就会使得玻璃板7形成一个斜面，硬币5就会顺着斜面在重力的作用下向下滑动，使得硬币最终5到达所述抛射机构9顶部，此时，中央处理器通过抛射机构9将硬币5抛射出去，同时，使得升降器2恢复至原始的位置状态。

在本发明中，玻璃板7和底板10形成大小尺寸一致，由于有盖体1的限制，使得硬币5只能在盖体1和玻璃板7内的空间中进行运动，这样就可以使得硬币5一定可以落在玻璃板7上，从而使得将一个硬币反复的进行抛射，从而进行概率的统计。

在本发明中，抛射机构9用于抛射硬币5，属于现有技术，本领域技术人员可以参考申请号为CN201911189374.1的发明专利一种抛射机构、申请号为CN200610111411.3的发明专利物料抛射装置、申请号为CN201410327910.0的发明专利一种机器人抛射机构、申请号为CN201910421935.X的发明专利抛射机器人及抛射方法等相关的专利及文献。

后续，本说明书将会对本发明的抛射机构9做出进一步的介绍，给出一个更加精准和高效的抛射机构9的具体结构。

在本发明中，实验人员就无需自己进行人工手动的实验，就可以将电源装置打开，本发明自动进行实验，在适合的时间后，会积攒大量的数据，实验人员只需在显示器上观看统计的结果即可，节约了大量人工实验的时间。

在本实施例中，所述盖体1为透明材质，盖体1底部的内侧边缘与所述底板10的外侧面相接触。这样就可以使得盖体1和底板10形成一个密闭的空间，即盖体1和玻璃板7形成一个密闭的空间，使得硬币5在其中进行实验的时候，可以总是落在玻璃板7上。

同时，在本实施例中，所述盖体1底部的内侧边缘设置有一圈凸起，所述底板10的外侧面开设有一圈与所述凸起相匹配的凹陷。这样就可以轻松的将盖体1与底板10可拆卸的连接在一起。这样即使要更换硬币5的时候，只需将盖体1与底板10分离开来即可。

在本实施例中，所述玻璃板7的一侧边缘开设有通口11，通口11上位于所述玻璃板7边缘的一侧通过所述第二铰接轴8与所述抛射机构9的顶端铰接，当所述玻璃板7与所述底板10平行的时候，抛射机构9的顶端位于所述通口11内。这样就可以使得玻璃板7和盖体1完全贴合，使得玻璃板7和盖体1形成更加密闭的空间。同时，也更加方便的可以使得硬币5一定可以落在抛射机构9的顶端，即抛射机构9的抛射端。

在本实施例中，所述抛射机构9的顶部设置有用于放置所述硬币5的所述支撑框12，所述支撑框12沿所述抛射机构9顶部的边缘设置。这样就可以将硬币5限位在支撑框12内，这样就可以使得在抛射机构9对硬币5进行作用的时候，硬币5的位置不会发生改变，使得抛射机构9可以顺利的对硬币5进行作用。

在本实施例中，所述抛射机构9包括：支撑块9-1、弹射器9-4以及位置选择机构9-3。其中，支撑块9-1设置在所述底座10上，其上端与所述玻璃板7铰接，其顶部开设有开口向上的凹槽9-2。弹射器9-4用于发射所述硬币5，设置在所述凹槽9-2的内部，发射端设置有用于击打所述硬币5的击打块9-5。位置选择机构9-3，设置在所述凹槽9-2的槽底，用于调整所述弹射器9-4的位置，其输出端与所述弹射器9-4连接。所述中央处理器在启动所述抛射机构9机构的时候，中央处理器控制位置选择机构随机确定所述弹射器9-4的位置，再控制所述弹射器9-4使得所述击打块9-5将所述硬币5击打出去。所述电源装置为所述弹射器9-4和所述位置选择机构9-3提供供电服务。

在上述技术方案中，中央处理器在启动所述抛射机构9机构的时候，中央处理器控制位置选择机构随机确定所述弹射器9-4的位置，此时，弹射器9-4的位置确定，这样就可以确定击打硬币5的时候，硬币5被击打的位置，这样可以使得硬币5在空中有一个随机的运行轨迹，在确定所述弹射器9-4的位置之后，中央处理器再控制所述弹射器9-4使得所述击打块9-5将所述硬币5击打出去，这样就可以实现硬币5在不同的击打位置进行发射，从而使得硬币5在空中有一个随机的运行轨迹。

同时，在本实施例中，所述位置选择机构9-3包括：电机9-3-2、转盘9-3-7、第一滑槽9-3-8以及固定块9-3-6。其中，电机9-3-2固定在所述凹槽9-2的槽底。转盘9-3-7的底部中央与所述电机9-3-2的输出轴固定连接，其侧边缘与所述凹槽9-2的内侧面接触。第一滑槽9-3-8沿所述转盘9-3-7的其中一个半径上，其滑动连接有第一滑块9-3-3，第一滑块9-3-3与所述弹射器9-4固定连接。固定块9-3-6设置在所述转盘9-3-7的中央，其侧面通过推拉器9-3-5与所述弹射器9-4的侧面连接。所述中央处理器在确定所述弹射器9-4的位置的时候，中央处理器向所述电机9-3-2发送一个随机转动的角度，使得电机9-3-2转动该角度后停止，中央处理器同时向所述推拉器9-3-5发送一个随机的距离指令，使得推拉器9-3-5拉伸该距离。所述电源装置分别为所述电机9-3-2和所述推拉器9-3-5提供供电服务。

上述技术方案中，中央处理器在确定所述弹射器9-4的位置的时候，中央处理器同时向电机9-3-2和推拉器9-3-5发送随机的指令，即向所述电机9-3-2发送一个随机转动的角度，向所述推拉器9-3-5发送一个随机的距离，电机9-3-2在接收到角度的时候，进行工作，转动该角度后停止，推拉器9-3-5在接收到拉伸距离的时候，进行工作，调整推拉器9-3-5至该拉伸距离。这样就可以得到一个随机的弹射器9-4的位置。

在本发明中，随机的指令其中所包含的数据(电机9-3-2的转动角度和推拉器9-3-5的拉伸距离)均通过随机函数得出。

同时，在本实施例中，所述凹槽9-2的槽壁下端开设有环形的第二滑槽9-3-1，第二滑槽9-3-1分别滑动连接有多个第二滑块9-3-4，每一个所述第二滑块9-3-4分别与所述转盘9-3-7的边缘固定连接。这样可以使得转盘9-3-7在转动的时候更加的平稳。

在本实施例中，所述RFID电子标签6采用无源RFID电子标签，所述RFID电子标签6与所述硬币5的正面或者反面位于同一水平面。使用无源RFID电子标签首先可以使得控制读取通信的范围，其次，其价格低廉，易于更换，无需电源，更加的方便实用。无源RFID电子标签相对于有源RFID电子标签，RFID可识别的距离更近。

在本实施例中，所述显示器13包括三个显示区。三个显示区分别显示指示界面和两个参数指标的数值界面(两个参数指标的数值界面即是，正面出现的次数和反面出现的次数)，具体的，如图6所示，这里仅供技术人员进行参考。

在本发明的实施例中，升降器2、推拉器9-3-5以及所述弹射器9-4均可以使用电动推杆等可以进行在电控制的情况下进行伸缩的电子部件，并且本领域技术人员要根据实际，酌情考虑其推进的速度以及所产生的冲击力。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，包括：

底板(10)；

RFID阅读器(3)，其数量有若干个，且均匀的设置在所述底板(10)上；

玻璃板(7)，设置在所述RFID阅读器(3)的上方，底面与所述RFID阅读器(3)的识别端接触；

升降器(2)，设置在所述底板(10)的边缘，其升降端通过第一铰接轴(4)与所述玻璃板(7)的一端边缘连接；

抛射机构(9)，用于抛射硬币(5)，设置在所述底板(10)的边缘且与所述升降器(2)相对，其顶端通过第二铰接轴(8)与所述玻璃板(7)的另一端边缘连接，当所述玻璃板(7)与所述底板(10)平行的时候，所述玻璃板(7)与所述抛射机构(9)的顶部处于同一水平面；

硬币(5)，其正面和反面分别粘贴有一RFID电子标签(6)，两个所述RFID电子标签(6)分别存储不同的信息，所述RFID电子标签(6)与所述RFID阅读器(3)相匹配；

盖体(1)，其底部边缘与所述底板(10)的侧边缘可拆卸连接，其表面设置有用于显示正面和反面出现比例的显示器(13)；

中央处理器，用于实时的接收所述RFID阅读器(3)所检测的数值，把那个统计RFID阅读器(3)所检测的数值进行统计，并将统计结果显示在所述显示器(13)上，同时在接收到RFID阅读器(3)所检测的数值时，使得所述升降器(2)将所述玻璃板(7)抬起，当硬币(5)到达所述抛射机构(9)顶部的时候，通过抛射机构(9)将硬币(5)抛射出去；

电源装置，用于为所述中央处理器、抛射机构(9)、RFID阅读器(3)以及升降器(2)提供供电服务。

2.如权利要求1所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述盖体(1)为透明材质，盖体(1)底部的内侧边缘与所述底板(10)的外侧面相接触。

3.如权利要求2所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述盖体(1)底部的内侧边缘设置有一圈凸起，所述底板(10)的外侧面开设有一圈与所述凸起相匹配的凹陷。

4.如权利要求1所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述玻璃板(7)的一侧边缘开设有通口(11)，通口(11)上位于所述玻璃板(7)边缘的一侧通过所述第二铰接轴(8)与所述抛射机构(9)的顶端铰接，当所述玻璃板(7)与所述底板(10)平行的时候，抛射机构(9)的顶端位于所述通口(11)内。

5.如权利要求1所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述抛射机构(9)的顶部设置有用于放置所述硬币(5)的所述支撑框(12)，所述支撑框(12)沿所述抛射机构(9)顶部的边缘设置。

6.如权利要求1所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述抛射机构(9)包括：

支撑块(9-1)，设置在所述底座(10)上，其上端与所述玻璃板(7)铰接，其顶部开设有开口向上的凹槽(9-2)；

弹射器(9-4)，用于发射所述硬币(5)，设置在所述凹槽(9-2)的内部，发射端设置有用于击打所述硬币(5)的击打块(9-5)；

位置选择机构(9-3)，设置在所述凹槽(9-2)的槽底，用于调整所述弹射器(9-4)的位置，其输出端与所述弹射器(9-4)连接；

所述中央处理器在启动所述抛射机构(9)机构的时候，中央处理器控制位置选择机构随机确定所述弹射器(9-4)的位置，再控制所述弹射器(9-4)使得所述击打块(9-5)将所述硬币(5)击打出去；

所述电源装置为所述弹射器(9-4)和所述位置选择机构(9-3)提供供电服务。

7.如权利要求6所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述位置选择机构(9-3)包括：

电机(9-3-2)，固定在所述凹槽(9-2)的槽底；

转盘(9-3-7)，其底部中央与所述电机(9-3-2)的输出轴固定连接，其侧边缘与所述凹槽(9-2)的内侧面接触；

第一滑槽(9-3-8)，沿所述转盘(9-3-7)的其中一个半径上，其滑动连接有第一滑块(9-3-3)，第一滑块(9-3-3)与所述弹射器(9-4)固定连接；

固定块(9-3-6)，设置在所述转盘(9-3-7)的中央，其侧面通过推拉器(9-3-5)与所述弹射器(9-4)的侧面连接；

所述中央处理器在确定所述弹射器(9-4)的位置的时候，中央处理器向所述电机(9-3-2)发送一个随机转动的角度，使得电机(9-3-2)转动该角度后停止，中央处理器同时向所述推拉器(9-3-5)发送一个随机的距离指令，使得推拉器(9-3-5)拉伸该距离；

所述电源装置分别为所述电机(9-3-2)和所述推拉器(9-3-5)提供供电服务。

8.如权利要求7所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述凹槽(9-2)的槽壁下端开设有环形的第二滑槽(9-3-1)，第二滑槽(9-3-1)分别滑动连接有多个第二滑块(9-3-4)，每一个所述第二滑块(9-3-4)分别与所述转盘(9-3-7)的边缘固定连接。

9.如权利要求1所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述RFID电子标签(6)采用无源RFID电子标签，所述RFID电子标签(6)与所述硬币(5)的正面或者反面位于同一水平面。

10.如权利要求1所述的一种用于计算数学的概率演示装置，其特征在于，所述显示器(13)包括三个显示区。

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