一种数学教学用概率模型教具

技术领域

本发明属于教学用具技术领域，具体的说是一种数学教学用概率模型教具。

背景技术

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。

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，另一人旁边计数进行，由于需要实验的次数较多，需要耗费大量人力和时间，实验效率低。

现有技术中也出现了一些关于概率模型教具的技术方案，如申请号为CN201610833221.6的一项中国专利公开了一种数学概率用机械扔币器，包括扔币主体和存币主体；所述的存币主体位于扔币主体左上部；所述的扔币主体包括扔币筒、扔币弹簧和弹送板；所述的扔币筒整体为空心圆柱体，扔币筒包括底盘、直筒和弯筒，所述的存币主体包括存币壳体、推送板和推送电机。该发明能够自动推送硬币到指定的弹射位置，再通过人手动对硬币进行持续弹射，无需人工不断拿取硬币；但该装置一次只能够投掷一枚硬币，实验效率低，不便于大量重复实验的进行；且无法改变硬币的抛射角度和抛射力度，使得实验数据具有单一性，降低实验数据的可行性。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决目前在实验过程中，由于需要实验的次数较多，抛射硬币时需要耗费大量人力和时间，实验效率低及未改变硬币的抛射角度和抛射力度，使得实验数据具有单一性，降低实验数据的可行性的问题，本发明提出了一种数学教学用概率模型教具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种数学教学用概率模型教具，包括壳体、固定座、隔板，所述壳体为立方体结构设计，所述壳体上端中部固连有竖截面为“凵”形设计的固定座，所述固定座中部固连有隔板；所述隔板与固定座侧壁的上端均穿出壳体设计，所述隔板与固定座侧壁相对的一侧侧面上端均开设有凹槽，所述凹槽内滑动连接有盖板，所述盖板位于壳体上方；所述固定板两侧侧壁与隔板之间通过均匀设置的侧板分隔形成多个的腔室，所述腔室内均滑动连接有倾斜设计的滑板，所述滑板下表面与固定座底部之间固连有第一弹性件；所述固定座侧壁上开设有均匀布置的通孔，所述通孔与腔室一一对应设置，所述通孔位于滑板上方，所述通孔倾斜设计；所述固定座两侧外表面均滑动连接有密封板，所述密封板用于密封通孔，所述密封板下方设有限位板，所述密封板与限位板之间固连有均匀布置的第二弹性件；所述壳体左右两侧内壁上端铰接有活动板，所述活动板一端与壳体上端内壁之间固连有第三弹性件，另一端设有拉绳；所述壳体内于固定座下方的位置滑动连接有滑动板，所述拉绳一端与滑动板固连，所述滑动板下表面与壳体底部内壁之间固连有电动伸缩杆；

工作时，将一批硬币堆叠放入滑板上方，硬币向下挤压第一弹性件使其处于压缩状态，并控制滑板最上方的硬币处于通孔所在的位置且硬币一端倾斜下落至通孔内，此时由于密封板密封通孔硬币无法掉落，同时滑动盖板使盖板密封硬币上方空间，减少外界因素的干扰；控制电动伸缩杆运动，当电动伸缩杆带动滑动板快速下移时，拉绳拉动活动板向靠近密封板的方向转动，直至活动板一端与密封板接触并带动密封板下移，密封板下移使得通孔打开，最上方的一批硬币在重力作用下从通孔掉落至活动板一端，同时控制电动伸缩杆带动滑动板快速上移，活动板在第三弹性件的拉力作用下转动回到初始位置，活动板转动时带动硬币运动从而使得活动板回到初始位置时硬币从壳体上端抛出，同时密封板和滑板在第二弹性件和第一弹性件的弹性作用下上移，滑板上移时使得最上方的硬币上移进入通孔，密封板上移使得通孔密封；重复运动，通过电动伸缩杆运动带动活动板转动，从而使得滑板上方硬币连续掉落至活动板上，实现硬币的连续抛射，且通过侧板和腔室的设置，使得活动板上一次抛出多枚硬币，从而有效增大实验数量，减小实验操作时间，便于大量重复实验的进行，提高实验效率和实验统计结果的准确性。

优选的，所述隔板上端开设有放置槽，所述放置槽内设有气囊，所述气囊上方滑动连接有压板，所述压板上表面与放置槽内壁固连有弹簧，所述压板下表面固连有弹性绳，所述弹性绳一端穿过气囊和隔板与滑动板上表面固连；所述放置槽两侧开设有均匀分布的导槽，所述导槽内均设有倾斜设计的顶杆，所述顶杆与通孔倾斜方向一致，所述顶杆为弹性橡胶材料制成，所述顶杆内部开设有空腔，所述空腔均与气囊内部连通；工作时，电动伸缩杆带动滑动板下移，活动板转动使得通孔打开，同时滑动板下移通过弹性绳拉动压板下移，压板下移时挤压气囊内气体进入顶杆内部的空腔中，从而使得顶杆膨胀伸展，顶杆向外伸展后挤压硬币下移，从而加速硬币从通孔掉落至活动板上的掉落速度，防止有硬币卡在通孔处，影响装置的正常运行。

优选的，所述活动板相对于固定座的一端上表面设有挡块，所述挡块相对于固定座的一侧侧面设有压力传感器，所述压力传感器与驱动电动伸缩杆运动的控制系统电连接；工作时，电动伸缩杆运动带动活动板转动使得通孔打开，硬币从通孔掉落至活动板上后与挡块和压力传感器接触，压力传感器感应到硬币后控制电动伸缩杆带动滑动板迅速上移，从而有效提高装置的灵敏度，保证质量运动的协调性。

优选的，所述活动板相对于固定座的一端下表面固连有均匀布置的固定块，所述固定块内转动连接有同一个转动轴，所述转动轴一端固连有卡块，所述活动板一侧开设有卡槽，所述卡块与卡槽对应设置，所述拉绳一端与转动轴固连；工作时，向外拉动卡块和转动轴使卡块离开卡槽，同时转动转动轴使拉绳缠绕在转动轴上可对拉绳的长度进行调整，拉绳长度调整后将卡块对准卡槽并推动卡块和转动轴使得卡块卡进卡槽固定；通过调整拉绳长度可改变活动板初始状态时所处的角度，同时控制电动伸缩杆每次伸缩运动的时间相同，从而可对硬币的抛射角度和抛射力度进行调整，便于设置实验对照组，测试不同抛射角度和抛射力度下的实验结果，丰富实验数据，提高实验结果的可信性。

优选的，所述壳体两侧设有收集盒，所述收集盒底部内壁处设有海绵层；工作时，通过设置收集盒对抛射的硬币进行收集整理，防止硬币滚落至更远的地方，同时设置海绵层有效减弱硬币掉落时与地面发生碰撞产生的噪音。

优选的，所述收集盒远离电动伸缩杆的一侧侧壁内开设有截面为“L”形设计的安装槽，所述安装槽内滑动连接“]”形设计的卡架，所述卡架与安装槽内壁之间固连有第四弹性件；所述壳体两侧侧壁上开设有收纳槽，所述收纳槽与收集盒对应设置，所述收纳槽上方设有截面为“L”形设计的连接槽，所述连接槽与卡架对应设置；工作时，通过收纳槽可将收集盒放入壳体底部，便于收集盒的收纳存放，且当安装槽与连接槽对准时，向上拨动卡架，卡架上端进入连接槽，第四弹性件处于压缩状态，同时向远离电动伸缩杆的方向拉动收集盒和卡架使得卡架上端卡入连接槽内部对可收集盒进行固定。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种数学教学用概率模型教具，通过设置固定座、活动板、滑板和电动伸缩杆，通过电动伸缩杆运动带动活动板转动，从而使得滑板上方硬币连续掉落至活动板上，实现硬币的连续抛射，且通过侧板和腔室的设置，使得活动板上一次抛出多枚硬币，从而有效增大实验数量，减小实验操作时间，便于大量重复实验的进行，提高实验效率和实验统计结果的准确性。

2.本发明所述的一种数学教学用概率模型教具，通过设置气囊、压板和顶杆，滑动板下移时通过弹性绳拉动压板下移，压板下移挤压气囊内气体进入顶杆内部的空腔中，从而使得顶杆膨胀伸展，顶杆向外伸展后挤压硬币下移，从而加速硬币从通孔掉落至活动板上的掉落速度，防止有硬币卡在通孔处，影响装置的正常运行。

3.本发明所述的一种数学教学用概率模型教具，通过设置固定块、转动轴、卡块和卡槽，向外拉动卡块和转动轴使卡块离开卡槽，同时转动转动轴使拉绳缠绕在转动轴上可对拉绳的长度进行调整，拉绳长度调整后将卡块对准卡槽并推动卡块和转动轴使得卡块卡进卡槽固定；通过调整拉绳长度可改变活动板初始状态时所处的角度，同时控制电动伸缩杆每次伸缩运动的时间相同，从而可对硬币的抛射角度和抛射力度进行调整，便于设置实验对照组，测试不同抛射角度和抛射力度下的实验结果，丰富实验数据，提高实验结果的可信性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是本发明中电动伸缩杆下移时的结构示意图；

图4是图1中A处局部放大图；

图5是图3中B处局部放大图；

图6是图3中C处局部放大图；

图中：壳体1、活动板11、第三弹性件12、拉绳13、滑动板14、电动伸缩杆15、挡块16、压力传感器17、收纳槽18、连接槽19、固定座2、凹槽21、盖板22、侧板23、滑板24、第一弹性件25、通孔26、密封板27、限位板28、第二弹性件29、隔板3、放置槽31、气囊32、压板33、弹性绳34、导槽35、顶杆36、空腔37、弹簧38、固定块4、转动轴41、卡块42、卡槽43、收集盒5、安装槽51、卡架52、第四弹性件53。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明所述的一种数学教学用概率模型教具，包括壳体1、固定座2、隔板3，所述壳体1为立方体结构设计，所述壳体1上端中部固连有竖截面为“凵”形设计的固定座2，所述固定座2中部固连有隔板3；所述隔板3与固定座2侧壁的上端均穿出壳体1设计，所述隔板3与固定座2侧壁相对的一侧侧面上端均开设有凹槽21，所述凹槽21内滑动连接有盖板22，所述盖板22位于壳体1上方；所述固定板两侧侧壁与隔板3之间通过均匀设置的侧板23分隔形成多个的腔室，所述腔室内均滑动连接有倾斜设计的滑板24，所述滑板24下表面与固定座2底部之间固连有第一弹性件25；所述固定座2侧壁上开设有均匀布置的通孔26，所述通孔26与腔室一一对应设置，所述通孔26位于滑板24上方，所述通孔26倾斜设计；所述固定座2两侧外表面均滑动连接有密封板27，所述密封板27用于密封通孔26，所述密封板27下方设有限位板28，所述密封板27与限位板28之间固连有均匀布置的第二弹性件29；所述壳体1左右两侧内壁上端铰接有活动板11，所述活动板11一端与壳体1上端内壁之间固连有第三弹性件12，另一端设有拉绳13；所述壳体1内于固定座2下方的位置滑动连接有滑动板14，所述拉绳13一端与滑动板14固连，所述滑动板14下表面与壳体1底部内壁之间固连有电动伸缩杆15；

工作时，将一批硬币堆叠放入滑板24上方，硬币向下挤压第一弹性件25使其处于压缩状态，并控制滑板24最上方的硬币处于通孔26所在的位置且硬币一端倾斜下落至通孔26内，此时由于密封板27密封通孔26硬币无法掉落，同时滑动盖板22使盖板22密封硬币上方空间，减少外界因素的干扰；控制电动伸缩杆15运动，当电动伸缩杆15带动滑动板14快速下移时，拉绳13拉动活动板11向靠近密封板27的方向转动，直至活动板11一端与密封板27接触并带动密封板27下移，密封板27下移使得通孔26打开，最上方的硬币在重力作用下从通孔26掉落至活动板11一端，同时电动伸缩杆15带动滑动板14快速上移，活动板11在第三弹性件12的拉力作用下转动回到初始位置，活动板11转动时带动硬币运动从而使得活动板11回到初始位置时硬币从壳体1上端抛出，同时密封板27和滑板24在第二弹性件29和第一弹性件25的弹性作用下上移，滑板24上移时使得最上方的硬币上移进入通孔26，密封板27上移使得通孔26密封；重复运动，通过电动伸缩杆15运动带动活动板11转动，从而使得滑板24上方硬币连续掉落至活动板11上，实现硬币的连续抛射，且通过侧板23和腔室的设置，使得活动板11上一次抛出多枚硬币，从而有效增大实验数量，减小实验操作时间，便于大量重复实验的进行，提高实验效率和实验统计结果的准确性。

作为本发明的一种实施方式，所述隔板3上端开设有放置槽31，所述放置槽31内设有气囊32，所述气囊32上方滑动连接有压板33，所述压板33上表面与放置槽31内壁固连有弹簧38，所述压板33下表面固连有弹性绳34，所述弹性绳34一端穿过气囊32和隔板3与滑动板14上表面固连；所述放置槽31两侧开设有均匀分布的导槽35，所述导槽35内均设有倾斜设计的顶杆36，所述顶杆36与通孔26倾斜方向一致，所述顶杆36为弹性橡胶材料制成，所述顶杆36内部开设有空腔37，所述空腔37均与气囊32内部连通；工作时，电动伸缩杆15带动滑动板14下移，活动板11转动使得通孔26打开，同时滑动板14下移通过弹性绳34拉动压板33下移，压板33下移时挤压气囊32内气体进入顶杆36内部的空腔37中，从而使得顶杆36膨胀伸展，顶杆36向外伸展后挤压硬币下移，从而加速硬币从通孔26掉落至活动板11上的掉落速度，防止有硬币卡在通孔26处，影响装置的正常运行。

作为本发明的一种实施方式，所述活动板11相对于固定座2的一端上表面设有挡块16，所述挡块16相对于固定座2的一侧侧面设有压力传感器17，所述压力传感器17与驱动电动伸缩杆15运动的控制系统电连接；工作时，电动伸缩杆15运动带动活动板11转动使得通孔26打开，硬币从通孔26掉落至活动板11上后与挡块16和压力传感器17接触，压力传感器17感应到硬币后控制电动伸缩杆15带动滑动板14迅速上移，从而有效提高装置的灵敏度，保证质量运动的协调性。

作为本发明的一种实施方式，所述活动板11相对于固定座2的一端下表面固连有均匀布置的固定块4，所述固定块4内转动连接有同一个转动轴41，所述转动轴41一端固连有卡块42，所述活动板11一侧开设有卡槽43，所述卡块42与卡槽43对应设置，所述拉绳13一端与转动轴41固连；工作时，向外拉动卡块42和转动轴41使卡块42离开卡槽43，同时转动转动轴41使拉绳13缠绕在转动轴41上可对拉绳13的长度进行调整，拉绳13长度调整后将卡块42对准卡槽43并推动卡块42和转动轴41使得卡块42卡进卡槽43固定；通过调整拉绳13长度可改变活动板11初始状态时所处的角度，同时控制电动伸缩杆15每次伸缩运动的时间相同，从而可对硬币的抛射角度和抛射力度进行调整，便于设置实验对照组，测试不同抛射角度和抛射力度下的实验结果，丰富实验数据，提高实验结果的可信性。

作为本发明的一种实施方式，所述壳体1两侧设有收集盒5，所述收集盒5底部内壁处设有海绵层；工作时，通过设置收集盒5对抛射的硬币进行收集整理，防止硬币滚落至更远的地方，同时设置海绵层有效减弱硬币掉落时与地面发生碰撞产生的噪音。

作为本发明的一种实施方式，所述收集盒5远离电动伸缩杆15的一侧侧壁内开设有截面为“L”形设计的安装槽51，所述安装槽51内滑动连接“]”形设计的卡架52，所述卡架52与安装槽51内壁之间固连有第四弹性件53；所述壳体1两侧侧壁上开设有收纳槽18，所述收纳槽18与收集盒5对应设置，所述收纳槽18上方设有截面为“L”形设计的连接槽19，所述连接槽19与卡架52对应设置；工作时，通过收纳槽18可将收集盒5放入壳体1底部，便于收集盒5的收纳存放，且当安装槽51与连接槽19对准时，向上拨动卡架52，卡架52上端进入连接槽19，第四弹性件53处于压缩状态，同时向远离电动伸缩杆15的方向拉动收集盒5和卡架52使得卡架52上端卡入连接槽19内部对可收集盒5进行固定。

本发明的具体工作流程如下：

工作时，将一批硬币堆叠放入滑板24上方，硬币向下挤压第一弹性件25使其处于压缩状态，并控制滑板24最上方的硬币处于通孔26所在的位置且硬币一端倾斜下落至通孔26内，此时由于密封板27密封通孔26硬币无法掉落，同时滑动盖板22使盖板22密封硬币上方空间，减少外界因素的干扰；控制电动伸缩杆15运动，当电动伸缩杆15带动滑动板14快速下移时，拉绳13拉动活动板11向靠近密封板27的方向转动，直至活动板11一端与密封板27接触并带动密封板27下移，密封板27下移使得通孔26打开，最上方的硬币在重力作用下从通孔26掉落至活动板11一端，同时电动伸缩杆15带动滑动板14快速上移，活动板11在第三弹性件12的拉力作用下转动回到初始位置，活动板11转动时带动硬币运动从而使得活动板11回到初始位置时硬币从壳体1上端抛出，同时密封板27和滑板24在第二弹性件29和第一弹性件25的弹性作用下上移，滑板24上移时使得最上方的硬币上移进入通孔26，密封板27上移使得通孔26密封；重复运动，通过电动伸缩杆15运动带动活动板11转动，从而使得滑板24上方硬币连续掉落至活动板11上，实现硬币的连续抛射，且通过侧板23和腔室的设置，使得活动板11上一次抛出多枚硬币，从而有效增大实验数量，减小实验操作时间，便于大量重复实验的进行，提高实验效率和实验统计结果的准确性；

同时滑动板14下移通过弹性绳34拉动压板33下移，压板33下移时挤压气囊32内气体进入顶杆36内部的空腔37中，从而使得顶杆36膨胀伸展，顶杆36向外伸展后挤压硬币下移，从而加速硬币从通孔26掉落至活动板11上的掉落速度，防止有硬币卡在通孔26处，影响装置的正常运行；同时设置挡块16和压力传感器17，硬币从通孔26掉落至活动板11上后与挡块16和压力传感器17接触，压力传感器17感应到硬币后控制电动伸缩杆15带动滑动板14迅速上移，从而有效提高装置的灵敏度，保证质量运动的协调性；

同时向外拉动卡块42和转动轴41使卡块42离开卡槽43，转动转动轴41使拉绳13缠绕在转动轴41上可对拉绳13的长度进行调整，拉绳13长度调整后将卡块42对准卡槽43并推动卡块42和转动轴41使得卡块42卡进卡槽43固定；通过调整拉绳13长度可改变活动板11初始状态时所处的角度，同时控制电动伸缩杆15每次伸缩运动的时间相同，从而可对硬币的抛射角度和抛射力度进行调整，便于设置实验对照组，测试不同抛射角度和抛射力度下的实验结果，丰富实验数据，提高实验结果的可信性；同时设置收集盒5对抛射的硬币进行收集整理，防止硬币滚落至更远的地方，设置海绵层有效减弱硬币掉落时与地面发生碰撞产生的噪音；并通过收纳槽18将收集盒5放入壳体1底部，便于收集盒5的收纳存放，当安装槽51与连接槽19对准时，向上拨动卡架52，卡架52上端进入连接槽19，第四弹性件53处于压缩状态，同时向远离电动伸缩杆15的方向拉动收集盒5和卡架52使得卡架52上端卡入连接槽19内部对可收集盒5进行固定。

本发明中隔板3由多个中部开设有空槽，两侧开设有导槽35的板材胶接形成，使得多个板材拼接完成后形成完整的隔板3和放置槽31，且板材拼接时安装有压板33、弹簧38、气囊32、顶杆36。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。