[发明专利]一种用于演示概率统计的数学模拟演示教具

说明书

一种用于演示概率统计的数学模拟演示教具，包括底板、支撑柱、抛币装置、吸币装置、控制开关、识别装置和网络模块，所述抛币装置包括撑物板、第一电磁铁、第二电磁铁和支点；所述吸币装置包括第三电磁铁和第四电磁铁；所述控制开关包括单片机和继电器开关，继电器开关分别连接所述直流电源和单片机；所述识别装置为图像传感器模块；所述网络模块包括云平台、APP和蓝牙模块；所述单片机连接所述抛币装置、所述吸币装置、所述继电器开关、所述识别装置和所述网络模块。该发明的有益效果是：通过云平台来存储实验数据供APP下载，抛币吸币都使用电磁铁完成，方便重复实验。

技术领域

本发明涉及数学教具领域，更具体的是涉及一种用于演示概率统计的数学模拟演示教具。

背景技术

目前在进行概率相关的教学中，教师通常采用实验的方式来阐述概率的概念，而抛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，因而在课堂中耗费大量的人力物力去做实验，而且因为手动抛硬币的力道不同，不符合实验的条件，且因为教室面积狭小，抛出的硬币掉落在地面，同学们翻身寻会加长实验时间，也会影响课堂纪律；掉落的高度不一也会让同学们对概率实验的条件产生误解；而且每人做的实验次数不足，而做多次实验会影响课程数学概念的教学时间。

现在研发的抛币实验教具，多采用弹簧的弹力做为抛币动力，且需要固定装置将弹簧固定来保持撑物板的水平，而固定装置本身因为需要压制弹簧向上的弹力，也需要进行特殊加工，而固定装置多采用金属结构来避免多次使用后的老化，而在教具中过多采用金属材料会导致学生在使用的时候容易磕碰受伤。

发明内容

为了解决上述技术问题的至少一方面，本发明提供了如下解决方案。

一种用于演示概率统计的数学模拟演示教具，包括底板、支撑柱、抛币装置、吸币装置、控制开关、驱动装置、识别装置和网络模块，所述抛币装置包括撑物板、第一电磁铁、第二电磁铁和支点，所述抛币装置用于将双面具有不同图案的币以相同的力度抛起；其中，所述撑物板的至少一部分向底板方向凹入而在所述撑物板的外侧限定出容纳空间；所述吸币装置包括第三电磁铁和第四电磁铁，所述第四电磁铁安装于所述容纳空间内，所述第四电磁铁与所述撑物板的外侧表面齐平以封闭所述容纳空间，；所述控制开关包括单片机和继电器开关，所述继电器开关连接所述单片机；所述驱动装置为直流电源，所述直流电源连接所述继电器开关；所述识别装置为图像传感器模块，所述传感器模块通过比对所述币的正反面的图像纹路的密集程度来分辨正反面；所述网络模块包括云平台、APP和蓝牙模块；所述单片机连接所述抛币装置、所述吸币装置、所述识别装置和所述蓝牙模块。通过单片机来控制各个装置，将抛币结果数字化记录在单片机的存储单元内，通过蓝牙模块上传至手机APP，手机APP上传至云平台，不用在教室内架设相关网络设备就可以实现云平台共享实验数据，而大量的实验数据更容易接近实验结果。

进一步地讲，所述第一电磁铁和所述支点安装于所述底板上，所述第二电磁铁安装于所述撑物板面向底板的外侧，所述撑物板安装于所述支点上；所述第一电磁铁和第二电磁铁位于同一端，并且所述第一电磁铁和第二电磁铁互相产生斥力以将所述撑物板抬起，使得所述币被抛起通过第一电磁铁和第二电磁铁通电同方向的电流产生互斥磁力，让撑物板一端弹起，同时因为撑物板电磁铁的一端重量，在断开电流后会自然下落恢复原来的水平位置。

进一步地讲，所述支撑柱为L型，所述支撑柱安装在底板上，所述支撑柱距离撑物板的高度为允许所述币被抛起并自由翻转。通过多次实验得到标准的距离高度，且1元硬币处于上抛曲线的顶点，符合抛币实验标准。

进一步地讲，所述继电器开关连接所述第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁和第四电磁铁，所述第三电磁铁安装于支撑柱面向撑物板的一面；所述第三电磁铁设置在所述支撑柱上，且处于所述第四电磁铁的正上方。通过继电器开关控制电磁铁与直流电源的连接，方便了切换电磁铁的开关实现抛币吸币的流程。