[發(fā)明專利]一種高等數(shù)學概率演示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910325535.9
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN109903651B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 謝輝斯;聶蘭;伍習麗
• 申請（專利權）人: 重慶三峽學院
• 主分類號: G09B23/02
• 分類號: G09B23/02
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發(fā)明公開了一種高等數(shù)學概率演示裝置，其基座的容納槽內(nèi)設有鐵質(zhì)的移動座，基座內(nèi)沿容納槽周向還設有多個電磁鐵；移動座上設有轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺上固定有第一支架，第一支架上轉(zhuǎn)動連接有透明的半球形殼體，半球形殼體的入口通過一透明的圓板封閉；半球形殼體內(nèi)放有若干個骰子，每個骰子的每個面上均設有一代表該面的二維碼，圓板上還設有二維碼掃描識別裝置；半球形殼體上還設有震動裝置及光幕裝置；二維碼掃描識別裝置、震動裝置及光幕裝置均與微處理器連接，微處理器還連接有計時模塊、隨機選擇模塊及觸摸顯示屏。本發(fā)明概率演示的自動化程度高，且能夠演示若干個骰子組合時的較為復雜的概率事件，并且整個演示過程不需要耗費人力，演示直觀、方便。

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)學教學用具領域，特別涉及一種高等數(shù)學概率演示裝置。

背景技術

在高等數(shù)學概率學習中，往往通過若干次投擲骰子來計算所投擲出的骰子某個面或某些面所出現(xiàn)的概率，以此來驗證概率論中的理論概率的正確性，然而這樣的試驗方法較為簡單，并且費時費力，不能驗證較為復雜的概率事件，一般在驗證中只使用一個或數(shù)個骰子進行試驗，且試驗次數(shù)相對較少，所驗證的結果難以具備代表性、普遍性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種高等數(shù)學概率演示裝置。

本發(fā)明的技術方案是：一種高等數(shù)學概率演示裝置，包括基座，所述基座的中部開設有圓柱形的容納槽，容納槽內(nèi)設有鐵質(zhì)的移動座，其中移動座的下表面設有多個萬向滾輪，使得移動座通過萬向滾輪能夠在容納槽的槽底面上自由移動，移動座側(cè)壁還和容納槽側(cè)壁之間通過多個繞容納槽側(cè)壁周向分布的彈簧相連接，所述基座內(nèi)沿容納槽側(cè)壁的周向還設有多個電磁鐵，每個電磁鐵分別通過一電磁鐵控制開關與微處理器信號連接；所述移動座上設有轉(zhuǎn)臺，移動座內(nèi)設有與所述轉(zhuǎn)臺軸連接并向轉(zhuǎn)臺提供轉(zhuǎn)動動力的第一步進電機，所述第一步進電機通過第一電機控制器與微處理器信號連接；轉(zhuǎn)臺上固定有第一支架，第一支架上設有用透明材料制成的半球形殼體，半球形殼體的過其球心的切割面所切割的半球形殼體的入口通過一透明材料的圓板進行封閉，所述半球形殼體具體通過轉(zhuǎn)軸與第一支架轉(zhuǎn)動連接，其中轉(zhuǎn)軸的軸線與所述圓板的圓面相平行，所述轉(zhuǎn)軸與第二步進電機的輸出軸連接，第二步進電機通過第二支架固定于所述第一支架上，第二步進電機通過第二電機控制器與微處理器信號連接；所述半球形殼體內(nèi)放有若干個尺寸相同的正方體的骰子，每個骰子的每個面上均對應設有一二維碼，每個二維碼的信息包括其所在的骰子的編號以及其在該骰子上的面的編號，所述圓板的位于半球形殼體外的圓面上設有二維碼掃描識別裝置；所述半球形殼體的外表面還固定有震動裝置并設有光幕裝置，其中所述光幕裝置發(fā)出的光幕與所述圓板的圓面相平行并通過所述半球形殼體的內(nèi)部，所述光幕與所述圓板的圓面的距離大于骰子高度的一倍且小于骰子高度的兩倍；所述二維碼掃描識別裝置、震動裝置以及光幕裝置分別與微處理器信號連接，微處理器還信號連接有計時模塊、隨機選擇模塊以及觸摸顯示屏，所述微處理器還與電源模塊電連接；所述觸摸顯示屏用于通過觸摸的方式來接收概率演示命令，進而向所述微處理器發(fā)送啟動信號；所述微處理器接收到所述啟動信號后，向所述隨機選擇模塊發(fā)送隨機選擇命令，同時微處理器通過所述第一電機控制器控制所述第一步進電機轉(zhuǎn)動，從而帶動所述轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動；當所述隨機選擇模塊接收到所述隨機選擇命令后，隨機的選擇一個電磁鐵，并將選擇該電磁鐵的選擇信息發(fā)送給微處理器，微處理器根據(jù)該選擇信息控制被選擇的電磁鐵的電磁鐵控制開關向被選擇的電磁鐵供電，從而使得移動座被吸引到被選擇的電磁鐵一邊，當被選擇的電磁鐵的電磁鐵控制開關供電時長達到設定的時長時，所述微處理器控制電磁鐵控制開關停止向被選擇的電磁鐵供電，所述微處理器同時向所述隨機選擇模塊再次發(fā)送隨機選擇命令，從而使得隨機選擇模塊再次隨機的選擇一個電磁鐵并被供電，以此重復，當所述微處理器向所述隨機選擇模塊發(fā)送的隨機選擇命令達到設定的次數(shù)后，所述微處理器不再向所述隨機選擇模塊發(fā)送隨機選擇命令，隨后微處理器通過第一電機控制器關閉第一步進電機，同時微處理器向所述第二電機控制器發(fā)送轉(zhuǎn)動命令，所述第二電機控制器接收到所述轉(zhuǎn)動命令后控制所述第二步進電機的輸出軸轉(zhuǎn)動180°，使得所述半球形殼體從原來的位于所述圓板下方的位置轉(zhuǎn)動到位于圓板上方的位置；所述光幕裝置用于檢測其發(fā)出的光幕是否受到所述骰子的遮擋，如檢測到被遮擋，則向所述微處理器發(fā)送遮擋信號，所述微處理器接收到所述遮擋信號后控制所述震動裝置進行震動，在震動作用下使得所有骰子都單層的平鋪于所述圓板上，當所述微處理器沒有或不再接收到所述遮擋信號時，所述微處理器控制所述二維碼掃描識別裝置對圓板進行掃描，從而識別與圓板相貼的各骰子的面上的二維碼，并將所掃描到的所有二維碼的信息發(fā)送至微處理器，微處理器將所掃描到的所有二維碼的信息發(fā)送至所述觸摸顯示屏予以顯示，同時微處理器通過所述第二電機控制器控制所述第二步進電機的輸出軸再次轉(zhuǎn)動180°，使得所述半球形殼體的位置復原；根據(jù)所顯示的二維碼的信息即可計算出諸如預先想要的骰子的面在二維碼掃描后在所有骰子的面中出現(xiàn)的概率或預先想要的某兩個或幾個面在二維碼掃描后在所有骰子的面中出現(xiàn)的概率等相關概率數(shù)據(jù)。