一种数学概率教学模拟器及其控制系统的制作方法

本发明涉及数学教具领域，具体的说是一种数学概率教学模拟器及其控制系统。

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。

概率实验一般包括摸球游戏，掷硬币，转转盘，投针试验，掷图钉和掷瓶盖等实验，

其中，蒲丰投针试验主要指：

1)取一张白纸，在上面画上许多条间距为a的平行线。

2)取一根长度为l(l≤a/2)的针，随机地向画有平行直线的纸上掷n次，观察针与直线相交的次数，记为m。

3)计算针与直线相交的概率.

蒲丰投针实验是第一个用几何形式表达概率问题的例子，他首次使用随机实验处理确定性数学问题，为概率论的发展起到一定的推动作用。

上述实验都应该让学生亲身做，这些实验比较简单，实验结果也不复杂，可操作性强。通过亲身做可以更好的体会事件发生的频率，及频率与概率的联系与区别，体会大量重复实验时频率可以作为事件发生概率的估计值。

学生亲自做掷硬币实验和投针试验有以下几个作用：

1.有助于学生体会随机现象的特点。在进行试验及对试验数据的分析中，学生将逐渐体会到随机现象的不确定性，以及大量重复试验所呈现的规律性。

2.通过概率实验，有助于学生澄清一些错误认识。通过亲自做实验，学生可以在实验的过程当中去体会事情发生的不确定性；对于那些还存在的困惑，尤其是与经验不符的结果，通过实验，澄清错误认识，让学生信服。

现有的人工掷硬币(投针)实验往往是通过一人手抛硬币(手抛针)，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，因而上述掷硬币(手抛针)概率实验的方法需要耗费大量人力物力，且影响实验效率；所以现在的数学概率掷硬币(手抛针)实验往往采用计算机进行模拟，计算机模拟实验使得学生无法参与到概率实验中，或者无法感受到切实的实验过程，从而无法使得学生加深对概率的理解；鉴于此，现急需一种能够使学生直观感受到掷硬币(投针)概率实验的乐趣，并且不影响实验效率的数学概率教学模拟设备。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明中所述的一种数学概率教学模拟器及其控制系统，其能够使学生直观感受到掷币(投针)实验的过程，增加学生对概率的兴趣和理解，且无需人工操作，具有较高的工作效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数学概率教学模拟器，包括机身、投币装置和投针装置；所述的投币装置位于机身前部，所述的投针装置位于机身后部。

所述的机身包括底板、支腿、前侧板、中支板、后侧板、一号环柱和二号环柱；底板下端面四周固连有四根支腿，底板前后两端分别对称固连有前侧板和后侧板，底板中部竖直固连有中支板，所述的一号环柱与二号环柱整体为“口”字型，一号环柱与二号环柱并列固连在机身右部，且一号环柱位于二号环柱右方；

所述的投币装置与投针装置均包括滑物装置、弹物装置、推物装置和运物装置，所述的投币装置整体均位于机身的前侧板与中支板之间，投币装置的滑物装置包括一号滑物板、限高块、一号固位杆、一号平动杆、一号挡币板、一号滑动柱、一号弹簧、一号铁块和一号电磁铁；所述的一号滑物板位于机身右部，一号滑物板沿机身从右往左逐步倾斜向下固连在机身上，且一号滑物板右端与一号环柱平滑固连，工作时，硬币可从一号滑物板右侧由重力作用滑至一号滑物板左侧，所述的前侧板与中支板之间的二号环柱左侧面均匀设置有三个一号嵌套柱，所述的一号嵌套柱中部设置有通槽，所述的限高块固连在前侧板与中支板之间的二号环柱下端面，限高块与一号滑物板的最近距离与实验用硬币的高度相等，从而使得在同一个区域内，每次经过限高块下方的硬币只能一枚枚的依次通过，从而不易造成大量硬币同时被弹射出去而影响检测结果的情况，所述的一号固位杆固连在二号环柱左侧的机身上，所述的一号平动杆位于一号固位杆与一号嵌套柱之间，所述的一号挡币板位于二号环柱左侧的一号滑物板上方，一号挡币板上从前往后均匀竖直固连有三个一号滑动柱，且三个一号滑动柱顶端均贯穿一号嵌套柱并固连在一号平动杆上，从而三个一号滑动柱可在一号嵌套柱内上下运动，进而带动一号挡币板上下运动，一号挡币板的作用是控制硬币在一号滑物板上的运动，当需要对硬币进行抛射时，则一号挡币板向上运动，使得硬币能够从一号挡币板下端滑至一号滑物板左侧，当有一枚硬币从一号挡币板下端滑向一号滑物板左侧后，一号挡币板再向下运动以阻隔其他硬币的继续下滑，从而避免众多硬币同时滑至一号滑物板左侧，进而避免众多硬币被同时抛出；所述的一号弹簧数量为三，三个一号弹簧顶端分别与三个一号嵌套柱相固连，三个一号弹簧底端固连在一号挡币板上，所述的一号平动杆上均匀固连有三个一号铁块，三个一号铁块正上方均布置有三个一号电磁铁，且三个一号电磁铁安装在一号固位杆上；初始状态下，各一号电磁铁不工作，各一号弹簧处于松弛状态，一号挡币板接触一号滑物板以阻隔硬币向左的滑动，当硬币在一号挡币板右侧且需要向一号滑物板左侧运动时，则外部控制器控制电磁继电器工作，电磁继电器控制各一号电磁铁工作，一号电磁铁因通电而产生磁性进而吸引一号平动杆上的各一号铁块向上运动从而与各一号电磁铁相吸附，于此同时，一号平动杆向上运动带动各一号滑动柱在一号嵌套柱内向上运动，从而使得一号挡币板向上运动以使得硬币从一号挡币板下方通过并滑动至一号滑物板左侧，此时各一号弹簧处于收缩状态；当硬币滑至一号挡币板左侧时，再使各一号电磁铁断电，进而使得一号挡币板在一号弹簧复位力的作用下重新与一号滑物板接触以继续阻隔硬币。

所述的投针装置整体位于机身的中支板与后侧板之间，投针装置的滑物装置包括二号滑物板、限流板、五个挡针装置和二号固位杆，所述的二号滑物板位于机身右部，二号滑物板沿机身从右往左逐步倾斜向下固连在机身上，且二号滑物板右端与一号环柱平滑固连，二号滑物板上端面设置有四条曲线型的限流板，四条限流板将二号滑物板分隔成五个滑针区，工作时，进入二号滑物板右端的实验用针在二号滑物板上滑动至各滑针区内，滑针区的设计使得各实验用针能够分批次被弹射出去，而不至于大量实验用针被堆积并被同时抛射出去，而大量实验用针被同时抛射可能会造成针在底板上的碰撞和堆叠进而对实验结果产生不利影响，从而限流板的设计能够避免上述影响；所述的后侧板与中支板之间的二号环柱左侧面均匀设置有五个二号嵌套柱，所述的二号嵌套柱中部设置有通槽，所述的五个挡针装置分别位于五个二号嵌套柱内，四条限流板均位于挡针装置右方，且各挡针装置右方分别对应一个滑针区，所述的二号固位杆固连在二号环柱左侧的机身上；工作时，各挡针装置可控制不同滑针区内实验用针在二号滑物板上的滑动与否；

五个挡针装置均包括二号平动杆、二号挡币板、二号滑动柱、二号弹簧、二号铁块和二号电磁铁；所述的各二号平动杆均位于二号固位杆与二号嵌套柱之间，所述的二号挡币板位于二号环柱左侧的二号滑物板上方，二号挡币板中部竖直固连有二号滑动柱，且各挡针装置的各二号滑动柱顶端均分别贯穿各二号嵌套柱并固连在对应的二号平动杆上，所述的二号弹簧顶端与二号嵌套柱相固连，二号弹簧底端固连在二号挡币板上，所述的二号平动杆上固连有二号铁块，二号铁块正上方布置有二号电磁铁，且各二号电磁铁均匀安装在二号固位杆上；初始状态下，各挡针装置的二号电磁铁不工作，各二号弹簧处于松弛状态，各二号挡币板接触二号滑物板以阻隔实验用针向左的滑动，当实验用针在某个挡针装置的二号挡币板右侧，且需要向二号滑物板左侧运动时，则外部控制器控制电磁继电器工作，电磁继电器控制该二号电磁铁工作，二号电磁铁因通电而产生磁性进而吸引该二号平动杆的二号铁块向上运动从而与该二号电磁铁相吸附，于此同时，二号平动杆向上运动带动二号滑动柱在二号嵌套柱内向上运动，从而使得二号挡币板向上运动以使得实验用针从该二号挡币板下方通过并滑动至二号滑物板左侧，此时该挡针装置的二号弹簧处于收缩状态；当实验用针滑至二号挡币板左侧时，再使对应的该二号电磁铁断电，进而使得二号挡币板在二号弹簧复位力的作用下重新与二号滑物板接触以继续阻隔该滑针区内的实验用针，通过重复上述工作来实现对不同滑针区内实验用针的阻隔与否。

所述的投币装置与投针装置的弹物装置均包括弹物板、转板轴、撑物板、弹物弹簧、伸缩气囊、储气罐、通气软管和气泵；所述的弹物板通过转板轴转动安装在机身上，且弹物板位于滑物装置左下方，工作时，一号滑物板上的硬币或二号滑物板上的实验用针分别滑落至投币装置或投针装置的弹物板上，所述的撑物板包括竖遮板、斜撑板和横撑板，所述的竖遮板位于滑物装置左端正下方，竖遮板的作用是使得硬币(针)只能被抛射到竖遮板左侧的区域，以便于后续推物装置对硬币(针)的推送，斜撑板设置在竖遮板上端且位于弹物板下方，横撑板水平设置在竖遮板下端，所述的弹物弹簧一端固连在弹物板上，弹物弹簧另一端固连在斜撑板上，所述的储气罐安装在横撑板上端，所述的弹物板下端面均匀固连有两个伸缩气囊，两个伸缩气囊下端固连在撑物板上，所述的通气软管一端连接储气罐，通气软管另一端连通两个伸缩气囊，所述的气泵安装在通气软管上；初始状态下，弹物弹簧处于完全松弛状态，且伸缩气囊与气泵均不工作，此时弹物板与滑物装置左下端相接触，工作时，当硬币(针)位于弹物板上后，气泵工作使得以将伸缩气囊内的气体抽出，使得伸缩气囊处于负压收紧状态，此时弹物板逆时针旋转，弹物弹簧处于缩紧状态，接着，气泵工作使得伸缩气囊短时间快速充满气体，并且弹物弹簧对弹物板施加反弹力，从而在伸缩气囊推送力与弹物弹簧反弹力的双重作用下，弹物板快速顺时针运动，从而硬币(针)在惯性的作用下被抛出。

所述的投币装置与投针装置的推物装置均包括推物板和推物气缸，所述的推物装置位于底板与弹物装置的横撑板之间，所述的推物气缸安装在底板上，所述的推物气缸前端固连有推物板；工作时，当硬币(针)被抛出到底板上后，则推物气缸伸出使得推物板向左平动，从而将硬币(针)推送出去。

所述的投币装置与投针装置的运物装置均包括落料斗、传送仓、传送滚筒和传送带，所述的传送仓底部位于底板左部下方，传送仓顶部位于一号环柱上端面上方，所述的落料斗整体为漏斗形，落料斗上端与底板左端面相固连，落料斗下端与传送仓底部相连通，所述的传送仓内安装有传送滚筒，传送带安装在传送滚筒上，传送带顶端位于一号环柱正上方，且传送带上均匀设置有扁平立方体传送板，所述的传送滚筒之一与外部电机主轴转动连接(图中未示出)；工作时，被推送出去的硬币(针)进入落料斗，再经落料斗进入传送仓，传送仓内的传送滚筒在外部电机的工作下带动传送带逆时针运动，在传送带运动的过程中，传送带上的传送板携带硬币(针)从底板左下方运动至一号滑物板(二号滑物板)正上方，接着硬币(针)再掉落至一号滑物板(二号滑物板)上，从而实现一个完整的循环扔硬币(针)的过程。

所述的前侧板与中支板之间的底板上均匀安装有图像识别传感器，图像识别传感器用于识别硬币正反面并将识别出的图像以电信号形式反馈给控制终端，从而实现对硬币正反面的统计。

所述的中支板与后侧板之间的底板上均匀设置有8-20根从左往右布置的感应线条，所述的各感应线条上均安装有红外感应器，且中支板与后侧板之间的底板上均匀安装有红外传感器；所述的红外传感器可用于感应被抛出的针的个数以及与感应线条相接触的针的个数，并将统计的数据以电信号形式反馈给控制终端，继而实现蒲丰投针实验的自动过程。

一种数学概率教学模拟器的控制系统，所述的控制系统包括可编程控制器、传感器单元、气压单元、伺服电机单元和伺服控制器；

所述可编程控制的输出端口连接传感器单元、气压单元、伺服电机单元和伺服控制器，用于控制传感器单元、气压单元、伺服电机单元和伺服控制器的工作；

所述的传感器单元包括图像识别传感器和红外感应器，传感器单元分析的信号能够实时反馈到可编程控制器，可编程控制器接收到传感器单元的反馈信息后，再将信息整理后向伺服电机单元和伺服控制器发送相关指令；

所述的气压单元用于控制投币装置与投针装置的气泵以及投币装置与投针装置的推物气缸工作，气压单元能够可选择的独立控制投币装置与投针装置的气泵中的一个进行工作，且气压单元能够可选择的独立控制投币装置与投针装置的推物气缸中的一个进行工作；

所述的伺服电机单元用于控制投币装置与投针装置的外部电机工作，且伺服电机单元能够可选择的独立控制投币装置与投针装置的外部电机中的一个进行工作；

所述的伺服控制器用于控制一号电磁铁和二号电磁铁的工作，且伺服控制器能够可选择的独立控制一号电磁铁和二号电磁铁中的一个工作；

所述的伺服控制器包括启动信号、停止信号、自动信号、原点信号、终点信号、工作点到位信号和原点复位信号。

有益效果：

(1)本发明所述的一种数学概率教学模拟器，其能够实现对硬币的自动弹射、自动记录硬币落地的正反面，以及将硬币进行自动收集以使得硬币能够自动循环的被弹射，全程自动化操作。

(2)本发明所述的一种数学概率教学模拟器，其能够实现对试验用针的自动弹射、自动记录落地的针的数量以及与感应线条相接触的针的数量，以及将针进行自动收集以使得针能够自动循环的被弹射，全程自动化操作。

(3)本发明所述的一种数学概率教学模拟器，其能够满足实验次数较多的数学概率实验的要求，具有较高的实验效率；并且，本发明的机身处于半封闭状态，学生能够在本发明周围清楚的对实验全过程进行全程观察，从而本发明相对于传统的计算机模拟过程来说，更能够使学生直观感受到掷币(投针)实验的过程，以增加学生对概率的兴趣和理解。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是图2的A-A方向剖视图；

图4是本发明的侧视图；

图5是本发明去除前侧板与后侧板后的结构示意图；

图6是图5的另一视角示意图；

图7是本发明投针装置处的局部结构示意图；

图8是本发明的控制系统图；

图中：机身1、投币装置2、投针装置3、底板11、支腿12、前侧板13、中支板14、后侧板15、一号环柱16、二号环柱17、一号嵌套柱171、二号嵌套柱172、滑物装置31、弹物装置32、推物装置33、运物装置34、一号滑物板311、限高块312、一号固位杆313、一号平动杆314、一号挡币板315、一号滑动柱316、一号弹簧317、一号铁块318、一号电磁铁319、二号滑物板301、滑针区3011、限流板302、挡针装置303、二号平动杆3031、二号挡币板3032、二号滑动柱3033、二号弹簧3034、二号铁块3035、二号电磁铁3036、二号固位杆304、弹物板321、转板轴322、撑物板323、竖遮板3231、斜撑板3232、横撑板3233、弹物弹簧324、伸缩气囊325、储气罐326、通气软管327、气泵328、推物板331、推物气缸332、落料斗341、传送仓342、传送滚筒343、传送带344、传送板3441。

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，下面结合实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本发明所述的一种数学概率教学模拟器，包括机身1、投币装置2和投针装置3；所述的投币装置2位于机身1前部，所述的投针装置3位于机身1后部。

所述的机身1包括底板11、支腿12、前侧板13、中支板14、后侧板15、一号环柱16和二号环柱17；底板11下端面四周固连有四根支腿12，底板11前后两端分别对称固连有前侧板13和后侧板15，底板11中部竖直固连有中支板14，所述的一号环柱16与二号环柱17整体为“口”字型，一号环柱16与二号环柱17并列固连在机身1右部，且一号环柱16位于二号环柱17右方；

所述的投币装置2与投针装置3均包括滑物装置31、弹物装置32、推物装置33和运物装置34，所述的投币装置2整体均位于机身1的前侧板13与中支板14之间，投币装置2的滑物装置31包括一号滑物板311、限高块312、一号固位杆313、一号平动杆314、一号挡币板315、一号滑动柱316、一号弹簧317、一号铁块318和一号电磁铁319；所述的一号滑物板311位于机身1右部，一号滑物板311沿机身1从右往左逐步倾斜向下固连在机身1上，且一号滑物板311右端与一号环柱16平滑固连，工作时，硬币可从一号滑物板311右侧由重力作用滑至一号滑物板311左侧，所述的前侧板13与中支板14之间的二号环柱17左侧面均匀设置有三个一号嵌套柱171，所述的一号嵌套柱171中部设置有通槽，所述的限高块312固连在前侧板13与中支板14之间的二号环柱17下端面，限高块312与一号滑物板311的最近距离与实验用硬币的高度相等，从而使得在同一个区域内，每次经过限高块312下方的硬币只能一枚枚的依次通过，从而不易造成大量硬币同时被弹射出去而影响检测结果的情况，所述的一号固位杆313固连在二号环柱17左侧的机身1上，所述的一号平动杆314位于一号固位杆313与一号嵌套柱171之间，所述的一号挡币板315位于二号环柱17左侧的一号滑物板311上方，一号挡币板315上从前往后均匀竖直固连有三个一号滑动柱316，且三个一号滑动柱316顶端均贯穿一号嵌套柱171并固连在一号平动杆314上，从而三个一号滑动柱316可在一号嵌套柱171内上下运动，进而带动一号挡币板315上下运动，一号挡币板315的作用是控制硬币在一号滑物板311上的运动，当需要对硬币进行抛射时，则一号挡币板315向上运动，使得硬币能够从一号挡币板315下端滑至一号滑物板311左侧，当有一枚硬币从一号挡币板315下端滑向一号滑物板311左侧后，一号挡币板315再向下运动以阻隔其他硬币的继续下滑，从而避免众多硬币同时滑至一号滑物板311左侧，进而避免众多硬币被同时抛出；所述的一号弹簧317数量为三，三个一号弹簧317顶端分别与三个一号嵌套柱171相固连，三个一号弹簧317底端固连在一号挡币板315上，所述的一号平动杆314上均匀固连有三个一号铁块318，三个一号铁块318正上方均布置有三个一号电磁铁319，且三个一号电磁铁319安装在一号固位杆313上；初始状态下，各一号电磁铁319不工作，各一号弹簧317处于松弛状态，一号挡币板315接触一号滑物板311以阻隔硬币向左的滑动，当硬币在一号挡币板315右侧且需要向一号滑物板311左侧运动时，则外部控制器控制电磁继电器工作，电磁继电器控制各一号电磁铁319工作，一号电磁铁319因通电而产生磁性进而吸引一号平动杆314上的各一号铁块318向上运动从而与各一号电磁铁319相吸附，于此同时，一号平动杆314向上运动带动各一号滑动柱316在一号嵌套柱171内向上运动，从而使得一号挡币板315向上运动以使得硬币从一号挡币板315下方通过并滑动至一号滑物板311左侧，此时各一号弹簧317处于收缩状态；当硬币滑至一号挡币板315左侧时，再使各一号电磁铁319断电，进而使得一号挡币板315在一号弹簧317复位力的作用下重新与一号滑物板311接触以继续阻隔硬币。

所述的投针装置3整体位于机身1的中支板14与后侧板15之间，投针装置3的滑物装置31包括二号滑物板301、限流板302、五个挡针装置303和二号固位杆304，所述的二号滑物板301位于机身1右部，二号滑物板301沿机身1从右往左逐步倾斜向下固连在机身1上，且二号滑物板301右端与一号环柱16平滑固连，二号滑物板301上端面设置有四条曲线型的限流板302，四条限流板302将二号滑物板301分隔成五个滑针区3011，工作时，进入二号滑物板301右端的实验用针在二号滑物板301上滑动至各滑针区3011内，滑针区3011的设计使得各实验用针能够分批次被弹射出去，而不至于大量实验用针被堆积并被同时抛射出去，而大量实验用针被同时抛射可能会造成针在底板11上的碰撞和堆叠进而对实验结果产生不利影响，从而限流板302的设计能够避免上述影响；所述的后侧板15与中支板14之间的二号环柱17左侧面均匀设置有五个二号嵌套柱172，所述的二号嵌套柱172中部设置有通槽，所述的五个挡针装置303分别位于五个二号嵌套柱172内，四条限流板302均位于挡针装置303右方，且各挡针装置303右方分别对应一个滑针区3011，所述的二号固位杆304固连在二号环柱17左侧的机身1上；工作时，各挡针装置303可控制不同滑针区3011内实验用针在二号滑物板301上的滑动与否；

五个挡针装置303均包括二号平动杆3031、二号挡币板3032、二号滑动柱3033、二号弹簧3034、二号铁块3035和二号电磁铁3036；所述的各二号平动杆3031均位于二号固位杆304与二号嵌套柱172之间，所述的二号挡币板3032位于二号环柱17左侧的二号滑物板301上方，二号挡币板3032中部竖直固连有二号滑动柱3033，且各挡针装置303的各二号滑动柱3033顶端均分别贯穿各二号嵌套柱172并固连在对应的二号平动杆3031上，所述的二号弹簧3034顶端与二号嵌套柱172相固连，二号弹簧3034底端固连在二号挡币板3032上，所述的二号平动杆3031上固连有二号铁块3035，二号铁块3035正上方布置有二号电磁铁3036，且各二号电磁铁3036均匀安装在二号固位杆304上；初始状态下，各挡针装置303的二号电磁铁3036不工作，各二号弹簧3034处于松弛状态，各二号挡币板3032接触二号滑物板301以阻隔实验用针向左的滑动，当实验用针在某个挡针装置303的二号挡币板3032右侧，且需要向二号滑物板301左侧运动时，则外部控制器控制电磁继电器工作，电磁继电器控制该二号电磁铁3036工作，二号电磁铁3036因通电而产生磁性进而吸引该二号平动杆3031的二号铁块3035向上运动从而与该二号电磁铁3036相吸附，于此同时，二号平动杆3031向上运动带动二号滑动柱3033在二号嵌套柱172内向上运动，从而使得二号挡币板3032向上运动以使得实验用针从该二号挡币板3032下方通过并滑动至二号滑物板301左侧，此时该挡针装置303的二号弹簧3034处于收缩状态；当实验用针滑至二号挡币板3032左侧时，再使对应的该二号电磁铁3036断电，进而使得二号挡币板3032在二号弹簧3034复位力的作用下重新与二号滑物板301接触以继续阻隔该滑针区3011内的实验用针，通过重复上述工作来实现对不同滑针区3011内实验用针的阻隔与否。

所述的投币装置2与投针装置3的弹物装置32均包括弹物板321、转板轴322、撑物板323、弹物弹簧324、伸缩气囊325、储气罐326、通气软管327和气泵328；所述的弹物板321通过转板轴322转动安装在机身1上，且弹物板321位于滑物装置31左下方，工作时，一号滑物板上的硬币或二号滑物板上的实验用针分别滑落至投币装置2或投针装置3的弹物板321上，所述的撑物板323包括竖遮板3231、斜撑板3232和横撑板3233，所述的竖遮板3231位于滑物装置31左端正下方，竖遮板的作用是使得硬币(针)只能被抛射到竖遮板左侧的区域，以便于后续推物装置对硬币(针)的推送，斜撑板3232设置在竖遮板3231上端且位于弹物板321下方，横撑板3233水平设置在竖遮板3231下端，所述的弹物弹簧324一端固连在弹物板321上，弹物弹簧324另一端固连在斜撑板3232上，所述的储气罐326安装在横撑板3233上端，所述的弹物板321下端面均匀固连有两个伸缩气囊325，两个伸缩气囊325下端固连在撑物板323上，所述的通气软管327一端连接储气罐326，通气软管327另一端连通两个伸缩气囊325，所述的气泵328安装在通气软管327上；初始状态下，弹物弹簧324处于完全松弛状态，且伸缩气囊325与气泵328均不工作，此时弹物板321与滑物装置31左下端相接触，工作时，当硬币(针)位于弹物板321上后，气泵328工作使得以将伸缩气囊325内的气体抽出，使得伸缩气囊325处于负压收紧状态，此时弹物板321逆时针旋转，弹物弹簧324处于缩紧状态，接着，气泵328工作使得伸缩气囊325短时间快速充满气体，并且弹物弹簧324对弹物板321施加反弹力，从而在伸缩气囊325推送力与弹物弹簧324反弹力的双重作用下，弹物板321快速顺时针运动，从而硬币(针)在惯性的作用下被抛出。

所述的投币装置2与投针装置3的推物装置33均包括推物板331和推物气缸332，所述的推物装置33位于底板11与弹物装置32的横撑板3233之间，所述的推物气缸332安装在底板11上，所述的推物气缸332前端固连有推物板331；工作时，当硬币(针)被抛出到底板11上后，则推物气缸332伸出使得推物板331向左平动，从而将硬币(针)推送出去。

所述的投币装置2与投针装置3的运物装置34均包括落料斗341、传送仓342、传送滚筒343和传送带344，所述的传送仓342底部位于底板11左部下方，传送仓342顶部位于一号环柱16上端面上方，所述的落料斗341整体为漏斗形，落料斗341上端与底板11左端面相固连，落料斗341下端与传送仓342底部相连通，所述的传送仓342内安装有传送滚筒343，传送带344安装在传送滚筒343上，传送带344顶端位于一号环柱16正上方，且传送带344上均匀设置有扁平立方体传送板3441，所述的传送滚筒343之一与外部电机主轴转动连接(图中未示出)；工作时，被推送出去的硬币(针)进入落料斗341，再经落料斗341进入传送仓342，传送仓342内的传送滚筒343在外部电机的工作下带动传送带344逆时针运动，在传送带344运动的过程中，传送带344上的传送板3441携带硬币(针)从底板11左下方运动至一号滑物板311(二号滑物板301)正上方，接着硬币(针)再掉落至一号滑物板311(二号滑物板301)上，从而实现一个完整的循环扔硬币(针)的过程。

所述的前侧板13与中支板14之间的底板11上均匀安装有图像识别传感器，图像识别传感器用于识别硬币正反面并将识别出的图像以电信号形式反馈给控制终端，从而实现对硬币正反面的统计。

所述的中支板14与后侧板15之间的底板11上均匀设置有8-20根从左往右布置的感应线条，所述的各感应线条上均安装有红外感应器，且中支板14与后侧板15之间的底板11上均匀安装有红外传感器；所述的红外传感器可用于感应被抛出的针的个数以及与感应线条相接触的针的个数，并将统计的数据以电信号形式反馈给控制终端，继而实现蒲丰投针实验的自动过程。

一种数学概率教学模拟器的控制系统，所述的控制系统包括可编程控制器、传感器单元、气压单元、伺服电机单元和伺服控制器；

所述可编程控制的输出端口连接传感器单元、气压单元、伺服电机单元和伺服控制器，用于控制传感器单元、气压单元、伺服电机单元和伺服控制器的工作；

所述的传感器单元包括图像识别传感器和红外感应器，传感器单元分析的信号能够实时反馈到可编程控制器，可编程控制器接收到传感器单元的反馈信息后，再将信息整理后向伺服电机单元和伺服控制器发送相关指令；

所述的气压单元用于控制投币装置2与投针装置3的气泵328以及投币装置2与投针装置3的推物气缸332工作，气压单元能够可选择的独立控制投币装置2与投针装置3的气泵328中的一个进行工作，且气压单元能够可选择的独立控制投币装置2与投针装置3的推物气缸332中的一个进行工作；

所述的伺服电机单元用于控制投币装置2与投针装置3的外部电机工作，且伺服电机单元能够可选择的独立控制投币装置2与投针装置3的外部电机中的一个进行工作；

所述的伺服控制器用于控制一号电磁铁319和二号电磁铁3036的工作，且伺服控制器能够可选择的独立控制一号电磁铁319和二号电磁铁3036中的一个工作；

所述的伺服控制器包括启动信号、停止信号、自动信号、原点信号、终点信号、工作点到位信号和原点复位信号。

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的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权利要求书及其等效物界定。