发光二极管VD2的正极和发光二极管VD3的正极连接在一起，引脚4与地之间接电容4后通过5V端连接到外部的5V电源适配器，由外部的5V电源适配器提供充电电源，引脚7与发光二极管VD2的负极之间连接电阻R14，引脚6与发光二极管VD3的负极之间连接电阻R15，引脚5连接单刀双掷开关K的分电极I处，单刀双掷开关K的公共电极O连接速断熔断器FU的一端，速断熔断器FU的另一端连接可充电锂电池Bat的正极，可充电锂电池Bat的负极接地，单刀双掷开关K的分电极2为电源电路的输出电源端Vdd，所述的电源电路由输出电源端Vdd向各单元电路供电，其中发光二极管(VD2、VD3)分别用于指示正在充电和停止充电，设置速断熔断器FU用于保护可充电锂电池Bat。
[0045]当切换单刀双掷开关K关闭本装置时，则可充电锂电池Bat连接到锂电池充电电路的充电输出端，此时若锂电池充电电路连接到外接的5V电源适配器供电，则可以自动完成对可充电锂电池的充电；当切换单刀双掷开关K使本装置工作时，则可充电锂电池Bat从锂电池充电电路的充电输出端断开，可充电锂电池Bat经单刀双掷开关K和速断熔断器FU向本装置各单元电路供电，其中设置发光二极管(VD2、VD3)分别用于指示正在充电和停止充电。
[0046]如附图3所示，所述放大检测电路包括一片运放IC2，所述运放IC2为通用集成四运放LM324，封装为S0P14，运放IC2-A、运放IC2-B和运放IC2-C是IC2中的三个运放，运放IC2的正电源端接电源Vdd，负电源端接地(参考电位)，电容C9与电容ClO并联后连接至运放IC2的正电源端与负电源端之间，所述超声波接收头JZR的一端接地，另一端连接电阻R3，电阻R4的一端连接运放IC2-A的输出端，另一端连接电阻R3，运放IC2-A的反相输入端连接电阻R3与R4的公共连接点上，电容C2的一端连接运放IC2-A的输出端，另一端连接电阻R5，电阻R6的一端连接运放IC2-B的输出端，另一端连接电阻R5，运放IC2-B的反相输入端连接电阻R5与R6的公共连接点上，使用晶振JZD实现带通滤波的功能，晶振JZD的谐振频率与超声波接收头JZR的谐振中心频率相同，晶振JZD的一端连接运放IC2-B的输出端，另一端连接电阻R7，电阻R8的一端连接运放IC2-C的输出端，另一端连接电阻R7，运放IC2-C的反相输入端连接电阻R7与R8的公共连接点上，电阻R2与电容Cl并联后一端接地，另一端连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接运放IC2的正电源端，电阻R1、电阻R2和电容Cl三者相连的公共节点处连接至运放IC2-A、运放IC2-B和运放IC2-C的同相输入端，电容C3的一端连接运放IC2-C的输出端，另一端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接三极管V的基极，二极管VDl的负极连接三极管V的基极，其正极连接三极管V的发射极，三极管V的发射极接地，三极管V的集电极连接电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接电源Vdd，其中运放IC2-A、电阻R3和电阻R4组成第一级放大电路，运放IC2-B、电阻R5和电阻R6组成第二级放大电路，运放IC2-C、电阻R7和电阻R8组成第三级放大电路，电容(C2、C3)为耦合电容，使用40KHz晶振JZD实现带通滤波器的功能，当然40KHz晶振JZD也可用对应频率的声表面滤波器，简化了电路结构，三极管V、电阻(R9、R10)和二极管VDl组成脉冲转换电路，把放大后的有用电信号转换为对应频率的脉冲信号，三极管V的集电极连接至单片机IC2的引脚1，由三极管V的集电极向单片机IC2的引脚I输入脉冲信号。
[0047]尽管超声波接收头JZR对其中心频率(40KHz)的超声波有很好的接收效果，但当环境噪音达到一定的强度时，超声波接收头JZR也会输出一定幅度的电信号，把该信号加以利用就可以实现环境噪音强度的检测，而采用本实用新型所述的超声波接收头JZR结合放大检测电路可以实现超声波回波的接收和环境噪音强度检测两种功能，一物两用，且环境噪音强度的检测功能先于超声波测距功能执行，以提醒用户选择良好的学习环境，另外过强的环境噪音也会干扰放大检测电路的正常工作，所以此项设置也可保证本实用新型超声波测距功能的正常发挥。
[0048]所述超声波发射头JZT直接连接单片机ICl，由单片机ICl的一个I/O 口(引脚15)直接驱动超声波发射头JZT向外发射超声波，简化了电路结构，所述超声波发射头JZT还串联一电阻RH，降低单片机ICl和超声波发射头JZT的功耗。
[0049]所述超声波发射头JZT和超声波接收头JZR的中心频率为40KHz。
[0050]所述超声波发射头(JZT)和超声波接收头(JZR)的直径不超过10mm。
[0051]单片机电路包括一片单片机ICl和两个电源退耦滤波电容(C4、C5)，单片机ICl的型号为STC15W201S，封装为SOP16，它采用内部高精度RC时钟，不安装外部时钟晶振，性价比高，非常有利于降低本实用新型的成本和缩小本发明的体积。
[0052]电容器C4和电容器C5并联后连接在单片机ICl的引脚6与引脚8之间，引脚6连接电源Vdd，引脚8接地，单片机ICl的引脚15作为Pl.0 口使用，且该端口工作于强推挽输出模式，单片机ICl的引脚(2、4、16)工作于准双向口模式，其引脚I作为其内部定时器/计数器TO的输入端，引脚11作为单片机ICl的中断INTO的中断源输入端，且中断INTO为高级中断，并采用下降沿或低电平触发中断，单片机ICI的内部定时器/计数器TO和定时器/计数器T2选择为低级中断，且定时器/计数器TO选择为计数器，定时器/计数器T2选择为定时器，低压检测中断LVD选择为高级中断。
[0053]所述语音电路包括一只语音芯片IC3，其型号为SC8035，封装为S0P8，工作于串行工作模式，其引脚5接地，引脚4接电源Vdd，引脚4与引脚5之间连接电容C6，引脚I与引脚5之间连接电容C7，引脚(6、7、8)分别连接单片机ICl的引脚(16、4、2)，压电蜂鸣器YS串联电阻R12后连接在语音芯片IC3的引脚2与引脚3之间。
[0054]所述压电蜂鸣器YS串联电阻R12，一方面可以使压电蜂鸣器YS的发音合适，另一方面可以大幅降低发音时的功耗。
[0055]所述双向滚珠开关SK内部包括两个对应左右倾斜动作的开关(K1、K2)，双向滚珠开关SK的两个开关(Κ1、Κ2)并联后，一端连接至单片机ICl的引脚11，，另一端接地。
[0056]设置微型双向滚珠开关SK(而不使用水银开关)用于检测头部与水平面之间的左右倾斜角度，环保节能、体积小；在用户正常的读写过程中，头部稍微向前倾斜，面部会自然地左右转动以适应读写姿势的需要，并有利于缓解疲劳，但随着身体或头部向前倾斜角度的增大，面部会开始呈现左右倾斜的姿态，即侧脸看书或写字，这一点在低年级的小学生中最明显，并且身体或头部向前倾斜的角度越大，这种姿态越有害，所以要求所述双向滚珠开关SK的水平动作角度(以水平面为基准)随人体向前倾斜角度(以垂直于水平面为基准)的增大而降低；考虑到正常的读写需要和缓解身体的疲劳，在用户使用正确的读写姿势时，双向角度开关的水平动作角度为20度?30度，所以设定双向角度开关SK的最大水平动作角度为35度(面部垂直于水平面时)，最小水平动作角度为零度(面部平行于水平面时)，对于非正常的读写姿势，如用户的头部上仰或下垂，则所述双向角度开关的水平动作角度为零度。
[0057]本实用新型采用测量发射超声波与接收超声波回波之间的时间差的超声波测距原理，测量用户眼睛至观察物之间的距离是否低于设定的限值，考虑到用户使用过程中可能存在手掌或其它物品的影响，该限值设定为24cm?29cm ;还有，虽然超声波的传播速度与空气的温度有关，但在用户的正常学习环境温度下，该误差不超过1cm，考虑到用户的身高差异，所以本实用新型的超声波测距不进行温度补偿。
[0058]当工作电压Vdd低于3V时，本实用新型的运放IC2有可能不能正常工作，实测表明，当工作电压Vdd高于4.5V时，本实用新型的语音芯片IC3的功耗明显增大，