而更好的解决了肩部的着凉问题。
[0028] 如图1所示，枕头的大体形状是波浪状外形，包括向上凸起的适于颈部的颈部区 域3和连接在颈部区域3后的放置头部的头部区域4,颈部区域3适合仰卧状态下的颈部状 态。但是根据性别、年龄、身高等不同条件，每个人所需要的合适的枕高是不同的，所以本发 明中的颈部区域3是空心结构，如图2剖面图所示，颈部区域3内部设有一个空腔5,空腔5 内安置了一个增高部6,增高部6可以在空腔5中移动，枕头还包括有控制器7和充气泵，充 气泵连接增高部6,控制器7控制增高部6的高度。如图3所示，控制器7通过第一连接杆 8、第二连接杆9和第三连接杆10等三个连接杆连接增高部6,控制器7连接第一连接杆8， 第一连接杆8通过第一连接体连接第二连接杆9,第二连接杆9通过第二连接体连接第三连 接杆10,连接体控制连接杆的正常运动和卡合停止，控制器7安装在枕头的旁边，第一连接 杆8伸入空腔5内，第二连接杆9带动增高部6左右移动，第三连接杆10根据控制器7指 令带动增高部6前后移动，三个连接杆之间的相互运动配合从而保证了增高部6能够及时 的运动到使用者的颈部下，在使用者侧卧的时候或使用者随意移动的时候，枕头及时增高 从而保证使用者的舒适性。
[0029] 第一连接杆8和第三连接杆10是伸缩卡合结构，能够长短伸缩，改变连接杆的长 度，第二连接杆9的一侧是中空结构，第二连接杆9通过第一连接体在第一连接杆8的固定 下左右运动，即第一连接杆在第二连接杆内，第二连接杆依靠第一连接体左右活动，第二连 接体上设有凸起可以固定在第二连接杆9端头内，停止在控制器7的指令位置处，由于第三 连接杆10也是伸缩结构，第三连接杆自身的前后伸缩带动增高部6前后移动。此外，由于性 别不同、年龄不同、身高不同，导致每个人需要的枕高也是不同的，所以本发明中的增高部6 中只有微量的气体，当增高部6移动颈部下时，增高部6的表面设有一个颈部压力传感器， 当控制器7监测到颈部压力传感器符合人体的压力数据时才是最佳状态，不符合最佳状态 数据时，增高部6开始充气直到颈部压力传感器监测到的数据符合系统中的最佳数据，当 控制器7监测到使用者仰卧需要放气时，增高部6放气，保证使用者的最佳使用状态。
[0030] 为了保证增高部6的及时移动，就需要对使用者的头部状态进行检测，本发明中 是对通过对脸部的姿态识别进行头部状态确定。枕头的控制器7中还设置了摄像头进行脸 部图像采集，摄像头安装在枕头所在点的上方屋顶或者墙角处，采集视野大，图像清晰，不 会由于使用者的随意移动导致采集图像失败。摄像头连接控制器7,控制器7通过分析采集 到的图像进行脸部姿态判断，从而推测出头部状态，发出指令到连接体移动增高部6。本发 明中摄像头不需要时刻拍照对使用者进行监测，枕头中均匀安置了数个压力传感器，优选 情况是，五个传感器安置在枕头的四角与中心，时刻监测枕头受到的压力大小，当控制器7 检测到压力大小突变时，摄像头采集图像信息，进行数据分析，增高部6及时移动到使用者 的颈下。本发明中采用至少五个传感器是保证了压力传感器在枕头区域中使用者头部的随 意移动时都能监测到头部的移动。
[0031] 为了增大压力检测准确性，为了避免压力检测过程中切向力和法向力之间的相互 影响导致的压力检测值准确度不高的问题，而且使用者在使用枕头状态时，枕头的状态不 确定，受到头部的挤压，枕头不仅仅受到单独的法向压力，还有斜向力，总体而言枕头受到 三维方向的各个方向力的作用，为了提高压力传感器检测的准确性，更好的实现智能枕头 自动调整的数据基础，所以本发明中对压力传感器进行了改进。
[0032] 本发明中采用的压力传感器是电容式三维力传感器，所述传感器包括控制单元、 与控制单元分别连接的X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合，所述X方向 差动电容单元组合通过电容值相减计算X方向的切向力且消除Y方向切向力影响，所述Y 方向差动电容单元组合通过电容值相减计算Y方向的切向力且消除X方向切向力影响，所 述X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合的电容值求和计算电容传感器的法 向力且消除切向力影响。所述X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合均包 括两个以上相互形成差动的电容单元模块，所述电容单元模块采用由两个以上的条状电容 单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极。 所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长 度，驱动电极长度两端分别预留左差位S左和右差位S右，b0驱=b0感+S右+ S左，其中，b0驱 为条状电容单元的驱动电极长度，b(^为条状电容单元的感应电极长度。所述差位= 8$，且，其中屯为弹性介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，t_为最大应力 值。所述两组相互形成差动的电容单元模块的条状电容单元的驱动电极和感应电极沿宽度 方向设有初始错位偏移，错位偏移大小相同、方向相反。所述梳齿状结构包括20个以上条 状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间 距a s。所述平行板面积S = M (%+a s) k，其中，条M为条状电容单元数量，k为条状电容单 元的长度，％条状电容单元的宽度。所述电容单元模块的每个条状电容单元的引线通过并 联或者独立连接到控制单元。所述条状电容单元的宽度ao =￥，其中，屯为介质厚度，E为 弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述控制单元和电容单元模块之间设有 中间变换器，中间变换器用于设置电压对电容或频率对电容的传输系数。
[0033] 1、条状电容单元的转换特性
[0034] (1)激励信号和坐标系
[0035] 将条状电容单元置于图4所示的直角坐标系中，极板平面长度k、宽度％、弹性介 质厚度屯。三维激励施加于电容极板的外表面，产生的接触式作用力具有Fx、Fy和Fz三 个方向分量，Fx和Fy的作用方向沿X轴和Y轴，Fz的作用方向沿0Z轴，即S方向，法向和 切向应力均为一种应力张量，从电极的引线间即可输出电容的响应；法向应力〇 n= Fn/A， 其中A = aQ -b。为极板法向受力面，Fn = Fz为法向分量；两侧表面上产生成对的切向应力 T x= Fx/A，T y= Fy/A〇
[0036]根据弹性力学中的虎克定律，〇"和tx，Ty都将使弹性体产生相应的变形。其中，
[0037]
[0038]
[0039]
[0040] 式中，E为弹性介质的杨氏模量（单位：GN/m2)，G为弹性介质的抗剪模量（单位： GN/m2)，S n为弹性介质的法向位移（单位：y m)，而S x和S y为条状电容单元上下两极 板的相对错位（单位：um)，其正负号由坐标轴指向决定。
[0041] (2)电容公式及其输入输出特性
[0042] 矩形平行板电容器的初始电容为：
[0043]
(4)
[0044] 式中，eQ真空介质电常数为8. 85PF/m，e ^ 2. 5为电介质的相对介电常数。dQ 受〇n的激励产生相对变形en= S 〇 "/E，代入⑷得到输入输出特性
[0045]
(5)
[0046] (3)法向应力作用下的线性度和灵敏度
[0047] a、法向线性度
[0048] 在（5)式中F#分母中，故Cn=f(Fn)的关系是非线性的，因转换量程中的最大 值与介质弹性常数E相比，e n是个很小的量，即分母中e n〈〈l，将（5)按级数展开并 略去二次方以上的高阶无穷小，（5)式可简化为：
[0049]
(6)
[0050] 可见在(；与Fn的转换特性中的法向线性度的最大相对误差接近于零。
[0051] b、灵敏度
[0052] 按法向灵敏度的定义Sn = °Fn
[0053] 按（6)式可得线性灵敏度，
[0054] Snl=C〇/AE= e〇er/d〇E (7)
[0055] 而按（5)式则
[0056]
(8)
[0057] Sn2?Fn而变，Fn愈大，S&愈大，在整个转换特性上呈轻微非线性。
[0058] (4)切向应力TjPty激励下的电容变化
[0059] 切向应力tjPty并不改变极板的几何尺寸参数b。和a。，对介质厚度dQ也不产 生影响。然而^和ty改变了平行板电容器的空间结构，正向面对的上下极板之间发生了 错位偏移。现以0X方向为例，极板在T x作用下的错位偏移sx。
[0060] 在图5中当"^为零时，aQ上=aQ下是正对的，基板之间有效截面A T= aQ ? b。;在 图6中，在tx右向的作用下，上极板相对于下极板产生了向右的错位偏移S x，从而使上下 极板之间在计算电容时